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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Kraftfahrzeugs mit einem Datennetzwerk und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugkommunikationssystems.
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In dem automobilen Umfeld werden Einheiten eingesetzt, die beispielsweise auf eine Vielzahl von Daten zugreifen oder auch große Mengen an Daten erzeugen. So ist es beispielsweise für die Navigation und auch für eine entsprechende Routenplanung erforderlich, dass möglichst aktuelle Kartendaten verfügbar sind. Darüber hinaus ist es mit einer steigenden Anzahl aller elektronischen Steuergeräte auch wünschenswert, Softwareupdates zeitnah durchführen zu können, die bislang beispielsweise während einer Wartung in einer Werkstatt durchgeführt werden. Darüber hinaus werden beispielsweise zu einer Wartung des Fahrzeugs auch Diagnosedaten ausgelesen und zur Analyse eingesetzt, welche Reparaturmaßnahmen gegebenenfalls erforderlich sind.
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Es ist wünschenswert, eine Vorrichtung zum Verbinden eines Kraftfahrzeugs mit einem Datennetzwerk und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugkommunikationssystems anzugeben, die beziehungsweise das eine sichere Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Datennetzwerk ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Verbinden eines Kraftfahrzeugs, das eine vorgegebene Identifizierung aufweist, mit einem Datennetzwerk eine Verbindungseinheit, um eine verschlüsselte Datenverbindung mit dem Kraftfahrzeug herzustellen. Die Verbindungseinheit ist dazu ausgebildet, die vorgegebene Identifizierung zu empfangen. Die Vorrichtung umfasst eine Speichereinheit, in der mindestens eine Vergleichs-Identifizierung gespeichert ist. Die Vorrichtung umfasst eine weitere Verbindungseinheit, um eine weitere Datenverbindung mit dem Datennetzwerk herzustellen. Die Vorrichtung umfasst eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, das Kraftfahrzeug über die Verbindungseinheit und die weitere Verbindungseinheit mit dem Datennetzwerk zu verbinden, wenn die empfangene vorgegebene Identifizierung des Kraftfahrzeugs mit einer gespeicherten Vergleichs-Identifizierung übereinstimmt.
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Die Datenverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Datennetzwerk wird hergestellt, nachdem das Kraftfahrzeug von der Vorrichtung identifiziert wurde und durch die Vorrichtung erkannt wurde, dass das Kraftfahrzeug eine Verbindung mit dem Datennetzwerk eingehen darf. Dazu sind in der Speichereinheit als Vergleichs-Identifizierungen die Identifizierungen derjenigen Kraftfahrzeuge gespeichert, denen es erlaubt ist, eine Verbindung mit dem Datennetzwerk einzugehen.
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Beispielsweise wird die Vorrichtung dazu verwendet, das Kraftfahrzeug über ein privates WLAN-Netzwerk mit dem Internet als Datennetzwerk zu verbinden. In der Vorrichtung sind die Identifikationen der Kraftfahrzeuge gespeichert, für die die Vorrichtung eine Verbindung mit dem Internet herstellen darf. Dies sind beispielsweise die Kraftfahrzeuge, die auch dem Besitzer des WLAN-Netzwerkes gehören. Kraftfahrzeuge, die keine oder eine unbekannte Identifizierung aufweisen, können mittels der Vorrichtung keine Verbindung zu dem Datennetzwerk bekommen. Somit ist sichergestellt, dass lediglich authentifizierte Kraftfahrzeuge eine Verbindung mit dem Datennetzwerk herstellen und nur authentifizierte Kraftfahrzeuge Daten mit dem Datennetzwerk austauschen.
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Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung, insbesondere die Verbindungseinheit, eingerichtet, dem Kraftfahrzeug für die Datenverbindung zwischen der Verbindungseinheit und dem Kraftfahrzeug eine private IP-Adresse zuzuweisen. Die IP-Adresse ist lediglich der Vorrichtung und dem Kraftfahrzeug bekannt. Dadurch wird die Sicherheit der Verbindung zwischen dem Datennetzwerk und dem Kraftfahrzeug weiter erhöht.
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Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrzeugkommunikationssystems mit einer fahrzeugseitigen Datenschnittstelle und einer Vorrichtung mit einer Verbindungseinheit, die zur verschlüsselten Kommunikation mit der fahrzeugseitigen Datenschnittstelle ausgebildet ist, wird durch die fahrzeugseitige Datenschnittstelle eine Verbindungsanfrage an die Vorrichtung gesendet. Die Verbindungsanfrage umfasst eine vorgegebene Identifizierung des Kraftfahrzeugs. Die Verbindungsanfrage wird durch die Vorrichtung empfangen. Die Identifizierung des Kraftfahrzeugs wird mit mindestens einer in der Vorrichtung gespeicherten Vergleichs-Identifizierung verglichen. Die fahrzeugseitige Datenschnittstelle wird mit einem Datennetzwerk verbunden, wenn die Identifizierung des Kraftfahrzeugs mit einer gespeicherten Vergleichs-Identifizierung übereinstimmt.
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Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, das Verfahren durchzuführen.
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Dadurch, dass die Verbindungsanfrage stets von dem Kraftfahrzeug ausgeht, wird die Sicherheit der Datenverbindung erhöht. Zugriff auf Daten des Kraftfahrzeugs durch das Datennetzwerk wird nur gewährt, wenn das Kraftfahrzeug die Verbindung initiiert hat. Eine Verbindungsanfrage des Datennetzwerks an das Kraftfahrzeug ohne vorhergehende Verbindungsanfrage des Kraftfahrzeugs führt nicht zu einer Herstellung der Verbindung zwischen dem Datennetzwerk und dem Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung ist durch den Vergleich der Fahrzeugidentifizierung mit den gespeicherten Vergleichs-Identifizierungen an ein oder mehrere dedizierte Fahrzeuge gekoppelt und somit Bestandteil der Fahrzeugarchitektur.
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Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung separat zu dem Kraftfahrzeug ausgebildet. Die Vorrichtung befindet sich beispielsweise an einem häufig genutzten Parkplatz für das Kraftfahrzeug, insbesondere im Heimbereich des Nutzers des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in der Garage. Die Vorrichtung ermöglicht eine Erweiterung der Fahrzeuginfrastruktur in den Heimbereich des Nutzers.
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Die Vorrichtung ermöglicht einen breitbandigen Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug, dem Heimnetzwerk des Nutzers und/oder eines Serviceportals des Fahrzeugherstellers. Insbesondere ist es möglich mittels der Vorrichtung Daten aus dem Heimbereich auf das Kraftfahrzeug zu übertragen, insbesondere von einem Computer oder einem Entertainmentserver. Dazu ist die Vorrichtung beispielsweise an einen Router, insbesondere einem WLAN-Router, angeschlossen. Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung eingereichtet, mittels des Datennetzwerks Daten über das Internet auszutauschen. Beispielsweise ist die Vorrichtung über den Router mit dem Internet verbunden. Über das Internet werden beispielsweise Daten mit dem Serviceportal des Fahrzeugherstellers ausgetauscht, insbesondere Diagnosedaten oder Softwareupdates.
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Gemäß Ausführungsformen ist die Vorrichtung eingerichtet zum Auslesen von Kraftfahrzeugdaten über die breitbandige Datenverbindung. Die ausgelesenen Fahrzeugdaten können dann beispielsweise im Heimbereich oder in dem Serviceportal des Fahrzeugherstellers ausgewertet werden. Die Fahrzeugdaten umfassen insbesondere erweiterte Diagnosedaten, insbesondere Daten von Sekundärfehlerspeichern, Fahrzeugdaten wie Navigationsdaten, insbesondere gefahrene Strecken zum Beispiel für die Erfassung neugebauter Strecken, Verbrauchswerte für dedizierte Strecken zur Verbesserung der Verbrauchsprognose, Staudaten oder Ganglinien.
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Weiterhin umfassen die Fahrzeugdaten beispielsweise Personalisierungsdaten wie die Einstellungen für eine Klimaanlage, Sitzposition mit Spiegel oder dergleichen. Daten, die aus dem Datennetzwerk, insbesondere aus dem Heimnetz, auf das Kraftfahrzeug übertragen werden, umfassen insbesondere Entertainmentdaten, beispielsweise Audio- und oder Videodaten wie Musikstücke und Filme. Weiterhin können Navigationsdaten wie aktualisierte Kartendaten oder vorbereitete Routen aufgespielt werden. Zudem können Konfigurationen für das Kraftfahrzeug, die im Heimnetzwerk erstellt wurden, durch die Vorrichtung auf das Kraftfahrzeug übertragen werden. Eine Übertragung durch ein zusätzliches Gerät, wie beispielsweise ein USB-Stick oder ein Mobiltelefon, ist nicht mehr notwendig, um Daten aus dem Heimnetz auf das Kraftfahrzeug zu übertragen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit der Figur erläuterten Beispielen.
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Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugkommunikationssystems.
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Ein Kraftfahrzeug 100 umfasst eine Datenschnittstelle 101. Die Datenschnittstelle 101 ist beispielsweise eine Funkdatenschnittstelle. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist die Datenschnittstelle eine kabelgebundene Schnittstelle.
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Eine Vorrichtung 210 umfasst eine Verbindungseinheit 201 und eine weitere Verbindungseinheit 203. Die Verbindungseinheit 201 ist eingerichtet, eine Datenverbindung 202 mit dem Kraftfahrzeug herzustellen. Die Verbindungseinheit 201 ist eingerichtet die Datenverbindung 202 insbesondere mit der Datenschnittstelle 101 des Kraftfahrzeugs herzustellen. Die Datenverbindung zwischen der Verbindungseinheit 201 und der Datenschnittstelle 101 ist verschlüsselt.
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Die weitere Verbindungseinheit 203 ist eingerichtet eine weitere Datenverbindung 204 mit einem Datennetzwerk 200 herzustellen. Die Vorrichtung 210 umfasst eine Steuereinheit 211 die eingerichtet ist, die Verbindungseinheit und die weitere Verbindungseinheit zu steuern. Die Vorrichtung 210 umfasst eine Speichervorrichtung 206.
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Das Netzwerk 200 umfasst einen oder mehrere Computer 207. Die Computer 207 sind gemäß Ausführungsformen mit einem Router 208 verbunden, um Daten auszutauschen. Der Router 208 ist insbesondere ein LAN- oder ein WLAN-Computer.
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Die Vorrichtung 210 ist über die weitere Verbindungseinheit 203 gemäß Ausführungsformen direkt mit einem der Computer 207 verbunden. Die Vorrichtung 210 ist gemäß weiteren Ausführungsformen über die weitere Verbindungseinheit 203 mittels des Routers 208 mit dem Computer 207 verbunden.
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Die Vorrichtung 210 ist über die weitere Verbindungseinheit 203 gemäß Ausführungsformen über ein Netzwerkkabel mit der Datenschnittstelle 101 verbunden. Die Vorrichtung 210 ist über die weitere Verbindungseinheit 203 gemäß weiteren Ausführungsformen über eine Funkverbindung mit der Datenschnittstelle 101 verbunden.
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Der Computer 207 und/oder der Router 208 weisen insbesondere eine Verbindung zu dem Internet 300 auf. Über das Internet 300 ist eine Verbindung mit einem Serviceportal 400 des Kraftfahrzeugherstellers möglich.
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Zusätzlich ist eine direkte Datenverbindung 209 zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und dem Serviceportal 400 möglich.
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Um Daten mit dem Netzwerk 200 auszutauschen, sendet das Kraftfahrzeug 100 mittels der Datenschnittstelle 101 eine Verbindungsanfrage an die Vorrichtung 210. Diese Verbindungsanfrage wird von der Vorrichtung 210, insbesondere von der Verbindungseinheit 201 empfangen. Die Verbindungsanfrage umfasst eine Identifizierung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Vehicle Identification Number (VIN).
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In der Speichereinheit 206 der Vorrichtung 210 ist eine Vergleichs-Identifizierung oder sind mehrere Vergleichs-Identifizierungen gespeichert. Die gespeicherten Vergleichs-Identifizierungen in der Vorrichtung korrespondieren mit den Kraftfahrzeugen, denen eine Verbindung zu dem Datennetzwerk über die Vorrichtung 210 ermöglicht werden soll. Beispielsweise sind in der Speichereinheit 206 die Identifizierungen der Kraftfahrzeuge 100 gespeichert, die dem Nutzer der Vorrichtung 210 gehören.
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Insbesondere kann eine weitere Identifizierung eines weiteren Kraftfahrzeugs als weitere Vergleichs-Identifizierung in der Speichereinheit 206 gespeichert werden, wenn das weitere Kraftfahrzeug erfolgreich bei der Vorrichtung 210 registriert wurde. Dies ist beispielsweise mittels eines zusätzlichen Kennworts oder dergleichen möglich.
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Anderen Kraftfahrzeugen, die beispielsweise keine oder eine unbekannte nicht gespeicherte Identifizierung aufweisen, wird keine Verbindung zu dem Datennetzwerk 200 ermöglicht. Dem Datennetzwerk 200 wird kein Zugriff auf Daten, beispielsweise aus dem Fehlerspeicher oder zum Zweck von Softwareupdates, von Kraftfahrzeugen, die beispielsweise keine oder eine unbekannte nicht gespeicherte Identifizierung aufweisen, ermöglicht.
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Um eine Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und dem Netzwerk 200 herzustellen, ist eine Verbindungsanfrage des Kraftfahrzeugs 100 notwendig. Liegt keine Verbindungsanfrage des Kraftfahrzeugs vor, ist es der Vorrichtung 210 nicht möglich, Daten mit dem Kraftfahrzeug 100 und insbesondere der Datenschnittstelle 101 auszutauschen.
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Wenn die durch die Vorrichtung 210 empfangene Identifizierung des Kraftfahrzeugs 100 mit einer der Vergleichs-Identifizierungen aus der Speichereinheit 206 übereinstimmt, stellt die Vorrichtung 210, insbesondere durch die Steuereinheit 211, eine Verbindung der Datenschnittstelle 101 mit dem Netzwerk 200 her. Ein Datenaustausch zwischen dem Datennetzwerk 200 und dem Kraftfahrzeug 100 wird durch die Verbindungseinheit 201 und die weitere Verbindungseinheit 203 ermöglicht.
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Um die Daten des Kraftfahrzeugs 100 vor unerlaubten Zugriffen zu schützen, wird dem Kraftfahrzeug 100 insbesondere für die verschlüsselte Datenverbindung 202 zwischen der Verbindungseinheit 201 und dem Kraftfahrzeug 100 eine private IP-Adresse durch die Vorrichtung 210 zugeteilt. Diese private IP-Adresse ist lediglich zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und der Vorrichtung 210 bekannt. Dadurch wird das Kraftfahrzeug 100 vor unerlaubten Zugriffen über die Datenschnittstelle 101 geschützt.
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Die Vorrichtung 210 ist separat zu dem Kraftfahrzeug 100 ausgebildet. Dadurch, dass nur vorgegebene Kraftfahrzeuge mit vorgegebenen Vorrichtungen 210 Datenverbindungen herstellen können, ist die Vorrichtung 210 als Bestandteil der Fahrzeugarchitektur anzusehen. Insbesondere sind das Kraftfahrzeug 100 und die Vorrichtung 210 zwar getrennte Körper, jedoch abhängig voneinander.
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Nach erfolgreicher Identifizierung des Kraftfahrzeugs wird beispielsweise durch die Vorrichtung 210 ein Datenaustausch zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und dem Internet 300 ermöglicht. Beispielsweise werden über das Internet 300 Aktualisierungsdaten für das Kraftfahrzeug 100 empfangen. Diese Aktualisierungsdaten können beispielsweise Softwareupdates umfassen, sie können jedoch auch Kartendaten und/oder persönliche Ziele oder auch Routen oder digitale Karten oder auch weitere derartige Informationen und/oder aktuelle Informationen, wie Nachrichten umfassen, sie können jedoch auch aktuelle Verkehrsinformationen umfassen.
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Die Verbindung wird insbesondere genutzt, um über das Internet 300 eine Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und dem Serviceportal 400 zu ermöglichen. Dadurch kann auf kostenintensive Mobilfunkdatenverbindungen, wie beispielsweise die weitere Datenverbindung 209, verzichtet werden. Um Daten mit dem Herstellerportal 400 austauschen zu können, muss die Identifizierung des Kraftfahrzeugs auch in dem Serviceportal 400 freigeschaltet sein. Erst nach einer erfolgreichen Authentifizierung des Kraftfahrzeugs 100 wird eine Kommunikation zwischen dem Serviceportal 400 und dem Kraftfahrzeug 100 mittels des Netzwerks 200 und der Vorrichtung 210 ermöglicht. Dadurch wird sowohl das Kraftfahrzeug 100 als auch das Serviceportal 400 vor unerlaubten Zugriffen geschützt.
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Zudem können Daten von dem Computer 207 auf das Kraftfahrzeug 100 übertragen werden. Beispielsweise werden auf dem Computer 207 Fahrzeugkonfigurationen vorbereitet, wie beispielsweise Einstellungen für die Klimaanlage, die Sitzposition mit Spiegel oder dergleichen oder beispielsweise auch Routen für die Navigation. Diese können über die Vorrichtung 210 auf das Kraftfahrzeug 100 übertragen werden.
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Zudem können Video- und/oder Audiodateien von den Computern 207 auf das Kraftfahrzeug 100 übertragen werden, um von einem Entertainmentsystem des Kraftfahrzeugs 100 wiedergegeben zu werden.
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Entsprechende Daten, wie Fahrzeugkonfigurationen, wie beispielsweise Einstellungen für die Klimaanlage, die Sitzposition mit Spiegel oder dergleichen, können auch von dem Kraftfahrzeug 100 über die Vorrichtung 210 auf die Computer 207 übertragen werden, um dort beispielsweise zwischengespeichert und/oder nachbereitet zu werden.
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Mittels der durch die Vorrichtung 200 hergestellten Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und dem Herstellerportal 400 können Diagnosedaten und Daten aus Fehlerspeichern des Kraftfahrzeugs 100 an das Herstellerportal 400 übermittelt werden. Daten, die fahrzeugseitig verfügbar sind, können auch Bordnetzdaten sein, die beispielsweise auch als Traces des Bordnetzes bezeichnet werden können und so beispielsweise eine beliebige Datensammlung verschiedener von verschiedenen Steuergeräten ermittelten Daten sein.
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Durch die Vorrichtung 210 ist eine Einbindung des Kraftfahrzeugs in das Heimnetzwerk und das Internet möglich, die das Kraftfahrzeug 100 zuverlässig vor unerlaubten Zugriffen schützt. Die Datenverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und der Vorrichtung 210 ist insbesondere eine WLAN oder eine Ethernet-Verbindung und basiert bevorzugt auf dem Internetprotokoll. Die Datenverbindung ist breitbandig, das heißt, große Datenmengen können in geringer Zeit übertragen werden. Dabei ist der Datentransfer kostengünstiger als bei mobilfunkbasierten Datenverbindungen. Damit können große Datenmengen zwischen dem Kraftfahrzeug 100 und dem Netzwerk 200 und insbesondere dem Händlerportal 400 ausgetauscht werden.
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Beispielsweise kann das komplette Betriebssystem des Fahrzeugs ohne Händleraufenthalt im Heimbereich aktualisiert werden. Zudem ist die Vorrichtung 100 unabhängig von den langen Lebenszyklen des Kraftfahrzeugs 100 mit der Notwendigkeit von stabilen Schnittstellen im Vergleich zu den kurzen und schnellen Lebenszyklen der Infrastruktur.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Kraftfahrzeug
- 101
- Datenschnittstelle
- 200
- Datennetzwerk
- 201
- Verbindungseinheit
- 202
- Datenverbindung
- 203
- weitere Verbindungseinheit
- 204
- weitere Datenverbindung
- 206
- Speichereinheit
- 207
- Computer
- 208
- Router
- 209
- weitere Datenverbindung
- 210
- Vorrichtung
- 211
- Steuereinheit
- 300
- Internet
- 400
- Hersteller-Portal
