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Die Erfindung betrifft eine Zeitmessvorrichtung, eine digitale Tachografenvorrichtung, aufweisend eine Zeitmessvorrichtung, und ein Verfahren zum Betreiben einer Zeitmessvorrichtung.
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Thematisch bezieht sich die Erfindung auf die Durchführungsverordnung (EU) 2023/980 der Kommission vom 16. Mai 2023 zur Änderung der Durchführungsverordnung EU 2016/799 hinsichtlich Übergangsmaßnahmen für die Funktionsweise intelligenter Fahrtenschreiber und deren Nutzung der Galileo Open Service Navigation Message Authentication, Authentisierung von Navigationsnachrichten im Offenen Dienst von Galileo, und zur Änderung der Durchführungsverordnung EU 2021/1228.
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Bisher existieren in einer Quarzoszillatoreinrichtung, auch real time clock, RTC, genannt, Temperaturkompensationsmechanismen, die temperaturabhängige Zeitabweichungen verhindern. Weiterhin altert eine Quarzoszillatoreinrichtung, was ebenfalls zu Zeitabweichungen führt. Es besteht die Möglichkeit, die Zeit der Quarzoszillatoreinrichtung anzupassen, wenn eine Zeitabweichung gegenüber einer externen zuverlässigen Zeitquelle, beispielsweise gegenüber einem globalen Navigationssatellitensystem, GNSS, festgestellt wird. Eine Zeitanpassung der Quarzoszillatoreinrichtung aufgrund der Zeitabweichung erfolgt sprunghaft, weshalb der Quarzoszillatoreinrichtung als internen Zeitquelle eines Systems zwischen Zeitanpassungen nicht mehr vertraut werden kann, wenn die Zeitabweichung zu groß ausfällt.
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Beispielsweise besteht das Risiko, dass die Zeitabweichung, hervorgerufen durch Alterung der Quarzoszillatoreinrichtung dazu führt, dass kein authentifiziertes GNSS Signal für eine Zeitanpassung der RTC genutzt werden kann, falls die GNSS Zeit, welche als externe zuverlässige Zeitquelle fungiert, mehr als eine Sekunde pro Tag von der internen Zeit der Quarzoszillatoreinrichtung abweicht. Überschreitet die kumulierte Zeitabweichung sogar einen Schwellwert von 300s, dann muss ein Fahrzeug, das die betreffende Tachografenvorrichtung mit der Quarzoszillatoreinrichtung aufweist, in eine autorisierte Werkstatt für eine Zeitanpassung der Quarzoszillatoreinrichtung.
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Die
EP 3 611 577 A1 offenbart ein Verfahren zum Regeln einer internen Zeit eines Tachographen. Dazu werden Signale eines Satellitennavigationssystems empfangen. Durch Auswerten der Signale wird eine von dem Satellitennavigationssystem vorgegebene Zeit ermittelt. Eine Zeitabweichung der internen Zeit des Tachographen von der von dem Satellitennavigationssystem vorgegebenen Zeit wird bestimmt. Zum Angleichen der internen Zeit des Tachographen an die von dem Satellitennavigationssystem vorgegebene Zeit wird in Abhängigkeit von der ermittelten Zeitabweichung eine Komponente eines Kompensationsparameters ermittelt. In Abhängigkeit von der Komponente des Kompensationsparameters wird die interne Zeit des Tachographen an die von dem Satellitennavigationssystem vorgegebene Zeit angeglichen.
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Der Ansatz in dem oben angeführten Verfahren basiert auf einer Veränderung eines Teilerfaktors eines Echtzeituhrzählers in dem Tachographen.
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Die
DE 199 31 685 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Zeitsignals. In dem Verfahren wird ein eingehendes Referenzsignal mit einem Signal einer Echtzeituhr verglichen und das Ausgangssignal des Vergleichers über UND-Verknüpfungen mit dem Referenzsignal zu einem Binärzähler geführt und dort diesen je nach Ergebnis des Vergleiches inkrementiert oder dekrementiert wird. Dem Ausgang des Binärzählers wird einem Eingang eines zyklischen Addierers zugeführt, dessen Übertrag wird zur Taktfreigabe des Echtzeituhrzählers eingesetzt. Der andere Eingang erhält von einem Register das von zyklischen Addierer zuvor erzeugte Signal.
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Die
US 2010 0045523 A1 beschreibt ein Verfahren zum Kompensieren einer Taktverzerrung in einem GNSS-Empfänger. Das Verfahren umfasst das Ableiten mindestens eines Taktdriftwertes, der einen ersten Taktdriftwert umfasst, der einem ersten Zeitpunkt entspricht, und das Berechnen der Taktverzerrung gemäß dem mindestens einen Taktdriftwert und mindestens einem Intervall innerhalb des Zeitraums zwischen dem ersten Zeitpunkt und einem spezifischen Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt. Eine Vorrichtung zum Kompensieren einer Taktverzerrung in einem GNSS-Empfänger ist ebenfalls vorgesehen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Zeitkonflikte zwischen einer Quarzoszillatoreinrichtung und einer externen zuverlässigen Zeitquelle zu vermeiden. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Nutzung eines authentifizierten GNSS Signals mittels eines Abgleichs einer internen Zeit der Quarzoszillatoreinrichtung mit einer externen Zeit zu ermöglichen. Des Weiteren besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, durch eine Kompensation einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit, eine Verwendung von ungenaueren, jedoch günstigeren Quarzoszillatoreinrichtungen zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Zeitmessvorrichtung. Die Zeitmessvorrichtung umfasst eine Quarzoszillatoreinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine interne Zeit der Zeitmessvorrichtung zu ermitteln. Die Zeitmessvorrichtung umfasst des Weiteren eine Empfangseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine externe Zeit einer externen Zeitquelle zu ermitteln. Die Empfangseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein Zeitsignal oder mehrere der Zeitsignale von der externen Zeitquelle zu empfangen und basierend auf den Zeitsignalen die externe Zeit zu ermitteln. Mit anderen Worten wird die interne Zeit der Zeitmessvorrichtung durch die Quarzoszillatoreinrichtung der Zeitmessvorrichtung ermittelt. Die externe Zeit wird der Zeitmessvorrichtung über die Empfangseinrichtung von der externen Zeitquelle bereitgestellt. Die externe Zeit kann beispielsweise durch eine Funkuhr oder ein satellitengestütztes Navigationssystem bereitgestellt werden.
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Es kann zu einer Abweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit kommen. Dies kann auf Schwankungen einer Resonanzfrequenz der Quarzoszillatoreinrichtung beruhen. Es kann davon ausgegangen werde, dass die externe Zeit genauer ist als die interne Zeit. Die externe Zeit kann dabei als Referenzzeit angesehen werden. Mit anderen Worten wird davon ausgegangen, dass eine Abweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit auf einer Ungenauigkeit der Zeitmessvorrichtung beruht.
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Es ist vorgesehen, dass die Zeitmessvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen jeweiligen Zeitwert der internen Zeit und einen jeweiligen Zeitwert der externen Zeit zu einem jeweiligen Zeitpunkt zu erfassen und einen jeweiligen Zeitabweichungswert einer Zeitabweichung zwischen dem Zeitwert der internen Zeit und dem Zeitwert der externen Zeit zu ermitteln. Mit anderen Worten wird die interne Zeit mit der externen Zeit durch die Zeitmessvorrichtung verglichen. In dem Vergleich wird zu dem jeweiligen Zeitpunkt der jeweilige Zeitwert der internen Zeit mit dem jeweiligen Zeitwert der externen Zeit verglichen. Für den Zeitpunkt wird ein jeweiliger Zeitabweichungswert einer Zeitabweichung zwischen dem Zeitwert der internen Zeit und dem Zeitwert der externen Zeit ermittelt. Der Zeitabweichungswert kann eine Differenz zwischen dem Zeitwert der internen Zeit und dem Zeitwert der externen Zeit sein.
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Die Zeitmessvorrichtung ist dazu eingerichtet, aus den jeweiligen Zeitabweichungswerten einer parametrierbaren Anzahl der Zeitpunkte eines fortlaufenden Zeitfensters einen Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters zu ermitteln. Mit anderen Worten werden jeweilige Zeitabweichungswerte der Zeitabweichung zu den jeweiligen Zeitpunkten ermittelt. Die Ermittlung der Zeitabweichungswerte kann fortlaufend erfolgen. Die jeweiligen Zeitpunkte können durch regelmäßige vorgegebene Zeitabstände voneinander getrennt sein. Der Zeitwert der internen Zeit kann durch einen systematischen Fehler in eine Richtung abweichen. Der jeweilige Zeitwert kann auch aufgrund eines Rauschverhaltens in beide Richtungen abweichen. Um das Rauschverhalten kompensieren zu können, ist es vorgesehen, den Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters zu ermitteln.
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Dadurch, dass die Zeitpunkte fortlaufend gemessen werden, verändert sich eine Kombination der Zeitpunkte des Zeitfensters kontinuierlich und somit der Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters. Die Zeitmessvorrichtung ist dazu eingerichtet, den Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters auf eine Erfüllung eines Abweichungskriteriums zu überprüfen. Das Abweichungskriterium kann beispielsweise ein Überschreiten und/oder ein Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes durch den Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters betreffen. Die Zeitmessvorrichtung ist dazu eingerichtet, bei der Erfüllung des Abweichungskriteriums die interne Zeit in einem Kompensationsintervall um einen Kompensationswert zur Reduzierung des Zeitabweichungswertes anzupassen. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Zeitmessvorrichtung dazu eingerichtet ist, die interne Zeit anzupassen, wenn das Abweichungskriterium erfüllt ist. Die Anpassung der internen Zeit erfolgt um einen Kompensationswert, welcher der internen Zeit hinzugefügt wird oder welcher der internen Zeit abgezogen wird.
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Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Reduzierung der Zeitabweichung durch eine Änderung der internen Zeit um einen Kompensationswert im Kompensationsintervall erfolgt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in der Zeitmessvorrichtung das Kompensationsintervall vorgegeben ist. Das Kompensationsintervall kann Kompensationszeitpunkte vorgeben, die zur Anpassung der internen Zeit um den Kompensationswert vorgesehen sind. Ein Erfolgen der Anpassung der internen Zeit um den Kompensationswert an dem jeweiligen Kompensationszeitpunkt hängt dabei von der Erfüllung des Abweichungskriteriums ab. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kompensationswert an dem jeweiligen Kompensationszeitpunkt zu der internen Zeit addiert wird, wenn der Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters zu dem jeweiligen Kompensationszeitpunkt das Abweichungskriterium erfüllt.
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Die Erfindung umfasst auch Weiterentwicklungen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kompensationsintervall der Zeitmessvorrichtung vorgegeben ist und die Zeitmessvorrichtung dazu eingerichtet ist, den Kompensationswert in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Zeitabweichung festzulegen. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass das Kompensationsintervall vorbestimmt ist und nicht in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Zeitabweichung ausgewählt wird. Der Kompensationswert wird durch die Zeitmessvorrichtung in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Zeitabweichung ausgewählt. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kompensationswert proportional zu dem Durchschnittswert der Zeitabweichung gewählt wird. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass ein Ausmaß des Durchschnittswerts der Zeitabweichung durch eine Wahl des Kompensationswerts kompensiert werden kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zeitmessvorrichtung für die Festlegung des Kompensationswerts ein unterer Grenzwert und/oder ein oberer Grenzwert vorgegeben ist. Mit anderen Worten sind der Zeitmessvorrichtung Bedingungen in Bezug auf den Kompensationswert vorgegeben, welche umfassen, dass der Kompensationswert einen unteren Grenzwert nicht unterschreitet und/oder der Kompensationswert einen oberen Grenzwert nicht überschreitet. Es kann somit vorgesehen sein, dass die Zeitmessvorrichtung in ihrer Festlegung des Kompensationswerts durch die Grenzwerte beschränkt ist. Dies kann beispielsweise vorgesehen sein, um Fehler, welche durch eine zu starke Änderung der internen Zeit auftreten können, zu vermeiden. Es kann beispielsweise der Fall vorliegen, dass für den Durchschnittswert der Zeitabweichung einen eigentlichen Kompensationswert durch die Zeitmessvorrichtung ermittelt wird, welche den oberen Grenzwert überschreiten würde. In diesem Fall könnte die Zeitmessvorrichtung den Kompensationswert eines bestimmten Kompensationszeitpunktes auf den oberen Grenzwert setzen. Einen Differenzwert zwischen dem eigentlichen Kompensationswert und dem oberen Grenzwert könnte die Zeitmessvorrichtung als Kompensationswert eines auf den bestimmten Kompensationszeitpunkt folgenden Kompensationszeitpunktes bestimmen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zeitmessvorrichtung der Kompensationswert vorgegeben ist und die Zeitmessvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Kompensationsintervall in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Zeitabweichung festzulegen. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass der Kompensationswert vorbestimmt ist. Der Kompensationswert kann beispielsweise 1 Sekunde betragen. Die Zeitmessvorrichtung ist dazu eingerichtet, das Kompensationsintervall in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Zeitabweichung auszuwählen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kompensationswert 1 Sekunde beträgt und das Kompensationsintervall zum Addieren oder Subtrahieren der Sekunde in Abhängigkeit von dem Durchschnittswert der Zeitabweichung ausgewählt wird. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Kompensationsintervall umgekehrt proportional zu dem Durchschnittswert der Zeitabweichung gewählt wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Zeitmessvorrichtung für die Festlegung des Kompensationsintervalls ein unterer Grenzwert und/oder ein oberer Grenzwert vorgegeben ist. Mit anderen Worten sind in der Zeitmessvorrichtung Bedingungen zur Auswahl des Kompensationsintervalls vorgegeben. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Kompensationsintervall nicht kürzer als der untere Grenzwert und nicht länger als der obere Grenzwert sein darf.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Empfangseinrichtung zum Empfang satellitengestützter Navigationssignale eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung einen Empfänger satellitengestützter Navigationssignale umfasst. Mit anderen Worten weist die Zeitmessvorrichtung die Empfangseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die Signale eines satellitengestützten Navigationssystems zu empfangen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Empfangseinrichtung dazu eingerichtet ist, Signale des GPS, des Glonass und/oder des Galileo-Systems zu empfangen und die externe Zeit basierend auf den empfangenen Signalen zu ermitteln. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Empfangseinrichtung zur Nutzung eines global verfügbaren Systems zur Ermittlung der externen Zeit eingerichtet ist.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Empfangseinrichtung zum Empfang von Mobilfunksignalen eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung einen Empfänger von Mobilfunksignalen umfasst. Mit anderen Worten ist die Empfangseinrichtung dazu eingerichtet, Mobilfunksignale zu empfangen und die externe Zeit basierend auf den empfangenen Mobilfunksignalen zu ermitteln. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass die externe Zeit auch an Orten ermitteln werden kann, an welchen keine Satellitensignale empfangen werden können. Dies kann beispielsweise in einer Nähe stark bebauter Flächen oder Tunnels zutreffen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Empfangseinrichtung zum Empfang von Funkuhrsignalen eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung einen Empfänger von Funkuhrsignalen umfasst. Mit anderen Worten ist die Empfangseinrichtung dazu eingerichtet, Zeitzeichensignale eines Zeitzeichensenders zu empfangen und die externe Zeit basierend auf den empfangenen Zeitzeichensignalen zu ermitteln. Es kann sich beispielsweise um Zeitzeichensignale des Zeitsignalsenders DCF77 handeln.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Empfangseinrichtung zum Empfang von Network Time Protocol Signalen eingerichtet ist. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung einen Empfänger von Network Time Protokollsignalen umfasst. Mit anderen Worten ist die Empfangseinrichtung dazu eingerichtet, die externe Zeit basierend auf Network Time Protokollsignalen zu ermitteln.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine digitale Tachographenvorrichtung, die eine Zeitmessvorrichtung aufweist. Mit anderen Worten betrifft der zweite Aspekt die digitale Tachographenvorrichtung, welche die Zeitmessvorrichtung umfasst. Die Zeitmessvorrichtung ist dazu eingerichtet, der Tachographenvorrichtung eine interne Zeit bereitzustellen. Die Tachographenvorrichtung weist den Vorteil auf, dass dieser eine interne Zeit bereitgestellt ist, welche gegen eine externe Zeit überprüft wird.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zeitmessvorrichtung. Die Zeitmessvorrichtung umfasst eine Quarzoszillatoreinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine interne Zeit der Zeitmessvorrichtung zu ermitteln. Die Zeitmessvorrichtung weist eine Empfangseinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine externe Zeit einer externen Zeitquelle zu empfangen. In dem Verfahren ist es vorgesehen, dass durch die Zeitmessvorrichtung ein jeweiliger Zeitwert der internen Zeit und ein jeweiligen Zeitwert der externen Zeit zu einem jeweiligen Zeitpunkt erfasst und ein jeweiliger Zeitabweichungswert einer Zeitabweichung zwischen dem Zeitwert der internen Zeit und dem Zeitwert der externen Zeit ermittelt wird.
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Durch die Zeitmessvorrichtung wird aus den jeweiligen Zeitabweichungswerten einer parametrierbaren Anzahl der Zeitpunkte eines fortlaufenden Zeitfensters ein Durchschnittswert der Zeitabweichung des Zeitfensters ermittelt.
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Durch die Zeitmessvorrichtung wird der Durchschnittswert der Zeitabweichungswerte des Zeitfensters auf eine Erfüllung eines Abweichungskriteriums überprüft. Durch die Zeitmessvorrichtung wird bei der Erfüllung des Abweichungskriteriums die interne Zeit in einem Kompensationsintervall um einen Kompensationswert zur Reduzierung des Werts der Zeitabweichung angepasst.
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Zum Durchführen der beschriebenen Schritte kann eine Prozessorschaltung bereitgestellt sein, die eine Programmierung oder Software aufweist, die Programminstruktionen umfasst, welche die Prozessorschaltung bei Ausführen der Programminstruktionen dazu veranlasst, eine Ausführungsform des Verfahren durchzuführen. Die Prozessorschaltung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder Mikrocontroller aufweisen. Die Programminstruktionen können in einem Datenspeicher der Prozessorschaltung gespeichert sein.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zeitmessvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Zeitmessvorrichtung;
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zum Betreiben einer Zeitmessvorrichtung;
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ermittlung einer Zeitabweichung zwischen einem jeweiligen Zeitwert der internen Zeit und einem jeweiligen Zeitwert der externen Zeit zu jeweiligen Zeitpunkten;
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit;
- Fig. 6
- eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit;
- Fig. 7
- eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit;
- Fig. 8
- eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit; und
- Fig. 9
- eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, das eine Tachografenvorrichtung aufweist, welche eine Zeitmessvorrichtung umfasst.
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Gezeigt ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise eines Lastkraftwagens, welcher eine digitale Tachografenvorrichtung 2 aufweisen kann. Die digitale Tachographenvorrichtung 2 kann eine Zeitmessvorrichtung 3 aufweisen. Die Zeitmessvorrichtung 3 kann eine Quarzoszillatoreinrichtung 4 aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, eine interne Zeit TI zu ermitteln. Die Zeitmessvorrichtung 3 kann eine Empfangseinrichtung 5 aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, Signale 6 einer externen Zeitquelle 7 zu empfangen und basierend auf den empfangenen Signalen 6 eine externe Zeit TE zu ermitteln. Die Zeitmessvorrichtung 3 kann dazu eingerichtet sein, zu jeweiligen Zeitpunkten τ einen jeweiligen Zeitwert te der externen Zeit TE und einen jeweiligen Zeitwert ti der internen Zeit TI zu ermitteln. Die Zeitmessvorrichtung 3 ist dazu eingerichtet, für den jeweiligen Zeitpunkt τ einen jeweilige Zeitabweichungswert Δt zwischen dem Zeitwert te der externen Zeit TE und dem Zeitwert ti der internen Zeit TI zu ermitteln. Die Zeitpunkte τ können ein bestimmtes Intervall aufweisen. Für eine parametrierbare Anzahl N der Zeitpunkte τ kann ein Durchschnittswert ΔtN der Zeitabweichung ermittelt werden. Da der Durchschnittswert ΔtN aus den letzten N Zeitabweichungswerten Δt ermittelt wird, gibt der Durchschnittswert ΔtN den Durchschnitt der Zeitabweichungswerte Δt eines wandernden Fensters wieder.
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Die Zeitmessvorrichtung 3 kann dazu eingerichtet sein, den Durchschnittswert ΔtN auf ein Erfüllen eines Abweichungskriteriums zu überprüfen. Die Zeitmessvorrichtung 3 kann hierzu beispielsweise eingerichtet sein, den Durchschnittswert ΔtN mit einem Schwellenwert tk zu vergleichen. Ein Überschreiten des Schwellenwerts tk kann eine Erfüllung des Abweichungskriteriums darstellen. Die Zeitmessvorrichtung 3 kann dazu eingerichtet sein, in dem Fall, dass das Abweichungskriterium erfüllt ist, die interne Zeit TI in einem Kompensationsintervall Tc um einen Kompensationswert tc zur Reduzierung des Zeitabweichungswertes Δt anzupassen. Das Kompensationsintervall Tc kann durch die Zeitmessvorrichtung 3 in Abhängigkeit von dem Zeitabweichungswert Δt ermittelt werden. Die Wahl des Kompensationsintervalls Tc kann dabei durch eine obere und/oder eine untere Grenze beschränkt sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Kompensationswert tc in Abhängigkeit von dem Zeitabweichungswert Δt ausgewählt wird und dessen Wahl ebenfalls durch eine obere und untere Grenze beschränkt ist. Es kann vorgesehen sein, dass sowohl das Kompensationsintervall Tc als auch der Kompensationswert tc vorgegeben sind und das Ändern der internen Zeit TI um den Kompensationswert tc im Kompensationsintervall Tc von dem Erfüllen des Abweichungskriteriums abhängt.
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Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben einer Zeitmessvorrichtung.
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Durch die externe Zeitquelle 7 können Signale 6 bereitgestellt werden, welche durch die Empfangseinrichtung 5 empfangen werden können. Die Zeitmessvorrichtung 3 kann aus den Signalen 6 die externe Zeit TE ermitteln. Der Zeitmessvorrichtung 3 kann die parametrierbaren Anzahl N der Zeitpunkte τ eines fortlaufenden Zeitfensters vorgegeben werden. Die Anzahl N betrifft die Zeitpunkte τ über deren Zeitabweichungswerte Δt der Durchschnittswert ΔtN der Zeitabweichung des Zeitfensters ermittelt werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass die interne Zeit TI durch die Zeitmessvorrichtung 3 angepasst wird, wenn das Abweichungskriterium durch den Durchschnittswert ΔtN der Zeitabweichung erfüllt wird.
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Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens zum Betreiben einer Zeitmessvorrichtung;
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In einem Schritt S1 kann durch eine Empfangseinrichtung 5 der Zeitmessvorrichtung 3 zumindest ein Signal 6 einer externen Zeitquelle 7 empfangen werden. Basierend auf dem empfangenen Signal 6 kann durch die Zeitmessvorrichtung 3 eine externe Zeit TE ermittelt werden.
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In einem Schritt S2 kann durch die Zeitmessvorrichtung 3 eine interne Zeit TI, welche durch eine Quarzoszillatoreinrichtung 4 bereitgestellt sein kann, mit der ermittelten externen Zeit TE verglichen werden. Der Vergleich kann beispielsweise vorsehen, dass für einen Zeitpunkt τ ein jeweiliger Zeitwert te der externen Zeit TE mit einem Zeitwert ti der internen Zeit TI verglichen wird und ein Zeitabweichungswert Δt der Zeitabweichung zwischen dem Zeitwert ti der internen Zeit TI und dem Zeitwert te der externen Zeit TE ermittelt wird.
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In einem Schritt S3 kann aus den Zeitabweichungswerten Δt einer parametrierbaren Anzahl N an Zeitpunkten τ ein Durchschnittswert ΔtN der Zeitabweichung ermittelt werden.
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In einem Schritt S4 kann durch die Zeitmessvorrichtung 3 die interne Zeit TI in einem Kompensationsintervall Tc um einen Kompensationswert tc angepasst werden, wenn beispielsweise der Durchschnittswert ΔtN der Zeitabweichung einen vorgegebenen Schwellenwert tk überschreitet.
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Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ermittlung einer Zeitabweichung zwischen einem jeweiligen Zeitwert der internen Zeit und einem jeweiligen Zeitwert der externen Zeit zu jeweiligen Zeitpunkten.
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Ein Verlauf der internen Zeit TI kann von einem Verlauf der externen Zeit TE abweichen. Dies kann beispielsweise auf eine der Quarzoszillatoreinrichtung 4 zurückzuführen sein. Neben einer kontinuierlichen Zunahme der Abweichung kann es zu Schwankungen kommen, welche auf Rauschen oder kurzfristige Schwankungen zurückzuführen sein können. Um diese Schwankungen ausgleichen zu können, wird der Durchschnittswert ΔtN der Zeitabweichung über das Zeitfenster berechnet, welches die letzten N Zeitpunkte τ umfasst. Der ermittelte Durchschnittswert ΔtN kann mit einem vorgegebenen Schwellenwert tk verglichen werden. Beim Überschreiten des Schwellenwertes tk kann ein Abweichungskriteriums erfüllt sein und eine Kompensation der internen Zeit TI durchgeführt werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Kompensationsintervall Tc vorgegeben ist, welches Kompensationszeitpunkte vorgeben kann, zu welchen eine Kompensation der internen Zeit TI erfolgen kann. Es kann vorgesehen sein, dass bei einem Überschreiten des Schwellenwertes tk der Kompensationswert tc der internen Zeit TI bei einem nächsten Kompensationszeitpunkte der internen Zeit TI hinzugefügt wird.
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Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer Zeitabweichung zwischen der internen Zeit und der externen Zeit über die Zeit T.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Zeitmessvorrichtung 3 ein zulässiger Maximalwert Δtmax der Zeitabweichung Δt vorgegeben ist. Ist der Zeitabweichungswert Δt größer als der Maximalwert Δtmax der Zeitabweichung Δt, kann dies als ein Zeitkonflikt erfasst und in der Zeitmessvorrichtung 3 gespeichert werden. In der gezeigten Fig. 5 erfolgt keine Kompensation einer Abweichung und es kommt zu einem Zeitpunkt T1 zu einem Überschreiten des Maximalwerts Δtmax der Zeitabweichung Δt durch den Zeitabweichungswert Δt.
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Die folgenden Figuren beschreiben Möglichkeiten, ein Überschreiten des Maximalwerts Δtmax der Zeitabweichung Δt durch den Zeitabweichungswert Δt zu vermeiden.
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Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verlaufs der Zeitabweichung über die Zeit T bei einer Kompensation.
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Ab einem Zeitpunkt T1 kann ab jedem zweiten Tag die interne Zeit TI um 1 Sekunde angepasst werden.
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Ab einem Zeitpunkt T2 kann an jedem Tag die interne Zeit TI um 1 Sekunde angepasst werden.
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Die interne Zeit TI kann in einem festgelegten Zeitintervall kompensiert werden.
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Fig. 7 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs der Zeitabweichung über die Zeit T.
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Gezeigt ist der Verlauf über eine Zeit T, wenn die interne Zeit TI in einem festgelegten Kompensationsintervall Tc kompensiert wird. Zusätzlich erfolgt bei der Zeitanpassung ein Rücksetzen der Zeitabweichung auf 0 Sekunden.
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Fig. 8 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs der Zeitabweichung über die Zeit T.
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Gezeigt ist der Verlauf, wenn die interne Zeit in variablen driftabhängigen Kompensationsintervallen kompensiert wird.
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Fig. 9 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Verlaufs der Zeitabweichung über die Zeit T.
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Gezeigt ist der Verlauf über die Zeit T, wenn die interne Zeit in variablen driftabhängigen Kompensationsintervallen kompensiert wird. Zusätzlich ist eine Zeitanpassung abgebildet, welche die Abweichung auf 0 Sekunden zurücksetzt.
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Zeitwerte einer externen Zeit einer genauen externen Referenzzeitquelle wie beispielsweise GNSS werden zu verschiedenen Zeitpunkten ermittelt und jeweils mit Zeitwerten einer internen Zeit der Quarzoszillatoreinrichtung verglichen. Für eine parametrierbare Anzahl der Zeitabweichungswerte jeweiliger Zeitpunkte wird eine mittlere geglättete Zeitabweichung, ein Durchschnittswert der Zeitabweichungswerte berechnet. Aus dem errechneten Durchschnittswert der Zeitabweichung kann ein Kompensationsintervall errechnet werde, in welchem eine zeitliche Kompensation der internen Zeit um einen Kompensationswert erfolgen kann. Der Kompensationswert und das Kompensationsintervall können derart parametriert sein, dass ein Ausmaß der Kompensation der internen Zeit unter einer als gesetzlich gewertete Zeitanpassung liegt. Um auf eine zeitliche Änderung der Zeitabweichung der durch die Quarzoszillatoreinrichtung ermittelten internen Zeit gegenüber der externen Zeit reagieren zu können, können die Zeitwerte der externen Zeit, welche beispielsweise durch jeweilige GNSS Samples bereitgestellt werde können, in einem Anwendungsfall eines digitalen Tachografen nach einem first-in-first-out-Prinzip für die Bildung des Durchschnittswerts der Zeitabweichung verwendet werden. Wird die benötigte Anzahl überschritten, so wird ein ältester Zeitwert nicht mehr für den Durchschnittswert berücksichtigt.
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Für den Fall, dass die Empfängereinrichtung, die in diesem Beispiel einen GNSS-Empfänger umfasst nicht mit Strom versorgt wird und somit keine aktuellen Zeitwerte der externen Zeit bereitstellt, kann eine Zeitkompensation mit einem zuletzt ermittelten Kompensationswert, pro Kompensationsintervall erfolgen. In diesem Fall kann beispielsweise der Kompensationswert des Tags verwendet werden, an dem die Empfängereinrichtung aktiv war und Zeitwerte der externen Zeit bereitstellte.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie eine Lösung für eine Kompensation einer Zeitabweichung der internen Zeit von der externen Zeit bereitgestellt werden kann.
Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Tachografenvorrichtung
- 3
- Zeitmessvorrichtung
- 4
- Quarzoszillatoreinrichtung
- 5
- Empfangseinrichtung
- 6
- Signal
- 7
- Externe Zeitquelle
- TI
- Interne Zeit
- TE
- Externe Zeit
- T
- Zeit
- τ
- Zeitpunkt
- T1
- erster Zeitpunkt
- T2
- zweiter Zeitpunkt
- te
- Zeitwert der externen Zeit
- ti
- Zeitwert der internen Zeit
- Tc
- Kompensationsintervall
- Δt
- Zeitabweichungswert
- tc
- Kompensationswert
- N
- Anzahl der Zeitpunkte
- ΔtN
- Durchschnittswert der Zeitabweichung
- Δtc
- Abweichungskriterium
- tk
- Schwellenwert
- Δtmax
- Maximalwert des Zeitabweichungswerts
