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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Erfindung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/740,037 vom 20. Dezember 2012, die hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Fob und ein Verfahren zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf Funktionen, Daten und/oder Systeme in einem Fahrzeug durch ferne Geräte und/oder einen Benutzer an einem fernen Ort.
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Hintergrund
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Zukünftig kann ein Fahrzeugbenutzer wünschen, eine der folgenden Funktionen durchzuführen, während er sich entfernt von dem Fahrzeug aufhält (z. B. im Büro, zu Hause, im Supermarkt usw.):
- • An einem heißen Tag die Fahrzeugfenster etwas öffnen oder die Klimaanlage aktivieren.
- • Wenn es regnet, offen gelassene Fahrzeugfenster schließen.
- • In Vorbereitung auf eine Fahrt, die Fahrtstrecke in das Navigationssystem des Fahrzeugs hochladen und einen neuen Satz von Songs und/oder Videos in das Unterhaltungssystem des Fahrzeugs hochladen
- • Nach einer Fahrt, Fahrzeugstatistiken über die Fahrt zu einem PC herunterladen, um diese zu prüfen, und Statusdaten des Fahrzeugs einzusehen.
- • Auf eine Aufforderung eines Fahrzeugssystems in Bezug auf eine Anomalie hin, Dateien mit einem Bericht zu der Anomalie herunterladen, um diese an ein Service-Center zu senden.
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Alle diese Aktivitäten erfordern einen Fernzugriff auf elektronische Daten des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug jedoch den Benutzer zweifelsfrei erkennen muss, bevor es dem Benutzer einen Zugriff erlaubt. Deshalb sollte ein Sicherheitskennwort sehr kompliziert sein, um unerwünschte Zugriffe zu verhindern, wobei sich der Benutzer das Sicherheitskennwort jedoch schlecht merken kann. Es wäre besser, wenn ein Gerät eine derartige Erlaubnis sicherstellen würde.
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Die derzeit bekannten Systeme zum Vorsehen eines sicheren Zugriffs verwenden eine Sicherheitszugriffsnummer, die zusammen mit dem Fahrzeug in einer Karte ausgehändigt wird. Diese Nummer muss durch den Benutzer „gehandhabt” werden, sodass sie ausreichend einfach sein muss, um durch den Benutzer gelesen und eingegeben werden zu können. Nicht komplizierte Kennwörter gewährleisten jedoch nur eine geringe Systemsicherheit.
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Ein anderes bekanntes System ist ein Fingerabdruck-Zugriffssystem. Dabei handelt es sich um ein Zugriffssystem mit hoher Sicherheit, das jedoch in dem Fahrzeug integriert werden muss, damit Fingerabdruckdaten mit einer autorisierten Datenbank verglichen werden können, wenn sie über das Internet oder ein anderes Fernzugriffssystem gesendet werden. Dieses System wird auch an dem Ort benötigt, von dem aus der Benutzer einen Fernzugriff auf das Fahrzeug versucht.
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Es kann auch ein dediziertes Gerät wie etwa die in Service-Centern genutzten verwendet werden, um einen sicheren Zugriff vorzusehen. Dafür müsste jedoch ein Benutzer ein derartiges dediziertes Gerät erwerben, das zudem nicht überall erhältlich ist.
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Weiterhin kann eine PIC (Personal Identity Card) für einen sicheren Zugriff verwendet werden. Diese kann durch den Benutzer überall hin mitgenommen werden und kann auch für verschiedene andere Zwecke eingesetzt werden. Ähnlich wie bei dem Fingerabdruck-Zugriff muss das Fahrzeug jedoch mit einem Kartenlesesystem ausgestattet sein, das auch an dem Ort benötigt wird, von dem aus der Benutzer einen Fernzugriff auf das Fahrzeug versucht. Außerdem sind sowohl Fingerabdrucksysteme als auch PIC-Systeme einer Standardisierung unterworfen, die nicht unter der Kontrolle des Fahrzeugherstellers liegt. Es besteht also die Gefahr, dass sich der Fahrzeughersteller für ein System entscheidet, das nach einer bestimmten Zeitdauer obsolet wird.
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Deshalb besteht ein Bedarf für einen Schlüssel-Fob und ein Verfahren zum Verwenden eines derartigen Fobs für einen sicheren Zugriff auf das Fahrzeug von einem fernen Ort aus, um Aktionen wie etwa die oben genannten unter Verwendung des Fahrzeug-Fobs zu ermöglichen. Ein auf der Basis des Fobs basierendes Zugriffssystem minimiert Kosten, bietet eine größere Flexibilität (z. B. hinsichtlich der Größe, der Verfügbarkeit und der Zeitdauer) und minimiert extra Komponenten, während es gleichzeitig vollständig unter der Kontrolle des Fahrzeugherstellers ist. Ein System für einen Fernzugriff auf Fahrzeugdaten/Befehle unter Verwendung von durch den Fahrzeug-Fob verwalteten Sicherheitscodes sieht vor, dass der Fahrzeug-Fob als Sicherheitszugriffsschlüssel für die Aktivierung eines PCs, eines Smartphones, eines PDAs oder anderer Geräte für die Kommunikation mit dem Fahrzeug verwendet wird, um Daten, Befehle usw. auszutauschen.
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Zusammenfassung
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Gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform wird ein mit einem Fahrzeug assoziierter Fernfunktions-Fob angegeben, der eine sichere Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem Gerät ermöglicht. Der Fob umfasst einen Sendeempfänger, der für eine Kommunikation mit dem Gerät konfiguriert ist, und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um eine sichere Kommunikation mit dem Gerät über den Sendeempfänger zu ermöglichen. Die Steuereinrichtung ist weiterhin für den Betrieb mit einem unter Verwendung eines Sicherheitsprotokolls erzeugten Code konfiguriert, wobei der Code in einer sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät und dem Fahrzeug zu verwenden ist und wobei der Code für eine Übertragung an das Gerät über den Sendeempfänger vorgesehen ist.
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Gemäß einer anderen hier beschriebenen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Ermöglichen einer sicheren Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Gerät unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug assoziierten Fernfunktions-Fobs vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer sicheren Kommunikation von dem Gerät an dem Fob, wobei die Kommunikation von dem Gerät eine Anfrage für einen Code für die Verwendung in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät und dem Fahrzeug umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin das Erzeugen eines Codes unter Verwendung eines Sicherheitsprotokolls, wobei der Code in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät und dem Fahrzeug zu verwenden ist. Das Verfahren umfasst weiterhin das Senden einer sicheren Kommunikation von dem Fob an das Gerät, wobei die Kommunikation von dem Fob den Code für die Verwendung in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät und dem Fahrzeug umfasst.
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Im Folgenden werden diese und andere Ausführungsformen eines Schlüssel-Fobs und eines Verfahrens zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät und/oder einen Benutzer mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm eines beispielhaften Synchronisierungsverfahrens zwischen einem Fahrzeug und einem Schlüssel-Fob.
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2 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens unter Verwendung eines Schlüssel-Fobs zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät.
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3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Schlüssel-Fobs zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät.
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4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Schlüssel-Fobs zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät.
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5 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Schlüssel-Fobs zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät.
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6 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Schlüssel-Fobs zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät.
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Ausführliche Beschreibung
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Gemäß den Anforderungen werden im Folgenden verschiedene Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und die Erfindung auch durch verschiedene alternative Ausführungsformen realisiert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu verdeutlichen. Die hier beschriebenen Details des Aufbaus und der Funktion sind also nicht einschränkend, sondern lediglich als repräsentative Basis für den Fachmann zu verstehen.
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Mit Bezug auf 1–6 werden im Folgenden verschiedene Ausführungsformen eines Fernfunktions-Fobs für ein Fahrzeug und eines Verfahrens zum Verwenden eines derartigen Fobs für das Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät und/oder einen Benutzer beschrieben. Auf dem derzeitigen Fahrzeugmarkt wünscht der Käufer Fahrzeuge mit Unterhaltungsfunktionen. In der nahen Zukunft möchte der Käufer auch aus einer Entfernung Funktionen zum Vorheizen des Fahrzeugs, zum Ändern des Ladestatus, zum Herunterladen einer Karte usw. durchführen. Das Fahrzeug muss jedoch über eine sichere Einrichtung zum Erkennen des Benutzers verfügen, weil eine derartige Anfrage über das Internet (z. B. von einem Smartphone oder PC des Benutzers aus) gesendet wird. Deshalb ist ein Sicherheitscode-Verschlüsselungssystem erforderlich.
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Auf dem Markt gibt es jedoch verschiedene Typen von Smartphones und PCs. Und es werden jedoch jedes Jahr neue derartige Geräte herausgebracht, während ein Fahrzeug zwischen 5 und 15 Jahren genutzt wird. Es stellt also eine große Herausforderung dar, ein Verschlüsselungssystem zu finden, das genauso dauerhaft wie das Kraftfahrzeug ist. Die verfügbaren Zugriffssysteme verlangen, dass sich ein Benutzer ein Kennwort merkt, oder sind Fingerabdruck-Zugriffssysteme (die auch durch den Fahrzeughersteller autorisiert werden müssen). Es ist schwer, sich ein Kennwort zu merken, sodass nur einfache Codes verwendet werden können, wodurch jedoch wiederum die Sicherheit vermindert wird. Fingerabdruck-Zugriffssysteme kommen derzeit auf den Markt, erfordern jedoch, dass der Fingerabdruck durch das Fahrzeug gelernt wird und benötigen zudem ein System für die gemeinsame Nutzung derartiger Daten. Außerdem muss ein derartiges System nicht nur durch den Fahrzeughersteller vorgesehen werden, sondern auch für die Verwendung an einem fernen Ort vorhanden sein. Ein zu diesem Zweck in dem Fahrzeug vorgesehenes Fingerabdrucksystem erhöht außerdem die Kosten für das Fahrzeug beträchtlich (z. B. müssen ein Fingerabdruckleser, ein Verarbeitungsschaltungsaufbau, ein Algorithmus usw. vorgesehen werden).
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Dagegen trägt der Benutzer den Schlüssel-Fob mit sich, wenn der Benutzer entfernt auf das Fahrzeug zugreifen möchte. Weiterhin wird der Schlüssel-Fob durch den Fahrzeughersteller entworfen, sodass er den Fahrzeugsystemen entspricht und ebenso dauerhaft wie das Fahrzeug ist. Es ist also vernünftig, den Schlüssel-Fob zum Vorsehen des Sicherheitscodes zu verwenden. Der Schlüssel-Fob wird direkt und häufig mit dem Fahrzeug verbunden, sodass der Code bei Bedarf häufig synchronisiert werden kann. Das Sicherheitscodesystem kann von dem Rest der Elektronik isoliert sein. Der Schlüssel-Fob kann den Zugriffscode für den PC oder das Smartphone über USB, Bluetooth oder WiFi bereitstellen, wobei die hierfür erforderliche Elektronik minimal ist. Wenn eine USB-Verbindung verwendet wird, kann diese Verbindung auch für das Wiederaufladen der Batterie im Schlüssel-Fob verwendet werden. Ein auf einem Schlüssel-Fob basierendes System und Verfahren sehen außerdem für den Fahrzeughersteller ein Sicherheitszugriffssystem vor, das keine Kompatibilität mit einer von Jahr zu Jahr größer werdenden Vielzahl von externen Geräten bieten muss.
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Der Schlüssel-Fob für ein Fahrzeug ist ein Gerät, das stets für einen Fahrzeugbenutzer verfügbar ist und auf das Fahrzeug abgestimmt ist (da es ja ebenfalls vom Fahrzeughersteller stammt). Um eine Benutzerauthentifizierung vorzusehen und einen sicheren Zugriff auf das Fahrzeug durch ferne Geräte und/oder einen Benutzer an einem fernen Ort vorzusehen, kann der Fob eine entsprechende Hardware und/oder Software für eine Kommunikation mit einem PC, Smartphone, PDA oder ähnlichem vorsehen. Eine derartige Kommunikation kann über einen kleinen USB-Anschluss sowie über Bluetooth-, Wi-Fi-, Hochfrequenz (HF) oder andere geeignete Systeme bewerkstelligt werden.
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Ein derartiger Fob kann auch eine Fähigkeit zum Erzeugen von Sicherheitscodes aufweisen, um diese gemeinsam mit dem Fahrzeug zu nutzen und periodisch zu ändern. Schlüssel-Fobs sehen dies (oder eine äquivalente Funktion) bereits für das Aufschließen des Fahrzeugs aus einer näheren Umgebung vor. Es kann das gleiche oder ein äquivalentes Protokoll verwendet werden. Während einer direkten Verbindung oder Kommunikation mit dem Fahrzeug (entweder im Schlüsselloch des Fahrzeugs oder mittels einer Hochfrequenzübertragung mit kurzer Reichweite) können die Sicherheitscodes geändert und gemeinsam durch das Fahrzeug und den Fob verwendet werden.
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Ein derartiges System kann auch Internet- oder ähnliche Fähigkeiten im Fahrzeug für einen Fernzugriff zur gemeinsamen Nutzung von Daten (mittels eines hochsicheren Zugriffssystems) aufweisen. Weiterhin kann ein derartiges System entsprechende Softwareprogramme in einem PC, einem Mobiltelefon, PDA oder ähnlichem für das Verwalten eines Zugriffs auf das Fahrzeug (z. B. für das Empfangen des Zugriffscodes von dem Fob, für das Kommunizieren mit dem Fahrzeug, für das Senden des Fob-Codes usw.) und für die gemeinsame Nutzung der erforderlichen Daten oder Befehle (z. B. für das Öffnen/Schließen von Fenstern sowie für Benutzerpräferenzen, Klimaanlage, Unterhaltungsdaten, Fahrzeug-Softwareupgrades usw.) umfassen.
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Wenn das Fahrzeug und ein darauf abgestimmter Fob durch den Fahrzeughersteller verkauft werden, kann der Hersteller die Kontrolle über die Gestaltung der Zugriffssicherheit (z. B. darüber, auf was und wie ein Fernzugriff ermöglicht wird) und die Ermöglichung der externen Kommunikation behalten. Die genannte Software kann dann zusammen mit dem Fahrzeug verkauft werden.
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Ein derartiges System und Verfahren können für ein beliebiges Fahrzeug mit einem Schlüssel-Fob vorgesehen werden, wenn eine Fernsynchronisierung gewünscht wird, sodass ein Fahrzeughersteller also über eine Einrichtung für das Fahrzeug zum sicheren Erkennen eines Benutzers und zum Verhindern eines unerwünschten Fernzugriffs auf das Fahrzeug verfügt. Ein derartiges System und Verfahren können auch für die Verwendung in Verbindung mit von dem Fahrzeughersteller angebotenen Fernunterhaltungssystemen verwendet werden, sodass ein Benutzer sich keine langen Sicherheitscodes merken oder diese irgendwo notieren muss. Ein derartiges System und Verfahren ermöglichen also Kosteneinsparungen, weil keine umfangreiche Tabelle mit Geräteeigenschaften in dem Fahrzeug für Kompatibilitätszwecke gespeichert und jährlich aktualisiert werden muss (z. B. Benutzerzeit, Wartung durch Fahrzeughersteller usw.) und das System und das Verfahren unter Verwendung einer minimalen Elektronik implementiert werden können. Wenn ein standardisiertes Verschlüsselungssystem definiert wird, kann auch die individuelle Anpassung der Software reduziert oder vollständig auf diese verzichtet werden.
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In einem beispielhaften Verwendungsszenario für das System kann ein Benutzer in einem Büro eine E-Mail empfangen, in der ihm mitgeteilt wird, dass er das Büro drei Stunden früher als erwartet verlassen muss. In diesem Fall kann der Benutzer das Fahrzeug über sein Smartphone kontaktieren, um die Ladegeschwindigkeit von einem Sparmodus zu einem Schnelllademodus zu ändern. Das Mobiltelefon kann den Schlüssel-Fob über Bluetooth kontaktieren (hierfür ist keine Benutzeraktion erforderlich), um einen gültigen Fahrzeugzugriffscode zu erhalten und die erforderlichen Befehle an das Fahrzeug zu senden. Das Fahrzeug erkennt den Benutzer und ändert den Fahrzeug-Ladestatus. Wenn der Aufbruchszeitpunkt gekommen ist und der Benutzer das Büro verlässt, ist das Fahrzeug wieder vollständig geladen.
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In einem anderen Beispiel kann ein Benutzer zu Hause eine Fahrt für den nächsten Tag planen. Der Benutzer hat eine gewünschte Route in Google Maps gefunden. Der Benutzer kontaktiert das Fahrzeug über das Internet, um die programmierte Route in das Navigationssystem des Fahrzeugs hochzuladen. Ein PC kontaktiert den Schlüssel-Fob über Bluetooth (hierfür ist keine Benutzeraktion erforderlich), um einen gültigen Fahrzeugzugriffscode zu erhalten und die benötigten Dateien an das Fahrzeug zu senden. Das Fahrzeug lädt diese Daten hoch und ist vorbereitet, um den Benutzer während der Fahrt am nächsten Tag zu führen. Wenn eine USB-Verbindung verwendet wird, kann auch die Batterie des Schlüssel-Fobs geladen werden, wodurch die Batterielebensdauer des Schlüssel-Fobs verlängert wird.
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In einem weiteren Beispiel hat ein Fahrzeughersteller einen Softwarefehler in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs entdeckt und sendet deshalb eine E-Mail an den Benutzer/Eigentümer eines Fahrzeugs, in der er diesen auffordert, die Website des Herstellers zu besuchen und ein Softwareupgrade für das Fahrzeug anzufordern. Das Fahrzeug erkennt die Website des Herstellers als gültig an, greift auf die entsprechenden Daten zu und fragt den Benutzer um eine Erlaubnis zum Herunterladen der Daten für das Upgraden der Fahrzeug-Software. Der PC des Benutzers erhält anschließend eine Erlaubnis von dem Schlüssel-Fob und sendet diese an das Fahrzeug. Das Softwareupgrade wird dann vorgenommen, ohne dass der Benutzer zu einem Service-Center gehen muss, wodurch Kosten für den Eigentümer/Benutzer und den Hersteller des Fahrzeugs minimiert werden können.
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Gemäß dem angegebenen System und Verfahren fordert ein Smartphone, PC oder anderes Gerät (in einer drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunikation mit einem Fahrzeug) einen Zugriff auf ein Fahrzeug an. Der PC oder das Telefon fordert einen derartigen Zugriff direkt (ohne Vermittlung eines anderen Geräts) an und erhält eine Kennwortanforderung von dem Fahrzeug. Der PC oder das Telefon kontaktiert dann den Schlüssel-Fob, um ein Kennwort anzufragen, empfängt das Kennwort von dem Fob und sendet das Kennwort zurück an das Netzwerk des Fahrzeugs. Ein sicherer Zugriff auf das Fahrzeug durch den PC oder das Telefon wird dann auf der bereits hergestellten Kommunikation erlaubt.
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Das vereinfachte Flussdiagramm von 1 zeigt ein beispielhaftes Synchronisierungsverfahren 10 zwischen einem Fahrzeug und einem Schlüssel-Fob. Wenn sich der Fob in dem Fahrzeug befindet, stellt der Fob eine Verbindung zu dem Fahrzeug her (12) und kommuniziert mit diesem für Standardzwecke. Als ein Teil dieser Kommunikation können Sicherheitskennwörter synchronisiert werden. Der Fob und das Fahrzeug können also Sicherheitscodes synchronisieren (14). Dies wird durchgeführt, damit der Fob einen Sicherheitsidentifikationscode in einer nahen Zukunft vorsehen kann. In einer Ausführungsform können Rolling-Codes parallel am Fahrzeug und am Fob verwendet werden (16).
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In 2 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens (20) zum Verwenden eines Schlüssel-Fobs für das Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät und/oder einen Benutzer gezeigt. Ein Telefon oder ein PC wünscht einen Zugriff auf ein Netzwerk des Fahrzeugs (22), um Informationen zu diesem hochzuladen oder von diesem zu erhalten (z. B. Karten, Ladezustand, usw.). Wenn der Benutzer aus der Entfernung Daten mit dem Fahrzeug austauschen möchte, fordert das Fahrzeug ein Kennwort von dem Benutzer an, bevor es eine Datenübertragung zulässt. Dazu kann sich das Fahrzeug mit dem Telefon oder PC verbinden und nach einem Sicherheitsidentifikationskennwort in Übereinstimmung mit verschiedenen möglichen Optionen fragen (24). Der Benutzer kann dann ein bereits mit dem Fahrzeug synchronisiertes Gerät nutzen, um ein Kennwort (lokal) zu erhalten. In einer Ausführungsform kann das Telefon oder der PC das Kennwort von dem Fob über eine lokale Kommunikation (26) (z. B. über NFC, Bluetooth oder eine andere Kommunikationsform) anfragen und erhalten. Unabhängig davon, welches Gerät für die Kommunikation mit dem Netzwerk des Fahrzeugs verwendet wird, können diese Geräte mit einem korrekten Kennwort für den sicheren Zugriff versehen werden. Das Telefon oder der PC sendet das Kennwort dann an das Fahrzeug und erhält die Erlaubnis für eine Interaktion (28), ohne dass dabei die Marke, der Typ oder andere Eigenschaften des PCs oder Telefons berücksichtigt werden müssen.
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Wie zuvor genannt, bieten ein derartiges Verfahren und System für einen sicheren Zugriff durch ein fernes Gerät den Vorteil, dass das Fahrzeug und der Fob durch denselben Hersteller hergestellt und/oder bereitgestellt werden und somit eng aufeinander bezogen sind. Im Gegensatz dazu ändern sich Smartphones, PCs und ähnliches jährlich, wenn nicht noch öfter (z. B. Betriebssystem-Softwareupgrades). Außerdem ist es schwierig und kostspielig, eine Fahrzeug-Software für eine Anpassung an verschiedene Typen von PCs, Telefonen und anderen Geräten, die derzeit auf dem Markt erhältlich sind oder während der Lebensdauer des Fahrzeugs auf den Markt gebracht werden können, zu aktualisieren. Das hier beschriebene Verfahren und System ermöglichen eine sichere, zuverlässige und dauerhafte Einrichtung für die Identifikation und den Zugriff eines fernen Geräts.
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Das vereinfachte Blockdiagramm von 3 zeigt eine Ausführungsform eines Systems 30 unter Verwendung eines Schlüssel-Fobs für die Verwaltung eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät und/oder einen Benutzer. Insbesondere leistet das System 30 eine Autorisierung eines Mobiltelefons 34 für den Zugriff auf das Fahrzeug. Der Fob 32 umfasst einen Hochfrequenz(HF)-Sendeempfänger 36, der für eine Nahfeldkommunikation (NFC) mit einem Mobiltelefon 34 konfiguriert ist.
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Dazu wird derzeit eine NFC in Mobiltelefonen und Fobs für ein elektronisches Bezahlen und für eine Kommunikation des Fobs mit anderen Geräten (z. B. Bezahlterminals, Mobiltelefonen usw.) entwickelt. Da Mobiltelefone häufiger ersetzt werden als ein Fahrzeug, muss ein für den Benutzer bequemes Verfahren zum Erlauben von Fahrzeugsteuerfunktionen vorgesehen werden, mit dem der Benutzer die Autorisierung seines alten Telefons aufheben und ein neues Telefon autorisieren kann.
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Die vorliegende Erfindung gibt Ausführungsformen von Verfahren und Systemen zum Verwalten der Autorisierung eines Mobiltelefons für einen Zugriff auf ein Fahrzeug an, der ein Aufsperren/Absperren, ein Öffnen/Schließen der Fenster und eines Schiebedachs, das Starten des Motors und/oder andere Fahrzeugfunktionen umfassen kann. Andere Anwendungen sind eine Ortung des Fahrzeugs und das Anzeigen der Fahrzeugposition auf einer Karte auf dem Telefondisplay.
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Eine NFC-Kommunikation ist ein batterieloses Verfahren für eine Kommunikation in allernächster Nähe. Um gemäß einem Verfahren einen Zugriff zu erlauben, kann der Fob, wenn sich das Telefon in nächster Nähe zu dem Fob befindet, (über das Telefon) den Benutzer dazu auffordern, einen speziellen Code einzugeben, der dem Benutzer durch den Händler (während des Kaufs) ausgehändigt wurde. Dieser Code kann durch den Benutzer über die Benutzeroberfläche des Telefons geändert werden. Sobald ein bestimmtes Mobiltelefon autorisiert wurde, muss es nicht mehr erneut für eine folgende Nutzung autorisiert werden. Die NFC-Kommunikation kann verschlüsselt gesichert werden, um ein Abhören zu vereiteln. Die Sicherheit wird dadurch erhöht, dass das bestehende Protokoll für die NFC wie oben beschrieben auf einer allernächsten Nähe beruht, sodass ein Abhören sehr schwierig ist.
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Dank neuer Bluetooth-Lösungen mit einem niedrigen Stromverbrauch kann dieses Merkmal auch in einem Fob realisiert werden. Bluetooth ermöglicht eine Kommunikation zwischen dem Fob und dem Mobiltelefon, die auch für einen Zugriff auf das Fahrzeug verwendet werden kann. Die Autorisierung des Mobiltelefons für einen Zugriff auf Fahrzeuginformationen kann über die Eingabe eines Kennworts oder Codes wie oben beschrieben erfolgen.
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Alternativ hierzu stehen auch andere Möglichkeiten für eine Autorisierung des Mobiltelefons wie etwa die Nutzung eines in dem Fob gespeicherten biometrischen Merkmals für eine Prüfung über das Mobiltelefon zur Verfügung. Diese Prüfung kann auch auf dem NFC-Kanal oder über Bluetooth durchgeführt werden. Ein Beispiel für ein biometrisches Merkmal ist ein Fingerabdruck.
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Die vereinfachten Blockdiagramme von 4–6 zeigen alternative Ausführungsformen eines Systems 40, 50, 60 unter Verwendung eines Schlüssel-Fobs zum Verwalten eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät wie etwa ein Mobiltelefon. 4 zeigt ein System 40, in dem ein Fob 42 konfiguriert ist, um als eine Schnittstelle für Kommunikationen zwischen einem Mobiltelefon 44 und einem Fahrzeug 46 zu dienen. Eine Kommunikation des oben beschriebenen Typs zwischen dem Fob 42 und dem Mobiltelefon 44 kann unter Verwendung eines NFC- oder Bluetooth-Protokolls wie zuvor beschrieben bewerkstelligt werden. Die Kommunikation zwischen dem Fob 42 und dem Fahrzeug 46 kann unter Verwendung eines beliebigen, bekannten Fernverriegelung(RKE)-Protokolls bewerkstelligt werden.
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2 zeigt ein System 50, das konfiguriert ist, um eine direkte Kommunikation zwischen einem Mobiltelefon 54 und einem Fahrzeug 56 vorzusehen. Das System 50 ist weiterhin für eine direkte Kommunikation wie zuvor beschrieben zwischen dem Mobiltelefon 54 und einem Fob 52 konfiguriert. Wiederum kann die Kommunikation zwischen dem Fob 52 und dem Mobiltelefon 54 unter Verwendung eines NFC- oder Bluetooth-Protokolls wie zuvor beschrieben bewerkstelligt werden. Die Kommunikation zwischen dem Mobiltelefon 54 und dem Fahrzeug 56 kann unter Verwendung eines WiFi- oder Bluetooth-Protokolls bewerkstelligt werden.
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6 zeigt ein System 60, das konfiguriert ist, um eine Kommunikation zwischen einem Mobiltelefon 64 und einem Fahrzeug 66 über ein Netzwerk wie etwa ein Mobilfunknetz 70 vorzusehen. Eine derartige Kommunikation über das Netzwerk 70 kann in Übereinstimmung mit beliebigen, bekannten Protokollen (z. B. GMS/GPRS/CDMA usw.) bewerkstelligt werden. Das System 60 ist weiterhin für eine direkte Kommunikation wie zuvor beschrieben zwischen dem Mobiltelefon 64 und einem Fob 62 konfiguriert. Wiederum kann die Kommunikation zwischen dem Fob 62 und dem Mobiltelefon 64 unter Verwendung eines NFC- oder Bluetooth-Protokolls wie zuvor beschrieben bewerkstelligt werden.
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Der zwischen dem Fob und dem Mobiltelefon verwendete Verschlüsselungstyp kann AES128, XTEA oder ein anderer Typ von Verschlüsselung sein. Die in dieser Kommunikation verwendeten Verschlüsselungsschlüssel können spezifisch für diesen Typ und Zweck sein und können auf beiden Seiten, d. h. durch den Fob und das Telefon, genutzt werden. Der Austausch dieser geheimen Schlüssel (die nicht in der Kommunikation zwischen dem Fob und dem Fahrzeug verwendet werden müssen) kann während der Autorisierung des Mobiltelefons wie oben erläutert erfolgen. Mit anderen Worten kann ein spezieller geheimer Schlüssel nur für die Kommunikation zwischen dem Fob und dem Telefon verwendet werden.
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Wie in 3–6 gezeigt, kann ein mit einem Fahrzeug 46, 56, 66 assoziierter Fernfunktions-Fob 32, 42, 52, 62 für eine Aktivierung einer sicheren Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 46, 56, 66 und einem Gerät 34, 44, 54, 64 einen Sendeempfänger 36, der für eine Kommunikation mit dem Gerät 34, 44, 54, 64 konfiguriert ist, und eine Steuereinrichtung 38, die für das Ermöglichen einer sicheren Kommunikation mit dem Gerät 34, 44, 54, 64 über den Sendeempfänger 36 konfiguriert ist, umfassen. Die Steuereinrichtung 38 kann weiterhin für einen Betrieb mit einem unter Verwendung eines Sicherheitsprotokolls erzeugten Code konfiguriert sein, wobei der Code für die sichere Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 zu verwenden ist und wobei der Code für eine Übertragung an das Gerät 34, 44, 54, 64 über den Sendeempfänger 36 vorgesehen ist.
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Dazu kann die Fob-Steuereinrichtung 38, die auch als eine Steuereinheit oder eine elektronische Steuereinheit (ECU) bezeichnet werden kann, einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen programmierbaren Digitalsignalprozessor (DSP) oder eine andere programmierbare Einrichtung sowie einen lokalen Speicher umfassen. Die Fob-Steuereinrichtung 38 kann alternativ hierzu eine einfache Zustandsmaschine mit minimalen Verarbeitungsfähigkeiten, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Gatteranordnung, eine programmierbare Anordnungslogik oder eine programmierbare Logikeinrichtung umfassen. Wenn die Steuereinrichtung 38 eine programmierbare Einrichtung wie etwa einen Mikroprozessor, Mikrocontroller oder programmierbaren DSP enthält, kann die Steuereinrichtung 38 weiterhin einen entsprechenden computerausführbaren Code enthalten, der mit den verschiedenen hier beschriebenen Operationen assoziiert ist, die ein Sicherheitsprotokoll zum Erzeugen eines Codes für die Verwendung in sicheren Kommunikationen zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 enthalten können.
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Wie zuvor beschrieben, kann der Sendeempfänger 36 ein Hochfrequenz-Sendeempfänger sein, der für eine Nahfeldkommunikation mit dem Gerät 34, 44, 54, 64 konfiguriert ist. Der Sendeempfänger 36 kann alternativ hierzu auch konfiguriert sein, um eine Kommunikation mit dem Gerät 34, 44, 54, 64 unter Verwendung eines Bluetooth-Protokolls zu ermöglichen. Der Fob 32, 42, 52, 62 und/oder der Fob-Sendeempfänger 36 können auch für eine Kommunikation mit dem Gerät 34, 44, 54, 64 über eine drahtgebundene Verbindung (nicht gezeigt) mit dem Gerät wie etwa über eine USB-Verbindung oder einen anderen Verbindungstyp konfiguriert sein. Das heißt, dass der Fob-Sendeempfänger 36 für eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit dem Gerät 34, 44, 54, 64 konfiguriert sein kann.
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Der Fob 32, 42, 52, 62 kann ein Teil eines Systems sein, das eine Steuereinheit 48, 58, 68 für die Montage in dem Fahrzeug 46, 56, 66 umfasst. Wiederum kann die in dem Fahrzeug montierte Steuereinheit 48, 58, 68, die auch als eine Steuereinheit, eine elektronische Steuereinheit (ECU) oder ein Body Control Module (BCM) bezeichnet werden kann, einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen programmierbaren Digitalsignalprozessor (DSP) oder eine andere programmierbare Einrichtung sowie einen lokalen Speicher umfassen. Die Fahrzeug-Steuereinheit 46, 58, 68 kann alternativ hierzu auch eine einfache Zustandsmaschine mit minimalen Verarbeitungsfähigkeiten, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine programmierbare Gatteranordnung, eine programmierbare Anordnungslogik oder eine programmierbare Logikeinrichtung umfassen. Wenn die Steuereinheit 48, 58, 68 eine programmierbare Einrichtung wie etwa einen Mikroprozessor, Mikrocontroller oder programmierbaren DSP enthält, kann die Steuereinheit 48, 58, 68 weiterhin einen entsprechenden computerausführbaren Code enthalten, der mit den verschiedenen hier beschriebenen Operationen assoziiert ist, die ein Sicherheitsprotokoll zum Erzeugen eines Codes für die Verwendung in sicheren Kommunikationen zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 enthalten können.
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Dazu kann die Steuereinheit 48, 58, 68 konfiguriert sein, um das Sicherheitsprotokoll zum Erzeugen des Codes für die Verwendung in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 zu verwenden. In einer derartigen Ausführungsform kann der Code drahtlos durch die Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 an den Fob 32, 42, 52, 62 unter Verwendung eines Fahrzeug-Sendeempfängers 49, 59, 69 und eines Fob-Sendeempfängers 39 gesendet werden, die für RKE-Kommunikationen zwischen dem Fahrzeug 46, 56, 66 und dem Fob 32, 42, 52, 62 ausgebildet sind, die die Verwendung des RKE-Protokolls oder eines anderen Kommunikationsprotokolls umfassen können. Alternativ hierzu kann der Code drahtlos durch die Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 über einen Fahrzeug-Sendeempfänger (nicht gezeigt) an den Fob-Sendeempfänger 36 und den Fob 32, 42, 52, 62 unter Verwendung eines entsprechenden Kommunikationsprotokolls gesendet werden. Danach kann der Fob 32, 42, 52, 62 den Code über den Fob-Sendeempfänger 36 an das Gerät 34, 44, 54, 64 senden.
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Wie zuvor beschrieben, kann der in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 zu verwendende Code unter Verwendung eines beliebigen Typs von Sicherheitsprotokoll oder Algorithmus erzeugt werden und unter Verwendung einer beliebigen bekannten Technik verschlüsselt werden. In der oben beschriebenen Ausführungsform, in der die Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 konfiguriert ist, um den Code unter Verwendung des Sicherheitsprotokolls zu erzeugen, kann der Fob 32, 42, 52, 62 den von der Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 empfangenen Code speichern. In einer Ausführungsform kann der Code, der ein Rolling-Code sein kann, in der Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 aktualisiert oder geändert werden. In einer derartigen Ausführungsform kann der in dem Fob 32, 42, 52, 62 gespeicherte Code jedes Mal aktualisiert oder geändert werden, wenn der Fob 32, 42, 52, 62 mit dem Fahrzeug 46, 56, 66 verbunden wird, zum Beispiel über periodische Übertragungen von der Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68, wenn der Fob 32, 42, 52, 62 in einen zu dem Fahrzeug 46, 56, 66 nahen Bereich gebracht wird.
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Alternativ hierzu kann die Fob-Steuereinrichtung 38 konfiguriert sein, um das Sicherheitsprotokoll zum Erzeugen des Codes für die Verwendung in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 zu verwenden. Auch hier kann der Code unter Verwendung eines beliebigen Typs von Sicherheitsprotokoll oder Algorithmus erzeugt und unter Verwendung einer beliebigen bekannten Technik verschlüsselt werden. Der Code, der wiederum ein Rolling-Code sein kann, kann parallel an dem Fob 32, 42, 52, 62 und der Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 aktualisiert oder geändert werden oder jedesmal, wenn der Fob 32, 42, 52, 62 mit dem Fahrzeug 46, 56, 66 verbunden wird, zum Beispiel über periodische Übertragungen von der Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68, wenn der Fob 32, 42, 52, 62 in einen zu dem Fahrzeug 46, 56, 66 nahen Bereich gebracht wird. Wiederum kann der Fob 32, 42, 52, 62 den Code an das Gerät 34, 44, 54, 64 über den Fob-Sendeempfänger 36 senden.
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Weiterhin ist zu beachten, dass das zum Erzeugen des Codes für die Verwendung in einer sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 verwendete Sicherheitsprotokoll oder der Algorithmus (wobei der Code durch die Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68, oder die Fob-Steuereinrichtung 38 erzeugt werden kann) durch den Fob 32, 42, 52, 62 und das Fahrzeug 46, 56, 66 auch für RKE-Kommunikationen verwendet werden kann. Das zum Erzeugen des Codes für die Verwendung in einer sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 verwendete Sicherheitsprotokoll oder der Algorithmus kann sich von dem zum Erzeugen eines Codes für die Verwendung in einer sicheren Kommunikation zwischen dem Fob 32, 42, 52, 62 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 verwendeten Sicherheitsprotokoll oder Algorithmus unterscheiden oder identisch mit demselben sein.
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Die Fob-Steuereinrichtung 38 kann auch konfiguriert sein, um als eine Schnittstelle für sichere Kommunikationen zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 zu dienen. Dazu kann das Gerät 34, 44, 54, 64 wie zuvor beschrieben ein Mobiltelefon, ein PDA, ein PC oder ein anderes Gerät sein. Das Gerät 34, 44, 54, 64 und das Fahrzeug 46, 56, 66 können konfiguriert sein, um unter Verwendung eines beliebigen bekannten Kommunikationsprotokolls wie etwa WiFi, Bluetooth, DSRC (Dedicated Short Range Communikation) oder einem beliebigen anderen Mobilfunkprotokoll oder anderen Protokoll zu kommunizieren.
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Wie in 2–6 gezeigt, kann ein Verfahren zum Ermöglichen einer sicheren Kommunikation zwischen einem Fahrzeug 46, 56, 66 und einem Gerät 34, 44, 54, 64 unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug 46, 56, 66 assoziierten Fernfunktions-Fobs 32, 42, 52, 62 das Empfangen einer sicheren Kommunikation von dem Gerät 34, 44, 54, 64 an dem Fob 32, 42, 52, 62 umfassen, wobei die Kommunikation von dem Gerät 34, 44, 54, 64 eine Anfrage für einen Codes für die Verwendung in einer sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 umfassen kann. Das Verfahren kann weiterhin das Erzeugen eines Codes unter Verwendung eines Sicherheitsprotokolls umfassen, wobei der Code in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 zu verwenden ist.
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Dazu kann wie zuvor beschrieben der Code für die Verwendung in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 entweder durch die Fahrzeug-Steuereinheit 48, 58, 68 oder durch den Fob 32, 42, 52, 62 oder die Fob-Steuereinrichtung 38 erzeugt werden. Das Verfahren kann weiterhin das Senden einer sicheren Kommunikation von dem Fob 32, 42, 52, 62 an das Gerät 34, 44, 54, 64 umfassen, wobei die Kommunikation von dem Fob 32, 42, 52, 62 den Code für die Verwendung in der sicheren Kommunikation zwischen dem Gerät 34, 44, 54, 64 und dem Fahrzeug 46, 56, 66 umfasst.
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Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen eines Fernfunktions-Fobs und eines Verfahrens zum Verwenden desselben für die Verwaltung eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät und/oder einen Benutzer beschrieben. Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen kann ein Smartphone, ein PC oder ein anderes Gerät (das drahtlos oder drahtgebunden mit einem Fahrzeug kommuniziert) einen Zugriff auf ein Fahrzeug anfordern und eine Kennwortanfrage von dem Fahrzeug empfangen. Der PC oder das Telefon kann dann den Schlüssel-Fob für ein Kennwort kontaktieren, ein derartiges Kennwort von dem Fob empfangen und das Kennwort zurück an das Netzwerk des Fahrzeugs senden, um einen sicheren Zugriff auf das Fahrzeug durch den PC oder das Telefon zu ermöglichen.
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Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen eines Fernfunktions-Fobs und eines Verfahrens zum Verwenden desselben für die Verwaltung eines sicheren Zugriffs auf ein Fahrzeug von einem fernen Ort aus durch ein Gerät und/oder einen Benutzer beschrieben, wobei die hier beschriebenen Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und die Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die vorstehende Beschreibung ist beispielhaft beschreibend und nicht einschränkend aufzufassen, wobei verschiedene Änderungen an den hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der durch die folgenden Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.
