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Dokumentenidentifikation DE102004002184A1 18.08.2005
Titel Blackbox für ein Kraftfahrzeug
Anmelder HELBAKO GmbH, 42579 Heiligenhaus, DE
Erfinder Bilinski, Dariusz, 42289 Wuppertal, DE;
Peters, Stephan, 42105 Wuppertal, DE
Vertreter Schulte & Schulte, 45219 Essen
DE-Anmeldedatum 16.01.2004
DE-Aktenzeichen 102004002184
Offenlegungstag 18.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.08.2005
IPC-Hauptklasse G07C 5/08
Zusammenfassung Bei einem Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs werden diese an den Datenbussen aufgezeichnet und für einen festzulegenden Zeitraum gespeichert. Ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens, beispielsweise ein Unfalldatenschreiber oder ein elektronisches Fahrtenbuch wird auf die ohnehin vorhandenen Datenbussysteme aufgeschaltet und zeichnet die dort ohnehin weitergeleiteten Messdaten auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, wobei Betriebsdaten wie Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Fahrzeugneigung etc. an unterschiedlichen Stellen in dem Fahrzeug zyklisch und/oder punktuell erfasst und über Datenbusse einer Auswertung zugeleitet werden.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Gerät zur Aufzeichnung von Betriebsdaten eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, wobei eine zyklische und/oder punktuelle Erfassung der Betriebsdaten wie Geschwindigkeit, Beschleunigung oder Fahrzeugneigung erfolgt und wobei Datenbusse vorgesehen sind, welche zur Weiterleitung der erfassten Betriebsdaten an eine Einrichtung zur Auswertung der Daten dienen.

In zunehmendem Maße ergibt sich die Notwendigkeit, Betriebsdaten in Land-, Flug- und Wasserfahrzeugen aufzuzeichnen. Ursprünglich sind Aufzeichnungsgeräte für Betriebsdaten aus der Flugzeugindustrie bekannt und werden als Flugdatenschreiber oder auch Blackbox bezeichnet. Diese Geräte werden nach Flugzeugabstürzen oder außerplanmäßigen Vorfällen herangezogen, um das Geschehen im Cockpit als Sprachaufzeichnung und die Betriebsdaten des Flugzeugs wie Geschwindigkeit, Flughöhe, Temperatur, Leistung der Triebwerke etc. rekonstruieren zu können. Dadurch lässt sich eine relativ präzise Aussage über den Zustand des Flugzeugs kurz vor dem Unfall und für dessen mögliche Ursachen herleiten. Seit einiger Zeit sind auch Datenschreiber für PKW, LKW und Busse auf dem Markt, die sich gegenüber den Flugzeug-Blackboxen dadurch auszeichnen, dass sie eine geringere Komplexität aufweisen. Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Robustheit und Standfestigkeit der Blackbox für ein Landfahrzeug nicht so hoch wie bei Flugzeugen, da im Falle eines Unfalls mit einem geringeren Grad an Zerstörung zu rechnen ist. Sensoren erfassen dabei Betriebsdaten wie die Längs- oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs oder seine Geschwindigkeit. Hierin liegt aber zugleich ein Nachteil dieser Technik, denn der Datenschreiber ist nur in Verbindung mit den notwendigen Sensoren einsetzbar, d. h. es müssen beim Einbau eines solchen Gerätes entsprechende Sensoren an einer Vielzahl von Positionen innerhalb des Fahrzeugs extra installiert werden, was einen enormen Aufwand darstellt. Damit geht auch wiederum eine Störungsanfälligkeit einher bzw. besteht die Gefahr von Fehlalarmen, bedingt durch die Anzahl und Verteilung der Sensoren oder die zwangsläufig ebenfalls notwendige komplizierte Software zur Steuerung all dieser Aggregate.

Damit stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten eines Fahrzeugs und ein Gerät hierfür zu schaffen, das auf vorteilhafte Weise an die bestehende Fahrzeugelektronik angeschlossen werden kann.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass die Betriebsdaten an den Datenbussen erfasst und aufgezeichnet werden.

Dabei erfolgt eine direkte Erfassung der Betriebsdaten an den Datenbussen, die ohnehin in einem Fahrzeug installiert werden müssen bzw. im Falle der Nachrüstung des Geräts bereits vorhanden sind. Vielmehr können in dem Fahrzeug bereits vorhandene Aktorik und Sensorik praktischerweise mit benutzt werden, was deren Einbau und Verkabelung hinfällig macht. Da kein aktiver Eingriff in die Kommunikation erfolgt, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein großer Overhead an Software eingespart werden, zumal weder Steuergeräte noch Bussdiagnose notwendig sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dauerhaft betrieben werden, d.h., bestimmte Daten können ständig erfasst und auch aufgezeichnet werden. Hierbei ist etwa an Betriebsdaten wie die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gedacht, welche konstant gemessen werden, um dann auch im Nachhinein feststellen zu können, ob Vorschriften oder Vorgaben eingehalten worden sind. Andere Daten wiederum können in bestimmten Zeiträumen, die im Sekunden- oder Minutenbereich liegen können, zwischengespeichert und für den Fall gelöscht werden, dass sie nicht mehr benötigt werden. Nur im Falle eines Unfalls etwa würde es dann zu einer dauerhaften Speicherung kommen, damit die Daten rund um den Unfall rekonstruiert werden können. In diesem Sinne ist es zu verstehen, dass die auf den Datenbussen versandten Telegramme für einen festgelegten Zeitraum zwischengespeichert werden können. Die ohnehin über die Datenbusse geleiteten Daten in Form der Telegramme werden also gewissermaßen auf dem Weg zur fahrzeuginternen Auswertung abgegriffen und erfasst.

Ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass Daten punktuell bei Überschreiten vorgegebener Grenzwerte übertragen werden. Hierbei ist beispielsweise an Längs- oder Querbeschleunigungen des Fahrzeugs gedacht, woraus auf einen (drohenden) Unfall geschlossen werden kann, wobei dann die Daten gesondert festgehalten werden sollten.

Vorrichtungsgemäß wird die erfindungsgemäße Aufgabe dadurch gelöst, dass die Aufzeichnung und Speicherung der Betriebsdaten an den Datenbussen erfolgt.

Das Aufzeichnungsgerät wird dabei auf die Fahrzeug-Busssysteme aufgeschaltet und die dort ohnehin fließenden Messdaten werden aufgezeichnet. Da die Messwerte entweder zyklisch übertragen werden, beispielsweise für die Geschwindigkeit oder punktuell beim Auftreten eines besonderen Ereignisses, wie beim Ein- und Ausschalten des Lichts oder einem Unfall, ist es nur notwendig, die Daten an den Datenbussen aufzunehmen und adäquat über einen festzulegenden Zeitraum zu speichern. Ein darüber hinausgehender Eingriff in die Kommunikation ist nicht notwendig.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Gerät mit Sensoren zur Erfassung der Betriebsdaten ausgerüstet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einige Beschleunigungssensoren für alle Richtungen, also Längs- und Querrichtung handeln, die im Aufzeichnungsgerät verbaut werden müssten, da diese zum einen den Triggerzeitpunkt für die feste Speicherung der Daten im Falle eines außerplanmäßigen Ereignisses veranlassen könnten und zum anderen die Längs- und Querbeschleunigungen zur Unfallrekonstruktion messen können. Die Sensorik teilt sich in zwei Bereiche auf, die teilweise redundant ausgelegt sind, um die Datenkonsistenz zu bewahren.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Speicher zur Hinterlegung der erfassten Daten vorgesehen ist. Der Speicher kann zum kurzfristigen oder auch langfristigen Aufzeichnen der Daten dienen, je nach dem, für welchen Verwendungszweck das erfindungsgemäße Gerät vorgesehen ist. Bei einer Verwendung als reiner Fahrtenschreiber für die Sicherung der Daten bei einem Unfall reicht die kurzfristige Sicherung, während bei der Verwendung des Gerätes als Fahrtenbuch etwa eine längerfristige Speicherung der Daten von Nöten ist, zumindest bis eine aktive Löschung durch den Benutzer vorgenommen wird.

Eine Variante der Erfindung sieht dabei vor, dass der Speicher als Flashspeicher ausgebildet ist. Der Flashspeicher kann entweder fest eingebaut oder entnehmbar ausgebildet sein. Der gegebenenfalls durch einen zusätzlichen, als Festplatte ausgebildeten Speicher zu ergänzende Flashspeicher dient dazu, die wichtigsten Daten zu speichern, die den Unfall grob beschreiben und festhalten.

Alternativ oder eben ergänzend hierzu ist vorgesehen, dass der Speicher als Festplatte ausgebildet ist, um die über die erwähnten besonders wichtigen Daten hinausgehenden in einem großen Zeitfenster vor und nach dem Unfall oder auch permanent aufzuzeichnen.

Es wurden bereits mehrere mögliche Verwendungszwecke für das erfindungsgemäße Gerät erwähnt. Mit der Aufzeichnung der Daten geht in bestimmten Fällen die Gefahr einher, dass es zu Verletzungen des Persönlichkeitsrechts des Fahrers kommen könnte, wenn Dritte durch die aufgezeichneten Daten Informationen vermittelt bekommen, die ihnen nicht zustehen. Insofern wird vorgeschlagen, dass das Gerät mit einer verschlüsselten Authentisierung ausgerüstet ist. Dies stellt sicher, dass nur Berechtigte Zugang zu den Informationen haben, etwa der Fahrer selbst, Gutachter im Fall eines Unfalls oder der Eigentümer des Fahrzeugs, sofern jemand anderes der Fahrer ist.

Um gewährleisten zu können, dass die von dem erfindungsgemäßen Gerät auf den Datenbussen erfassten Daten nicht nur in technisch vorhersehbaren Fällen festgehalten werden, sondern auch dann, wenn der Fahrer oder Bediener es nach persönlicher Einschätzung für notwendig hält, kann das Gerät mit einem manuell bedienbaren Schalter ausgerüstet sein.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gerät mit einer optischen und/oder akustischen Signaleinrichtung ausgebildet ist, wobei es sich beispielsweise um ein Display handelt. Dies sollte ein Anzeigeelement aufweisen, das dem Fahrer meldet, ob ein Eintrag gemacht wurde und ob genügend Speicherplatz vorhanden bzw. wann der Speicher voll ist. Damit kann der Fahrer im Zusammenhang mit dem erwähnten Schalter in die Datenspeicherung aktiv eingreifen, wenn er eine bestimmte Situation für speicherungswürdig hält, etwa kleine Parkrempler, die das System aus Timinggründen nicht registriert hat. Ein Display bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass das Gerät gut nachgerüstet werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Gerät mit mindestens einem Mikrocontroller ausgerüstet ist. Die Mikrocontroller könnten in das Gerät eingebaut werden und über eine Redundanz einer Art Ausfallsicherung bieten. Ein Mikrocontroller würde das PT-CAN überwachen, der andere das K-CAN, da die wichtigsten Nachrichten auf diesen beiden Busssystemen übertragen werden.

Im Folgenden sollen noch einige besonders vorteilhafte Anwendungsfälle für das erfindungsgemäße Gerät vorgestellt werden. Dies ist etwa der Fall, wenn das Gerät als Unfalldatenschreiber ausgebildet ist. Über ein verschlüsseltes Zugangssystem kann z. B. eine autorisierte Person die Daten dem Unfalldatenschreiber entnehmen und über eine spezielle Software auswerten. Dieses System kann durch seine Architektur gerichtsverwertbar eingesetzt werden. Ein Unfalldatenschreiber ist darüber hinaus sehr gut geeignet in Firmen oder Behörden mit einem großen Fuhrpark oder einem Autovermieter eingesetzt zu werden, gleichgültige Fahrer würden zudem in Richtung eines umsichtigeren und defensiveren Fahrens ermuntert, da sich die Umstände eines verschuldeten Unfalls im Zweifel wesentlich besser klären lassen würden, als diese mit bisher bekannten Mitteln der Fall ist.

Ein weiterer Einsatzzweck ist der, bei der das Gerät als elektronisches Fahrtenbuch ausgebildet ist. Durch das Mitprotokollieren der Daten kann ein präzises Fahrtenbuch realisiert werden, das vollkommen automatisch die jeweiligen Fahrten des Automobils mit den notwendigen Daten aufnimmt. Weiterhin wäre es denkbar, in einem Mietwagen oder Taxi ein solches System mit ggf. mit einem zusätzlichen GPS-Empfänger einzubauen. Die Mietwagen oder Taxen könnten per Funk ihren Standort an eine Leitzentrale funken und im Falle eines Taxis würde dann automatisch der Fahrgast ermittelt, welcher in der kürzesten Entfernung zu erreichen ist. Es ergibt sich ein weiterer Vorteil aus der möglichen Überwachung der Fahrzeuge, da jederzeit die Position überwacht werden kann, sodass auch eine Sicherheit in Hinblick auf gestohlene Fahrzeuge geschaffen ist.

Aus den Daten für Treibstoffverbrauch, Drehzahl, Neigungswinkel, Geschwindigkeit oder Bremsungen kann nach der Fahrt ermittelt werden, wann es sinnvoll gewesen wäre, in einen anderen Gang zu schalten oder mehr oder weniger Gas zu geben. Dieses System könnte dann auch als direkte Anzeige der aktuellen Fahrsituation dienen und dem Fahrer unmittelbar anzeigen, ob sich dieser in der vorliegenden Situation optimal verhält, wenn das Gerät nämlich als Treibstoffsparassis-tent ausgebildet ist. Auch in dieser Hinsicht ist die erwähnte Nachrüstbarkeit des Geräts natürlich von Vorteil.

Schließlich ist es auch denkbar, das Gerät als Datennehmer zur Mautberechnung auszubilden. Ein LKW oder PKW könnte auf diese direkte und vergleichsweise faire Weise dahingehend überwacht werden, dass sich das Gerät beispielsweise an der Grenze eines Landes oder einer dafür vorgesehenen Einrichtung schart schaltet und dass damit bei der Ausreise aus dem Land der genaue Wert der gefahrenen Kilometer angegeben und berechnet werden kann.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten und ein Gerät zur Realisierung dieses Verfahrens geschaffen ist, das sich an die bestehende Aktorik bzw. Sensorik eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug anschließen lässt und damit mit vergleichsweise wenig Aufwand in ein solches Fahrzeug eingebaut werden kann. Dies liegt vor allem daran, dass die Betriebsdaten unmittelbar an den Datenbussen aufgezeichnet und über einen festzulegenden Zeitraum gespeichert werden. Eine besonders sinnvolle Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sicherlich die im Zusammenhang mit einer sogenannten Blackbox. Dabei werden ausschließlich die Daten mitprotokolliert, die für die Rekonstruktion eines Unfalls notwendig sind. Dies sind beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Bremsaktivität, Licht, Blinker etc.. Die Daten werden mit einer hohen Auflösung gespeichert. Daraus ergibt sich eine kurze Aktualisierungszeit, nach der die Daten wieder überschrieben werden, es sei denn, die Aufzeichnung wird durch ein definiertes Ereignis angehalten, wie z. B. die Auslösung der Airbags, eine starke Bremsung oder ein vom Benutzer gedrückter Schalter, der Einsatz findet, falls die Elektronik das Ereignis nicht als solches oder nicht akkurat erkannt hat. Beim Eintritt eines unvorhergesehenen Ereignisses wird ein sogenannter Freeze-Frame generiert und fest mit Zeitangaben gespeichert. Bei einem Freeze-Frame handelt es sich um das Abbild des Zustandes ab ca. 30 Sekunden vor bzw. 30 Sekunden nach dem Unfall. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät könnten viele Fragen eindeutig und schnell geklärt werden, die bisher aufwendigen und weniger präzisen Untersuchungen unterliegen. Wegen der direkten Abnahme der Daten an den Bussen und des Vorteils, dass darüber hinaus praktisch keine weiteren Installationen notwendig werden, kann das erfindungsgemäße Gerät auch sehr gut nachgerüstet werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Aufzeichnungsgerätes.

Diese Gerät ist mit 1 bezeichnet und besteht zunächst aus den Komponenten Speicher 5, der als Flashspeicher und/oder Festplatte ausgebildet sein kann, (ergänzendem) Sensor 6, CAN-Anbindung 7 und Datenschnittstelle 8. Letztere dient vor allem dazu, die Diagnose des Zustands der Busse zu gewährleisten. Der oder die Sensoren 6 sollten vor allem als Quer- oder Längssensoren ausgebildet und direkt in dem Gerät 1 verbaut und dort an den oder die integrierten Mikrocontroller 4 angeschlossen sein. Auf der CAN-Anbindung 7 wird beispielsweise eine Nachricht versendet, die die Fahrzeug-Längsbeschleunigung wiedergibt. Diese könnte allerdings durch einen Defekt bei einem heftigen Unfall beschädigt worden sein, wodurch alle weiteren Daten über externe Krafteinwirkung auf das Fahrzeug verloren gingen. Das Gerät 1 steht zum einen im Kontakt mit dem oder den Datenbussen 2, von denen in Pfeilrichtung 9 die Informationen abgefragt werden, wozu das Gerät 1 auf die Datenbusse 2 aufgeschaltet ist. Zum anderen ist mit dem Bezugszeichen 3 die Auswerteinheit bezeichnet, über ein ggf. verschlüsseltes Autorisierungssystem werden hier die Daten in Pfeilrichtung 10 nach der Erfassung an die Auswerteinheit 3 weitergegeben und in Pfeilrichtung 11 unter Umständen zurückgeleitet, um das Gerät 1 mit den notwendigen Informationen zu versorgen.

Alle genannten Merkmale, auf die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Aufzeichnung von Betriebsdaten eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, wobei Betriebsdaten wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Fahrzeugneigung etc. an unterschiedlichen Stellen in dem Fahrzeug zyklisch und/oder punktuell erfasst und über Datenbusse einer Auswertung zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsdaten an den Datenbussen erfasst und aufgezeichnet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Datenbussen versandten Telegramme für einen festgelegten Zeitraum zwischengespeichert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Daten punktuell bei Überschreiten vorgegebener Grenzwerte zwischengespeichert werden.
  4. Gerät (1) zur Aufzeichnung von Betriebsdaten eines Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugs, wobei eine zyklische und/oder punktuelle Erfassung der Betriebsdaten wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Fahrzeugneigung etc. erfolgt und wobei Datenbusse (2) vorgesehen sind, welche zur Weiterleitung der erfassten Betriebsdaten an eine Einrichtung zur Auswertung der Daten dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung und Aufzeichnung der Betriebsdaten an den Datenbussen (2) erfolgt.
  5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) mit Sensoren (6) zur Erfassung der Betriebsdaten ausgerüstet ist.
  6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicher (5) zur Hinterlegung der erfassten Daten vorgesehen ist.
  7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (5) als Flashspeicher ausgebildet ist.
  8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (5) als Festplatte ausgebildet ist.
  9. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) mit einer verschlüsselten Authentisierung ausgerüstet ist.
  10. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) mit einem manuell bedienbaren Schalter ausgerüstet ist.
  11. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) mit einer optischen und/oder akustischen Signaleinrichtung ausgebildet ist.
  12. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) mit mindestens einem Mikrocontroller ausgerüstet ist.
  13. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) als Unfalldatenschreiber ausgebildet ist.
  14. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) als elektronisches Fahrtenbuch ausgebildet ist.
  15. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) als Treibstoffsparassistent ausgebildet ist.
  16. Gerät nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1) als Datennehmer zur Mautberechnung ausgebildet ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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