DE102022104973B3

DE102022104973B3 - Kommunikationseinrichtung und Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung von einem Kraftfahrzeug zu einem Rechnernetzwerk

Info

Publication number: DE102022104973B3
Application number: DE102022104973.6A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Nilges
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2022-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2042-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationseinrichtung und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung von einem Kraftfahrzeug (10) zu einem Rechnernetzwerk. Das Verfahren umfasst ein Senden (S12) einer Verbindungsanfrage an netzwerkfähige Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) falls eine Verbindungsqualität unter einem vorgegebenen Schwellenwert ist; ein Empfangen (S14) von Vorrichtungsdaten der jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) durch die Kommunikationseinrichtung (12) als Antwort auf die Verbindungsanfrage, wobei die Vorrichtungsdaten zumindest die Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder zum Kraftfahrzeug (10) umfassen; ein Erzeugen (S16) einer Priorisierungsliste, in der die netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) in Abhängigkeit von den Vorrichtungsdaten zumindest bezüglich der Verbindungsqualität zum Kraftfahrzeug (10) und/oder dem Rechnernetzwerk priorisiert werden; und ein Bereitstellen (S18) der Kommunikationsverbindung von dem Kraftfahrzeug (10) zu dem Rechnernetzwerk über zumindest eine der netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22), die in der Priorisierungsliste über einer vorgegebenen Platzierung gelistet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung von einem Kraftfahrzeug zu einem Rechnernetzwerk, eine Kommunikationseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Verfahren durchzuführen und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kommunikationseinrichtung.
Fahrzeuge sind mit Verlust ihrer direkten Mobilfunkanbindung komplett offline. In Gebieten ohne Anbindung an das Mobilfunknetz, wie beispielsweise Tiefgaragen, ländliche Gebiete oder in Innenstädten mit schlechter Erreichbarkeit können Fahrzeuge keinerlei Daten senden oder empfangen. Somit erlaubt es die momentane Situation nicht, eine ausreichend hohe Qualitätsgüte für die Anwendung von mobilfunkbasierten Applikationen sicherzustellen. Sowohl sicherheitsrelevante als auch informative oder unterhaltende Funktionen können im Fahrzeug in Gebieten ohne direkte Verbindung an das Mobilfunknetz nicht bereitgestellt werden.
Aus der DE 10 2017 011 766 A1 ist ein Verfahren zum Übermitteln von Daten zwischen einem Server und einem Sender-/Empfängerfahrzeug über eine Mobilfunkverbindung bekannt, wobei eine Mehrzahl von Fahrzeugen untereinander über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation vernetzt werden können. In dem Verfahren ist vorgesehen, dass die Daten für den Fall, dass das Sender-/Empfängerfahrzeug keine Mobilfunkverbindung hat, zwischen dem Sender-/Empfängerfahrzeug und wenigstens einem anderen über die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation vernetzten Fahrzeug, welches eine Mobilfunkverbindung hat, direkt oder mittelbar weitergeleitet werden und von diesem Fahrzeug mit dem Server ausgetauscht werden.
Aus der US 2020/0314608 A1 ist ein externes Kommunikationssystem für ein Fahrzeug bekannt. Das externe Kommunikationssystem umfasst mehrere Kommunikationsvorrichtungen und ein Steuergerät. Die mehreren Kommunikationsvorrichtungen sind in dem Fahrzeug bereitgestellt. Die Kommunikationsvorrichtungen übertragen und empfangen über voneinander unterschiedlichen Kommunikationswegen Kommunikationsdaten zwischen einer Servervorrichtung und dem Fahrzeug. Das Steuergerät steuert die Kommunikation durch die mehreren Kommunikationsvorrichtungen. Das Steuergerät legt eine der mehreren Kommunikationsvorrichtungen als eine Hauptkommunikationsvorrichtung fest, die die Kommunikationsdaten zwischen der Servervorrichtung und dem Fahrzeug überträgt und empfängt. Das Steuergerät legt zumindest eine der verbleibenden Kommunikationsvorrichtungen als Ersatzkommunikationsvorrichtung fest, die die Kommunikationsdaten zwischen der Servervorrichtung und dem Fahrzeug überträgt und empfängt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kommunikationsverbindung auch in Bereichen mit schlechter Verbindungsqualität bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie den Figuren offenbart.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung von einem Kraftfahrzeug zu einem Rechnernetzwerk bereitgestellt. Das Verfahren weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf, wobei diese durch eine Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden können, insbesondere durch eine Softwarekomponente der Kommunikationseinrichtung. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen einer Verbindungsqualität für die Kommunikationsverbindung des Kraftfahrzeugs zu dem Rechnernetzwerk durch eine Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs, ein Senden einer Verbindungsanfrage an netzwerkfähige Vorrichtungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs durch die Kommunikationseinrichtung, falls die Verbindungsqualität unter einem vorgegebenen Schwellenwert ist, und ein Empfangen von Vorrichtungsdaten der jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen durch die Kommunikationseinrichtung als Antwort auf die Verbindungsanfrage, wobei die Vorrichtungsdaten zumindest die Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder zum Kraftfahrzeug umfassen.
Des Weiteren umfasst das Verfahren ein Erzeugen einer Priorisierungsliste, in der die netzwerkfähigen Vorrichtungen in Abhängigkeit von den Vorrichtungsdaten gemäß einem Situationskriteriums priorisiert werden, wobei durch das Situationskriterium die Vorrichtungen zumindest bezüglich der Verbindungsqualität zum Kraftfahrzeug und/oder dem Rechnernetzwerk bewertet werden, und ein Bereitstellen der Kommunikationsverbindung von dem Kraftfahrzeug zu dem Rechnernetzwerk durch die Kommunikationseinrichtung, wobei die Kommunikationsverbindung über zumindest eine der netzwerkfähigen Vorrichtungen weitergeleitet wird, die in der Priorisierungsliste über einer vorgegebenen Platzierung gelistet wird, vorzugsweise die am höchsten priorisierte Vorrichtung in der Priorisierungsliste.
Mit anderen Worten kann zunächst durch eine Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs geprüft werden, wie gut die Verbindungsqualität von dem Kraftfahrzeug zu dem Rechnernetzwerk ist. Das Rechnernetzwerk kann hierbei beispielsweise das Internet sein und die Verbindungsqualität kann für eine Mobilfunkanbindung von dem Kraftfahrzeug zu dem Rechnernetzwerk überprüft werden. Die Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise ein Mobilfunkmodem, insbesondere ein LTE-Modem und/oder WLAN-Modul sein, das eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu dem Rechnernetzwerk aufbauen kann.
Wird festgestellt, dass die Verbindungsqualität schlecht ist und/oder keine Kommunikationsverbindung möglich ist, kann eine Verbindungsanfrage in die Umgebung des Kraftfahrzeugs gesendet werden. Die Feststellung, dass die Verbindungsqualität schlecht ist, kann beispielsweise anhand einer verfügbaren Datenrate und/oder eines Paketverlustes der Verbindung bewerten werden. Die Verbindungsanfrage, die um die Umgebung des Kraftfahrzeugs an alle netzwerkfähigen Vorrichtungen gerichtet ist, kann vorzugsweise über einen oder mehrere Kommunikationsstandards versendet werden, insbesondere über WLAN, Bluetooth und/oder einen Mobilfunkstandard, insbesondere 5G. Beispielsweise kann die Verbindungsanfrage im Rahmen einer Car-2-X-Technologie an alle netzwerkfähigen Vorrichtungen versendet werden.
Die netzwerkfähigen Vorrichtungen können beispielsweise WLAN-Hotspots, insbesondere von einer Infrastruktur bereitgestellte WLAN-Hotspots, andere Fahrzeuge, mobile Endgeräte, wie beispielsweise Handys oder Tablet-PCs, und/oder über Kabel angeschlossene Vorrichtungen, wie beispielsweise netzwerkfähige Ladesäulen, umfassen. Nach Empfangen der Verbindungsanfrage können die netzwerkfähigen Vorrichtungen Vorrichtungsdaten an die Kommunikationseinrichtung des Kraftfahrzeugs übermitteln, wobei die Vorrichtungsdaten zumindest die jeweilige Verbindungsqualität der Vorrichtung zum Rechnernetzwerk aufweist. Alternativ oder zusätzlich können die Vorrichtungsdaten auch die Verbindungsqualität von einer Verbindung zu dem Kraftfahrzeug selber umfassen.
Anhand dieser Vorrichtungsdaten kann dann eine Priorisierungsliste erzeugt werden, in der die netzwerkfähigen Vorrichtungen platziert werden. Die Platzierung kann von einem Situationskriterium, in der sich das Kraftfahrzeug befindet, abhängen, wobei die Vorrichtungen zumindest daran bewertet werden, wie gut die Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder zum Kraftfahrzeug ist. Das heißt, dass die Vorrichtungen insbesondere in Abhängigkeit ihrer Verbindungsqualität bewertet werden und in der Priorisierungsliste platziert werden.
Schließlich kann die Kommunikationsverbindung über diejenige oder diejenigen Vorrichtungen von dem Kraftfahrzeug zu dem Rechnernetzwerk aufgebaut werden, die über einer vorgegebenen Platzierung gelistet sind. Das heißt, dass die Kommunikationsverbindung über diejenigen Vorrichtungen verläuft, die eine gute Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und zum Kraftfahrzeug aufweisen. Somit können die jeweiligen Vorrichtungen als eine Art (mobiler) „Hotspot“ dienen und für das Kraftfahrzeug, das eine schlechte direkte Verbindungsqualität zu dem Rechnernetzwerk aufweist, eine verbesserte Kommunikationsverbindung bereitstellen. Die Kommunikationsverbindung kann dabei vorzugsweise verschlüsselt werden und nach Beendigung der Kommunikationsverbindung können die Verbindungsdaten gelöscht werden, was eine Sicherheit und einen Datenschutz verbessert.
Beispielsweise könnte also ein Kraftfahrzeug, das in eine Tiefgarage einfährt, bei einem Netzwerkverlust eine Nachricht aussenden, in der es alle Endgeräte in seiner Umgebung, die noch eine Netzwerkverbindung haben, darum bittet, eine Verbindung bereitzustellen. So könnte in einem Beispiel über ein oder mehrere andere Fahrzeuge, die beispielsweise in einer Tiefgarage näher an einer Oberfläche stehen und eine Kommunikationsverbindung haben, ein Datenaustausch zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Rechnernetzwerk weiterhin bereitgestellt werden.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass Offlinephasen von Fahrzeugen minimiert werden können und verbesserte Kommunikationsverbindungen bereitgestellt werden können. Die Priorisierung von netzwerkfähigen Vorrichtungen über die Priorisierungsliste ergibt den Vorteil, dass immer die Vorrichtungen mit der besten Verbindungsqualität ermittelt werden können und somit eine besonders stabile und gute Kommunikationsverbindung bereitgestellt werden kann. Auch kann bei Ausfallen einer der Vorrichtungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs die Kommunikationsverbindung sofort auf die nächste netzwerkfähige Vorrichtung in der Priorisierungsliste umgeschaltet werden, ohne einen Ausfall der Kommunikationsverbindung beziehungsweise Datenverbindung zum Rechnernetzwerk.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Kommunikationsverbindung über alle Vorrichtungen bereitgestellt wird, die in der Priorisierungsliste über der vorgegebenen Platzierung gelistet werden. Das heißt, dass beispielsweise mehrere Vorrichtungen für die Kommunikationsverbindung infrage kommen, wobei die Kommunikationsverbindung, über alle der infrage kommenden Vorrichtungen aufgebaut wird und ein Datentransfer von dem Rechnernetzwerk zu dem Kraftfahrzeug über diese Vorrichtungen aufgeteilt wird. Dies kann beispielsweise über eine sogenannte Linkaggregationstechnik, beispielsweise über das Linkaggregation Control Protocol (LACP) durchgeführt werden. Vorzugsweise können somit auch Vorrichtungen mit unterschiedlichen Kommunikationsstandards, beispielsweise eine Vorrichtung über WLAN und eine weitere Vorrichtung über 5G, die Kommunikationsverbindung bereitstellen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Redundanz hergestellt werden kann, falls eine Kommunikationsverbindung abbricht und zusätzlich ein höherer Datendurchsatz zu dem Rechnernetzwerk ermöglicht wird.
Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Priorisierungsliste nach bereitgestellter Kommunikationsverbindung dynamisch angepasst wird, und die Kommunikationsverbindung in Abhängigkeit von der angepassten Priorisierungsliste, vorzugsweise über die höchstplatzierte Vorrichtung in der Priorisierungsliste, bereitgestellt wird. Mit anderen Worten kann auch nach bereitgestellter Kommunikationsverbindung über eine der netzwerkfähigen Vorrichtungen die Priorisierungsliste in vorgegebenen Zeitabständen angepasst und verändert werden, sodass immer die Vorrichtungen mit der besten Verbindungsqualität für die Kommunikationsverbindung verwendet werden. Insbesondere bei mobilen Vorrichtungen, wie anderen Fahrzeugen oder mobilen Endgeräten, kann sich die Verbindungsqualität mit der Zeit ändern, da sich diese von dem Kraftfahrzeug wegbewegen können Dann kann in Abhängigkeit von der angepassten Priorisierungsliste die nächstbeste Vorrichtung zur Bereitstellung der Kommunikationsverbindung verwendet werden. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass immer die bestmögliche Verbindungsqualität genutzt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zusätzlich zu den unmittelbar erreichbaren netzwerkfähigen Vorrichtungen auch mittelbar erreichbare netzwerkfähige Vorrichtungen für die Kommunikationsverbindung berücksichtigt werden. Das heißt, dass beispielsweise eine Kette von mehreren netzwerkfähigen Vorrichtungen aufgebaut werden kann, bis die Kommunikationsverbindung hergestellt werden kann. So kann beispielsweise die Verbindungsanfrage an eine netzwerkfähige Vorrichtung in der Nähe des Kraftfahrzeugs gesendet werden, die jedoch auch nicht über die nötige Verbindungsqualität verfügt, wobei in diesem Fall die Verbindungsanfrage von der netzwerkfähigen Vorrichtung weitergeleitet wird, bis über eine oder mehrere Stationen ein stabiles Signal zu dem Rechnernetzwerk aufgebaut werden kann. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine größere Umgebung um das Kraftfahrzeug herum für die Bereitstellung von einer Kommunikationsverbindung berücksichtigt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtungsdaten zusätzlich umfassen, ob die jeweilige netzwerkfähige Vorrichtung eine stationäre oder eine mobile Vorrichtung ist, wobei das Situationskriterium die Vorrichtungen in Abhängigkeit von einer Bewegungssituation und/oder Positionssituation des Kraftfahrzeugs priorisiert. Mit anderen Worten können die netzwerkfähigen Vorrichtungen eine stationäre Vorrichtung, insbesondere ein drahtloser oder kabelgebundener Zugangspunkt zum Rechnernetzwerk, und/oder eine mobile Vorrichtung, insbesondere ein mobiles Endgerät und/oder ein anderes Fahrzeug, umfassen. So kann die netzwerkfähige Vorrichtung beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ein mobiles Endgerät, ein stationäres Gerät, wie beispielsweise ein Router oder eine LAN-Verbindung über eine Ladesäule, sein. Vorzugsweise kann die jeweilige netzwerkfähige Vorrichtung in den Vorrichtungsdaten mitsenden, über welche Art es sich bei der Vorrichtung handelt, insbesondere ob die Vorrichtung eine stationäre oder eine mobile Vorrichtung ist. Das Situationskriterium kann hierbei beispielsweise zusätzlich analysieren, wie die Bewegungssituation und/oder Positionssituation des Kraftfahrzeugs gegenwärtig ist und die netzwerkfähigen Vorrichtungen zusätzlich anhand der Information priorisieren, ob es sich um eine stationäre oder mobile Vorrichtung handelt. Die Bewegungssituation kann hierbei beispielsweise angeben, ob sich das Kraftfahrzeug gegenwärtig bewegt, und insbesondere eine Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs umfassen. Die Positionssituation kann beispielsweise umfassen, ob sich das Kraftfahrzeug innerhalb einer Infrastruktur bewegt oder im Freien. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass für jede Situation im Kraftfahrzeug die geeignete netzwerkfähige Vorrichtung zur Herstellung der Kommunikationsverbindung ausgewählt werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass für die Bewegungssituation ein Geschwindigkeitsvektor des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird und die Vorrichtungsdaten einen Vorrichtungsgeschwindigkeitsvektor umfassen, wobei durch das Situationskriterium diejenigen Vorrichtungen höher priorisiert werden, bei denen die Differenz des Geschwindigkeitsvektors vom Vorrichtungsgeschwindigkeitsvektor am geringsten ist. Mit anderen Worten können die netzwerkfähigen Vorrichtungen in der Priorisierungsliste am höchsten bewertet werden, die sich in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit zu dem Kraftfahrzeug bewegen. Im einfachsten Fall ist das Kraftfahrzeug im Stillstand, wobei in diesem Fall stationäre Vorrichtungen am höchsten priorisiert werden. Alternativ kann sich das Kraftfahrzeug bewegen, wobei mobile Vorrichtungen, die sich in gleicher Richtung mit gleicher Geschwindigkeit bewegen, dann am höchsten priorisiert werden. Beispielsweise kann das Kraftfahrzeug in ein Funkloch fahren, wobei voraus oder hinterher fahrende Fahrzeuge (beziehungsweise in den Fahrzeugen befindliche mobile Endgeräte) weiterhin eine Verbindung zum Rechnernetzwerk aufweisen können. Diese können dann in der Priorisierungsliste höher bewertet werden, als beispielsweise stationäre Vorrichtungen am Straßenrand oder entgegenkommende Fahrzeuge, bei denen kurzzeitig eine gute Verbindungsqualität gemessen werden kann, die aber schnell wieder abbricht. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die stabilsten Verbindungen zum Rechnernetzwerk ausgewählt werden können.
Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass für die Positionssituation ermittelt wird, ob sich das Kraftfahrzeug innerhalb oder außerhalb einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung befindet, wobei durch das Situationskriterium diejenigen Vorrichtungen höher priorisiert werden, die zu der Verkehrsinfrastruktureinrichtung gehören. Die Verkehrsinfrastruktureinrichtung kann beispielsweise ein Tunnel, eine Tiefgarage und/oder ein Parkhaus sein, in der sich das Kraftfahrzeug bewegen und/oder stehen kann. Beispielsweise kann über einen Positionssensor, insbesondere GPS, festgestellt werden, dass sich das Kraftfahrzeug in dieser Verkehrsinfrastruktureinrichtung befindet, wobei dann durch die Kommunikationseinrichtung diejenigen netzwerkfähigen Vorrichtungen, die zu der Verkehrsinfrastruktureinrichtung gehören, höher priorisiert werden können, als andere netzwerkfähige Vorrichtungen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Priorisierung der netzwerkfähigen Vorrichtungen durch das Situationskriterium in Abhängigkeit von einer im Kraftfahrzeug auszuführenden Anwendung durchgeführt wird, insbesondere in Abhängigkeit von einer für die Anwendung benötigten Verbindungsqualität. So können beispielsweise bei Anwendungen, die eine hohe Datenübertragungsrate aufweisen, diejenigen netzwerkfähigen Vorrichtungen höher priorisiert werden, die diese zur Verfügung stellen können. Benötigt die auszuführende Anwendung nur geringe Datenübertragungsraten, kann dieses Kriterium weniger hoch gewichtet werden, wodurch auch Vorrichtungen mit geringer Datenübertragungsrate in der Priorisierungsliste hoch platziert werden können.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Kommunikationseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ausführungsformen durchzuführen. Insbesondere kann die Kommunikationseinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Verbindungsqualität für eine Kommunikationsverbindung des Kraftfahrzeugs zu dem Rechnernetzwerk zu bestimmen, eine Verbindungsanfrage an netzwerkfähige Vorrichtungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu senden, falls die Verbindungsqualität unter einem vorgegebenen Schwellenwert ist, Vorrichtungsdaten der jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen als Antwort auf die Verbindungsanfrage zu empfangen, eine Priorisierungsliste zu erzeugen, und die Kommunikationsverbindung von dem Kraftfahrzeug zu dem Rechnernetzwerk über die netzwerkfähige Vorrichtung bereitzustellen, die in der Priorisierungsliste über einer vorgegebenen Platzierung gelistet ist. Hierbei ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.
Erfindungsgemäß ist auch Kraftfahrzeug mit einer Kommunikationseinrichtung gemäß dem vorhergehenden Aspekt der Erfindung bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.
Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) ausgestaltet sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Die Befehle können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) bereitgestellt sein.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein Kraftfahrzeug mit einer Kommunikationseinrichtung in einer beispielhaften Anwendungssituation;
2 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
In 1 ist eine beispielhafte Situation dargestellt, in der ein Kraftfahrzeug 10 eine Kommunikationsverbindung zu einem Rechnernetzwerk (nicht gezeigt) aufbauen kann. Üblicherweise kann das Kraftfahrzeug 10 eine Kommunikationsverbindung zu dem Rechnernetzwerk über Mobilfunk aufbauen, insbesondere über eine Kommunikationseinrichtung 12 des Kraftfahrzeugs 10. In diesem Ausführungsbeispiel kann sich das Kraftfahrzeug 10 jedoch in einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung 14 befinden, insbesondere in einem Parkhaus 14, wodurch die Kommunikationsverbindung zu dem Rechnernetzwerk eingeschränkt beziehungsweise abgebrochen wird.
In diesem Fall kann die Kommunikationseinrichtung 12 feststellen, dass eine Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk unter einem vorgegebenen Schwellenwert ist, wodurch die Kommunikationseinrichtung 12 eine Verbindungsanfrage an netzwerkfähige Vorrichtungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 sendet, insbesondere über eine Car-2-X-Technologie. Die netzwerkfähigen Vorrichtungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 können zum Beispiel ein weiteres Fahrzeug 16, ein WLAN-Router 18 des Parkhauses 14, ein mobiles Endgerät 20, insbesondere ein Mobiltelefon, und/oder eine netzwerkfähige Ladesäule 22 sein, wobei die netzwerkfähige Ladesäule 22 beispielsweise die Datenverbindung nicht drahtlos anbietet, sondern über einen Ladestecker. An diesen kann ein weiteres Fahrzeug 24 angeschlossen sein, das zur Car-2-Car-Technologie ausgebildet ist.
Als Antwort auf die Verbindungsanfrage können die jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen 14, 16, 18, 20, 22 Vorrichtungsdaten an die Kommunikationseinrichtung 12 senden, in denen zumindest die jeweilige Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder zum Kraftfahrzeug 10 angegeben ist.
Die Kommunikationseinrichtung 12 kann aus diesen Vorrichtungsdaten dann eine Priorisierungsliste erstellen, in der die jeweiligen Vorrichtungen 14, 16, 18, 20, 22 in Abhängigkeit von einem Situationskriterium des Kraftfahrzeugs 10 priorisiert werden, wobei zumindest die Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder Kraftfahrzeug 10 bewertet wird. So kann beispielsweise eine Reihenfolge erstellt werden, welche Verbindungsqualität die jeweilige Vorrichtung 16, 18, 20, 22 bereitstellen kann, wobei die Kommunikationsverbindung von der Kommunikationseinrichtung 12 über diejenige netzwerkfähige Vorrichtung 16, 18, 20, 22 hergestellt werden kann, die über einer vorgegebenen Platzierung in der Priorisierungsliste gelistet wird, wobei die Priorisierungsliste vorzugsweise iterativ angepasst wird. So kann beispielsweise eine Platzierung des mobilen Endgeräts 20 angepasst werden, wenn sich dieses vom Kraftfahrzeug 10 entfernt, oder falls eines der Fahrzeuge 16, 24 aus dem Parkhaus 14 fährt.
Besonders bevorzugt kann die Kommunikationsverbindung über mehrere Vorrichtungen bereitgestellt werden, die sich in der Priorisierungsliste über der vorgegebenen Platzierung befinden, insbesondere über alle netzwerkfähigen Vorrichtungen 16, 18, 20, 22, sodass ein Datenverkehr aufgeteilt werden kann und eine höhere Bandbreite bereitgestellt wird. Des Weiteren kann, wie im Beispiel von der Ladesäule 22, neben unmittelbar erreichbaren netzwerkfähigen Vorrichtungen auch mittelbar erreichbare Vorrichtungen für die Kommunikationsverbindung berücksichtigt werden, indem die Kommunikationseinrichtung 12 beispielsweise eine Verbindungsanfrage an das Fahrzeug 24 sendet, das aufgrund des Parkhauses zwar auch keine direkte Mobilfunkverbindung zu dem Rechnernetzwerk herstellen kann, jedoch kabelgebunden über die Ladesäule 22.
Besonders bevorzugt kann die Priorisierungsliste zusätzlich danach gewichtet werden, ob es sich bei den jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 um stationäre oder mobile Vorrichtungen handelt, wobei diese je nach Bewegungssituation des Kraftfahrzeugs 10 höher in der Priorisierungsliste gewichtet werden können, falls die Bewegungssituation der Vorrichtung mit dem Kraftfahrzeug 10 übereinstimmt. So kann beispielsweise ein Geschwindigkeitsvektor des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt werden, der mit einem Vorrichtungsgeschwindigkeitsvektor der jeweiligen Vorrichtung 16, 18, 20, 22 abgeglichen wird, wobei diejenige Vorrichtung 16, 18, 20, 22 höher priorisiert werden kann, die die geringste Abweichung zwischen dem Geschwindigkeitsvektor des Kraftfahrzeugs 10 und dem Vorrichtungsgeschwindigkeitsvektor aufweist. Des Weiteren kann eine Positionssituation des Kraftfahrzeugs 10 verwendet werden, um die Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 höher oder niedriger zu priorisieren. Beispielsweise kann durch Sensoren des Kraftfahrzeugs 10, insbesondere einem Positionssensor, festgestellt werden, dass sich das Kraftfahrzeug im Parkhaus 14 befindet, wobei in diesem Fall diejenigen Vorrichtungen höher priorisiert werden können, die zu dem Parkhaus 14 gehören. In diesem Beispiel können also der WLAN-Zugriffspunkt 18 und die Ladesäule 22, die zum Parkhaus 14 gehören, höher gewichtet werden als das Fahrzeug 16 oder das mobile Endgerät 20. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Wechsel einer bereits aufgebauten Kommunikationsverbindung unwahrscheinlicher ist, da der WLAN-Zugriffspunkt 18 und/oder die Ladesäule 22 sich nicht aus dem Verbindungsbereich des Kraftfahrzeugs 10 entfernen können.
Folglich kann die Kommunikationsverbindung über diejenige Vorrichtung 16, 18, 20, 22 aufgebaut werden, die die beste und stabilste Kommunikationsverbindung zu dem Rechnernetzwerk aufweist.
In 2 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung von einem Kraftfahrzeug 10 zu einem Rechnernetzwerk dargestellt. In einem Schritt S10 kann durch eine Kommunikationseinrichtung 12 eine Verbindungsqualität für die Kommunikationsverbindung des Kraftfahrzeugs 10 zu dem Rechnernetzwerk bestimmt werden.
Ist diese Verbindungsqualität unter einem vorgegebenen Schwellenwert, kann in einem Schritt S12 eine Verbindungsanfrage an netzwerkfähige Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 gesendet werden, insbesondere durch die Kommunikationseinrichtung 12.
In einem Schritt S14 kann die Kommunikationseinrichtung 12 Vorrichtungsdaten der jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 empfangen, wobei die Vorrichtungsdaten zumindest die Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder zum Kraftfahrzeug umfassen. Zusätzlich können die Vorrichtungsdaten auch umfassen, ob die jeweilige netzwerkfähige Vorrichtung 16, 18, 20, 22 eine stationäre oder eine mobile Vorrichtung ist und/oder ob die jeweilige Vorrichtung zu einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung 14 gehört oder nicht.
In einem Schritt S16 kann die Kommunikationseinrichtung 12 eine Priorisierungsliste erstellen, in der die netzwerkfähigen Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 in Abhängigkeit von den Vorrichtungsdaten gemäß einem Situationskriterium priorisiert werden, wobei durch das Situationskriterium die Vorrichtung zumindest bezüglich der Verbindungsqualität zum Kraftfahrzeug 10 und/oder dem Rechnernetzwerk bewertet werden. Zusätzlich kann auch eine Bewegungssituation und/oder Positionssituation des Kraftfahrzeugs 10 berücksichtigt werden, sodass die passenden netzwerkfähigen Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 mit der besten Verbindungsqualität am höchsten priorisiert werden. Auch kann vorzugsweise die Priorisierung der netzwerkfähigen Vorrichtungen 16, 18, 20, 22 davon abhängen, welche auszuführende Anwendung im Kraftfahrzeug 10 durchgeführt werden soll, insbesondere welche Verbindungsqualität beziehungsweise benötigte Datenrate für die Anwendung benötigt wird.
Schließlich kann in einem Schritt S18 die Kommunikationsverbindung von dem Kraftfahrzeug 10 zu dem Rechnernetzwerk über die netzwerkfähige Vorrichtung 16, 18, 20, 22 weitergeleitet werden, die in der Priorisierungsliste über einer vorgegebenen Platzierung gelistet wird, insbesondere die höchstplatzierte Vorrichtung.
In einem weiteren beispielhaften Aspekt ist vorgesehen, dass in Gebieten ohne Mobilfunknetz ein Routing per V2V-Verbindung durchgeführt wird. Konkret bedeutet das, dass ein Fahrzeug 10 sich, sobald es den Verlust der direkten Mobilfunkverbindung registriert, per Direktschnittstelle V2X nach alternativen Kommunikationspartnern (netzwerkfähige Vorrichtungen 16, 18, 20, 22) umhört, um seine Kommunikationsverbindung so zu routen. Beispielsweise könnte ein Fahrzeug 10, das in eine Tiefgarage 14 einfährt, bei Netzwerkverlust eine Nachricht aussenden, in der es alle Endgeräte in seiner Umgebung, die noch eine Netzwerkverbindung haben, darum bittet, eine Verbindung bereitzustellen. So könnten beispielsweise andere Fahrzeuge, die näher an der Oberfläche stehen und so eine Verbindung haben, angefragt werden. Alternativ könnte auch eine Verbindung über fest installierte (zum Beispiel per Kabel angebundene) Geräte ermöglicht werden, die in der Tiefgarage 14 Netzwerkverbindungen bereitstellen. Auch mobile Endgeräte 20 oder Systeme von Drittanbietern, zum Beispiel per LAN verbundene Ladesäulen 22, können genutzt werden.
Der Datentransfer des Fahrzeugs 10 kann insbesondere hochverschlüsselt, das heißt ohne dass der Zwischenrouter mitliest, nach dessen Zustimmung über ein anderes Endgerät geroutet werden. Auf den Zwischenendgeräten (netzwerkfähige Vorrichtungen 16, 18, 20, 22) werden dabei Verbindungsdaten zeitnah gelöscht und sind nicht einsehbar.
Zur Umsetzung kann eine Direktkommunikation von dem Fahrzeug 10 mit seiner Umwelt per V2X, über die die Daten bei fehlender Netzwerkverbindung geroutet werden sollen, durchgeführt werden. Beispielsweise kann auch das Kraftfahrzeug 10 an der Ladesäule 22 geladen werden, von wo aus es über eine LAN-Ethernet-Verbindung an dem Rechnernetzwerk angebunden ist und somit die Kommunikationsverbindung aufbauen kann.
Insbesondere für autonome Fahrzeuge, die nach heutigem Stand immer eine Anbindung an das Backend des Herstellers brauchen, könnte so die Verbindungsqualität verbessert werden. Fährt ein autonomes Fahrzeug in ein Funkloch, kann es andere Fahrzeuge oder mobile Endgeräte per V2V oder V2X erreichen, um die Verbindung aufrechtzuerhalten.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Versorgung von Bereichen ohne klassischem Mobilfunkempfang durch V2X-Routing bereitgestellt werden kann.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikationsverbindung von einem Kraftfahrzeug (10) zu einem Rechnernetzwerk, mit den Schritten: - Bestimmen (S10) einer Verbindungsqualität für die Kommunikationsverbindung des Kraftfahrzeugs (10) zu dem Rechnernetzwerk durch eine Kommunikationseinrichtung (12) des Kraftfahrzeugs (10); - falls die Verbindungsqualität unter einem vorgegebenen Schwellenwert ist, Senden (S12) einer Verbindungsanfrage an netzwerkfähige Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (10) durch die Kommunikationseinrichtung (12); - Empfangen (S14) von Vorrichtungsdaten der jeweiligen netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) durch die Kommunikationseinrichtung (12) als Antwort auf die Verbindungsanfrage, wobei die Vorrichtungsdaten zumindest die Verbindungsqualität zum Rechnernetzwerk und/oder zum Kraftfahrzeug (10) umfassen; - Erzeugen (S16) einer Priorisierungsliste, in der die netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) in Abhängigkeit von den Vorrichtungsdaten gemäß eines Situationskriteriums priorisiert werden, wobei durch das Situationskriterium die Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) zumindest bezüglich der Verbindungsqualität zum Kraftfahrzeug (10) und/oder dem Rechnernetzwerk bewertet werden; - Bereitstellen (S18) der Kommunikationsverbindung von dem Kraftfahrzeug (10) zu dem Rechnernetzwerk durch die Kommunikationseinrichtung (12), wobei die Kommunikationsverbindung über zumindest eine der netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) weitergeleitet wird, die in der Priorisierungsliste über einer vorgegebenen Platzierung gelistet wird; - wobei die Kommunikationsverbindung über alle Vorrichtungen aufgeteilt wird, die in der Priorisierungsliste über der vorgegebenen Platzierung gelistet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Priorisierungsliste nach bereitgestellter Kommunikationsverbindung dynamisch angepasst wird, und die Kommunikationsverbindung in Abhängigkeit von der angepassten Priorisierungsliste, vorzugsweise über die höchstplatzierte Vorrichtung in der Priorisierungsliste, bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu den unmittelbar erreichbaren netzwerkfähigen Vorrichtungen auch mittelbar erreichbare netzwerkfähige Vorrichtungen für die Kommunikationsverbindung berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtungsdaten zusätzlich umfassen, ob die jeweilige netzwerkfähige Vorrichtung eine stationäre oder eine mobile Vorrichtung ist, wobei das Situationskriterium die Vorrichtungen in Abhängigkeit von einer Bewegungssituation und/oder Positionssituation des Kraftfahrzeugs (10) priorisiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei für die Bewegungssituation ein Geschwindigkeitsvektor des Kraftfahrzeugs (10) bereitgestellt wird und die Vorrichtungsdaten einen Vorrichtungsgeschwindigkeitsvektor umfassen, wobei durch das Situationskriterium diejenigen Vorrichtungen höher priorisiert werden, bei denen die Differenz des Geschwindigkeitsvektors vom Vorrichtungsgeschwindigkeitsvektor am geringsten ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei für die Positionssituation ermittelt wird, ob sich das Kraftfahrzeug (10) innerhalb oder außerhalb einer Verkehrsinfrastruktureinrichtung (14) befindet, wobei durch das Situationskriterium diejenigen Vorrichtungen höher priorisiert werden, die zu der Verkehrsinfrastruktureinrichtung (14) gehören.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Priorisierung der netzwerkfähigen Vorrichtungen (16, 18, 20, 22) durch das Situationskriterium in Abhängigkeit von einer im Kraftfahrzeug (10) auszuführenden Anwendung durchgeführt wird, insbesondere in Abhängigkeit von einer für die Anwendung benötigten Verbindungsqualität.
Kommunikationseinrichtung (12), die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Kraftfahrzeug (10) mit einer Kommunikationseinrichtung (12) nach Anspruch 8.