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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum drahtlosen Austauschen von Gerätedaten zwischen einem Steuergerät eines Kraftfahrzeugs einerseits und einer fahrzeugexternen, ortsfesten Recheneinrichtung andererseits, indem eine Mobilfunkverbindung zwischen einem Mobilfunkmodul des Kraftfahrzeugs und einer mit der Recheneinrichtung gekoppelten Funkstation einer Mobilfunkzelle aufgebaut und die Gerätedaten über die Mobilfunkverbindung übertragen werden. Ein solches Verfahren geht auch aus der
DE 10 2010 009 257 A1 hervor.
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Die Möglichkeit, bei Kraftfahrzeugen Systeme flexibel konfigurieren zu können, hat einhergehend mit den immer weiter fallenden Kosten für Halbleiterspeicher zu einer Aufgabenverschiebung von der Entwicklung zur Produktion eines Kraftfahrzeugs in der folgenden Weise geführt: Wurden anfangs für die verschiedenen Einsatzfälle unterschiedliche Steuergerätevarianten entwickelt, so sehen moderne Steuergerätekonzepte eine universelle Hardwarebasis vor, die sich mit einem geeigneten Gerät auf den jeweiligen Einsatzfall flexibel konfigurieren lässt. Man unterscheidet in diesem Zusammenhang drei verschiedene Möglichkeiten, nämlich das Codieren, das Parametrisieren und das Flashen. Beim Codieren werden Softwareschalter gesetzt, um bestimmte Teile der im Steuergerät hinterlegter Applikation zu aktivieren oder inaktiv zu setzen. Das Parameterisieren umfasst das Laden von Parameterlisten und/oder Kennlinien. Schließlich bedeutet das Flashen von Steuergeräten, dass entweder die komplette Applikation oder Teile davon ins Steuergerät geladen und dort gespeichert werden.
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Die Teilebereitstellung in der Fertigung durch die Logistik wird hierdurch wesentlich vereinfacht, denn am Montageband wird weniger Bereitstellungsraum benötigt und der Werker muss weniger Varianten verbauen. Hierdurch sinkt die Fehlerwahrscheinlichkeit, und die Konfiguration eines Steuergeräts kann automatisch erfolgen, wodurch keine Werkerbindung nötig wird.
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Die störungsfreie Funktion komplexer Elektroniksysteme setzt aber voraus, dass bei ihrem Zusammenbau während des Montageprozesses keine Fehler gemacht werden. Diese Vorraussetzung ist bei manuellen Montageprozessen grundsätzlich nicht erfüllt. Mit anderen Worten besteht potenziell das Risiko von Montagefehlern. Um die geforderten Qualitätsziele trotzdem erreichen zu können, müssen derartige Prozesse durch geeignete Prüfungen abgesichert werden.
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Diese Fahrzeugdiagnose wird kabelgebunden unter Ausnutzung mehrkanaliger Diagnosekommunikation durchgeführt. Die Kommunikation mit dem übergeordneten Leitrechner, also einer zentralen Recheneinrichtung zur Versorgung des Prüfgerätes, geschieht kabellos z. B. über WLAN (Wireless Local Area Network) zur IT-Infrastruktur der Fertigung, also insbesondere deren Datennetzwerk. Der Datenaustausch auf dieser Funkstrecke betrifft insbesondere die Fahrzeugausstattungsdaten, Prüfprogramme samt Prüfparameter sowie die Prüfergebnisdaten für Qualitäts- und Statistiksysteme.
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Aus der eingangs genannten Druckschrift ist bekannt, für den Datenaustausch von Gerätedaten für Kraftfahrzeug-Steuergeräte eine Mobilfunkverbindung zu einem fahrzeugeigenen Mobilfunkmodul aufzubauen. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit, ein Diagnosegerät mit einem WLAN-Modul an das Kraftfahrzeug anschließen zu müssen. Nachteilig bei der Nutzung einer Mobilfunkverbindung ist allerdings, dass deren Übertragungskapazität von einer momentanen Auslastung der Funkzelle abhängig und damit unzuverlässig ist. Eine Einbindung dieser Übertragungstechnologie in einen Herstellungs- und/oder Wartungsprozess eines Kraftfahrzeugs ist deshalb riskant.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Werkstatt und/oder einer Produktionsanlage Gerätedaten zwischen Steuergeräten von Kraftfahrzeugen einerseits und einer fahrzeugexternen zentralen Recheneinrichtung der Werkstatt oder Produktion andererseits zuverlässig drahtlos auszutauschen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.
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Die Erfindung bildet das eingangs beschriebene Verfahren fort, indem durch die Funkstation, mit der die Recheneinrichtung gekoppelt ist, eine private Mobilfunkzelle bereitgestellt wird, welche von allen das Kraftfahrzeug erreichenden Mobilfunkzellen öffentlicher Mobilfunknetze verschieden ist. Eine Mobilfunkzelle ist dasjenige Areal, welches von einer Sende- und Empfangseinheit der Funkstation sendetechnisch vorsorgt ist, in welchem also die Mobilfunkverbindung mit dem Mobilfunkmodul des Kraftfahrzeugs möglich ist. Bei dem Mobilfunkmodul kann es sich z. B. um ein GSM-Modul, ein UMTS-Modul oder ein LTE-Modul handeln oder z. B. ein Mobilfunkmodul, das mehrere der genannten Mobilfunkstandards bereitstellt.
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Mit anderen Worten wird also z. B. auf dem Gelände der Fahrzeugproduktion oder Fahrzeugreparatur eine Basis- oder Funkstation bereitgestellt, welche nicht in das öffentliche Telefonnetz eines Mobilfunkanbieters führt, sondern in ein davon getrenntes Datennetzwerk der zentralen Recheneinrichtung. Mit einem gewöhnlichen Mobilfunkgerät, z. B. einem Smartphone, und einer üblicher Weise im Rahmen eines Mobilfunkvertrags erworbenen IMSI (International Mobile Subscriber Identity) hat man also keinen Zugang zu dieser privaten Mobilfunkzelle, d. h. man kann sich dort nicht mit der IMSI anmelden. Insbesondere ist in der privaten Mobilfunkzelle auch keine Sprachtelefonieverbindung ermöglicht, sondern ausschließlich eine Übertragung von Gerätedaten von und/oder für eine Prozessoreinheit zumindest eines Steuergeräts eines Kraftfahrzeugs. Die Funkstation ist entsprechend insbesondere dahingehend konfiguriert, das mit ihr Gerätedaten ausschließlich zu und von der zentralen Recheneinrichtung übertragen werden können.
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Da zu der privaten Mobilfunkzelle eben keine beliebigen Mobilfunkgeräte zugelassen sind, ist es notwendig, dass das Mobilfunkmodul des Kraftfahrzeugs dahingehend ertüchtigt wird, die Mobilfunkverbindung aufzubauen. In dem Kraftfahrzeug wird hierzu das Mobilfunkmodul für eine Anmeldung in der privaten Mobilfunkzelle umkonfiguriert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Umkonfigurieren mittels einer SIM-Karte durchgeführt.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass in der privaten Mobilfunkzelle nur eine kontrollierbare Anzahl von Mobilfunkverbindungen aufgebaut wird, die durch die Anzahl der umkonfigurierten Mobilfunkmodule der in der Mobilfunkzelle befindlichen Kraftfahrzeug begrenzt ist. In vorteilhafter Weise wird hierdurch die Auslastung der Übertragungskapazität der Funkstation kontrolliert, so dass für das Austauschen der Gerätedaten eine Mindestbandbreite sichergestellt werden kann.
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Für das Umkonfigurieren kann z. B. eine separate SIM-Karte bereitgestellt werden, die z. B. von einem Servicetechniker während der Herstellung des Kraftfahrzeugs oder während eines Werkstattaufenthalts desselben vorübergehend in dem Kraftfahrzeug installiert wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht aber vor, dass die SIM-Karte eine fest im Kraftfahrzeug verbaute Embedded-UICC (UICC – Universal Integrated Circuit Card) ist. Eine Embedded-UICC wird auch eUICC genannt. Es kann z. B. eine eUICC gemäß dem Standard ETSI TS 103 383 V12.0.0 (2013-02) bereitgestellt werden. Zum Umkonfigurieren des Mobilfunkmoduls wird in der eUICC zumindest einmal für die Anmeldung in der privaten Mobilfunkzelle ein neues Zugangsprofil installiert und/oder ein in der eUICC bereits zuvor abgespeichertes Zugangsprofil aktiviert. Ein Zugangsprofil (Englisch: Access Profile) legt in an sich bekannter Weise bei seiner Aktivierung in einem Mobilfunkmodul fest, zu welchem Mobilfunknetz das Mobilfunkmodul eine Mobilfunkverbindung aufbaut. Es umfasst insbesondere die IMSI für das Anmelden in einem bestimmten Mobilfunknetz.
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Ein Kraftfahrzeug mit einer eUICC weist den Vorteil auf, dass das Zugangsprofil, welches für das Aufbauen der Mobilfunkverbindung in die private Mobilfunkzelle benötigt wird, bedarfsweise und/oder nachträglich in dem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann, z. B. wenn das Kraftfahrzeug in eine Werkstatt gebracht wird und dort ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs für eine Reparatur oder Wartung von einer zentralen Recheneinrichtung der Werkstatt über die Mobilfunkverbindung mit Hilfe von Gerätedaten z. B. codiert, parametrisiert oder geflashed werden soll und/oder für eine Fahrzeugdiagnose aus dem Steuergerät Fehler- und/oder Statusmeldungen und/oder Messwertdaten ausgelesen werden sollen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Austauschen der Gerätedaten das Mobilfunkmodul für eine Anmeldung in einem der öffentlichen Mobilfunknetze mittels der SIM-Karte umkonfiguriert. Hierdurch steht das Mobilfunkmodul hinterher also einem Nutzer für Netzwerkdienste zur Verfügung, wie z. B. Mobiltelefonie und/oder eine Internet-Datenanbindung und/oder eine Notruffunktion, wie sie sich der Nutzer z.B. über einen Mobilfunkvertrag zur Nutzung des öffentlichen Mobilfunknetzwerks zugänglich machen kann. Dasselbe Mobilfunkmodul wird also doppelt genutzt.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist durch die Funkzelle eine Mikrozelle oder Picozelle oder Femtozelle gebildet. Eine Femtozelle (Englisch: femto cell) ist eine Funkzelle mit minimaler räumlicher Ausdehnung. Sie wird durch eine einzelne Funkstation mit einer Sende- und Empfangseinheit gebildet, die in verhältnismäßig kleinen Bereichen, wie zum Beispiel in einer Werkshalle oder anderen einzelnen Räumen innerhalb von Gebäuden, zum Einsatz kommt. Im Gegensatz zu einer Femtozelle wird bei einer Mikro- oder Picozelle mittels der Funkstation auch durch eine oder zwei oder drei Gebäudewände hindurch eine Funkverbindung aufgebaut. Funkstationen zum Bereitstellen von Pico- und Femtozellen sind im Stand der Technik verfügbar. Informationen über die Technologie für das Bereitstellen von Picozellen oder Femtozellen sind z. B. von der Organisation „Small Cell Forum” erhältlich (siehe die Internetadresse http://www.smallcellforum.org).
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Wie eingangs ausgeführt, findet das Austauschen der Gerätedaten insbesondere während der Herstellung des Kraftfahrzeugs auf einem Werksgelände und/oder während einer Reparatur und/oder Wartung des Kraftfahrzeugs auf einem Werkstattgelände statt. Hier ist das Bereitstellen eines Datenkanals in Form der Mobilfunkverbindung besonders vorteilhaft, um das Steuergerät in dem Kraftfahrzeug in der beschriebenen Weise auf der Grundlage der Gerätedaten codieren und/oder parametrisieren und/oder flashen zu können. Während Kraftfahrzeuge nur in Ausnahmefällen ein WLAN-Modul aufweisen, werden sie dagegen regelmäßig schon bei der Herstellung mit einem Mobilfunkmodul ausgestattet. Somit ergibt sich durch die Mobilfunkverbindung der Vorteil, dass sich mit einer Vielzahl unterschiedlicher Kraftfahrzeugmodelle ohne zusätzlichen schaltungstechnischen Aufwand Gerätedaten austauschen lassen.
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Im Zusammenhang mit der Erfindung sind unter den Gerätedaten insbesondere Konfigurationsdaten für das Steuergerät und/oder Fehlermeldungen und/oder Statusmeldungen des Steuergeräts zu verstehen. Die Konfigurationsdaten, z. B. Codierungsdaten für das Codieren, Parameterdaten für das Parametrisieren oder Programmcodedaten für das Flashen, werden über die Mobilfunkverbindung zu dem Steuergerät hin übertragen und in dem Steuergerät gespeichert. Fehlermeldungen und/oder Statusmeldungen werden von dem Steuergerät zu der zentralen Recheneinrichtung übertragen und dort verarbeitet. Die zentrale Recheneinrichtung kann insbesondere eine an sich bekannte, zum Durchführen von Fahrzeugdiagnosen und/oder Fahrzeugwartungen ausgelegte Computeranlage in einer Werkstatt oder in einem Werk eines Fahrzeug-Herstellers sein.
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Das Starten des Umkonfigurierens des Mobilfunkmoduls zum Anpassen desselben an die private Mobilfunkzelle kann z. B. manuell durch einen Servicetechniker ausgelöst werden, indem dieser z. B. in einem Konfigurationsmenü des Kraftfahrzeugs eine entsprechende Funktion aktiviert. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Kraftfahrzeug ein Selbsttest ausgelöst wird und durch eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs während des Selbsttests eigenständig das Mobilfunkmodul umkonfiguriert wird. Dann ist in vorteilhafter Weise das Umkonfigurieren in den Selbsttest integriert.
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Die private Mobilfunkzelle kann noch zur Realisierung eines weiteren Vorteils genutzt werden. Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird durch eine Ortungseinrichtung auf einem Werksgelände oder einem Werkstattgelände eine Lokalisierung des Kraftfahrzeugs mittels der Funkstation durchgeführt. Hierdurch kann also das Kraftfahrzeug z. B. über Funkpeilung auf dem Werkstattgelände bzw. Werksgelände lokalisiert werden. Hierzu können auch mehrere Antennen verteilt auf dem Gelände aufgebaut sein, wie es von sogenannten „Location based services” bekannt ist. Bekannte Lokalisierungsverfahren sind z. B. die GSM-Lokalisierung mittels Auswertung der Time-Advance-Parameter und Cell-ID für eine sektorgenaue Positionsbestimmung des Kraftfahrzeuges auf dem Gelände.
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Die Erfindung ist nicht auf eine einzelne Mobilfunkzelle beschränkt. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist zumindest eine weitere mit der zentralen Recheneinrichtung gekoppelte Funkstation bereitgestellt, wobei durch jede weitere Funkstation eine private Mobilfunkzelle bereitgestellt ist. Die Mobilfunkzellen aller Funkstationen sind dabei zu einem privaten Mobilfunknetz verbunden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Mobilfunkverbindung zwischen den Funkstationen weitergereicht wird, so dass das Kraftfahrzeug auf dem von dem privaten Mobilfunknetz abgedeckten Gelände bewegt werden kann und währenddessen die Gerätedaten übertragen werden können. Außerdem ist bei mehreren Funkstationen eine verbesserte Funkpeilung ermöglicht.
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Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Steuergerät zum Bereitstellen einer jeweiligen Fahrzeugfunktionalität in dem Kraftfahrzeug, also z. B. einem Motorsteuergerät und/oder einem Steuergerät für ein Infotainmentsystem. Das Kraftfahrzeug weist auch das beschriebene Mobilfunkmodul auf, welches dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von einem momentan aktiven Zugangsprofil einer eUICC eine Mobilfunkverbindung zu einer Funkstation einer Mobilfunkzelle aufzubauen. Bei geeignetem aktiven Zugangsprofil ist also eine Mobilfunkverbindung zu der beschriebenen Funkstation der privaten Mobilfunkzelle möglich. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist zwei Betriebsmodi auf, einen Fahrmodus und einen Wartungsmodus. Im Fahrmodus stellt das zumindest eine Steuergerät seine jeweilige Fahrzeugfunktionalität bereit. Der Fahrmodus ist insbesondere im Fahrbetrieb aktiv, während der Nutzer des Kraftfahrzeugs mit diesem fährt. Der Wartungsmodus ist insbesondere während der Herstellung des Kraftfahrzeugs und/oder während eines Werkstattaufenthalts des Kraftfahrzeugs aktiv. Im Wartungsmodus ist das zumindest eine Steuergerät für eine Neuprogrammierung und/oder Überprüfung der jeweiligen Fahrzeugfunktionalität eingestellt. Mit Neuprogrammierung ist hierbei eine oder mehrere der genannten Methoden Codieren, Parametrisieren, Flashen gemeint. Die Überprüfung erfolgt insbesondere durch Auslesen von Fehlermeldungen und/oder Statusmeldungen und/oder das Durchführen eines Selbsttests.
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Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist eine Konfigurationseinrichtung bereitgestellt, welche dazu ausgelegt ist, für den Fahrmodus ein von einem Fahrzeugnutzer vorgegebenes Zugangsprofil in der eUICC und für den Wartungsmodus ein nutzerunabhängiges Zugangsprofil für eine private Mobilfunkzelle zu aktivieren. Hierdurch können in vorteilhafter Weise im Wartungsmodus mit einer zentralen Recheneinrichtung der Fahrzeugproduktion oder der Werkstatt auszutauschenden Gerätedaten über eine Mobilfunkverbindung einer privaten Mobilfunkzelle übertragen werden. Im Fahrmodus kann dagegen der Nutzer das Mobilfunkmodul zum Telefonieren und/oder zum Austauschen von Nutzerdaten mit dem Internet verwenden.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgestaltet.
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Als Gegenstück zu dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug umfasst die Erfindung auch eine Anlage für eine Fahrzeugproduktion oder Fahrzeugwartung oder Fahrzeugreparatur. Auf einem Gelände der Anlage ist Platz für zumindest ein Kraftfahrzeug. Z. B. kann das Gelände eine Produktionshalle oder eine Werkstatthalle sein oder umfassen. Zumindest eine Funkstation der Anlage weist eine Funkabdeckung auf, die zu einem überwiegenden Teil auf einen Teil des Geländes oder auf das ganze Gelände gerichtet ist. Eine zentralen Recheneinrichtung der Anlage ist zum Erzeugen und/oder Verarbeiten von Gerätedaten zumindest eines Steuergeräts des zumindest einen Kraftfahrzeugs sowie zum Austauschen der Gerätedaten mit dem zumindest einen Kraftfahrzeug über die zumindest eine Funkstation eingerichtet. Die zumindest eine Funkstation ist dabei jeweils zum Bereitstellen einer privaten Mobilfunkzelle ausgelegt. Somit ergeben sich dieselben Vorteile wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und die erfindungsgemäße Anlage bilden zusammen ein erfindungsgemäßes System, durch welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage, die jeweils Merkmale aufweisen, die Merkmalen der Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen. Aus diesem Grunde sind die Merkmale der entsprechenden Weiterbildungen des Kraftfahrzeugs und der Anlage hier nicht noch einmal beschrieben.
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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Hierzu zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems aus einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs und einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen aber die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In der Figur ist ein Kraftfahrzeug 10 in einer Anlage 12 gezeigt. Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann es sich insbesondere um einen Kraftwagen, z. B. einen Personenkraftwagen, handeln. Bei der Anlage 12 kann es sich z. B. um eine Produktionsanlage handeln, in welcher das Kraftfahrzeug 10 hergestellt wird, oder um eine Werkstatt, in welcher das Kraftfahrzeug 10 gewartet und/oder repariert werden soll.
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Das Kraftfahrzeug 10 kann ein Mobilfunkmodul 14 aufweisen, bei dem es sich z. B. um ein GSM-, UMTS- oder LTE-Modul oder ein diese Funktechnologien kombinierendes Modul handeln kann. Bei dem Kraftfahrzeug 10 kann ein Austausch digitaler Gerätedaten über einem Kommunikationsbus 16, z. B. einem CAN-Bus, zwischen dem Mobilfunkmodul 14 einerseits und einem oder mehreren Steuergeräten 18, 20 andererseits vorgesehen sein. Das Mobilfunkmodul 14 kann eine eUICC 22 als SIM-Karte für ein oder mehrere Zugangsprofile zu öffentlichen Mobilfunknetzen aufweisen, die z. B. Mobiltelefonie und/oder Internetzugang anbieten. In dem Mobilfunkmodul 14 kann eine Konfigurationseinrichtung 24 zum Programmieren von und/oder Wechseln zwischen Zugangsprofilen der eUICC 22 bereitgestellt sein. Die Konfigurationseinrichtung 24 kann z. B. ein Programmmodul eines Steuerprozessors des Mobilfunkmoduls 14 sein. Die eUICC 22 kann fest in dem Kraftfahrzeug 10 installiert sein. Es kann auch ein Einsteckschacht bereitgestellt sein, in welchen ein (nicht dargestellter) Nutzer des Kraftfahrzeugs 10 eine zusätzliche SIM-Karte einstecken kann, mit der dann ein von dem Mobilfunkmodul 14 in einem Fahrmodus des Kraftfahrzeugs 10 zu nutzendes öffentliches Mobilfunknetz festgelegt wird.
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Die Anlage 12 kann z. B. eine Halle 26 aufweisen, die z. B. eine Werkshalle oder eine Werkstatthalle sein kann. In dem gezeigten Beispiel ist das Kraftfahrzeug 10 in der Halle 26 geparkt. Eine Funkstation 28 der Anlage 12 und das Mobilfunkmodul 14 können in an sich bekannter Weise durch Mobilfunk 30, 30' eine Mobilfunkverbindung 32 aufbauen, um die genannten Gerätedaten zwischen dem Mobilfunkmodul 14 und einer zentralen Recheneinrichtung 34 auszutauschen. Eine Funkleistung des Mobilfunks 30 der Funkstation 28 ist derart gering, dass durch die Funkstation eine Femtozelle F gebildet ist, die sich beispielsweise ausschließlich in der Halle 26 erstreckt. Die Funkwellen des Mobilfunks 30 können einen auf die Femtozelle F gerichteten Strahlenkegel C bilden.
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Die Recheneinrichtung 34 kann eine Serveranlage 36 und ein Datennetzwerk 38 aufweisen, über welches die Serveranlage 36 mit der Funkstation 28 verbunden sein kann. Die Serveranlage 36 kann einen oder mehrere Computer umfassen und zum Verarbeiten von Gerätedaten der Steuergeräte 18, 20 und/oder zum Bereitstellen von Gerätedaten für die Steuergeräte 18, 20 ausgelegt sein. Es kann sich um eine Serveranlage 36 zum Durchführen von zumindest einer Fahrzeugdiagnose in dem Kraftfahrzeug 10 handeln.
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Die Femtozelle F ist eine private Mobilfunkzelle, d. h. die Funkstation 28 ist insbesondere mit keinem Switched-Packet-Network verbunden, wie es Bestandteil eines Telefonnetzes (PSTN – public switched telephone network) sein kann. Die Funkstation 28 ist insbesondere ausschließlich mit dem Datennetzwerk 38 verbunden.
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Die Serveranlage 36 kann über das Datennetzwerk 36 auch mit einer oder mehreren weiteren (nicht dargestellten) Funkstationen der Anlage 12 verbunden sein. Die Serveranlage 36 kann z. B. speziell für eine Produktionsanlage und/oder Werkstatt bereitgestellt sein. Über das Datennetzwerk 38 kann die Serveranlage 36 auch mit mehreren Produktionsstätten und/oder mehreren Werkstätten und dort jeweils mit einer oder mehreren Funkstationen verbunden sein. Das Datennetzwerk kann zumindest teilweise z. B. auf dem Internet-Protokoll (IP) basieren.
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Bei der Anlage 12 macht man sich zunutze, dass in Kraftfahrzeugen vermehrt Connect-Umfänge eingebaut werden, d. h. diese Kraftfahrzeuge mit SIM-Karten und einem davon gesteuerten Mobilfunkmodul 14 ausgestattet sind. Durch die Einführung der Embedded-SIM (eSIM) oder eUICC 22 in ein solches Kraftfahrzeug 10 ist die feste Verknüpfung der SIM mit dem Mobilfunkanbieter nicht mehr gegeben. Durch eine Softwareanpassung (Kommissionierung) der eUICC 22 kann der Provider/Mobilfunkanbieter frei gewählt bzw. geändert werden, ohne eine spezifische SIM zu verbauen bzw. zu wechseln. Diese Kommissionierung kann z. B. durch die Konfigurationseinrichtung 24 durchgeführt werden. Die Kommissionierung ermöglicht, dass die Konnektivität des Kraftfahrzeuges auch ohne Verbindung zum öffentlichen Mobilfunknetz möglich ist, also auch zur Femtozelle F der Funkstation 28.
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Ein eigens errichtetes, lokales Mobilfunknetz, wie die Femtozelle F, ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen Kraftfahrzeug 10 z. B. über GSM, UMTS oder LTE, und einem Back-End-System, das in dem Beispiel durch die Recheneinrichtung 34 gebildet ist. Der Zugang der Steuergeräte 18, 20 in dieses Netzwerk ermöglicht es, kabellos die Gerätedaten zwischen der Prüftechnik der Recheneinrichtung 34 und dem Kraftfahrzeug 10 auszutauschen, also z. B. eine Bedatung der Steuergeräte 18, 20 durchzuführen, Fehlerspeichereinträge zu lesen/schreiben, die Steuergeräte 18, 20 zu flashen, Navigationsdaten in ein Navigationsgerät aufspielen und/oder z. B. ein SWaP. Es können Mobilfunkdienste für eigene, produktionsspezifische Umfänge und Services bereitgestellt werden, die nicht über fahrzeugfremde Endgeräte, wie z. B. Smartphones, zugänglich sein sollen. Es kann auch der Status des Kraftfahrzeugs 10 gelesen und gezielt verändert werden.
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Gerade bei neuen Connect-Diensten ist der Aufbau eines eigenen Mobilfunk-Netztes mit der als die Femtozelle F bereitgestellten privaten Mobilfunkzelle sowie weiteren, mit dieser vernetzen weiteren privaten Mobilfunkzellen vorteilhaft, da hierbei die Steuergeräte und deren Services im Produktionsumfeld mit bestehendem IT-Backend, d. h. der Recheneinrichtung 34, getestet werden können. Ferner muss keine zusätzliche Hardware verbaut werden, da die eSIM bei allen Kraftfahrzeugen auch für andere Zwecke in Serie verbaut sein kann. Die eSIM kann dementsprechend für das private Mobilfunknetzwerk des Fahrzeugherstellers vorkommissioniert sein, d. h. ein entsprechendes Zugangsprofil aufweisen, das bedarfsweise z. B. durch die Konfigurationseinrichtung 24 aktiviert werden kann, wenn das Kraftfahrzeug z. B. in eine Werkstatt gebracht worden ist und sich z. B. in der Femtozelle F befindet.
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Das private Mobilfunknetz des Fahrzeugherstellers, z. B. auf Basis der einzelnen Femtozelle Z, ermöglicht es ferner für Service-Anwendungen in Werkstätten und Niederlassungen, direkt auf das Kraftfahrzeug über die Mobilfunkverbindung 32 zuzugreifen, ohne sich mit der Prüftechnik hart mit dem Kraftfahrzeug 10 zu verdrahten. Hierdurch kann im Kundendienstfall eine Diagnosekommunikation mit dem Kraftfahrzeug erfolgen, ohne dass hierzu in der Werkstatt eine drahtgebundene Verbindung hergestellt werden müsste. Möglich ist so eine Softwareaktualisierung des Kraftfahrzeugs 10, ohne dass hierzu wie bisher für eine längere Dauer ein Stellplatz in der Werkstatt belegt werden muss.
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Die Prüfungen des Kraftfahrzeugs 10 durch die Recheneinrichtung 34 können eine mehrstufige Vorgehensweise umfassen: Zunächst kann z. B. durch Aussenden eines Steuerbefehls mittels der Funkstation 28 die Recheneinrichtung 34 das zu prüfende Merkmal des Kraftfahrzeugs 10, d. h. das das Merkmal oder die Fahrzeugfunktionalität bereitstellende Steuergerät 18, 20, in den zu prüfenden Zustand versetzt werden. Es kann als nächster Schritt die Messwertaufnahme erfolgen, bei welcher Messdaten von dem Kraftfahrzeug 10 über die Mobilfunkverbindung 32 zur Recheneinrichtung 34 übertragen werden. Abschließend kann die Bewertung der Messwerte hinsichtlich Einhaltung oder Überschreitung der gesetzten Limits durch die Recheneinrichtung 34 erfolgen.
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Diagnosefunktionen, die bei Prüfungen häufig zum Einsatz kommen, können sein:
- a) Das Auslesen der Identifikation zumindest eines Steuergeräts 18, 20, um zu ermitteln, ob die richtige Steuergerätevariante verbaut wurde. Oftmals wird dieser Diagnosedienst auch gleichzeitig dazu benutzt, um zu prüfen, ob ein Steuergerät 18, 20 per Diagnose grundsätzlich angesprochen werden kann. Dabei wird überprüft, ob es zunächst korrekt versorgt wird und es über die Mobilfunkverbindung 32 korrekt ansprechbar ist.
- b) Das Auslesen eines Fehlerspeichers eines Steuergeräts 18, 20 über die Mobilfunkverbindung 32, um zu bestimmen, ob das Steuergerät 18, 20 nominal arbeitet. Nach Durchführung aller Inbetriebnahmen und Prüfungen dürfen keine Fehlerspeichereinträge mehr vorliegen.
- c) Das Auslesen von Messwerten wird bevorzugt dazu benutzt, um bei einer Prüfung deren Messergebnis auszulesen und extern, beispielsweise in der Anlage 12 zu bewerten.
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Weiterhin können in den Steuergeräten 18, 20 Selbsttests implementiert sein. Diese können entweder automatisch ausgelöst werden, beispielsweise nach dem „Zündung ein” erkannt wurde, d. h. das Klemme-15-Signal. Die Steuergeräte 18, 20 können auch Selbsttests bereitstellen, die über die Fahrzeugdiagnose ausgelöst werden müssen. Als Beispiel ist die automatische Motorprüfung genannt. Bei dieser aufwändigen Prüfung werden vom Motorsteuergerät mehrere aufeinanderfolgende Prüfschritte durchlaufen, um alle Abgas relevanten Komponenten auf Funktionsfähigkeit zu prüfen. Das Prüfergebnis wird in Form von Fehlerspeichereinträgen hinterlegt. Weiterhin geben sogenannte Readiness-Codes Aufschluss darüber, ob alle Teilprüfungen fehlerfrei durchgeführt wurden oder welche Teilprüfungen gegebenenfalls fehlerhaft waren.
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Um die Inbetriebnahme- und Prüfprozesse der hochvernetzten und komplexen Fahrzeugelektronik innerhalb kürzer werdender Produktionstaktzeiten unterzubringen, ist die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Prüfgeräte auf hohes Niveau zu bringen. Sämtliche Potentiale der fahrzeugseitigen Steuergeräte-Diagnose werden durch den Einsatz solcher Hochleistungsgeräte hierbei ausgenutzt. Insbesondere die Vielfach-Parallelität der Diagnosekommunikation über Diagnose-CAN und Fahrzeug-Gateway sowie die zunehmenden Berechnungsanforderungen zur Laufzeit durch die sogenannte ASAM-ODX-Bedatung und anderen Datencontainern (zum Beispiel für die Steuergeräte-Variantencodierung) benötigen hohe Rechenleistungen und Datendurchsätze. Diese Datendurchsätze können in einer privaten Mobilfunkzelle und einem privaten Mobilfunknetzwerk sichergestellt werden. Die hohe Rechenleistung kann durch die zentrale Recheneinrichtung 34 außerhalb des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt werden.
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Ein lokales, privates Mobilfunknetz kann auch in Kooperation mit einem Mobilfunkanbieter von öffentlichen Mobilfunknetzen errichten werden. Hierzu kann z. B. innerhalb eines öffentlichen Mobilfunknetzes in an sich bekannter Weise ein virtuelles privates Netzwerk (VPN – Virtual Private Network) konfiguriert werden.
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Im Stand der Technik weisen Kraftfahrzeuge in der Regel jeweils nur eine spezifische SIM-Karte auf, mit der entweder eine eindeutige Identifikation von Nutzer oder Kraftfahrzeug zum Zweck eines Informationsaustauschs über ein öffentliches Mobilfunknetzwerk ermöglicht ist. Die entscheidende Unterschiede bei der Anlage 12 und der Kraftfahrzeug 10 sind, dass anstelle einer SIM (Kunde oder fest verbaut) eine embedded UICC (eUICC) eingesetzt wird. Diese wird bedarfsweise für neue Netze provisioniert (z. B. Produktionsnetz). Somit ergeben sich alleine durch diese neue Technologie erweiterte Nutzungsansätze. Unabhängig davon ist der Einsatz von Pico-/Femtozellen in der Produktion und im Kundendienst adressiert. Die erforderliche Kooperation mit einem Netzbetreiber ist technisch möglich (geschlossener Nutzerkreis, Lokalisierung, spezifisches Routing). Entscheidend und abgrenzend ist, dass Telematik und auch Location-based-Services durch solche Zellarchitekturen für das Produktions- und ggf. auch den Kundendienst geschaffen werden.
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Durch das Beispiel ist insgesamt gezeigt, wie zur Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges und/oder dessen Wartung/Reparatur produkt- und prozessorunabhängige, individualisierbare Mobilfunkdienste durch eine herstellerunabhängige eSIM und die Nutzung eine lokalen, privaten Mobilfunknetzes bereitgestellt werden können.
