Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein(e)
Vorrichtung oder Gerät zum Kontrollieren der Abgabe eines
Fluids an einen Behälter oder ein Reservoir und betrifft
speziell eine Vorrichtung für den Austausch von Sicherheits-,
Identifikations- bzw. Kenn- und Transaktionsinformation
zwischen einem Behälter, wie einem Kraftstoff- o.dgl.
Fluidspeichertank, und einem Fluidabgabesystem.
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Die Abgabe oder Lieferung und die Kontrolle der Abgabe
von Fluiden findet überall statt und reicht von Wasser, z.B.
für Berieselung, zu verflüssigtem Erdgas (Propan), Sauerstoff
und anderen (verflüssigten) Gasen sowie Kraft- oder
Brennstoffen auf Erdölbasis, wie Benzin und Dieselkraftstoff. Als
spezielles Beispiel sei genannt, daß zahlreiche Fahrzeuge als
Teil eines kommerziellen Unternehmens betrieben werden, bei
dem detaillierte und genaue Aufzeichnungen nötig sind, um
über die Benutzung der Fahrzeuge genau Buch zu führen und die
Einkommensteuer-Rückvergütungsakten zu stützen. Sehr häufig
ist das Fahrzeug nicht Eigentum des Betreibers selbst, und
der vom Fahrzeug verbrauchte Kraftstoff wird durch den
abwesenden (absentee) Eigner bzw. Halter zu dem Zeitpunkt, zu
dem eine Kraftstoffabgabe erfolgt, gekauft. Dabei sind genaue
und verläßliche Aufzeichnungen notig, um sicherzustellen, daß
das richtige Fahrzeug den gekauften Kraftstoff erhält und daß
möglichst die vom Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecken der
tatsächlichen kommerziellen, nicht aber der privaten Nutzung
entsprechen.
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Die induktive Zweiwegekopplung gemäß der vorliegenden
Erfindung bietet verschiedene Vorteile gegenüber den
herkömmlichen Methoden für den Informationsaustausch bezüglich
eines Fluidabgabetransfers, etwa gegenüber der Methode nach
der FR-A-2600218, die eine(n) Einwegaustausch oder
-verbindung von einem Fahrzeug zu einer Kraftstoffabgabevorrichtung
beschreibt. obgleich dieses FR-Patent auf die Verwendung der
Vorrichtung für Zweiwegeaustausch oder -verbindung anspielt,
würde auch dann, wenn eine solche Zweiwegevorrichtung gebaut
werden würde, die am Fahrzeug montierte Vorrichtung dennoch
eine am Fahrzeug montierte Energie- oder Stromquelle
benötigen. Eine solche Energiequelle würde nicht nur einen
zusätzlichen Aufwand bezüglich der Verbindung des
Antwortsenders bzw. Transponders mit der Energiequelle bedingen,
sondern auch zusätzliche Wartungsprobleme aufwerfen, wenn die
Energiequelle verbraucht ist oder Wartung benötigt. Im
Gegensatz zu einer solchen "aktiven" Austauschvorrichtung erlaubt
die induktive Kopplung gemäß dieser Erfindung die Verwendung
eines passiven Transponders im Fahrzeug, um damit die
Energiequellen-Wartungs- und -Austauschkosten zu senken.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum
Autorisieren der Zufuhr bzw. Abgabe von Fluid entsprechend
dem Anspruch 1 bereitgestellt.
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Merkmale dieser Erfindung umfassend eine erste,
üblicherweise einem Fluidbehälter zugeordnete
Informationsspeicher- und -wiedergewinnungs-, d.h. -abrufvorrichtung und
eine einem Fluidabgabesystem zugeordnete zweite
Informationsspeicher- und -wiedergewinnungs-, d.h. -abrufvorrichtung. Die
erste Informationsvorrichtung enthält für Sicherheits- und
Rechnungszwecke Identifikations- bzw. Kenninformation, die
typischerweise den Fluidbehälter, die Art des von ihm auf
zunehmenden Fluids usw. identifiziert. Die zweite
Informationsvorrichtung enthält Information zum Identifizieren des
Fluidabgabesystems, des Preises für das Fluid, von Menge und
Sorte des abgegebenen Fluids, der Zeit, des Datums usw. Eine
Datenaustauschverbindung verbindet die ersten und zweiten
Informationsvorrichtungen während einer
Fluidabgabetransaktion zwecks Ermöglichung der Übertragung von Information
von der ersten zur zweiten Informationsvorrichtung, welche
die übertragene Information aufzeichnet bzw. registriert, die
Fluidabgabe zuläßt, wenn der Behälter autorisiert, d.h.
berechtigt ist, und andere Information bezüglich der
Fluidabgabetransaktion registriert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder der
Informationsvorrichtungen mit einer Datenkommunikations- bzw.
-austauschantenne für Hochfrequenzkommunikation von der
ersten zur zweiten Informationsvorrichtung verbunden.
Information von der ersten Informationsvorrichtung wird zu einem
Spannungssignal codiert, das über die Datenaustauschantenne
gesendet wird. In der Datenaustauschantenne der zweiten
Informationsvorrichtung wird ein entsprechendes
Spannungssignal induziert, das decodiert und gespeichert oder
verarbeitet wird. Wenn das Fluidabgabesystem z.B. einen Kraftstoff
auf Erdölbasis an ein Fahrzeug abgibt, üblicherweise über ein
in eine Betankungsöffnung des Fahrzeugs eingeführtes
Kraftstoff- oder Tankmundstück, stehen die Datenaustauschantennen
in gegenseitiger Sende- und Empfangsnähe. Die erste
Informationsvorrichtung weist keine unabhängige Batterie oder
Energie- bzw. Stromquelle auf, sondern enthält eine
Energieempfangsantenne, welche die von einer Energiesendeantenne der
zweiten Informationsvorrichtung ausgesandte Energie empfängt.
Diese Energie wird von der ersten Informationsvorrichtung
benutzt, um deren gespeicherte Information über die
Datenaustauschverbindung zu übertragen.
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Ein Merkmal dieser Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Fluidabgabekontrollsystems, das automatisch
aktiviert wird, wenn ein Fluidabgabemundstück in die
entsprechende Einfüllöffnung eines Fluidbehälters eingeführt wird.
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Ein anderes Merkmal dieser Erfindung besteht in einer
positiven Identifizierung des Fluidbehälters für
Sicherheits- und Rechnungszwecke, um die Abgabe von Fluid an
nichtberechtigte Behälter verhindern zu helfen.
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Noch ein anderes Merkmal dieser Erfindung besteht in der
Zulassung einer automatischen Bezahlung für das abgegebene
Fluid ohne die Verwendung einer Identifikations- bzw.
Kennkarte oder einer sonstigen derartigen Vorrichtung.
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Ein weiteres Merkmal besteht in der Registrierung
relevanter Information bezüglich der Fluidabgabetransaktion
für die Erstellung genauer und verläßlicher Berichte.
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Noch ein weiteres Merkmal ermöglicht die sichere oder
gesicherte Abgabe von Fluid an einer unbeaufsichtigten
(bedienungslosen) Fluidabgabestation.
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Weiterhin besteht ein Merkmal in einem System zum
Identifizieren entweder eines Fluidbehälters oder einer
berechtigten Person, welches (System) ein passives
Identifiziermodul bzw. Kenn(ungs)modul nutzt, das keine unabhängige
Stromquelle aufweist, sondern seine Betriebsenergie von einem
durch die Fluidabgabevorrichtung generierten HF-Signal
empfängt.
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Noch ein anderes Merkmal besteht in einem System zum
Autorisieren und Speichern (memorializing) einer
Fluidabgabetransaktion, das vollkommen durch einen abwesenden Käufer
des Fluids kontrolliert werden kann.
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Noch ein weiteres Merkmal besteht in einer automatischen
Sperrung oder Deaktivierung der Fluidabgabe, wenn das
Abgabemundstück aus der betreffenden Einfüllöffnung des
autorisierten, d.h. berechtigten Behälters herausgezogen wird.
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Schließlich besteht noch ein weiteres Merkmal in der
Bereitstellung eines Fluidabgabekontroll- und
Datenaustauschsystems, das in der Nähe von brennbaren Fluiden sicher
benutzt werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Fahrzeugs mit
zwei Anhängern, in welche eine bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung installiert sein kann, mit
einer schematischen Blockdarstellung des
Informationsaustausches zwischen Abschnitten gemäß der
Erfindung,
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Fig. 2 ein Blockschaltbild eines dem Fahrzeug zugeordneten
Zugmaschinen-Identifikations- bzw. -Kennmodulteils,
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Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Anhänger-Kennmodulteils,
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Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Personenkraftwagen- bzw.
Automobil-Kennmodulteils,
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Fig. 5 ein Blockschaltbild eines
Mobilgerät-Kennmodulteils,
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Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Kennmodulteils für ein
nichtmobiles Gerät,
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Fig. 7 ein Blockschaltbild eines
Kraftstoffpumpen-Modulteils,
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Fig. 8 ein Blockschaltbild eines
Kraftstoff-Tankwagenmodulteils,
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Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Stationärkraftstofftank-
Modulteils,
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Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Speicherauszugsschlüssel-
Lesermodulteils,
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Fig. 11 ein Blockschaltbild eines passiven Bezeichner- oder
Kennmoduls, das einem Fluidbehälter zugeordnet ist,
und
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Fig. 12 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung,
die zu den Fluidabgabemodulen nach den Fig. 7 bis 9
für Verwendung mit dem passiven Kennmodul
hinzugefügt ist.
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Gemäß Fig. 1 ist ein Fahrzeug-Identifikations- bzw.
-Kennmodul 10 an Bord einer Zugmaschine 12 angeordnet, mit
der ein erster Fahrzeug-Anhänger (bzw. -Auflieger) 14 und ein
zweiter Fahrzeug-Anhänger 16 gekoppelt sind. Im Betrieb der
Zugmaschine 12 und der zugeordneten Anhänger 14 und 16 soll
eine Vielfalt von Daten, das Fahrzeug betreffend, gesammelt,
gespeichert und übertragen werden. Beispiele für solche Daten
sind Motorbetriebsstunden, Fahrstrecke (in Meilen oder km),
Kraftstoffverbrauch, Kraftstoffkosten, Datums- und
Zeitangaben für den Motorbetrieb, Datums- und Zeitangaben für die
Betankungsvorgänge, Ladungs- oder Fracht-Information
bezüglich der in den Fahrzeugen transportierten Fracht,
Bedienungsperson- bzw. Fahrerinformation und dgl.. Zudem ist es
(dabei) wünschenswert, die Betankungsvorgänge zu
kontrollieren, damit der an das Fahrzeug abgegebene Kraftstoff
einwandfrei registriert und berechnet werden kann, um
Kraftstoffdiebstahl zu verhindern und eine einfache und
zweckmäßige Methode für Registrierung und Übertragung dieser
Information zu einer zentralen Verarbeitungsstation
bereitzustellen.
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Zusammenfassend läßt sich sagen, daß Information durch
an der Zugmaschine 12 und den zugeordneten Anhängern 14 und
16 angeordnete Sensoren oder über Direktkommunikation von
außenseitigen Vorrichtungen gesammelt und an bzw. in
Identifikations- bzw. Kennmodulen gespeichert wird. Das an der
Schleppmaschine 12 angeordnete Fahrzeug-Kennmodul 10 wirkt
als zentrale Sammelstelle. Am ersten Anhänger 14 ist ein
erstes Anhänger-Kennmodul 18, am zweiten Anhänger 16 ein
zweites Anhänger-Kennmodul 20 vorgesehen. Die Anhänger-
Kennmodule 18 und 20 stehen mit dem Fahrzeug-Kennmodul 10 in
Verbindung. An bzw. in den Anhänger-Kennmodulen 18 und 20
gesammelte Information und Daten können entweder sofort zum
Fahrzeug-Kennmodul übertragen oder für spätere Übertragung
abgespeichert werden.
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Im Betrieb besteigt eine Bedienungsperson bzw. ein
Fahrer die Zugmaschine 12, und sie bzw. er steckt ein Fahrer-
Kennmodul 22 in das Zugmaschinen-Kennmodul 10 ein. Der Name
des Fahrers, die Führerscheinnummer, Kreditinformation und
ein Benutzungsberechtigungscode werden vom Fahrer-Kennmodul
22 zum Fahrzeug-Kennmodul 10 übertragen. Wenn der
Berechtigungscode durch das Fahrzeug-Kennmodul einwandfrei als
autorisierter bzw. berechtigter Code identifiziert wird, wird es
dem Fahrer erlaubt, den Motor anzulassen und die Zugmaschine
12 zu fahren. Im Betrieb der Zugmaschine 12 sammelt und
registriert das Fahrzeug-Kennmodul das Datum und die
(Uhr)Zeit beim Anlassen des Motors, die von der Zugmaschine 12
zurückgelegte Fahrstrecke, die Betriebsstunden des Motors
sowie weitere Informationen, wie sie nachstehend im einzelnen
beschrieben werden sollen.
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Wie erwähnt ist an Bord des ersten Anhängers 14 ein
Anhänger-Kennmodul 18 angeordnet, in welchem eine
Anhängeridentifikations- bzw. -kennzahl und die Gesamtfahrstrecke,
über welche der erste Anhänger 14 durch eine Zugmaschine
geschleppt worden ist, registriert sind. Bei Verbindung bzw.
Kopplung der Zugmaschine 12 mit dem ersten Anhänger 14 wird
eine Hochfrequenz- bzw. HF-übertragungsverbindung zwischen
dem Fahrzeug-Kennmodul 10 und dem Anhänger-Kennmodul 18
hergestellt. Das Fahrzeug-Kennmodul 10 liest aus dem
Anhänger-Kennmodul 18 die Anhängerkennzahl und die
aufgelaufende Gesamtfahrstrecke aus. Außerdem autorisiert das
Fahrzeug-Kennmodul 10 auf noch näher zu beschreibende Weise
das Lösen der Luftbremsen des Anhängers 14, damit dieser von
der Zugmaschine 12 geschleppt werden kann. Beim Schleppen des
Anhängers 14 wird die zurückgelegte Strecke vom Fahrzeug-
Kennmodul zum Anhänger-Kennmodul 14 übertragen oder gemeldet,
wo sie zum Hochzählen der aufgespeicherten Fahrstrecke
benutzt wird. Nach Trennung der Zugmaschine 12 vom ersten
Anhänger 14 wird die aufgespeicherte Fahrstrecke in einen
nichtflüchtigen Speicher im Anhänger-Kennmodul 18
eingeschrieben, in welchem sie erhalten bleibt, bis der Anhänger
14 wiederum mit einer Zugmaschine gekoppelt wird, die mit der
geeigneten Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ausgestattet
ist.
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Das an Bord des zweiten Anhängers 16 angeordnete zweite
Anhänger-Kennmodul 20 fungiert nach Kopplung (dieses
Anhängers) mit der Zugmaschine 12 hinter dem ersten Anhänger 14
auf die gleiche Weise wie das erste Anhänger-Kennmodul 18.
Die Anhängerkennzahlen, die zurückgelegten Fahrstrecken der
Anhänger 14 und 16 sowie weitere Information können auf noch
zu beschreibende Weise für Buchhaltungs- und
Datensammlungszwecke am bzw. im Fahrzeug-Kennmodul 10 gespeichert werden.
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Der nichtflüchtige Speicher der Anhänger-Kennmodule 18
und 20 kann auch benutzt werden, um Ladungs- oder
Frachtinformation bezüglich des Inhalts des Anhängers zu speichern,
und zwar wenn ein solcher Inhalt in das Fahrzeug-Kennmodul 10
oder aus ihm geladen wird. Derartige Fracht-Information sowie
andere Information, die im nichtflüchtigen Speicher der
Anhänger-Kennmodule 18 und 20 abgespeichert ist, können zum
Fahrzeug-Kennmodul 10, über eine Übertragungsverbindung zu
einer entfernt angeordneten Vorrichtung und/oder zu einer
tragbaren Speichervorrichtung etwa einem
Speicherauszugsschlüssel (memory key), wie er von der Firma Datakey
Corporation, Burnsville, Minnesota/USA, erhältlich ist, oder
einem passiven Transponder mit eingebautem Speicher, wie er
von der Firma NDC Automation, Inc., 3101 Latrobe Drive,
Charlotte, North Carolina/USA, erhältlich oder später anhand
der Fig. 11 und 12 beschrieben ist, übertragen werden.
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Im folgenden ist ein Betankungsvorgang beschrieben. Im
üblichen Fall fährt die Zugmaschine 12 zu einer
Kraftstoffabgabestelle, z.B. einer Tankstelle. An der Pumpe, die zum
Abgeben von Kraftstoff an die Zugmaschine 12 benutzt wird,
ist ein Kraftstoffpumpenmodul 24 (Fig. 1) angeordnet. Die
Kraftstoffpumpenstelle enthält das übliche
Kraftstoff(betankungs)mundstück, das in einen Füllstutzen eines
Kraftstofftanks der Schleppmaschine 12 eingeführt wird. Dem
Füllstutzen der Zugmaschine 12 ist eine induktive Spule 26
(Fig. 2) zugeordnet. Dem Kraftstoffmundstück der
Kraftstoffpumpe ist eine ähnliche Kraftstoffmundstückspule 28 (Fig. 7)
zugeordnet. Die Kraftstofftankspule 26 steht mit dem
Fahrzeug-Kennmodul 10, die Kraftstoffmundstückspule 27 mit dem
Kraftstoffpumpenmodul 24 in Verbindung. In jeder Spule
vorhandene Spannungssignale werden zur anderen Spule
übertragen und von dieser empfangen, wenn diese Spulen in
Übertragungsverbindung stehen. Auf diese Weise können das
Fahrzeug-Kennmodul 10 und das Kraftstoffpumpenmodul 24
während eines Kraftstoffabgabevorgangs miteinander
kommunizieren.
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Nach dem Einführen des Kraftstoffmundstücks in den
Füllstutzen der Zugmaschine 12 sendet das
Kraftstoffpumpenmodul 24 ein Abfragesignal zum Fahrzeug-Kennmodul 10.
In Abhängigkeit vom Abfragesignal überträgt das Fahrzeug-
Kennmodul 10 einen Autorisier- bzw. Berechtigungscode zum
Kraftstoffpumpenmodul 24 zusammen mit der Fahrzeugkennzahl
der Zugmaschine 12, der jeweiligen Zeit, des Datums, den
Wegstrecken- und Motorstundenanzeigen, dem Namen des Fahrers
und der Führerscheinnummer sowie den Anhängerkennzahlen und
Wegstrecken- bzw. Kilometerzähleranzeigen der beiden Anhänger
14 und 16. Wenn der Autorisier- bzw. Berechtigungscode
korrekt ist, aktiviert das Kraftstoffpumpenmodul 24 die
Kraftstoffpumpe, um die Abgabe von Kraftstoff in den
Kraftstofftank der Zugmaschine 12 zuzulassen. Der Preis für den
abgegebenen Kraftstoff, die Kraftstoffart, die
Kraftstoffmenge, der Kraftstoffpumpenkenncode und die
Tankstellenkennzahl werden sämtlich vom Kraftstoffpumpenmodul 24 zum
Fahrzeug-Kennmodul 10 übertragen. Während des
Kraftstoffabgabevorgangs (während der Betankung) fragt das
Kraftstoffpumpenmodul 24 in kurzen Abständen fortlaufend den
Berechtigungscode vom Fahrzeug-Kennmodul 10 ab. Wenn der
richtige Berechtigungscode nicht empfangen wird, schaltet das
Kraftstoffpumpenmodul 24 die Kraftstoffpumpe ab und
verhindert auf diese Weise die Abgabe von Kraftstoff an ein
unautorisiertes Fahrzeug oder einen unautorisierten
Kraftstofftank.
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Vom Kraftstoffpumpenmodul 24 gesammelte Information kann
entweder für späteres Sammeln oder Verarbeiten gespeichert
oder zu einer Fernstation übertragen werden. Diese
Information kann auch im Fahrzeug-Kennmodul 10 gespeichert werden.
Beispielsweise kann das Kraftstoffpumpenmodul 24 unmittelbar
mit einem Stations- bzw. Tankstellenrechner oder einer
Pumpensteuereinheit 30 (Fig. 1) verbunden sein, wodurch
anschließend die Information, z.B. über Fernsprechleitungen,
zum Besitzer der Zugmaschine 12 und in bestimmten Fällen zum
geeigneten Finanzinstitut für Zahlung an den
Kraftstoffpumpenbesitzer für den an die Zugmaschine 12 abgegebenen
Kraftstoff übertragen wird. Obgleich eine solche Verbindung
bevorzugt wird, stellt sie keinen Teil dieser Erfindung dar.
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Fig. 2 veranschaulicht schematisch das Fahrzeug
Kennmodul 10. Die grundsätzliche Steuerung des Fahrzeugs-
Kennmoduls 10 erfolgt durch eine
Zentral(verarbeitungs)einheit 32, an die eine Zeitüberwachung (WDT) 34
angeschlossen ist. Information oder Daten vom Fahrer-
Kennmodul oder vom Speicherauszugsschlüssel 22 werden sowohl
zur Zentraleinheit (CPU) 32 als auch zu einer nichtflüchtigen
2 Kbit-Speichervorrichtung 36 übertragen, wo sie für Zugriff
durch die Zentraleinheit gespeichert werden.
Kilometerzähler- und Motorbetriebsstundeninformation wird zur Zentraleinheit
von Transpondern 38 bzw. 40 übertragen.
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Betriebsspannung wird der Zentraleinheit (CPU) über
einen 5 V-Ausgangsspannungsregler 42 zugespeist, der mit der
elektrischen 12 V-Anlage der Zugmaschine verbunden ist.
Anweisungscodierung oder Programme für den Betrieb der
Zentraleinheit 32 sind in einer 32 Kbit-Speichervorrichtung 46
gespeichert, und eine 2 Kbit-Datenspeichervorrichtung 48 ist
vorgesehen für die Speicherung von Daten, die durch das
Fahrzeug-Kennmodul 10 gesammelt und verarbeitet worden sind.
Eine programmierbare 32 Kbit-Speichervorrichtung (EEPROM) 47
dient als Einrichtung zum Modifizieren oder Aktualisieren des
Programms zum Steuern des Betriebs des Fahrzeugs-Kennmoduls
10. Wenn das ursprünglich in der 32 Kbit-RAM-Vorrichtung 46
abgespeicherte Programm geändert werden soll, kann über eine
geeignete Übertragungsverbindung (mit den später
beschriebenen induktiven Spulen) ein neues Programm im EEPROM 47
abgespeichert werden. Das neue Programm enthält die
Anweisungen oder Befehle, die nötig sind, um das in der RAM-
Vorrichtung 46 gespeicherte ursprüngliche Programm effektiv
zu schwächen bzw. unwirksam zu machen. Auf diese Weise kann
das Programm geändert, verändert oder - wie gewünscht
- aktualisiert werden, und zwar von einer Fernstation aus, ohne
einen Speicherchip oder eine Speichervorrichtung
auszuwechseln. Eine Ortszonennetz-(LAN-)Steuereinheit 50 handhabt
die Kommunikation bzw. Übertragung von Daten und Anweisungen
zwischen verschiedenen Elementen des Fahrzeug-Kennmoduls 10.
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Eine Übertragung zwischen dem Fahrzeug-Kennmodul 10 und
einem Bordrechner 23 erfolgt über eine
RS485-Übertragungsverbindung 52, die mit einem SAE-BUS des Bordrechnersystems
verbunden ist und die mit einem UART 54 kommuniziert, der
seinerseits mit einer Uhr/Kalendereinheit 56 in Verbindung
steht. Die Speichervorrichtungen46 und 48, die
LAN-Steuereinheit 50 und die Uhr/Kalendereinheit 56 sind sämtlich über
einen Übertragungsbus 58 mit der Zentraleinheit 32 verbunden.
An den Übertragungsbus 58 ist außerdem ein Verriegelungsglied
60 angeschlossen, das zum Betätigen der verschiedenen
Eingabe- und Ausgabevorrichtungen auf später noch näher zu
beschreibende Weise dient. Außerdem kann die
LAN-Steuereinheit 50 über eine zweite RS485-Übertragungsverbindung 62
mit einer Datensammelvorrichtung in Verbindung stehen, wie
sie von der Firma Xata Corporation, Burnsville, Minnesota/
USA, vertrieben wird.
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Ein mit der Zentraleinheit 32 verbundenes Alarmrelais 64
wird durch erstere betätigt, um einen (hörbaren) Alarm (nicht
dargestellt) auszulösen, wenn durch die Zentraleinheit 32 ein
Alarmzustand erfaßt wird.
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Mit der Zentraleinheit 32 sind zwei Tankdeckelsensoren
66 und 68 verbunden, um ein Signal zu liefern, wenn der
betreffende Tankdeckel zur Ermöglichung eines Zugangs zu
einem Kraftstofftank der Zugmaschine 12 entfernt worden ist.
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Mit der Zentraleinheit (CPU) 32 ist ein Ölstab-
(entfernungs-)Sensor 41 verbunden, der zum Registrieren des Datums,
der Zeit und der Fahrerkennung am bzw. im Fahrzeug-Kennmodul
jedesmal dann dient, wenn der Ölstab der Zugmaschine 12
bei Überwachung des Ölfüllstands entfernt bzw. herausgezogen
wird.
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Das Fahrzeug-Kennmodul 10 ist mit vier Antennen
verbunden. Eine Kraftstofftankspule 26 ist einem der
Kraftstofftanks der Zugmaschine 12 zugeordnet, während eine zweite
Kraftstofftankspule 76 dem zweiten Kraftstofftank zugeordnet
ist. Eine dritte Spule, die Anhängerspule 80, ist an der
Rückseite der Zugmaschine 12 für Verbindung mit dem Anhänger
14, wie oben beschrieben, montiert. Das Fahrzeug-Kennmodul 10
enthält eine zweckmäßige Fassung für einen 2
Kbit-Speicherauszugsschlüssel 22, aus dem der Fahrerkenncode und der
Firmengenehmigungs- oder -berechtigungscode ausgespeichert
werden. Eine nichtflüchtige 2 Kbit-Speichervorrichtung 36
enthält den Kenncode des Fahrzeug-Kennmoduls 10 und die von
der Zugmaschine 12 benotigte Kraftstoffsorte.
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Wie oben beschrieben, ist die Kraftstofftankspule 26 um
den Füllstutzen eines Kraftstofftanks der Zugmaschine 12
herum angeordnet. Spannungssignale von einem
Reihendatenanschluß 70 der Zentraleinheit 32 werden über einen Modulator
72 und einem Spulentreiber 74 zur Kraftstofftankspule 26
übertragen. Ein am Spulentreiber 74 anliegendes Signal wird
zur Kraftstofftankspule 26 übertragen, wenn das
Verriegelungsglied 60 das entsprechende Freigabesignal zum
Spulentreiber 74 geliefert hat. Eine zweite Kraftstofftankspule 76
wird durch einen zweiten Spulentreiber 78 angesteuert. Die
Verbindung zwischen der Zugmaschine 12 und dem Anhänger 14
kann auf noch näher zu beschreibende Weise durch eine
Anhängerspule 80 und einen entsprechenden Spulentreiber 82
hergestellt werden. Um den Motoröleinfüllstutzen des Motors
(d.h. der Antriebsmaschine) herum ist eine
Öleinfüllstutzenspule 81 angeordnet, die durch einen Spulentreiber 83
angesteuert wird. Selbstverständlich können die Spulentreiber 78,
82 und 83 auch durch Signale vom Verriegelungsglied 60
aktiviert (enabled) werden.
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Die Spulen 26, 76, 80 und 81 können auch als Empfänger
fungieren. In den Spulen 26, 76, 80 und 81 induzierte
Spannungssignale werden in (je) einem Verstärker 84(a) - (d)
verstärkt und zum Reihendatenanschluß 70 der Zentraleinheit
32 über den Demodulator 86 übertragen, sofern der Verstärker
84(a) - (d) das entsprechende Freigabesignal vom
Verriegelungsglied 60 empfangen hat.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform bestehen die
Kraftstofftankspulen 26 und 76 aus jeweils 13 Windungen von 26
Gauge-Kupferdraht von 15 cm (6 Zoll) Durchmesser, welche
Windungen jeweils in eine von einer Polyethylenhülle umgebene
silastische Gummivergußmasse eingebettet sind. Über die
Zuleitungen der Spule ist ein Kondensator von 0,1 Mikrofarad
(µF) geschaltet. Der Kondensator und die Induktivität der
Spule bilden gemeinsam einen Schwingkreis einer
Resonanzfrequenz von etwa 61 kHz Das Ansteuer- oder Treibersignal
besitzt im Fall eines binären Signals eine Spannung von etwa
V (Spitze-Spitze) und eine Frequenz von 60 kHz Die
Kraftstoffmundstückspule 28 ist ähnlich ausgestaltet, so daß die
Spulen 28 und 26 oder 76 für effiziente wechselseitige
Verbindung abgestimmt sind. In Versuchen besitzen die Spulen 28
und 26 oder 76, wie oben beschrieben, eine
Lese/Einschreibstrecke von etwa 0,46 m (18 Zoll) . In anderen Fällen, in
denen die Lese/Einschreibstrecke größer sein muß,
beispielsweise dann, wenn die Wechselverkehrsspulen an einander
zugewandten Flächen der Zugmaschine und eines anschließenden
Anhängers montiert sind, kann eine Spule größeren
Durchmessers konstruiert werden, die bei den angegebenen
Frequenzen zu arbeiten vermag, vorausgesetzt, daß die
Induktivität der Spule im wesentlichen gleich bleibt. Zwei Spulen
von 14 Zoll Durchmesser besitzen eine Lese/Einschreibstrecke
von etwa 1,83 m (6 Fuß)
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Bei einem Bordrechner 23, z.B. einem solchen der Firma
Xata Corporation, fungiert das Fahrzeug-Kennmodul im
wesentlichen als Übertragungsverbindung zwischen dem
Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 und dem Bordrechner 23. Wenn kein
Bordrechnersystem vorhanden ist, übertragen Transponder
(Antwortsender) Kilometerzähler- und
Motorbetriebsstundeninformation zur Zentraleinheit 32 des Fahrzeug-Kennmoduls
10.
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Fig. 3 veranschaulicht schematisch die
Anhänger-Kennmodule 18 und 20. Zahlreiche der Grundelemente der Anhänger-
Kennmodule 18 und 20 entsprechen denen des
Fahrzeug-Kennmoduls 10 und sind mit Bezugsziffern bezeichnet, bei denen
die Ziffern der betreffenden Elemente des Fahrzeug-Kennmoduls
um 100 erhöht sind. An den Datenbus 158 ist auch eine 64
Kbit-Speicherauszugschlüsselvorrichtung 159 angeschlossen,
die benutzt werden kann, um bis zu 64 Kbits an Information
von der Speicherauszugschlüsselvorrichtung 159 zum Anhänger-
Kennmodul 18 oder 20 zu übertragen, oder die bis zu 64 Kbits
an Information vom Anhänger-Kennmodul 18 oder 20 zu speichern
vermag. Das Anhänger-Kennmodul 18 oder 20 überwacht den
Zustand von zwei Türen des Anhängers 14 bzw. 16 mit Hilfe von
Türoffensensoren 111 und 113, die an die Zentraleinheit 132
angeschlossen sind. Mehrere andere Sensoren oder
Transpondereinheiten, z.B. die Temperatursensoren 15a - c,
Luftfeuchtesensoren 117a - c und ein Näherungssensor 119, dienen zur
Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit innerhalb des
Anhängers 14; der Näherungssensor 119 überwacht oder erfaßt
die Annäherung des Hecks des Anhängers 14 an eine
Entladevorrichtung oder -station. Die Sensoren 115, 117 und 119 sind
analoge Sensoren, die Spannungssignale entsprechend den von
ihnen erfaßten Bedingungen oder Zuständen erzeugen. Die
Analogsignale werden konditioniert und zu einem 8-Kanal-
Multiplexer und einem Analog/Digital-Wandler 121 geliefert,
welcher eine Schnittstelle zwischen der Zentraleinheit 132
und den Sensoren bildet, so daß von den Sensoren gesammelte
Information durch die Zentraleinheit 132 gespeichert oder
verarbeitet werden kann. Weitere Sensoren oder Transponder
können zum Erfassen der Motorbetriebsparameter der
(beispielsweise) Reefer-Antriebseinheit verwendet werden. Falls
mehr als 8 Sensoren oder Transponder verwendet werden, können
zusätzliche Multiplexerkanäle hinzugefügt werden.
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Ein motorgesteuertes Ventil 123 für die Steuerung der
Luftbremsen des Anhängers 14 ist bei 123 dargestellt. Wenn
von der Zentraleinheit 132 kein Signal empfangen wird, bleibt
dieses Ventil 123 geschlossen, um damit das Lösen der
Luftbremsen zu verhindern. In diesem Fall sind die Bremsen des
Anhängers 24 angezogen, so daß das Bewegen des Anhängers 14
durch eine Zugmaschine verhindert ist. Nur bei Empfang eines
Signals von der Zentraleinheit (CPU) 132 offnet das
motorgesteuerte Ventil 123 zur Ermöglichung eines Lösens der
Luftbremsen und einer Bewegung des Anhängers 14. Bei Abkopplung
des Anhängers 14 von der Zugmaschine 12 muß dieses Ventil 123
durch die Bedienungsperson bzw. den Fahrer in die
Schließstellung getrieben werden, während ein Sicherheitsknopf
geschlossen gehalten wird. Nachdem es in die Schließstellung
gebracht worden ist, kann das motorgesteuerte Ventil 123 nur
dann freigegeben werden, wenn es den richtigen
Genehmigungs- bzw. Berechtigungscode vom Fahrzeug-Kennmodul 10 empfängt.
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Fig. 4 veranschaulicht schematisch ein Automobilmodul
11, das in Konstruktion und Arbeitsweise dem Fahrzeugmodul 12
ähnlich ist; dabei sind die Elemente oder Bauteile des
Automobilmoduls 11, die den Elementen des Fahrzeug-Kennmoduls 10
und des Anhänger-Kennmoduls 18 entsprechen, mit jeweils den
gleichen, jedoch um 200 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
Dabei ist ein Ölstab(entfernungs)sensor 237 hinzugefügt
worden, um die Zeit und das Datum des Entfernens des Ölstabs,
möglicherweise zum Prüfen des Motorölfüllstands, zu
registrieren. Weiterhin sind eine Tastatur 225 und eine
Schnittstelle 227 für manuelle Eingabe von Information in die
Zentraleinheit 232 vorgesehen. Eine alphanumerische Anzeige
229 dient zum Anzeigen von Information, die über die Tastatur
225 eingegeben wird, sowie von Information, die von der
Zentraleinheit 232 geliefert wird.
-
Es kann zweckmäßig sein, die Benutzung und den Betrieb
von Fahrzeugen, die von einer Zugmaschine und einem Anhänger
verschieden sind, zu überwachen. Beispielsweise kann ein
Identifikations- bzw. Kennmodul, das dem Fahrzeug-Kennmodul
und dem Fahrzeug-Kennmodul 11 ähnelt, an einem mobilen
bzw. fahrbaren Gerät, wie einem Schlepper, einem
Bodenverdichter, einem Kipplastkraftwagen oder einer anderen Einheit
eines mobilen Geräts vorgesehen sein oder werden. Fig. 5
veranschaulicht schematisch ein Mobilgerät-Kennmodul 13;
dessen Bauelemente, die den Elementen der Kennmodule 10 und
11 entsprechen, sind dabei mit den gleichen, jedoch um 300
erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
-
Das Fahrzeug-Kennmodul 10 fungiert somit als
Informationsspeicher- und -abrufvorrichtung
("Wiedergewinnungsvorrichtung") für Betriebs- und Umgebungsbedingungen der
Anhänger sowie für Fracht-Information bezüglich der in den
Anhängern transportierten Fracht. Diese Fähigkeit des
Fahrzeug-Kennmoduls 10 ist von besonderem Nutzen für die
Speicherung anderer Information, die nicht auf eine
Kraftstoffabgabetransaktion bezogen ist. Beispielsweise können am
Fahrzeug vorgenommene Wartungsoperationen im
Fahrzeug-Kennmodul gepeichert werden, um eine aufgespeicherte
Wartungshistorie des Fahrzeugs zu liefern, die vom Fahrzeug selbst
mitgeführt wird. In einem anderen Anwendungsfall kann eine
dem Anhänger-Kennmodul 18 oder 20 ähnliche Vorrichtung einem
Untergrund-Lagertank zugeordnet sein. Sensoren oder
Transponder zum Erfassen des Vorhandenseins von aus dem
Untergrund-Lagertank heraussickerndem Kraftstoff können dabei auf
die gleiche Weise wie die Sensoren 115 bis 119 gemäß Fig. 3
an die Zentraleinheit 132 angeschlossen sein. Dieses
Lagertankmodul arbeitet dabei als automatisches Lecküberwachungs
system, und zwar zusätzlich zu seinen Fähigkeiten für
Zweiwege-Kraftstoffabgabetransaktionsidentifikation sowie
Speicherung und Vernetzung.
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Zusätzlich ist ein 4-Kanal-Multiplexer und Analog/Digital-
Wandler 331 vorgesehen, um die Speicherung und Verarbeitung
von Information von Transpondern oder Sensoren zu erlauben,
die für die spezielle Mobilgeräteinheit, an welcher das
Kennmodul 13 angebracht ist, zweckmäßig sein können. In
anderer Hinsicht funktioniert das Mobilgerät-Kennmodul 13
ähnlich wie die oben beschriebenen Kennmodule 10 und 11.
-
Die Erfindung ist auch auf Geräte anwendbar, die
Petroleum- bzw. Erdölbrennstoff oder andere Fluide verwenden,
aber nicht notwendigerweise mobil bzw. fahrbar sind oder auf
einer häufigen oder ständigen Basis benutzt werden. In
solchen Fällen wird zweckmäßig ein Kennmodul eines niedrigen
Energie- bzw. Strombedarfs verwendet, so daß es über eine
annehmbare Betriebslebensdauer durch eine Batterie gespeist
sein kann. Fig. 6 veranschaulicht schematisch ein
leistungsarmes Kennmodul 15; dabei sind die Bauelemente, die den
Elementen der anderen Kennmodule entsprechen, mit den
gleichen, jedoch um 400 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
Die Zentraleinheit ist eine leistungsarme (bw power) CPU 432
mit einem Festprogrammspeicher und einem Reihendatenanschluß
470. Sie ist mit einer nichtflüchtigen
RAM-Speichervorrichtung 441 verbunden, in welcher bei der Herstellung
Identifikations- bzw. Kenn- und Berechtigungsinformation
eingeschrieben worden ist. Ähnlich wie die anderen Kennmodule,
kann das leistungsarme Kennmodul Information von der
Zentraleinheit (CPU) 432 über eine Kraftstofftankspule 426 mittels
eines Modulators 472 und eines Spulentreibers 474 übertragen.
Zur Energieeinsparung wird die Zentraleinheit 432 nur dann
eingeschaltet, wenn ein Schwellenwertdetektor 443 erfaßt, daß
ein Kraftstoffmundstück in den Füllstutzen des Geräts
eingeführt worden ist, an welchem das leistungsarme Kennmodul 15
angebracht worden ist. Der Schwellenwertdetektor 443
aktiviert einen Spannungsschalter 445, der sodann Energie bzw.
Strom von einer Lithiumbatterie 447 zur Zentraleinheit 432
liefert. Obgleich bei dieser Ausführungsform, ebenso wie bei
der oben angegebenen bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung, die Zentraleinheit durch eine externe Quelle
gespeist wird, stellt dies keinen Teil der beanspruchten
Erfindung dar.
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Fig. 7 veranschaulicht schematisch ein Gaspumpenmodul
24; dabei sind die Bauelemente, die den Elementen der anderen
Kennmodule entsprechen, mit den gleichen, jedoch um 500
erhöhten Bezugsziffern bezeichnet. Wie oben beschrieben,
steuert oder kontrolliert das Kraftstoffpumpenmodul 24 die
Abgabe von Kraftstoff von einer Kraftstoffpumpe an ein
Fahrzeug, und es empfängt, sendet und registriert Information
bezüglich der Kraftstoffabgabeoperation und der
Betriebshistorie des Fahrzeugs. Das Kraftstoffpumpenmodul 24 enthält
außerdem eine Anzahl von Signaleingabe- und
-ausgabevorrichtungen. Dabei ist ein Horn 551 vorgesehen, das durch die
Zentraleinheit 532 als Alarmvorrichtung aktivierbar ist. Ein
Kraftstoffpumpenmotor 553 der Kraftstoffpumpe wird durch ein
Signal von der Zentraleinheit 532 gesteuert, um auf noch
näher zu beschreibende Weise die Abgabe von Kraftstoff nur an
ein berechtigtes Fahrzeug zuzulassen. Ein Impuls vom
Kraftstoffpumpenmotor entsprechend dem Volumen des abgegebenen
Kraftstoffs wird von der Zentraleinheit 532 zum Registrieren
der abgegebenen Kraftstoffmenge empfangen. Schließlich ist
ein Übersteuerungssystem vorgesehen, das aus einem
Übersteuerungsschalter 557 und einer Pumpen-Übersteuerungslampe
559 besteht, um die Abgabe von Kraftstoff an ein berechtigtes
Fahrzeug zuzulassen, das nicht mit einem der oben
beschriebenen Fahrzeug-Kennmodule ausgestattet ist. Der erforderliche
Berechtigungscode wird von einem 2
Kbit-Speicherauszugsschlüssel eingegeben.
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Ein DIP-Schalter 561 kann selektiv codiert werden, um
die jeweilige Kraftstoffpumpe, an welcher das
Kraftstoffpumpenmodul 24 angeordnet ist, sowie die von der
Kraftstoffpumpe abgegebene Kraftstoffsorte zu identifizieren. Er ist
mit der Zentraleinheit (CPU) 532 über den Datenbus 558
verbunden. Zusätzlich wird eine Zwischenverbindung oder ein
Wechselverkehr zwischen einem zentralen Rechner und dem
Kraftstoffpumpenmodul 24 durch einen RS485-Treiber und
-Empfänger 563 über die LAN-Steuereinheit 550 und den
Datenbus 558 hergestellt.
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Wahlweise können vom Gaspumpenmodul 24 gesammelte
Information und Daten über einen Zeitraum gespeichert und
dann zum 64 Kbit-Speicherauszugsschlüssel 559 übertragen
werden. Im Speicherauszugsschlüssel (memory key) 559
gespeicherte Daten und Information können anschließend
übertragen oder ausgespeichert werden, um durch ein
Speicherauszugsschlüssellesermodul 21 weiter verarbeitet zu werden,
wie dies nachstehend näher beschrieben werden wird.
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Als Alternative zu einer stationären
Kraftstoffpumpenstation kann Kraftstoff durch einen mobilen bzw. fahrbaren
Pumpenwagen an Fahrzeuge abgegeben werden. Die Erfindung
umfaßt auch ein Pumpenwagenmodul 17, wie es in Fig. 8
schematisch dargestellt ist; dabei sind Bauelemente, die
ähnlichen Elementen der anderen, vorher beschriebenen
Kennmodule entsprechen, mit den gleichen, jedoch um 600
erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
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Das Pumpenwagenmodul 17 unterscheidet sich dadurch, daß
sieben Sende- und Empfangsspulen 76 vorgesehen sind, von
denen jeweils vier den Abgabeschläuchen und zwei den
Einfüllstutzen für die Tanks des Pumpenwagens zugeordnet sind,
während eine dem Füllstutzen des Kraftstofftanks oder des
Pumpenwagens selbst zugeordnet ist. Jede Spule 76 weist einen
zugeordneten Spulentreiber 74 und einen Ausgangsverstärker 84
auf. Ein Sendespulenverriegelungsglied 660a liefert
Aktivieroder Freigabesignale von der Zentraleinheit (CPU) 632 zum
Spulentreiber 74. In entsprechender Weise aktiviert ein
Empfangsspulenverriegelungsglied 660b die Verstärker 84.
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Ein DIP-Schalter 661 dient zum Eingeben der
Kraftstoffsorte in die Zentraleinheit 632. Eine Vielfalt von
Eingabeund Ausgabesignalen übertragen Information zwischen der
Zentraleinheit 632 sowie entfernt angeordneten Sensoren und
entfernt angeordneter Ausrüstung. Dabei sind zwei
Pumpenübersteuerungsschalter 657a und 657b sowie zugeordnete Pumpen-
Übersteuerungslampen 659a und 659b vorgesehen, welche die
Abgabe von Kraftstoff an berechtigte Fahrzeuge erlauben, die
kein zweckmäßiges Kennmodul gemäß dieser Erfindung aufweisen,
wie dies nachstehend noch näher erläutert werden wird. Jedem
der vier Schläuche für die Abgabe von Kraftstoff vom
Pumpenwagen ist ein Kraftstoffventil 663(a) - (d) zugeordnet. Die
Kraftstoffventile 663(a) - (d) werden durch die Zentraleinheit
632 geöffnet.
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Fig. 9 veranschaulicht schematisch ein
Stationärtankmodul 19; dabei sind Bauelemente, die den Elementen der
anderen, vorher beschriebenen Kennmodule entsprechen, mit den
gleichen, jedoch um 700 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.
Kennzeichnend für das Stationärtankmodul (bzw. Modul für
einen stationären Tank) 19 sind zwei getrennte
Kraftstoffabgabesysteme, von denen das eine über das Standardmundstück
771 mit Standard-Volumenliefermenge arbeitet, während das
andere ein Kraftstoff-Schnellabgabemundstück 773 für die
Abgabe von Kraftstoff mit erhöhter Volumen- bzw. Fördermenge
für das Befüllen von Pumpwagen und dgl. verwendet. Da sich
das Stationärtankmodul 19 an einer entfernten Stelle ohne
leichten Zugang zu einer außenseitigen Stromquelle befinden
kann, ist vorauszusetzen, daß die Stromversorgung entweder
von einer Lithiumbatterie, einem Solarbatterieaufladesystem,
einer Nabelschnur-Stromleitung 633 zwischen einem Pumpenwagen
und dem Stationärtankmodul 19 oder ggf. durch eine
Direktverbindung mit 110 V Wechselstrom oder 12 V Gleichstrom erfolgen
kann.
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Eine Kraftstoffabgabeoperation zwischen einer
Zugmaschine, die ein Fahrzeug-Kennmodul 10 trägt, und einer
Kraftstoffpumpenstation mit einem Kraftstoffpumpen-Kennmodul
24 beginnt, wenn die Zugmaschine 12 in eine
Kraftstoffabgabestation einfährt. Die Bedienungsperson bzw. der Fahrer steckt
den Speicherauszugschlüssel 22 in eine geeignete, dem
Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 zugeordnete Fassung ein. Der
Speicherauszugschlüssel 22 trägt die Bedienungsperson- bzw.
Fahrerkennung und den für Kraftstoffabgabe benötigten
Berechtigungscode und dient als tragbares Speichermodul, an bzw. in
welchem die Kraftstoffabgabeoperation oder eine Anzahl von
Kraftstoffabgabeoperationen registriert werden können.
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Die Bedienungsperson nimmt die Tankkappe vom
Kraftstofftank der Zugmaschine 12 ab. Daraufhin werden Zeit und
Datum dieses Vorgangs im Fahrzeug-Kennmodul 10 registriert.
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Hierauf führt die Bedienungsperson das Kraftstoffmundstück
der Kraftstoffpumpe in den Füllstutzen des Kraftstofftanks
ein. Wenn sich die Kraftstoffmundstückspule 28 in
Verbindungsnähe zur Kraftstofftankspule 26 befindet, empfängt
letztere ein Abfragesignal von der ersteren Spule 28. Bei
Empfang des Abfragesignals überträgt das Fahrzeug-Kennmodul
seinen Berechtigungscode und den Kraftstoffsortencode.
Wenn das Kraftstoffpumpenmodul 24 den Berechtigungscode
erkennt, beginnt die Abgabe von Kraftstoff. Das Fahrzeug-
Kennmodul 10 überträgt außerdem die Fahrer-Führerschein- und
-Staatencodezahl, die Zulassungszahl (das Kennzeichen) und
den Staatencode der Zugmaschine 12, die Motorbetriebsstunden
der Zugmaschine 12 und die Kilometerzähleranzeige, die
Zulassungszahl und den Staatencode eines etwaigen Anhängers 14
und/oder 16 sowie die Kilometerzähleranzeigen der Anhänger.
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Während des Kraftstoffabgabevorgangs fordert das
Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 weiterhin einen Berechtigungscode
vom Fahrzeug-Kennmodul 10 an. Wenn kein Berechtigungscode
empfangen wird, wird die Kraftstoffabgabe unterbrochen. Bei
der bevorzugten Ausführungsform wird ein Abfragesignal in
Abständen von 1 s übertragen. Wenn das Kraftstoffmundstück
aus dem Füllstutzen eines berechtigten Fahrzeugs
herausgezogen wird, wird deshalb die Kraftstoffabgabe augenblicklich
unterbrochen.
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Die Kraftstoffpumpe ist mit einem Impulsgeber
ausgestattet, der ein Signal entsprechend einem vorgewählten
Volumen an abgegebenem Kraftstoff, z.B. einen Impuls für
jeweils 1/10 Gallone aussendet. Auf diese Weise kann das
Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 das an ein berechtigtes
Fahrzeug abgegebene Kraftstoffvolumen registrieren. Diese
Information wird zum Fahrzeug-Kennmodul 10 übertragen und
darin abgespeichert.
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Das Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 kann auch vollständige
Motordiagnosedaten von einem S.A.E.J1708-Netzbus der
Zugmaschine 12, wenn diese damit ausgestattet ist, anfordern und
empfangen. Das Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 kann auch mit
einer Tastatur versehen sein, die benutzt werden kann, um
Information unmittelbar in dieses Kennmodul 24 einzugeben.
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Die Tastatur kann beispielsweise dann benutzt werden, wenn
Kraftstoff an eine Zugmaschine abgegeben werden soll, die
nicht mit einem Fahrzeug-Kennmodul 10 ausgestattet ist. Dabei
wird ein Berechtigungscode durch die Bedienungsperson in die
Tastatur eingegeben bzw. an dieser eingetastet. Eine weitere
Übersteuerungsfunktion wird durch den 2
K-Speicherauszugschlüssel 522 gewährleistet, der durch die Bedienungsperson
in das entsprechende Modul des Kraftstoffpumpen-Kennmoduls
eingeführt werden muß. Der Speicherauszugschlüssel 522
identifiziert die Bedienungsperson und liefert den
zweckmäßigen Berechtigungscode, der einen Kraftstoffabgabevorgang
in einem Übersteuerungszustand (override condition) zuläßt.
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Vom Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 empfangene Information
und Daten können über Fernsprechleitungen nach der üblichen
Methode oder durch zellige (cellular)
Fernsprechwechselverkehrverbindung zu einer Fernstation, etwa dem Hauptrechner
einer Gesellschaft oder Firma, übertragen werden. Wahlweise
kann an der Tankstelle, wo sich die Kraftstoffpumpe befindet,
ein örtlicher Personalrechner oder eine ähnliche
Rechnervorrichtung angeordnet sein, der bzw. die mit jedem
Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 am Ort der Tankstelle in Verbindung
steht. Durch den Personalrechner wird eine feste Kopie der
Kraftstoffabgabetransaktion ausgedruckt, die durch den Halter
der Tankstelle gespeichert bzw. abgelegt werden kann, während
(je) eine Kopie zum Betreiber der Zugmaschine und zum Halter
derselben geliefert wird. Wenn das Kraftstoffpumpen-Kennmodul
für Übertragung von Information zu einem entfernt
angeordneten Rechner geschaltet ist, kann die Erfindung zur
Gewährleistung automatischer Datenaufnahme eingesetzt werden,
um elektronischen Abrechnungstransfer oder ACH-Bezahlung von
Kraftstoffkäufen zuzulassen und die Lieferung von
Kontoaußenständen, Bestandsaufnahme, Flottenmanagement, Bestandsabnahme
und interessierenden Verbrauchssteuer-Kontoauszügen zum
Halter der Zugmaschine und der Tankstelle zu ermöglichen.
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Ein Informations- und Datenaustausch zwischen dem
Fahrzeug-Kennmodul und dem Anhänger-Kennmodul kann entweder
über eine festverdrahtete RS232- oder
RS485-Übertragungsverbindung oder über Wechselverkehrsspulen, ähnlich den oben
beschriebenen Kraftstofftank- und Kraftstoffmundstückspulen,
erfolgen, obgleich dies keinen Teil der beanspruchten
Erfindung darstellt. Der Vorteil der Wechselverkehrsspulen
(intercommunicating coils) besteht darin, daß keine
unabhängige (getrennte), festverdrahtete Verbindung erforderlich
ist, so daß die Verbindung keiner Verschlechterung bzw.
Beeinträchtigung unter den ungünstigen Umgebungs- und
Betriebsbedingungen bei Überland-Schwerfahrzeugen unterworfen ist.
Eine Zugmaschinenspule ist am Heck der Zugmaschine montiert,
so daß sie sich in Verbindungs- oder Übertragungsnähe zu
einer Anhängerspule befindet, die an der Stirnseite des
Anhängers 14 montiert ist. Wahlweise kann die
Zugmaschinenspule unter der Sattelkupplung und über dem Rahmen der
Zugmaschine montiert sein; in diesem Fall ist die
Anhängerspule am Boden des Anhängers montiert, so daß sie sich über
der Zugmaschinenspule befindet, wenn der Anhänger mit der
Sattelkupplung gekoppelt ist. Wahlweise werden die
Zugmaschinenspule in das Gußstück der Sattelkupplung und die
Anhängerspule in die Aufsattelscheibe des Anhängers eingelassen.
Dabei können vom Anhänger-Kennmodul 18 gesammelte
Informationen zum Fahrzeug-Kennmodul 10 übertragen werden, während
umgekehrt Kilometerzähler- sowie Zeit- und Datumsinformation
vom Fahrzeug-Kennmodul 10 zum Anhänger-Kennmodul 18
übertragen werden können. Ein ähnlicher Spulensatz ist zwischen dem
ersten Anhänger 14 und dem zweiten Anhänger 16 vorgesehen, so
daß eine gegenseitige Verbindung bzw. ein Wechselverkehr
zwischen dem Fahrzeug-Kennmodul 10 und dem Kennmodul 20 des
zweiten Anhängers möglich ist.
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Das Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 ist ebenfalls mit
einem DIP-Schalter 561 versehen, der benutzt werden kann, um
einen Kenncode für das Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24
vorzugeben. Weiterhin enthält das Modul 24 einen 64
Kbit-Speicherauszugsschlüssel 559, in den Betankungsdaten, die im
Kraftstoffpumpen-Kennmodul 24 aufgespeichert worden sind,
eingeschrieben werden können, was dann notig ist, wenn das
genannte Kennmodul 24 nicht für Verbindung mit einer Fern-
Datenaufnahmeeinheit, wie oben beschrieben, gekoppelt ist.
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Beim Zusammenkoppeln von Zugmaschine 12 und Anhänger 14
wird ein Berechtigungscode von der Zugmaschine zum Anhänger
14 über die Spulen 80 und 126 übertragen. Wenn das Anhänger-
Kennmodul 18 den Berechtigungscode erkennt, spricht es mit
seinem eigenen Kenncode und dem Gesamt-Meilen- bzw.
-Kilometerstand an. Diese Information wird im Fahrzeug-Kennmodul
gespeichert. Wenn Fracht-Information (manifest
information) im Anhänger-Kennmodul 18 gespeichert worden ist, wird
diese beim Ankoppeln ebenfalls zum Fahrzeug-Kennmodul
übertragen, um darin gespeichert zu werden.
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Wenn der Anhänger 18 ein gekühlter Anhänger oder
"kühlwagen" ("reefer") ist, fordert das Fahrzeug-Kennmodul
eine Systemüberprüfung der Bedingungen oder Zustände, z.B.
Temperatur und Luftfeuchtigkeit, innerhalb des gekühlten
Anhängers an. Eine solche Information ist am Anhänger-
Kennmodul von dessen Sensoren 115 und 117 verfügbar.
Zusätzlich kann ein Offenzustand der Türen des gekühlten Anhängers
ebenso überwacht werden wie der Kraftstofffüllstand in der
bzw. für die Antriebsmaschine, welche die Kälteeinheit des
gekühlten Anhängers antreibt.
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Das Anhänger-Kennmodul 18 ist mit der elektrischen
Anlage der Zugmaschine 12 verbunden. Wenn der Anhänger 14 von
der Zugmaschine 12 abgekoppelt wird, erfaßt das Anhänger-
Kennmodul 14 den Energie- oder Stromausfall, wobei eingebaute
Konsensatoren die Energie liefern, um Daten zur Abspeicherung
in den nichtflüchtigen Speicher des Anhänger-Kennmoduls 18
einzuschreiben. Auf diese Weise ist die Gesamtfahrstrecke des
Anhängers 14 ständig vom Anhänger-Kennmodul 18 verfügbar bzw.
abrufbar, auch wenn dieses möglicherweise nicht immer mit
Energie gespeist ist.
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Wenn es sich beim Anhänger 14 um einen Kühlanhänger
handelt, erfolgt die Energieversorgung von der Kühl- oder
Kälteeinheit.
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Ein am Heck des Anhängers 14 angeordnetes
Informationsund Energieeingabemodul kommuniziert mit dem Anhänger-
Kennmodul 18. Information bezüglich der vom Anhänger 14 zu
führenden Ladung oder Fracht kann über diese
Übertragungsverbindung eingegeben werden, die mit dem RS485-Treiber 152
des Anhänger-Kennmoduls 18 verbunden ist.
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In das Anhänger-Kennmodul 18 ist eine
Diebstahlschutzfunktion eingebaut. Wenn beim Ankoppeln das
Anhänger-Kennmodul 18 einen geeigneten Firmen-Berechtigungscode empfängt,
werden das motorgesteuerte Ventil 123 und die Luftleitung zu
den Luftbremsen des Anhängers 14 geöffnet. Beim Abkoppeln des
Anhängers 14 von der Zugmaschine 12 hält die Bedienungsperson
einen Schalter gedrückt, wodurch das Solenoid manuell in die
Schließstellung getrieben wird, um den Anhänger in einen
"sicheren" Zustand zu versetzen.
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Das Automobil-Kennmodul 11 (Fig. 4) arbeitet sehr
ähnlich wie das Fahrzeug-Kennmodul 10 und weist, wie oben
erläutert, ähnliche Bauteile auf. Ein 2
K-Speicherauszugsschlüssel 222 wird durch eine Bedienungsperson in eine
entsprechende Steck-Fassung des Automobil-Kennmoduls 11
gesteckt. Letzteres registriert sodann die Kennzahlen der
Bedienungsperson und den Berechtigungscode, und es
registriert am Speicherauszugsschlüssel 222 die Zeit und das
Datum beim jedesmaligen Anlassen und Abstellen des
Automobilmotors zusammen mit einer Tabelle von Konten und einer
Fahrstreckenangabe für dienstliche oder persönliche Zwecke.
Außerdem wird der Fahrzeug-Kenncode in den
Speicherauszugsschlüssel 222 eingeschrieben, wenn dieser durch die
Bedienungsperson eingesteckt wird.
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Ein beim Automobil-Kennmodul 11 verwendeter 64 K-
Speicherauszugsschlüssel 259 dient als tragbare
Randomspeichervorrichtung für Daten- und Informationspeicherung zum
Aus- oder Umspeichern solcher Information, die durch das
Automobil-Kennmodul 11 in den Speicherauszugsschlüssel
eingeschrieben (worden) ist. Eingaben vom Kilometerzähler 240
und von den Zündtranspondern 238 werden in den
Speicherauszugsschlüssel 259 eingeschrieben, wenn das Fahrzeug gestartet
und gestoppt wird, um eine entsprechende Aufzeichnung von
Fahrstrecken (Meilen bzw. Kilometer) und Motorbetriebstunden
zusammen mit der Uhrzeit des Startens und Stoppens des
Automobils zu gewährleisten. Gegebenenfalls kann eine Tastatur
225 als Einrichtung zum Eingeben einer Tabelle von Konten und
zum Wählen eines Kreditkarten-Kenncodes benutzt werden, der
im Speicher des Automobil-Kennmoduls 11 abgespeichert ist, um
eine Berechtigung für Bezahlung des Kraftstoffs mittels der
abgespeicherten Kreditkarteninformation zu gewährleisten. Ein
Zugriff zu dieser Kreditkarteninformation ist nur über die
induktive Verbindung zwischen den Spulen des
Kraftstoffmundstücks und des Kraftstoffeinfüllstutzens möglich. Während
das Automobil-Kennmodul 11 hauptsächlich mit Strom von der
Batterie des Automobils gespeist wird, ist eine
Lithiumbatterie 244 für Reserve- oder Stützleistung für das Uhr/-
Kalendermodul 256 vorgesehen.
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Ein anderer Anwendungsfall besteht beim Mobilbaugerät-
Kennmodul 13 (Fig. 5). Wie im Fall des Automobil-Kennmoduls
11 kann ein 2 Kbit-Speicherauszugsschlüssel 322 oder ein 64
Kbit-Speicherauszugsschlüssel (nicht dargestellt) benutzt
werden, um den Firmenberechtigungscode für Betanken, den
Bedienungsperson-Kenncode und andere derartige Information
für das Ausspeichern zum Mobilbaugerät-Kennmodul 13
einzugeben. Alle sonstigen Merkmale bleiben im wesentlichen
unverändert. Eine zusätzliche Kapazität wird durch den
Vierkanal-Multiplexer und Analog/Digital-Wandler 331
bereitgestellt, der die Anschaltung von vier Antwortsendern bzw.
Transpondern an die Zentraleinheit 332 für Überwachung der
Betriebsbedingungen des Baugeräts (construction equipment),
an welchem das Kennmodul 13 montiert ist, zuläßt.
Beispielsweise kann ein Motorölfüllstand überwacht und an eine
Alarmeinheit angeschaltet werden usw.
-
Das Modul 13 findet spezielle Verwendung in der
Luftfahrtindustrie, wo die Kraftstoffeinfüllstutzen von
Flugzeugtanks mit Spulen 326 ausgestattet sind und der
Kraftstoff entweder von einem mit einem Modul 24 versehenen
stationären Tank oder einem Pumpwagen mit einem Modul 17, wie
unten beschrieben, abgegeben wird. Die Module stehen dabei in
Verbindung und Wechselwirkung miteinander, um
sicherzustellen, daß nur die richtige Kraftstoffsorte abgegeben wird,
um die abgegebene Kraftstoffsorte automatisch am bzw. beim
Flugzeug und an der Kraftstoffabgabevorrichtung zu
registrieren sowie ferner Datum und Zeit, Menge,
Bedienungspersonkennung und andere nützliche Information zu registrieren.
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Fig. 6 veranschaulicht ein leistungsarmes Kennmodul 15
zur Verwendung bei Gerät, das keine Batterie oder sonstige
Energieversorgungseinrichtung aufweist. Beim leistungsarmen
Kennmodul 15 sind in einem nichtflüchtigen RAM 441 ein
Firmen-, Fahrzeug- und Kraftstoffsortencode registriert.
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Dieser Code wird von Kraftstoffpumpen erkannt, die sich beim
Eigner oder Halter des Geräts befinden, an dem das
leistungsarme Kennmodul 15 montiert ist. Letzteres bleibt inaktiv, bis
ein Schwellenwertdetektor 443 aktiviert (breached) wird,
woraufhin Energie von der Lithiumbatterie 447 über den
Spannungsschalter 445 zur Zentraleinheit 432 geliefert wird.
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Die Kraftstoffabgabe kann von einem fahrbaren Pump- bzw.
Tankwagen erfolgen, an dem ein Pump- bzw. Tankwagen-Kennmodul
17 (Fig. 8) angebracht ist. Letzteres kann mehrere
Kraftstoffabgabetanks, bei der bevorzugten Ausführungsform vier
Tanks, versorgen. Außerdem ist um die Füllstutzen der Tanks
(je) eine Spule angeordnet, um den in dem Tankwagen
geförderten Kraftstoff zu registrieren. Das Tankwagen-Kennmodul 17
kann auch die Abgabe von Kraftstoff von jedem der vier
getrennten Tanks über das Kraftstoffventil 663
berücksichtigen. Von diesem Modul 17 gesammelte Betankungsdaten
beinhalten den Namen der berechtigten Bedienungsperson, das
Datum, die Zeit, den Tankwagen-Kenncode, die
Motorbetriebsstunden, die Kilometerzähleranzeige, den Kenncode des mobilen
Geräts, an das Kraftstoff abgegeben wird, die
Bedienungsperson-Identifikation oder Kennung der Bedienungsperson des
mobilen Geräts, den Kilometer(zähler)stand, die
Motorbetriebsstunden, die Kraftstoffsorte und die Gallonenzahl des
an das mobile Gerät abgegebenen Kraftstoffs. Wie im Fall des
Kraftstoffpumpen-Kennmoduls 24 ist Kontinuität des Signals
für Sicherheitszwecke erforderlich, so daß die Abgabe von
Kraftstoff unterbrochen wird, wenn das Kraftstoffmundstück
aus dem Füllstutzen eines berechtigten Fahrzeugs oder einer
mobilen Geräteeinheit herausgezogen wird.
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Die Betankung kann auch in einem Übersteuerungszustand
erfolgen, wobei die gesammelten Daten den Namen der
berechtigten Bedienungsperson des Tankwagens, das Datum, die Zeit,
die Tankwagen-Kennzahl, die Motorbetriebsstunden, den
Kilometerzählerstand, die Kraftstoffsorte und die Zahl der
abgegebenen Gallonen beinhalten. Dieses System kann nur dann
übersteuert werden, wenn ein berechtigter
Speicherauszugsschlüssel eingesteckt wird und die Bedienungsperson einen
Übersteuerungsschalter schließt.
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Selbstverständlich kann ein Speicherauszugsschlüssel als
Kundenkennungs - und Kraftstoffabgabe-Berechtigungsvorrichtung
bei jedem der anderen Module verwendet werden, um die
Kraftstoffabgabe von einem mit einem Modul ausgerüsteten Tank zu
einem Fahrzeug oder Tank ohne solches Modul zu ermöglichen.
-
Für die Kraftstoffabgabe von Pump- bzw. Tankwagen wird
häufig ein aufgerollter Schlauch verwendet. Dieses
Kraftstoff- oder Tankmundstück kann ebenfalls benutzt werden, um
Daten mit einem Fahrzeug oder einer mobilen Geräteeinheit
auszutauschen. Für diese Verbindung bzw. diesen Austausch ist
eine Spule an der Nabe der Schlauchrolle angeordnet, während
eine entsprechende feststehende Spule in ihrer Nähe
angeordnet und am Tankwagen montiert ist. Auf diese Weise wird
unabhängig von der Drehstellung der Schlauchrolle eine
Verbindungsnähe aufrechterhalten.
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Die Steuerorgane sowie die Kraftstoffmundstücke und
Schläuche eines Kraftstoff-Tankwagens befinden sich
typischerweise am Heck des Fahrzeugs. Um bei einem
Kraftstoffabgabevorgang der Bedienungsperson Information zu
liefern, werden die abgegebene Kraftstoffmenge und ggf. die
Kraftstoffsorte, die Zeit und das Datum sowie
Kundenkenninformation an einer am Heck des Tankwagens vorgesehenen
Fernanzeige 655 angezeigt. Die Fernanzeige 655 ist mit dem
Bus 658 über eine UART-Einheit 654 und einen RS
442-Kommunikationstreiber 653 verbunden. Am Tankwagen kann ein (nicht
dargestellter) Drucker für die Erstellung von Rechnungen und
dgl. angeordnet sein, so daß eine feste (ausgedruckte) Kopie
der Kraftstoffabgabetransaktion beim Kunden belassen werden
kann.
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Fig. 9 zeigt ein Stationärkraftstofftank-Kennmodul 19
ähnlicher Ausgestaltung und Funktion wie bei den oben
beschriebenen Kennmodulen. Dieses Kennmodul 19 kann durch eine
Batterie, Solarzellen und Batterie, eine
Direktstromverbindung (entweder 110 V Wechselstrom oder 12 V Gleichstrom) oder
eine Nabelschnurleitung von einem Tankwagen (mit Strom)
gespeist werden. Das Kennmodul 19 steuert zwei Solenoid-
Kraftstoffventile, d.h. ein Standard-Abgabeventil 763a und
ein Schnellabgabeventil 763b. Das erstere Ventil 763a wird
benutzt, wenn Kraftstoff aus dem stationären Kraftstofftank
in den Kraftstofftank eines Fahrzeugs umgepumpt wird.
Wahlweise werden das Schnellabgabeventil 763b und das zugeordnete
Mundstück 773 benutzt, wenn Kraftstoff an einen Pump- bzw.
Tankwagen abgegeben wird.
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Der Austausch von Daten und Information zwischen dem
Stationärkraftstofftankmodul 19 und einem Fahrzeug erfolgt
über eine am Kraftstoffmundstück montierte Antenne und eine
am Füllstutzen des Fahrzeugs vorgesehene Antenne. Dabei wird
wiederum die Kraftstoffabgabeoperation unterbrochen, wenn die
Kontinuität des Austauschs bzw. der Verbindung zwischen den
jeweiligen Spulen länger als 1 s unterbrochen ist oder wird.
-
Das Stationärkraftstofftank-Kennmodul 19 ist zweckmäßig
in Verbindung mit Lager- bzw. Vorratstanks, die entweder
oberirdisch oder unterirdisch angeordnet sind oder die
Druckfluide, wie Propan, Sauerstoff oder Ammoniak, speichern.
Wahlweise können das nichtmobile Gerätemodul 15 oder
offensichtliche Abwandlungen desselben an Stationärtankstellen
eingesetzt werden, um z.B. Kundenkennung, Berechtigungscodes
und Kreditkontoinformation, die mit einer Kraftstoff- oder
sonstigen Fluidabgabetransaktion zusammenhängen, zu liefern.
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Als Bedienungsperson(speicherauszugs) schlüssel zum
Übersteuern des Kraftstoffsicherheitssystems kann ein 2 K-
Speicherauszugsschlüssel 722 verwendet werden. Der 64 K-
Speicherauszugsschlüssel 759 kann ebenfalls für berechtigtes
Um- bzw. Ausspeichern von Betankungsdateninformation benutzt
werden, die durch das Stationärkraftstofftank-Kennmodul 19
über eine längere Zeitspanne hinweg aufgespeichert worden
ist.
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Wie im Fall der anderen Kraftstoffabgabemodule kann das
System mit einem berechtigten Speicherauszugsschlüssel
übersteuert werden. Ein zusätzliches Tastenfeld kann benutzt
werden, um Daten für Fahrzeuge einzugeben, die nicht mit
einem entsprechenden Fahrzeug-Kennmodul ausgerüstet sind. Das
Stationärkraftstofftank-Modul 19 kann entweder mit einem
entfernt angeordneten Rechner oder einer Datenspeichereinheit
für Direktverbindung oder -austausch von
Kraftstoffabgabetransaktionen verbunden sein; andererseits kann solche Infor
mation im Stationärtank-Kennmodul 19 gespeichert und zum 64
K-Speicherauszugsschlüssel 759 ausgespeichert werden, der
dann zur Fernverarbeitungsstation transportiert werden kann.
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In den Speicherauszugsschlüsseln 559, 659 und 759
registrierte Kraftstoffabgabetransaktionsinformationen und
-daten werden um- bzw. ausgespeichert für weitere
Verarbeitung durch ein Speicherauszugsschlüssel-Lesermodul 21, das in
Fig. 10 dargestellt ist, wobei den Elementen der anderen,
vorher beschriebenen Module entsprechende Elemente mit den
gleichen Bezugsziffern, jedoch um 800 erhöht bezeichnet sind.
Der 64 Kbit-Speicherauszugsschlüssel 559, 659 oder 759 ist
codiert, um durch das Speicherauszugsschlüssel-Lesermodul 21
als autorisierter bzw. berechtigter
Transaktionsinformationsauszugsschlüssel identifiziert zu werden. Er bewirkt die
Eingabe von in ihm gespeicherter Information und
gespeicherten Daten bezüglich Kraftstoffabgabetransaktionen von einer
Kraftstoffpumpe, einem Tankwagen oder einem stationären Tank.
Information und Daten werden durch das
Speicherauszugsschlüssel-Lesermodul 21 gespeichert, um anschließend über
eine RS485-Verbindung 895 zu einem anderen Rechner übertragen
zu werden. Eine Flüssigkristallanzeige 893 und ein Treiber
891 dienen zur Anzeige von Zeit und Datum und zum Abrufen des
Programms zum Steuern des
Speicherauszugsschlüssel-Lesermoduls 21.
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Ein in Fig. 11 allgemein mit 900 bezeichnetes passives
Kennmodul gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung speichert Identifikations- bzw.
Kenninformation für anschließende, wiederholte Übertragung zu
einer Fluidabgabevorrichtung zum Zwecke des Zulassens einer
Fluidabgabetransaktion und für Registrierzwecke bezüglich der
Transakation. Das passive Kennmodul weist keine unabhängige
Batterie oder sonstige Stromquelle auf. Betriebsenergie wird
von einem in Fig. 12 allgemein mit 1000 bezeichneten aktiven
Kommunikations- bzw. Austauschmodul empfangen, das dem
Benzinpumpenmodul 24 (Fig. 7), dem Tankwagenmodul 17 (Fig. 8)
oder dem Stationärtankmodul 19 (Fig. 9) zugeordnet ist.
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Kenninformation, etwa für Identität eines
Fluidbehälters, Fluidsorte für den Behälter und Ausrüstungs- bzw.
Geräteart, ist in einer programmierbaren Festwertspeicher
vorrichtung 902 abgespeichert. Bei der bevorzugten
Ausführungsform sind 40 Informations-Bits im PROM 902 gespeichert.
Wahlweise kann das passive Kennmodul 200 als
Identifikationsvorrichtung für eine Person anstelle eines
Fluidbehälters dienen. In diesem Fall ist im PROM 902 die Person
identifizierende Information gespeichert. In jedem Fall wird
die Information für Sicherheits- und Registrierzwecke
benutzt.
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Betriebsenergie für das passive Kennmodul 900 wird vom
aktiven Kommunikations- bzw. Austauschmodul 1000 geliefert.
Ähnlich wie bei den Spulentreibern 574, 74 oder 774 ist ein
Spulentreiber 1002 mit der Zentraleinheit (CPU) 532, 632 oder
732 verbunden. Wenn der Spulentreiber 1002 aktiviert ist,
steuert ein 153,6 kHz-Signal vom Taktoszillator 1004 einen
LC-Kreis an, der eine Energieübertragungsspule 1006 und einen
Kondensator 1008, der zum Abstimmen des LC-Kreises auf 153,6
kHz gewählt ist, enthält. Die Energieübertragungsspule 1006
generiert ein Hochfrequenzsignal von 153,6 kHz
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Das passive Kennmodul 900 enthält eine
Energieempfangsspule 904, über die ein Kondensator 906 geschaltet ist, der
zum Abstimmen der Spule für den Empfang des 153,6 kHz-
Energiesignals gewählt ist. Das Signal wird über einen
Gleichrichter 908 geleitet, der eine Speisespannung zum
Speisen der anderen Bauelemente des passiven Kennmoduls 900
ausgibt. Das von der Energieempfangsspule 904 empfangene
153,6 kHz-Signal wird auch zu einem Zähler 910 gesandt,
welcher den PROM 902 steuert und ein 4800 Hz-Signal zu einem
Phasenschieber-Schlüsselcodierer 912 und ein 76,8 kHz-Signal
(entsprechend der Hälfte von 153,6 kHz) zu einem PSK-
Modulator 914 sendet. Der PSK-Codierer 912 und der Modulator
914 übertragen die im PROM 902 gespeicherte Information über
einen auf 76,8 kHz abgestimmten LC-Kreis mit einer
Signalübertragungsspule 916 und einem geeigneten Kondensator 918.
Bei der bevorzugten Ausführungsform werden die 40
Informations-Bits in etwa 100 ms übertragen.
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Der Taktoszillator 1004 des aktiven Austauschmoduls 1000
(Fig. 12) liefert ein 76,8 kHz-Signal zu einem Synchron-
Demodulator 1010, der mit einem auf 76,8 kHz abgestimmten LC-
Kreis mit einem Kondensator 1014 und einer
Signalempfangsspule 1012 verbunden ist. Die Spule 1012 kann eine der Spulen
26, 76 oder 80 des Fahrzeug-Kennmoduls 10 (Fig. 2), der
Spulen 126, 176 oder 180 des Anhänger-Kennmoduls 18 (Fig. 3),
der Spule 226 des Automobilmoduls 11 (Fig. 4), der Spule 326
des Mobilgerätmoduls 13 (Fig. 5) oder der Spule 426 des
Moduls 15 (Fig. 6) für das nichtmobile Gerät sein.
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Das Signal vom Demodulator 1010 läuft durch ein
Tiefpaßfilter 1016 und einen
Phasenschieber-Schlüsseldecodierer 1018 zu einem Schieberegister 1020, das je nach
Anwendungsfall mit dem Datenbus einer der Zentraleinheiten
32, 132, 232, 332 oder 432 verbunden ist.
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In einer betrieblichen Ausführungsform zur
Identifizierung einer Person sind die Energieübertragungsspule 1006
und die Energieempfangsspule 904 ungefähr rechteckig mit den
Abmessungen von 20 mm (3/4 Zoll) zu 64 mm (2,5 Zoll),
bestehend aus 11 Windungen eines Kupferdrahts von 30 Gauge.
Wenn durch die Energieübertragungsspule 1006 ein 0,5 A-Signal
geschickt wird, ergibt sich der effektive Abstand zwischen
den Spulen zu ungefähr 13 mm (1/2 Zoll), was am Gleichrichter
908 zu einem Signal von 5 mA führt, welches ausreicht, das
passive Kennmodul 900 für die Übertragung seiner 40 Bits
gespeicherter Information zu speisen.
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Bei Verwendung zum Identifizieren eines
Kraftstoffbehälters kann die Größe des passiven Kennmoduls 900
beträchtlich vergrößert werden oder sein, um entsprechend den
Übertragungs- bzw. Austauschabstand zwischen der
Energieempfangsspule 904 und der Signalübertragungsspule 916 sowie
den betreffenden Spulen des aktiven Kommunikationsmoduls 1000
zu vergrößern. Über eine Strecke von etwa 15 cm (6 Zoll) kann
ausreichend Energie übertragen werden, wenn die
Energieübertragungs und -empfangsspulen einen Durchmesser von etwa
13 cm (5 Zoll) besitzen. Die
Personalidentifikationsausführungsform kann benutzt werden, um eine
Kraftstoffabgabetransaktion an einen Kraftstoffbehälter, der nicht mit einem
Kennmodul ausgestattet ist, zuzulassen. Wahlweise kann die
Personenidentifikationsausführungsform entweder in Verbindung
mit einem passiven Kennmodul 900, das dem Kraftstoffbehälter
zugeordnet ist, oder einem der oben erwähnten Module 10, 18,
20, 11, 13 oder 15 eingesetzt werden.
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Das passive Kennmodul arbeitet somit ähnlich wie eine
Identifikations- bzw. Kennkarte, die jedoch behandelt
("petted") und aus einem Abstand abgelesen werden kann, wobei
die Bauelemente des aktiven Austauschmoduls 1000 gegenüber
der Umgebung vollständig gekapselt sein können, welches Modul
bzw. welche Kennkarte eingriffsicher ist und entweder einen
Kraftstoffbehälter oder eine berechtigte Person, die eine
Kraftstoffabgabetransaktion einzuleiten versucht, zu
identifizieren vermag.
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Die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform
bezieht sich auf ein Flüssigpetroleumkraftstoffabgabesystem.
Die Erfindung ist jedoch selbstverständlich auf ein
Abgabesystem für ein beliebiges Fluid, wie Wasser, Sauerstoff,
Ammoniak, Lösungsmittel, Herbizide und Pestizide usw.,
anwendbar.