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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Zugangsanordnung für ein Fahrzeug, mittels dem eine Benutzerführung auch bei einem Versagen oder Fehlverhalten des Fahrzeugs bzw. eines fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung durchgeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung einen mobilen Identifikationsgeber für die erwähnte Zugangsanordnung.
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Um einen unbefugten Zutritt zu einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug zu verhindern, verwenden moderne Zugangsberechtigungssysteme oder Zugangsanordnungen in Fahrzeugen elektronische Sicherungssysteme, bei denen zur Authentifizierung eines Benutzers eine Datenkommunikation zwischen einer ersten Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs mit einer zweiten Kommunikationseinrichtung in einem mobilen Identifikationsgeber des Benutzers, wie einem Schlüssel oder Schlüsselanhänger, erfolgt. Dabei werden bei einer aktiven Zugangsanordnung von dem mobilen Identifikationsgeber Steuersignale sowie ein Identifikationssignal beispielsweise durch Drücken einer entsprechenden Taste durch den Benutzer des mobilen Identifikationsgebers an das Fahrzeug gesendet, woraufhin dieses bei korrektem Identifikationscode entriegelt bzw. verriegelt wird.
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Bei einer sogenannten passiven Zugangsanordnung werden zunächst von einer ersten Kommunikationseinrichtung des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitabständen Anfragesignale mit einer bestimmten Feldstärke ausgesendet, um zu überprüfen, ob sich ein mobiler Identifikationsgeber in einem Annäherungsbereich bzw. in einem Zugangsbereich (einer Entriegelungszone) um das Fahrzeug befindet. Nähert sich ein mobiler Identifikationsgeber dem Fahrzeug und kann schließlich dessen Anfragesignale empfangen, so wird er auf den Empfang eines Anfragesignals antworten, um einen Authentifizierungsvorgang einzuleiten. Dabei werden Datentelegramme ausgetauscht, in denen letztlich der mobile Identifikationsgeber seinen Authentifizierungscode dem Fahrzeug übermittelt. Bei erfolgreicher Überprüfung des Authentifizierungscodes ist es dann möglich, dass ein Benutzer, der sich direkt am Fahrzeug in dem Zugangsbereich befindet, durch Betätigen eines Türgriffs ein Entriegeln der entsprechenden Fahrzeugtür oder aller Fahrzeugtüren initiiert. Da hier kein aktives Betätigen eines mechanischen oder elektrischen Identifikationsgebers bzw. Schlüssels durch einen Benutzer vorgenommen werden muss, wird diese Art der Zugangsberechtigungsprüfung auch als passive Zugangsberechtigungsprüfung und die entsprechende Zugangsberechtigungssysteme als passive elektronische Zugangsberechtigungssysteme oder passive Zugangsanordnungen bezeichnet.
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Wie gerade erwähnt, ist es insbesondere für passive Zugangsanordnungen nötig, dass eine fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung Signale zum mobilen Identifikationsgeber des Benutzers aussendet. Dies ist jedoch im Fall nicht mehr möglich, bei dem das Bordnetz des Fahrzeugs, das in der Regel die fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung mit Energie versorgt, ausfällt. Eine Möglichkeit des Ausfalls kann daher rühren, dass die das Bordnetz versorgende Fahrzeugbatterie leer ist bzw. keine ausreichende Spannung mehr bereitstellen kann. Zu diesem Zweck ist es denkbar, einen mobilen Identifikationsgeber mit einem mechanischen Notschlüssel zu versehen, der das Öffnen des Fahrzeugs über eine mechanische Schließvorrichtung am Fahrzeug ermöglicht. Aufgrund der sich vergrößernden Abmessungen eines mobilen Identifikationsgebers mit mechanischem Notschlüssel und der so entstehenden Sperrigkeit ist es alternativ auch denkbar, dem Fahrzeug von außen wieder ausreichend Energie zur Verfügung zu stellen, um einen Entriegelungsmechanismus des Fahrzeugs mit genügend Energie zu versorgen, damit dieser betätigt werden kann und ein Entriegeln von zumindest einer Tür bewirkt. Unabhängig von der gerade beschriebenen Art, eine „Notentriegelung“ durchzuführen, wird es für einen Benutzer beschwerlich und eine Herausforderung sein, die Notentriegelung durchzuführen, da er bei Ausfall eines Fahrzeugsystems in der Regel in einen panischen Zustand gerät und ihm die Abläufe für eine Notentriegelung nicht geläufig sind.
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Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine für den Benutzer einfache und komfortable Möglichkeit zur Erfassung eines aktuellen Fahrzeugzustands zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstände der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Zugangsanordnung für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die einen fahrzeugseitigen Teil (der Zugangsanordnung) und einen einem Benutzer zugeordneten mobilen Identifikationsgeber umfasst. Dabei hat das Verfahren folgende Schritte. Es wird ein Versagen bzw. Fehlverhalten des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung durch den mobilen Identifikationsgeber erkannt. Anschließend wird eine Benutzerinformation durch den mobilen Identifikationsgeber an den Benutzer ausgegeben, die das erkannte Versagen des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung anzeigt. Auf dieses Weise wird der Benutzer bei einem Problem mit der Zugangsanordnung nicht mehr auf sich selbst gestellt sein, sondern erhält vom mobilen Identifikationsgeber einen Hinweis und somit eine Art Benutzerführung, wodurch der Komfort beim Bedienen bzw. Betreiben der Zugangsanordnung für den Benutzer erhöht wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann die Benutzerinformation ferner einen Hinweis an den Benutzer enthalten, um welche mögliche Art des Versagens (Fehlverhaltens) es sich handelt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Benutzerinformation auch einen Hinweis darauf enthalten, durch welche entsprechende Benutzeraktion Abhilfe bezüglich des Versagens des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung geschaffen werden kann. Somit wird der Komfort für einen Benutzer weiter erhöht, da er auch eine mögliche Ursache bzw. auch Maßnahmen zur Abhilfe erfährt. Dadurch wird die psychische Belastung des Benutzers bei einem Fehlverhalten der Zugangsanordnung minimiert und der Benutzer fühlt sich trotz der „Notlage“ sicher geführt.
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Wie es eingangs bereits erwähnt wurde, ist es bei dem Betrieb insbesondere von passiven Zugangsanordnungen möglich, dass der fahrzeugseitige Teil der Zugangsanordnung Anfragesignale aussendet, die der mobile Identifikationsgeber empfängt und als Auslöser für das Aussenden eines entsprechenden Antwortsignals nimmt. Besteht beispielsweise ein Versagen des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung darin, dass dieser fahrzeugseitige Teil vom Fahrzeugbordnetz bzw. der dieses versorgenden Fahrzeugbatterie keine Energie mehr zur Verfügung gestellt bekommt, da die Fahrzeugbatterie entleert oder nur noch geringe Spannung liefert, so ist der fahrzeugseitige Teil der Zugangsanordnung nicht mehr in der Lage, derartige Anfragesignale auszusenden. Somit ist es gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens denkbar, dass das Erkennen des Versagens dadurch von dem mobilen Identifikationsgeber festgestellt wird, dass der mobile Identifikationsgeber zu einem bestimmten Zeitintervall kein Anfragesignal von dem fahrzeugseitigen Teil der Zugangsanordnung erfasst. Bei diesem vorbestimmten Zeitintervall kann es sich um ein Zeitintervall von mehreren Sekunden (beispielsweise 10 bis 30 Sekunden) handeln, das beispielsweise nach einer bestimmten Zeit beginnt, nachdem eine bestimmte Anwendung für den Zugang im mobilen Identifikationsgeber gestartet wurde.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird nach dem Erkennen des Versagens des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung der mobile Identifikationsgeber automatisch in einen sogenannten Notlauf-Zustand übergehen, indem er mittels elektromagnetischer Wellen Energie in Richtung des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung überträgt. Insbesondere ist es dabei denkbar, dass die Energieübertragung gemäß einem Nahfeldkommunikationsstandard (Near Field Communication- oder NFC-Standard) erfolgt. Aufgrund dieses automatischen Umschaltens in den Notlaufzustand ist somit keine Benutzerhandlung mehr erforderlich, wodurch der Komfort weiter verbessert wird.
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Es ist jedoch auch denkbar, dass der mobile Identifikationsgeber (insbesondere nach dem Erkennen des Versagens des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung) auf einen Benutzerwunsch hin in einen Notlauf-Zustand übergeht, indem er mittels elektromagnetischer Wellen Energie in Richtung des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung überträgt. Auch in diesem Fall kann die Übertragung wieder über einen NFC-Standard erfolgen. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass der mobile Identifikationsgeber, nachdem er das Versagen des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung erkannt hat, dem Benutzer einen Hinweis bezüglich des Versagens (und einer möglichen Ursache) ausgibt und dann den Benutzer frägt, ob nach Bestätigung des Benutzers in den Notlauf-Zustand gewechselt werden soll. Es ist ferner denkbar, dass ohne eine Anfrage seitens des mobilen Identifikationsgebers der Benutzer dem mobilen Identifikationsgeber seinen Wunsch mitteilt, in einen Notlauf-Zustand überzugehen, bei dem elektromagnetische Wellen zu Energieübertragung ausgesendet werden. Beispielsweise kann dieser Benutzerwunsch durch Betätigen einer bestimmten Taste am Identifikationsgeber oder durch eine entsprechende Bewegung des Identifikationsgebers mitgeteilt werden.
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Wenn der mobile Identifikationsgeber in einen Notlauf-Zustand gewechselt ist, ist es vorteilhaft, dass der Benutzer dies weiß und entsprechende Notlauf-Maßnahmen durchführt. Zu diesem Zweck kann der mobile Identifikationsgeber eine zweite Benutzerinformation ausgeben, dass zur Übertragung der Energie (mittels der elektromagnetischen Wellen) der mobile Identifikationsgeber an eine bestimmte Stelle des Fahrzeugs, wie beispielsweise an einem Türgriff, zu positionieren ist, oder an dieser bestimmten Stelle zu belassen ist, um eine sichere bzw. optimale Energieübertragung zu gewährleisten.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung nimmt der fahrzeugseitige Teil der Zugangsanordnung die übertragene Energie auf, um eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung mit Energie zu versorgen. In diesem Zusammenhang kann zum Versorgen der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung eine aufladbare elektrische Energiespeichereinrichtung mittels der übertragenen Energie aufgeladen werden, aus der dann die fahrzeugseitige Steuereinrichtung mit Energie gespeist wird. Bei dieser aufladbaren elektrischen Energiespeichereinrichtung kann es sich insbesondere um eine Energiespeichereinrichtung handeln, die unabhängig vom Bordnetz des Fahrzeugs und somit unabhängig von der Fahrzeugbatterie vorgesehen ist und lediglich von einer fahrzeugexternen Einrichtung mit Energie aufgeladen werden kann.
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Ist nach Aufnahme des Notlauf-Zustands ausreichend Energie vom mobilen Identifikationsgeber an den fahrzeugseitigen Teil der Zugangsanordnung übertragen worden, so kann die fahrzeugseitige Steuereinrichtung aktiviert werden. Diese ist dann in der Lage, ein Bestätigungssignal an den mobilen Identifikationsgeber (zurück) zu senden, um diesen über die Aktivierung der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung zu informieren.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass nachdem ausreichend Energie übertragen und die fahrzeugseitige Steuereinrichtung aktiviert wurde, diese fahrzeugseitige Steuereinrichtung ein oder mehrere Anfragesignale an den mobilen Identifikationsgeber sendet, um diesen gegenüber dem Fahrzeug (bzw. der fahrzeugseitigen Zugangsanordnung) zu authentifizieren. Neben der Möglichkeit einer Entriegelung im Notlauf wird somit auch ein Sicherheitsaspekt geschaffen, dass geprüft wird, ob ein dem fahrzeugseitigen Teil der Zugangsanordnung zugeordneter Identifikationsgeber (berechtigter Identifikationsgeber) vorhanden ist.
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Zur Erhöhung des Komforts für den Benutzer bzw. zu einer besseren Führung im Notlauf-Zustand kann der mobile Identifikationsgeber ansprechend auf den Empfang des Betätigungssignals und/oder auf den Empfang eines der Anfragesignale eine dritte Benutzerinformation bezüglich einer erfolgreichen Aktivierung der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung und/oder eines beginnenden Authentifizierungsvorgangs ausgeben.
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Neben dem Aspekt, die fahrzeugseitige Steuereinrichtung aus Sicherheitsgründen (zur Authentifizierung) mit Energie zu versorgen und somit zu aktivieren ist es natürlich ferner denkbar, den fahrzeugseitigen Teil der Zugangsanordnung weiter mit Energie zu versorgen, um auch eine Entriegelungseinrichtung zum Lösen eines Sperrmechanismus zu betreiben. So ist es gemäß einer Ausgestaltung denkbar, dass nach ausreichend übertragener Energie zur Aktivierung der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung diese das Aufladen der aufladbaren elektrischen Energiespeichereinrichtung überwacht. Bei dieser aufladbaren elektrischen Energiespeichereinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Akku, einen Kondensator oder auch einen Superkondensator mit hoher Leistungsdichte handeln. Es ist dabei denkbar, dass Informationen bezüglich des aktuellen Ladezustands der aufladbaren elektrischen Energiespeichereinrichtung von der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung zur mobilen Identifikationsgeber übertragen werden, damit diese den Ladezustand an den Benutzer ausgeben kann. In diesem Zusammenhang ist es ferner denkbar, dass der Benutzer darauf hingewiesen wird, während des Ladens den mobilen Identifikationsgeber an der oben erwähnten vorbestimmten Stelle des Fahrzeugs positionsmäßig zu belassen, um ein weiteres Aufladen sicherzustellen. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass der mobile Identifikationsgeber eine Hochrechnung an den Benutzer ausgeben kann, die die noch verbleibende Ladedauer oder einen Endzeitpunkt des Ladens angibt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung gibt die fahrzeugseitige Steuereinrichtung ein Entriegelungssignal an eine fahrzeugseitige Entriegelungseinrichtung aus, die zum Lösen eines Sperrmechanismus aus der aufladbaren elektrischen Energiespeichereinrichtung mit Energie gespeist wird, wenn die fahrzeugseitige Steuereinrichtung bei ihrer Überwachung des Ladezustands der aufladbaren elektrischen Energiespeichereinrichtung einen ausreichenden Ladezustand dafür festgestellt hat. In diesem Zusammenhang ist es dann denkbar, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung nach Lösen des Sperrmechanismus durch die Entwicklungseinrichtung ein zweites Bestätigungssignal an den mobilen Identifikationsgeber zur Ausgabe eines vierten Benutzersignals aussendet. Auf diese Weise wird nun ein Verfahren geschaffen, bei dem insbesondere in einem Notbetrieb ein mobiler Identifikationsgeber entsprechendes Versagen oder Fehlverhalten feststellt und den Benutzer mittels Benutzerinformationen in dieser für den Benutzer schwierigen Situation anleitet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein mobiler Identifikationsgeber für eine Zugangsanordnung eines Fahrzeugs geschaffen, die einen fahrzeugseitigen Teil der Zugangsanordnung aufweist. Dabei hat der mobile Identifikationsgeber folgende Merkmale. Er hat eine identifikationsgeberseitige Steuereinrichtung zum Erkennen eines Versagens des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung. Ferner hat er eine identifikationsgeberseitige Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben einer Benutzerinformation (an den Benutzer), die das erkannte Versagen des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung anzeigt. Bei der identifikationsgeberseitigen Ausgabeeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine optische Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Text, Bildern, Symbolen, Grafiken usw. handeln. Außerdem kann es sich bei der Ausgabeeinrichtung um eine akustische Ausgabeeinrichtung, beispielsweise in Form eines Lautsprechers zum Ausgeben von akustischen Anweisungen handeln. Es ist auch eine Ausgabeeinrichtung zum mechanischen Ausgeben von Informationen denkbar. Überdies kann auch eine Kombination der entsprechenden Ausgabemöglichkeiten vorgesehen sein. Im jeden Fall wird ein mobiler Identifikationsgeber geschaffen, bei dem ein Benutzer in einem „Notzustand“ Hinweise und Hilfe vom mobilen Identifikationsgeber erhält.
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Gemäß einer Ausgestaltung des mobilen Identifikationsgebers hat dieser eine identifikationsgeberseitige Empfangseinrichtung zum Empfangen von fahrzeugseitigen Signalen (Anfragesignalen), wobei die identifikationsgeberseitige Steuereinrichtung das Versagen dadurch feststellt, dass der mobile Identifikationsgeber zu einem bestimmten Zeitintervall kein Anfragesignal von dem fahrzeugseitigen Teil der Zugangsanordnung erfasst.
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Des Weiteren kann die identifikationsgeberseitige Steuereinrichtung nach Erkennen des Versagens des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung automatisch in einen Notlauf-Zustand übergehen, indem sie eine identifikationsgeberseitige Sendeeinrichtung veranlasst, mittels elektromagnetischer Wellen Energie in Richtung des fahrzeugseitigen Teils der Zugangsanordnung zu übertragen.
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Bei dem mobilen Identifikationsgeber kann es sich beispielsweise um ein Mobiltelefon, insbesondere in Form eines Smartphones (intelligentes Telefon), um eine Uhr, insbesondere um eine Smartwatch (intelligente Uhr), um einen Fitnesstracker, einen tragbaren Computer (wie einen Tablet-Computer), usw. handeln.
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Details und vorteilhafte Ausgestaltungen des oben dargestellten Verfahrens sind, soweit im Übrigen auf den mobilen Identifikationsgeber übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des mobilen Identifikationsgebers anzusehen, und umgekehrt.
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Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten einer Zugangsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 einen möglichen Ablauf zum Betreiben der Zugangsanordnung, insbesondere in einem Notlauf-Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Es sei nun auf 1 verwiesen, in der eine Zugangsanordnung ZAO gezeigt ist, welche für die Anwendung in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug, ausgelegt ist. Die Zugangsanordnung ZAO umfasst dabei einen fahrzeugseitigen Teil FAO, der in dem Fahrzeug FZ, insbesondere in einer Tür FZT des Fahrzeugs untergebracht ist. Wie es auf der rechten Seite der Figur zu sehen ist, hat die Zugangsanordnung ZAO ferner einen mobilen Teil, der von einem mobilen Identifikationsgeber, hier in Ausführung eines Smartphones (intelligentes Telefon) SP gebildet wird.
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In einem normalen bzw. ordnungsgemäßen Betrieb der Zugangsanordnung, bei dem eine fahrzeugseitige Batterie (nicht dargestellt) ein Bordnetz mit Strom versorgt, so dass die wesentlichen Komponenten mit der Batteriespannung Vbat versorgt sind, wird eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE (beispielsweise in der Form eines Mikrocontrollers) über eine Steuerleitung SLN ein Signal an eine fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung schicken, die dann in regelmäßigen Zeitabständen Anfragesignale aussendet. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung um ein NFC-Modul bzw. ein NFC-Lesegerät NFF, das zumindest teilweise in einem Türgriff TG der Fahrzeugtüre FZT eingebaut ist. Dieses NFC-Lesegerät NFF wird nun Funksignale, insbesondere mit einer kurzen Reichweite von ca. 10 cm, als Anfragesignale CN aussenden. Diese Funksignale zur Anfrage sowie als Antwort liegen dabei in einem Frequenzbereich von 13,56 MHz gemäß einem NFC-Standard.
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Befindet sich nun ein funktechnisches Gegenstück, wie das Smartphone SP in Reichweite der Anfragesignale CN, so wird es auf diese Anfragesignale mit einem oder mehreren Antwortsignalen RN antworten. Zum Austausch dieser Anfrage und Antwortsignale bestehen auf Fahrzeugseite die fahrzeugseitige (NFC)-Antenne ANF und befindet sich auf Seiten des Smartphones SP die smartphoneseitige (NFC)-Antenne ANS, die zusammen eine NFC-Schnittstelle NFCS bilden.
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Die Anfragesignale CN werden von der smartphoneseitigen Antenne ANS empfangen und zu einer smartphoneseitigen Sende-/Empfangseinrichtung SES geleitet. Diese wird insbesondere von einer ihr zugeordneten smartphoneseitigen Steuereinrichtung STS gesteuert. Die smartphoneseitigen Sende-/Empfangseinrichtung SES umfasst eine Speichereinrichtung SPS, in der ein Identifizierungscode CO abgelegt ist. Dieser Code wird von der Sende-/Empfangseinrichtung SES in ein Antwortsignal RN verpackt, so dass der Identifizierungscode CO zurück zum Fahrzeug, genauer zur Antenne ANF übertragen wird. Von dort wird der Code wieder über die Steuerleitung SLN zur fahrzeugseitigen Steuereinrichtung STE geleitet, wobei er dort von einem Authentifizierungsabschnitt AU1 geprüft wird. Bei dieser Prüfung wird der Identifizierungscode CO mit einem in dem Authentifizierungsabschnitt AU1 gespeicherten Code FCO verglichen, wobei bei Übereinstimmung des Codes ein positives Ergebnis erhalten wird.
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Bei Erhalt eines positiven Ergebnisses der Prüfung des Identifizierungscodes CO gibt die Steuereinrichtung STE über einen Fahrzeugbus SPI ein entsprechendes Entriegelungssignal OES für eine ordnungsgemäße Entriegelung an ein Türsteuergerät TSG aus. Bei dem Fahrzeugbus kann es sich hierbei beispielsweise um einen sog. serial peripheral interface (SPI = serielle Peripherie Schnittstelle)-Bus handeln.
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Das Türsteuergerät TSG wird, wie es angedeutet ist, von einer fahrzeugseitigen Batterie über das Bordnetz bzw. eine fahrzeugseitige Stromversorgung mit der Batteriespannung Vbat versorgt. Dabei kann die Versorgung direkt oder über einen gepufferten Eingang stattfinden, der eine Diode D3 sowie einen Pufferkondensator SCP aufweist. Empfängt das Türsteuergerät TSG das ordnungsgemäße Entriegelungssignal OES, so wird es einen Motor TSB eines Türschlosses der Fahrzeugtür ansteuern, um die Fahrzeugtür bzw. einen entsprechenden Sperrmechanismus zu entriegeln. Es ist auch denkbar, dass neben dem Türsteuergerät TSG der Fahrzeugtür FZT weitere Türsteuergeräte veranlasst werden, die entsprechenden Türschlösser weiterer Fahrzeugtüren zu entriegeln, und somit einem Benutzer Zugang zum Fahrzeug bzw. zur Fahrgastzelle zu ermöglichen.
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Neben diesem normalen oder ordnungsgemäßen Betrieb, der stattfindet, wenn die Fahrzeugbatterie ausreichend Energie zur Verfügung stellt, ist auch ein Notlaufbetrieb gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Zu diesem Zweck der Einleitung eines Notlaufbetriebs sei nun nochmal auf das Smartphone SP als mobiler Identifikationsgeber eines Benutzers verwiesen. Dieses Smartphone SP ist in der Lage, mehrere softwarebasierte Anwendungen (Applications oder Apps) auszuführen. Beispielsweise ist es denkbar, dass eine entsprechende Anwendung mittels einer der drei Tasten TA1, TA2 oder TA3 gestartet werden kann. Die Tasten können dabei als mechanische Tasten, oder als sog. softkeys (berührungsempfindliche Abschnitte einer Anzeigeeinrichtung) ausgeführt sein. Zur Kontrolle und zur Übersicht für einen Benutzer weist das Smartphone SP ferner eine Anzeige DSP auf, in der Informationen zur gerade ausgeführten Anwendung zu sehen sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass durch Betätigen der Taste TA1 eine Anwendung mit dem Namen „Zugang“ gestartet und ausgeführt wird, wobei die Ausführung der Anwendung „Zugang“ gerade in der Anzeige DSP mit entsprechendem Text bestätigt wird. Es ist auch denkbar, eine deartige Bestätigung mittels eines Lautsprechers LS als akustische Meldung auszugeben. Dies ist nicht nur für den Notlauf denkbar, sondern auch für den ordnungsgemäß Betrieb, der oben beschrieben worden ist.
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Während es möglich ist, dass im ordnungsgemäßen Betrieb nach Starten der Anwendung „Zugang“ das Smartphone SP an den Türgriff TG zum Austauschen von Funksignalen gehalten werden muss, ist es denkbar, dass im Notlaufbetrieb ein Benutzer beispielsweise die Taste TA2 betätigt, um den Notlaufbetrieb zu aktivieren. Es ist jedoch auch denkbar, dass die smartphoneseitige Sende-/ Empfangseinrichtung SES den Notlaufbetrieb eigenständig aktiviert, wenn sie beispielsweise innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls nach Starten der Anwendung „Zugang“ kein Anfragesignal CN seitens der fahrzeugseitigen Antenne ANF erhalten hat.
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Es wird nun davon ausgegangen, dass auf eine der oben beschriebenen Wege die Notlauffunktion im Smartphone SP aktiviert wurde. Außerdem wird angenommen, wie es in 1 gezeigt ist, dass das Smartphone SP in die Nähe des Türgriffs TG vom Benutzer gebracht wird. In diesem Fall wird nun die smartphoneseitige Sende-/Empfangseinrichtung SES gespeist durch eine smartphoneseitige Batterie BAS elektromagnetische Energie in Form der Funksignale CE in Richtung der fahrzeugseitigen Antenne ANF senden. Diese Antenne dient somit als ein erster Abschnitt einer fahrzeugseitigen Energiezufuhreinrichtung zum Aufnehmen von drahtlos übertragener Energie und zum Umwandeln der übertragenen Energie in elektrische Energie. Das NFC-Lesegerät NFF, das als die fahrzeugseitige Energiezufuhreinrichtung betrachtet werden kann, wird im Notlauf nun nicht als Lesegerät betrieben, sondern in einem Transpondermodus, in dem es (von außen) zugeführte Energie aufnimmt.
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Das NFC-Lesegerät NFF hat ferner einen zweiten Abschnitt ALN, der dazu dient, über eine Diode Dl und einen Widerstand W1 eine fahrzeugseitige aufladbare elektrische Energiespeichereinrichtung SCH in Form eines Superkondensators oder Ultrakondensators aufzuladen. Dieser Superkondensator SCH hat im Beispiel eine Spannung von 5 Volt und eine Kapazität von 3,3 F.
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Während die smartphoneseitige Sende-/Empfangseinrichtung SES in regelmäßigen (insbesondere kurzen) Zeitabständen (z.B. in Intervallen von 300-400ms oder für eine bestimmte Zeit auch permanent) energiereiche Funkwellen CE in Richtung der Antenne ANF sendet, wird diese Energie weiter umgewandelt und dadurch der Superkondensator SCH aufgeladen. Ist ein bestimmter erster Ladezustand erreicht, so kann die fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE mit ausreichend Spannung über einen Widerstand W2 versorgt werden. Für eine stabile Spannungsversorgung über ein bestimmtes Zeitintervall hinweg ist es auch denkbar und lediglich optional, über den Superkondensator SCH einen weiteren Kondensator, insbesondere in der Ausführung eines Superkondensators SCO aufzuladen, der lediglich für einen sicheren oder ordnungsgemäßen Betrieb der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung STE zuständig ist.
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Da nun wie gesagt entweder über den Superkondensator SCH oder den Superkondensator SCO oder durch beide Superkondensatoren der Betrieb der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung STE sichergestellt ist, so kann diese damit beginnen, ein Authentifizierungsvorgang bezüglich des Smartphones SP einzuleiten. Hierzu kann wie oben bezüglich des ordnungsgemäßen Betriebs über die Steuerleitung SLN ein entsprechendes Signal an das NFC-Lesegerät NFF ausgegeben werden, das daraufhin mit einem Austausch von Anfragesignalen CN und Antwortsignalen RNO und einem entsprechenden Austausch des Identifizierungscodes CO beginnt. Der vom Smartphone SP übertragene Identifizierungscode CO kann dann wieder von dem Authentifizierungsabschnitt AU1 geprüft werden. Auf diese Weise ist es nun denkbar, dass trotz Versagens der bordeigenen Versorgungsspannung durch Aufladen von entsprechenden fahrzeugseitigen aufladbaren elektrischen Energiespeichern (SCH, SCO) eine Authentifizierungseinrichtung in der Form des fahrzeugseitigen Steuergeräts STE mit dem entsprechenden Authentifizierungsabschnitt AU1 betrieben werden kann.
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Nun ist es denkbar, dass auch während des Authentifizierungsvorgangs bzw. unabhängig von diesem das Smartphone SP fortfährt, über die Funksignale CE den Superkondensator SCH weiter aufzuladen, insbesondere mit dem Zweck, dass dieser so viel Energie speichert, um eine Notentriegelung der Fahrzeugtür FZT durchzuführen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE nach der Aktivierung zunächst ein Authentifizierungsvorgang bezüglich eines Smartphones durchführt, und nur bei einem positiven Überprüfungsergebnis (bei Feststellen einer Zugehörigkeit des Smartphones SP zur Zugangsanordnung ZAO) ein weiteres Aufladen des Superkondensators SCH zulässt.
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Unabhängig von dem Weg, wie es zu einer weiteren Aufladung des Superkondensators SCH gekommen ist, wird nun davon ausgegangen, dass dieser einen ausreichenden Ladezustand aufweist, dass mit diesem eine Notentriegelung möglich ist. Zu diesem Zweck, ist die fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE dafür eingerichtet, den Ladezustand des Superkondensators SCH fortwährend zu überwachen.
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Besteht nun als erste Bedingung, dass eine Authentifizierung eines am Türgriff TG angelegten Smartphones SP positiv war, und liegt die weitere Bedingung vor, dass der Superkondensator SCH einen ausreichenden Ladezustand hat, so wird die fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE über eine Steuerleitung SLS ein Entriegelungssignal NES für den Notlauf an einen Schalter SH ausgeben. Dieser Schalter, an dessen Eingang SHE die Spannung des Superkondensators SCH anliegt, und dessen Ausgang mit einer Treiberschaltung TIC verbunden ist, wird durch das Entriegelungssignal für den Notlauf NES geschlossen, so dass die in dem Superkondensator gespeicherte Energie zur Treiberschaltung TIC gelangt. Über die Treiberschaltung TIC wird dann ein entsprechender Aktor oder Motor TSN ein Entriegeln des Türschlosses bzw. eines entsprechenden Sperrmechanismus durchführen, um so auch im Notlauffall ein Entriegeln der Fahrzeugtür FZT zu erreichen, und einem Benutzer den Zugang zum Fahrzeuginneren zu ermöglichen.
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Es sei nochmal abschließend bemerkt, dass gemäß einer Zugangsanordnung ZAO der Erfindung kein mechanischer Notschlüssel mehr in einem mobilen Identifikationsgeber nötig ist. Zum anderen ist es denkbar, eine Notentriegelung auch bei völligem Versagen der bordeigenen Stromversorgung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Durch das Aufladen des Superkondensators SCH wird somit sowohl eine fahrzeugseitige Authentifizierungseinrichtung in Form der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung STE mit ihrem Authentifizierungsabschnitt AU1, als eine fahrzeugseitige Entriegelungseinrichtung in Form des Schalters SH, des Treibers TIC und des Aktors TSN mit Energie versorgt. Auf diese Weise kann der vorrichtungstechnische Aufbau der Notlaufeinrichtung gering gehalten werden, da im Minimalfall lediglich der Superkondensator SCH als fahrzeugseitige aufladbare elektrische Energiespeichereinrichtung realisiert werden muss. Des Weiteren ist auch der verfahrenstechnische Aufwand bezüglich einer Wartung gering, da der Superkondensator nicht regelmäßig während des Fahrzeugbetriebs oder eines Fahrzeugservices in der Werkstatt aufzuladen ist, sondern bei Bedarf im Notfall aufgeladen werden kann. Schließlich ist als Vorteil der Zugangsanordnung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu nennen, dass für ein Aufladen des Superkondensators SCH im Notlauf ein von einem Benutzer im täglichen Leben verwendeter Gebrauchsgegenstand verwendet werden kann, den der Benutzer in der Regel in betriebsbereiten Zustand mit sich führt.
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Während nun bezüglich 1 insbesondere der vorrichtungsseitige Teil mit den wesentlichen Komponenten und Funktionen der Zugangsanordnung ZAO sowohl für den Normalbetrieb als auch den Notlauf ausführlich dargestellt worden ist, soll nun mit Bezug auf 2 insbesondere ein Ablauf im Notlauf-Betrieb mit einer Benutzerführung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Zwar werden hier wieder die entsprechenden Teile der Zugangsanordnung (sowohl des fahrzeugseitigen Teils FAO als auch im mobilen Identifikationsgeber bzw. des Smartphones SP) gemäß der obigen Darstellung von 1 verwendet, jedoch sollen hier nun die Informationen und erwünschten Handlungen seitens eines Benutzers detaillierter beleuchtet werden. Zur Ausgabe von Benutzerinformationen wird hier wieder insbesondere auf die Anzeigevorrichtung DSP zum Ausgeben von optischen Informationen (Text, Grafiken, Symbolen, Bildern), aber auch auf den Lautsprecher LS zum Ausgeben von akustischen Anweisungen zurückgegriffen.
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Wie auch schon oben beschrieben, wird am Smartphone SP in Schritt S0 zunächst eine Anwendung für den Fahrzeugzugang mit dem Namen „Zugang“ aktiviert. Dies kann durch Betätigen der Taste TA1 am Smartphone geschehen, wobei die Aktivierung beispielsweise durch das Wort „ZUGANG“ auf der Anzeigeeinrichtung DSP bestätigt wird, wie es in 1 zu sehen ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass entsprechende Benutzerinformation oder Mitteilungen nicht nur optisch, sondern auch akustisch über den Lautsprecher LS ausgegeben werden. Dies gilt nicht nur für die gerade erwähnte Ausgabe, sondern auch für die folgenden.
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Nach dem Aktivieren der Zugangsanwendung wird gemäß Schritt S1 eine weitere Benutzerinformation an den Benutzer ausgegeben, in der dieser aufgefordert wird, das Smartphone SP an einer bestimmten Stelle des Fahrzeugs, wie in die Nähe des Türgriffs TG zu bringen (um beispielsweise eine Kommunikation über die NFC-Schnittstelle NFCS herstellen zu können).
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In einem ordnungsgemäßen Betrieb des Fahrzeugs bzw. des fahrzeugseitigen Teils FAO der Zugangsanordnung wird nun die identifikationsgeberseitige bzw. smartphoneseitige Sende-/Empfangseinrichtung SES Anfragesignale CN des Fahrzeugs in zumindest einem vorbestimmten Zeitintervall nach Aktivierung der Zugangsanwendung erwarten. Die smartphoneseitige Sende-/Empfangseinrichtung SES empfängt jedoch im vorbestimmten Zeitintervall keine Anfragesignale CN des Fahrzeugs und teilt dies der smartphoneseitigen Steuereinrichtung STS mit, die dann somit ein Versagen oder ein Fehlverhalten des Fahrzeugs bzw. des fahrzeugseitigen Teils FAO der Zugangsanordnung in Schritt S2 erkennt.
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Entsprechend gibt das Smartphone SP getriggert durch die smartphoneseitige Steuereinrichtung STS dann gemäß Schritt S3 eine Benutzerinformation aus. Diese Benutzerinformation kann einerseits eine mögliche Art des Versagens und/oder ein Hinweis zur Behebung des Versagens oder Fehlverhaltens aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, dass der Benutzer versehentlich an einem falschen Fahrzeug versucht, mit seinem Smartphone SP eine Authentifizierung bzw. Entriegelung zu versuchen. Entsprechend wird in der Benutzerinformation dies als mögliche Ursache des Versagens bzw. Fehlverhaltens angegeben, mit dem Hinweis, der Benutzer möge prüfen, ob er am richtigen Fahrzeug steht.
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Es ist ferner der Fall denkbar, dass der Benutzer an einem falschen aber funktionsfähigen Fahrzeug steht, und falsche fahrzeugseitige Signale (Signale mit falscher Kennung) empfängt. Dies kann er auch im Rahmen eines Schritts S2 als Fehlverhalten werten, und nun gezielt in einem möglichen darauffolgenden Schritt S3 eine Benutzerinformationen ausgeben, der Benutzer möge prüfen, ob er am richtigen Fahrzeug steht bzw. er möge zum richtigen Fahrzeug gehen.
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In einem derartigen Fall, bei dem der Benutzer prüfen soll, ob er am richtigen Fahrzeug steht, wird das Smartphone wiederum gemäß Schritt S1 eine Benutzerinformation ausgeben, das Smartphone an einer vorbestimmten Stelle des „richtigen“ Fahrzeugs zu positionieren. Gemäß Schritt S2 wird es dann ein Versagen des Fahrzeugs bzw. des fahrzeugseitigen Teils FAO der Zugangsanordnung ZAO erkennen, wenn es weiterhin keine Anfragesignale CN des Fahrzeugs erhält. Schließlich wird dann eine Benutzerinformation gemäß Schritt S3 erfolgen, in der als mögliche Ursache ein Versagen des Fahrzeugbordnetzes bzw. der Fahrzeugbatterie des Fahrzeugs FZ aufgeführt wird. Zur Behebung kann nun vorgeschlagen werden, das Smartphone SP an die vorbestimmte Stelle des Fahrzeugs, insbesondere in die Nähe des Türgriffs TG zu bringen und einen Notlauf zur Übertragung von Energie vom Smartphone SP zum Fahrzeug zu starten.
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Nun wird im Schritt S4 vom Smartphone SP bzw. der smartphoneseitigen Steuereinrichtung STS, die mit der smartphoneseitigen Sende-/Empfangseinrichtung gekoppelt ist, der Notlauf gestartet. Dieses Starten des Notlaufs kann dabei automatisch geschehen, indem die smartphoneseitige Steuereinrichtung STS nach Erkennen des Versagens bzw. nach Ausgabe eines Hinweises an den Benutzer das Starten des Notlaufs selbsttätig durchführt.
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Alternativ ist es denkbar, dass das Starten des Notlaufs durch eine Benutzerhandlung beginnt, beispielsweise wie oben erwähnt, durch Drücken der Taste TA2. Dabei kann das Starten des Notlaufs erfolgen, weil der Benutzer selbst erkennt, dass die Batterie seines Fahrzeugs leer ist oder nur noch unzureichende Spannung bereitstellt, und er somit gleich den Notlauf-Betrieb am Smartphone SP startet. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Benutzer den Notlauf-Betrieb als Reaktion auf eine Ausgabe des Smartphones SP in der Anzeige DSP oder durch den Lautsprecher LS startet.
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Wird der Notlauf nun in Schritt S5 gestartet, so gibt das Smartphone SP eine weitere Benutzerinformation aus, die eine Anweisung für einen Benutzer enthält, was er für den Notlauf tun muss, insbesondere, dass er das Smartphone SP an eine vorbestimmte Stelle des Fahrzeugs, insbesondere in die Nähe des Türgriffs TG halten muss, um die fahrzeugseitige Antenne ANF und die smartphoneseitige Antenne ANS nahe zueinander zu bringen.
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Es wird dem Benutzer ein bestimmtes Zeitintervall gegeben, damit er die gerade in Schritt S5 ausgegebene Anweisung befolgt und die smartphoneseitige Steuereinrichtung STS weist die smartphoneseitige Sende-/Empfangseinrichtung SES an, eine Energieübertragung bzw. einen Energietransfer mittels elektromagnetischer Wellen CE vom Smartphone SP zum Fahrzeug zu beginnen.
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Des Weiteren wird in Schritt S7 vom Smartphone SP über die Anzeige DFP bzw. den Lautsprecher LS eine weitere Benutzerinformation ausgegeben, dass dieser das Smartphone SP weiter an der zuvor angewiesenen und vorbestimmten Position am Fahrzeug halten soll, damit der Energieübertragungsvorgang weiterhin ausgeführt bzw. gewährleistet werden kann.
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Wie bereits zu 1 erläutert, wird während der Übertragung der Energie mittels elektromagnetischer Wellen in Form der Signale CE ein aufladbarer elektrischer Energiespeicher SCH des fahrzeugseitigen Teils FAO der Zugangsanordnung ZAO aufgeladen, um zunächst die fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE mit Energie zu versorgen. Ist der Ladezustand dieses aufladbaren elektrischen Energiespeichers oder hier im konkreten Fall des Superkondensators SCH ausreichend, so wird die fahrzeugseitige Steuereinrichtung in Schritt S8 aktiviert. Entsprechend kann in Schritt S9 die nun aktivierte fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE ein Bestätigungssignal bezüglich deren Aktivierung über die NFC-Schnittstelle NFCS an das Smartphone SP übertragen, damit dieses eine weitere Benutzerinformation an den Benutzer über die Anzeige DSP oder den Lautsprecher LS ausgibt.
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Anschließend wird die aktivierte fahrzeugseitige Steuereinrichtung STE mittels Anfragesignalen CN einen Authentifizierungsvorgang bezüglich des Smartphones SP in Schritt S10 einleiten, um zu prüfen, ob es sich um ein berechtigtes Smartphone handelt, das der Zugangsanordnung ZAO zugeordnet ist, und mit dem ein Benutzer Zugang zum Fahrzeuginneren des Fahrzeugs FZ erlangen darf.
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Im Schritt S11 wird vom Smartphone SP dann über die Anzeige DSP bzw. dem Lautsprecher LS eine weitere Benutzerinformation über den Authentifizierungsvorgang ausgegeben, insbesondere ob dieser erfolgreich war oder nicht. War die Authentifizierung nicht erfolgreich, so kann der Notlaufbetrieb abgebrochen werden.
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War der Authentifizierungsvorgang jedoch erfolgreich, und wurde das Smartphone SP als zugehörig zur Zugangsanordnung ZAO anerkannt, so überwacht die fahrzeugseitige Steuereinrichtung ST in Schritt S12 den Ladezustand des Superkondensators SCH in regelmäßigen Zeitabständen, um zu prüfen, ob ein ausreichender Ladezustand erreicht ist, um einen Entriegelungsvorgang durchzuführen. Ist dieser Ladezustand erreicht, so wird die fahrzeugseitige Steuereinrichtung ST ein Entriegelungssignal ES an die Entriegelungseinrichtung in Form der oben genannten Komponenten SH, TIC und TSN ausgeben, um ein Lösen eines Sperrmechanismus in zumindest einer Fahrzeugtür zu bewirken.
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Schließlich wird in einem Schritt S13 der Benutzer über den erfolgreichen Entriegelungsvorgang informiert.
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Wie es mit Bezug auf die Erläuterungen zu 2 zu erkennen ist, wird ein Benutzer in jeder Phase eines Notlauf-Betriebs vom Smartphone als mobiler Identifikationsgeber angeleitet, so dass diese für den Benutzer kritische und stressvolle Situation gut bewältigt werden kann.
