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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung für
einen fahrzeugbezogenen Telematikdienst mit Einwirken auf wenigstens
eine Funktionalität
in einem Fahrzeug über
eine Luftschnittstelle, z. B. über ein
Mobilfunknetz oder die Kommunikation über eine Bluetooth-Verbindung.
Ein Realisierungsbeispiel eines solchen Dienstes ist die Ferndiagnose im
Kraftfahrzeug.
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Die zunehmende Vernetzung von Steuergeräten in heutigen
Kraftfahrzeugen bietet immer bessere Einwirkungsmöglichkeiten
auf Funktionalitäten im
Fahrzeug, z. B. bessere Diagnosemöglichkeiten im
Fehlerfall oder Möglichkeiten
zur Fernbedienung von Funktionen und/oder Komponenten des Fahrzeugs.
In diesem Zusammenhang bestehen Konzepte, mit Hilfe eines mobilfunkgestützten Einwirkens
zuverlässig
und sicher auf die Funktionalität
im Fahrzeug über
beliebige Entfernungen hinweg zuzugreifen, beispielsweise über eine
Ferndiagnose zuverlässige
und qualitativ hochwertige Fehleranalysen durch ein Service-Center
bzw. einen Ferndiagnose-Server, der eine entsprechende Diagnosedatenbank
umfasst, durchzuführen.
Gemäß diesen
Ansätzen
werden im Fahrzeug integrierte Kommunikationssysteme wie beispielsweise
Mobiltelefone und/oder GSM-gestützte
Telematikendgeräte
genutzt, um eine Datenübertragung
zwischen den an ein Fahrzeugnetzwerk angeschlossenen Steuergeräten und/oder Komponenten
und dein Server des Service-Centers durchzuführen. Einen Vorschlag für ein derartiges System
beschreibt die
DE
100 26 754 A1 . Eine konkrete Realisierung eines solchen
Systems bzw. der betroffenen Server- und Endgeräte, werden nicht angegeben.
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Vorteile der
Erfindung
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Der Einsatz eines bei der Diagnose
von Kraftfahrzeugsteuereinheiten ohnehin eingesetzten Protokolls
zur Realisierung einer Ferndiagnose hat den Vorteil, dass die zu
diagnostizierende Steuereinheiten an keine anderen Kommunikationsstandards, beispielsweise
Kommunikationsstandards des Internets, angepasst werden müssen. Dies
deshalb, weil das Service-Center mir dem Fahrzeug unter Verwendung
der im Fahrzeug ohnehin eingesetzten Protokolle kommuniziert. Damit
ist es möglich,
auch heutige Fahrzeuge mit einer Fernzugriffsmöglichkeit zu versehen, ohne
dass wesentliche Änderungen
in den Steuereinheiten erforderlich sind. Allgemein wird also für den jeweiligen
Telematikdienst ein Protokoll (allgemein Anwendungsprotokoll) eingesetzt,
welches auch im Fahrzeug zur Durchführung des entsprechenden Dienstes
vor Ort verwendet wird.
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Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang
ist eine Gateway-Einrichtung, welche im Fahrzeug angeordnet ist
und welche für
den Empfang und das Senden von Daten über die Luftschnittstelle und für die Gewährleistung
der zusätzlich
erforderlichen Sicherheitsfunktionen zuständig ist.
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Besonders vorteilhaft ist, dass als
Protokoll für
den Ferndiagnoseeingriff das in der Automobilindustrie weitgehend
als Standard akzeptierte Protokoll KWP2000 eingesetzt wird, welches
nicht nur fahrzeugintern zur Anwendung kommt, sondern in der verteilten
Ausprägung
der Ferndiagnose auch zur Kommunikation zwischen dem fahrzeugseitigen Teil
und dem Server verwendet wird.
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In besonders vorteilhafter Weise
werden durch eine geeignete Umsetzung die fahrzeugintern einzuhaltenden
Zeitbedingungen berücksichtigt
und die durch die Luftübertragung
entstehende Totzeit kompensiert. Eine besonders vorteilhafte Ausführung ist,
dass über
die Luftschnittstelle vollständige
Nachrichten übermittelt
werden, die dann fahrzeugintern bzw. serverintern zur Einhaltung
der Zeitbedingungen des verwendeten Transportprotokolls fragmentiert
werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den
abhängigen
Patentansprüchen.
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Zeichnung
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert.
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1 zeigt
dabei ein Übersichtsbild
einer Systemarchitektur für
den Fernzugriff.
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In 2 ist
ein Schichtenmodell einer Gateway-Einrichtung im fahrzeugseitigen
Teil des Fernzugriffsystems sowie einer entsprechenden Gateway-Einrichtung
im zentralen Teil dargestellt.
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3 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
den Nachrichtenaustausch zwischen einem zu diagnostizierendem Steuergerät und einem
Service-Center, während
in
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4 ein
Ablaufdiagramm für
diesen Nachrichtenfluss auf der Ebene der Transportprotokolle dargestellt
ist.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt
ein Übersichtsbild
eines Systems für
einen fahrzeugbezogenen Telematikdienst, wobei Informationen zwischen
einem Fahrzeug (dort wenigstens einem Endgerät) und einem Server über ein Mobilfunknetz
bzw. über
ein Datennetz wie beispielsweise das Internet ausgetauscht werden.
Die in 1 als Übersichtsdarstellung
gezeigte Systemarchitektur für
einen Fernzugriff wird in Verbindung mit Funktionen zur Fernwirkung,
Ferndiagnose, Fernwartung, Software-Download, etc. eingesetzt. Unter
Fernwirkung bzw. Fernabfrage wird dabei im wesentlichen die Fernsteuerung
von Fahrzeugfunktionen, insbesondere Komfortfunktionen wie das Einschalten
der Standheizung, etc. sowie das Abfragen von Fahrzeugstati und/oder
Betriebsparametern verstanden. Dabei initiiert der Nutzer eine Kommunikation
mit dem Fahrzeug über
einen zentralen Server oder er kommuniziert direkt mit dem Fahrzeug.
Ferndiagnose umfasst das Fernauslesen von Diagnosedaten aus dem
Fahrzeug, deren Analyse und gegebenenfalls das Erzeugen einer Empfehlung
für das weitergehende
Handeln. Analyse der Daten und Generierung der Empfehlung erfolgt
dabei durch einen zentralen Server, der mit dem Fahrzeug über ein
Mobilfunknetz, über
ein drahtgebundenes Netz und/oder über ein Datennetz wie beispielsweise
das Internet mit dem Kraftfahrzeug in Verbindung steht. Ferner ist in
diesem Zusammenhang als Funktion der sogenannte Software-Download bzw. das
Remote-Flashing zu nennen, mit deren Hilfe ein neuer Programmcode
oder Parameter auf der Software konfigurierbare Systeme im Fahrzeug, beispielsweise
Steuergeräte,
aufgebracht werden, um die Funktionalität oder die Leistungsfähigkeit
zu erhöhen.
Auch hier erfolgt die Kommunikation über ein Mobilfunknetz, ein
drahtgebundenes Netz und/oder beispielsweise das Internet ausgehend
von einem zentralen Rechner (Server) bzw. Service-Center. Fernwartung
stellt im wesentlichen die Überwachung
des Fahrzeugzustandes und den Zugriff auf die Wartungsdaten im Fahrzeug von
einer zentralen Stelle aus dar, um zu überprüfen, ob, wann und welche Maßnahmen
zur Wahrung des Sollzustandes durchgeführt werden. Ein Beispiel hierfür ist das
dynamische Anpassen von Wartungsintervallen. Allgemein werden diese
Funktionalitäten hier
unter dem Begriff des fahrzeugbezogenen Telematikdienstes subsummiert.
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1 zeigt
einen Überblick über die
Systemarchitektur für
einen Fernzugriff. Dargestellt sind als I die durch den Fernzugriff
zu beeinflussenden Steuergeräte
im Fahrzeug, als II Gateway-Einrichtungen zur Protokolltransformation
und für
Sicherheitsfunktionen und als III das Service-Center-seitige Endgerät, beispielsweise
ein Werkstatttester, eine Operator-Konsole, etc. Die fahrzeugseitige
Gateway-Einrichtung 104 ist dabei über eine Luftschnittstelle
mit einer Gateway-Einrichtung 100 eines Service-Centers
verbunden. Dabei handelt es sich je nach Ausführungsbeispiel um eine Bluetooth-,
eine GSM-, eine GPRS-Schnittstelle oder eine andere Luftschnittstelle.
Die Gateway-Einrichtung 100 ist ferner mit dem Service-Center-seitigen
Endgerät 102 zum
Datenaustausch verbunden. Bei diesem Endgerät handelt es sich entweder
um einen Werkstatttester, eine Operator-Konsole, oder Ähnliches.
In einer alternativen Ausführung
ist die Gateway-Einrichtung des Service-Centers nicht direkt an
die Luftschnittstelle angebunden, sondern ist über ein Datennetz, beispielsweise
das Internet, mit einem Service-Provider verbunden, dessen Server
wiederum an die Luftschnittstelle angeschlossen ist. Bei der fahrzeugseitigen
Gateway-Einrichtung 104 handelt es sich je nach Ausführungsbeispiel
um ein zentrales Gateway für das
Fahrzeug oder um ein Punktzu-Punkt-Gateway, das z. B.
eine Bluetooth-Schnittstelle oder ein GSM-Modul mit einem CAN-Subnetz
des Fahrzeugs verbindet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel, welches in
der Realität
auch bevorzugt wird, handelt es sich bei der Gateway-Einrichtung 104 um
ein zentrales Gateway, welches für
den Empfang und das Senden von Daten über die Luftschnittstelle und
ggf. die Gewährleistung
der zusätzlich
erforderlichen Sicherheitsfunktionen eingerichtet ist. Auf der anderen
Seite ist die Gateway-Einrichtung 104 über ein oder verschiedene Bussysteme 106, 108 und 110 mit
den zu diagnostizierenden Steuereinheiten im Fahrzeug 112 bis 124 verbunden.
Bei den Bussen handelt es sich beispielsweise um einen Komfort-
und Karosseriebus, z. B. einen Lowspeed-CAN
oder LIN-Bus, welcher Steuereinheiten für die Klimaanlage und des Kombiinstruments
miteinander verbindet, ferner um einen Infotainment-Bus, beispielsweise
einen Highspeed-CAN-, MOST-, Firewire-Bus, etc., welcher Autoradio
und Navigationssysteme verbindet oder um einen Highspeed-CAN-Bus
oder Flexray-Bus,
welcher die Steuereinheiten für
die Motorsteuerung, die Bremsensteuerung, Rückhaltesysteme, etc. miteinander
verknüpft.
Ferner ist an die Gateway-Einrichtung (in 1 nicht dargestellt) über eine serielle oder parallele
Schnittstelle (z. B. UART) ein GSM-Modul
angebunden, mit dessen Hilfe das Fahrzeug Daten mit dem Service-Center
austauscht. Die Gateway-Einrichtung 104 umfasst dabei ggf.
auch einen Firewall, durch welchen die Fahrzeugsubnetze nach außen abgeschirmt
sind.
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Die Gateway-Einrichtung 100 auf
der Seite des Service-Centers umfasst im wesentlichen die gleichen
Funktionen und Elemente wie die Gateway-Einrichtung 104 im
Fahrzeug. Die Gateway-Einrichtung stellt die Kommunikation mit dem
Endgerät 102 sicher
sowie bedient die Luftschnittelle. Auch hier wird im bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ein GSM-Modul von der Gateway-Einrichtung über einen UART-Treiber bedient.
Ist vorgesehen, dass der Übertragungskanal
verschlüsselt
wird, so finden in beiden Gateway-Einrichtungen die notwendigen Ver- und
Entschlüsselungen
statt. Zusätzlich
enthalten die beiden Gateway-Einrichtungen die erforderlichen Protokolltransformationen,
das heißt
die Umsetzung der empfangenen oder gesendeten Daten vom Protokoll
der Luftschnittstelle, z. B. dem GSM-Protokoll, zum
oder aus dem Protokoll des Fahrzeugsystems, z. B.
dem CAN-Protokoll.
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Zur Kommunikation der beiden Gateway-Einrichtungen
miteinander über
die Luftschnittstelle wird eine Verbindung aufgebaut. Im bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist dies eine GSM-Verbindung, in anderen Ausführungen werden andere Transportprotokolle
eingesetzt. Wesentlich ist nun, dass bei der in 1 dargestellten Systemarchitektur zur
Nachrichtenübertragung
ein Protokoll eingesetzt wird, welches im Falle der Diagnose auch
bei der Diagnose der Steuereinheiten im Fahrzeug verwendet wird.
Solche Protokolle arbeiten in der Regel unter bestimmten Zeitbedingungen.
Ein derartiges Protokoll ist beispielsweise das sogenannte KWP2000-Diagnoseprotokoll,
welches gegebenenfalls in Abwandlungen in einer Vielzahl von Anwendungen
in Verbindung mit Kraftfahrzeugen verwendet wird. Der hier beschriebene
Gegenstand ist jedoch nicht nur auf die Verwendung des konkreten KWP2000-Protokolls
bei der Diagnose eingeschränkt,
sondern wird auch in Verbindung mit anderen Protokollen und/oder
Diensten eingesetzt. Dabei sind in der Regel innerhalb des Kraftfahrzeugs
enge Zeitbedingungen zu beachten. Grundsätzlich wird nach einer aufgebauten
und autorisierten Verbindung zwischen den beiden Gateway-Einheiten
ein Nachrichtenaustausch durchgeführt auf der Basis des verwendeten
Protokolls. Dabei leitet die Gateway-Einrichtung im Fahrzeug ankommende
Nachrichten, beispielsweise KWP2000-Request-Nachrichten, an das zu
diagnostizierende Steuergerät
weiter und sendet dessen Antworten, beispielsweise die KWP2000-Response-Nachrichten,
zum Gateway im Service-Center weiter. Das Gateway im Service-Center
arbeitet in analoger Weise. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
kann an die Gateway-Einrichtung 104 im Fahrzeug auch direkt
ein Testgerät
angeschlossen werden, welches auf der Basis desselben Protokolls mit
dem zu diagnostizierenden Steuergerät verkehrt wie es bei der verteilten
Anwendung im Rahmen der Fernwirkung verwendet wird.
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Problematisch ist, dass das im Fahrzeug
verwendete Diagnoseprotokoll, beispielweise das KWP2000, bezüglich der
Kommunikation mit dem angeschlossenen Testgerät in der Regel sehr enge Zeitbedingungen
vorschreibt. Werden diese Zeitbedingungen nicht erfüllt, so
wird der Diagnosevorgang abgebrochen. Die Zeitbedingungen sind dabei
so eng, dass diese infolge der über
die Luftschnittstelle bestehende Übertragungsverzögerung nicht
erfüllt werden
können.
Daher ist wie nachfolgend beschrieben bei der dargestellten verteilten
Anwendung die synchrone Verbindung zwischen Steuereinheit und Testgerät entkoppelt
und es wird eine asynchrone Verbindung über die Luftschnittstelle bereitgestellt. Dabei
wird innerhalb des Kraftfahrzeugsystems die synchrone Verbindung,
hier zwischen Gateway-Einrichtung und der zu diagnostizierender
Steuereinheit aufrecht erhalten, ebenso gegebenenfalls auf der Service-Center-Seite,
wo eine synchrone Verbindung zwischen Service-Center-Gateway und Testgerät bestehen
kann. Die Luftschnittstellenverbindung ist dagegen asynchron und
gehorcht den Zeitbedingungen des verwendeten Diagnoseprotokolls
nicht, sondern lediglich denen des dort angewendeten Protokolls. Die
Gateway-Einrichtung im Fahrzeug und/oder die im Service-Center ist
also derart ausgestaltet, dass sie einerseits die Verbindung zum
Service-Center steuert, andererseits die zeitkritische Verbindung
zu der zu diagnostizierenden Steuereinheit.
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In 2 wird
ein Schichtenmodell der Gateway-Einrichtung 104 im Fahrzeug
dargestellt. Die Gateway-Einrichtung 100 im Service-Center
ist entsprechend aufgebaut. Die Gateway-Einrichtung 104 im
Fahrzeug integriert alle erforderlichen Schichten eines Kommunikationssystems
zur Ankopplung von mindestens einem Fahrzeugsubnetz und zur Kommunikation
mit einem Service-Center über
eine Luftschnittstelle. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 2 verbindet die Gateway-Einrichtung 104 insgesamt
drei Fahrzeugsubnetze 106, 108 und 110, die
bereits anhand von 1 dargestellt
wurde, und integriert einen GSM-Protokoll-Stack für den Datenaustausch
mit einem Service-Center. Das Schichtenmodell beschreibt das Kommunikationssystem
I sowie das Anwendungssystem II des Gateways. In der untersten Schicht
des Kommunikationssystems I sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel
für jedes Fahrzeug
Subsystem-Treiber, vorzugsweise CAN-Treiber 106a, 108a und 110a,
vorgesehen. Den Treibern übergeordnet
ist als zweite Schicht eine CAN-Vermittlungsschicht 126,
welche zur Umsetzung der von den einzelnen Subsystemen empfangenen
und auf einzelne Subsysteme oder auf die Luftschnittstelle zu verteilende
Nachrichten dient. Die Vermittlungsschicht ist zuständig für das fahrzeuginterne
Routing von Nachrichten, im Ausführungsbeispiel
CAN-Nachrichten. Über
der Vermittlungsschicht befinden sich die Transportprotokollschicht,
vorzugsweise CAN-Transportprotokollschicht, die dem jeweiligen Subsystem
zugeordnet sind. Dieses Transportprotokoll ist zum Versenden von
Nachrichten über das
jeweilige Subsystem notwendig, welche länger als die maximale Datenlänge des
Subsystems sind, bei CAN-Anwendungen länger als 8 Datenbytes. Im Anwendungssystem
II befinden sich z. B. die Sicherheitsdienste 128,
welche z. B. für die Verschlüsselung,
Authentifizierung und Autorisierung des Fernzugriffs zuständig sind.
Ferner befinden sich hier die Remote-Dienste 130, die das
Fahrzeug nach außen anbietet.
Dies sind beispielsweise Ferndiagnosedienste, Fernsteuerungsdienste,
Fernwartungsdienste, Software-Download-Dienste, etc. Alle Anfragen über die
Luftschnittstelle werden immer an einen dieser Remote-Dienste weitergeleitet.
Dieser entscheidet, ob eine Nachricht fahrzeugintern weitergeleitet
wird. Durch diese Kopplung im Anwendungssystem kann man höchsten Sicherheitsansprüchen gerecht
werden. Ist das Gateway selbst diagnostizierbar, so wird neben der
Diagnoseapplikation 132 auch der Diagnosehilfsdienst KWP2000
verwendet. Neben den genannten Elementen umfasst das Fahrzeug-Gateway
auch ein Netzwerkmanagement sowie lokale und globale Managements
der Betriebszustände
und die Systemdiagnose, die im folgenden nicht weiter betrachtet
wird. Darüber
hinaus ist ein Echtzeitbetriebssystem (z. B.
ein OSEKkonfrornes OS) sowie ein Überwachungs-Modul (134)
vorgesehen. Zur Bedienung der Luftschnittstelle ist im Gateway 104 ferner
ein GSM-Transportprotokoll vorgesehen, eine GSM-Vermittlungsschicht 136 sowie
ein UART-Treiber 138, welcher über eine SPI-Schnittstelle 140 mit
einem GSM-Modul verbunden ist.
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Die Gateway-Einrichtung 100 im
Service-Center ist entsprechend aufgebaut. Sie koppelt von GSM auf
ein Subsystem, vorzugsweise CAN, und umgekehrt. Daher ist auch hier
ein GSM-Modul über
eine Schnittstelle 142 mit einem UART-Treiber 144 verbunden.
Darüber
ist eine GSM-Vermittlungsschicht 146 sowie ein GSM-Transportprotokoll
angeordnet. Die Sicherheitsdienste 148 entsprechen denen
im Fahrzeug-Gateway 104. Über ein CAN-Subsystem 150 ist
ein Servicetester 152 bzw. eine Konsole angebunden. Auch
hier wird die CAN-Anbindung über
ein CAN-Transportprotokoll, eine CAN-Vermittlungsschicht 154 sowie
ein CAN-Treiber 156 bereitgestellt. Die Kopplung von GSM
auf ein CAN-Bussystem im Service-Center erlaubt die direkte Anbindung
des Diagnose-Tester 152 oder die Weiterleitung der Daten
zu einem PC, welcher diese entsprechend auswertet. Sollen Ferndiagnosedaten über das
Internet verfügbar
gemacht werden, so wird im Gateway 100 eine Kopplung auf
IP-basierte Protokolle erfolgen. In einer anderen Ausführung werden die
Diagnoseergebnisse im Service-Center in einer Datenbank protokolliert
und dann einem Service im Internet zur Verfügung gestellt. Die Abbildung
auf eine IP-basierte Kommunikation erfolgt auf jeden Fall an zentraler
Stelle im Service-Center und nicht in jedem Fahrzeug.
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Der Remote-Dienst Ferndiagnose ist
in 2 in 130 als linkes
Oval dargestellt. Diese Anwendung umfasst Programme, die derart
ausgestaltet sind, dass sie bei einer eingehenden Diagnoseanforderung
entscheiden, ob diese Anforderung für die Eigendiagnose des Gateways
bestimmt ist oder ob diese für
ein Steuergerät
bestimmt ist, das sich an einem der angeschlossenen Busse befindet.
Zu diesem Zweck ist eine Tabelle vorgesehen, in der die Steuergerätekonfigurationen
des Fahrzeugs (wie z. B. Identifikationsnummer,
auszulesende Fehlerspeicher, etc.) aufgelistet sind und anhand derer
die ankommende Nachricht auf den entsprechenden Bus vermittelt wird.
Bei Änderung
der Steuergeräte-Konfigurationen
ist daher diese Tabelle nachzuführen.
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Wie oben erwähnt wird zur Diagnose der einzelnen
Steuereinheiten im Fahrzeug ein Diagnose-Protokoll eingesetzt, welches
in engen Zeitrahmen arbeitet. Ferner haben in der Regel die fahrzeugintern
eingesetzten Bussysteme eine begrenzte Nachrichtenlänge. Die
im Diagnose-Protokoll vorgesehenen Nachrichten haben in der Regel
eine davon abweichende maximale Länge. So ist beispielsweise derzeit
bei KWP2000-Nachrichten eine maximale Länge von 255 Bytes vorgesehen,
während
das fahrzeugintern eingesetzte CAN-Protokoll eine Begrenzung auf
8 Bytes aufweist. Ferner ist in jedem Steuergerät, welches über KWP2000 und CAN diagnostiziert
wird, ein Transport-Protokoll integriert, welches mehrer Timing-Bedingungen
im Bereich von wenigen msec umfasst. Die Übertragungsverzögerung über GSM
beträgt
mindestens 600 msec. Eine transparente Übertragung
von CAN-Nachrichten vom zu diagnostizierenden Steuergerät zum Service- Center ist aus diesem
Grund nicht möglich.
Die Verwendung eines speziellen Transport-Protokolls innerhalb der Gateway-Einrichtung
ist daher unumgänglich.
Dieses muss je nach Ausführung
eine zeitliche Entkopplung und/oder eine Anpassung der Datenlängen durchführen. Für die Einhaltung
der Timing-Bedingungen in der Transportschicht des zu diagnostizierenden Steuergeräts sind
die Partnerinstanzen der Transportschicht im Sicherheits-Gateway
des Fahrzeugs zuständig
und entsprechend sorgt die Transportschicht im Gateway des Service-Centers
für die
Einhaltung der Timing-Bedingungen
in den Partnerinstanzen der Transportschicht des Testers. Ferner passt
die Transportschicht im Gateway die Datenlängen an, indem sie die Daten
fragmentiert bzw. defragmentiert. Für die Übertragung von vollständigen Nachrichten,
z. B. KWP2000-Nachrichten, über GSM kann ein beliebiges
Transport-Protokoll verwendet werden.
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In 3 ist
ein Ablaufdiagramm dargestellt, welches den Nachrichtenaustausch
zwischen den beteiligten Komponenten in der Nutzungsphase der Ferndiagnose
für das
verwendete Diagnose-Protokoll KWP2000 darstellt. Gezeigt ist der
Nachrichtenaustausch zwischen dem Service-Center (z. B.
Tester 200), dem Gateway 100 des Service-Centers, dem
Gateway 104 des Fahrzeugs und dem zu diagnostizierenden
Steuergerät 202.
Als erste Nachricht wird ausgehend vom Tester 200 über das
Gateway 100 eine KWP2000-Nachricht über die Luftschnittstelle gesandt,
welche das zu diagnostizierende Steuergerät nach Weiterleitung durch
das Gateway 104 in den Diagnosemodus bringt. Die KWP2000-Nachrichten
werden vom Service-Center transparent verschlüsselt über die GSM-Verbindung zwischen
den Gateways übertragen.
Die Umsetzung der Nachricht auf die anderen Protokolle findet in
den Transportschichten der Gateways statt. Danach folgen ausgehend
vom Tester zyklische sogenannte Tester-Präsent-Nachrichten, die notwendig
sind, um das zu diagnostizierende Steuergerät im Diagnosemodus zu halten.
Sobald das zu diagnostizierende Steuergerät sich im Diagnosemodus befindet,
beginnt die eigentliche Diagnose, in der Nachrichten mit Nutzdaten
vom Service-Center zum Steuergerät
und umgekehrt (KWP2000-Diagnose-Request- sowie -Response-Nachrichten) übermittelt
werden.
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Letzteres ist im Ablaufdiagramm der 4 dargestellt, welches am
Beispiel einen exemplarischen Diagnose-Requests und der zugehörigen Antwort
den Datenaustausch zwischen Tester 200 und Steuergerät 202 über die
Luftschnittstelle und die entsprechenden Gateways auf der Ebene
der Transport-Protokolle darstellt. In dieser Darstellung ist die Entkopplung über die
Transport-Protokolle deutlich zu erkennen. Es werden keine einzelne
CAN-Frames über
die GSM-Strecke verschickt, sondern vollständige KWP2000-Nachrichten.
Diese werden gegebenenfalls vor Senden über die Luftschnittstelle verschlüsselt und
beim Empfang entschlüsselt.
Somit findet im Gateway 100 vor dem Senden eine Defragmentierung
der CAN-Frames und im Fahrzeug-Gateway 104 eine Fragmentierung
der vollständigen
Diagnose-Protokoll-Nachricht in CAN-Frames bzw. umgekehrt im Falle der Antwort
statt. Die vom Operator oder vom Ablaufprogramm des Testers 200 erzeugte Nachricht
des Diagnose-Protokolls wird über
die CAN-Verbindung zum Gateway 100 in den CAN-Frames 204, 206, 208 und 210 übermittelt.
Die Transportschicht in der Gateway-Einrichtung 100 bedient die
im Rahmen der Zeitbedingungen des Datenaustausches zwischen Tester
und Gateway erforderlichen Rückmeldungen 212 und 214.
Ferner defragmentiert die Transportschicht der Gateway-Einrichtung 100 die
ankommenden Nachrichten und übersendet über die
GSM-Schnittstelle
eine lange, zusammengesetzte Diagnose-Nachricht 216 über das ISO-Transportprotokoll.
Die Gateway-Einrichtung 104 empfängt diese Nachricht und das
dortige Transport-Protokoll fragmentiert diese Nachrichten wieder und
sendet sie über
den CAN-Bus als einzelne CAN-Frames zum diagnostizierenden Steuergerät 202 (Nachrichten 218, 220, 222, 224).
Ferner sichert die Transportschicht der Gateway-Einrichtung 104 sowie die entsprechende
Transportschicht im zu diagnostizierenden Steuergerät durch Übermitteln
von Quittungssignalen 226, 228 die Zeitbedingungen
dieser Kommunikation. Entsprechend wird beim Senden von Daten vom
zu diagnostizierenden Steuergerät zum
Service-Center vorgegangen. Auch hier wird die lange Diagnose-Nachricht 230,
die dann über
die GSM-Verbindung gesendet wird, in einzelnen Fragmenten 228, 230, 232, 234, 236 vom
zu diagnostizierenden Steuergerät
ans Gateway 104 geschickt. Die dortige Transportschicht
setzt diese Fragmente zur Diagnose-Nachricht um und übermittelt
Quittierungssignale 238 zum Einhalten der Zeitbedingungen.
Die vollständige
Diagnose-Nachricht wird dann zum Service-Center übertragen (Gateway 100).
Die Transportschicht des Gateway 100 fragmentiert die erhaltene
Nachricht und sendet diese in Fragmenten entsprechend den Transport-Protokollen des Testers
an diesen weiter (Frames 240, 242, 244, 246, 248).
Die Transportschicht des Testers sichert durch Quittungssignale 250 die
Einhaltung der Zeitbedingungen.
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Die oben dargestellt Vorgehensweise
wird bei allen fahrzeugbezogenen Telematikdiensten mit Fernwirkung
eingesetzt, bei denen die genannten Voraussetzung erfüllt sind.