AT527775A1

AT527775A1 - FADT - Forensic Analysis Digital Tachograph

Info

Publication number: AT527775A1
Application number: ATA60226/2023A
Authority: AT
Inventors: Winter Dipl -Ing Johann (Fh)
Original assignee: Prewin Gmbh
Priority date: 2023-12-05
Filing date: 2023-12-05
Publication date: 2025-06-15

Abstract

Bei dieser Erfindung handelt es sich um ein Multifunktionsgerät (1), mit dessen Hilfe die Datenkommunikation der unterschiedlichen Kommunikationspartner in einem Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus, nach deren Aufbereitung über eine einzige Schnittstelle erfolgen kann. Die Kommunikationspartner können z.B. Steuergeräte, Sensoren und Steuereinheiten eines Kraftfahrzeuges sein. Das Multifunktionsgerät (1) leistet im Wesentlichen drei Aufgaben, nämlich die Kommunikation mit den verschiedenen angeschlossenen Steuergeräten, die Aufbereitung der Daten zur Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System unter Berücksichtigung verschiedener Kommunikationsprotokolle und das Senden und Empfangen von Daten an den und von dem übergeordneten Auswertungssystem.

Description

PreWin GmbH - Großriedstraße 11 - 6273 Ried im Zillertal

An das Österreichisches Patentamt Dresdner Straße 87 A — 1200 Wien 30.11.2023

PRIO — Provisorische Patentanmeldung FADT - Forensic Analysis Digital Tachograph

AUSFÜHRLICHE TECHNISCHE BESCHREIBUNG ZUR PATENTANMELDUNG

Anmelder: PreWin GmbH, FN 576589a Erfinder: Dipl.-Ing. (FH) Johann WINTER

POS 1. — Titel der Erfindung Der Titel der Erfindung lautet: „FADT - Forensic Analysis Digital Tachograph“

POS 2. —- Zusammenfassung

Bei dieser Erfindung handelt es sich um ein Multifunktionsgerät (1), mit dessen Hilfe die Datenkommunikation der unterschiedlichen Kommunikationspartner in einem Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus, nach deren Aufbereitung über eine einzige Schnittstelle erfolgen kann.

Die Kommunikationspartner können z.B. Steuergeräte, Sensoren und Steuereinheiten eines Kraftfahrzeuges sein.

Das Multifunktionsgerät (1) leistet im Wesentlichen drei Aufgaben, nämlich die Kommunikation mit den verschiedenen angeschlossenen Steuergeräten, die Aufbereitung der Daten zur Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System unter Berücksichtigung verschiedener Kommunikationsprotokolle und das Senden und Empfangen von Daten an den und von dem übergeordneten Auswertungssystem.

Für die Kommunikation mit dem übergeordneten Host-System wird entweder die USB-Schnittstelle der die Übertragung mittels Bluetooth unterstützt. Hauptaufgabe des Multifunktionsgerätes ist somit die Bereitstellung einer Kommunikationsschnittstelle zwischen den angeschlossenen Steuergeräten und dem übergeordnetem Host-System, insbesondere für Diagnosezwecke.

Darüber hinaus kann das Multifunktionsgerät auch weitere Aufgaben übernehmen, wie die Aufzeichnung von Betriebsdaten des Kraftfahrzeugs, der zurückgelegten Strecke und aktueller Position (Datenlogger), das Aufspielen neuer Firmware in ein Steuergerät (Flashen) sowie das Messen von elektrischen Größen (Analyser).

Zusammengefasst ist somit eine wichtige Aufgabe des Multifunktionsgerätes, die Kommunikation

zwischen einem übergeordneten Host-System wie einem PC, und den angeschlossenen Steuergeräten (Fahrzeug, Tachograph, Bewegungssensor) zu steuern.

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POS 3. —- Beschreibungseinleitung

Die Erfindung betrifft ein Multifunktionsgerät (1), mit dessen Hilfe die Datenkommunikation der unterschiedlichen Kommunikationspartner in einem Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus, nach deren Aufbereitung über eine einzige Schnittstelle erfolgen kann.

Die Erfindung — zukünftig als Multifunktionsgerät (1) bezeichnet — wird je nach Nutzdaten und Kommunikationspartner, entweder mit der Kraftfahrzeug eigenen CAN-Bus Schnittstelle (2) oder mit der Frontschnittstelle des Tachographen (4) oder der Schnittstelle des Bewegungssensors des Tachographen (3) die Kommunikationspartner gekoppelt.

4 FRONT SCHNITTSTELLE

6 USB / BLUETOOTH

SCHNITTSTELLE 3 SENSOR

SCHNITTSTELLE

5 STROMVERSORGUNG 2 CAN-BUS 1 ERFINDUNG

SCHNITTSTELLE

Das erfindungsgemäße Multifunktionsgerät ist als Mobilgerät ausgeführt und kann energietechnisch (5) entweder über die fahrzeugseitige Stromversorgung, über den CAN-Bus, über die Frontschnittstelle (10) oder über die Verbindungsleitung (6) zum Auswertungscomputer betrieben werden.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, welche Daten mit dem Multifunktionsgerät ermittelt werden können, näher erläutert. Es zeigen:

10 FRONT - SCHNITTSTELLE

* 11K-LINE * 312RS232

SIGNAL CAN BUS

SIGNAL

14 BEWEGUNGSSENSOR

SCHNITTSTELLE

8 TACHOGRAPH

\ , / N. ; A DS | 9 BEWEGUNGSSENSOR _

7 OBD-H

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Fahrzeuge werden in zunehmendem Maße mit elektronischen Steuergeräten ausgestattet zum Erfassen und Auswerten von Sensorsignalen und/oder zum Steuern von Funktionen des Fahrzeugs. Einige dieser Steuergeräte sind über einen Fahrzeugdatenbus miteinander gekoppelt, der beispielsweise als ein „Controller Area Network", oder kurz: CAN, ausgebildet ist. Steuergeräte senden über diesen Fahrzeugdatenbus Nachrichten, die von anderen Steuergeräten, die an diesem Fahrzeugdatenbus angeschlossen sind, empfangen und ausgewertet werden können.

Als direkte Schnittstelle zum CAN-Bus eines Fahrzeugs fungiert dabei der Onboard-Diagnoseanschluss, auch OBD-Il-Anschluss genannt (7).

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung des Multifunktionsgerätes zeichnet sich dadurch aus, dass für die Datenkommunikation zum Fahrzeug, eine Controller Area Network (CAN)-Schnittstelle (2) entsprechend den Vorgaben ISO 16844 Teil 4 vorhanden ist.

Seit dem 1. Mai 2006 wurde durch die EU-Verordnung VO (EU) 561/2006/ (EU) 3821/85, insbesondere in der zuletzt geänderten Fassung - mit wenigen Ausnahmen - für die im gewerblichen Güter- und Personenverkehr ab diesem Zeitpunkt neu zugelassenen Lkw und Busse mit einer zulässigen Höchstmasse über 3,5 Tonnen einschließlich Anhänger der digitale Tachograph verpflichtend eingeführt. Der Tachograph (8) dient zur automatischen oder halbautomatischen Anzeige, Aufzeichnung und Speicherung von Daten über die Bewegung des Fahrzeugs und bestimmte Arbeitszeiten der Fahrer dieses Fahrzeugs.

Der Tachograph besteht aus einem Bewegungssensor (9), Kabeln, die den Sensor mit der Einheit im Fahrzeug verbinden, sowie weiterer Peripheriegeräte. Zudem verfügt der Tachograph über eine sechspolige Steckverbindung (10), die an der Frontplatte des Tachographen angeordnet ist.

POS 5. — Aufgabe der Erfindung

Das Multifunktionsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, über die K-Line-Schnittstelle (11) alle in ISO 16844 Teil 7 spezifizierten digitalen Informationen, die zwischen dem Fahrtenschreibersystem des Straßenfahrzeugs und der Fahrzeugeinheit verwendet werden, entsprechend abzufragen.

Die Aufgabe der Erfindung ist ferner, alle in ISO 16844 Teil 6 spezifizierten Diagnosedienste nach ISO 14229-1 über den K-Line-Kommunikationsmodus, entsprechend abzufragen und auszuwerten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden mit dem Multifunktionsgerät alle im Rahmen der Tachographen-Nutzung erzeugten Daten wie Geschwindigkeitsdaten und/oder Wegstreckendaten und/oder den aktuellen Kilometerstand und/oder Zeitdaten sowie die zur Sicherung der korrekten Datenübertragung erforderlichen Protokolle, über die RS232 Schnittstelle (12) heruntergeladen. Die Nachrichtenstruktur, -typ und -fluss entsprechen dem ISO 14230 Teil 2 spezifizierten Standard. Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Binary über die physische Schnittstelle untersucht werden.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dem Multifunktionsgerät eine Datenkommunikation mit der Kalibrierungsschnittstelle (13) entsprechend ISO 14230 Teil 1 erfolgen soll.

Das erfindungsgemäße Multifunktionsgerät besitzt eine Schnittstelle (14) zur Auswertung der Bewegungssensordaten. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei einerseits auf die im Bewegungssensor gespeicherten Daten — wie beispielsweise Daten die den Bewegungssensor identifizieren, Informationen zur Koppelung und andererseits soll kann die erfindungsgemäße Bereitstellung der BewegungssensorSchnittstelle, eine Uberprüfung der aktuellen Kalibrierungsdaten des Tachographen und in weiterer Folge Tests am Bewegungssensor und an der Kabelverbindung zwischen dem Tachographen und dem Bewegungssensor durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zusätzlich ein Straom- und Leistungssensormodul integriert, um die elektrischen Größen wie Strom, Spannung und Widerstand als Messgrößen zu ermitteln.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird mit dem Multifunktionsgerät eine Schnittstelle (6) zur Kommunikation zwischen einem Host-System und Steuergeräten vorgesehen, die kompakt ist und eine geringe Leistungsaufnahme hat und gleichwohl verschiedene Schnittstellen zur Kommunikation mit einem Host-System bereitstellt, die jedenfalls eine Bluetooth-Schnittstelle umfasst.

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Der volle Funktionsumfang wird aktiv nutzbar, wenn das Multifunktionsgerät entweder mit einem USBKabel oder über die eingebaute Bluetooth-Verbindung mit dem Auswertungscomputer verbunden wird. Im Falle einer USB-Kabelverbindung wird das Multifunktionsgerät durch den USB-Port mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt.

Die Kommunikation zwischen dem Host-System und den angeschlossenen Steuergeräten läuft üblicherweise wie folgt ab:

Das Host-System initialisiert die Verbindung zum Multifunktionsgerät über USB oder Bluetooth gemäß dem RS232 Protokoll. Anschließend teilt das Host-System dem Multifunktionsgerät mit, mit welchem Steuergerät kommuniziert werden soll, und das Multifunktionsgerät startet die Kommunikation zu dem Steuergerät gemäß dem spezifischen Kommunikationsprotokoll, z.B. ISO 9141, SAE J1939, ISO 16844-3 oder RS232. Das Host-System sendet eine Anfrage an das Multifunktionsgerät, und das Multifunktionsgerät wandelt diese Anfrage in eine Anfrage gemäß dem spezifischen Kommunikationsprotokoll um und sendet die Anfrage an das Steuergerät. Die Antwort des Steuergerätes wird nach entsprechender Rückumwandlung der Protokolle von dem Multifunktionsgerät an das HostSystem zurückgesandt. In der Praxis erwartet das Steuergerät die Anfragen in einem spezifischen Zeitrahmen.

Zur Realisierung der oben beschriebenen Aufgaben weist das Multifunktionsgerät einen Mikroprozessor auf, der die Kommunikation zwischen dem übergeordneten Host-System und den angeschlossenen Steuergeräten steuert. Auf dem Mikroprozessor läuft eine eingebettete Software oder Firmware, welche die Umsetzung der Anfragen und Antworten zwischen Host-System und den Steuergeräten gemäß den spezifizierten Kommunikationsprotokollen vornimmt und die jeweiligen Eigenheiten der spezifischen Protokolle kennt. Bei dieser Protokollumsetzung bleiben die Nutzdaten, z.B. Betriebsparameter, die von den Steuergeräten gesandt werden, unverändert.

POS 6. —- Lösung der gestellten Aufgabe

Zur Daten- oder Signalübertragung aus Steuergeräten oder Sensoren, muss der Datenbus mit dem Auswertungscomputer gekoppelt werden.

Allerdings weisen die Steuergeräte oder Sensoren in der Regel unterschiedliche Datenbusse oder Bussysteme auf, die sich nicht nur im Hinblick auf ihre Leistungsfähigkeit bei der Daten- oder Signalübertragung, sondern auch in der Anzahl und Anordnung ihrer Daten- oder Signalleitungen, Anschlüsse oder Pins unterscheiden können.

Aus dem Stand der Technik ist zum flexiblen Anschließen möglichst vieler Steuergeräte und Sensoren einerseits bekannt, alle denkbaren Schnittstellen einzeln vorzuhalten und mittels Stecker nebeneinander bereitzustellen, was auf das Vorsehen einer entsprechend großen Anzahl von Anschlüssen oder Pins in entsprechenden Anordnungen hinausläuft.

Andererseits sind für Anschlussstellen oder Anschlusspunkte, die für nur eine einzige Schnittstelle ausgelegt sind, entsprechende Adapter bekannt, mit denen sich eine Kopplung von unterschiedlichen Datenbussen mit der betreffenden Schnittstelle herstellen lässt. Doch auch diese Alternative weist die genannten Nachteile auf, da für unterschiedliche mit der vorgegebenen Schnittstelle anzuschließende Datenbusse je nach deren jeweiligem Bussystem ein entsprechender Adapter nicht nur vorgesehen, sondern auch möglichst leicht zugänglich bereitgestellt werden muss.

Beide Lösungen erweisen sich insbesondere dann als nachteilig, wenn viele verschiedene Bussysteme berücksichtigt werden müssen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System mit einem derartigen Schnittstellenmodul und ein Verfahren zum Koppeln von Datenbussen zu schaffen, mit denen Datenbusse unterschiedlicher Bussysteme und Protokolle über nur eine Schnittstelle, platzsparend, kostengünstig und bequem miteinander gekoppelt werden können.

POS 7. — Effekte der Erfindung und Unteransprüche

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Gleichzeitig wirkt sich dieser Betrieb auch auf die Strombilanz (den Stromverbrauch) vorteilhaft aus, da nur ein Schnittstellenmodul zum Koppeln von Datenbussen erforderlich ist. Die Stromaufnahme wird dadurch deutlich verringert. Außerdem kann das Multifunktionsgerät durch die verschiedenen Schnittstellen mit Strom versorgt werden und muss durch keinerlei andere Energiequellen mit Strom versorgt werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Multifunktionsgerät in einer geringeren Baugröße als im Falle von einzeln vorgehaltenen Schnittstellen, ausgeführt werden. Zudem ist das Multifunktionsgerät zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet, welche auch effektiv abgedichtet werden kann, insbesondere bei der Verwendung im Außenbereich.

Ein weiterer Vorteil darin liegt, dass die Schnittstelle nur eine einzige Datenschutzeinrichtung bereitstellen muss.

Obwohl die Erfindung hauptsächlich die Datenkommunikation der unterschiedlichen Kommunikationspartner in einem Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus beschreibt, ist die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt. Die Erfindung ist auf eine beliebige Art von Kommunikation anwendbar.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden Fahrzeugkonfigurationsdaten in dem Datenspeicher des Multifunktionsgerätes gespeichert. Fahrzeugkonfigurationsdaten können insbesondere so genannte gelernte Daten sein.

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Claims

PreWin GmbH - Großriedstraße 11 - 6273 Ried im Zillertal

An das Österreichisches Patentamt Dresdner Straße 87 A — 1200 Wien 30.11.2023

PRIO — Provisorische Patentanmeldung FADT - Forensic Analysis Digital Tachograph

SCHUTZANSPRÜCHE

Anmelder: PreWin GmbH, FN 576589a Erfinder: Dipl.-Ing. (FH) Johann WINTER

Es werden folgende Patentansprüche angemeldet:

1. Neu geschaffenes Multifunktionsgerät zur forensischen Datenanalyse von digitalen Tachographen (Fahrtenschreibern, Fahrzeugsteuergeräten, Bewegungssensor) und den damit verbundenen Schnittstellen das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gerät in der bevorzugten Ausführung der Erfindung aus dem Gehäuse mit mehreren Steckverbindungen und einen Mikroprozessor zur Durchführung der Datenerfassung und -aufbereitung besteht.
2. Multifunktionsgerät nach Anspruch 1., das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gerät über ein Verfahren zur Authentifizierung eines Nutzers verfügt, bei dem die Authentifizierung mittels eines Authentifizierungscodes durchgeführt wird.
3. Multifunktionsgerät nach Anspruch 1., das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gerät mit mindestens einer K-Line Schnittstelle (ISO 14230-1), RS232 Schnittstelle, CAN-Bus Schnittstelle (ISO 11898-1), Bewegungssensor Schnittstelle (ISO 16844-3), Kalibrierungs-Schnittstelle (ISO 14230-1), einer USB- und Bluetooth Schnittstelle ausgestattet ist und ein internes Programm (Betriebssystem) die Initialisierung der Schnittstellen steuert, die Datenerfassung und Weiterleitung der technischen Daten jeglicher Art erfasst und fehlerhafte Daten ausfiltert.
4. Multifunktionsgerät nach Anspruch 1., das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gerät entweder kabelgebunden über die USB-Schnittstelle oder kabellos mittels standardisierter kurzreichender Funktechnik (Bluetooth) den Datenverkehr zum Datenauswertungscomputer aufbaut und dauerhaft unterhält. Im Falle einer USB-Kabelverbindung wird das Multifunktionsgerät durch den USB-Port mit der erforderlichen Betriebsspannung versorgt.
5. Multifunktionsgerät nach Anspruch 1., das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gerät nach dem Aufbau einer Datenverbindung zum physisch verbundenen Tachographen, einem Bewegungssensor oder dem Fahrzeug-CAN-Bus, auf dessen zugelassenen Daten zugegriffen werden kann, um diese herunterzuladen, entsprechend zu vergleichen und weiterzuleiten.

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Multifunktionsgerät nach Anspruch 1., das dadurch gekennzeichnet ist, dass das interne Programm im Gerät, durch einen eigenen geeigneten Updatemechanismus verändert oder erneuert werden kann.

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