WO1994006100A1 - Verfahren und vorrichtung zum bestimmen, registrieren und fallweisen auswerten von betriebs- und/oder fahrdaten eines fahrzeuges - Google Patents

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WO1994006100A1 PCT/EP1993/002415 EP9302415W WO9406100A1 WO 1994006100 A1 WO1994006100 A1 WO 1994006100A1 EP 9302415 W EP9302415 W EP 9302415W WO 9406100 A1 WO9406100 A1 WO 9406100A1
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Jean-Jacques Wagner
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STAEHELI, Nicolas
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B13/00—Taximeters
    • G07B13/02—Details; Accessories
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841—Registering performance data
    • G07C5/085—Registering performance data using electronic data carriers

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining, registering and occasionally evaluating operating and / or driving data of a vehicle according to the preamble of claim 1 and claim 12, as well as the use of this method and this device.
  • the problematic increase in traffic volume from an ecological point of view makes it clear that solutions are based on mileage-based taxation of road traffic. Similar approaches are also used to determine or calculate route-dependent remunerations or to determine remuneration for certain services, such as vehicle leasing.
  • the operating data to be used as the basis for such assessments will preferably be kilometers driven, but also the speeds driven, the driving style, the geographic location, the travel time, the time of day and / or calendar, the intended use and / or other relevant criteria can be used as a basis.
  • Such valuation types imply data acquisition concepts that can be used across the board for a large number of different vehicle types in different countries. In order to make economic sense, the entire management and monitoring of the recorded or stored data should be carried out using IT.
  • An essential prerequisite for the trouble-free functioning of such a concept is, on the one hand, security against manipulation and counterfeiting, and preferably, on the other hand, the verifiability of the correctness and functionality of the data acquisition or registration device by the road user himself.
  • At least one second determination unit is assigned to a particular operational or vehicle-specific data-determining first determination unit, which determines data comparable to the data determined by the first determination unit in a manner that is independent of the first determination unit and in particular is different, and that this is determined using the Data determined by both determination units are stored in a memory - possibly time-related - and thus become available for further evaluation, it becomes possible to implement a data acquisition concept that is tamper-proof and forgery-proof, and at the same time ensures the correctness of the data acquisition and registration itself, if necessary, checked and its functionality improved.
  • Such a simple and autonomous device can be assigned to a sensor unit of any type already provided in a vehicle (car, truck, trailer, motorcycle, bicycle and the like). If a route-dependent evaluation is desired, the vehicle-specific displacement pulse sensor unit in particular will be provided as the sensor unit supplying data to the first determination unit.
  • the sensor unit assigned to the second determination unit can then be an acceleration sensor unit and / or a GPS system that determines the dynamics of the vehicle.
  • the data made available via the two determination units can be used on the one hand to calculate conversion parameters between the individual pulse-delivering sensor units or the associated evaluation circuits or units and thus their calibration, or on the other hand at the same time to control or register manipulation attempts or malfunctions become.
  • these data are preferably compared in a comparator and / or — in particular in relation to time — stored in a memory and a corresponding evaluation, which is carried out — possibly independently of the vehicle — preferably with the aid of an EDP program.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are - without the inevitable administrative effort known from the prior art - enabling an electronically feasible system security or calibration.
  • the acceleration sensor unit described in claim 16 for determining the direction of travel lying horizontal acceleration simultaneously makes it possible to minimize assembly problems and to make manipulation attempts ineffective or to register them.
  • a sensor suitable for such an acceleration unit, a tilt sensor of simple and inexpensive design, is described in claims 26 to 28. The invention is described below by way of example with reference to figures. Show it:
  • 5a to 5c show the determination of the horizontal acceleration by means of an inclination sensor; 6a to 6d alternative embodiments of inclination sensors;
  • 11a and 11b show the operation of a
  • FIG. 12 to 18 to FIG. 11 alternative exemplary embodiments;
  • Fig. 19 and 20 representations of access registration arrangements;
  • FIG. 21 Vehicle-independent signal generator and Fig. 22a and 22b representations of alternative arrangement options for acceleration sensors.
  • a data switching unit 84 which comprises the following elements: a first determination unit 2, a second determination unit 3, sensors 8, a data interface 5, a housing 10, which is particularly protected against manipulation, a battery unit 13, a microprocessor 51 a display device 52 in the form of a display, a signal transmitter 59 which can be arranged externally or internally, an input device 53 in the form of a keyboard for entering vehicle or user-specific data or also for selecting a specific display or display type, a memory 54, various signal inputs 55 and 56, a power supply 57 and a calendar clock 58.
  • the road user can be notified of any type of malfunction in the data switching unit 84 or in peripheral devices connected via the interface 5 via the mechanical or electrical signal transmitter 59.
  • the data switching unit 84 can be attached directly to a vehicle part or, if necessary, can be detachably attached to a base plate attached to a vehicle part in the manner of a double shelf. In the latter case, the logistics for data transmission are simplified, while maintaining high system security. In the former case, the data transmission at a collection point will be carried out by additional devices such as radio and / or portable microprocessors or corresponding switching arrangements.
  • a data acquisition system is shown schematically in FIG. 2, which can be used for a wide variety of tasks.
  • the data switching unit 84 provided in a vehicle 1 is connected via the cable 16 to the pulse generator of the tachometer 17.
  • data is written into the data switching unit or read from the data switching unit.
  • Vehicle-specific data and / or parameters are written for the intended recording purposes and / or possibly changed algorithms for changed data recording purposes and / or the time.
  • the data available via the data switching unit 84 are read. If necessary, this data is processed further at the collection location 14 for various purposes, for example fiscal purposes.
  • 3a-3b-3c show examples of data switching unit circuits according to the invention in block diagram form.
  • 3a shows a circuit arrangement for a data switching unit 84 with a first determination unit 2 with an input 18, via which path pulses are available, for example, and a second pulse unit 3a with a sensor unit 19, which delivers the pulses to the first determination unit 2
  • Corresponding sensor device in this case possibly an acceleration sensor unit, a comparator 23, a microprocessor 24, a memory 54, a data interface 5 with connected EDP system 6.
  • the pulses made available via the sensor unit 19, possibly in the form of acceleration values, are given by an electronic circuit 20 provided for the signal preparation is prepared, the pulses arriving via the input 18 - possibly path impulses - are prepared by means of a processing unit 22.
  • the values obtained are compared in a comparator 23.
  • the comparison result is transferred to a microprocessor 24, which manages the data determined and preferably stores it in the memory 54.
  • Comparator 23 and microprocessor 24 form an evaluation circuit 9a.
  • 3b corresponds to that of FIG. 3a, the data obtained from the two determination units 2 and 3a being initially only stored in tabular form in the memory 54 and — outside the data switching unit 84b — in an EDP system having a comparator 23 6 are compared and evaluated.
  • the second determination unit 3c comprises a GPS circuit 26 which is connected to an antenna 43 arranged in the housing 10 or outside the housing 10.
  • the position data of the vehicle obtained in this way and the path-derived values available via the first determination unit 2 are made available to the comparator 23.
  • the GPS values which may be stored in tabular form in the memory 54, can also be used, for example, to carry out an assessment taking into account the respective routes in a geographical sense. This could, for example, tax city and rural traffic differently. They can also be used for survey purposes - be they purely statistical or traffic-logistic in nature.
  • information can be sufficient that is based on the comparison of a signal that only signals the fact of the movement state of the vehicle and that is available, for example, via rotation sensors, with the state of a pulse access - about that coming, for example, from the vehicle's own travel pulse unit Pulses are fed to a determination unit. Contradictory information contents can be signaled via the signal transmitter 59 (FIG. 1), or their occurrence can be stored in the memory 54 - possibly time-related - and thus become available again for control purposes. Manipulation of the pulse input cannot be excluded.
  • FIG. 4a and 4b show an acceleration sensor unit 19a for determining the travel acceleration with two acceleration sensors 38a and 38b, the planes of which are perpendicular to one another. This is a convenient, but not mandatory, arrangement for geometric reasons. For other relative positions, the calculations change accordingly.
  • the determination of the travel acceleration will be carried out in connection with the path-pulse-dependent signals arising from the first determination unit 2. If these occur at constant time intervals, the angle Bo defined by the plumb and vehicle inclination is determined (FIG. 4 a).
  • the angle B between the solder and the resulting acceleration component can be determined directly when using inclination sensors in accordance with FIG. 5 and, for example, converted into Ga in a table of the microprocessor.
  • Bo f (G1), where f can be determined using the statistical method described below.
  • This data is carried out repetitively in small time segments of, for example, 2 to 100 msec, the recording of the data also being able to be made dependent on certain external conditions which are triggered by pulses supplied by other sensors, for example also path pulses.
  • the functionality of the sensor device should preferably be checked at known intervals using known test methods.
  • Accelerometers of various types and functions can be used. Piezo, strain gauge, capacitive, inductive or solid state sensors can be used.
  • Sensors for determining inclination angles can also be used and are considered acceleration sensors for the purposes of the invention.
  • the inclination sensors described by way of example below can also be used independently of the device according to the invention.
  • FIGS. 5 a to 5 c show an inclination sensor 38 c, FIG. 5 a showing the display for a stationary vehicle and FIG. 5 b for an accelerated vehicle.
  • Fig. 5c shows a section along AA of Fig.5a.
  • the design of the inclination sensor 38c corresponds approximately to that of a circular bubble (in the same way, the housing could also be designed approximately in a half-can shape or in the form of a partial ring). Except for a small gas bubble 61, the sensor housing 64 is filled with a liquid 62 or a gas, possibly also an ent speaking solid, filled (other two-material arrangements are also possible).
  • a light-sensitive sensor 63 and a light source 60 are arranged on both sides of the housing 64, which is transparent at least in this area and optionally has optical systems, for example at least one Fresnel lens.
  • the light sensor 63 is preferably shaped such that a direct angle measurement of the angle of inclination can be carried out on an arc.
  • diode or phototransistors can be arranged on an arc, which may be extremely narrow in relation to the bubble diameter, as can be seen from FIG. 6d. This makes it possible to detect the center of gravity of the reflected and detected light surface or the point with the greatest intensity as a reference point.
  • the evaluation circuit of the light-sensitive sensor 63 can be integrated with it on a base plate which is formed as part of the housing 64.
  • sensors should be used that are equally functional in different angular positions.
  • the influence of the vertical and horizontal acceleration components that are not relevant for the determination of the relevant acceleration component can be minimized by a suitable choice of the filling and / or the cavity shape of the sensor.
  • the cavity shape determining the dragonfly could be designed as a hollow cylinder or as an annular tube or as an intermediate shape between the two. 6a to 6c show three design variants of inclination sensors 38d, 38e and 38f in one corresponding to FIG.
  • the cavity shape of the various inclination sensors is selected in such a way that the influence of vertical acceleration pulses is as negligible as possible.
  • the light-sensitive sensor is arranged on the side of the flange 66 facing the cavity.
  • the sensor 38e in FIG. 6b has an opaque layer 69 that covers the cavity in its central, particularly narrow region on both sides.
  • the flange 66c is designed as a Fresnel lens, which thus represents an integrated component of the housing. Instead of the Fresnel lens, other suitable optical devices could also be provided.
  • Each of these acceleration units can in turn have two acceleration sensors in the manner shown above.
  • 8 shows the calculation method for an arrangement according to FIG. 7 in a schematic manner. The orientation of all sensors is known from the design. Using a calculation method, which may be statistical, corresponding to the calibration or determination of the manipulation data, it is possible to determine relation parameters A between the values made available via the acceleration units 71 and 72 and the acceleration values Ga sought. The desired acceleration value Ga can be calculated using these parameters and the values determined from at least one acceleration unit 71 or 72.
  • FIGS. 9a and 9b show how the storage containing the data supplied via the determination units is managed.
  • the data are stored in storage locations, the storage area used for this purpose corresponding to a data structure 47 consisting of lines and columns.
  • a column contains 48 reference values which correspond to the frequency of a specific comparison value. If a comparison value obtained from the comparator 23 (FIGS. 3a to 3c) corresponds to a reference range, the content value 49 of a particular column is incremented by 1 in the same line.
  • the data structure 47 consists of a plurality of columns which, for example, represent time-related, speed-related, position-related reference classes, the content of which is determined in this way, the case-by-case incrementation to or for different time intervals in different columns.
  • This method corresponds to a statistical evaluation of the measured values, which enables a qualitatively and quantitatively accurate determination to be made despite measurements that may not be very precise. Thanks to this method, manipulation processes can be assessed and the conversion parameters (calibration) can be updated for the data made available from the pulse unit to the first determination unit. This makes it possible to use one or more sensors to determine the effective, horizontal acceleration of the vehicle.
  • At least one computer unit with memory (RAM or NV-RAM or EEPROM) and associated resonant circuit are preferably used to carry out this method.
  • the class is accessed with the maximum frequency if a certain, preselectable Un difference to the neighboring columns is exceeded.
  • the class with the maximum frequency corresponds to the quality of the pulses made available to the first determination unit. The clearer the frequency distribution of the classes and the smaller the class, the more precise the calibration. This calibration process is carried out at certain time intervals, depending on the time or number of comparison methods or also depending on the distance traveled.
  • the system is capable of learning in a certain way.
  • this method gives the possibility of making manipulation attempts that are ineffective and therefore useless, which involve influencing the pulse unit of the first determination unit, be it, for example, by changing the mechanical translation between wheels and pulse generator or by replacing the wheels themselves when retrofitting vehicles, the administrative and / or calibration effort is reduced, the retrofitting becomes cheaper.
  • This method or the device can be used, for example, for tachometers, taximeters, speed controllers, speed limit devices, distance-to-go recorders and / or other devices of this type which have to develop or deliver reliable, manipulation-free and tamper-proof data.
  • a supply unit 79 is used to supply power to the data switching unit 84d and to process or adapt the pulse signals to be fed to the first determination unit.
  • a connection which may also be wireless, corresponds to the power supply 57 shown in FIG. 1 or the pulse input 18 shown in FIGS. 3a and 3b.
  • the supply unit 79 is vehicle-specific, and the data switching unit 84d is system-specific. This arrangement separates the vehicle- and system-specific function blocks, which has proven to be inexpensive, in particular for assembly and logistics.
  • a separate battery can also be provided for the data switching unit, which, as also indicated in FIG. 1, is only used if the vehicle-specific power supply fails.
  • Vehicle component 82 is firmly mounted.
  • a system-related identification feature 15 is assigned to the switching unit and connected to the microprocessor 24a.
  • a vehicle-related identification feature 78 is identified by the
  • Tamper-proof vehicle identification can be realized.
  • a target separating surface 86 is arranged directly or indirectly between the data switching unit 84e and the vehicle component 82.
  • This predetermined separating surface 86 can connect both the data switching unit 84e and the vehicle component 82 to the trigger part 83a — optionally designed as a spring. In the same way, it can be a mechanical or chemical weak point of the trigger part 83a itself, the mechanical resistance of which is smaller than that of the other relevant connecting surfaces.
  • This nominal separation surface 86 or nominal separation points 86 '(FIG. 13b) or all others, between the data switching unit 84g and the vehicle part 82, are arranged in a normal operating state in such a way that they are protected against external access.
  • the weak point 86a can be designed as a mechanical weak point 86a and / or can be formed by a specific material, such as, for example, cardboard, synthetic foam, plastic, solid material, etc.
  • an identification transponder 75 is connected via an identification circuit 76b
  • the transponder 75 has an antenna 76. The system is closed via the electrical conductor 30. If the electrical conductor 30 breaks, the transponder 75 can no longer be addressed.
  • the transponder 75 (several transponders can also be provided) can be arranged both in the switching unit 84h and in the vehicle component 82.
  • the transponder 75 can be connected to further electronic elements, such as memories or microprocessors.
  • 15a to 15c show a trigger part 83f, preferably made of brittle material, such as glass or plastic, on which a conductor 30a is arranged.
  • Perforations 87b define a predetermined breaking line 86b. If the data switching unit 84i is lifted without authorization, it breaks, as can be seen in FIG. 15b the trigger part 83f, the conductor 30a arranged, for example, according to FIG. 15c is torn several times.
  • a component 84 ′ which can be, for example, an intermediate carrier plate for the data switching unit, is fastened to the vehicle component 82 via a conventional fastening element, such as a screw 98.
  • Fig. 16a shows the phase before assembly.
  • a leaf spring-like trigger part 83g two contacts 99 are closed only after assembly and in the normal operating state (FIG. 16b), so that a corresponding signal can be stored in the memory, preferably in a time-related manner, via a signal generator S. If the component 84 'is removed (if necessary also with authorization) (FIG.
  • FIG. 17 shows a device in which, when the data switching unit 84j is disassembled, a switch or signal transmitter 89 is actuated via a pawl 87, said switch possibly acting in the manner described with reference to FIGS. 16a to 16c.
  • FIGS. 19a to 19d An arrangement is shown in FIGS. 19a to 19d which can optionally be used on its own or in combination with one of the arrangements described above.
  • Access to at least one, for example as a screw trained fastening device 96 can be covered by a locking plate 91. If the locking plate 91 is moved, a switch 92, which may also be an electromechanical locking system, is actuated.
  • An electronic key 90 enables the registration of a key and system-specific identification feature 94a in the memory 54 via an interface 95.
  • the registered data will preferably also contain the time and date.
  • FIG. 20 shows an electronic key 90a with a memory 54b. Accesses are registered therein, the release of the locking plate 91 (FIG. 19b) by the switch 92 (FIG. 19b) is only possible after the specific identification feature 94b has been recognized. In this case, a spring 93b is provided, the spring strength of which is less than that of the spring 93 holding the locking plate 91 open
  • a prerequisite for trouble-free functioning of the system is certainly that the necessary assembly, test and, if necessary, also dismantling processes are carried out in specially provided, recognized assembly or test centers.

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Abstract

Zum Bestimmen, Registrieren und fallweisen Auswerten von Betriebs- und/oder Fahrdaten eines Fahrzeuges ist wenigstens eine erste Ermittlungseinheit (2), eine Rechnereinheit (24) für die Verwaltung der Daten, ein Speicher (54) zum insbesondere zeitabhängigen Speichern der Daten und wenigstens eine von der ersten Ermittlungseinheit (2) unabhängig - insbesondere unterschiedlich - ermittelnde zweite Ermittlungseinheit (3a) vorgesehen. Die Daten aus beiden Ermittlungseinheiten (2, 3a) werden im Speicher (54) gespeichert und verfügbar gemacht, sowie einer - gegebenenfalls ausserhalb des Fahrzeugs erfolgenden - Auswertung unterzogen, bei der elektronisch geprüft wird, ob die aus der ersten Ermittlungseinheit (2) gelieferten Daten korrekt, fehlerhaft oder manipuliert sind. Gegebenenfalls ist dem Speicher (54) eine Datenschnittstelle (5) für den Abgriff der Daten zugeordnet.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BESTIMMEN, REGISTRIEREN UND FALLWEISEN AUSWERTEN VON BETRIEBS- UND/ODER FAHRDATEN EINES
FAHRZEUGES Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen, Registrieren und fallweisen Auswerten von Betriebs- und/oder Fahrdaten eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 12, sowie eine Verwendung dieses Verfahrens bzw. dieser Vorrichtung.
Im Fahrzeugbereich werden Datenerfassungs- bzw. -registrier- systeme eingesetzt, die beispielsweise die Fahrweise, den Einsatz des Fahrzeuges und/oder die für die Ausführung von fahrzeugbezogenen Aufgaben gesammelten Daten registrieren bzw. verwalten. Diese Geräte umfassen gegebenenfalls Mikroprozessor-Schaltungen, über die die Auswertung der Signale von verschiedenen und unterschiedlichen Sensoren erfolgt. So werden zur Bestimmung der gefahrenen Strecke weg-abhängige Signale verwertet, die beispielsweise von einem Tachometer, einem am Rad angeschlossenen Impulsgeber, einem im Fahrzeug eingebauten Bordcomputer oder anderen elektronischen Vorrichtungen geliefert werden. Damit wird, in Abhängigkeit von vorgegebenen Aufgabenstellungen, die Registrierung von zurückgelegten Strecken, von Angaben über den Einsatz eines Fuhrparks, von gefahrenen Geschwindigkeiten, von Angaben über die zuletzt gefahrene Strecke und von anderen Informationen möglich.
Die in ökologischer Hinsicht problematische Erhöhung des Verkehrsaufkommens macht Lösungsansätze einsichtig, die auf einer kilometerabhängigen Besteuerung des Strassenverkehrs beruhen. Auch für die Bestimmung bzw. die Berechnung von Fahrstrecken-abhängigen Remunerationen oder für die Bestimmung von Entgelt für bestimmte Dienstleistungen, wie beispielsweise Fahrzeug-Leasing, werden ähnliche Ansätze verfolgt. Die solchen Bewertungen zugrunde zu legenden Betriebsdaten werden vorzugsweise gefahrene Kilometer sein, aber auch die gefahrenen Geschwindigkeiten, die Fahrweise, die geographische Lage, die Fahrzeit, die Tages- und/oder Kalenderzeit, die vorgesehene Nutzung und/oder andere relevante Kriterien können zugrunde gelegt werden. Solche Bewertungsarten implizieren Datenerfassungskonzepte, die flächendeckend für eine grosse Anzahl auch unterschiedlichster Fahrzeugtypen in unterschiedlichen Ländern einwandfrei eingesetzt werden können. Um wirtschaftlich sinnvoll zu sein, sollte die gesamte Verwaltung und Überwachung der erfassten bzw. gespeicherten Daten EDV-mässig erfolgen. Eine wesentliche Voraussetzung für das klaglose Funktionieren eines solchen Konzeptes ist einerseits Manipulations- und Fälschungssicherheit und vorzugsweise andererseits die Überprüfbarkeit der Korrektheit und Funktionstüchtigkeit der Datenerfassung- bzw. -registriereinrichtung durch den Verkehrsteilnehmer selbst.
Datenerfassungsgeräte für den Strassenverkehr (US 4,188,618, US 4,072,850, DE 32 21 399 und FR 82 18413) wie auch elektronische Wegmesssysteme oder Taxameter (DE 3419773) sind bekannt. Es sind auch Verfahren für die Eichung von Wegmessgeräten, die durch das Fahren (WO 90/15337, CH 657 916, DE 30 44 503, EP 2.657.962) einer vorgegebenen Streckenlänge gekennzeichnet sind. Die Gattung der Radumdrehungszähler (CH 681 931, EP 0 195 737) ist für die fälschungssichere Erfassung von Wegdaten bekannt. Auch gibt es Systeme für die fälschungssichere Übertragung von Wegdaten zwischen Geber und Erfassungsgerät (US 5 155 747). Mittels solcher, an sich bekannter, Verfahren und Vorrichtungen können die oben beschriebenen Aufgaben nicht gelöst werden. Klassische Methoden für Systemabsicherung, wie beispielsweise mechanische Plombierungen, und für Systemeichung sind aufgrund des unumgänglichen administrativen Aufwands für diese Aufgabe nicht geeignet. Durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 12 wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung bereitgestellt, die eine Lösung der oben beschriebenen Problemstellung darstellen. Eine bevorzugte Verwendung dieses Verfahrens bzw. dieser Vorrichtung ist in Anspruch 29 beschrieben.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die kennzeichnenden Merkmale der abhängigen Ansprüche beschrieben.
Dadurch, dass einer bestimmte betriebs- bzw. fahrzeugspezifische Daten ermittelnden, ersten Ermittlungseinheit wenigstens eine zweite Ermittlungseinheit zugeordnet ist, die den mittels der ersten Ermittlungseinheit ermittelten Daten vergleichbare Daten in einer von der ersten Ermittlungseinheit unabhängigen und insbesondere unterschiedlichen Weise ermittelt, und dass diese über die beiden Ermittlungseinheiten ermittelten Daten in einem Speicher - gegebenenfalls zeitbezogen - abgelegt und somit für eine weitere Auswertung verfügbar werden, wird es möglich, ein Datenerfassungskonzept zu verwirklichen, das manipulations- und fälschungssicher ist, und gleichzeitig die Korrektheit der Datenerfassung bzw. -registrierung selbst gewährleistet, gegebenenfalls überprüft und dessen Funktionstüchtigkeit verbessert.
Eine solche, einfache und autonome Vorrichtung kann einer bereits in einem Fahrzeug (PKW, LKW, Anhänger, Motorrad, Fahrrad u.dgl.) vorgesehenen Sensoreinheit beliebiger Art zugeordnet werden. Wird eine fahrstreckenabhängige Auswertung gewünscht, so wird insbesondere die fahrzeugspezifische Wegimpuls-Sensoreinheit als an die erste Ermittlungseinheit Daten liefernde Sensoreinheit vorgesehn werden. Die der zweiten Ermittlungseinheit zugeordnete Sensoreinheit kann dann eine Beschleunigungssensoreinheit und/oder ein die Dynamik des Fahrzeugs bestimmendes GPS-System sein. Die über die beiden Ermittlungseinheiten zur Verfügung gestellten Daten können einerseits zur Berechnung von Umrechnungsparametern zwischen den einzelnen Impuls-liefernden Sensoreinheiten bzw. den zugehörigen Auswerteschaltungen bzw. -einheiten und damit deren Eichung oder andererseits bzw. gleichzeitig zur Kontrolle bzw. Registrierung von Manipulationsversuchen oder Störfällen verwendet werden. Dazu werden diese Daten vorzugsweise in einem Vergleicher verglichen und/oder - insbesondere zeitbezogen - in einem Speicher abgelegt und einer entsprechenden Auswertung, die - gegebenenfalls unabhängig vom Fahrzeug - vorzugsweise EDV-programmunterstützt vorgenommen wird.
Verschiedene, gegebenenfalls miteinander kombinierbare, an sich alternative Vorkehrungen, die sowohl der Manipulationsais auch der Indentifikationssicherheit dienen können, sind durch Vorrichtungen, wie in einem der Ansprüche 13, 14, 18 und 20 bis 25 beschrieben, verwirklichbar. Die Störungsanfälligkeit des Systems wird verringert bzw.werden Störungen registrierbar, wenn Vorrichtungen, wie in einem der Ansprüche 14, 18, 19 beschrieben, vorgesehen sind. Vorrichtungen, die verbesserte Impulsdetektion bzw. -Verarbeitung ermöglichen sind in den Ansprüchen 14, 17, 19 und 26 bis 28 beschrieben.
Es versteht sich, dass die Kombination von solchen, bestimmte Aufgaben erfüllenden Vorrichtungen im Hinblick auf bestimmte Aufgabenstellungen einen synergistischen Effekt zeitigen kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. die erfoindungsgemässe Vorrichtung sind - ohne den aus dem Stand der Technik bekannten, unumgänglichen administrativen Aufwand - ermöglicht eine elektronisch durchführbare Systemabsicherung bzw. auch -Eichung. Die in Anspruch 16 beschriebene Beschleunigungssensoreinheit für die Bestimmung der Fahrtrichtung liegenden Horizontal- Beschleunigung ermöglicht gleichzeitg, Montageprobleme zu minimieren und Manipulationsversuche unwirksam zu machen bzw. zu registrieren. Ein für eine solche Beschleunigungseinheit geeigneter Sensor, ein Neigungssensor einfacher und kostegünstiger Bauart, is in den Ansprüchen 26 bis 28 beschrieben. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
Fig.1 eine Datenschalteinheit;
Fig.2 eine Darstellung eines Datenerfassungskonzepts;
Fig.3a, 3b, 3c Blockschaltbilder für alternative Datenvergleichssysteme;
Fig.4 eine Darstellung der Bestimmung von Horizontalbeschleunigungen mittels zweier Beschleunigungssensoren;
Fig.5a bis 5c Darstellung der Bestimmung der Horizontalbeschleunigung mittels eines Neigungssensors; Fig.6a bis 6d alternative Ausführungsformen von Neigungssensoren;
Fig.7 eine Ermittlungseinheit mit zwei Beschleunigungssensoreinheiten;
Fig.8 eine Darstellung des Berechnungsverfahrens zur Bestimmung der Horizontalbeschleunigung;
Fig.9a und 9b Darstellungen der Verwaltung der Daten;
Fig.10 eine Darstellung einer möglichen Anordnung der Datenschalteinheit in einem Fahrzeug;
Fig.11a und 11b Darstellung der Funktionsweise einer
systembezogenen Manipulationskontrolle;
Fig.12 bis 18 zu Fig.11 alternative Ausführungsbeispiele; Fig.19 und 20 Darstellungen von Zugangsregistrieranordnungen;
Fig.21 Fahrzeug-unabhängige Signalgeber und Fig.22a und 22b Darstellungen von alternativen Anordnungsmöglichkeiten von Beschleunigungssensoren.
Fig.1 zeigt in schematischer Darstellung eine Datenschalteinheit 84, die folgende Elemente umfasst: eine erste Ermittlungseinheit 2, eine zweite Ermittlungseinheit 3, Sensoren 8, eine Datenschnittstelle 5, ein - insbesondere gegen Manipulation geschütztes - Gehäuse 10, eine Batterieeinheit 13, einen Mikroprozessor 51, eine Anzeigevorrichtung 52 in Form eines Displays, einen Signalgeber 59, der extern oder intern angeordnet sein kann, eine Eingabevorrichtung 53 in Form einer Tastatur zur Eingabe von Fahrzeug- oder Benutzerspezifischen Daten oder auch zur Anwahl einer bestimmten Anzeige oder Anzeigeart, einen Speicher 54, diverse Signaleingänge 55 und 56, eine Stromversorgung 57 und eine Kalenderuhr 58.
Die Schnittstelle 5 kann einem mechanischen, optischen und/oder induktiven Stecker, einem Kartenleser, einer drahtlosen Übertragungseinheit, einem Display, einem Sendemodul, einem Drucker und/oder sonstigen Vorrichtungen entsprechen. Der Zugriff zur Schnittstelle 5 sollte - beispielsweise über Schlüsselwörter mit Kriptoalgorithmen - manipulationssicher sein.
Sind kapazitive Beschleunigungsensoren innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet, so wird innerhalb desselben - entsprechend der erforderlichen Voreinstellung zur Festlegung der Frequenzeigenschaften des Sensors - ein ganz bestimmter Luftdruck herrschen. Wie weiter unten, insbesondere anhand der Figuren 11 bis 18, dargestellt ist, ist damit eine zu den dort beschriebenen Manipulationssicherungen bzw.-kontrolleinrichtungen alternative bzw. zusätzliche Manipulationssicherung möglich, da bei widerrechtlichem Öffnen des Gehäuses 10 oder eines als Zugriffssicherung ausgebildeten Teils (gegebenenfalls entsprechend einer in Fig.3a bzw. 3b angedeuteten Anordnung 21) der voreingestellte Luftdruck verloren geht und die Sensoreigenschaften verändert werden, wobei dies datenmässig über den Mikroprozessor registriert werden kann.
Über den mechanischen oder elektrischen Signalgeber 59 kann dem Verkehrsteilnehmer jegliche Art von Störungen in der Datenschalteinheit 84 oder in über die Schnittstelle 5 angeschlossenenen Peripheriegeräten mitgeteilt werden.
Die Datenschalteinheit 84 kann direkt an einem Fahrzeugteil befestigt oder gegebenenfalls in Art einer Doppelablage an einer an einem Fahrzeugteil befestigten Grundplatte abnehmbar angebracht werden. Im letzteren Fall wird die Logistik für die Datenübertragung vereinfacht, bei gleichzeitig hoher Systemsicherheit. Im ersteren Fall wird die Datenübertragung an einem Erhebungsort durch zusätzliche Vorrichtungen, wie Funk und/oder tragbare Mikroprozessoren bzw. entsprechende Schaltanordnungen vorgenommen werden.
In Fig.2 wird in schematischer Weise ein Datenerfassungssystem gezeigt, das für die unterschiedlichsten Aufgaben eingesetzt werden kann. Die in einem Fahrzeug 1 vorgesehene Datenschalteinheit 84 ist über das Kabel 16 mit dem Impulsgeber des Tachometers 17 verbunden. An einem Erhebungsort 14 werden Daten in die Datenschalteinheit geschrieben oder aus der Datenschalteinheit gelesen. Geschrieben werden fahrzeugspezifische Daten und/oder Parameter für die vorgesehenen Erfassungszwecke und/oder gegebenenfalls geänderte Algorithmen für geänderte Datenerfassungzwecke und/oder die Zeit. Gelesen werden vor allem die über die Datenschalteinheit 84 verfügbaren Daten. Diese Daten werden gegebenenfalls am Erhebungsort 14 für diverse - beispielsweise fiskalische - Zwecke weiterbearbeitet. Aus Fig.3a-3b-3c sind Beispiele für erfindungsgemässe Schaltungen der Datenschalteinheit in Blockschaltbildform zu ersehen. Fig.3a zeigt eine Schaltungsanordnung für eine Datenschalteinheit 84 mit einer ersten Ermittlungseinheit 2 mit einem Eingang 18, über den beispielsweise Weg-Impulse verfügbar sind, und eine zweite Impulseinheit 3a mit einer Sensoreinheit 19, der die Impulse an die erste Ermittlungsein- heit 2 liefernden Sensoreinrichtung entsprechend, in diesem Fall gegebenenfalls eine Beschleunigungssensoreinheit, einen Vergleicher 23, einen Mikroprozessor 24, einen Speicher 54, eine Datenschnittstelle 5 mit angeschlossener EDV-Anlage 6. Die über die Sensoreinheit 19 zur Verfügung gestellten Impulse, gegebenenfalls in Form von Beschleunigungswerten, werden durch eine für die Signalvorbereitung vorgesehene elektronische Schaltung 20 aufbereitet, die über den Eingang 18 eingehenden Impulse - gegebenenfalls Wege-Impulse - wer- den mittels einer Aufbereitungseinheit 22 vorbereitet. Die erhaltenen Werte werden in einem Vergleicher 23 verglichen. Das Vergleichsergebnis wird einem Mikroprozessor 24 übergeben, der die ermittelten Daten verwaltet und vorzugsweise im Speicher 54 ablegt.
Das Gehäuse 10 kann zugriffssicher ausgebildet sein (eine solche Anordnung 21 ist strichpunktiert angedeutet). Dazu können beispielsweise Schalter und/oder Lichtschranken und/oder andere Sensoren eingesetzt werden, um einen unbe- fugten Zugriff zum Inhalt des Gehäuses 10 festzustellen und/oder zu verhindern. Die Feststellung eines unbefugten Zugriffs wird entweder gespeichert oder es werden - gegebenenfalls auch alternativ - aufgaben-abhängige Vorkehrungen über die Schaltung getroffen. Zusätzlich oder alternativ könnten Speicherbereiche gegen unbefugten Eingriff geschützt werden. Solche Zugriffssicherungen sind beispeilsweise aus EP 0 325 506, EP 0 378 306 oder den Produktunterlagen Thomson und Dallas zu entnehmen.
Ein Identifikationsmerkmal 15, das entweder zur Identifikation des Fahrzeugs herangezogen werden kann oder das als Manipulations-Erkennungs-Einrichtung dienen kann, gegebenenfalls einer der anhand der Figuren 11 bis 18 beschriebenen Einrichtungen entsprechend ausgebildet, ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet.
Vergleicher 23 und Mikroprozessor 24 bilden eine Auswerteschaltung 9a.
Die erste oder die zweite Ermittlungseinheit 2 oder 3 können ihre Daten aus Sensoreinheiten unterschiedlicher Art beziehen. Es kann sich um beispielsweise Streckenimpuls-, Beschleunigungs-, Geschwindigkeits-, Neigungswinkel-, GPS-Positionsermittlungs- Drucksensor-, optische Rotations-, Gyroskop-, Lärmsensor-, Kompass-, Funk-, Wegmess-, Magnetfeldoder Induktivsensoreinheiten handeln.
Die Anordnung der Fig.3b entspricht jener der Fig.3a, wobei die aus den beiden Ermittlungseinheiten 2 und 3a erhaltenen Daten zunächst lediglich tabellarisch im Speicher 54 abgelegt werden und - ausserhalb der Datenschalteinheit 84b - in einem in der einen Vergleicher 23 aufweisenden EDV-Anlage 6 verglichen und ausgewertet werden.
In Fig.3c ist eine alternative Ausbildung einer Datenschalteinheit 84c dargestellt, bei der die zweite Ermittlungseinheit 3c eine GPS-Schaltung 26 umfasst, die mit einer in dem Gehäuse 10 oder ausserhalb des Gehäuses 10 angeordneten Antenne 43 verbunden ist. Die so erhaltenen Positionsdaten des Fahrzeugs und die über die erste Ermittlungseinheit 2 verfügbaren weg-abgeleiteten Werte werden dem Vergleicher 23 zur Verfügung gestellt. Die - im Speicher 54 gegebenenfalls tabellarisch abgelegten - GPS-Werte können beispielsweise auch dazu verwendet werden, eine die jeweiligen Fahrstrecken in geographischer Hin- sieht berücksichtigende Bewertung durchzuführen. Damit könnte beispielsweise der Stadt- und Landverkehr unterschiedlich besteuert werden. Auch für Erhebungszwecke - seien sie rein statistischer oder Verkehrs-logistischer Natur - können sie eingesetzt werden.
Gegebenenfalls kann das GPS-System zusätzlich einem Datenermittlungssystem, wie in Fig.3a oder 3b dargestellt, zugeordnet werden. Es kann auch, wie bereits oben angedeutet, anstelle der ersten Ermittlungseinheit 2 vorgesehen sein.
Für manche Aufgaben kann eine Information ausreichend sein, die auf dem Vergleich eines Signals, das allein die Tatsache des Bewegungszustands des Fahrzeugs signalisiert und das beipielsweise über Rotationssensoren verfügbar wird, mit dem Zustand eines Impulszugangs beruht - über den beispielsweise von der fahrzeugeigenen Weg-Impulseinheit stammende Impulse einer Ermittlungseinheit zugeführt werden. Über den Signalgeber 59 (Fig.1) können widersprüchliche Informationsgehalte signalisiert werden, bzw. deren Auftreten im Speicher 54 - gegebenenfalls zeitbezogen - abgelegt und damit zur Kontrollzwecken wieder verfügbar werden. Manipulationen des Impulseingangs können allerdings nicht ausgeschlossen werden.
Fig.4a und 4b zeigen eine Beschleunigungs-Sensoreinheit 19a für die Ermittlung der Fahrtbeschleunigung mit zwei Beschleunigungssensoren 38a und 38b, deren Ebenen rechtwinklig zueinander liegen. Dies ist eine aus geometrischen Gründen bequeme, aber nicht zwingende Anordnung. Für andere Relativlagen ändern sich die Berechnungen entsprechend. Die Ermittlung der Fahrtbeschleunigung wird in Zusammenhang mit den über die aus der ersten Ermittlungseinheit 2 anfallenden Weg-Impuls-abhängigen Signalen erfolgen. Erfolgen diese in konstanten Zeitabständen, so wird der durch Lot und Fahrzeugneigung definierte Winkel Bo ermittelt (Fig.4a).
Bo = Atan (G2/G1)
Die Sensoren bzw. deren Auswerteschaltung(en) werden in bestimmten Zeitabständen - in jedenfalls unbeschleunigtem Zustand des Fahrzeugs - auf die Nulleinstellung nachkorrigiert.
Wird aufgrund der eingehenden Wegimpulse eine Zustands- oder Geschwindigkeitsänderung feststellbar, kann dann aufgrund des letztberechneten Winkels Bo die horizontale Fahrtbeschleunigung Ga (Fig.4b) für ein bestimmtes, vorzugsweise kurzes Zeitintervall, bestimmt werden: Ga = G1*sin (Bo) - G2*cos (Bo)
Der Winkel B zwischen Lot und resultierender Beschleunigungskomponente kann - bei Verwendung von Neigungssensoren entsprechend Fig.5 direkt bestimmt und beispielsweise in einer Tabelle des Mikroprozessors in Ga konvertiert werden.
Bei Einsatz nur eines Beschleunigungsensors kann Bo wie folgt bestimmt werden: Bo = f (G1), wobei f durch das weiter unten beschriebene, statistische Verfahren ermittelt werden kann. Die horizontale Beschleunigungskomponente Ga ergibt sich dann zu Ga = G1 * sin (Bo)
Die Berechnung dieser Daten erfolgt repetitiv in kleinen Zeitabschnitten von beispielsweise 2 bis 100 msek, wobei die Aufnahme der Daten auch von bestimmten äusseren Konditionen, die durch von anderen Sensoren gelieferte Impulse - beispielsweise auch Wegimpulse - ausgelöst werden, abhängig gemacht werden kann.
Die Grosse der beiden Beschleunigungsvektoren Ga
(horizontaler Vektor) und Gv (Vektor in Fahrtrichtung) ist für die gewünschten Auswertungszwecke als gleich anzusehen. Das würde beispielsweise bei einer Strassenneigung von 2% zu einem Messfehler von +0 mg führen, bei einer Strassenneigung von 10% (max. Neigung bei Autobahnen) von 0,4 mg und bei 16% Strassenneigung (sehr steile Strassen) von 1,2 mg.
Die aus der ersten Ermittlungseinheit stammenden, wegabhän- gigen Werte werden beispielsweise in folgender Weise ausgewertet: einer vorgegebenen Weggrösse werden Zeitabstände t zugeordnet. Die Veränderung der Zeitabstände t für gleichbleibende Weggrössen dient der Ermittlung der Beschleunigung. Die aus den Sensoren über die zweite Ermittlungsein- heit zur Verfügung gestellten Beschleunigungswerte werden zu Zeitpunkten aufgenommen, die durch die Zeitabstände t festgelegt sind. Diese Werte können entweder die zu den jeweiligen Zeitpunkten aufgenommenen Beschleunigungswerte oder ein durch die elektronische Schaltung 20 (Fig.3a, 3b) für den entsprechenden Zeitabstand t bzw. aufgrund der ermittelten Impulsdifferenzen ermittelter Mittelwert sein. Die so aus den beiden Ermittlungseinheiten verfügbaren Werte werden dann im Vergleicher 23 (Fig.3a, 3b) verglichen. Da sich der Wert des Winkels Bo während der Fahrt - in Abhängigkeit von der Fahrunterlage - ständig ändert, kann die Güte der weiter unten beschriebenen, statistischen Auswertung durch Filtrierung der errechneten Horizontalbeschleunigungswerte - gegebenenfalls durch Einsatz eines anderen Sensors, wie eines Feuchtigkeits- oder Temperatursensors - optimiert werden.
Vorzugsweise sollte mittels bekannter Testverfahren in bestimmten Abständen die Funktionstüchtigkeit der Sensorein- richtung überprüft werden.
Ist auch der Einsatz von Gyroskopen oder von auf dem Sargnac-Effekt basierenden Winkelmessgebern, wie beispielsweise in der EP-A-0 483 993 beschrieben, möglich, so werden für den Zweck der Erfindung einfache und kostengünstige Lösungen vorzuziehen sein.
Beschleunigungssensoren unterschiedlichster Bauart und Funktionsweise können eingesetzt werden. Der Einsatz von Piezo-, Dehnmessstreifen-, Kapazitiv-, Induktiv- oder Festkörpersensoren ist möglich.
Auch Sensoren für die Bestimmung von Neigungswinkeln können eingesetzt werden und gelten als Beschleunigungssensoren im Sinne der Erfindung. Die im folgenden beispielhaft beschriebenen Neigungssensoren können auch unabhängig von der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendet werden.
Fig.5a bis 5c zeigt einen Neigungssensor 38c, wobei Fig.5a die Anzeige für ein stehendes Fahrzeug und Fig.5b für ein beschleunigtes Fahrzeug zeigt . Fig .5c zeigt einen Schnitt längs A-A der Fig.5a. Der Neigungssensor 38c entspricht in seinem Aufbau in etwa dem einer Dosenlibelle (in gleicher Weise könnte das Gehäuse auch in etwa halbdosenförmig oder in Form eines Teilringes ausgebildet sein). Das Sensorgehäuse 64 ist bis auf eine kleine Gasblase 61 mit einer Flüssigkeit 62 oder einem Gas, gegebenenfalls auch einem ent sprechendem Feststoff, gefüllt (andere Zwei-Materialien-Anordnungen sind ebenfalls möglich). Ein lichtempfindlicher Sensor 63 und eine Lichtquelle 60 sind beidseitig des Gehäuses 64 angeordnet, das wenigstens in diesem Bereich durchsichtig ist und gegebenenfalls optische Systeme aufweist, beispielsweise wenigstens eine Fresnel-Linse. Der Lichtsensor 63 ist vorzugsweise so geformt, dass eine direkte Winkelmessung des Neigungswinkels auf einem Bogen durchgeführt werden kann. Dazu können Dioden- oder Phototransistoren an einem - gegebenenfalls in bezug auf den Blasendurchmesser äusserst schmalen - Bogen angeordnet sein, wie aus Fig.6d zu ersehen ist. Damit wird es möglich, den Schwerpunkt der reflektierten und detektierten Lichtfläche oder der Punkt mit der grössten Intensität als Referenzpunkt zu detektieren. Die Auswertungsschaltung des lichtempfindlichen Sensors 63 kann integriert mit diesem auf einer Grundplatte, die als Teil des Gehäuses 64 ausgebildet ist, angeordnet sein.
Da vorzugsweise die gleiche Datenschalteinheit ohne aufwendige Voreinstellungen an unterschiedlich geneigten Fahrzeugteilen angebracht werden sollte (beispielsweise ist für die Montage an der Windschutzscheibe unterschiedlicher Fahrzeugtypen mit einer unterschiedlichen Neigung der Scheibe zu rechnen), sollten Sensoren eingesetzt werden, die in unterschiedlichen Winkelstellungen gleichermassen funktionstüchtig sind. Durch eine geeignete Wahl der Füllung und/oder der Kavitätsform des Sensors kann der Einfluss der für die Bestimmung der relevanten Beschleunigungskomponente nicht relevanten vertikalen und horizontalen Beschleunigungskomponenten minimiert werden. Beispielsweise könnte die die Libelle bestimmende Kavitätsform als Hohlzylinder oder als ringförmiges Rohr bzw. als Zwischenform zwischen den beiden ausgebildet sein. Fig.6a bis 6c zeigt drei Ausbildungsvarianten von Neigungssensoren 38d, 38e und 38f in einem der Fig.5c entsprechenden Querschnitt, deren Gehäuse jeweils einen Aussenring 68 aus lichtdichtem Materialaufweist und zwei Flansche 65,66 ausf- weist, die wenigstens im Bereich der Blase 61 lichtdurchlässig sind bzw. den lichtempfindlichen Sensor 63 an der diesem Bereich zugewandten Seite angeordnet haben. Die Kavitätsform der verschiedenen Neigungssensoren ist derart gewählt, dass der Einfluss von vertikalen Beschleunigungsimpulsen möglichst zu vernachlässigen ist. Bei dem in Fig.6a gezeigten Neigungssensor 38d ist der lichtempfindliche Sensor an der der Kavität zugewandte Seite des Flansches 66 angeordnet. Der Sensor 38e der Fig.6b weist eine die Kavität in ihrem mittleren, besonders schmal ausgebildeten Bereich beidseitig abdeckende, lichtundurchlässige Schicht 69 auf. Bei dem Sensor 38f der Fig.6c ist der Flansch 66c als Fresnel-Linse ausgebildet, die somit einen integrierten Bestandteil des Gehäuses darstellt. Anstelle der Fresnel-Linse könnten auch andere geeignete, optische Vorrichtungen vorgesehen werden.
Als optische Sensoren können PSD-Sensoren eingesetzt werden, die allerdings den Nachteil haben, nicht in Form eines Bo- gens angeordnet werden zu können. Für den Zweck der Erfindung müssten zumindest zweidimensionale PSD-Sensoren eingesetzt werden, was eine komplexe Schaltung erfordern würde. In Fig.7 wird eine vorteilhafte Anordnung zur Ermittlung der Beschleunigung gezeigt. Bei ungenauer und gegebenenfalls auch unsachgemässer Montage der Datenschalteinheit und damit der Ermittlungseinheit können sich beim Einsatz von unidi- rektionellen Beschleunigungsensoreinheiten Messfehler erge- ben, die für eine ungünstige statistische Verteilung der Vergleichswerte verantwortlich sind, womit die Genauigkeit der Eichung, wie auch weiter unten beschrieben, bzw. ein korrekte Auswertung der Manipulationsdaten (entsprechend Fig.9) nicht mehr gewährleistet sind. Es wird daher vorge- schlagen, die zweite Ermittlungseinheit mit zumindest zwei Beschleunigungseinheiten 71 und 72 für unterschiedliche Messrichtungen G1 und G2 zu versehen. Jede dieser Beschleunigungseinheiten kann wiederum in oben dargestellter Weise zwei Beschleunigungssensoren aufweisen. In Fig.8 ist in schematischer Weise das Berechnungsverfahren für eine Anordnung nach Fig.7 dargestellt. Die Orientierung aller Sensoren ist von der Konstruktion her bekannt. Mittels einem dem für die Eichung bzw. die Ermittlung der Manipulationsdaten entsprechenden, gegebenenfalls statistischen, Be- rechnungsverfahren können Relationsparameter A zwischen den über die Beschleunigungseinheiten 71 und 72 zur Verfügung gestellten Werten und den gesuchten Beschleunigungswerten Ga ermittelt werden. Mit diesen Parametern und den aus zumindest einer Beschleunigungseinheit 71 bzw. 72 ermittelten Werten kann der gesuchte Beschleunigungswert Ga errechnet werden.
In Fig.9a und 9b ist dargestellt, wie die Verwaltung der die über die Ermittlungseinheiten gelieferten Daten enthaltenden Speicher erfolgt. Die Daten werden in Speicherstellen abgelegt, wobei der für diesen Zweck benutzte Speicherbereich einer aus Linien und Kolonnen bestehenden Datenstruktur 47 entspricht. Beispielsweise enthält eine Kolonne 48 Referenzwerte, die der anfallenden Häufigkeit eines bestimmten Ver- gleichswertes entspricht. Wenn ein aus dem Vergleicher 23 (Fig.3a bis 3c) erhaltener Vergleichswert einem Referenzbereich entspricht, wird der Inhaltswert 49 einer bestimmten Kolonne in derselben Linie mit 1 inkrementiert . Die Datenstruktur 47 besteht aus mehreren Kolonnen, die beispielsweise zeitbezogene, geschwindigkeitsbezogene, positi- onsbezogene Referenzklassen darstellen, deren Inhalt auf diese Weise bestimmt wird, wobei die fallweise Inkrementie- rung zu bzw. für unterschiedliche Zeitabstände in jeweils anderen Kolonnen vorgenommen werden kann. Dieses Verfahren entspricht einer statistischen Auswertung der gemessenen Werte, wodurch trotz gegebenenfalls nicht ganz genauer Messungen eine in qualitativer und quantitativer Hinsicht ausreichend genaue Bestimmung möglich wird. Dank dieses Verfahrens kann eine Einschätzung von Manipulationsvorgängen und eine Nachführung der Umrechnungsparameter (Eichung) für die aus der Impulseinheit der ersten Ermittlungseinheit zur Verfügung gestellten Daten erfolgen. Der Einsatz eines oder auch mehrerer Sensoren für die Ermittlung der effektiven, horizontalen Beschleunigung des Fahrzeugs wird damit möglich.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird vorzugsweise wenigstens eine Rechnereinheit (Microprozessor oder Microcontrol1er) mit Speicher (RAM oder NV-RAM oder EEPROM) und dazugehörigem Schwingkreis verwendet.
Aus der Form der statistischen Verteilung 49b in den jeweiligen Kolonnen, wie in Fig.9b dargestellt, kann auf eine normale oder abnormale Funktion des Datenerfassungssystems geschlossen werden.
Durch die Untersuchung der im Speicher gespeicherten, statistischen Verteilung 49b, die insbesondere an entsprechenden Erhebungsorten stattfindet, können Manipulationsversuche oder fehlerhaftes Funktionieren des Datenerfassungssystems festgestellt werden. Aber auch bereits während der Datenerfassung selbst können Massnahmen gesetzt werden, wie beispielsweise die Meldung eines Fehlers über den Signalgeber 59 (Fig.1) und/oder die Durchführung von für die Folge-Berechnung der Daten massgebenden Aufgaben und oder das Löschen des gesamten Speicherinhalts.
Für die Nachführung der Umrechnungsparameter (quasi-kontinuierliche Eichung) wird auf die Klasse mit der maximalen Häufigkeit zugegriffen, wenn ein bestimmter, vorwählbarer Un terschied zu den benachbarten Kolonnen überschritten wird. Die Klasse mit der maximalen Häufigkeit entspricht der Güte der der ersten Ermittlungseinheit zur Verfügung gestellten Impulse. Je deutlicher die Häufigkeitsverteilung der Klassen und je kleiner die Klasse ist, desto genauer wird die Eichung. Dieser Eichvorgang wird in bestimmten Zeitabständen vorgenommen, in Abhängigkeit von Zeit oder Anzahl der Vergleichsverfahren oder auch in Abhängigkeit vom jeweils zurückgelegten Weg.
Aufgrund der Datenstruktur wird das System in einer gewissen Weise lernfähig.
Dieses Verfahren ergibt damit gleichzeitig die Möglichkeit, Manipulationsversuche wirkungs- und damit nutzlos zu machen, welche eine Einflussnahme auf die Impulseinheit der ersten Ermittlungseinheit beinhalten, sei es beispielsweise durch Veränderung der mechanischen Übersetzung zwischen Rädern und Impulsgeber oder durch einen Austausch der Räder selbst. Ausserdem wird bei der Nachrüstung von Fahrzeugen der administrative und/oder Eichaufwand reduziert, die Nachrüstung wird kostengünstiger.
Dieses Verfahren bzw. die Vorrichtung können beispielsweise für Tachometer, Taxameter, Geschwindigkeitsregler, Geschwin- digkeitsbegrenzungsvorrichtungen, Restwegschreiber und/oder andere Vorrichtungen dieser Art, die zuverlässige, manipulationsfreie und fälschungssichere Daten erarbeiten bzw. abgeben müssen, eingesetzt werden. Damit wird die Eichung jed- welcher Art von Wegmesseinrichtungen autonom, manipulations- und fälschungssicher durchführbar.
In Fig.10 wird eine für die Realisierung einer fahrlei- stungsabhängigen Bewertung günstige Anordnung der fahrzeug- bezogenen Datenerfassung gezeigt. Die Datenschalteinheit 84d ist vorzugsweise in der unteren Mitte der Windschutzscheibe 82 - gegebenenfalls auch mit einem Doppelkklebeband geeigneter Haftkraft - befestigt, da dort für jeden Fahrzeugtyp die Orientierung der Windschutzscheibe gegenüber der Fahrtrichtung senkrecht ist. Manipulationskontroll- bzw. Identifizie- rungsmerkmale 78, die elektronische, magnetische, mechanische oder aufgedruckte oder eingeprägte Identifikationszeichen enthalten, können durch die Windschutzscheibe direkt erkennbar angeordnet sein, bzw. über ansteuerbare Zeichen bzw. elektronische Anzeiger überprüft oder abgefragt werden.
Eine Versorgungseinheit 79 dient der Stromversorgung der Da- tenschalteinheit 84d und der Aufbereitung bzw. Anpassung der der ersten Ermittlungseinheit zuzuleitenden Impulssignale. Eine Verbindung, die gegebenenfalls auch drahtlos sein kann, entspricht der in Fig.1 dargestellten Stromversorgung 57 bzw. dem in Fig.3a und 3b dargestellten Impulseingang 18. Die Versorgungseinheit 79 ist fahrzeugspezifisch, die Daten- schalteinheit 84d systemspezifisch. Durch diese Anordnung werden die fahrzeug- und systemspezifischen Funktionsblöcke getrennt, was sich insbesondere für die Montage und Logistik als kostengünstig erweist.
Für die Datenschalteinheit kann auch eine eigene Batterie vorgesehen werden, die, wie auch in Fig.1 angedeutet, gege- benenfalls nur im Fall des Ausfalls der fahrzeugspezifischen Stromversorgung eingesetzt wird.
Wie einleitend dargestellt, wird es für die Durchführung bestimmter Aufgaben notwendig, Manipulationen an der Daten- schalteinheit zu unterbinden, bzw. vorgenommene Manipulationen erkennbar zu machen. Die oben beschriebene Möglichkeit, Manipulationen aufgrund der im Speicher abgelegten Daten zu erkennen, haben sich auf Manipulationen an den fahrzeugspezifischen Bauteilen, wie Impulsgebern, Übersetzungen oder Zuleitungen, bezogen. Es werden im folgenden verschiedene Anordnungen beschrieben, die die Möglichkeit bieten, Manipulationen an der Daten- schalteinheit zu erkennen. Solche Manipulations-Kontrollein- richtungen können unabhängig von dem für die Manipulations- Kontrolle der Datenschalteinheit vorgesehenen Zweck auch für andere Einrichtungen eingesetzt werden. So soll auch in den folgenden Darstellungen die Datenschalteinheit nur beispielhaft für andere, manipulationssicher, d.h. insbesondere nicht unbefugt demontierbar, befestigte Bauteile gesehen werden. Der in den folgenden Beispielen als Datenschalteinheit mit dem Bezugszeichen 84 bezeichnete Bauteil kann an sich auch nur als Grundplatte für eine daran angeordnete Datenschalteinheit dienen. Fig.11a zeigt eine Datenschalteinheit 84e, die auf einem
Fahrzeugsbestandteil 82 fest montiert ist. Ein systembezogenes Identifikationsmerkmal 15 ist der Schalteinheit zugeordnet und mit dem Mikroprozessor 24a verbunden. Ein fahrzeugbezogenes Identifikationsmerkmal 78 wird durch die
Schalteinheit zugangmässig geschützt. Damit kann ein fälschungssicherer Systemverbund zum Fahrzeug oder eine
fäschungssichere Fahrzeugidentifikation realisiert werden.
Ein sogenannter Triggerteil 83a ist zwischen Datenschaltein- heit 84e und Fahrzeugbestanteil 82 angeordnet, wobei damit gleichzeitig das fahrzeugspezifische Identifikationsmerkmal 78 abgedeckt wird. Unter einem Triggerteil 83a soll im folgenden ein mittel- oder unmittelbar zwischen der Datenschalteinheit 84e und dem Fahrzeugbestandteil 82 angeordne- tes Zwischenteil zu verstehen sein, das beim voll- oder an- teilsmässigen Auseinanderschieben oder -nehmen der Datenschalteinheit 84e vom Fahrzeugbestandteil 82 ein mechanisches, elektrisches, chemisches oder optisches Signal (in weitem Sinn) auslöst. Der Triggerteil kann gegebenenfalls auch ein Fahrzeugbestandteil selbst sein, beispielsweise die Windschutzscheibe . Wie aus Fig.11b zu ersehen ist, wird bei Lösen der Datenschalteinheit 84e von dem Fahrzeugteil 82 ein elektrischer Leiter 30 zerstört, der unzugänglich innerhalb der Datenschalteinheit 84e liegt. Bei diesem Vorgang kann ein Signal ausgelöst werden, das im Mikroprozessor verarbeitet und im Speicher, gegebenenfalls zeitbezogen, abgelegt wird.
Eine Solltrennfläche 86 ist mittel- oder unmittelbar zwi- sehen Datenschalteinheit 84e und Fahrzeugbestandteil 82 angeordnet. Diese Solltrennfläche 86 kann sowohl die Datenschalteinheit 84e als auch den Fahrzeugbestandteil 82 mit dem Triggerteil 83a - gegebenfalls als Feder ausgebildet - verbinden. Sie kann in gleicher Weise eine mechanische oder chemische Schwachstelle des Triggerteils 83a selbst sein, deren mechanischer Widerstand kleiner als der der anderen relevanten Verbindungsflächen ist.
Diese Solltrennfläche 86 bzw. Solltrennstellen 86' (Fig.13b) bzw. alle anderen, zwischen der Datenschalteinheit 84g und dem Fahrzeugbestnadteil 82 sind in normalem Betriebszustand vor äusseren Zugriffen geschützt angeordnet.
Der elektrische Leiter 30 könnte auch eine mechanische Verbindung zu einem vorgespannten Schalter darstellen, bei Bruch wir dien Zustandsänderung bewirkt.
Fig.12a und 12b zeigen eine den Fig.11a und 11b entsprechende Ausbildung. Bei Trennen des Datenschalteinheit 84f von dem Fahrzeugbestandteil 82 wird der dazwischen angeordnete, plastisch verformbare Triggerteil 83c teilweise von beiden Teilen abgehoben. Der elektrische Leiter 30 wird unterbrochen und kann, da er teilweise als Feder 77 ausgebildet und durch zwei Ausnehmungen 81 geführt ist, von aussen nicht mehr wiederhergestellt werden. Fig.13a und 13b zeigen eine Anordnung, bei- der die Daten- schalteinheit 84g mit einem dem Fahrzeugbestandteil 82 direkt zugeordneten, und mit diesem fest verbundenen Zwischenteil 82' über einen Schnappverschluss mit einer Sollbruch- stelle 86 'verbunden ist. Anstelle der Sollbruchstelle 86' können die Arme des Schnappverschlusses auch unelastisch verformbar ausgebildet sein, so dass ein neuerliches Aufbringen der Datenschalteinheit nach Entfernen derselben nicht mehr möglich wird.
Fig.14a und 14b zeigen eine Ausbildung, bei der das Triggerteil 83 eine Schwachstelle 86a aufweist. Wird die Datenschalteinheit 84h entfernt, so wird das Triggerteil 83e zerstört. Die Schwachstelle 86a kann als mechanische Schwach- stelle 86a ausgebildet und/oder durch ein bestimmtes Material, wie beispielsweise Karton, Kunstschaum, Kunststoff, Festmaterial usw., gebildet sein.
Über eine Identifikationsschaltung 76b wird bei ungestörten Betrieb (Fig.14b) ein Identifikationstransponder 75
(Produktunterlage EM Electronic Marin Product: Read OnIy Contactless Identification H 4001) lesbar. Der Transponder 75 besitzt eine Antenne 76. Über den elektrischen Leiter 30 wird das System geschlossen. Bei Bruch des elektrischen Lei- ters 30 wird der Transponder 75 nicht mehr ansprechbar. Der Transponder 75 (es können auch mehrer Transponder vorgesehen werden) kann sowohl in der Schalteinheit 84h als auch im Fahrzeugbestandteil 82 angeordnet sein. Der Transponder 75 kann mit weiteren elektronischen Elementen, wie Speicher oder Mikroprozessoren, verbunden sein.
In Fig.15a bis 15c zeigen ein vorzugsweise aus brüchigem Material, wie Glas oder Kunststoff bestehendes Triggerteil 83f, an dem ein Leiter 30a angeordnet ist. Perforationen 87b definieren eine Sollbruchlinie 86b. Wird die Datenschalteinheit 84i unbefugt abgehoben, bricht, wie in Fig.15b zu sehen ist, das Triggerteil 83f ab, der beispielsweise entsprechend Fig.15c angeordnete Leiter 30a wird mehrfach gerissen.
Fig.16a bis 16c zeigen drei unterschiedliche Bedienungsphasen. Ein Bauteil 84', das beispielsweise eine Zwischenträgerplatte für die Datenschalteinheit sein kann, wird über ein konventionelles Befestigungselement, wie eine Schraube 98, an dem Fahrzeugbestandteil 82 befestigt. Fig.16a zeigt die Phase vor der Montage. Über ein blattfederartiges Triggerteil 83g werden erst bei erfolgter Montage und in normalem Betriebszustand (Fig.16b) zwei Kontakte 99 geschlossen, so dass über einen Signalgeber S ein entsprechendes Signal im Speicher - vorzugsweise zeitbezogen - abgelegt werden kann. Wird das Bauteil 84' - gegebenfalls auch befugt - entfernt (Fig.16c), öffnen die Kontakte 99, über den Signalgeber S wird ein Signal verfügbar, das entweder - wieder zeitbezogen - abgelegt wird und/oder den Signalgeber 59 (Fig.1) aktiviert. Alternativ oder auch zusätzlich könnte auch einer der Kontakte 99 mit einer Schmelzsicherung verbunden sein.
Fig.17 zeigt eine Einrichtung, bei der bei Demontage der Datenschalteinheit 84j über eine Klinke 87 ein Schalter oder Signalgeber 89 betätigt wird, der gegebenenfalls in anhand der Fig. 16a bis 16c beschriebenen Weise wirkt.
Fig.18 zeigt eine Anordnung, bei der das Entfernen der Datenschalteinheit 84k von dem Fahrzeugbestandteil 82 über das einem Schalter oder einem Signalgeber 31 zugeleitete Signal eines gegebenenfalls als Drucksensor ausgebildeten Sensors 88b überwachbar wird.
In Fig.19a bis 19d wird eine Anordnung gezeigt, die gegebenenfalls für sich allein oder auch in Kombination mit einer der oben beschriebenen Anordnungen eingesetzt werden kann. Der Zugang zu wenigstens einer beispielsweise als Schraube ausgebildeten Befestigungseinrichtung 96 kann durch eine Verriegelungsplatte 91 abgedeckt werden. Wird die Verriegelungsplatte 91 verschoben, so wird ein - gegebenenfalls auch als elektromechanisches Verriegelungssystem ausgebildeter - Schalter 92 betätigt. Ein elektronischer Schlüssel 90 ermöglicht die Registrierung eines Schlüssel- und systemspezifischen Identifikationsmerkmals 94a im Speicher 54 über eine Schnittstelle 95. Die registrierten Daten werden vorzugsweise auch die Zeit und Datum enthalten.
Fig.20 zeigt einen elektronischen Schlüssel 90a mit einem Speicher 54b. Zugriffe werden darin registriert, das Freigeben der Verriegelungsplatte 91 (Fig.19b) durch den Schalter 92 (Fig.19b)wird erst nach Erkennen des spezifischen Identifikationsmerkmals 94b möglich. In diesem Fall ist eine Feder 93b vorgesehen, deren Federstärke geringer ist als die der die Verriegelungsplatte 91 offenhaltenden Feder 93
(Fig.19d). Auf diese Weise können alle an einem vollständig abgeschlossenes Datenerfassungssystem vorkommenden Vorgänge inklusive der für den Unterhalt notwendigen Zugriffe erfasst werden.
Voraussetzung für ein klagloses Funktionieren des Systems ist sicherlich, dass notwendige Montage-, Prüf- und gegebenenfalls auch Demontagevorgänge in speziell vorgesehenen, anerkannten Montage- oder Prüfstellen vorgenommen werden.
Entsprechend den oben beschriebenen Anordnungen kann auch die Identifikation von Fahrzeugen geschehen, insbesondere auch die von gestohlenen Fahrzeugen. Es kann beispielsweise die Gültigkeit von bestimmten Kennzeichen durch das Fehlen einer elektronischen Plombierung festgestellt werden kann. In Fig.21 sind Anordnungen dargestellt, die alternativ zu GPS-Systemen eingesetzt werden können. Es ist möglich, über Funksysteme 106,107 den Standort-Impulse abzustrahlen. Diese Signale werden durch geeignete Empfänger im Fahrzeug aufgenommen. Auch am Strassenrand angeordnete Funksysteme
103,104,105 oder solche, die in der Fahrbahn eingebaute An- tennen 101,102 aufweisen, sind bekannt. Alle diese Systeme funktionieren mit im Fahrzeug eingebauten und für das System geeigneten Empfängern und/oder Sendern. Derartige Systeme können in oben beschriebener Weise zur Bestimmung von
Wegstrecken bzw. als Wegimpulsgeber verwendet werden.
Fig.22a und 22b zeigen die Anordnung von einem oder mehreren Beschleunigungssensoren 112 und 113, die zu Montage- und gegebenenfalls auch Korrekturzwecken - um einen für die Messung vorteilhafte Winkelstellung zu gewährleisten.- auf ei- ner händisch oder mittels Getriebe drehbaren Achse 110 montiert sind. Die Beschleunigungssensoren 113 der Fig.22b sind dabei rechtwinklig zueinander auf einer Ebene als Chip ausgebildet. Diese Ausbildung zeichnet sich durch ein beonders vorteilhaftes Kosten/Leistungsverhältnuis aus, da solche Chip-Einheiten durch Micromachining, eigentlich "Surface- Micromachining", herstellbar sind.
Die dieser Anmeldung zugrunde liegende Schweizer Patentanmeldung Nr.2808/92-2, angemeldet am 7. September 1992, gilt im Rahmen dieser Anmeldung hiermit als geoffenbart

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Bestimmen, Registrieren und fallweisen Auswerten von Betriebs- und/oder Fahrdaten eines Fahrzeuges (1) mit
- wenigstens einer ersten Ermittlungseinheit (2);
- einer Rechnereinheit (24;51) für die Verwaltung der Daten;
- einem Speicher (54) zum Speichern der Daten, insbesondere in Abhängigkeit von der Zeit, und
- gegebenenfalls einer dem Speicher (54) zugeordneten Datenschnittstelle (5) für den Abgriff der Daten, dadurch gekennzeichnet, dass
- simultan zur Speicherung der Daten aus der ersten Ermittlungseinheit (2) auch Daten bzw. deren elektronische Äquivalente aus wenigstens einer von der ersten Ermittlungseinheit (2) unabhängig - insbesondere unterschiedlich - ermittelnden, zweiten Ermittlungseinheit (3) im selben Fahrzeug (1) erfasst werden;
- die Daten aus beiden Ermittlungseinheiten (2,3) im Speicher (54) gespeichert und verfügbar gemacht, sowie einer - gegebenenfalls ausserhalb des Fahrzeugs (1) erfolgenden - Auswertung unterzogen werden, bei der elektronisch geprüft wird, ob die aus der ersten Ermittlungseinheit (2) gelieferten Daten korrekt, fehlerhaft oder manipuliert sind.
2. Verfahren zum Bestimmen, Registrieren und fallweisen Auswerten von Betriebs- und/oder Fahrdaten eines Fahrzeuges (1) mit
- wenigstens einer ersten Ermittlungseinheit (2);
- einer Rechnereinheit (24;51) für die Verwaltung der Daten;
- einem Speicher (54) zum Speichern der Daten, insbesondere in Abhängigkeit von der Zeit, und
- gegebenenfalls einer dem Speicher (54) zugeordneten Datenschnittstelle (5) für den Abgriff der Daten, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Daten aus der ersten Ermittlungseinheit (2) in einer elektronischen Aufbereitungseinheit (23) intermittierend oder kontinuierlich mit vergleichbaren Daten wenig- stens einer im selben Fahrzeug (1) angeordneten, von der ersten Ermittlungseinheit (2) unabhängig - insbesondere unterschiedlich - ermittelnden, zweiten Ermittlungseinheit (3) verglichen werden,
- worauf ermittelt wird, ob die durch die erste Ermittlungseinheit (2) gelieferten Daten manipuliert oder fehlerhaft sind, oder ob sie den wahren Daten entsprechen,
- wonach die Daten bzw. deren elektronische Äquivalente zusammen mit den Vergleichsdaten bzw. deren Äquivalenten in geeigneter Form im Speicher (54) abgelegt und - gegebenenfalls ausserhalb des Fahrzeugs (1) - verfügbar gemacht werden, welch letztere Daten über den Wahrheitsgehalt der Betriebs- bzw. Fahrdaten sowie über allfällige Störungen oder Manipulationen an den Daten der ersten oder zweiten Ermittlungseinheit (2 oder 3) und gegebenenfalls an dem System selbst Auskunft geben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten aus den beiden Ermittlungseinheiten (2,3) bzw. gegebenenfalls daraus erhaltene Vergleichsdaten für die Ansteuerung eines weiteren Verfahrens zur Verfügung gestellt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten aus der ersten (2) und/oder der zweiten Ermittlungseinheit (3) nach vorgegebenen Parametern oder Algorithmen in Zahlenwerte für Folgeberechnungen umgerechnet und im Speicher (54) gespeichert und/oder an der Datenschnittstelle (5) zur Verfügung gestellt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ermittlungseinheit (2,3) ihre Daten aus wenigstens einer der folgenden, gegebenenfalls in der entsprechenden Ermittlungseinheit (2,3) integrierten, jeweils wenigstens einen Sensor aufweisenden, Sensoreinheiten bezieht:
Streckenimpuls-, Beschleunigungs-, Neigungswinkel-, GPSPositionsermittlungs-, Drucksensor-, optische Rotationsoder Gyroskop-, Lärmsensor-, Kompass-, Funk- , Wegmess-, Induktivsensoreinheit.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu den erwähnten Daten auch
Daten über die jeweilige geographische Position - z.B. über eine GPS-Satelliten-Navigationseinheit (26) oder Strassenmarkierungen - gewonnen, in den Speicher (54) aufgenommen und/oder als Parameter für die Folgeberechnungen dem Rechner (24) zur Verfügung gestellt werden, wobei die Ermittlung dieser Parameter vorzugsweise über einen Vergleich mit in Tabellen festgelegten Positionsdaten erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, mit wenigstens einer wenigstens einen Beschleunigungssensor (38a, 38b) aufweisenden Beschleunigungssensoreinheit (19a), dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrdaten Horizontal-Beschleunigungswerte ermittelt werden, wobei
- in beschleunigungsfreiem Zustand die Winkellage Bo zwisehen Fahrzeug und Lot ermittelt wird und gegebenenfalls in bestimmten Zeitabständen eine Korrektur der Nullstellung des wenigstens einen Beschleunigungssensors (38a) bzw. dessen Elektronik vorgenommen wird, und
- der jeweilige Beschleunigungswert aufgrund von über einen weiteren Sensor (38b) ermittelten Daten bzw. aufgrund einer statistisch gefundenen Verteilungskurve, basierend auf dem jeweils zuletzt ermittelten Winkelwert Bo, berechnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ermittlungseinheiten (2,3) von Zeit zu Zeit geändert oder vertauscht werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die - vorzugsweise nach vorgegebenen Plausibilitätskriterien - ermittelten Vergleichsdaten nach Häufigkeitsklassen im Speicher (54) für einen zeitlich späteren Abgriff bzw. für eine - vorzugsweise nach vorgegebenen Plausibilitätskriterien vorzunehmende - Auswertung abgelegt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsdaten zur - vorzugsweise in bestimmten Zeitabständen erfolgenden - Ermittlung von Umrechnungsparametern zwischen wenigstens zwei Sensoren verwendet werden, welche wenigstens einer der wenigstens zwei Ermittlungseinheiten (2,3) zugeordnet sind, womit gegebenenfalls eine quasi-kontinuierliche Eichung einer - insbesondere fahrzeugabhängigen - Sensoreinheit vorgenommen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine zusätzliche, wenigstens einen Sensor (8) aufweisende Sensoreinheit gleicher oder unterschiedlicher Art für den Abgriff von für die Berechnungszwecke störenden Werten, wie Temperaturextre- mata oder ungewöhnlichen Strassenneigungen, vorgesehen ist, die - wenn solche Störwerte anfallen - den Auswertevorgang unterbricht und/oder störungsspezifische Daten - insbesondere zeitbezogen - im Speicher (54) ablegt.
12. Vorrichtung zum Bestimmen, Registrieren und fallweisen Auswerten von Betriebs- und/oder Fahrdaten eines Fahrzeuges (1), die zumindest teilweise an einem Fahrzeugbestandteil (82) mittel- oder unmittelbar befestigt ist, mit - wenigstens einer ersten, Daten ermittelnden Ermittlungseinheit (2);
- einer Rechnereinheit (24;51) für die Verwaltung der Daten;
- einem Speicher (54) zum Speichern der Daten, insbesondere in Abhängigkeit von der Zeit; sowie
- gegebenenfalls einer dem Speicher (54) zugeordneten Datenschnittstelle (5) für den Abgriff der Daten, dadurch gekennzeichnet, dass
- im selben Fahrzeug (1) der ersten Ermittlungseinheit (2) wenigstens eine zweite Ermittlungseinheit (3) zugeordnet ist, die unabhängig und insbesondere unterschiedlich zu der ersten Ermittlungseinheit (2) Daten ermittelt, die mit den aus der ersten Ermittlungseinheit (2) erhaltenen Daten vergleichbar sind,
- wobei beide Einheiten über die Rechnereinheit (24;51) mit dem Speicher (54) und/oder mit der Datenschnittstelle (5) verbunden sind, und
wobei - gegebenenfalls ausserhalb des Fahrzeuges (1) - für das Vergleichen der Daten nach vorgegebenen Plausibilitätskriterien eine Auswerteschaltung (9a; 9b) der Datenschnittstelle (5) zuordenbar oder der Rechnereinheit (24;51) zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bauteil der Vorrichtung, insbesondere wenigstens eine der Ermittlungseinheiten (2,3) und/oder die Rechnereinheit (24;51), zugriffsgeschützt angeordnet bzw. ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungseinheiten (2,3) von Zeit zu
Zeit - gegebenenfalls programmgesteuert - veränderbar oder vertauschbar sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ermittlungseinheit (2,3) - insbesondere in ihr integriert - wenigstens eine der folgenden Sensoreinheiten aufweist:
Streckenimpuls-, Beschleunigungs-, Neigungswinkel-, GPS- Positionsermittlungs-, Drucksensor-, optische Rotation-s oder Gyroskop-, Lärmsensor-, Kompass-, Funk-, Wegmess-, Induktivsensoreinheit .
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, mit wenigstens einer wenigstens einen Sensor (38a, 38b; 112; 113) aufweisenden Beschleunigungseinheit (19; 71, 72), dadurch gekennzeichnet, dass zwei, insbesondere in einem Chip mit elektronischer Schaltung integrierte, vorzugsweise im rechten Winkel zueinander angeordnete, Teilsensoren (38a, 38b; 112; 113) vorgesehen sind, oder dass die Beschleunigungssensoreinheit (19;71,72) zwei Messrichtungen, die jeweils insbesondere einen rechten Winkel miteinander einschliessen, aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Sensoren (112, 113) und/oder wenigstens eine der zwei Ermittlungseinheiten (2,3) auf wenigstens einer manuell oder programmgesteuert drehbaren Drehachse (110) montiert sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustischer, elektrischer oder optischer Signalgeber (59) zur Anzeige von Funktionsstörungen vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein weiterer Sensor, beispielsweise ein Temperatur-, Feuchtigkeits-, oder Neigungs-Sensor für die Ermittlung von störungsspezifischen Daten vorgesehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest die beiden Ermittlungseinheiten (2,3) und den Speicher (54) aufweisende, systemspezifische Datenschalteinheit (84d) an einem Fahr zeugbestandteil (82), insbesondere an der Windschutzscheibe, manipulationssicher befestigt ist, während eine fahrzeugspezifische, zumindest eine Aufbereitungsschaltung für die der ersten Ermittlungseinheit (2) zuzuleitenden Daten und/oder eine Stromversorgung aufweisende Versorgungsseinheit (79) unabhängig von der Datenschalteinheit (84d) im Fahrzeug (1) untergebracht ist, wobei gegebenenfalls Datenschalteinheit (84d) und Versorgungseinheit (79) drahtlos oder über eine elektrische Leitung miteinander verbunden sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenschalteinheit (84) ein die Identifikation des Fahrzeugs (1) ermöglichendes, insbesondere elektronisch ablesbares, Identifikationsmerkmal (15; 78) manipulationssicher zugeordnet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenschalteinheit (84) eine Manipulations-Kontrolleinrichtung zugeordnet ist, die wenigstens ein zwischen Datenschalteinheit (84) und Fahrzeugbestandteil (82) mittel- oder unmittelbar angeordnetes Triggerteil
(83) und wenigstens eine zwischen Datenschalteinheit (84) und Fahrzeugbestandteil (82) mittel- oder unmittelbar angeordnete Solltrennfläche bzw. Solltrennstelle (86;86') aufweist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Triggerteil (83) aus plastisch odr elastisch verformbarem Material ausgebildet ist, bzw. gegebenenfalls eine Soll-Trennfläche definierende Bereiche geringerer Kohäsion aufweist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Manipulations-Kontrolleinrichtung wenigstens einen Schalter und/oder Sensor enthält, über den gegebenenfalls dem Speicher (54) zeitbezogene Daten über Manipulationsversuche zugeführt werden und/oder über den der Signalgeber (59) betätigt wird.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine für die Befestigung der Datenschalteinheit (84) an dem Fahrzeugbestandteil (82) vorgesehene Befestigungseinrichtung (96) nach erfolgter Montage - gegebenenfalls mittels einer als Verriegelungsplatte (91) ausgebildeten, mechanischen
und/oder elektrischen Vorrichtung - verdeckt angeordnet ist und wobei für einen - befugten - Zugriff auf die Befestigungseinrichtung (96) eine - insbesondere elektronische - Zugriffscodeeinheit (90) vorgesehen ist, deren spezifisches Identifikationsmerkmal (94) dem Speicher (54) der Datenschalteinheit (84) über eine Schnittstelle (95) zuführbar und dort - gegebenenfalls zeitbezogen und klassiert - ablegbar ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, mit einer wenigstens einen Neigungssensor (38c,38d,38e,38f) enthaltenden Sensoreinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungssensor (38c,38d,38e,38f) eine mit wenigstens zwei Materialien (61,62) unterschiedlicher Dichte gefüllte Kavität aufweist, von denen wenigstens eines lichtdurchlässig ist, und dass an gegenüberliegenden Seiten eines die Kavität umgebenden Gehäuses (64) eine
Lichtquelle (60) und eine - vorzugsweise, insbesondere bogen- oder kreisförmig angeordnete, Dioden- oder Phototransistoren, gegebenenfalls auch CDD- oder PSD- Sensoren enthaltende Lichtsensoranordnung (63) angeordnet sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des die Kavität umgebenden Gehäuses (64) ein den Lichtdurchgang verbesserndes optisches System, beipielsweise eine Fresnel-Linse, aufweist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Kavität in etwa der eines Hohlzylinders oder eines ringförmigen Rohres entsprechend ausgebildet ist, bzw. gegebenenfalls eine - im Schnitt gesehen - sanduhrförmige Ausbildung zeigt.
29. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bzw. einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 28, zur Bestimmung von fahrstreckenabhängigen Gegenwerten, beispielsweise Steuerbeträgen, wobei die dieser Bestimmung zugrunde zu legenden Daten sowohl Strekken- als auch Zeitdaten umfassen.
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