-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Anordnung bzw. Verwendung mit einem Kraftfahrzeug.
-
Insbesondere betrifft die Erfindung die Bereitstellung von fahrzeugbezogenen Daten im zeitweise passiven oder stillgelegten Zustand des Kraftfahrzeugs, also insbesondere im gesicherten und abgestellten Zustand.
-
Eine auslesbare, passive Hochfrequenz-Transpondereinrichtung (ein RFID-Etikett oder auch RFID-Tag) ist mit einem nicht flüchtigen, d.h. persistenten Speicher gekoppelt. Die in diesem persistenten Speicher hinterlegten Daten können im passiven Zustand des Fahrzeugs mit einem Lesegerät ausgelesen werden.
-
Die Verwendung von Transpondersystemen, insbesondere passiven Transpondersystemen zur Kennung von Gegenständen ist bekannt. Auch die Verwendung in der Kraftfahrzeugtechnik bildet einen Teil des Standes der Technik.
-
Die
EP 1 084 423 beschreibt beispielsweise ein System, bei dem ein RFID-Tag mit einem Sensoreingang gekoppelt ist, um den Sensor auch im passiven Zustand des Fahrzeugs abzufragen. Auch bei der Identifizierung von Fahrzeugen, z.B. bei mautpflichtigen Straßen oder Sicherheitssperren werden RFID-Etiketten genutzt. Diese Transpondersysteme haben vielfältige Vorteile, da sie verdeckt angebracht werden können und auch widrigen Umweltbedingungen trotzen können.
-
RFID-Etiketten werden mittels Hochfrequenz-Lesevorrichtungen (Abfragevorrichtung) eingesetzt. Die Abfragevorrichtungen senden ein Hochfrequenzsignal als Trägersignal aus, welches die passive RFID-Einrichtung bei entsprechender Annäherung aktiviert. Das RFID-Etikette benötigt selbst keine dauerhafte Stromversorgung, es nutzt einen Teil der Feldenergie des Trägersignals von der Abfragevorrichtung zur Stromversorgung der internen Schaltungen.
-
Während des Abfragevorgangs verändert ein RFID-Etikette die Amplitude des Trägersignals der Abfragevorrichtung, indem eine Resonanzschaltung im Etikett geladen und entladen wird. Dazu muss die Resonanzschaltung auf die Frequenz des Trägersignals abgestimmt sein.
-
Der interne digitale Code des RFID-Etiketts ist üblicherweise fixiert und kann nur durch einen Befehl von der Abfragevorrichtung geändert werden. Es gibt Situationen, wo ein RFID-Etikett mit einem Ausrüstungsteil wie beispielsweise einem Ventil, einer Prozessüberwachungsvorrichtung usw. verbunden ist, der einen veränderlichen Status oder veränderliche Informationen aufweist. Dieser veränderliche Status bzw. diese veränderlichen Informationen stammen beispielsweise von einem oder mehreren binären Ein-Aus-Schaltern oder von einem analogen Sensor, der Druck, Temperatur, Spannung, Strom, Drehzahl, Feuchtigkeit, pH-Wert usw. erfasst, oder von einem digitalen Wert aus einem Zähler oder von einem Ausgangssignal eines Analog-Digital-Wandlers. Im Allgemeinen werden andere Mittel als das RFID-Etikett benötigt, um diesen veränderlichen Status bzw. diese veränderlichen Informationen zu lesen, beispielsweise ein Kontakt oder eine Verbindung zu dem Schalter, dem Sensor oder dem digitalen Wert, Ablesen eines Anzeigewertes oder Verwenden eines aktiven HF-Systems, das ständig Strom verbraucht.
-
Während es verschiedene Ansätze gibt, die passive Transpondertechnik mit Fahrzeugen zu verwenden, um diese zu identifizieren oder auch, wie in der genannten Druckschrift, aktualisierte Werte abzufragen, ist der Aufwand für solche Systeme oft hoch. Die vorgenannte Druckschrift bedient sich beispielsweise Sensorelementen, die von der RFID-Einrichtung im Abfragezustand versorgt werden, wobei Energie vom Abfragefeld der Abfragevorrichtung für die Sensoreinrichtung verwendet wird.
-
Da in Kraftfahrzeugen jedoch zahlreiche Sensoreinrichtungen bereits vorhanden sind, führt dies zu einer redundanten Ausbildung von Sensoreinrichtungen am Kraftfahrzeug.
-
Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, passive Abfragevorrichtungen zur Abfrage von erweiterten Fahrzeugdaten im passiven Zustand zugänglich zu machen.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
-
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, einem von der RFID-Einrichtung zugreifbaren Speicher aktualisierte Fahrzeugdaten im aktiven Betrieb des Fahrzeugs zuzuführen. Der Speicher, welcher mit der RFID-Einrichtung gekoppelt ist, ist ein nicht-flüchtiger (persistenter) Speicher, der als beschreibbarer Speicher ausgebildet ist.
-
Mit demselben persistenten Speicher ist eine aktive Schreibschaltung gekoppelt, die auf diesen Speicher mindestens schreibend zugreifen kann. Die Schreibschaltung ist jedoch nur im aktiven Betrieb des Fahrzeugs aktiv und bedarf einer Stromversorgung. Wenn das Fahrzeug betrieben wird ist über eine Kopplung der Schreibschaltung mit dem Steuersystem des Fahrzeugs eine Aktualisierung der Daten im persistenten Speicher möglich. Dazu greift die Schreibvorrichtung unter Steuerung eines Mikrocontrollers auf das Steuersystem des Fahrzeugs zu und fragt die relevanten Daten ab. Der Mikrocontroller verfügt aufgrund der Auslegung der Schreibschaltung auf die RFID-Einrichtung über die Information, an welcher Speicherstelle des persistenten Speichers eine bestimmte Fahrzeuginformation zu hinterlegen ist. Die RFID-Schaltung wiederum verfügt über die identischen Informationen, so dass eine einheitliche Belegung des persistenten Speichers sowohl beim Beschreiben durch die Schreibschaltung als auch beim Auslesen im passiven Betrieb durch die RFID-Schaltung gewährleistet ist.
-
Die Schreibschaltung aktualisiert oder beschreibt den persistenten Speicher zu vorgegebenen Zeitpunkten, so dass beim zeitweisen Stilllegen des Fahrzeugs jederzeit ein aktualisierter Datensatz in dem persistenten Speicher hinterlegt ist. Im rein passiven Betrieb, also selbst bei völliger Stromlosigkeit des gesamten Fahrzeugs (bspw. Schrottplatz oder nach einem Unfall) können die aktualisierten Fahrzeugdaten durch eine Abfragevorrichtung ausgelesen werden, da der Speicherzugriff des RFID-Tags auf den persistenten Speicher vollständig passiv, d.h. durch Betrieb mit Feldenergie aus dem Abfragefeld erfolgen kann.
-
Die Vorteile dieses Systems bestehen einerseits darin, dass die Fahrzeugdaten mit großer zeitlicher Aktualität jederzeit passiv auslesbar sind, sogar wenn das Fahrzeug sich nicht mehr in einem betriebsfähigen Zustand befindet. Andererseits kann das System auf im Fahrzeug ohnehin vorliegende Messwerte und Daten zurückgreifen, die im aktiven Betrieb jederzeit zur Abfrage verfügbar sind. Da sich diese Daten üblicherweise während des Stillstandes oder der zeitweisen Stilllegung des Fahrzeugs nicht ändern, braucht auch während dieser Zeit eine Aktualisierung des Systems nicht zu erfolgen.
-
Welche Arten von Daten im aktiven Betrieb erfasst und im persistenten Speicher hinterlegt werden hängt von der gewünschten Verwendung ab. Es kann sich um einzelne oder auch eine Vielzahl von unterschiedlichen Werten handeln, die während des Betriebs im Steuersystem des Fahrzeugs zur Verfügung stehen. Beispielsweise können diese Werte Informationen enthalten über Kilometerstand, verbleibende Kraftstoffmenge, Druck in den einzelnen Reifen, erfasste Motortemperaturen, Ortsdaten etc.
-
Es ist außerdem möglich, dass zu jeder Art von Datensatz mehrere Zeitwerte festgehalten werden, sofern eine Abstimmung zwischen RFID-Schaltung und Schreibschaltung vorhanden ist. Eine Zeitreihe von Messdaten kann auf diese Weise hinterlegt werden.
-
Es ist wesentlich, dass eine Hinterlegung der Daten im persistenten Speicher gemäß vorgegebenen Speicherplänen erfolgt, so dass die Daten auch tatsächlich an den Orten liegen, wo sie bei Abfrage der RFID-Einrichtung erwartet werden. Diese Bestimmung der Speicherplätze wird bei der Herstellung und Programmierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgegeben und kann später nur einheitlich verändert werden. Andererseits kann die RFID-Einrichtung auch den gesamten Speicherinhalt übertragen und eine Identifizierung der Daten kann nach Auslesung auf Nutzerseite erfolgen.
-
Während der Abfrage über die RFID-Einrichtung erfolgt keine aktuelle Erfassung der Datenwerte, es werden die Datenwerte ausgelesen, die zuvor, im aktiven Betrieb des Fahrzeugs, in dem Speicher hinterlegt wurden.
-
Das RFID-Etikett kann auf einem einzelnen Halbleiter-IC-Chip hergestellt werden, oder es kann aus mehreren Halbleiter-Einzelchips in einem einzelnen IC-Gehäuse bestehen. Es ist auch möglich, dass Mehrfachbaustein-RFID-Etiketten mit mehreren diskreten elektronischen Bausteinen in die erfindungsgemäße Vorrichtung integriert werden, einschließlich beispielsweise Mikrocontroller, Speicher, digitale Logikschaltungen, Analogschaltungen und diskrete und/oder monolithische Messwertwandler bzw. Sensoren. Wesentlich ist, dass ein passiver Zugriff über die Abfrage der RFID-Schaltung auf einen aktiv beschreibbaren Speicherbereich möglich ist.
-
In einer bevorzugten Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schreibschaltung mit einem Fahrzeug-Bussystem des Fahrzeugs gekoppelt.
-
Ein Fahrzeug-Bussystem, wie z.B. ein CAN-Bus dient der Vernetzung von Steuersystemen in Kraftfahrzeugen und bietet eine standardisierte Möglichkeit, die Daten über das Fahrzeugnetz abzufragen. Über die Busverbindung ist es der Schreibschaltung möglich, die Abfrage der relevanten Fahrzeugdaten vorzunehmen und die aktuellen Messwerte oder Systemwerte in die Speicherbereiche des persistenten Speichers zu schreiben.
-
Die eigentliche Einrichtung, bestehend aus RFID, persistentem Speicher und Schreibschaltung kann an beliebiger Stelle am Fahrzeug angeordnet werden, wobei eine Kopplung an das Bussystem des Fahrzeugs problemlos möglich sein sollte. Für die Anordnung am Kraftfahrzeug ist außerdem ausschlaggebend, wo eine problemlose Zugänglichkeit für ein Lesegerät vorhanden ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schreibschaltung so ausgebildet, dass sie im aktiven Betrieb des Fahrzeugs den persistenten Speicher in vorgegebenen zeitlichen Abständen aktualisiert.
-
Die zeitlichen Abstände können in Abhängigkeit von den hinterlegten Daten gewählt sein, beispielsweise genügt es, wenn ein Kilometerstand etwa alle 10 Minuten aktualisiert wird. Andere Werte können in noch größeren Zeitabständen aktualisiert werden.
-
In einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung wird die Schreibschaltung zur Aktualisierung des persistenten Speichers angesteuert, wenn ein Trigger-Signal von dem Steuersystem in der Schreibschaltung empfangen wird. Ein solches Trigger-Signal kann das Steuersystem beispielsweise aussenden, wenn der Zustand des Fahrzeugs verändert wird. Beispielsweise beim Ausschalten der Zündung kann die Schreibschaltung getriggert werden, um die letztgültigen Fahrzeugdaten in den persistenten Speicher zu schreiben. Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, dass nach erfolgreichem Schreibvorgang eine Rückmeldung an das Steuersystem des Fahrzeugs gesendet wird und dann die Stromversorgung des Schreibsystems abgeschaltet wird.
-
Der Trigger kann auch erzeugt werden, wenn bestimmte Werteschwellen überschritten werden, beispielsweise kann ein Trigger zur Aktualisierung des Speichers alle 100 km ausgelöst werden. Außerdem können auch andere Systemzustandsänderungen einen Trigger auslösen, beispielsweise führt die Erhöhung des Füllstandes im Tank zu einer Aktualisierung der persistenten Speichereinrichtung (Tankvorgang).
-
Die im persistenten Speicher und passiv abfragbaren Daten erleichtern es beispielsweise Mietwagenfirmen, Betreibern von Fuhrparks oder sonstigen Unternehmen in einfacher Weise die wesentlichen Kenndaten eines Fahrzeugs in einfacher Weise auszulesen.
-
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 6 zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass fahrzeugbezogene Daten im aktiven Betrieb des Fahrzeugs, also bei vorhandener Stromversorgung, von einem Steuersystem des Fahrzeugs ausgelesen werden, was beispielsweise mit einer Schreibschaltung oder Lese-/Schreibschaltung geschehen kann. Diese Fahrzeugdaten werden im aktiven Betrieb des Fahrzeugs in einem persistenten Speicher an vorgegebene Speicherpositionen geschrieben. Dieser persistente Speicher ist jedoch nicht nur von der Schreibschaltung beschreibbar sondern auch von einer passiven Hochfrequenz-Transpondereinrichtung lesbar. Die Fahrzeugdaten in dem persistenten Speicher werden also erfindungsgemäß während des aktiven Betriebs aktualisiert und bei Passivität des Fahrzeugs in einem persistenten Speicher vorgehalten, um mittels einer Hochfrequenz-Transpondereinrichtung auslesbar zu sein. Das Verfahren kann insbesondere unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Einrichtung umgesetzt werden.
-
Sowohl die erfindungsgemäße Vorrichtung als auch das erfindungsgemäße Verfahren erlauben es, aktualisierte Fahrzeugdaten in einem persistenten Speicher passiv zugreifbar zu halten. Die Daten können in diesem Speicher auch verschlüsselt hinterlegt sein, wenn die Schreibvorrichtung die Daten vor dem Schreiben in den persistenten Speicher verschlüsselt oder diese Daten sogar bereits verschlüsselt (z.B. von der Steuereinrichtung) empfängt. Dieser Weg der verschlüsselten Speicherung ist sicherer als eine ausschließlich verschlüsselte Übertragung mit einer Hochfrequenz-Transpondereinrichtung bei unverschlüsselter Speicherung im persistenten Speicher.
-
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt in schematischer Weise eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug.
-
2 zeigt in schematischer Weise den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 in Aufsicht gezeigt. Im Motorraum des Kraftfahrzeugs 1 ist eine zentrale Steuereinheit 2 angeordnet. Die zentrale Steuereinheit 2 ist über einen CAN-Bus 3 mit Steuer-, Betätigungs- und Sensierungsvorrichtungen im gesamten Fahrzeug verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße RFID-Vorrichtung 4 im Bereich der Konsole des Kraftfahrzeugs nahe der Windschutzscheibe angeordnet. Da die Anordnung wenig Platz erfordert ist eine Platzierung unmittelbar hinter der Windschutzscheibe oder unter der Abdeckung der Konsole möglich. Diese Platzierung erlaubt es mit einem Lesegerät 5 in bequemer Weise in den Bereich der RFID-Vorrichtung zu gelangen, ohne dass die Ausleseeinrichtung 5 in das Innere des Fahrzeugs bewegt werden muss. Eine Auslesung der RFID-Einrichtung 4 kann von außerhalb des Fahrzeugs stattfinden. Die Auslesevorrichtung 5 sendet ein hochfrequentes Trägersignal aus, welches die Fahrzeughülle, z.B. die Windschutzscheibe durchdringt und die RFID-Einrichtung erreicht. Die RFID-Einrichtung 4 entzieht dem ausgesandten Feld Energie, um als passive Einrichtung mit dieser Energie die Komponenten der Einrichtung zu betreiben. Dazu kann die Einrichtung 4 beispielsweise einen HF-Gleichstrom-Wandler, Logikkomponenten und Resonanzschaltungen enthalten. Durch die Energie des Feldes von der Ausleseeinrichtung 5 aktiviert ist die Einrichtung 4 in einen Zustand gebracht, in dem sowohl eine Auslesung des zu der RFID-Einrichtung 4 gehörenden Speichers initiiert werden kann als auch ein Schreibbefehl an die Einrichtung gesandt werden kann.
-
Wie vorstehend erläutert verfügt die Einrichtung 4 über einen persistenten Speicher, der im Betrieb des Fahrzeugs 1 durch die Steuereinrichtung 2 über den CAN-Bus mit Fahrzeugdaten versorgt wird. Dazu hat die Einrichtung 4 eine integrierte Schreibschaltung, welche die gewünschten Daten in dem persistenten Speicher im aktiven Betriebszustand des Fahrzeugs schreibt.
-
Die Einrichtung 4 kann auch an beliebiger anderer Position am Fahrzeug platziert werden. Es ist ersichtlich, dass auch bei stillgelegtem Fahrzeug in bequemer Weise wesentliche Fahrzeugdaten ausgelesen werden können, ohne einen tatsächlichen Zugriff auf das Fahrzeug bereitstellen zu müssen. Vielmehr genügt es, wenn das Lesegerät an die entsprechende Position gebracht wird und die gespeicherten Daten ausgelesen werden. Der Auslesevorgang kann daher auch durch Personen durchgeführt werden, die keinen Zugang zum Fahrzeug haben. Der Speicher der Einrichtung 4 kann mit beliebigen, im Betriebszustand des Fahrzeugs für die Steuereinrichtung 2 zugänglichen Daten gefüllt werden. Dazu können beispielsweise Kilometerstand, Tankanzeige oder auch Fehlerzustände des Fahrzeugs gehören. Auf diese Weise ist es beispielsweise für Mietwagenunternehmen möglich, eine rasche Zuordnung von Fahrzeugdaten zu einem Fahrzeug zu gewinnen. Zusammen mit den Daten kann auch eine Identifikationskennung auslesbar sein, die eine feste Identifikation des Fahrzeugs ermöglicht. Außerdem wird durch eine solche Einrichtung ermöglicht, dass beispielsweise Mitarbeiter und Betreuer eines Fuhrparks Informationen über die Fahrzeuge erhalten. Beispielsweise kann für Firmenfahrzeuge, die auf Parkflächen der Unternehmen abgestellt sind eine Überprüfung wesentlicher Fahrzeugdaten vorgenommen werden, auch wenn die Besitzer nicht zugegen sind. Werden beispielsweise in der Einrichtung 4 Fehlerdaten oder Kilometerstände hinterlegt kann ein autorisierter Servicebetreuer die auf dem Parkplatz abgestellten Fahrzeuge überprüfen, ohne die Nutzer des Fahrzeugs hinzuziehen zu müssen. Auch ein Handling von Ersatzschlüsseln etc. fällt weg. Um ggf. unautorisierten Auslesevorgängen vorzubeugen, kann eine Hinterlegung der Daten unter Verschlüsselung mit einem allgemeinen oder fahrzeugspezifischen Code erfolgen.
-
2 zeigt in schematischer Weise den Aufbau einer RFID-Einrichtung, wie sie in 1 zum Einsatz kommt. Die tatsächliche Realisierung ist für den Fachmann der RFID-Technik ohne weiteres möglich. Die Einrichtung 4 enthält in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zwei Komponenten, nämlich eine passive Komponente 10, bestehend aus RFID-Etikett- und persistentem Speicher und eine aktive Komponente 11, welche bei Fahrzeugbetrieb stromversorgt wird und die Schreibschaltung und eine Schnittstelle zum CAN-Bus aufweist. Im aktiven Betrieb werden über die CAN-Schnittstelle 11A Daten vom CAN-Bus abgefragt und der Schreibschaltung 11B zur Verfügung gestellt. Die Schreibschaltung verfügt über gespeicherte Informationen, welche Informationen an welche Position im persistenten Speicher zu speichern ist. Diese Informationen werden beim Design der Einrichtung 4 und der Programmierung des Mikrocontrollers in der Schreibschaltung 11B hinterlegt und auf den persistenten Speicher 10A und die RFID-Etiketten 10B angepasst. Ist das Fahrzeug zeitweise stillgelegt oder geparkt, ist die Komponente 11 stromlos und inaktiv. Im persistenten Speicher 10A sind jedoch weiterhin die im aktiven Betrieb hinterlegten Werte abrufbar. Bei einer Abfrage des RFID-Etiketts 10B wird das passive Element 10 aktiviert und nutzt die aus dem Abfragefeld gewonnene Energie um die Daten in dem persistenten Speicher 10A abzufragen und der Abfrageeinrichtung als Modulation im Hochfrequenzfeld bereitzustellen.
-
Andererseits ist es auch möglich, dass Schreibvorgänge im persistenten Speicher über die Abfragevorrichtung initiiert werden, also die passive Einrichtung 10 bei Inaktivität des Fahrzeugs zum Speichern von Werten im persistenten Speicher 10A genutzt wird. In diesem Fall ist das erfindungsgemäße Konzept derart erweiterbar, dass z.B. beim Fahrzeugstart der persistente Speicher abgefragt wird um mit dem Abfragegerät hinterlegte Werte beim Betrieb des Fahrzeugs zu berücksichtigen.
-
Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungen möglich. Wesentlich ist jedoch, dass erfindungsgemäß ein Speicher oder Speicherbereich vorgesehen ist, der im aktiven Betrieb des Fahrzeugs durch eine Schreibschaltung oder Steuereinrichtung zugreifbar und beschreibbar ist und als nicht flüchtiger Speicher im passiven Betrieb durch eine RFID-Vorrichtung abfragbar ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
