DE102011077474A1 - Verfahren und Ladestation zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die vergleichsweise langen Ladezeiten von Elektroautos bergen die Gefahr, dass in diesem Zeitraum Fahrzeugkomponenten unerlaubt durch Dritte entfernt werden. Die erfindungsgemäße Ladestation überwacht daher in vorgegebenen Zeitabständen während des Ladevorgangs die kommunikationstechnische Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponenten des angeschlossenen Elektroautos.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ladestation zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs während des Aufladens eines Fahrzeugakkumulators an der Ladestation.
  • Elektrofahrzeuge sind, wie auch herkömmliche Fahrzeuge, aus unterschiedlichen Komponenten aufgebaut, die potentiell der Gefahr eines Diebstahls unterliegen. Derartige Komponenten sind beispielsweise fest verbaut wie Felgen, Bremsen, Autositze oder sind temporär mit dem Elektrofahrzeug verbunden, wie beispielsweise Navigationsgeräte oder Musikabspielgeräte.
  • Bei Elektrofahrzeugen ist von dieser Gefahr insbesondere die Autobatterie betroffen, da sie ein Kernelement des Elektrofahrzeugs ist und einen erheblichen wirtschaftlichen Wert darstellt.
  • Als bekannte Gegenmaßnahmen sind Wegfahrsperren bekannt, um eine missbräuchliche Nutzung des Fahrzeuges zu verhindern. Dazu erfolgt eine Authentisierung des Fahrzeugsschlüssels. Dieser verfügt über eine Authentisierungseinheit, um eine Authentisierungsinformation an das Fahrzeug zu übertragen. Die hierzu notwendige Kommunikation zwischen Fahrzeug und Fahrzeugschlüssel kann drahtlos oder kontaktbehaftet erfolgen. Ein für den Betrieb wesentliches Steuergerät des Fahrzeugs wird dabei nur dann freigeschaltet, wenn ein gültiger Fahrzeugschlüssel vorliegt.
  • Derartige bekannte Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass einzelne Fahrzeugkomponenten aus dem Fahrzeug entfernt werden können, ohne dass dies überwacht werden könnte. Insbesondere die langen Ladezeiten von Elektroautos bergen die Gefahr, dass in diesem Zeitraum Fahrzeugkomponenten unerlaubt durch Dritte entfernt werden.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten bei Elektrofahrzeugen anzugeben, mit dem diese sicher vor Diebstahl geschützt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs ist das Elektrofahrzeug mit einer Ladestation zum Aufladen eines Fahrzeug-Akkumulators verbunden. Die Fahrzeugkomponenten sind in einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs über einen Datenbus miteinander verbunden. Identifizierungsinformationen der Fahrzeugkomponenten werden durch eine Überwachungssteuereinheit der Ladestation abgerufen. Eine Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponenten über das Bordnetz wird in vorgebbaren Zeitabständen während des Ladevorgangs anhand der geladenen Identifizierungsinformationen durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation überwacht. Bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente wird ein Alarm ausgelöst und bei Erreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponenten wird der Ladevorgang fortgesetzt.
  • Die Ladestation erbringt in vorteilhafter Weise als Zusatzdienst neben dem elektrischen Laden des Fahrzeugakkumulators eine Diebstahlschutzfunktion, um einen Diebstahl von Fahrzeugkomponenten eines angeschlossenen Elektrofahrzeugs zu erkennen und somit zu erschweren.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist den überwachten Fahrzeugkomponenten jeweils eine Wertigkeit zugeordnet. In Abhängigkeit der Wertigkeit wird eine zusätzlich Aktion durch die Überwachungssteuereinheit bei Unerreichbarkeit der jeweiligen Fahrzeugkomponente ausgelöst. In vorteilhafter Weise kann somit beispielsweise zusätzlich überwacht werden, ob es sich bei einer entfernten Fahrzeugkomponente, um eine für die Betriebssicherheit relevante Fahrzeugkomponente handelt. Ist dies der Fall, so wird zusätzlich die Funktionalität des Fahrzeugs oder des Ladevorgangs eingeschränkt, um potentielle Unfälle, wie eine Explosion des Fahrzeugakkumulators, zu vermeiden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente ein Bereich um das Elektrofahrzeug durch eine Überwachungsinfrastruktur überwacht. Eine derartige Überwachungsinfrastruktur umfasst beispielsweise Überwachungskameras und/oder eine Polizeibenachrichtigungseinrichtung. Auf diese Weise können vorteilhaft mögliche Täter eines Diebstahls durch eine Überwachungskamera erfasst und den Strafverfolgungsbehörden zugeführt werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente das Elektrofahrzeug durch die Überprüfungssteuereinheit immobilisiert.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die abgefragten Identifizierungsinformationen der Fahrzeugkomponenten zumindest teilweise authentifiziert.
  • Die erfindungsgemäße Ladestation umfasst eine Überwachungssteuereinheit zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs, welches mit der Ladestation zum Aufladen eines Fahrzeug-Akkumulators verbunden ist. Die Fahrzeugkomponenten sind in einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs über einen Datenbus miteinander verbunden. Die Überwachungssteuereinheit weist Mittel zum Abruf von Identifizierungsinformationen der Fahrzeugkomponenten und Mittel zur Überwachung einer Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponenten über das Bordnetz anhand der geladenen Identifizierungsinformationen durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation in vorgebbaren Zeitabständen während des Ladevorgangs auf. Bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente wird ein Alarm ausgelöst und bei Erreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponenten wird der Ladevorgang fortgesetzt.
  • Im Weiteren werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Ladestation zum Überprüfen von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs unter Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigt:
  • 1 in einer schematischen Darstellung ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Ladestation erbringt in vorteilhafter Weise als Zusatzdienst neben dem elektrischen Laden des Fahrzeugakkumulators eine Diebstahlschutzfunktion.
  • Hierzu erfasst die Ladestation zu Beginn des Ladevorgangs die im verbundenen Elektrofahrzeug verbauten Komponenten (Komponenten-Inventarisierung). Während des Ladevorgangs überwacht die Ladestation, ob die erfassten Fahrzeugkomponenten auch weiterhin vorhanden sind. Bei einem unerwarteten Fehlen einer Fahrzeugkomponente während eines Ladevorgangs wird ein Alarm ausgelöst. Dies ist beispielsweise ein Blinken oder Hupen der Ladestation. Weiterhin kann zusätzlich eine Überwachungskameraaufnahme, eine Kennzeichenerfassung, oder eine Meldung an einen Dritten erfolgen. Weitere Maßnahmen sind das Beenden des Ladevorgangs oder das Entladen des Fahrzeugakkumulators.
  • Der Beginn eines Ladevorgangs kann dabei durch das Herstellen einer elektrischen Verbindung (Einstecken eines Ladekabels), oder durch das mechanische Verriegeln eines Steckers des Ladekabels vorgegeben sein. Weiterhin kann der Beginn eines Ladevorgangs durch ein Herstellen einer Datenkommunikationsverbindung über ein Ladekabel oder über eine drahtlose Ladeschnittstelle (induktives Laden), oder durch die Freigabe eines Ladevorgangs, beispielsweise durch Bezahlen oder Autorisieren mittels eines Berechtigungstokens, wie beispielsweise einer Chipkarte oder durch den Beginn der Energieübertragung zum Laden einer Fahrzeugbatterie gegeben sein.
  • In einer Variante erfolgt die Überprüfung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs abhängig vom Nutzer und/oder abhängig vom Fahrzeug. So kann die Überprüfung beispielsweise nur dann erfolgen, wenn für den Nutzer bzw. für das zu ladende Fahrzeug ein entsprechender Dienst ausgewählt ist. Auch kann davon abhängig eine unterschiedlich umfangreiche Überwachung erfolgen, beispielsweise welche Komponenten während des Ladens überwacht werden und/oder wie häufig die Komponenten überwacht werden.
  • In einer Ausführungsform meldet die Ladestation einen Einbruch in das Elektrofahrzeug direkt an den Fahrzeughalter. Oder es erfolgt als Alarmmeldung ein Versand einer SMS an eine vorher konfigurierte Rufnummer.
  • Eine derartige Überwachung stellt sicher, dass ein Diebstahl eines Elektrofahrzeugs oder auch von Teilen eines Elektrofahrzeugs während eines Ladevorgangs entdeckt und gemeldet werden kann. Über zusätzliche Einrichtungen der Ladeinfrastruktur, wie beispielsweise Überwachungskameras, ist es zudem möglich, den Tatbestand festzuhalten und für eine spätere Aufklärung zu nutzen.
  • Das Entwenden von Komponenten kann protokolliert und dem Fahrzeughalter mitgeteilt werden. Weiterhin wird dadurch indirekt erkannt, wenn eine überwachte Komponente während des Ladevorgangs ausfällt. So kann insbesondere der Ausfall einer Batterie Management Einheit (Battery Management Unit) erkannt werden und auf einen Lademodus gewechselt werden, bei dem auch ohne funktionierende Batterie Management Einheit keine Gefährdung entsteht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich überwacht, ob es sich bei einer entfernten Fahrzeugkomponente, um eine für die Betriebssicherheit relevante Fahrzeugkomponente handelt. Ist dies der Fall, so wird zusätzlich die Funktionalität des Fahrzeugs oder des Ladevorgangs eingeschränkt, um potentielle Unfälle, wie eine Explosion des Fahrzeugakkumulators, zu vermeiden.
  • Hierzu sind die zu überprüfenden Komponenten Ki beispielsweise Teil einer Informationsdatei, die typenspezifisch ist und vom Fahrzeug an die Ladeinfrastruktur geliefert wird. Die einzelnen Komponenten sind mit einem Kritikalitätswert oder einer Wertigkeit Wi für das Gesamtssystem bewertet worden.
  • Diese Wertigkeit ist beispielsweise ein Faktor. Ist eine Komponente besonders kritisch, bekommt sie einen hohen Faktor, ansonsten einen niedrigen. In Abhängigkeit dieses Faktors werden bestimmte Hardware- und Software-Eigenschaften Pi der Komponenten Ki geprüft.
  • Die Ergebnisse der geprüften Hardware- und Software-Eigenschaften Pi werden mit vorgegebenen oder erwarteten Ergebnissen verglichen. Eine Abweichung wird dann mit der Wertigkeit der Komponente Wi in Beziehung gesetzt. Abhängig vom Ergebnis dieser Prüfung bleibt bei Fehlen einer Komponente die Gesamtfunktionalität des Systems erhalten oder wird herabgesetzt.
  • Die Überwachung wird beispielsweise zu Beginn und am Ende eines Ladevorgangs durchgeführt. Es ist aber auch möglich, die Überwachung in zeitlich vorgegeben Abständen durchzuführen. Dies können fest vorgegebene oder auch zufällig gewählte Zeitabstände sein.
  • Die vorgebbaren Zeitabstände, bei denen die Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponente während des Ladevorgangs überprüft wird, können beispielsweise als Zeitintervall vorgegeben sein, beispielsweise 1 Sekunde, 10 Sekunden, 1 Minute, 10 Minuten. In einer anderen Variante können die Zeitabstände durch Kriterien des Ladevorgangs gegeben sein, beispielsweise jeweils bei Übertragung einer gewissen Strommenge, beispielsweise 0,2 kWh oder 1 kWh. In einer Variante sind die Zeitabstände abhängig von Signalen eines Bewegungsmelders festgelegt. Der Bewegungsmelder kann den Umgebungsbereich der Ladesäule bzw. des geladenen Fahrzeugs überwachen. Als Bewegungsmelder können beispielsweise ein Infrarotsensor oder eine Videoüberwachungskamera verwendet werden.
  • Die Durchführung der Überwachung endet mit dem Beenden des Ladevorgangs. Dieser kann beispielsweise durch das Lösen der Ladekabel-Verbindung oder durch das Entriegeln einer Stecker-Verriegelung des Ladekabels oder durch ein Terminieren der Datenkommunikation zur Steuerung des Ladevorgangs gegeben sein.
  • Die 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten während des Ladens eines Fahrzeugakkumulators.
  • In einem ersten Schritt 101 wird eine Komponenten-Informationsdatei des Fahrzeugs durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation von dem mit der Ladestation verbundenen Elektrofahrzeug geladen. Die vom Elektrofahrzeug der Ladestation bereitgestellte Komponenten-Informationsdatei umfasst Identifizierungsinformationen vorhandener Fahrzeugkomponenten Ki.
  • Den Fahrzeugkomponenten Ki ist wiederum jeweils eine Wertigkeit Wi zugeordnet, in Abhängigkeit derer eine Folgeaktion bei Unerreichbarkeit der zugeordneten Fahrzeugkomponente vorgenommen wird.
  • Es können alle in der Komponenten-Informationsdatei aufgeführten Komponenten Ki des Elektrofahrzeugs überwacht werden, oder nur eine ausgewählte Teilmenge.
  • In einem zweiten Schritt 102 werden durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation anhand der Komponenten-Informationsdatei erwartete Prüfwerte pro Fahrzeugkomponente Ki in Abhängigkeit der Wertigkeit Wi ermittelt.
  • Anhand der ermittelten Prüfwerte wird in einem dritten Schritt 103 die Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponenten Ki über das Bordnetz geprüft.
  • Die Prüfung, ob eine Fahrzeugkomponente erreichbar ist, kann durch eine einfache Anfrage erfolgen. Bei einer IP-basierten Kommunikation kann beispielsweise durch ein einfaches PING Steuerkommando das Vorhandensein der jeweiligen Komponenten abgeprüft werden. In einer anderen Variante erfolgt eine kryptographische Authentisierung der jeweiligen Komponente, beispielsweise mittels einer Zertifikats-basierten Geräteauthentisierung nach dem SSL- oder TLS-Protokoll.
  • Bei Unerreichbarkeit 104 der geprüften Fahrzeugkomponente Ki, also einer Abweichung vom erwarteten Prüfwert, wird durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation eine Alarmmeldung an den Fahrzeughalter ausgelöst.
  • Bei Erreichbarkeit 105 der geprüften Fahrzeugkomponente Ki, also bei Übereinstimmung mit dem erwarteten Prüfwert, wird das Prüfergebnis gespeichert.
  • Die Überwachung der Fahrzeugkomponenten Ki wird beginnend bei Schritt 103 solange in der beschriebenen Weise fortgesetzt, bis die Liste von zu überwachenden Fahrzeugkomponenten Ki abgearbeitet wurde 106.
  • Nachdem alle Fahrzeugkomponenten Ki geprüft wurden und der Ladevorgang beendet wurde, wird die Überwachung in Schritt 107 beendet. Andernfalls beginnt die Überwachung der Liste zu überwachender Fahrzeugkomponenten Ki nach einer vorgebbaren Zeit t wieder von vorne 108.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs, welches mit einer Ladestation zum Aufladen eines Fahrzeug-Akkumulators verbunden ist, bei dem die Fahrzeugkomponenten in einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs über einen Datenbus miteinander verbunden sind, wobei – Identifizierungsinformationen der Fahrzeugkomponenten durch eine Überwachungssteuereinheit der Ladestation abgerufen werden, – in vorgebbaren Zeitabständen während des Ladevorgangs eine Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponenten über das Bordnetz anhand der geladenen Identifizierungsinformationen durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation überwacht wird, – bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente ein Alarm ausgelöst wird und bei Erreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponenten der Ladevorgang fortgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei – den überwachten Fahrzeugkomponenten jeweils eine Wertigkeit zugeordnet ist, – in Abhängigkeit der Wertigkeit eine zusätzlich Aktion durch die Überwachungssteuereinheit bei Unerreichbarkeit der jeweiligen Fahrzeugkomponente ausgelöst wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente ein Bereich um das Elektrofahrzeug durch eine Überwachungsinfrastruktur aufgezeichnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente das Elektrofahrzeug durch die Überprüfungssteuereinheit immobilisiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die abgefragten Identifizierungsinformationen der Fahrzeugkomponenten zumindest teilweise authentifiziert werden.
  6. Ladestation mit einer Überwachungssteuereinheit zur Überwachung von Fahrzeugkomponenten eines Elektrofahrzeugs, welches mit der Ladestation zum Aufladen eines Fahrzeug-Akkumulators verbunden ist, bei dem die Fahrzeugkomponenten in einem Bordnetz des Elektrofahrzeugs über einen Datenbus miteinander verbunden sind, aufweisend Mittel eingerichtet zur Durchführung folgender Schritte: – Abruf von Identifizierungsinformationen der Fahrzeugkomponenten, – Überwachung einer Erreichbarkeit der Fahrzeugkomponenten über das Bordnetz anhand der geladenen Identifizierungsinformationen durch die Überwachungssteuereinheit der Ladestation in vorgebbaren Zeitabständen während des Ladevorgangs, – bei Unerreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponente ein Alarm ausgelöst wird und bei Erreichbarkeit der überwachten Fahrzeugkomponenten der Ladevorgang fortgesetzt wird.
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