EP2323104B9 - Fahrzeuggerät für ein Strassenmautsystem - Google Patents

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EP2323104B9
EP2323104B9 EP09450193A EP09450193A EP2323104B9 EP 2323104 B9 EP2323104 B9 EP 2323104B9 EP 09450193 A EP09450193 A EP 09450193A EP 09450193 A EP09450193 A EP 09450193A EP 2323104 B9 EP2323104 B9 EP 2323104B9
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EP
European Patent Office
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vehicle
device part
vehicle device
transceivers
communication
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EP09450193A
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EP2323104A1 (de
EP2323104B1 (de
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Peter Spannagl
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Kapsch TrafficCom AG
Original Assignee
Kapsch TrafficCom AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B15/00—Arrangements or apparatus for collecting fares, tolls or entrance fees at one or more control points
    • G07B15/06—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems
    • G07B15/063—Arrangements for road pricing or congestion charging of vehicles or vehicle users, e.g. automatic toll systems using wireless information transmission between the vehicle and a fixed station
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07F—COIN-FREED OR LIKE APPARATUS
    • G07F7/00—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus
    • G07F7/08—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means
    • G07F7/0866—Mechanisms actuated by objects other than coins to free or to actuate vending, hiring, coin or paper currency dispensing or refunding apparatus by coded identity card or credit card or other personal identification means by active credit-cards adapted therefor

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle device for a payment system for vehicle-related services, in particular a road toll or parking space management system, which payment system has a central and decentralized transceiver, the vehicle device having at least one transceiver for communication with the transceivers and a processor controlling this with a program memory containing all application programs for generating payment transactions in communication with the transceivers for the center is equipped, and wherein the vehicle unit is divided into a fixed vehicle mountable first part of the device and a releasably connectable with this second part of the device and the first part of the device contains the transceiver.
  • the second part of the device is an insertable into the first part of the device IC card, which is used by the processor contained in the first part of the device as "electronic prepaid card” and for user-specific encryption of the communications with the transceivers, which for the purpose of confidentiality in the IC Card is outsourced.
  • IC card which is used by the processor contained in the first part of the device as "electronic prepaid card” and for user-specific encryption of the communications with the transceivers, which for the purpose of confidentiality in the IC Card is outsourced.
  • all process routines and application programs are executed by the processor arranged in the first device section, which also contains a corresponding program memory (ROM, floppy disk, CD-ROM, hard disk, etc.) in the first device section.
  • OBUs Onboard units
  • the invention has the aim of overcoming these disadvantages and to provide a vehicle device of the type mentioned above, whose production and distribution in compliance with all operator-specific requirements, such as the maintenance of data protection, is simplified and leaves both equipment manufacturers and payment system operators greater freedom of choice than that known systems.
  • a vehicle device of the aforementioned type which is characterized according to the invention in that the second part of the device containing the transceiver of the first device part processor and its program memory, wherein the transceiver, the bottom transport-oriented layers 1 to 2, 1 to 3 or 1 to 4 and the processor, controlled by the application programs in its program memory in the second part of the device, handles the application-oriented layers 7, 7 to 6 or 7 to 5 of a 7-layer OSI layer model of communication with the transceivers and the center.
  • the invention provides a new type of interface within a vehicle device for vehicle-related payment systems, with which all first application and thus system operator specific components are summarized in a separate second part of the device, which can be manufactured and distributed independently of a vehicle-mounted first part of the device.
  • vehicles can be equipped and delivered as standard by any device manufacturer with the first part of the device, while all operator-specific application programs and data in the form of the modular second part of the device by the respective system operator can be sold directly.
  • Vehicle manufacturers therefore no longer require individual contracts with different operators to pre-equip vehicles with vehicle devices for payment systems, and conversely, payment system operators have a free choice among different device manufacturers.
  • the second device part contains vehicle-specific and / or user-specific keys for the payment transaction generation in its program memory, whereby operator-specific cryptographic protocols can also be supported without having to change the vehicle-fixed device infrastructure.
  • the second device part in the form of a plug-in card, which is inserted into the first part of the device, the plug-in card particularly preferably a smart card is. This facilitates handling in the distribution of the operator-specific second device part.
  • the first device part may also include an operating unit and / or a power supply for the vehicle device. These components are also operator-independent and can therefore be provided directly by the device or vehicle manufacturer.
  • the first device part is integrated in a car radio, vehicle navigation device or communication device, so that no additional installation space in the vehicle is claimed.
  • the operating unit and power supply of the radio, navigation or communication device can be used in a preferred manner at the same time as a control unit and power supply of the first part of the device.
  • FIG. 1 a block diagram of a vehicle device according to the invention in conjunction with a schematically illustrated payment system for vehicle-related services.
  • Fig. 1 shows an on-board unit (OBU) 1 for a vehicle-based payment system 2, for example, a road toll or parking management system comprising a center 3 and a plurality of decentralized transceivers 4 connected therein.
  • the vehicle device 1 can communicate with the transceivers 4 with the aid of a transceiver 5 via a wireless interface 6 in order to generate payment transactions, for example road toll or parking fee transactions, for the center 3, for example by generating such transactions themselves and via the interface 6 sent to the central office 3 or by the transceiver 4 and / or the center 3 from the communication with the vehicle device 1 generate such transactions.
  • OBU on-board unit
  • the wireless interface 6 is e.g. an infrared interface or preferably a short-range radio interface according to the DSRC (dedicated short range communication) or WAVE standard (wireless access for vehicle environments), in which case the transceivers 4 are corresponding short-range radio beacons.
  • the radio interface 6 may be a mobile radio interface, e.g. according to the GSM, GPRS, UMTS standard or the like. In the latter case, the transceivers 4 are then formed by base stations of a mobile radio network.
  • the vehicle device 1 For controlling the communication with the transceivers 4 and generating the payment transactions for or in the center 3, the vehicle device 1 is equipped with a processor 7, which is controlled by a program memory 8.
  • the transceiver 5 in a first device part 9 and the processor 7 together with its program memory 8 are arranged in a separate second device part 10 of the vehicle device 1.
  • the two appliance parts 9, 10 are detachably connected to one another at an interface 11.
  • the first device part 9 is intended for mounting in a vehicle, for example by being in the form of a car radio, car navigation or communication device for installation in a conventional dashboard bay of the vehicle, or by directly into a car radio, car navigation device or communication device or another element of the vehicle is integrated.
  • the second device part 10 is embodied, for example, in the form of a plug-in module, a plug-in card or a smart card, which can be inserted into a corresponding receptacle of the first device part 9, which contains the interface 11.
  • the function distribution between the first and second device parts 9, 10 is selected such that the transceiver 5 handles at least the lowermost transport-oriented layers of a layer model of the radio interface 6, for example - in the case of the 7-layer OSI reference model - the OSI layers 1 to 2, 1 to 3 or 1 to 4.
  • the second device part 10 contains all the components for processing the application-oriented layers of the layer model, in the case of the OSI layer model of the OSI layers 7, 7 to 6 or 7 to 5.
  • the OSI layers 4 and 3 also be implemented in the second device part 10.
  • the program memory 8 contains in particular the relevant application programs 12 as well as any vehicle and / or user-specific data 13, e.g. Cryptographic keys, for payment transaction generation via the interface 6.
  • relevant application programs 12 as well as any vehicle and / or user-specific data 13, e.g. Cryptographic keys, for payment transaction generation via the interface 6.
  • user-specific data 13 e.g. Cryptographic keys
  • the first device part 9 may contain hardware-near microprogramming 14 for processing the said transport-oriented layers of the communication protocol. Moreover, the first piece of equipment 9 may be provided with a man machine interface (MMI) 15, e.g. a keyboard, display device and / or speakers to be equipped for setting and display of operating parameters of the vehicle device 1.
  • MMI man machine interface
  • a memory for receiving vehicle-specific data which can be read out and used by the processor 7 or the application programs 12 of the second device part 10 can also be arranged here.
  • the first device part 9 may further include a power supply 16, which is both self-sufficient and from the electrical system of Vehicle may be dependent. If the first device part 9 is integrated into existing vehicle electronics, for example a car radio, navigation device, communication device etc., the operating unit 15 and the power supply 16 can also be formed by existing components of this vehicle electronics.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuggerät für ein Bezahlsystem für fahrzeugbezogene Leistungen, insbesondere ein Straßenmaut- oder Parkraumbewirtschaftungssystem, welches Bezahlsystem eine Zentrale und dezentrale Transceiver aufweist, wobei das Fahrzeuggerät mit zumindest einem Sendeempfänger zur Kommunikation mit den Transceivern und einem diesen steuernden Prozessor mit einem Programmspeicher enthaltend alle Anwendungsprogramme zum Erzeugen von Bezahltransaktionen in Kommunikation mit den Transceivern für die Zentrale ausgestattet ist, und wobei das Fahrzeuggerät in einen fahrzeugfest montierbaren ersten Geräteteil und einen mit diesem lösbar verbindbaren zweiten Geräteteil unterteilt ist und der erste Geräteteil den Sendeempfänger enthält.
  • Bei einem aus der US 7,212,989 bekannten Fahrzeuggerät dieser Art ist der zweite Geräteteil eine in den ersten Geräteteil einschiebbare IC-Karte, welche von dem im ersten Geräteteil enthaltenen Prozessor als "elektronische Guthabenkarte" und zur benutzerspezifischen Verschlüsselung der Kommunikationen mit den Transceivern genutzt wird, welche zwecks Vertraulichkeit in die IC-Karte ausgelagert wird. Abgesehen von diesen Guthaben- und Verschlüsselungsfunktionen werden alle Prozessroutinen und Anwendungsprogramme von dem im ersten Geräteteil angeordneten Prozessor ausgeführt, der dazu auch einen entsprechenden Programmspeicher (ROM, Floppy-Disk, CD-ROM, Festplatte usw.) im ersten Geräteteil enthält.
  • Fahrzeuggeräte für derartige Bezahlsysteme, sog. "onboardunits" (OBUs), enthalten in ihrem Programmspeicher für den jeweiligen Bezahlsystembetreiber spezifische Anwendungsprogramme und -daten, welche derzeit vom Gerätehersteller betreiberspezifisch in das Gerät einprogrammiert werden müssen. Dies erfordert u.a. aus Datenschutzgründen einen vertraulichen Informationsfluß vom Bezahlsystembetreiber zum Gerätehersteller, was die Fertigung und Distribution der Fahrzeuggeräte verkompliziert: Weder ist für den Gerätehersteller eine betreiberunabhängige Fertigung noch für den Bezahlsystembetreiber eine herstellerunabhängige Distribution der Fahrzeuggeräte möglich.
  • Die Erfindung setzt sich zum Ziel, diese Nachteile zu überwinden und ein Fahrzeuggerät der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Fertigung und Distribution unter Erfüllung aller betreiberspezifischen Anforderungen, wie die Aufrechterhaltung des Datenschutzes, vereinfacht ist und sowohl Geräteherstellern als auch Bezahlsystembetreibern größere Wahlfreiheit läßt als die bekannten Systeme.
  • Dieses Ziel wird mit einem Fahrzeuggerät der einleitend genannten Art erreicht, das sich gemäß der Erfindung dadurch auszeichnet, daß der zweite Geräteteil den den Sendeempfänger des ersten Geräteteils steuernden Prozessor und dessen Programmspeicher enthält, wobei der Sendeempfänger die untersten transportorientierten Schichten 1 bis 2, 1 bis 3 oder 1 bis 4 und der Prozessor, von den Anwendungsprogrammen in seinem Programmspeicher im zweiten Geräteteil gesteuert, die anwendungsorientierten Schichten 7, 7 bis 6 oder 7 bis 5 eines 7-schichtigen OSI-Schichtenmodells der Kommunikation mit den Transceivern und der Zentrale abwickelt.
  • Die Erfindung schafft eine neue Art von Schnittstelle innerhalb eines Fahrzeuggeräts für fahrzeugbezogene Bezahlsysteme, mit welcher erstmals alle anwendungs- und damit systembetreiberspezifischen Komponenten in einem eigenen zweiten Geräteteil zusammengefaßt sind, der unabhängig von einem fahrzeugfest montierten ersten Geräteteil gefertigt und vertrieben werden kann. Auf diese Weise können Fahrzeuge z.B. serienmäßig von einem beliebigen Gerätehersteller mit dem ersten Geräteteil ausgestattet und ausgeliefert werden, während alle betreiberspezifischen Anwendungsprogramme und -daten in Form des modularen zweiten Geräteteils vom jeweiligen Systembetreiber direkt vertrieben werden können. Fahrzeughersteller benötigen daher keine individuellen Verträge mit verschiedenen Betreibern mehr, um Fahrzeuge mit Fahrzeuggeräten für Bezahlsysteme vorzurüsten, und umgekehrt haben Bezahlsystembetreiber die freie Auswahl unter verschiedenen Geräteherstellern.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Geräteteil in seinem Programmspeicher fahrzeug- und/oder benutzerspezifische Schlüssel für die Bezahltransaktionserzeugung enthält, wodurch auch betreiberspezifische kryptographische Protokolle unterstützt werden können, ohne die fahrzeugfeste Geräteinfrastruktur verändern zu müssen.
  • Bevorzugt ist der zweite Geräteteil in Form einer Einschubkarte, welche in den ersten Geräteteil einschiebbar ist, wobei die Einschubkarte besonders bevorzugt eine Smartcard ist. Dies erleichtert die Handhabung bei der Distribution des betreiberspezifischen zweiten Geräteteils.
  • Falls gewünscht, kann der erste Geräteteil auch eine Bedieneinheit und/oder eine Stromversorgung für das Fahrzeuggerät enthalten. Auch diese Komponenten sind betreiberunabhängig und können daher direkt vom Geräte- oder Fahrzeughersteller bereitgestellt werden.
  • Besonders günstig ist es, wenn der erste Geräteteil in ein Autoradio, Fahrzeugnavigationsgerät oder Kommunikationsgerät integriert ist, sodaß kein zusätzlicher Bauraum im Fahrzeug beansprucht wird. Darüber hinaus können so die Bedieneinheit und Stromversorgung des Radio-, Navigations- bzw. Kommunikationsgeräts in bevorzugter Weise gleichzeitig als Bedieneinheit und Stromversorgung des ersten Geräteteils mitbenützt werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der beigeschlossenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Fahrzeuggeräts in Verbindung mit einem schematisch dargestellten Bezahlsystem für fahrzeugbezogene Leistungen.
  • Fig. 1 zeigt ein Fahrzeuggerät ("onboard-unit", OBU) 1 für ein fahrzeugbezogenes Bezahlsystem 2, z.B. ein Straßenmautoder Parkraumbewirtschaftungssystem, das eine Zentrale 3 und eine Vielzahl darin angeschlossener dezentraler Transceiver 4 umfaßt. Das Fahrzeuggerät 1 kann mit Hilfe eines Sendeempfängers 5 über eine drahtlose Schnittstelle 6 mit den Transceivern 4 in Kommunikation treten, um Bezahltransaktionen, z.B. Straßenmaut- oder Parkgebührentransaktionen, für die Zentrale 3 zu erzeugen, beispielsweise indem es selbst solche Transaktionen generiert und über die Schnittstelle 6 an die Zentrale 3 absetzt oder indem die Transceiver 4 und/oder die Zentrale 3 aus der Kommunikation mit dem Fahrzeuggerät 1 solche Transaktionen generieren.
  • Die drahtlose Schnittstelle 6 ist z.B. eine Infrarot-Schnittstelle oder bevorzugt eine Kurzreichweiten-Funkschnittstelle nach dem DSRC- (dedicated short range communication) oder WAVE-Standard (wireless access for vehicle environments), in welchem Fall die Transceiver 4 entsprechende Kurzreichweiten-Funkbaken sind. Alternativ kann die Funkschnittstelle 6 eine Mobilfunkschnittstelle sein, z.B. nach dem GSM-, GPRS-, UMTS-Standard od.dgl., wobei die Transceiver 4 in letzterem Fall dann durch Basisstationen eines Mobilfunknetzes gebildet sind.
  • Zur Steuerung der Kommunikation mit den Transceivern 4 und Erzeugung der Bezahltransaktionen für die bzw. in der Zentrale 3 ist das Fahrzeuggerät 1 mit einem Prozessor 7 ausgestattet, der von einem Programmspeicher 8 gesteuert ist.
  • Wie bereits erläutert sind der Sendeempfänger 5 in einem ersten Geräteteil 9 und der Prozessor 7 mitsamt seinem Programmspeicher 8 in einem davon gesonderten zweiten Geräteteil 10 des Fahrzeuggeräts 1 angeordnet. Die beiden Geräteteile 9, 10 sind an einer Schnittstelle 11 lösbar miteinander verbunden.
  • Der erste Geräteteil 9 ist zur Montage in einem Fahrzeug bestimmt, beispielsweise indem er in Form eines Autoradios, Fahrzeugnavigations- oder Kommunikationsgeräts für den Einbau in einen üblichen Armaturenbrett-Einbauschacht des Fahrzeugs ausgebildet ist, oder indem er gleich direkt in ein Autoradio, Fahrzeugnavigationsgerät oder Kommunikationsgerät oder ein anderes Element des Fahrzeugs integriert ist.
  • Der zweite Geräteteil 10 ist beispielsweise in Form eines Steckmoduls, einer Einschubkarte oder einer Smartcard ausgeführt, der bzw. die in eine entsprechende Aufnahme des ersten Geräteteils 9 einführbar ist, welche die Schnittstelle 11 enthält.
  • Die Funktionsaufteilung zwischen erstem und zweitem Geräteteil 9, 10 ist so gewählt, daß der Sendeempfänger 5 zumindest die untersten transportorientierten Schichten eines Schichtenmodels der Funkschnittstelle 6 abwickelt, beispielsweise - im Falle des 7-schichtigen OSI-Referenzmodells - die OSI-Schichten 1 bis 2, 1 bis 3 oder 1 bis 4. Der zweite Geräteteil 10 enthält alle Komponenten für die Abwicklung der anwendungsorientierten Schichten des Schichtenmodells, im Falle des OSI-Schichtenmodells der OSI-Schichten 7, 7 bis 6 oder 7 bis 5. Optional können die OSI-Schichten 4 und 3 ebenfalls im zweiten Geräteteil 10 implementiert sein.
  • Um die anwendungsorientierten Schichten im zweiten Geräteteil 10 abzuwickeln, enthält der Programmspeicher 8 insbesondere die betreffenden Anwendungsprogramme 12 sowie allfällige fahrzeug- und/oder benutzerspezifische Daten 13, z.B. kryptographische Schlüssel, zur Bezahltransaktionserzeugung über die Schnittstelle 6. Auf diese Weise sind alle anwendungs- und damit betreiberspezifischen Komponenten im modular austauschbaren zweiten Geräteteil 10 aufgenommen, sodaß der erste Geräteteil 9 betreiberunabhängig in Fahrzeugen verbaut werden kann.
  • Der erste Geräteteil 9 kann zur Steuerung des Sendeempfängers 5 eine hardwarenahe Mikroprogrammierung 14 zur Abwicklung der genannten transportorientierten Schichten des Kommunikationsprotokolls enthalten. Darüber hinaus kann der erste Geräteteil 9 mit einer Bedieneinheit ("man machine interface", MMI) 15, z.B. einer Tastatur, Anzeigeeinrichtung und/oder Lautsprecher, zur Einstellung und Anzeige von Betriebsparametern des Fahrzeuggeräts 1 ausgestattet sein. Auch ein Speicher zur Aufnahme fahrzeugspezifischer Daten, welche vom Prozessor 7 bzw. den Anwendungsprogrammen 12 des zweiten Geräteteils 10 ausgelesen und verwendet werden können, kann hier angeordnet sein.
  • Im ersten Geräteteil 9 kann ferner eine Stromversorgung 16 enthalten sein, die sowohl autark als auch vom Bordnetz des Fahrzeugs abhängig sein kann. Wenn der erste Geräteteil 9 in eine bestehende Fahrzeugelektronik, z.B. ein Autoradio, Navigationsgerät, Kommunikationsgerät usw. integriert ist, können die Bedieneinheit 15 und die Stromversorgung 16 auch durch bestehende Komponenten dieser Fahrzeugelektronik gebildet sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Claims (8)

  1. Fahrzeuggerät (1) für ein Bezahlsystem (2) für fahrzeugbezogene Leistungen, insbesondere ein Straßenmaut- oder Parkraumbewirtschaftungssystem, welches Bezahlsystem (2) eine Zentrale (3) und dezentrale Transceiver (4) aufweist, wobei das Fahrzeuggerät (1) mit zumindest einem Sendeempfänger (5) zur Kommunikation mit den Transceivern (4) und einem diesen steuernden Prozessor (7) mit einem Programmspeicher (8) enthaltend alle Anwendungsprogramme zum Erzeugen von Bezahltransaktionen in Kommunikation mit den Transceivern (4) für die Zentrale (3) ausgestattet ist, und wobei das Fahrzeuggerät (1) in einen fahrzeugfest montierbaren ersten Geräteteil (9) und einen mit diesem lösbar verbindbaren zweiten Geräteteil (10) unterteilt ist und der erste Geräteteil (9) den Sendeempfänger (5) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Geräteteil (10) den den Sendeempfänger (5) des ersten Geräteteils (9) steuernden Prozessor (7) und dessen Programmspeicher (8) enthält, wobei der Sendeempfänger (5) die untersten transportorientierten Schichten 1 bis 2, 1 bis 3 oder 1 bis 4 und der Prozessor (7), von den Anwendungsprogrammen in seinem Programmspeicher (8) im zweiten Geräteteil (10) gesteuert, die anwendungsorientierten Schichten 7, 7 bis 6 oder 7 bis 5 eines 7-schichtigen OSI-Schichtenmodells der Kommunikation (6) mit den Transceivern (4) und der Zentrale (3) abwickelt.
  2. Fahrzeuggerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Geräteteil (10) in seinem Programmspeicher (8) auch fahrzeug- und/oder benutzerspezifische Schlüssel (13) für die Bezahltransaktionserzeugung enthält.
  3. Fahrzeuggerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Geräteteil (10) in Form einer Einschubkarte ist, welche in den ersten Geräteteil (9) einschiebbar ist.
  4. Fahrzeuggerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschubkarte eine Smartcard ist.
  5. Fahrzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Geräteteil (9) eine Bedieneinheit (15) für das Fahrzeuggerät (1) enthält.
  6. Fahrzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Geräteteil (9) eine Stromversorgung (16) für das Fahrzeuggerät (1) enthält.
  7. Fahrzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Geräteteil (9) einen Speicher für fahrzeugspezifische Daten enthält, welche vom Prozessor (7) des zweiten Geräteteils (10) auslesbar sind.
  8. Fahrzeuggerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Geräteteil (9) in ein Autoradio, Fahrzeugnavigationsgerät oder Kommunikationsgerät integriert ist.
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