DE19728083A1 - Fahrzeug-Datenkommunikationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug-Datenkommunikations­ system mit einem Fahrzeugdatenbus, an den fahrzeugseitige, elek­ trische Steuergeräte angeschlossen sind. Derartige Kommunikati­ onssysteme sind bekannt, wobei der Fahrzeugdatenbus beispiels­ weise durch einen sogenannten CAN-Bus gebildet ist, der die fahrzeugseitigen, elektrischen, in jeweils erforderlicher Weise intelligent ausgelegten Steuergeräte miteinander zwecks Daten­ austausch zwischen denselben vernetzt.

Derzeit auf dem Markt verfügbare Fahrzeug-Datenkommunikations­ systeme beschränken sich meist auf separate Einzellösungen für einen jeweiligen Zweck, wie Datenspeicher zur Fahrzeugidentifi­ kation in der Produktion und für Servicezwecke, Kommunikations­ einheiten zur Abrechnung von Straßenbenutzungsgebühren und Da­ tenbussysteme zur Vernetzung fahrzeugseitiger Steuergeräte. Da­ durch sind in modernen, auf dem Markt befindlichen Automobilen häufig identische Informationen, wie Fahrgestellnummer, Fahr­ zeugausstattung und länderspezifische Fahrzeugbesonderheiten, mehrfach fahrzeugseitig abgespeichert. Entsprechend sind ver­ schiedene Systeme für die Fahrzeugidentifikation entlang der Prozeßkette eines Fahrzeugs im Lauf seiner Lebensdauer im Ein­ satz. Darüber hinaus sind Fahrzeug-Datenkommunikationssysteme bekannt, die unter anderem einen zentralen Fahrzeugrechner benö­ tigen und dementsprechend aufwendig sind.

Aus der Patentschrift DE 41 10 372 C2 ist eine Multiplex­ übertragungsanordnung für ein Fahrzeug bekannt, die zwei Daten­ netzwerke und einen Gateway-Netzwerkknoten beinhaltet, über den Daten zwischen den Netzwerken übertragen werden können.

In der Patentschrift DE 33 13 481 C2 ist ein Fahrzeugkommunika­ tionsmodul in Form eines Transponders beschrieben, über den von einem fahrzeugexternen Abfragegerät Daten aus einem fahrzeugsei­ tigen elektronischen Speicher ausgelesen werden können, in den Fahrzeuginformationsdaten eingespeichert sind, die für Ferti­ gungs-, Reparatur- und Servicezwecke erforderlich sind und das Fahrzeug sowie die in ihm verbauten Komponenten identifizieren.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Fahrzeug-Datenkommunikationssystems zugrunde, das mit ver­ gleichsweise geringem Aufwand realisierbar ist und eine Kommuni­ kation der fahrzeugseitigen, intelligent ausgelegten, elektri­ schen Steuergeräte mit einer oder mehreren fahrzeugexternen Kom­ munikationsstationen unter weitestgehender Vermeidung einer mehrfachen Abspeicherung von Daten gleichen Informationsgehaltes an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs ermöglicht.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Fahrzeug-Datenkommunikationssystems mit den Merkmalen des An­ spruchs 1. Dieses System enthält ein Fahrzeugkommunikationsmo­ dul, das charakteristischerweise an den Fahrzeugdatenbus ange­ schlossen ist, der die zugehörigen, fahrzeugseitigen, elektri­ schen Steuergeräte miteinander verbindet. Das Fahrzeugkommuni­ kationsmodul ist als Schnittstelle zur Übertragung von Daten zwischen diesen an den Datenbus angeschlossenen Steuergeräten und wenigstens einer fahrzeugexternen Kommunikationsstation aus­ gelegt. Alle diese Steuergeräte können daher über dieses Fahr­ zeugkommunikationsmodul und den Datenbus angesprochen werden. Über den Datenbus sind Daten, die in einem Steuergerät abgespei­ chert sind, auch für die übrigen Steuergeräte verfügbar und kön­ nen insbesondere über das Fahrzeugkommunikationsmodul fahr­ zeugextern aus- oder eingelesen werden. Es genügt daher, die zu einer jeweiligen Information gehörigen Daten an einer Stelle des Fahrzeugs, d. h. in einem der an den Datenbus angeschlossenen Steuergeräte abzulegen.

Die damit realisierte Integration des Fahrzeugkommunikationsmo­ duls in den steuergeräteverbindenden Datenbus ermöglicht eine hohe Leistungsfähigkeit und vielfältige Nutzung des Fahrzeug- Datenkommunikationssystems nicht nur für Fertigungs- und Ser­ vicezwecke, sondern je nach Bedarf auch zur Abrechnung von Stra­ ßenbenutzungsgebühren, zum Fahrzeugverfolgung, zur automatischen Fahrzeugverwaltung innerhalb eines Fahrzeug-Pools und zur fern­ gesteuerten Fahrzeugführung. Durch die Kommunikationsfähigkeit zwischen Fahrzeugaußenwelt einerseits und den intelligent ausge­ legten Fahrzeugsteuergeräten andererseits über das Fahrzeugkom­ munikationsmodul als Schnittstelle entfällt die Notwendigkeit, fahrzeugseitig einen von außen ansprechbaren, zentralen Fahr­ zeugrechner unterbringen zu müssen.

Ein nach Anspruch 2 weitergebildetes Fahrzeug-Datenkommuni­ kationssystem ist so ausgelegt, daß von der jeweiligen Kommuni­ kationsstation über das Fahrzeugkommunikationsmodul Fahrzeug­ informationsdaten, insbesondere solche zur Identifizierung von Art und Ort des Fahrzeugs, aus den Steuergeräten auslesbar sind.

Ein nach Anspruch 3 weitergebildetes Fahrzeug-Datenkommunika­ tionssystem ist so ausgelegt, daß von der jeweiligen Kommunika­ tionsstation über das Fahrzeugkommunikationsmodul Fahrzeugfüh­ rungsdaten in die Steuergeräte eingebbar sind, so daß fern­ gesteuert in die Fahrzeugführung eingegriffen werden kann, z. B. durch Vorgabe von Geschwindigkeitssollwerten für eine fahrzeug­ seitige Geschwindigkeitsregeleinrichtung oder zur ferngesteuer­ ten Abstandsregelung bei hintereinander fahrenden Fahrzeugen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hier­ bei zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung des Aufbaus eines Fahr­ zeug-Datenkommunikationssystems und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anwendungsgebiete, für die das Kommunikationssystem von Fig. 1 eingerichtet ist.

Das in Fig. 1 schematisch in seinem Aufbau gezeigte Fahrzeug- Datenkommunikationssystem für ein Automobil 3 beinhaltet einen herkömmlichen CAN-Datenbus 1, an den elektrische, im jeweils er­ forderlichen Maß intelligent ausgelegte Steuergeräte des Fahr­ zeugs 3 angeschlossen sind, wobei in Fig. 1 exemplarisch nur vier Steuergeräte 2a bis 2d wiedergegeben sind. Des weiteren ist an den CAN-Bus 1 ein Fahrzeugkommunikationsmodul 4 angeschlos­ sen, das im Fahrzeug 3 fest verbaut ist, beispielsweise unter der Fahrzeugaußenhaut, sofern diese nicht metallisch ist. Das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 ermöglicht eine Datenkommunikation zwischen den fahrzeugseitigen, intelligenten, elektrischen Steu­ ergeräten 2a bis 2d mit mehreren fahrzeugexternen Kommunikati­ onsstationen 5, die in Fig. 1 nur schematisch durch Angabe ihres primären Anwendungszweckes angedeutet sind. Die Datenkommunika­ tion erfolgt zwischen den fahrzeugexternen Kommunikationsstatio­ nen 5 und dem fahrzeugseitigen Fahrzeugkommunikationsmodul 4 über eine drahtlose Übertragungsstrecke 6, z. B. in Form einer Funkübertragungsstrecke. Zwischen dem Fahrzeugkommunikationsmo­ dul 4 und den fahrzeugseitigen Steuergeräten 2a bis 2d erfolgt die Datenkommunikation über den CAN-Bus 1, wobei das Fahrzeug­ kommunikationsmodul 4 zur entsprechenden Umwandlung der Funksi­ gnale in die CAN-Datenbussignale und umgekehrt eingerichtet ist.

Das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 bedarf darüber hinaus keiner weitergehenden intelligenten Auslegung, die fahrzeugseitige In­ telligenz des Systems liegt vielmehr bei den an den Datenbus 1 angeschlossenen Steuergeräten 2a bis 2d. Das Fahrzeugkommunika­ tionsmodul 4 ist folglich als eine Art Gateway zur fahrzeugex­ ternen Datenkommunikation ausgelegt. Dies hat den Vorteil, daß herkömmliche, fahrzeugseitige Kommunikationssysteme, die eine Vernetzung intelligenter elektrischer Steuergeräte über einen CAN-Bus oder einen anderen Fahrzeugdatenbus beinhalten, problem­ los mit dem Fahrzeugkommunikationsmodul 4 nachgerüstet und da­ durch zu einem erfindungsgemäßen Fahrzeug-Datenkommunikations­ system erweitert werden können. Es versteht sich, daß Datenaus­ tauschvorgänge zwischen einer der fahrzeugexternen Kommunikati­ onsstationen 5 und den fahrzeugseitigen Steuergeräten 2a bis 2d auch im laufenden Fahrbetrieb des Fahrzeugs 3 möglich sind. Jede der fahrzeugexternen Kommunikationsstationen 5 verfügt in nicht näher gezeigter, für den Fachmann unter Kenntnis der nachfolgend beschriebenen Funktionalitäten ohne weiteres realisierbarer Wei­ se über einen Abfragestationsteil, der als Kommunikationsendge­ rät der betreffenden Station dient, sowie einen daran ange­ schlossenen Stationsteil zur Datenweiterverarbeitung, der die vom Fahrzeug 3 erhaltenen Daten je nach implementiertem Anwen­ dungszweck auswertet und/oder anwendungsfallabhängige Fahrzeug­ führungsdaten für das Fahrzeug 3 generiert.

Beispielhaft sind in Fig. 1 schematisch fahrzeugexterne Kommuni­ kationsstationen für die Anwendungsgebiete Citylogistik, Diagno­ se und Abrechnungs-/Zugangssysteme angedeutet. Daneben kommen als weitere Anwendungsbereiche z. B. Auslieferungslogistik, Fahr­ zeugverfolgung und ferngesteuerter Eingriff in die Fahrzeugfüh­ rung in Betracht. Die Systemanwendungen können zudem eine Kommu­ nikationsanbindung des Fahrzeugs 3 an Kontrollsysteme und/oder Verkehrsleitsysteme umfassen.

Fig. 2 zeigt mögliche Einsatzgebiete für das Fahrzeug-Daten­ kommunikationssystem während der durch einen Pfeil P angedeute­ ten Gesamtbetriebsdauer des Fahrzeugs 3. Dies beginnt mit der Produktion des Fahrzeugs 3, während der Daten zur Identifikation des Fahrzeugs 3 und der in ihm verbauten Komponenten, Auftrags- und Qualitätsdaten von im Fahrzeug gespeicherten Qualitätsregel­ kreisen und Diagnosedaten von den Steuergeräten 2a bis 2d mit­ tels entsprechender fahrzeugexterner Kommunikationsstationen über das Datenkommunikationssystem, insbesondere das Fahrzeug­ kommunikationsmodul 4, abgerufen werden können. Dies ermöglicht eine automatische, schnelle und kostengünstige Fahrzeugidentifi­ kation im Produktionsablauf, eine kabel- und kontaktlose Diagno­ se, eine Steuerung der Nacharbeit über das Fahrzeugkommunikati­ onsmodul 4 und somit eine Lagerbestandsreduzierung und eine Re­ duzierung der Verbauwahrscheinlichkeit alter Teilestände, eine Weitergabe von produktionsspezifischen Daten in den Servicebe­ reich sowie Kostenreduzierungen durch dezentrale Datenhaltung und der damit verbundenen Ausfallsicherheit.

Nach Fertigstellung des Fahrzeugs 3 kann das Fahrzeug-Daten­ kommunikationssystem Hilfestellung bei der Auslieferungslogistik geben. So kann durch entsprechende Kommunikationsvorgänge zwi­ schen den Fahrzeugsteuergeräten 2a bis 2d und den betreffenden fahrzeugexternen Kommunikationsstationen 5 über das Fahrzeugkom­ munikationsmodul 4 eine automatische Fahrzeuglenkung, die Verla­ dung und Fahrzeugsteuerung des fertiggestellten Fahrzeugs von der Produktion bis zum Kunden und eine jederzeitige eindeutige und schnelle Fahrzeugidentifikation zum Kunden ermöglicht wer­ den. Die bislang übliche Distribution von Neufahrzeugen erfor­ dert einen hohen Aufwand bezüglich der Erkennung des Ausliefe­ rungsortes und des Auslieferungszustandes einschließlich Sonder­ ausstattungen, die nachgerüstet werden. Auch dies kann durch das Datenkommunikationssystem mit dem Fahrzeugkommunikationsmodul 4 automatisch und während des Fahrbetriebs erfolgen. Das Fahrzeug­ kommunikationsmodul 4 stellt eine eindeutige Datenschnittstelle für dezentralen Datenbankzugriff zwischen der Produktionsgesell­ schaft und den tangierenden Bereichen dar.

Als weiteres Anwendungsgebiet werden die Werkstätten durch das Datenkommunikationssystem unterstützt. Durch Übertragung ent­ sprechender Identifikations- und/oder Diagnosedaten über das Kommunikationssystem ist eine Fahrzeugannahme und -diagnose ohne Wartezeiten realisierbar, beispielsweise dergestalt, daß über das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 die notwendigen Fahrzeuginfor­ mationen, wie Kundenname, Kilometerstand, Fahrzeugtyp, Erstzu­ lassungstag sowie ggf. vorhandene Fehler der Fahrzeugelektronik, ausgelesen werden, sobald der Kunde mit seinem Fahrzeug den Werkstattbereich befährt. Schon bevor der Kunde den Verkaufsraum betritt, können diese Daten dem zuständigen Servicemann übermit­ telt werden. Dies ermöglicht eine schnelle, fundierte und aussa­ gekräftige Serviceannahme und dadurch eine Reduzierung der Fahr­ zeugannahmedauer. Wie schon bei der Produktion können Diagnose­ vorgänge für die Fahrzeugsteuergeräte 2a bis 2d ohne Adaption eines eigens hierfür vorzusehenden Testgerätes ebenfalls über das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 erfolgen, so daß sich auch für diesen Fall die Fahrzeugreparaturzeiten verringern. Außerdem kann das Datenkommunikationssystem die Werkstatt je nach Bedarf bei der Ersatzteilsteuerung und der Abrechnung unterstützen.

Ein weiteres vorteilhaftes Anwendungsgebiet des Datenkommuni­ kationssystems ist die Poolbildung und das an Bedeutung gewin­ nende Carsharing, d. h. die gemeinsame Nutzung eines Fahrzeug­ parks durch mehrere Berechtigte. Durch entsprechende Kommuni­ kationsvorgänge zwischen den fahrzeugexternen Kommunikations­ stationen eines Fahrzeug-Pools und den beteiligten Fahrzeugen über das jeweilige Fahrzeugkommunikationsmodul 4 können insbe­ sondere typische Pool-Funktionen wie Ein-/Ausgangskontrolle, Fahrzeugvergabe und Flottenmanagement-Abrechnung unterstützt werden. Beispielsweise kann diese automatische Verwaltung der Pool-Fahrzeuge so realisiert sein, daß der Kunde an einem Pool-Auto­ maten die Informationen über das gewünschte Fahrzeug eingibt und nach Eingabe einer Kreditkarte die zugehörigen Fahrzeug­ schlüssel erhält. Bei der Abgabe des Fahrzeugs können automa­ tisch beim Einfahren in den Erfassungsbereich eines Schreib-/Le­ segerätes der betreffenden Pool-Kommunikationsstation die ge­ fahrenen Kilometer über das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 abge­ lesen und über die Kreditkarte abgerechnet werden. Auch Firmen­ fahrzeug-Pools können mittels des Fahrzeugkommunikationsmoduls 4 verwaltet werden, indem z. B. ein- und ausfahrende Fahrzeuge au­ tomatisch erfaßt werden und dabei Fahrzeuginformationen, wie Ki­ lometerstand, nächster Wartungstermin etc., über das Fahrzeug­ kommunikationsmodul 4 übertragen werden. Diese Informationen können in einem Fahrzeug-Poolmanagementrechner ausgewertet und weiterverarbeitet werden.

Das Datenkommunikationssystem eignet sich des weiteren zur Un­ terstützung automatischer Zugangskontrollen. So können durch entsprechende Kommunikationsvorgänge zwischen Fahrzeug und be­ treffenden fahrzeugexternen Kommunikationsstationen über das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 spezielle Fahrzeuge für reservier­ te Parkplätze, ein bestimmtes Firmengelände, bestimmte Innen­ stadtbereiche etc. erkannt und die betreffenden Bereiche für das berechtigte Fahrzeug automatisch geöffnet werden.

In Weiterführung dieser Zugangskontrollfunktionalität kann das Datenkommunikationssystem für die automatische Abrechnung von Straßenbenutzungsgebühren herangezogen werden. Durch entspre­ chende Datenkommunikationsvorgänge zwischen dem jeweiligen Fahr­ zeug und den in diese Funktion einbezogenen fahrzeugexternen Kommunikationsstationen ist eine bargeldlose Benutzungsgebühren­ abrechnung möglich, ohne daß das Fahrzeug hierzu angehalten wer­ den muß. Für den Kunden ist für diese automatische Gebührenab­ rechnung kein zusätzlicher Kostenaufwand erforderlich. Gleich­ zeitig können mit diesem System Währungsprobleme und Wartezeiten an Mautstellen vermieden werden.

Schließlich läßt sich mit dem Datenkommunikationssystem auch das Recycling des Fahrzeugs 3 erleichtern, indem entsprechende Daten zur Identifikation und Steuerung des Fahrzeugs zwischen den hieran beteiligten fahrzeugexternen Kommunikationsstationen und dem betreffenden Fahrzeug 3 ausgetauscht werden. So kann die Bauteilkonfiguration des wiederzuverwertenden Fahrzeugs 3 über das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 bei der jeweiligen Automobil­ verwertungsgesellschaft ausgelesen und für das Fahrzeug ein dazu passender Wiederverwertungsvorgang festgelegt werden. Auch die­ ser Recyclingablauf läßt sich mit Hilfe des Fahrzeugkommunikati­ onsmoduls 4 automatisieren.

Als weitere, in Fig. 2 nicht explizit aufgeführte Anwendungsge­ biete kommen insbesondere auch solche in Betracht, bei denen Da­ ten zur Beeinflussung der Führung des Fahrzeugs 3 von entspre­ chenden fahrzeugexternen Kommunikationsstationen 5 über das Kom­ munikationsmodul 4 zu denjenigen von den fahrzeugseitigen Steuergeräten 2a bis 2d übertragen werden, die eine fahrzeugfüh­ rungsbeeinflussende Funktion haben, z. B. ein Geschwindigkeitsre­ gelungs- und/oder ein Abstandsregelungs-Steuergerät. Auf diese Weise kann das Kommunikationssystem beispielsweise zur Realisie­ rung eines ferngesteuerten Tempomaten verwendet werden, indem der fahrzeugseitigen Geschwindigkeitsregeleinrichtung ein einzu­ haltender Geschwindigkeitssollwert von einer fahrzeugexternen Kommunikationsstation 5 vorgegeben wird. Außerdem können Signale zur Warnung vor bzw. Information über eventuelle Geschwindig­ keitsüberschreitungen zwecks Anzeige im Fahrzeug 3 an selbiges übertragen werden. Der Informationsfluß kann über Kommunikati­ onsstationen eines Verkehrsleitsystems, das mit dem jeweiligen Fahrzeugkommunikationsmodul 4 kommuniziert, analog der Vorge­ hensweise bei der Abrechnung von straßenbenutzungsgebühren er­ folgen. In ähnlicher Weise kann das Kommunikationssystem zur Un­ terstützung einer selbsttätigen, ferngesteuerten Abstandsregu­ lierung bzw. Abstandswarnung für hintereinanderfahrende Fahrzeuge unterstützt werden, wozu von entsprechenden fahr­ zeugexternen Kommunikationsstationen Abstandsregelungsdaten zu den abstandsregelnden Fahrzeugsteuergeräten und/oder Abstands­ warninformationen zur Anzeige im Fahrzeug übertragen werden.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten des mit dem Fahrzeugkommunikati­ onsmodul 4 ausgerüsteten Datenkommunikationssystems liegen in einer Alarmmeldung durch das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 an einen zum Fahrzeug 3 gehörigen Schlüssel bei Einbruch oder son­ stigen unbefugten Manipulationsversuchen am Fahrzeug, in der Realisierung von Fernsteuerungseingriffen auf weitere Fahrzeug­ komponenten, wie Heiz- oder Klimaanlage, Fensterheber, Schiebe­ dach, Verdeck und/oder Alarmanlage, in der Bewerkstelligung ei­ nes automatischen Abgleichs einer Fahrzeugzeituhr über das Fahr­ zeugkommunikationsmodul 4, in einer Navigationshilfe zur Straßensuche, wozu beispielsweise eine mit dem jeweiligen Fahr­ zeugkommunikationsmodul 4 entsprechend kommunizierende Station an einem jeweiligen Ortsrand aufgestellt ist, und/oder in der Automatisierung des Tankvorgangs an öffentlichen Tankstellen. Im letztgenannten Fall kann z. B. vorgesehen sein, daß sich nach Auslesen von für einen Tankvorgang relevanten Daten über das Fahrzeugkommunikationsmodul 4 ein Tankroboter einer modernen Tankstelle an das Fahrzeug andockt und dieses selbsttätig geeig­ net betankt. Auch die Abrechnung des Tankvorgangs kann ähnlich der Abrechnung von Straßenbenutzungsgebühren über das Kommunika­ tionssystem automatisch ablaufen. Bei Bedarf kann das Fahrzeug­ kommunikationsmodul 4 als Rundumvariante ausgelegt sein, die ei­ ne Kommunikation mit sowohl vor als auch hinter dem Fahrzeug be­ findlichen anderen Fahrzeugen ermöglicht und dazu z. B. aus einem vorne am Fahrzeug positionierten ersten und einem hinten am Fahrzeug positionierten zweiten Modulteil besteht.

Claims (3)

1. Fahrzeug-Datenkommunikationssystem mit

• - einem Fahrzeugdatenbus (1), an den fahrzeugseitige, elektri­ sche Steuergeräte (2a bis 2d) angeschlossen sind, gekennzeichnet durch
• - ein Fahrzeugkommunikationsmodul (4), das an den Fahrzeugdaten­ bus (1) angeschlossen und als Schnittstelle zur Übertragung von Daten zwischen wenigstens einer fahrzeugexternen Kommuni­ kationsstation (5) einerseits und den an den Fahrzeugdatenbus angeschlossenen Steuergeräten (2a bis 2d) andererseits ausge­ legt ist.

2. Fahrzeug-Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß von der jeweiligen Kommunikationsstation (5) über das Fahrzeug­ kommunikationsmodul (4) Fahrzeuginformationsdaten aus den Steu­ ergeräten (2a bis 2d) auslesbar sind.

3. Fahrzeug-Datenkommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß von der jeweiligen Kommunikationsstation (5) über das Fahrzeug­ kommunikationsmodul (4) Fahrzeugführungsdaten in die Steuergerä­ te (2a bis 2d) eingebbar sind.