(57)【要約】無線接続を介して車両制御システムへアクセスするための装置が提案されている。ここでは、一方では車両バスに接続されており他方では無線ネットワークに接続されたゲートウェイ制御ユニットが設けられている。このゲートウェイ制御ユニットは、無線接続を介して自由に構築可能であるように構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両制御システムへ無線接続を介してアクセスするための装置であって、
車両に取り付けられたゲートウェイユニットが設けられており、
該車両制御システムは、一方では該車両内の少なくとも１つの制御ユニットに接続されており、他方では少なくとも１つの無線ネットワークとの接続部を有している形式のものにおいて、
該ゲートウェイユニットは、無線接続部を介して自由に構築可能であるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
該ゲートウェイユニットは、少なくとも１つのマイクロコンピュータを有しており、
前記マイクロコンピュータにはソフトウェアプラットフォームが備えられており、
前記ソフトウェアプラットフォームによって、動作実行時にソフトウェアが補足される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記ソフトウェアプラットフォームは、Ｊａｖａバーチャルマシンである、請求項２記載の装置。
【請求項４】
該ゲートウェイユニットは、
不揮発性の一時メモリと、
該ゲートウェイユニットと車両制御装置との間で少なくとも１つの車両バスを介して通信を行うためのコンポーネントとを有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの車両バスは、ＣＡＮバス、ＭＯＳＴバスまたはＫラインバスである、請求項４記載の装置。
【請求項６】
該ゲートウェイユニットは、無線ネットワークとの接続のために無線モデムに接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記接続は、直接またはバスを介して実施される、請求項６記載の装置。
【請求項８】
無線ネットワークを介して該ゲートウェイユニットのマイクロコンピュータにソフトウェアをロードすることができ、
前記ソフトウェアによって、該ゲートウェイユニットに接続された制御ユニットのエラーメモリを読み出すことができ、および／または、該自動車の状態情報を呼び出すことができ、および／または、ソフトウェアを別の制御ユニットにロードすることができ、および／または、該自動車の少なくとも１つのアクチュエータを制御することができる、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記不揮発性の一時メモリに、たとえばエラーコード、状態情報等の遠隔問い合わせの結果が記憶され、および／または、車両バスを介しての別の制御ユニットの応答ないしは再プログラミングのためのプロトコルおよび／またはシーケンス制御が記憶される、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線接続を介して車両制御システムにアクセスするための装置に関する。
【０００２】
ＤＥ１００２６７５４Ａ１に、車両との接続で情報を伝送および／または送信および／または受信するための方法および装置が記載されている。ここでは、通信ネットワークおよび／またはデータネットワークを介してデータ交換を行うことにより、自動車の遠隔管理および／または遠隔診断および／または遠隔制御が実現される。この公知の提案では、無線区間と車両ネットワークとの間のインタフェースとして使用される通信端末機器が設けられている。しかし、通信ネットワーク端末機器の構成および構造に関しては、詳細な説明がなされていない。
【０００３】
本発明の利点
無線接続を行い、外部への車両のインタフェースとなって無線接続を介して自由に構築可能であるように構成されたゲートウェイ制御ユニットにより、無線区間等の無線接続部を介して自動車にリモートアクセスする枠内において、フレキシビリティが格段に向上される。特に有利なのは、システムを後で再構築すること、たとえばプロトコルの交換、ないしはプロトコルまたはシーケンス制御の特性の変更が格段に簡単になることである。というのも、この再構築は無線接続を介して行われるからだ。このことは、たとえば機能拡張（新たなサービス）、新たなプロトコル、完全性試験および／または認証および／または暗号化によるセキュリティの改善等のシステムを後で拡張する場合にも当てはまる。というのもここでも、無線接続を介してゲートウェイ制御ユニットを構築できることは有利であるからだ。
【０００４】
特に有利なのは、ゲートウェイ制御ユニットを基本装備によって車両に取り付けるか、または応用装備なしで車両に取り付け、後で、制御ユニットを交換または解体する必要なく、新たな機能ないしは変更された機能を設けられることである。したがって、制御ユニットを自由に構築できることが、機能および／または機能構成部分および／またはデータセットの置換ないしは交換の際にも有利になり、これらを遠隔地から作動させることにも有利になる。
【０００５】
ゲートウェイ制御ユニットの特に有利な構成では、１つまたは複数の車両バスを介して車両の制御ユニットとの接続が行われ、別の接続が少なくとも１つの外部のインフラストラクチャと行われている。さらに、不揮発性の一時メモリおよびオペレーションソフトウェアも設けられている。このオペレーションソフトウェアによって、オペレーション実行中でもソフトウェアを補足することができる。この種のオペレーションソフトウェアの例は、公知のＪａｖａバーチャルマシン（ＪＶＭ）である。
【０００６】
特に有利なのは、自動車へのリモートアクセスの枠内で必要とされるすべての可能な適用業務が、ゲートウェイ制御ユニットのソフトウェア自体の一部である必要がなくなり、ゲートウェイ制御ユニットソフトウェアプラットフォーム上で実行される独立したアプリケーションとすることが可能なことである。前記すべての可能な適用業務は、たとえばプロトコル、シーケンス制御、一時記憶機能等である。したがって前記アプリケーションは、相互に独立してロード、始動および／または交換することができる。
【０００７】
別の利点が、実施例の以下の説明ないしは従属請求項に記載されている。
【０００８】
図面
本発明を以下で、図面に示された実施例に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１  自動車への無線リモートアクセスを実現するためのシステムの枠内における、遠隔構築可能なゲートウェイ制御ユニットの構成を示している。
【００１０】
図２  ゲートウェイ制御ユニットを層モデルとして示している。
【００１１】
図３  有利な実施例におけるゲートウェイユニットの概略図である。
【００１２】
実施例の説明
図１には、自動車コンポーネントおよび／または自動車機能へのリモートアクセスのためのシステムが示されている。ここでは、１によって車両側部分が示されており、２によってサーバ側部分またはプロバイダ側部分が示されており、３によって、車両側部分とサーバ側部分との間の無線接続部が示されている。サーバ側部分２は外部のインフラストラクチャであり、このインフラストラクチャは、サービスプロバイダ、コールセンターおよびデータバンクから構成することができる。データバンクには、たとえばプログラム、車両データ等が格納されており、これらは少なくとも部分的に、無線インタフェースを介して車両側部分へ伝送される。伝送のための無線標準方式として、たとえばＧＳＭ等の公知のすべての標準方式を使用することができる。車両側部分において端末機器４が図示されており、この端末機器４によって無線インタフェース３との接続が形成される。この端末機器４は、たとえば使用される無線標準方式に応じて、ＧＳＭ無線モデム、ＧＰＲＳ無線モデムまたはＵＭＴＳ無線モデムである。この端末機器４は、構築可能なゲートウェイ制御装置５に接続されている。このゲートウェイ制御装置５もまた、たとえばＣＡＮバス等の車両バス６を介して、該自動車の複数の制御装置７，８および９に接続されている。
【００１３】
この種の構築は、リモート作用、遠隔診断、遠隔管理、ソフトウェアダウンロード等のための機能と関連して使用される。リモート作用ないしは遠隔問い合わせは、ここでは基本的に、車両機能の遠隔制御と、車両状態および／または運転パラメータの問い合わせを指している。この車両機能はとりわけ、パーキングヒータのスイッチオン等の快適機能である。ソフトウェアダウンロードないしはリモートフラッシングは、新たなプログラムコードまたは新たなパラメータを、車両に設けられたソフトウェアごとに構築可能なシステム、たとえば制御装置等に呼び出し、この制御装置の機能または該制御装置の性能を改善するために使用される。遠隔管理は基本的に、目標状態を維持するための手段を実施すべきか否か、および／または目標状態を維持するための手段をいつ実施すべきか、および／または目標状態を維持するためにどの手段を実施すべきかということを検査するために、中央位置から車両状態を監視することと、車両内の管理データへアクセスすることを指している。一般的に、これらの機能はここでは、車両アクセスの概念にまとめられる。
【００１４】
重要なのは、ゲートウェイ制御装置５自体が自由に構築可能であることだ。このことによって、車両バスに接続された制御装置へゲートウェイ制御装置がアクセスするためのアクセスプロトコルを、無線区間を介して自動車に組み込み、アクティベートおよび／または交換することができる。接続事例に応じて、ロード可能なこれらのプロトコルは、制御装置診断（たとえばエラーメモリの読み出し）、制御装置における操作および／または制御装置を介しての操作（リモート作用）、車両状態（たとえば走行距離、燃料残量、位置）の検出、および／または別の制御装置へのソフトウェアダウンロードのために使用される。後者は、制御装置のためのパラメータセットおよびアプリケーションソフトウェア双方を含む。前記操作はたとえば、アクチュエータの作動ないしはセンサデータの直接的な読み込みである。前記ダウンロードは、該当する制御装置の特性を持続的に変化させる目的で行われる。
【００１５】
上記の目的のうち少なくとも１つを満たすため、ゲートウェイ制御装置５は以下のコンポーネントを有する。マイクロコンピュータの他に、無線接続のための少なくとも１つのモジュールが設けられており、有利な実施形態では、ＧＳＭモジュール、ＧＰＲＳモジュールまたはＵＭＴＳモジュールが設けられている。このモジュールは、制御装置のマイクロコンピュータに接続されており、これから送出されたデータを無線ネットワークへ出力するか、ないしは無線ネットワークから受信されたデータをマイクロコンピュータへ供給する。別のコンポーネントは、制御装置のマイクロコンピュータと車両バスとの間を接続するための構成要素である。有利な実施例では、車両バスはＣＡＮバスである。その際には、ＣＡＮコントローラモジュールおよびドライバモジュールが設けられる。これらは、ゲートウェイ制御装置のマイクロコンピュータの一部とすることもできる。さらにオペレーティングシステムが設けられており、このオペレーションシステムによって、動作実行中にゲートウェイ制御装置のマイクロコンピュータにてソフトウェアを補足することができる。ここでは、Ｊａｖａバーチャルマシン（ＪＶＭ）が適当であることが判明している。パラメータを動的に後でロードするのを支援する別のオペレーティングシステム、たとえばＶＸワークスまたはＬｉｎｕｘも使用することができる。
【００１６】
ゲートウェイ制御装置をこのように構成することにより、該ゲートウェイ制御装置を遠隔地から、無線接続を介して自由に構築することができる。このことは、ゲートウェイ制御装置を車両に取り付けた後に初めて、無線区間を介して必要なソフトウェアを適切に伝送することにより、新たな機能を得ることができ、ないしは、場合によっては本来の機能を得ることもできることを意味する。診断および／またはリモート作用および／または状態問い合わせおよび／または再プログラミングのために自動車内の個々の制御装置によって必要とされるプロトコル、シーケンス制御、一時記憶機能等を、ゲートウェイソフトウェア自体の一部とする必要はなくなり、前記のゲートウェイソフトウェアプラットフォーム上で実行される独立したアプリケーションとすることができる。これらは独立して無線区間を介して、ロードおよび／または始動および／または交換することができる。本来のゲートウェイソフトウェアから独立したこれらの適用が実行されるソフトウェアプラットフォームは、有利な実施例ではＪａｖａバーチャルマシンである。
【００１７】
このようにして、サーバ側においてユーザが適切に入力することにより、または外部からのユーザの要求に基づいて、自動的なシーケンス制御にしたがって、必要なソフトウェアがデータバンク２ｃから読み出され、サーバ側部分２の無線接続を介して送信される。外部からのユーザの要求は、たとえば自動車からの要求であり、このシーケンス制御時にはたとえば、車両の識別、アクセスの許可等が行われる。自動車において、送信されたデータは該自動車の無線接続部４を介して持続的または一時的に、ゲートウェイ制御装置５のメモリに読み込まれ、オペレーティングシステムのソフトウェア環境にインストールされ、場合によってはアクティベート後にサーバから実行される。ゲートウェイ制御装置５は、ロードされたソフトウェアの実行時に車両制御装置との接続を開始し、ソフトウェアごとに具現化された機能を実行する。エラーメモリの読み出しの例では、ゲートウェイ制御装置は車両バス上の他の制御装置の側から見ると、テスト装置の役割を担う。すなわち、設けられている場合には、ゲートウェイ制御装置は該当する制御装置をテストモードに切り替え、該テストモードに設けられた機能を実行する。この機能はたとえば、エラーメモリを読み出す機能、１つまたは複数のソフトウェアプログラムをロードする機能等である。
【００１８】
無線接続を介してログインされた自動車外部の操作者から見ると、ゲートウェイ制御装置は適用事例に依存して、以下の機能を有する。車両の制御装置への診断アクセスの場合、ゲートウェイ制御装置はテスタ代替手段として、一時メモリないしはデータ収集部として使用される。
【００１９】
ここでは、データ交換を車両側部分で、該車両側部分に存在する狭い時間的限界範囲にしたがってコントロールする付加的な制御ロジックが有利である。状態問い合わせ時には、構築可能なゲートウェイ制御装置は一時メモリないしはデータ収集部として使用され、ゲートウェイ制御装置にてロードされたソフトウェアによって、データの収集が車両の該当の制御装置から車両バスを介して実行される。リモート作用の実行時、たとえばアクチュエータの作動時には、ゲートウェイ制御装置は通電接続ゲートウェイとして使用される。相応の命令ないしは（ゲートウェイに既存でない場合は）該命令のために必要なソフトウェアプログラムがゲートウェイ制御システムへ、無線接続部を介してロードされ、該ゲートウェイ制御システムから、場合によっては車両固有のフォーマットに変換された後に、該当の制御ユニットへ転送され、所望の動作を実行する。ソフトウェアダウンロードのプロセス時には、ゲートウェイ制御装置はまず、組み込みプログラミングすべき制御装置ソフトウェアのための一時メモリとなる。すなわち、組み込みプログラミングすべきプログラムないしはプログラム部分はサーバから、無線接続を介してゲートウェイのメモリへロードされる。さらに、ゲートウェイに既存でない場合には、実行ソフトウェア（プロトコル）がゲートウェイへロードされ、ゲートウェイは本来の組み込みプログラミングプロセスと、該組み込みプログラミングプロセスに所属する診断シーケンスと、各制御装置のための本来の組み込みプログラミングないしは再プログラミングのプロセスのための適切な命令とを有する。したがってゲートウェイ制御装置は、組み込みプログラミングないしは再プログラミングのプロセスのための独立したコーディネータである。ここでもリモート作用時と同様に、車両内および／または車両とサーバとの間においてデータ交換のセキュリティを検査および制御する付加的な制御ロジックが有利である。
【００２０】
上記のようにゲートウェイ制御装置は、少なくとも車両バスを介して少なくとも１つの車両制御装置との接続を形成するコンポーネントを有する。車両ネットワークの構成に応じて、この種の車両バスはたとえば、ＣＡＮバス、Ｋラインおよび／またはＭＯＳＴバス等である。さらに、ゲートウェイ制御装置と無線ネットワークのためのテレマティックス端末機器とを接続するための接続部が設けられている。前記テレマティックス端末装置は、たとえば無線モデムである。この無線モデムとゲートウェイ制御装置とは、直接または間接的に接続され、たとえば車両バスを介して接続される。構成に応じて、この車両バスは上記の車両バスのうち１つとされる。さらに、ゲートウェイ制御装置は計算ユニットの他に、不揮発性の一時メモリを有している。この一時メモリは、付加的な構成要素として設けられるか、またはマイクロコンピュータの一部として設けられている。この一時メモリは、組み込みプログラミングすべき制御装置ソフトウェアないしはパラメータファイル、車両の制御ユニットのエラーメモリの診断結果および状態情報を格納するために使用される。さらに一時メモリには、少なくとも１つの制御装置から車両バスを介して応答するためのプロトコルおよびシーケンス制御、ないしは、バスを介さずにゲートウェイ制御装置に直接接続された制御ユニットによって応答するためのプロトコルおよびシーケンス制御が格納されている。さらにゲートウェイ制御装置は、有利にはＪａｖａバーチャルマシンであるオペレーションソフトウェアを有する。このオペレーションソフトウェアによって、動作実行時にソフトウェアを補足することができ、このオペレーションソフトウェアで、本来のゲートウェイ制御装置ソフトウェアに依存しないＪａｖａアプリケーションが実行される。このアプリケーションはここでは、ゲートウェイ制御装置に格納されたＪａｖａバーチャルマシンのライブラリ、車両バスドライバへの可能なアクセス、ダウンロードソフトウェアを一時記憶するためのゲートウェイ制御装置のファイルシステムへのアクセス等を使用する。ロードすべきソフトウェアはここでは、Ｊａｖａで記述されるか、またはＪａｖａとの互換性を有する。
【００２１】
図２は、さらに説明するために、ゲートウェイ制御装置を簡単な層モデルの形態で示している。最下位のレベル１００にはハードウェアが、車両バスおよび無線接続部とのハードウェア用の端子とともに存在する。その上の第２のレベル１０２には、オペレーティングシステムとしてＪａｖａバーチャルマシン（ＪＶＭ）が存在する。このＪａｖａバーチャルマシンは、この種のオペレーティングシステムとして当業者に公知となっている。このＪＶＭもまた、たとえば無線接続、時間制御またはメモリアクセス等の、たとえばＪＶＭもアクセスできるサービスを提供するオペレーティングシステムの一部とすることができる。第３の最上位のレベル１０４には、無線接続部を介して読み込まれたアプリケーションソフトウェアが存在する。このアプリケーションソフトウェアは、各適用に依存してオペレーティングシステムに接続されており（双方向矢印によって示されている）、所望の機能、とりわけゲートウェイによるデータトラフィックを制御する。
【００２２】
図３は、ゲートウェイ制御装置を概略的なブロック回路図として示している。マイクロコンピュータ１５０はデータ接続線路を介して、一時メモリ１５２に接続されている。この一時メモリ１５２には、無線接続部を介して読み込まれたソフトウェアおよび／または車両システムから読み出された情報が記憶される。さらにマイクロコンピュータは別のデータ接続線路を介して、車両バスとの接続を形成するインタフェースコンポーネント１５４（たとえばＣＡＮコントローラおよび／またはＣＡＮドライバ）に接続されている。第３の接続線路が、マイクロコンピュータと別のインタフェースコンポーネント１５６とを接続する。この別のインタフェースコンポーネント１５６は、無線ネットワークとりわけテレマティックスユニットまたはモデムとの接続部である。データ接続線路は、バスにまとめることもできる。
【００２３】
ゲートウェイユニットはここでは、別個の制御装置とするか、または別の制御装置に組み込まれたユニットとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】自動車への無線リモートアクセスを実現する枠内における、遠隔構築可能なゲートウェイ制御ユニットの構成を示している。
【図２】ゲートウェイ制御ユニットを層モデルとして示している。
【図３】有利な実施例におけるゲートウェイユニットの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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