DE102007049765A1

DE102007049765A1 - Geschwindigkeitserfassungseinrichtung

Info

Publication number: DE102007049765A1
Application number: DE102007049765A
Authority: DE
Inventors: Detlef BÖHLER; Thomas Grill; Horst Plankenhorn; Gerhard Rombach
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2009-04-09
Also published as: WO2009043785A1; EP2195789A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist. Dabei ist das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten an ein Steuergerät weiterleitbar. Weiterhin ist das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit an das Steuergerät weiterleitbar. Die Komponenten der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung sind von einem Gehäuse 1 umschlossen, dessen Unversehrtheit durch eine Schutzeinrichtung überwachbar ist. Die Schutzeinrichtung ist eine innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Gehäuseöffnungssensorik, von der durch Öffnung des Gehäuses 1 eine elektrische Manipulationsinformation erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist, wobei das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten an ein Steuergerät weiterleitbar sind und wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar, die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit an das Steuergerät weiterleitbar sind, sowie mit einem die Komponenten der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung umschließenden Gehäuse, dessen Unversehrtheit durch eine Schutzeinrichtung überwachbar ist.
Die Steuergeräte, denen die Bewegungsdaten zugeleitet werden, können z. B. Tachographen sein, weshalb die erfassten Bewegungsdaten manipulationssicher den Steuergeräten zugeführt werden müssen.
Dazu ist es bei einer Geschwindigkeitserfassungseinrichtung der eingangs genannten Art bekannt, als Schutzeinrichtung das Gehäuse mit einem Siegel oder einer Plombe zu versehen, deren Beschädigung auf eine Manipulation hinweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Geschwindigkeitserfassungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein hohes Maß an Manipulationssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schutzeinrichtung eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Ge häuseöffnungssensorik ist, von der durch Öffnung des Gehäuses eine elektrische Manipulationsinformation erzeugbar ist.
Durch die Anordnung der Gehäuseöffnungssensorik innerhalb des Gehäuses bildet das Gehäuse neben dem Schutz der Komponenten der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung gleichzeitig einen Manipulationsschutz für die Gehäuseöffnungssensorik.
Die Speichereinheit ist eine sichere Speichereinheit, insbesondere eine nichtflüchtige Speichereinheit und insbesondere für kryptologische Schlüssel.
Durch ein solches Sicherheitssystem ist die Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung zur Zertifizierung von ITSEC-Level E3H oder nach CC geeignet.
Die elektrische Manipulationsinformation kann ein Manipulationssignal sein, das einer Warneinrichtung zuleitbar sein kann.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Manipulationssignal einer Sicherheitsschaltung zuleitbar ist, durch die die Applikationssteuereinrichtung und/oder die Sicherheitssteuereinrichtung resetbar ist.
Bei beiden Ausführungsvarianten ist an der von der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung abgegebenen Information sofort aktiv erkennbar, dass das Gehäuse der Einrichtung unzulässigerweise geöffnet wurde.
Der Messkopf und/oder die Applikationssteuereinrichtung und/oder die Sicherheitssteuereinrichtung und/oder eine Steuereinheit und/oder ein Treiber und/oder ein Netzteil können auf einem von dem Gehäuse umschlossenen Substrat angeordnet und elektrisch leitend miteinander verbunden sein.
Da das Gehäuse den Manipulationsschutz bildet, können die elektrischen und elektronischen Komponenten kostengünstig diskret aufgebaut sein.
Das Substrat kann ein- oder mehrteilig eine Leiterplatte und/oder ein MID-Substrat (Molded Interconnected Device-Substrat) und/oder ein Keramiksubstrat und/oder ein Lead Frame sein.
In einer einfachen Ausbildung ist die Gehäuseöffnungssensorik ein durch Öffnung des Gehäuses schließ- oder öffnenbarer Schalter, wobei vorzugsweise ein erstes Schaltelement des Schalters mit dem Gehäuse und ein zweites Schaltelement des Schalters mit dem Substrat verbunden ist.
Eine erste Möglichkeit zur Ausbildung des Schalters besteht darin, dass der Schalter ein kapazitiver Schalter ist, wobei das erste Schaltelement eine Gegenelektrode und das zweite Schaltelement eine zur Gegenelektrode in einem bestimmten Abstand oder einer bestimmten Überdeckung angeordnete Messelektrode ist und bei einer Änderung des Abstandes oder der Überdeckung die Änderung des Ausgangssignals der Messelektrode das Manipulationssignal bildet.
Da bei einem nach dem Öffnen des Gehäuses erfolgten Schließen nicht wieder die exakte ursprüngliche Position des Gehäuses erreicht werden kann, ist auch an dem veränderten Ausgangssignal die Öffnung des Gehäuses feststellbar.
In einer weiteren Ausbildung kann der Schalter ein induktiver Schalter sein, wobei das erste Schaltelement ein Dauermagnet und das zweite Schaltelement ein im Magnetfeld des Dauermagneten angeordneter Leiter ist und die bei Relativbewegung von Dauermagnetfeld und Leiter im Leiter induzierte Spannung das Manipulationssignal bildet.
Auch ist es möglich, dass der Schalter ein Hall-Schalter ist, wobei das erste Schaltelement ein Dauermagnet und das zweite Schaltelement ein im Magnetfeld des Dauermagneten angeordnetes Hallelement ist und die bei Änderung des Abstandes des Hallelements zum Dauermagneten erzeugte Hallspannung das Manipulationssignal ist.
Auch hier kann wie bei dem kapazitiven Schalter anhand einer geänderten Hallspannung die vorherige Öffnung des Gehäuses später festgestellt werden.
Dies ist auch möglich, wenn der Schalter ein Linearpotentiometer ist, wobei das erste Schaltelement eine Widerstandsbahn und das zweite Schaltelement ein an der Widerstandsbahn anliegender Schleifer ist und eine Änderung der Ausgangsspannung des Linearpotentiometers das Manipulationssignal ist.
In einer anderen Ausbildungsmöglichkeit weist die Gehäuseöffnungssensorik einen den Gehäuseinnendruck erfassenden Drucksensor auf, wobei bei Änderung des Gehäuseinnendrucks die Manipulationsinformation erzeugbar ist.
Das Steuergerät kann ein Tachograph oder eine Mauteinheit oder ein Kilometerzähler oder ein Unfalldatenspeicher sein, die alle manipulationsfreie Bewegungsmessdaten benötigen.
Grundsätzlich kann jede geeignete Art von Messkopf verwandt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Messkopf ein Hall-Messkopf oder ein induktiver Messkopf oder ein GMR-Messkopf (Giant-Magneto-Resistance-Messkopf) ist.
Es ist aber auch eine Kombination von mehreren Messköpfen möglich.
Eine besonders sichere Verschlüsselung erfolgt, wenn die Verschlüsselungseinheit und eine Entschlüsselungseinheit kryptologisch ver- und entschlüsselnde Einheiten sind.
Das Steuergerät weist vorzugsweise eine Entschlüsselungseinheit zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung an einen Vergleicher des Steuergeräts auf, dem weiterhin die aufbereiteten Daten der Applikationseinrichtung zuführbar sind und durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationseinrichtung vergleichbar sind und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist.
Durch die Anordnung der Applikationssteuereinrichtung und der verschlüsselnden Sicherheitssteuereinrichtung in dem Gehäuse erfolgt durch die Sicherheitssteuereinrichtung und das gesicherte Gehäuse eine zweifache Absicherung gegen Manipulation.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Prinzipdarstellung einer Geschwindigkeitserfassungseinrichtung.
Die dargestellte Geschwindigkeitserfassungseinrichtung weist an einem Ende in einem Gehäuse einen Hall-Messkopf 2 zur Erfassung einer Bewegung, insbesondere einer Drehbewegung, auf.
Entsprechend der erfassten Bewegung wird von dem Hall-Messkopf 2 ein Messsignal generiert, das über eine Verbindung 3 sowohl einer Sicherheitssteuereinrichtung als auch einer Applikationssteuereinrichtung zugeführt wird, die in einer Schaltungseinheit 4 angeordnet sind.
In der Applikationssteuereinrichtung wird das Messsignal aufbereitet und in Echtzeit über eine als Microcontroller ausgebildete Steuereinheit 5 und einem Treiber 6 einem Signalanschluss 7 in einem Steckverbinder 8 zugeführt, wobei der Steckverbinder 8 an dem dem Hall-Messkopf 2 entgegengesetzten Ende aus dem Gehäuse 1 herausgeführt ist.
Ein ebenfalls im Steckverbinder 8 angeordneter Energieversorgungsanschluss 9 führt zu einem in dem Gehäuse 1 angeordneten Netzteil 15, durch das die Komponenten im Gehäuse 1 energieversorgt werden.
Der Signalanschluss 7 und der Energieversorgungsanschluss 9 des Steckverbinders 8 sind symbolisch dargestellt und stehen für vier Kontakte des Steckverbinders 8, wovon zwei Anschlüsse für die Versorgungsspannung, ein bidirektionaler Anschluss für das Datensignal und ein unidirektionaler Anschluss für das Messsignal vorhanden sind.
Das der Sicherheitseinrichtung zugeführte Messsignal wird dort ebenfalls aufbereitet und in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselt, um dann in einer nichtflüchtigen Speichereinheit der Sicherheitssteuereinrichtung gespeichert zu werden.
In bestimmten Zeitabständen wird dann der verschlüsselte Speicherinhalt über die Steuereinheit 5 und den Treiber 6 dem Signalanschluss 7 zugeführt.
Über den Signalanschluss 7 wird sowohl das Messsignal der Applikationssteuereinrichtung als auch der verschlüsselte Speicherinhalt der Sicherheitssteuereinrichtung einem nicht dargestellten Steuergerät zugeführt.
Das Steuergerät weist eine Entschlüsselungseinheit zum Entschlüsseln des Speicherinhalts auf, wobei der entschlüsselte Speicherinhalt einem Vergleicher zugeführt wird, dem zuvor bereits das Messsignal der Applikationssteuereinrichtung zugeführt wurde.
Stellt der Vergleicher bei einem Vergleich der Daten der Applikationssteuereinrichtung mit den Daten der Sicherheitssteuereinrichtung eine Abweichung fest, löst er ein Warnsignal aus, das auf eine Manipulation der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung hinweist.
Innerhalb des Gehäuses 1 ist weiterhin ein Schalter 10 einer Gehäuseöffnungssensorik angeordnet, dessen ein erstes Schaltelement 11 bildender beweglicher Teil mit dem Gehäuse 1 verbunden und mit der Steuereinheit 5 kontaktiert ist.
Der Schalter 10 ist normalerweise geöffnet.
Durch eine Öffnung des Gehäuses 1 und ein Herausziehen der im Gehäuse 1 auf einem Substrat 12 angeordneten Komponenten zur Seite des Steckverbinders 8 hin wird der Schalter 10 geschlossen und das erste Schaltelement 11 kommt an einem ein zweites Schaltelement 14 bildenden Manipulationskontakt 13 in Anlage, der ebenfalls mit der Steuereinheit 5 verbunden ist.
Durch das Schließen des Schalters 10 wird in der Steuereinheit 5 ein Manipulationssignal generiert und über den Treiber 6 und den Signalanschluss dem Steuergerät zugeführt.

Claims

Geschwindigkeitserfassungseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Messkopf zur Erfassung einer Bewegung, von dem ein entsprechendes Messsignal sowohl einer Applikationssteuereinrichtung als auch einer Sicherheitssteuereinrichtung zuleitbar ist, wobei das Messsignal durch die Applikationssteuereinrichtung aufbereitbar und die aufbereiteten Daten an ein Steuergerät weiterleitbar sind und wobei das Messsignal in der Sicherheitssteuereinrichtung aufbereitbar, die aufbereiteten Daten in einer Verschlüsselungseinheit verschlüsselbar und die verschlüsselten Daten in einer Speichereinheit speicherbar sowie der Speicherinhalt der Speichereinheit an das Steuergerät weiterleitbar sind, sowie mit einem die Komponenten der Geschwindigkeitserfassungseinrichtung umschließenden Gehäuse, dessen Unversehrtheit durch eine Schutzeinrichtung überwachbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung eine innerhalb des Gehäuses (1) angeordnete Gehäuseöffnungssensorik ist, von der durch Öffnung des Gehäuses (1) eine elektrische Manipulationsinformation erzeugbar ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Manipulationsinformation ein Manipulationssignal ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Manipulationssignal einer Warneinrichtung zuleitbar ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Manipulationssignal einer Sicherheitsschaltung zuleitbar ist, durch die die Applikationssteuereinrichtung und/oder die Sicherheitssteuereinrichtung resetbar ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf und/oder die Applikationssteuereinrichtung und/oder die Sicherheitssteuereinrichtung und/oder eine Steuereinheit (5) und/oder ein Treiber (6) und/oder ein Netzteil (15) auf einem von dem Gehäuse (1) umschlossenen Substrat (12) angeordnet und elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Leiterplatte und/oder ein MID-Substrat (Molded Interconnected Device-Substrat) und/oder ein Keramiksubstrat und/oder ein Lead Frame ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseöffnungssensorik ein durch Öffnung des Gehäuses (1) schließ- oder öffnenbarer Schalter (10) ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Schaltelement (11) des Schalters (10) mit dem Gehäuse (1) und ein zweites Schaltelement (14) des Schalters (10) mit dem Substrat (12) verbunden ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein kapazitiver Schalter ist, wobei das erste Schaltelement eine Gegenelektrode und das zweite Schaltelement eine zur Gegenelektrode in einem bestimm ten Abstand oder einer bestimmten Überdeckung angeordnete Messelektrode ist und bei einer Änderung des Abstands oder der Überdeckung die Änderung des Ausgangssignals der Messelektrode das Manipulationssignal bildet.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein induktiver Schalter ist, wobei das erste Schaltelement ein Dauermagnet und das zweite Schaltelement ein im Magnetfeld des Dauermagneten angeordneter Leiter ist und die bei Relativbewegung von Dauermagnetfeld und Leiter im Leiter induzierte Spannung das Manipulationssignal bildet.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Hall-Schalter ist, wobei das erste Schaltelement ein Dauermagnet und das zweite Schaltelement ein im Magnetfeld des Dauermagneten angeordnetes Hallelement ist und die bei Änderung des Abstandes des Hallelements zum Dauermagneten erzeugte Hallspannung das Manipulationssignal ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter ein Linearpotentiometer ist, wobei das erste Schaltelement eine Widerstandsbahn und das zweite Schaltelement ein an der Widerstandsbahn anliegender Schleifer ist und eine Änderung der Ausgangsspannung des Linearpotentiometers das Manipulationssignal ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseöffnungssensorik einen den Gehäuseinnendruck erfassenden Drucksensor auf weist, wobei bei Änderung des Gehäuseinnendrucks die Manipulationsinformation erzeugbar ist.
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät ein Tachograph oder eine Mauteinheit oder ein Kilometerzähler oder ein Unfalldatenspeicher ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf ein Hall-Messkopf (2) oder ein induktiver Messkopf oder ein GMR-Messkopf ist.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlüsselungseinheit und eine Entschlüsselungseinheit kryptologisch ver- und entschlüsselnde Einheiten sind.
Geschwindigkeitsdatenübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät eine Entschlüsselungseinheit zur Entschlüsselung des zugeleiteten Speicherinhalts und Weiterleitung an einen Vergleicher des Steuergeräts aufweist, dem weiterhin die aufbereiteten Daten der Applikationseinrichtung zuführbar sind und durch den der entschlüsselte Speicherinhalt mit den Daten der Applikationseinrichtung vergleichbar sind und bei Abweichung ein Warnsignal erzeugbar ist.