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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft den Umgang mit Leistungs- oder Funktionsbeschränkungen bei Fahrzeugen oder Geräten.
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Stand der Technik
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Für Fahrzeuge und Geräte gibt es vermehrt gesetzlich vorgeschriebene oder vom Fahrzeughersteller aus Sicherheitsgründen vorgesehene Beschränkungen der Fahrzeug- oder Geräteleistung unter bestimmten vorgegebenen Umständen. So können die Leistung oder Funktionen eines Fahrzeugs oder Geräts in Abhängigkeit von Umfeldbedingungen (z.B. schlechte Sicht oder schlechter Fahrbelag), von Betreiberverhalten (z.B. gesetzeswidriges Fahrverhalten) oder aufgrund von technischen Randbedingungen (z.B. existierende oder bevorstehende technische Probleme am Fahrzeug) limitiert werden. Hierzu werden die Fahrzeuge oder Geräte mit Systemen ausgestattet, welche die Funktions- oder Leistungsbegrenzungen bewirken, wenn sie bestimmte vorgegebene Bedingungen feststellen.
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So müssen z.B. Fahrzeuge oder Geräte, die über eine selektive Stickoxid-Abgasnachbehandlung verfügen, die also ein sogenanntes SCR-Verfahren einsetzen, mit einem sogenannten driver inducement system (dt.: Fahrer Anreizsystem, Fahrer-Veranlassungssystem) ausgestattet sein. Dieses System kann unter vorbestimmten Umständen das Fahrzeug oder Gerät, insbesondere über dessen Antriebssystem, lahm legen oder in der Leistung vermindern bzw. einzelne Funktionen des Geräts oder Fahrzeugs deaktivieren. So kann das System z.B. bewirken, dass kein Start möglich ist oder dass Leistungs-, Drehzahl- oder Geschwindigkeits-Begrenzungen aktiviert werden. Das System bewirkt diese vollständige oder teilweise Deaktivierung des Fahrzeugs oder Geräts, wenn bei diesem das SCR-System nicht korrekt betrieben wird, z.B. wenn der für das SCR-System benötigte Reagenztank leer oder fehlerhaft (z.B. mit Wasser) befüllt ist oder eine Manipulation, wie z.B. das Abziehen eines Dosierventils erkannt wurde.
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Während damit der Besitzer oder Betreiber eines Fahrzeugs oder Geräts effektiv dazu veranlasst wird, das Funktionieren des SCR-Verfahrens bzw. der SCR-Vorrichtung sicherzustellen bzw. bei Nicht-Funktionieren wiederherzustellen, wurde auch erkannt, dass für bestimmte Fahrzeuge hiermit nicht akzeptable Einschränkungen verbunden sind. So sind z.B. im U. S. Federal Register, Vol. 77, No. 111, Seiten 34158–34159, Bedenken für Notfall-Fahrzeuge dokumentiert. Dort wird das teilweise oder vollständige Deaktivieren des Anreiz- bzw. Veranlassungssystems für Notfall-Fahrzeuge vorgeschlagen.
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Allerdings gibt es auch Umstände, unter denen nicht nur solche Fahrzeuge und Geräte von solchen Beschränkungen befreit werden sollten, für die das immer sinnvoll ist (z.B. Notfallfahrzeuge), sondern situativ auch weitere Fahrzeuge und Geräte. Z.B. sollten bei einer großflächigen Evakuierung in einer Notsituation nicht Menschen an der Evakuierung gehindert werden, weil ihr Fahrzeug gerade nicht den Abgasbestimmungen genügt. Auch Geräte, wie z.B. schweres Bau- oder Räumgerät, oder Baufahrzeuge wie Bagger und Kräne, können in Notsituationen dringend benötigt werden. Hier sollten ebenfalls kein Ausfall und keine Funktionsreduktionen aufgrund von Beschränkungssystem wie den oben beschriebenen auftreten.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur zeitweisen Aufhebung einer bestehenden oder zeitweisen Verhinderung einer vorgesehenen Beschränkung der Leistung oder der Funktionalität eines Geräts oder Fahrzeug gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
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Das Fahrzeug oder Gerät empfängt einen Freigabecode, der Informationen über die Dauer oder über konkrete Zeiträume der zweitweisen Aufhebung der bestehenden oder der zeitweisen Verhinderung der vorgesehenen Beschränkung enthält. Dieser Freigabecode wird von dem Fahrzeug oder Gerät verifiziert und in Abhängigkeit des verarbeiteten Freigabecodes wird die zeitweise Aufhebung der bestehenden oder die zeitweise Verhinderung der vorgesehenen Beschränkung veranlasst. Hierdurch ist ein Verfahren geschafften, mit welchem weiterhin Beschränkungen der oben beschriebenen Art grundsätzlich vorgesehen werden können, in begründeten Ausnahmefällen aber nicht akzeptable bzw. nicht erwünschte Beschränkungen zeitweise aufzuheben. Durch die nur zeitweise Aufhebung wird dem Ausnahmecharakter der Aufhebungsmaßnahme Rechnung getragen (und die Wirksamkeit der Beschränkungen grundsätzlich beibehalten). Zudem werden Manipulationen zum langfristigen Deaktivieren von Beschränkungen erschwert.
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Die Anforderung zur zweitweisen Aufhebung bzw. Verhinderung erfolgt vorzugsweise durch das Fahrzeug oder Gerät. Dieses versendet eine entsprechende Anforderung, der eine bestehenden Beschränkung aufzuheben oder eine vorgesehenen Beschränkung zu verhindern. Dies kann bei der Einleitung von Beschränkungsmaßnahmen automatisch durch das Fahrzeug oder Gerät passieren. Hierdurch wird der Fahrer des Fahrzeugs bzw. Betreiber des Geräts in einem Notfall nicht noch zusätzlich mit Aufgaben belastet. Alternativ kann aber auch eine manuelle Eingabe des Fahrers oder Betreibers nötig sein, um die Anforderungsanfrage zu starten, z.B. um den Datenverkehr zu reduzieren. Eine automatische Wiederholung der Anforderung durch das Fahrzeug oder Gerät unterstützt den Fahrer bzw. Betreiber und kann beispielsweise in vorbestimmten Zeitabständen erfolgen. Dies ist zum Beispiel hilfreich, wenn zeitweise Verbindungen des Fahrzeugs oder Geräts mit der Gegenstelle unterbrochen sind, welche die angeforderte Freigabe (also die Aufhebung bzw. Verhinderung der Beschränkung) erteilt.
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Die Anforderung enthält vorteilhafterweise Informationen über eine Identität des Fahrzeugs oder Geräts oder über eine Position des Fahrzeugs oder Geräts. In der besonders bevorzugten Variante sind beide diese Informationen enthalten. Alternativ können diese Informationen auch neben der Anforderung separat versendet werden. Diese Informationen ermöglichen es einer Gegenstelle, welche für die Freigabe verantwortlich ist, festzustellen, ob eine Freigabe für dieses Fahrzeug oder Gerät und / oder den Ort (die Region), in welchem sich das Fahrzeug oder Gerät befinden, erfolgen kann.
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Zudem können fahrzeuginterne oder geräteinterne Zeitinformationen in der Anforderung enthalten sein oder mit dieser versendet werden. Diese Zeitinformationen können der Gegenstelle wichtige Hinweise geben, wie der zeitliche Rahmen der Freigabe formuliert werden soll. Z.B. können hier Zeitzonenunterschiede oder fehlerhafte interne Fahrzeug- oder Gerätzeiten festgestellt werden und dies im angeforderten Freigabecode berücksichtigt werden. Die Informationen über die Dauer oder über die konkreten Zeiträume werden dann im Fahrzeug oder Gerät auf Basis interner Zeitmittel des Fahrzeugs oder Geräts verarbeitet, so dass die vorherige Abstimmung dieser Informationen auf diese Zeitmittel nötig ist, falls die Zeitmittel Besonderheiten (vor allem Fehler) aufweisen.
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Vorzugsweise enthält der Freigabecode Informationen zur Authentifizierung der Quelle des Freigabecodes, also der Gegenstelle, welche den Freigabecode versendet. Die Aufhebung bzw. Verhinderung der Beschränkung erfolgt dann nur nach erfolgreicher Authentifizierung der Quelle. Somit kann verhindert werden, dass vorgetäuschte Gegenstellen eine gefälschte Freigabe versenden und somit illegal oder zumindest unerwünscht eine bestehende Beschränkung aufheben oder eine bevorstehende Beschränkung verhindern können.
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In einer bevorzugten Ausführung betrifft die aufzuhebende bzw. zu verhindernde Beschränkung ein Veranlassungssystem einer Abgasnachbehandlung, insbesondere einer selektiven Stickoxid-Abgasnachbehandlung.
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Die Erfindung geht weiterhin aus von einer Vorrichtung in einem Fahrzeug oder Gerät, welche dazu eingerichtet ist, eines der beschriebenen Verfahren durchzuführen. Hierzu eignen sich vor allem elektronische Schaltkreise mit Recheneinheit und Speichermitteln. Zur Ausführung des Verfahrens ist vorzugsweise ein Computerprogramm in einer solchen Vorrichtung in einem maschinenlesbaren Speicher abgelegt, das eingerichtet ist, alle Schritte der beschriebenen Verfahren durchzuführen.
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Zeichnungen
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Nachfolgend ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt 1 schematisch den Ablauf eines Verfahrens, welches die Leistungs- oder Funktionsbeschränkung eines Fahrzeugs oder Geräts in einer bestimmten Situation für einen bestimmten Zeitraum verhindert.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist schematisch der Ablauf eines Verfahrens dargestellt, welches die Leistungs- oder Funktionsbeschränkung eines Fahrzeugs oder Geräts in einer bestimmten Situation für einen bestimmten Zeitraum verhindert oder aufhebt. Gezeigt sind hierzu eine Instanz 1, z.B. eine Behörde oder andere Instanzen mit hoheitlichen Befugnissen, eine Instanz 2, z.B. ein Fahrzeug- bzw. Gerätehersteller oder ein neutrales Trustcenter, ein Fahrzeug oder Gerät 3, umfassend ein Freigabemodul 31 und eine Freigabe-Schnittstelle 32, sowie ein Fahrer des Fahrzeugs bzw. Betreiber des Geräts 4.
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Wird der Instanz 1, also z.B. einer Behörde, eine Not- oder Ausnahmesituation wie z.B. eine Naturkatastrophe, ein Unfall oder ein Verbrechen bekannt, so kann sie festlegen, dass bestimmte Fahrzeuge und Geräte in einer bestimmten Region für eine bestimmte Zeit bestimmten Beschränkungen nicht unterworfen sein sollen. Um dies zu ermöglichen, gibt die Instanz 1 entsprechende Informationen an die Instanz 2 weiter. Es tritt also z.B. ein Notfall ein, welcher entsprechend von einer Behörde ausgerufen wird (z.B. Notstand). Demnach dürfen Sonderfreigaben für bestimmte Geräte und Fahrzeuge, z.B. Einsatzfahrzeuge bzw. Einsatzgeräte, erteilt werden. Ein Notstand betrifft meist ein bestimmtes Gebiet und gilt für einen bestimmten Zeitraum.
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Instanz 2, also z.B. der Hersteller bzw. ein unabhängiges Trustcenter erhalten die Nachricht der Instanz 1, also z.B. eine Behördenmeldung, und ermöglichen im Folgenden temporäre Notfallfreigaben für bestimmte Geräte und Fahrzeuge im Notstandsgebiet. Instanz 2 verfügt dabei über technische Mittel wie Server, Datenbanken, Recheneinheiten und Kommunikationsmittel. In einer Datenbank sind z.B. von dieser Instanz verwaltete Geräte oder Fahrzeuge gespeichert, mit welchen Instanz 2 über die Kommunikationsmittel kommunizieren kann. Die erhaltenen Informationen umfassen z.B. neben der betroffenen Region auch konkrete Fahrzeugidentifikationen oder die Art von Geräten und Fahrzeugen, für welche Beschränkungen aufgehoben werden dürfen. Das kann von speziellen Notfall-Fahrzeugen über bestimmte Räum- oder Baufahrzeuge bis hin zu allen Fahrzeugen oder Geräten in einer Region reichen. Im Vergleich zum kompletten Deaktivieren oder Vermindern von Beschränkungen, wie es z.B. für Rettungsfahrzeuge oben beschrieben wurde, wird das vorgeschlagene Verfahren für Geräte und Fahrzeuge eingesetzt, bei denen eine dauerhafte Aufhebung oder Reduktion der Beschränkungen nicht erwünscht ist. Daher umfassen die Informationen auch einen Zeitraum, in welchem die Aufhebung der Beschränkung angeordnet bzw. gestattet wird. Diese Informationen werden in der Instanz 2 verarbeitet und abgelegt.
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In einer bevorzugten Variante des Verfahrens zur Aufhebung von Funktions- oder Leistungsbeschränkungen wird der Vorgang durch die Initiative des Betreibers des Geräts bzw. des Fahrers des Fahrzeugs 4 gestartet. Hierzu stellt dieser eine Anforderung einer Aufhebung von Beschränkungen. Z.B. ist das inducement system für einen Bagger mit SCR-Abgasnachbehandlung in einem Notfallgebiet aktiv und dieser kann daher nicht verwendet werden. Der Bagger wird aber als Räumgerät benötigt. Der Fahrer kann nun (z.B. über einen Schalter oder Knopf am Gerät bzw. im Fahrzeug) eine Anforderung stellen, diese Beschränkung temporär aufzuheben. In 1 geht diese Anforderung an das Freigabemodul 31 des Fahrzeugs 3.
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Das Freigabemodul 31 verarbeitet die Anforderung des Betreibers bzw. Fahrers 4 und stellt Informationen zusammen. Diese können u.a. eine eindeutige Fahrzeug-/Geräteidentifizierung (z.B. eine Fahrzeugsidentifizierungsnummer, „Vehicle Identification Number (VIN)“), eine Position des Fahrzeugs (z.B. GPS-Daten erfasst über ein GPS-Modul des Geräts oder Fahrzeugs) oder eine interne Zeit des Fahrzeugs bzw. Geräts umfassen. Die zusammengestellten Informationen werden von dem Freigabemodul 31 bzw. von dem Freigabemodul 31 über das Fahrzeug oder Gerät 3 (z.B. über ein GSM-Modul) mit der Anforderung bzw. als die Anforderung an die Instanz 2 übermittelt.
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Die Instanz 2 erhält die übermittelten Informationen und ermittelt insbesondere auf Basis der Fahrzeug- bzw. Geräteidentifikation und / oder dessen übermittelter Position durch Vergleich mit den von Instanz 1 erhaltenen und in Instanz 2 gespeicherten Informationen, ob für das anfragende Fahrzeug bzw. Gerät eine Aufhebung von Beschränkungen zulässig ist.
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Falls der Vergleich ergibt, dass eine komplette oder teilweise Aufhebung bzw. Verhinderung von Beschränkungen für das Fahrzeug oder Gerät aufgrund seiner Identifikation, seiner Position oder einer Kombination hieraus erlaubt ist, berechnet es einen Freigabecode, z.B. über ein Hashwertverfahren. Dieser Freigabecode ist hierbei nur für eine bestimmte Zeit gültig und vorzugsweise spezifisch für das anfragende Fahrzeug oder Gerät.
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Die zeitlich beschränkte Einsetzbarkeit des Freigabecodes kann sichergestellt werden, indem das Freigabemodul Zeitmittel umfasst oder Zugriff auf Zeitmittel hat. Diese sollten vorzugsweise möglichst sicher sein gegenüber Manipulation. Die Zeitkomponente des Freigabecodes kann dabei z.B. als absolute Zeitvorgabe erfolgen (z.B. als konkrete Datumsangabe mit Uhrzeit), z.B. auf Basis einer vom anfragenden Fahrzeug erhaltenen fahrzeuginternen Zeit, so dass Abweichungen von der Zeit der Instanz durch Zeitverschiebung oder falsche Zeitmittel berücksichtigt werden können. Ein Freigabecode könnte auch relative Zeitangaben (z.B. einen Wert in Stunden oder Tagen) enthalten, wobei der Freigabezeitraum dann z.B. mit Empfang des Freigabecodes durch das Freigabemodul beginnen kann. Der Freigabecode wird also von der Instanz 2 an das Gerät oder Fahrzeug 3 und dort an das Freigabemodul 31 übermittelt.
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Die Instanz 2 führt Nachweise über die Verwendung der Notfallfreigaben (z.B. in einer Datenbank) und stellt diese Information der Instanz 1 automatisch oder auf Anforderung zur Verfügung.
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Das Fahrzeug oder Gerät 3 bzw. das entsprechende Freigabemodul 31 empfängt den Freigabecode von Instanz 2 und verifiziert diesen. Hierzu können zwischen Fahrzeug bzw. Gerät und Instanz 2 gängige Authentifizierungsverfahren z.B. auf Basis von verschlüsselten Informationen verwendet werden (insbesondere auf Basis der Informationen, welche im Zuge der Anforderung versendet wurden, wie einer Identifikationsnummer des Fahrzeugs oder Geräts, Positions- oder Zeitinformationen).
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Bei erfolgreicher Verifizierung des Freigabecodes werden durch das Freigabemodul für die vorgesehene Zeit bestehende Beschränkungen des Geräts oder Fahrzeugs (ganz oder teilweise) aufgehoben und zukünftige Beschränkungen (ganz oder teilweise) zeitlich beschränkt verhindert. Das heißt, das Fahrzeug bzw. Gerät kann für die vordefinierte Zeit wieder uneingeschränkt bzw. weniger eingeschränkt verwendet werden. Im oben genannten Beispiel des Fahrzeugs mit SCR-Vorrichtungen erfolgt z.B. ein Aussetzen des inducement system. Auch im Fall von nicht oder nicht korrekt durchgeführten SCR-Abgasnachbehandlungen kann das Fahrzeug also eingesetzt werden.
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In 1 ist ein weiteres Modul bzw. eine weitere Schnittstelle 32 gezeigt, welche die Aufhebung der Beschränkungen durch das Freigabemodul verarbeitet und entsprechend Maßnahmen einleitet. Z.B. kann das Modul 32 ein inducement system oder vergleichbare Beschränkungsmodule deaktivieren. Es kann zudem optional den Betreiber 4 des Geräts 3 bzw. Fahrer 4 des Fahrzeugs 3 über die Aufhebung der Beschränkung informieren.
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In optionalen Ausgestaltungen kann das beschriebene Verfahren ergänzt und abgewandelt werden. So können z.B. automatische Freigabeanforderungen ohne Fahrereingriff automatisch erfolgen, wenn eine erste, durch den Fahrer 4 initiierte Anforderung nicht erfolgreich war (z.B. weil die Behördenfreigabe noch nicht im Trustcenter vorlag), oder um eine erste zeitlich limitierte Aufhebung von Beschränkungen automatisch verlängern zu lassen. In einer noch weiter fortgeschrittenen Automatisierung kann ein Fahrzeug oder Gerät 3 auch vollautomatisch eine Anforderung einer (teilweise) Aufhebung von Beschränkungen stellen. Eine solche Anfrage kann z.B. in regelmäßigen, vorbestimmten Zeitabständen erfolgen oder unter bestimmten, vom Fahrzeug oder Gerät 3 automatisch festgestellten Bedingungen, z.B. bei einer auf Grund von Beschränkungen erfolglosen Funktionsanforderung des Fahrers oder Betreibers 4 an das Fahrzeug oder Gerät 3. Somit kann das gesamte Verfahren auch zwischen Fahrzeug oder Gerät 3 und Instanz 2 ohne Beteiligung des Fahrers 4 erfolgen.
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Um Manipulationen zu vermeiden, kann sowohl die Datenübertragung innerhalb des Geräts oder Fahrzeugs als auch die Kommunikation zwischen Fahrzeug bzw. Gerät 3 und Instanz 2 verschlüsselt erfolgen. Auch die verwendeten Daten (z.B. Zeitinformationen, Positionsinformationen) sollten aus manipulationsgeschützten Quellen stammen und manipulationssicher verarbeitet, gespeichert und übertragen werden.
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Zur Durchführung eines solchen Verfahrens zur zeitweisen Aufhebung bzw. Verhinderung von Beschränkungen der Leistung oder Funktionalität läuft im Fahrzeug oder Gerät ein Computerprogramm ab, welches eingerichtet ist, alle Schritte eines solchen Verfahrens auszuführen. Dieses Computerprogramm ist vorzugsweise in einem Speicher des Fahrzeugs oder Geräts abgelegt und läuft auf einer Recheneinheit des Fahrzeugs oder Geräts ab.
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Das für das beschriebene Verfahren ausgestattete Fahrzeug bzw. Gerät 3 verfügt über Mittel, insbesondere mindestens eine elektronische Recheneinheit, mindestens einen elektronischen Speicher sowie elektronische Kommunikationsmittel, um eine erhaltene oder selbst veranlasste Anforderung einer Aufhebung von Beschränkungen sowie hierzu erforderliche Fahrzeug- bzw. Geräte-Informationen zu ermitteln und nach extern zu versenden. Diese Mittel können zudem einen Freigabecode von extern empfangen, verifizieren und verarbeiten sowie auf Basis des Freigabecodes zeitbeschränkte Aufhebungen von Beschränkungen der Leistung oder Funktionalität des Geräts oder Fahrzeugs 3 bewirken. Diese Mittel sind vorzugsweise in einem Freigabemodul 31 und gegebenenfalls einer Freigabeschnittstelle 32 wie in 1 gezeigt im Fahrzeug oder Gerät 3 angeordnet.
