DE29603143U1

DE29603143U1 - Gebührenerfassungseinrichtung für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE29603143U1
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Authority: DE
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Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2006-02-23

Description

DR.-ING. ULRICH KNOBLAUCH

DR.-ING. ANDREAS KNOBLAUCH eosso frankfurt/main ²¹' Febr. 1996 PATENTANWÄLTE kühhornshofweg 10 AK/B

POSTBANK FRANKFURT/M. 3425-605 (BLZ 5OO10O6O) TELEFON: (069) 563010

DRESDNER BANK. FRANKFURT/M. 230O30800 (BLZ 5OO8O00O) TELEFAX: (069) 563&Ogr;&Ogr;2

UST-ID/VAT: DE 112012149 TELEX: 411 377 KNOPA D

H 69 GM

WILFRIED HELDMANN, 36396 STEINAU

Gebührenerfassunqseinrichtunq für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Gebührenerfassungseinrichtung für Kraftfahrzeuge.

Bei manchen Straßen ist es üblich, für die Benutzung dieser Straßen durch Kraftfahrzeuge eine Gebühr zu erheben, die auch als "Maut" oder "Wegezoll" bezeichnet wird. Herkoitrailicherweise ist hierzu am Beginn und/oder am Ende dieser Wegstrecke eine Zahlstelle vorgesehen, an der der Fahrer die Gebühr entrichten muß oder eine Karte erhält, die er am Ende der Wegstrecke abgeben muß, um die angefallene Gebühr zu entrichten. Dies führt insbesondere bei höherem Verkehrsaufkommen zu unerwünschten Stauungen.

Man hat daher versucht, andere Möglichkeiten für die Gebührenerfassung zu finden. Beispielsweise kann man die Kraftfahrzeuge mit Sendern ausrüsten und entlang der Wegstrecken, die gebührenpflichtig sind, Empfänger installieren, so daß erfaßbar ist, welches Kraftfahr-0 zeug die Wegstrecke benutzt hat.

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Alle derartigen Gebührenerfassungssysteme berücksichtigen allerdings nur die reine Wegstrecke, die das Kraftfahrzeug zurückgelegt hat. Ein Verhalten des Fahrers oder des Kraftfahrzeugs, das beispielsweise einen Einfluß auf die Abnutzung der Fahrbahn der Wegstrecke oder auf die Umwelt hat, wird jedoch nicht berücksichtigt. Lediglich in einigen Abrechnungssystemen wird eine Unterscheidung nach Kraftfahrzeugart, also Pkw oder Lkw, oder nach Gewichtsklassen getroffen. Das individuelle Verhalten des Fahrers bleibt jedoch unberücksichtigt.

Für die Benutzung allgemeiner Straßen wird vielfach kein Maut erhoben. Die Kostenbeteiligung des Kraftfahrers ergibt sich hierbei vielmehr durch die Kraftfahrzeugsteuer, die im Augenblick hubraumabhängig erhoben wird, und über die Kraftstoffsteuer, die vom Verbrauch abhängt. Je mehr Kraftstoff, also Benzin- oder Dieselkraftstoff, ein Fahrer verbraucht, desto größer ist seine Steuerbelastung. Auch diese Gebührenbelastung des Kraftfahrers führt nur teilweise zu gerecht empfundenen Ergebnissen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Gebührenerfassung bei Kraftfahrzeugen zu verbessern.

Hierzu ist die Gebührenerfassungseinrichtung mit einer Auswerteeinrichtung versehen, die mit mindestens einem Grundgrößen-Meßwertaufnehmer und mit mindestens einem Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmer verbunden ist und eine Verknüpfungseinrichtung aufweist, die Signale von dem Grundgrößen-Meßwertaufnehmer und dem Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmer miteinander verknüpft.

Mit dieser Ausgestaltung läßt sich nun auch das individuelle Verhalten einzelner Kraftfahrer besser für die Erfassung der Gebühren heranziehen. Technisch wird dies dadurch realisiert, daß ein Meßwertaufnehmer eine

Grundgröße erfaßt. Ein derartiger Meßwertaufnehmer ist in Form eines Kilometerzählers oder eines Betriebsstundenzählers in vielen Kraftfahrzeugen ohnehin vorhanden. Zusätzlich kann man nun mit Hilfe einer Bewertungsgröße den zurückgelegten Weg oder die genutzten Betriebsstunden bewerten. Wenn man beispielsweise als Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmer, einen Geschwindigkeitsmesser, einen Drehzahlmesser, einen Beschleunigungsmesser, einen Lautstärkemesser, einen Abgassensor, einen Kraftstoffmengenmesser, eine Uhr oder eine Kombination von mehreren dieser Meßwertaufnehmer verwendet, kann man ermitteln, auf welche Art eine bestimmte Wegstrecke (oder eine bestimmte Betriebszeit) zurückgelegt worden ist. Man könnte beispielsweise vorsehen, daß Ausgangssignale von Wegstrecken, die mit einer Geschwindigkeit von unter 50 km/h zurückgelegt werden, mit einer niedrigeren Wertigkeit versehen werden, als solche von Wegstrecken, die mit einer Geschwindigkeit zwischen 50 und 100 km/h zurückgelegt werden. Die höchste Wertigkeit 0 des Ausgangssignals ergibt sich dann beispielsweise für Wegstrecken, die mit einer Geschwindigkeit von über 100 km/h zurückgelegt werden. Der erste Fall würde dann dem Stadtverkehr entsprechen, der zweite Fall Landstraßen und der dritte Fall Autobahnen. Natürlich sind auch andere technische Vorgaben denkbar. Man kann zusätzlich weitere Größen einfließen lassen. Wenn beispielsweise eine bestimmte Wegstrecke mit einer bestimmten Geschwindigkeit zurückgelegt wird, kann das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung eine höhere Wertigkeit 0 dann aufweisen, wenn die Drehzahl des Motors höher ist.

Umgekehrt läßt sich eine niedrigere Wertigkeit des Ausgangssignals dann erzielen, wenn die Drehzahl niedriger ist. In gleicher Weise kann man das Geräusch, daß das Kraftfahrzeug produziert, die Abgase oder andere, die 5 Umwelt belastende Größen mit in die Bildung des Ausgangssignals einbeziehen, wozu die entsprechenden Sensoren oder Meßinstrumente mit der Verknüpfungseinrich-

tung verbunden sind. Ihre Signale werden dann zu dem Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung verknüpft. Ein die Belastung der Fahrbahn wiedergebendes Bewertungssignal wird beispielsweise von einem Beschleunigungsmesser geliefert. Wenn ein Fahrzeug stärker beschleunigt oder stark abbremst, ist die Belastung der Fahrbahn, insbesondere des Fahrbahnbelages, größer, als wenn Geschwindigkeitsänderungen moderater erfolgen. Auch eine derartige Größe kann man zur Bewertung der Grundgröße heranziehen. Die Verknüpfung kann hierbei nicht nur multiplikativ, sondern gerade bei Sensoren, die ein singuläres Ereignis feststellen, auch additiv erfolgen. So kann beispielsweise für jeden Beschleunigungsvorgang ein Inkrement im Ausgangssignal der Aus-Werteeinrichtung erhöht werden. Auch über die Feststellung des Fahrzeuggewichts läßt sich die Belastung der Fahrbahn ermitteln. Hier kann aber eine multiplikative Verknüpfung der Grimdgröße mit der Bewertungsgröße angezeigt sein, weil sich das Fahrzeuggewicht über die gesamte Wegstrecke bewegt.

Vorzugsweise weist die Auswerteeinrichtung einen Integrator auf. Die Auswerteeinrichtung bildet also zunächst aus den Signalen des Grundgrößen-Meßwertaufnehmers und des Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmers eine Funktion, bei der beide Signale verknüpft sind. Diese Funktion kann dann integriert werden, um das Ausgangssignal zu gewinnen,,

Vorzugsweise weist die Auswerteeinrichtung an ihrem Bewertungsgrößeneingang eine Komparatorkaskade als Klassifizierungseinrichtung auf, die in Abhängigkeit vom Bewertungsgrößensignal einen von mehreren diskreten Ausgangswerten ausgibt. Die Komparatorkaskade, die im 5 einfachsten Fall auch nur einen einzigen Komparator aufweisen kann, stellt also fest, in welchem Bereich das Ausgangssignal des Bewertungsgrößen-Meßwertaufneh-

mers fällt. Mit &eegr; Komparatoren kann man in der Regel &eegr; verschiedene Bereiche klassifizieren. Hierdurch wird die weitere Bearbeitung vereinfacht. Die Auswerteeinrichtung muß dann nicht mehr den gesamten Bereich des Signals des Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmers erfassen können. Sie gibt vielmehr in Abhängigkeit von der Grundgröße und von der Klasse, in die die Bewertungsgröße fällt, ein entsprechendes Ausgangssignal aus.

Vorzugsweise ist die Verknüpfungseinrichtung mit einem Speicher verbunden. Mit dem Speicher lassen sich die Ausgangswerte der Auswerteeinrichtung über einen längeren Zeitraum festhalten. Sie müssen also nicht immer sofort ausgewertet werden. Vielmehr kann eine Auswertung zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Speicher einen entnehmbaren Datenträger aufweist. Dies erleichtert die weitere Bearbeitung, weil die Daten, die auf dem Datenträger gespeichert sind, nicht im Fahrzeug weiter behandelt werden müssen, sondern anderswo. Beispielsweise kann man Datenlesestationen an zentralen Punkten, wie Tankstellen, einrichten, wo der Fahrer eines Kraftfahrzeuges ohnehin halten muß, um sein Fahrzeug aufzutanken. Mit dem Tankvorgang kann dann das Auslesen der Daten, also der akkumulierten Informationen über die zurückgelegten Entfernungen oder die genutzten Zeiten, verbunden werden.

0 Auch ist von Vorteil, wenn der Speicher mit einer Betriebsblockiereinrichtung verbunden ist, die durch das Einsetzen des Datenträgers deaktivierbar ist. Die Betriebsblockiereinrichtung blockiert beispielsweise den Motor, das Getriebe, die Lenkung oder ein anderes we-5 sentliches Element des Kraftfahrzeuges, ohne das ein Betrieb des Fahrzeugs nicht möglich ist. Der Speicher hat damit drei Funktionen. Zum einen speichert er die

abgegebenen Werte der Auswerteeinrichtung. Zum anderen bildet er aufgrund der Deaktivierungs-Fähigkeit für die Betriebsblockiereinrichtung eine Diebstahlsicherung. Darüber hinaus kann man aber auf diese Weise auch solehe Fahrzeuge vom weiteren Verkehr ausschließen, für die nach einem Auslesevorgang die Gebühren nicht oder nicht vollständig entrichtet worden sind. Weitere externe Kontrollen können dann weitgehend entfallen.

Vorzugsweise ist der Datenträger als Chipkarte ausgebildet. Derartige Chipkarten sind platzsparend und leicht zu transportieren. Sie erlauben dennoch eine hohe Dichte der gespeicherten Informationen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit Sensoren und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Auswerteeinrichtung.

Ein Kraftfahrzeug 1 weist einen Motor 2 und zwei Räderpaare 3, 4 auf. Natürlich können auch mehr Räderpaare vorgesehen sein, beispielsweise bei Lkw's.

Das Fahrzeug 1 weist, wie dies durch Pfeile, die Ausgangssignale darstellen sollen, angedeutet ist, mehrere Sensoren auf. Es handelt sich im einzelnen um einen Geschwindigkeitsmesser 5, der die Geschwindigkeit &ngr; des Fahrzeugs ermittelt, einen Wegstreckenzähler 6, der die von dem Fahrzeug 1 zurückgelegte Wegstrecke s ermittelt und einen Drehzahlmesser 7, der die Drehzahl &eegr; des Motors 2 ermittelt. Derartige Sensoren oder Meßeinrichtungen sind in vielen heutzutage betriebenen Kraftfahr-

zeugen bereits vorhanden. Geschwindigkeitsmesser 5 und Wegstreckenzähler 6 sind bislang vielfach in einem gemeinsamen Kombiinstrument untergebracht. Der Wegstrekkenzähler 6 zeigt die zurückgelegte Wegstrecke s üblicherweise in Zahlen an. Der Drehzahlmesser 7 zeigt die Drehzahl &eegr; meistens über ein Zeigerinstrument an.

Vorgesehen ist ferner eine Uhr 8, die die Zeit t ermittelt, genauer gesagt die Uhrzeit, zu der das Fahrzeug betrieben wird. Schließlich ist noch ein Beschleunigungssensor 9, der die Beschleunigung a des Fahrzeugs ermittelt, ein Lautstärkemesser 10, der die Lautstärke dB des Fahrzeugs ermittelt, ein Abgassensor 11, der einen Abgaswert A ermittelt und ein Kraftstoffmengensensor 12, der den verbrauchten Kraftstoff K angibt, vorgesehen. Natürlich müssen nicht alle diese Sensoren auf einmal im Fahrzeug 1 angeordnet sein. Je nach Anwendungsfall wird man auf den ein oder anderen Sensor verzichten können. Gegebenenfalls wird man aber noch 0 zusätzliche Sensoren vorsehen, um weitere Betriebsgrößen des Kraftfahrzeugs 1 zu ermitteln.

Alle Sensoren sind mit einer Auswerteeinrichtung 13 verbunden. Die Auswerteeinrichtung 13 ist über eine 5 Steuerleitung 14 mit dem Motor 2 verbunden und kann ihn über diese Steuerleitung 14 aktivieren oder deaktivieren. Wenn der Motor 2 deaktiviert wird, kann er nicht gestartet und nicht betrieben werden. Die Auswerteeinrichtung 13 kann aber auch auf andere Teile des Fahr-0 zeugs, wie Lenkung, Getriebe oder Kupplung wirken.

Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau der Auswerteeinrichtung 13, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur drei Eingänge 15 für drei einzelnen Sensoren t, v, a dargestellt sind. Wenn alle Sensoren des Fahrzeugs 1 nach Fig. 1 angeschlossen werden, dann sind sieben Eingänge notwendig.

Neben den Eingängen 15 ist ein weiterer Eingang 16 vorgesehen, über den die Wegstrecke s der Auswerteeinrichtung 13 zugeführt wird.

Die Auswerteeinrichtung 13 weist eine Verknüpfungseinrichtung 17 auf, der das Ausgangssignal s des Wegstreckenzählers 6 unmittelbar zugeführt wird. Die Wegstrecke s ist hier eine Grundgröße, die in der Auswerteeinrichtung 13 fortlaufend gezählt wird. Dies entspricht zunächst einem herkömmlichen Kilometerzähler.

Der Verknüpfungseinrichtung 17 wird über eine Komparatorkaskade 19 eine Bewertungsgröße, in diesem Fall die Geschwindigkeit &ngr; vom Geschwindigkeitsmesser 5 zugeführt. Die Komparatorkaskade 19 weist hierzu mehrere Komparatoren 20 auf, die feststellen, in welche von mehreren Klassen, im vorliegenden Fall drei Klassen, die gemessene Geschwindigkeit fällt. Ferner ist eine weitere Komparatorkaskade 21 vorgesehen, mit der die Uhrzeit t in entsprechender Weise qualifiziert wird. Die Geschwindgkeit &ngr; und die Uhrzeit t werden einer Kombinationsstufe 22 zugeführt, die über einen Eingang 18 in die Verknüpfungseinrichtung 17 speist. Ferner wird über einen weiteren Eingang 2 3 das Ausgangssignal a des Beschleunigungssensors 9 in die Verknüpfungseinrichtung 17 eingegeben. Die Verknüpfungseinrichtung 17 bildet nun durch vorgegebene Signalkombinationen, beispielsweise eine Addition der Signalwerte oder eine Multiplikation oder eine Kombination davon, eine Signalfunktion, die fortlaufend integriert wird. Beispielsweise kann man mit Hilfe der Komparatorkaskaden 19, 21 feststellen, in welchem Geschwindigkeitsbereich eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt wird und zu welcher Uhrzeit sie zurückgelegt wird. Die Beschleunigungsvorgänge, deren Beschleunigung a einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann man additiv hinzufügen.

Das so ermittelte Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung 17 wird einem Speicher 24 zugeführt, der einen entnehmbaren Datenträger in Form einer Chipkarte 25 aufweist. Wenn die Chipkarte 25 eingesteckt ist, kann der Speicher 24 über die Leitung 14 den Motor 2 oder andere betriebswichtige Teile des Fahrzeugs 1 aktivieren oder eine Deaktivierung aufheben.

Mit der dargestellten Einrichtung kann man zunächst einmal feststellen, welche Entfernung ein Fahrzeug zurückgelegt hat. Diese Entfernung wird über die Wegstrecke s angegeben. Wenn nun diese Entfernung mit einer höheren Geschwindigkeit und zu bestimmten Uhrzeiten zurückgelegt worden ist, die zuvor als verkehrsreich klassifiziert worden sind, dann erzeugt die Verknüpfungseinrichtung 17 ein Signal mit einer hohen Wertigkeit, das entsprechend auf den Datenträger 25 abgespeichert wird. Wird hingegen die gleiche Wegstrecke s mit geringerer Geschwindigkeit zurückgelegt oder zu Zeiten, die zuvor als verkehrsarm klassifiziert worden sind, erhält das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung 17 eine entsprechend geringere Wertigkeit. Derartige Ausgangssignale werden dann auf dem Datenträger gespeichert, beispielsweise in digitalisierter Form, und können später ausgelesen werden. Zum Auslesen kann man an Tankstellen zentrale Lesegeräte einrichten, die beim Tanken den "Verbrauch" feststellen. Der Fahrer kann dann den Verbrauch gleich mitbezahlen oder abbuchen lassen. Wenn nicht bezahlt wird, verliert der Datenträger 25 im Speicher 24 seine Fähigkeit, die Blockierung des Motors oder anderer betriebswichtiger Teile aufzuheben.

Anstelle der Geschwindigkeit &ngr; kann man in gleicher Weise auch die Drehzahl des Motors n, die Abgaswerte A, den Kraftstoffverbrauch K oder ähnliches erfassen.

Claims

H 69 GM

Schutzansprüche

Gebührenerfassungseinrichtung für Kraftfahrzeuge (1) mit einer Auswerteeinrichtung (13), die mit mindestens einem Grundgrößen-Meßwertaufnehmer (6) und mit mindestens einem Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmer (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12) verbunden ist und eine Verknüpfungseinrichtung (17) aufweist, die Signale von dem Grundgrößen-Meßwertaufnehmer (6) und dem Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmer (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12) miteinander verknüpft.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundgrößen-Meßwertaufnehmer des Wegstreckenzählers (6) oder Betriebsstundenzähler ausgebildet ist.

Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewertungsgrößen-Meßwertaufnehmer (5, 7, 8, 9, 10, 11, 12) als Drehzahlmesser (7), als Geschwindigkeitsmesser (5) als Beschleunigungsmesser (9), als Lautstärkemesser (10), als Abgassensor (11), als Kraftstoffmengenmesser (12), als

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Uhr (8), als Gewichtssensor oder als eine Kombination von mehreren dieser Meßwertaufnehmer ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (13) einen Integrator aufweist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung

(13) an ihrem Bewertungsgrößeneingang (15) eine Komparatorkaskade (19, 21) als Klassifizierungseinrichtung aufweist, die in Abhängigkeit vom Bewertungsgrößensignal (v, a, n, A, K, t, d, B) einen von mehreren diskreten Ausgangswerten ausgibt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinrichtung (13) mit einem Speicher (24) verbunden ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (24) einen entnehmbaren Datenträger (25) aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (24) mit einer Betriebsblokkiereinrichtung (14) verbunden ist, die durch das Einsetzen des Datenträgers (25) deaktivierbar ist.

0 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (25) als Chipkarte ausgebildet ist.