DE4121034C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Münzprüfers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Elektronische Münzprüfer enthalten mindestens eine Prüf­ sonde, welche eine physikalische Eigenschaft der zu prü­ fenden Münze ermittelt, beispielsweise den Werkstoff. Häufig werden induktive Sonden verwendet, deren Bedämpfung für eine Münze charakteristisch ist. Das analoge Meßsignal wird digitalisiert und mit einem Referenzsignal verglichen, um im Falle einer echten Münze ein Echtsignal und im Fall einer Falsch- oder Fremdmünze ein Schlechtsignal zu er­ zeugen. Das digitale Meßsignal wird zumeist in einem Mikro­ prozessor verarbeitet, der auch die Steuerung der Münz­ annahme und -sortierung vornimmt. Der Referenzwert wird im Speicher des Mikroprozessors abgespeichert.

Aus naheliegenden Gründen kann für eine Münze eines be­ stimmten Münzwertes nicht ein einzelner diskreter Referenz­ wert verwendet werden, da bereits bei der Herstellung die echten Münzen Toleranzen im Hinblick auf die zu prüfende Eigenschaft aufweisen. Durch die Herstellung von Münzen in unterschiedlichen Prägejahren, Abnutzungserscheinungen und Verschmutzungen wird die Toleranz noch einmal erheblich erhöht. Andererseits sollen Münzautomaten möglichst alle Echtmünzen annehmen. Es ist daher üblich, durch geeignete Verfahren für jeden Münzwert einer Sorte einen oberen und einen unteren Grenzwert zu ermitteln, die ein sogenanntes An­ nahmeband bilden. Fällt das Meßsignal innerhalb des An­ nahmebandes, wird ein Echtsignal erzeugt. Dabei werden zweckmäßigerweise die Grenzwerte des Annahmebandes so ge­ wählt, daß die Meßsignale aller Echtmünzen einer Sorte innerhalb des Annahmebandes liegen.

Die Referenzwerte können beispielsweise mit Hilfe von Testmünzen oder einer willkürlichen Auswahl von Echtmünzen ermittelt werden. Aus der DE-OS 31 03 371 ist auch bekannt­ geworden, dem Mikroprozessor ein Lernprogramm einzugeben, das die Referenzwerte bei Inbetriebnahme durch Einwurf echter Münzen selbst ermittelt. Da die elektronischen und elektrischen Komponenten des Münzprüfers nach längerer Betriebsdauer und aufgrund von Umwelteinflüssen ihre Eigen­ schaften ändern können (Drift) und auch die Echtmünzen im Laufe der Jahre ihre Eigenschaften ändern, ist aus der genannten Druckschrift und aus der EP 01 55 128 bekannt­ geworden, die Referenzwerte laufend oder von Zeit zu Zeit zu modifizieren je nachdem, in welchem Bereich die Meß­ signale ermittelt werden. Der Münzprüfer paßt sich sozu­ sagen selbst an die geänderten Bedingungen an, so daß eine Nachjustage entfallen kann.

Die bekannten Verfahren haben den Vorteil, daß sie die Annahme von Echtgeld optimieren. Ein Münzprüfer soll je­ doch nicht nur eine gute Echtgeldannahme sichern, sondern auch eine gute Falschgeldabweisung. Diese beiden Forderun­ gen lassen sich nicht ohne weiteres zur Deckung bringen.

Die statistische Verteilung der von Echtmünzen erzeugten Meßsignale entspricht der Gauß′schen Kurve, d. h. das Maxi­ mum der Meßsignale liegt in der Mitte zwischen den Grenz­ werten, während nahe den Grenzwerten nur wenige Meßsignale erscheinen. Falsch- oder Fremdmünzen werden naturgemäß so hergestellt oder ausgesucht, daß sie den zu prüfenden Eigenschaften der Echtmünzen möglichst nahekommen. Die statistische Verteilung der Meßsignale viele derartiger Münzen entspricht ebenfalls einer Gauß′schen Glockenkurve. Dabei liegt ein Teil der Meßsignale von Fremd- oder Falsch­ münzen naturgemäß innerhalb des Annahmebandes für Echt­ münzen. Daraus folgt, daß ein breites Annahmeband, das eine nahezu vollständige Annahme aller echten Münzen er­ laubt, immer auch eine hohe Annahmerate für Falsch- oder Fremdmünzen zur Folge hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren anzugeben, das eine möglichst hohe Annahmerate für Echtmünzen und eine möglichst niedrige Annahmerate für Falschmünzen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk­ male des Patentanspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Meßsignal mit einem zweiten Annahmeband verglichen, das enger als das erste Annahmeband ist. Beispielsweise kann bei dem zweiten Annahmeband der obere Grenz- oder Referenzwert kleiner gewählt werden. Je nachdem, ob ein Meßsignal innerhalb oder außerhalb des zweiten Annahmebandes liegt, wird wahl­ weise das erste oder das zweite Annahmeband zur Erzeugung eines Echt- oder Abweisungssignals verwendet. Liegt das Meßsignal mindestens einer Münze außerhalb des zweiten An­ nahmebandes, wird das zweite Annahmeband zur Münzprüfung eingesetzt, und zwar auch dann, wenn das Meßsignal inner­ halb des ersten Annahmebandes liegt. Liegt hingegen das Meßsignal mindestens einer Münze innerhalb des zweiten An­ nahmebandes, wird das erste Annahmeband verwendet.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf folgenden Über­ legungen. Wie bereits erwähnt, fällt ein Teil der Meßsig­ nale von Falschmünzen in das Annahmeband für Echtmünzen, wenn dieses so breit vorgegeben wird, daß nahezu alle Echtmünzen akzeptiert werden. Fällt nun ein Meßsignal des Münzprüfers in die Nähe des Grenzwertes, über den hinweg die Meßsignale der Falschmünzen das Annahmeband überlappen, ist die Wahrscheinlichkeit relativ groß, daß es sich um eine Falschmünze handelt. Zumindest ist die Wahrschein­ lichkeit größer als die, daß eine Echtmünze eingeworfen wurde. Um daher eine sichere Ausscheidung von Falschgeld zu gewährleisten, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Umschaltung des Münzprüfers auf das zweite engere Annahmeband vorgenommen. Dadurch ist sichergestellt, daß die nachfolgende Münze ausgeschieden wird, wenn ihr Meß­ signal außerhalb des zweiten Annahmebandes liegt. Dabei kann durchaus vorkommen, daß eine Echtmünze ausgeschieden wird. Die Wahrscheinlichkeit ist jedoch verhältnismäßig gering. Es wird ferner von der Überlegung ausgegangen, daß der Einsatz von Falsch- oder Fremdmünzen gehäuft erfolgt. So kann das erfindungsgemäße Verfahren zwar nicht unbe­ dingt die Annahme einer einzigen Falschmünze verhindern, durch die Verschiebung der Grenzwerte des Annahmebandes werden indessen alle nachfolgenden Falschmünzen ausge­ schieden. Erst wenn ein Meßsignal innerhalb des engeren Annahmebandes liegt, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß auch die nächstfolgenden Münzen echte Münzen sind, so daß eine Zurückschaltung auf das breitere erste Annahmeband stattfinden kann.

Durch eine entsprechende Wahl der Umschaltgrenze zwischen erstem und zweitem Annahmeband kann die Annahmequote für Falschmünzen erheblich gesenkt werden, ohne daß die An­ nahmerate für Echtgeld deutlich reduziert ist.

Wie ersichtlich, kann die Umschaltgrenze von dem ersten in das zweite Annahmeband und umgekehrt von dem reduzierten Referenzwert des zweiten Annahmebandes gebildet werden. Theoretisch ist jedoch auch denkbar, die Umschaltgrenze auf einen anderen Wert zu legen,der jedoch sinnvollerweise innerhalb des ersten Annahmebandes liegen sollte. Als Kri­ terium für die Umschaltung wurde angegeben, daß mindestens eine Münze mit ihrem Meßwert oberhalb des kritischen Wer­ tes liegen sollte, damit eine Umschaltung auf das engere Annahmeband stattfindet. Es ist jedoch auch ohne weiteres denkbar, zwei oder mehr Meßsignale abzuwarten, bevor eine Umschaltung vom ersten in das zweite Annahmeband und umge­ kehrt erfolgt.

Die erfindungsgemäße Verarbeitung der Meßsignale im Münz­ prüfer erfolgt zweckmäßigerweise in einem Mikroprozessor, der so programmiert ist, daß er zwei Meßkanäle ausbildet, wobei die Umschaltung von dem einen in den anderen Meß­ kanal durch das Programm des Mikroprozessors erfolgt und besondere Schaltungskomponenten nicht erfordert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Verteilungshäufigkeit von Meß­ signalen von Echtmünzen eines Münzwerts einerseits und von Falschmünzen andererseits.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, wobei jedoch die Verteilung der Meßsignale des Echtgelds von der Verteilung der Meßsignale für Falschgeld getrennt dargestellt sind.

Fig. 3 zeigt die Abfrageroutine bei nacheinander eingewor­ fenen Münzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Im Diagramm nach Fig. 1 sind zwei Gauß′sche Verteilungs­ kurven E und F dargestellt, wobei auf der Ordinate die Häufigkeit und auf der Abszisse die Größe der Meßsignale für Münzen aufgetragen ist. Die Kurve E stellt die Vertei­ lungskurve für die Meßsignale einer Echtmünze dar. Es ist zum Beispiel die Kurve für eine 1-DM-Münze, von der mit Hilfe einer Prüfsonde eine bestimmte physikalische Eigen­ schaft gemessen wird, beispielsweise die Werkstoffzusam­ mensetzung. Das zunächst analoge Meßsignal der Prüfsonde wird digitalisiert, so daß auch qualitative Aussagen ge­ macht werden können. Wie aus Fig. 1 erkennbar, liegen die meisten Meßsignale in einem mittleren Bereich zwischen den Grenz- oder Referenzwerten der Kurve E, die mit Ru bzw. Ro gekennzeichnet sind. Soll der Münzprüfer alle echten 1-DM- Münzen annehmen, ist daher die Lage des unteren und oberen Referenzwertes so zu wählen, daß sie mit den Grenzwerten Ru und Ro zusammenfallen. Dieses sogenannte Annahmeband ist in Fig. 1 mit Kanal K angegeben. Die Kurve F stellt die Verteilung der Meßsignale dar, welche sich beim Ein­ wurf von 20-Sloty-Münzen ergibt. 20-Sloty-Münzen, deren Wert nur einen Bruchteil einer 1-DM-Münze darstellt, werden häufig zu betrügerischen Zwecken eingesetzt. Wie erkenn­ bar, überlappen sich die Kurven E und F. Der Überlappungs­ bereich ist durch die durch den Grenzwert Ro hindurchge­ hende gestrichelte Linie angedeutet. Alle Falschmünzen, deren Meßwert in den Überlappungsbereich fallen, werden akzeptiert, wenn der Münzprüfer mit dem Annahmeband Kanal K arbeitet. Quantitativ können daher zum Beispiel 30% Falschmünzen angenommen werden bei einer 100%igen Annahme der Echtmünzen.

Wird hingegen ein engeres Annahmeband verwendet, nämlich Kanal K′, reduziert sich der Überlappungsbereich, und die Annahmerate für Falschgeld ist deutlich niedriger, z. B. nur 5%. Andererseits ist auch die Annahmerate für das Echt­ geld reduziert.

Im Münzprüfer erfolgt nun im Mikroprozessor eine Abfrage­ routine zum Beispiel bei jeder eingeworfenen Münze. Liegt das Meßsignal der eingeworfenen Münze im Annahmeband Kanal K′, wird auf das Annahmeband Kanal K geschaltet. Liegt das Meßsignal außerhalb des Annahmebandes Kanal K′, wird auf das engere Annahmeband Kanal K′ geschaltet. Im Ausführungs­ beispiel nach Fig. 2 wird der Grenzwert G für die Kurven E und F so gelegt daß - statistisch - 10% aller echten Münzen ausgeschieden werden, wenn der Münzprüfer mit dem Annahmeband Kanal K′ arbeitet. Gleichzeitig werden 5% Falschmünzen akzeptiert. Im weiteren Kanal K werden 100% aller Echtmünzen akzeptiert und 30% aller Falschmünzen. Da der Münzprüfer zwischen den Annahmebändern hin- und her­ schaltet, sind die Annahmeraten der Münzen nicht mehr ein­ fach mit den Raten einer festen Einstellung vergleichbar, sondern setzen sich zusammen aus einem Festanteil und einem dynamischen Anteil. Der Festanteil ist die Menge an Münzen, die durch die Einstellung des Annahmebandes direkt ablesbar ist. Der dynamische Anteil resultiert aus der rechnerischen Wahrscheinlichkeit, mit der der Kanal K im Verhältnis zu Kanal K′ aktiviert wird.

Wenn M die Annahmerate der Münzen in Kanal K ist und M′ die Annahmerate in Kanal K′, so betragen die Werte für das Echtgeld E im Beispiel nach Fig. 1 M = 100% und M′ = 90%. Die letztere Menge akzeptiert der elektronische Münzprüfer auf jeden Fall, unabhängig, welcher aktive Kanal einge­ schaltet ist. Die Mindestannahme ist daher 100% x M′ (90%). Dies entspricht dem Festanteil der Annahmerate. Der dyna­ mische Teil resultiert aus folgender Überlegung: Immer dann, wenn eine Münze innerhalb des Annahmebandes K′ liegt, schaltet der Münzprüfer auf das Annahmeband K. Die Wahrscheinlichkeit, daß dies eintritt, ist so groß wie von der Verteilungskurve dargestellt, nämlich 90%. Das bedeu­ tet eine neunmal höhere Wahrscheinlichkeit auf K zu kommen als auf K′. Die Differenz M-M′ tritt also M′ mal ein. Damit ergibt sich für den dynamischen Anteil die Formel M′ x (M-M′), d. h. die Differenz mit der Wahrscheinlichkeit von 90% zum Grenzwert G hinzuaddiert. Aus der Addition von fester und dynamischer Annahmerate ergibt sich dann ein Effektivwert, der sich berechnet zu:

Annahme effektiv = M′ × 100% + M′ × (M-M′)
Annahme effektiv = M′ × (100% +M-M′)

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kommt man für das Echtgeld auf eine Annahmerate von 99%.

Nach der obigen Formel kann auch die Annahmerate für das Falschgeld berechnet werden. Aus der Kurve F ergibt sich für M = 30% und M′ = 5%:

Annahme effektiv = 5% × (100% + 30% - 5%)
Annahme effektiv = 5% × 125%
Annahme effektiv = 6,25%

Die Annahmequote Echtgeld zu Falschgeld beträgt mithin 99% zu 6,25%. Die Echtgeldrate ist daher unmerklich reduziert, während die Falschgeldannahmerate deutlich verringert wird. Es versteht sich indessen, daß eine Verschiebung der Grenze G des kleineren Annahmebandes möglich ist, um zum Beispiel die Annahmerate des Echtgeldes zu erhöhen oder zu erniedrigen. Im übrigen hängen die Kriterien zur Herbei­ führung einer Umschaltung auf die Annahmebänder von der Güte und der Häufigkeit des Falschgeldes ab. Allgemein wird nach der Methode verfahren:

n-Münzen kleiner als kritischer Wert
< Umschaltung auf Annahmeband Kanal K
n-Münzen größer als kritischer Wert
< Umschaltung auf Annahmeband Kanal K′.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betrieb eines elektronischen Münzprüfers, bei dem mindestens eine Prüfsonde beim Vorbeilaufen einer Münze ein Meßsignal erzeugt, das anschließend digitalisiert wird, das digitale Meßsignal mit einem oberen und einem unteren Referenzwert (Annahmeband) verglichen und ein Echtsignal erzeugt wird, wenn das Meßsignal im Annahmeband liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsignal mit mindestens einem zweiten durch einen oberen und einen unteren Referenzwert gebildeten Annahmeband verglichen wird, das bezüglich mindestens eines der Referenzwerte schmaler als das erste Annahme­ band ist und wahlweise alternativ zur Bildung des Echt­ signals verwendet wird, wenn das Meßsignal mindestens einer Münze außerhalb des zweiten Annahmebandes, wäh­ rend hingegen das erste Annahmeband verwendet wird, wenn das Meßsignal mindestens einer Münze innerhalb des zweiten Annahmebandes liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Annahmeband verwendet wird, wenn das Meßsig­ nal der vorausgegangenen Münze im zweiten Annahmeband liegt und/oder das zweite Annahmeband verwendet wird, wenn das Meßsignal der vorausgegangenen Münze außerhalb des zweiten Annahmebandes liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Grenzwerte der statistischen Verteilung der Meßsignale im wesentlichen aller echten Münzen die Referenzwerte des ersten Annahmebandes definieren.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gegenüber dem ersten Annahmeband reduzierte Referenzwert des zweiten Annahmebandes so gewählt wird, daß die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, daß eine Falschmünze ein Echtsignal erzeugt.