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TECHNISCHER BEREICH
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeugzugangssystem und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein schlüsselloses Zugangs-/Eingangssystem für ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangssystems für ein Fahrzeug, auf eine Steuereinheit zum Steuern eines Zugangssystems für ein Fahrzeug, auf ein Zugangssystem für ein Fahrzeug und auf ein Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Es ist bekannt, dass es passive Einstiegs- und passive Startsysteme (PEPS) für Kraftfahrzeuge anzubieten. Der Fahrzeugnutzer trägt typischerweise einen Schlüsselanhänger, der mit einer Basisstation im Fahrzeug kommunizieren kann. Der Schlüsselanhänger bleibt in einem sehr niedrigen Leistungszustand, um die interne Batterie zu schonen. Nach Erhalt eines Auslösers (z.B. bei Betätigung eines Fahrzeugtürgriffs) sendet die Basisstation ein starkes niederfrequentes (LF) elektromagnetisches Feld aus, dessen Energie den Schlüsselanhänger mit einer Ladungspumpentechnik aufweckt. Nach dem Aufwachen kann der Schlüsselanhänger dann auf eine Herausforderung über einen Hochfrequenzkanal (Radio Frequency (RF)) reagieren. Der Schlüsselanhänger sendet ein Antwortsignal, das von der Basisstation validiert wird, um den Schlüsselanhänger zu authentifizieren. Wenn der Schlüsselanhänger authentifiziert ist, betätigt die Basisstation ein Türschloss, um die Tür zu entriegeln.
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Der Energiebedarf des Fahrzeugs zur Erzeugung des NF-Feldes ist beträchtlich, weshalb ein Auslöser universell eingesetzt wird, um den Prozess zu starten. Darüber hinaus hat die Verwendung eines Auslösers zur Folge, dass die gesamte Sequenz der Überprüfung der Identität des Schlüsselanhängers und der Entriegelung des Fahrzeugs extrem kurz sein muss, um zu vermeiden, dass ein Kunde eine Verzögerung bei der Reaktion des Fahrzeugs erfährt. Um eine solche Verzögerung zu vermeiden, kann ein Schnellverschluss-Motor vorgesehen werden, der die Tür entriegelt und so einen reibungslosen Betrieb ermöglicht, als ob das Fahrzeug bereits entriegelt wäre.
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Zumindest in Ceratin-Ausführungsformen versucht die vorliegende Erfindung, zumindest einige der Mängel im Zusammenhang mit bekannten Fahrzeugzugangssystemen zu beheben oder abzumildern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangssystems für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst: Abtasten nach einem ersten Kommunikationssignal von einer ersten Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines ersten Kommunikationskanals; und Einleiten eines Fahrzeugzugangsprozesses in Abhängigkeit vom Erfassen des ersten Kommunikationssignals von der ersten Kommunikationsvorrichtung; wobei der Fahrzeugzugangsprozess umfasst: Vergleichen einer empfangenen Signalstärkeanzeige, RSSI, des empfangenen ersten Kommunikationssignals mit einem vorbestimmten Schwellenwertsignalstärkewert; Senden eines Challenge-Signals für eine zweite Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines zweiten Kommunikationskanals für den Fall, dass das RSSI des empfangenen ersten Kommunikationssignals den Schwellenwertsignalstärkewert überschreitet; und Steuern des Fahrzeugzugangssystems in Abhängigkeit von einem von der zweiten Kommunikationsvorrichtung empfangenen Antwortsignal, wobei das Antwortsignal als Reaktion auf das Challenge-Signal gesendet wurde.
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Um die mit den Systemen nach dem Stand der Technik festgestellten Mängel zumindest teilweise zu beheben, verwendet die vorliegende Erfindung zwei Kommunikationsvorrichtungen zur Steuerung des Zugangsprozesses zum Fahrzeug. So kann beispielsweise in einer Anordnung, in der ein Fahrzeughalter eine intelligente Vorrichtung (wie ein Smartphone, Tablett oder eine intelligente Uhr) verwendet, diese als erste Kommunikationsvorrichtung verwendet werden. Solche intelligenten Vorrichtungen sind mit einer Bluetooth®-Funktionalität ausgestattet, die eine energieeffiziente Kommunikationslösung darstellt, so dass die Verwendung eines solchen Systems im Rahmen des Zugangsprozesses nur begrenzte Auswirkungen auf die Batterie des Fahrzeugs hat (da ein entsprechender Bluetooth®-Sender/Empfänger am Fahrzeug nicht zu viel Energie aus der Batterie des Fahrzeugs ableiten würde).
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Optional kann der erste Kommunikationskanal überwacht werden, um die wahrscheinliche Annäherung eines Fahrzeugnutzers zu bestimmen, und das Fahrzeug kann dann auf den zweiten, unterschiedlichen Kommunikationskanal (z.B. ein Niederfrequenzsystem) umschalten, um nach dem Vorhandensein der zweiten Kommunikationsvorrichtung (z.B. einen herkömmlichen Schlüsselanhänger) zu suchen. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Anordnung den Vorteil hat, dass Fahrzeugnutzer, die keine erste Kommunikationsvorrichtung besitzen, den Zugang zum Fahrzeug auf normale Weise erhalten können, z.B. durch Verwendung des vorhandenen Fahrzeugschlüsselanhängers.
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Optional umfasst das erste Kommunikationssignal ein über Bluetooth® gesendetes Signal. Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „Bluetooth“ in diesem Zusammenhang alle Bluetooth®-Generationen umfasst, einschließlich des Bluetooth® Low Energy Systems. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verwendung von Bluetooth® als erster Kommunikationskanal es ermöglicht, dass das Fahrzeug eine „suchende“ Funktionalität für die erste Kommunikationsvorrichtung mit minimalem Stromverbrauch durchführt.
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In alternativen Ausführungsformen kann das erste Kommunikationssignal ein von WiFi gesendetes Signal umfassen.
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Optional ist die erste Kommunikationsvorrichtung eine mobile Kommunikationsvorrichtung.
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Optional ist die zweite Kommunikationsvorrichtung konfiguriert, um einem Benutzer den Zugang zu einem Fahrzeug zu ermöglichen. So kann beispielsweise die zweite Kommunikationsvorrichtung eine Schlüsselanhänger-Vorrichtung sein.
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Optional umfasst das Verfahren das Identifizieren eines Vorrichtungsidentifikators für die erste Kommunikationsvorrichtung aus dem ersten Kommunikationssignal und das Überprüfen, ob der Vorrichtungsidentifikator mit dem einer zugelassenen Vorrichtung übereinstimmt. Optional umfasst das Verfahren das Einschalten eines Senders zum Übertragen des Challenge-Signals über den zweiten Kommunikationskanal, falls die erste Kommunikationsvorrichtung eine zugelassene Vorrichtung ist. Der Sender kann einen Hochfrequenzsender (Radiofrequenzsender (RF)) umfassen oder aus ihm bestehen, und der zweite Kommunikationskanal kann einen RF-Kanal umfassen oder aus ihm bestehen. Optional umfasst der Sender einen Niederfrequenz-Sender (LF) und der zweite Kommunikationskanal einen LF-Kanal.
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Optional umfasst das Verfahren das Senden eines Signalstärkeanforderungssignals an die erste Kommunikationsvorrichtung über den ersten Kommunikationskanal und das Empfangen eines Signalstärkebestätigungs-Kommunikationssignals von der ersten Kommunikationsvorrichtung über den ersten Kommunikationskanal, wobei das Signalstärkebestätigungs-Kommunikationssignal einen Signalstärkewert des Signalstärkeanforderungssignals umfasst, wie es bei der ersten Kommunikationsvorrichtung empfangen wird. Das Verfahren kann das Vergleichen des Signalstärkewerts mit einem vorbestimmten Schwellenwert für die Signalstärke umfassen. Das Verfahren kann das Senden des Challenge-Signals für die zweite Kommunikationsvorrichtung für den Fall umfassen, dass der Signalstärkewert den Schwellenwert der Signalstärke überschreitet.
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Optional ist das Fahrzeug mit mehreren Antennen zum Empfangen von Kommunikationssignalen ausgestattet, die über den ersten Kommunikationskanal gesendet werden, wobei das Verfahren das Vergleichen der Signalstärke von Signalen, die von der ersten Kommunikationsvorrichtung empfangen werden, an zwei oder mehr der Antennen umfasst, um mindestens eine von einer relativen Position / Position der ersten Kommunikationsvorrichtung in Bezug auf das Fahrzeug und einen Annäherungsvektor für die erste Kommunikationsvorrichtung zu bestimmen. Optional umfasst das Verfahren das Einschalten eines Senders zum Übertragen des Challenge-Signals auf der Seite des Fahrzeugs, an die sich die erste Kommunikationsvorrichtung nähert.
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Optional umfasst das Verfahren das Abbrechen des Fahrzeugzugangsprozesses für den Fall, dass kein Antwortsignal von der zweiten Kommunikationsvorrichtung empfangen wird.
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Optional umfasst der Fahrzeugzugangsprozess das Entriegeln des Fahrzeugs (z.B. das Entriegeln einer Tür, einer Anzahl von Türen, eines Kofferraums oder eines Staufachs).
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Optional umfasst das Verfahren das Bestimmen, dass sich die erste Kommunikationsvorrichtung in Abhängigkeit von einer oder mehreren Änderungen der Signalstärke von Signalen, die über den ersten Kommunikationskanal von der ersten Kommunikationsvorrichtung empfangen werden, vom Fahrzeug entfernt. Das Verfahren kann das Einschalten eines RF-Senders umfassen, um zu bestimmen, ob sich die zweite Kommunikationsvorrichtung vom Fahrzeug entfernt.
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Optional umfasst das Verfahren das Verriegeln des Fahrzeugs für den Fall, dass die erste und/oder zweite Kommunikationsvorrichtung die Umgebung des Fahrzeugs verlassen hat. So kann beispielsweise das Fahrzeug verriegelt werden, wenn die zweite Kommunikationsvorrichtung den Erfassungsbereich der Antenne am Fahrzeug verlassen hat (im Falle einer NF-Antenne am Fahrzeug kann dies der Verriegelung des Fahrzeugs entsprechen, wenn der Schlüsselanhänger mehr als etwa einen Meter vom Fahrzeug entfernt ist). Alternativ kann das Fahrzeug den Abstand zur ersten Kommunikationsvorrichtung beim Verlassen des Fahrzeugs bestimmen und das Fahrzeug sperren, wenn die erste Kommunikationsvorrichtung einen vorbestimmten Abstand vom Fahrzeug überschreitet. Der Abstand vom Fahrzeug kann aus der Signalstärke der ersten von der ersten Kommunikationsvorrichtung empfangenen Kommunikationssignale bestimmt werden.
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Optional umfasst der Fahrzeugzugangsprozess das Verriegeln des Fahrzeugs.
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Optional umfasst das Verfahren das Senden einer Sperrstatusnachricht an die erste Kommunikationsvorrichtung über den ersten Kommunikationskanal. Eine solche Verriegelungszustandsmeldung kann eine Bestätigung, dass das Fahrzeug verriegelt ist, oder eine Meldung umfassen, dass der Verriegelungsvorgang fehlgeschlagen ist.
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Optional befinden sich die erste und zweite Kommunikationsvorrichtung innerhalb einer einzelnen Benutzervorrichtung.
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Optional befindet sich die erste Kommunikationsvorrichtung in einer ersten Benutzervorrichtung und die zweite Kommunikationsvorrichtung in einer zweiten Benutzervorrichtung.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinheit vorgesehen, die zum Steuern eines Zugangssystems für ein Fahrzeug angeordnet ist, wobei die Steuereinheit umfasst: einen oder mehrere Eingänge zum Empfangen eines ersten Kommunikationssignals von einer ersten Kommunikationsvorrichtung und eines zweiten Kommunikationssignals von einer zweiten Kommunikationsvorrichtung; einen Prozessor, der zum Verwalten eines Fahrzeugzugangsprozesses angeordnet ist; und einen Ausgang, der zum Ausgeben von Fahrzeugzugangssteuersignalen angeordnet ist; wobei der Prozessor angeordnet ist zum: Scannen nach einem ersten Kommunikationssignal von einer ersten Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines ersten Kommunikationskanals; Einleiten eines Fahrzeugzugriffsprozesses in Abhängigkeit vom Erfassen des ersten Kommunikationssignals von der ersten Kommunikationsvorrichtung, wobei der Fahrzeugzugriffsprozess das Vergleichen einer empfangenen Signalstärkeanzeige, RSSI, des empfangenen ersten Kommunikationssignals mit einem vorbestimmten Schwellenwertsignalstärkewert und, falls das RSSI des empfangenen ersten Kommunikationssignals den Schwellenwerts überschreitet, das Senden eines Challenge-Signals für eine zweite Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines zweiten Kommunikationskanals vom Ausgang umfasst; und wobei der Ausgang angeordnet ist, um ein Fahrzeugzugangssteuersignal auszugeben, um das Fahrzeugzugangssystem in Abhängigkeit von einem von der zweiten Kommunikationsvorrichtung empfangenen Antwortsignal zu steuern, wobei das Antwortsignal als Reaktion auf das Challenge-Signal (Anforderungssignal) gesendet wurde.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zugangssystem für ein Fahrzeug vorgesehen, das eine Steuereinheit gemäß einem obigen Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine erste Antenne, die so angeordnet ist, dass sie über den ersten Kommunikationskanal betrieben wird, und eine zweite Antenne, die so angeordnet ist, dass sie über den zweiten Kommunikationskanal betrieben wird, umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das eine Steuereinheit oder ein Zugangssystem gemäß einem oben genannten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt mit Anweisungen bereitgestellt, die, wenn ein Programm des Programmprodukts von einem Computer ausgeführt wird, den Computer veranlassen, das Verfahren des obigen Aspekts der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann von einem Kommunikationsnetzwerk heruntergeladen und/oder auf einem computerlesbaren und/oder mikroprozessorausführbaren Medium gespeichert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium vorgesehen, auf dem das Computerprogrammprodukt eines der vorgenannten Aspekte der Erfindung gespeichert ist.
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In einer Ausführungsform der oben genannten Steuereinheit umfasst der Prozessor einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen der Kommunikationssignale; und eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und darin gespeicherte Anweisungen aufweist, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Anweisungen auszuführen, so dass er so betrieben werden kann, dass er erkennt, dass das Fahrzeug von einer geeigneten (z.B. Bluetooth®-fähigen) Vorrichtung angefahren wird, die auf einem Wert der am elektrischen Eingang empfangenen Kommunikationssignale basiert; und bestimmt, dass die Vorrichtung bekannt ist und das Fahrzeugeingangssystem anweist, eine oder mehrere Aktionen durchzuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangssystems für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst: Abtasten nach einem ersten Kommunikationssignal von einer ersten Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines ersten Kommunikationskanals; und Einleiten eines Fahrzeugzugangsprozesses in Abhängigkeit vom Erfassen des ersten Kommunikationssignals von der ersten Kommunikationsvorrichtung; wobei der Fahrzeugzugangsprozess das Einrichten eines zweiten Kommunikationskanals in Abhängigkeit vom ersten Kommunikationskanal umfasst; und Steuern des Fahrzeugzugangssystems in Abhängigkeit von Kommunikationssignalen, die von einer zweiten Kommunikationsvorrichtung über den zweiten Kommunikationskanal empfangen werden.
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In einer Ausführungsform kann ein Handshaking-Prozess zwischen der ersten Kommunikationsvorrichtung und dem Fahrzeug über den ersten Kommunikationskanal stattfinden, um die Parameter für die Kommunikation über den ersten Kommunikationskanal festzulegen. Als Reaktion auf das Einrichten des ersten Kommunikationskanals kann dann der zweite Kommunikationskanal zwischen dem Fahrzeug und der zweiten Kommunikationsvorrichtung eingerichtet werden und die Kommunikation innerhalb dieses zweiten Kommunikationskanals kann zur Verwaltung des Fahrzeugzugangsprozesses verwendet werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangssystems für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Verfahren umfasst: Abtasten nach einem ersten Kommunikationssignal von einer ersten Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines ersten Kommunikationskanals; und Einleiten eines Fahrzeugzugangsprozesses in Abhängigkeit vom Erfassen des ersten Kommunikationssignals von der ersten Kommunikationsvorrichtung; wobei der Fahrzeugzugangsprozess das Senden eines Challenge-Signals für eine zweite Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines zweiten Kommunikationskanals umfasst; und Steuern des Fahrzeugzugangssystems in Abhängigkeit von einem von der zweiten Kommunikationsvorrichtung empfangenen Responsesignal, wobei das Responsesignal als Reaktion auf das Challenge-Signal gesendet wurde.
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Optional umfasst das Verfahren das Vergleichen einer Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) des empfangenen ersten Kommunikationssignals mit einem vorbestimmten Schwellenwertsignalstärkewert. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der ersten Kommunikationsvorrichtung und dem Fahrzeug effektiv bestimmt werden, indem die Signalstärke des Kommunikationssignals gemessen wird, das beim Scannen nach der ersten Kommunikationsvorrichtung empfangen wird. Das Verfahren kann das Senden des Challenge-Signals für die zweite Kommunikationsvorrichtung für den Fall umfassen, dass das RSSI des empfangenen ersten Kommunikationssignals den Schwellenwert der Signalstärke überschreitet.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinheit vorgesehen, die zum Steuern eines Zugangssystems für ein Fahrzeug angeordnet ist, wobei die Steuereinheit umfasst: einen oder mehrere Eingänge zum Empfangen eines ersten Kommunikationssignals von einer ersten Kommunikationsvorrichtung und eines zweiten Kommunikationssignals von einer zweiten Kommunikationsvorrichtung; einen Prozessor, der zum Verwalten eines Fahrzeugzugangsprozesses angeordnet ist; und einen Ausgang, der zum Ausgeben von Fahrzeugzugangssteuersignalen angeordnet ist; wobei der Prozessor angeordnet ist zum: Scannen nach einem ersten Kommunikationssignal von einer ersten Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines ersten Kommunikationskanals; Einleiten eines Fahrzeugzugangsprozesses in Abhängigkeit vom Erfassen des ersten Kommunikationssignals von der ersten Kommunikationsvorrichtung, wobei der Fahrzeugzugangsprozess das Senden eines Challenge-Signals für eine zweite Kommunikationsvorrichtung unter Verwendung eines zweiten Kommunikationskanals von dem Ausgang umfasst; und wobei der Ausgang so angeordnet ist, dass er ein Fahrzeugzugangssteuersignal zum Steuern des Fahrzeugzugangssystems in Abhängigkeit von einem von der zweiten Kommunikationsvorrichtung empfangenen Antwortsignal ausgibt, wobei das Antwortsignal als Reaktion auf das Challenge-Signal gesendet wurde.
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Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun exemplarisch nur noch mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 veranschaulicht ein bekanntes Fahrzeugzugangssystem;
- 2 zeigt die Komponenten des bekannten Fahrzeugzugangssystems aus 1;
- 3 zeigt die Komponenten einer bekannten passiven Zugangsvorrichtung zur Verwendung mit dem Fahrzeugzugangssystem der 1 und 2;
- 4 veranschaulicht ein Fahrzeugzugangssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 zeigt die Komponenten des Fahrzeugzugangssystems von 4;
- 6 zeigt den Kommunikationsfluss innerhalb des Fahrzeugzugangssystems der 4 und 5.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die 1 und 2 zeigen ein Fahrzeug 10 mit einem passiven Zugangssystem. Wie in 1 dargestellt, trägt ein Fahrzeugnutzer 11 einen Schlüsselanhänger 12, der verwendet werden kann, um mit dem Zugangssystem (z.B. einem passiven Einstiegssystem) an Bord des Fahrzeugs 10 zu interagieren, um Zugang zum Fahrzeug zu erhalten und auch bestimmte Fahrzeugsysteme (z.B. können einfahrende Türgriffe ausgefahren oder Fahrzeugleuchten eingeschaltet werden, um den Zugang zum Fahrzeug zu erleichtern) und bestimmte Fahrzeugsysteme beim Verlassen des Fahrzeugs zu steuern.
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In Anlehnung an 2 wird dargestellt, dass das Fahrzeug 10 einen ersten Niederfrequenz (LF)-Sender 14 im Motorraum des Fahrzeugs und einen zweiten LF-Sender 16 in einem Türgriff 18 des Fahrzeugs umfasst. Es wird darauf hingewiesen, dass in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei Sender 14, 16 dargestellt sind und in bestimmten Anordnungen jeder Türgriff einen Sender umfassen kann. Bei anderen Anordnungen kann es vorkommen, dass der im Motorraum befindliche Sender 14 nicht vorhanden ist und das passive Zugangssystem beispielsweise auf die Türgriff-basierten Sender zum Bedienen angewiesen ist, obwohl andere Positionen innerhalb oder am Fahrzeug vorgesehen sind.
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Das passive Zugangssystem umfasst ferner einen RF-Empfänger 20 und eine Steuereinheit 22.
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Die Sender 14, 16 sind so angeordnet, dass sie Funksignale mit einer Frequenz von 125 kHz ausgeben. Der Schlüsselanhänger 12 ist konfiguriert, um Signale bei 125 kHz zu empfangen und Signale bei einer Frequenz von 433 MHz zu senden, der RF-Empfänger 20 ist konfiguriert, um Signale bei einer Frequenz von 433 MHz zu empfangen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die oben genannten Frequenzwerte nur als Beispiel dienen und je nach Fahrzeugmarkt variieren können. So wird beispielsweise der Niederfrequenzbereich (NF) im Allgemeinen für den Bereich von 30 kHz bis 300 kHz herangezogen. Der Funkfrequenzbereich (RF) wird im Allgemeinen so gewählt, dass er den Bereich von 3 kHz bis 300 GHz umfasst. Die hierin beschriebene RF-Frequenz beträgt 433 MHz, aber den Erfindern sind beispielsweise andere Systeme bekannt, die mit 315 MHz arbeiten.
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In einer normalen Entriegelungsbetriebsart nähert sich ein Fahrzeuginsasse 11 im Besitz des Schlüsselanhängers 12 dem Fahrzeug und zieht einen Türgriff 18. Ein Sensor (nicht dargestellt) im Türgriff sendet ein Signal an die Steuereinheit 22, die dafür sorgt, dass der Sender 14, 16 ein NF-Signal sendet, das vom Schlüsselanhänger 12 empfangen wird.
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Als Reaktion auf den Empfang des NF-Signals vom Fahrzeug 10 ist der Schlüsselanhänger so angeordnet, dass er eine Entriegelungsanforderung an das Fahrzeug auf der RF-Signalfrequenz sendet. Das RF-Signal wird vom Empfänger 20 empfangen, der das empfangene Signal an die Steuereinheit 22 sendet, die dann ein Türentriegelungssignal an die Türen sendet.
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3 zeigt die inneren Komponenten des Schlüsselanhängers 12 im Detail. Es wird darauf hingewiesen, dass der Schlüsselanhänger mehrere verschiedene Kommunikationskomponenten umfassen kann, und im Beispiel des Schlüsselanhängers von 3 ist der Anhänger in der Lage, niederfrequente (LF) Signale, Hochfrequenzsignale (in Form von UHF-Signalen im vorliegenden Beispiel) und Ultrabreitbandsignale (UWB) zu empfangen und/oder zu senden.
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Der Anhänger 12 umfasst eine Batterie 30 in Form einer bekannten Batterie vom Typ „CR2032“. Bei normalem Gebrauch, bei dem sich der Schlüsselanhänger im Ruhezustand befindet, wenn er nicht benutzt wird, kann eine solche Batterie zwei Jahre lang gewartet werden, bevor sie ersetzt werden muss.
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Ein NF-Empfänger 32, der eine Anzahl von NF-Antennen 34 umfasst, ist in dem Schlüsselanhänger 12 enthalten. Im Einsatz werden die an den Antennenantennen 34 empfangenen NF-Signale verwendet, um Kondensatoren innerhalb einer Ladepumpe 36 so aufzuladen, dass der Schlüsselanhänger 12 aus seinem Ruhezustand aufwachen kann.
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Sobald der Schlüsselanhänger 12 wach ist, kann eine RF-Antenne 38 ein entsperrtes Kommunikationssignal an das Fahrzeug senden, das vom Empfänger 20 am Fahrzeug wie oben beschrieben empfangen wird, und die Identität des Schlüsselanhängers 12 kann vom Fahrzeug 10 authentifiziert werden.
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Nach oder parallel zu den Fahrzeugfreischaltkommunikationen, die zwischen der RF-Antenne 38 im Anhänger 12 und dem Empfänger 20 im Fahrzeug 10 gesendet werden, kann der Schlüsselanhänger 12 zusätzlich mit dem Fahrzeug über ein Ultra-Breitbandsignal kommunizieren, das von einer Ultra-Breitbandantenne 40 gesendet wird.
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Die Verwendung eines UWB-Signals ermöglicht eine zusätzliche Sicherheitskontrolle, bei der eine Laufzeitberechnung durchgeführt wird, die bestimmen kann, wie weit der Schlüsselanhänger 12 vom Fahrzeug 10 entfernt ist. Eine solche Laufzeitberechnung wird durchgeführt, um Relay-Angriffe abzuschwächen, bei denen ein Dritter versucht, in das Fahrzeug einzudringen, indem er das von den Sendern 14,16 an den Schlüsselanhänger 12 gesendete NF-Signal verstärkt, wenn es sich außerhalb eines üblichen passiven Eingangsbereichs befindet.
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Wie vorstehend beschrieben, arbeitet das passive Zugangssystem der 1 bis 3 durch einen benutzerereignisgesteuerten Auslöser (z.B. Ziehen eines Türgriffs, Betätigen eines äußeren Verriegelungsschalters oder Drücken der Heckklappenentriegelungstaste). Ein solcher benutzerereignisgesteuerter Auslöser führt dazu, dass das Fahrzeug 10 ein elektromagnetisches niederfrequentes (NF) Signal/Feld in einem Bereich angrenzend an das Triggerereignis aussendet. Die Energie dieses Feldes weckt den Schlüsselanhänger 12 aus dem Ruhezustand und bewirkt, dass er wie oben beschrieben mit RF- und potenziellen UWB-Signalen reagiert, wie verstanden.
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Das oben genannte passive Zugangssystem bietet die Möglichkeit des passiven Zugangs, der es dem Benutzer ermöglicht, Zugang zu seinem Fahrzeug 10 zu erhalten, ohne physisch mit dem Schlüsselanhänger 12 interagieren zu müssen. Bis der Kunde eine Aktion mit seinem Fahrzeug durchführt, bleibt der Schlüsselanhänger in einem Ruhezustand mit sehr geringer Leistung. Um jedoch verbesserte Funktionen wie Annäherungsentriegelung, Begrüßungsbeleuchtung und Wegverriegelung zu bieten, muss das Fahrzeug in der Lage sein, einen sich nähernden Schlüsselanhänger zu erkennen und darauf zu reagieren, lange bevor ein Benutzereingriff erwartet wird, und zusätzlich in der Lage sein, die Ausfahrt eines Benutzers aus dem Fahrzeug zu verfolgen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass sich das vom Fahrzeug erzeugte NF-Feld nur etwa 2 Meter vom Fahrzeug entfernen darf.
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Eine Methode, um diese Art von erweiterter Funktionalität zu liefern, wäre es, die NF-Antennen des Fahrzeugs ständig/periodisch zu pulsieren, um das NF-Feld zu erzeugen, nur für den Fall, dass der Schlüsselanhänger des Kunden in Reichweite kommt. Diese Strategie wäre aus Sicht des Fahrzeugs extrem machthungrig und könnte nicht länger als eine Handvoll Tage aufrechterhalten werden, um den Verbrauch der Fahrzeugbatterie zu vermeiden. Selbst abgesehen von der Leistungsentnahme, die sich aus dem ständigen Betrieb des NF-Senders ergeben würde, da sich ein durchschnittlicher Benutzer mit etwa 1,6 Metern pro Sekunde einem Fahrzeug nähern würde, würde die Nutzung des NF-Feldes zur Bereitstellung einer verbesserten Funktionalität nicht genügend Zeit für die Bereitstellung solcher verbesserten Funktionen bieten, bevor der Benutzer das Fahrzeug erreichte.
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Auch eine Strategie, bei der der Schlüsselanhänger periodisch pulsiert, um das Fahrzeug über seine Annäherung zu informieren, würde seine eigene Batterie vorzeitig verbrauchen.
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4 zeigt ein Fahrzeug 110, das mit einem passiven Zugangssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Im Fahrzeug 110 von 4 ist eine Steuereinheit 122 (in 5 auch als RFA für Remote Function Actuator bezeichnet) zusätzlich mit einem Bluetooth®-Transceiver 150 in Verbindung. Der Bluetooth®-Sender-Empfänger 150 ist so angeordnet, dass er Bluetooth®-Signale über eine Antenne 152 empfängt, die von Bluetooth®-Geräten in der Nähe des Fahrzeugs 110 übertragen werden. Die Steuereinheit 122 umfasst einen Prozessor 124.
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Das Vorhandensein des Bluetooth®-Transceivers 150 ermöglicht es dem Fahrzeug, zusätzlich mit der Bluetooth®-fähigen mobilen Vorrichtung 154 des Benutzers zu kommunizieren. Der Empfang einer solchen Bluetooth®-Kommunikation von der mobilen Vorrichtung 154 ermöglicht es dem Fahrzeug, über die wahrscheinliche Annäherung eines bekannten Fahrzeugnutzers, wie nachfolgend beschrieben, informiert zu werden, ohne dass entweder die NF-Sender am Fahrzeug oder der RF-Sender im Schlüsselanhänger gepulst werden muss.
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zeigt einen schematischen Aufbau des Fahrzeugzugangssystems innerhalb des Fahrzeugs 110. Wie in zu sehen ist, ist der Bluetooth®-Transceiver 150 mit der Steuereinheit 122 in Verbindung, so dass eine bidirektionale Kommunikation mit anderen Bluetooth®-fähigen Geräten (z.B. einer intelligenten Vorrichtung wie einem Smartphone, Tablett oder einer intelligenten Uhr usw.) zwischen dem Fahrzeug und diesen Geräten hergestellt werden kann.
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Ein sekundärer Kommunikationspfad 158 ist auch zwischen dem Sender-Empfänger 150 und einem LIN-Bus-Kommunikationsmodul 160 (Local Interconnect Network) dargestellt. Ein solcher sekundärer Pfad 158 kann einen einseitigen Kommunikationspfad vom Sender-Empfänger 150 zur mobilen Vorrichtung 154 vorsehen, um Nachrichten auf einem Bildschirm der Vorrichtung 154 anzuzeigen.
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Wie in 5 dargestellt, umfasst das Fahrzeug eine Reihe von NF-Antennen 116, z.B. in den vorderen Türen und auch in der Stoßfänger- und Kofferraumtür. Zusätzliche NF-Antennen (160, 162) können im Fahrzeug angeordnet sein, um die Funktionalität im Fahrzeug und im vorderen Stoßfänger zu gewährleisten, um den Zugang zum Motorraum oder zu einer Ladestation für Elektrofahrzeuge zu ermöglichen.
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Das Antennensystem 164 der Wegfahrsperre bietet einen Backup-Startmechanismus für den Fall, dass die Batterie 130 im Schlüsselanhänger 112 ausgefallen ist.
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Die Steuereinheit 122 ist angeordnet, um Steuersignale zur Steuerung von Fahrzeugsystemen, wie z.B. dem Türverriegelungsmechanismus 166, zu erzeugen.
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6 veranschaulicht den Betrieb eines Fahrzeugzugangssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In Schritt 200 fragt das Fahrzeug 110 nach einem ersten Kommunikationssignal von der mobilen Vorrichtung 154 des Benutzers. Die mobile Vorrichtung stellt eine erste Kommunikationsvorrichtung in der vorliegenden Betriebsart dar, die über einen ersten Kommunikationskanal, z.B. einen Bluetooth®-Kanal, kommuniziert. Es wird darauf hingewiesen, dass das Bluetooth® 4.0-Protokoll ein Niedrigenergie-Kommunikationsprotokoll ist, das eine niedrige Energieabgabe an die Fahrzeugbatterie darstellt. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die vorliegende Betriebsweise einen separaten Kopplungsprozess zwischen der mobilen Vorrichtung 154 und dem Fahrzeug 110 und dem Kopplungsprozess umfassen kann, der stattfindet, wenn ein Benutzer seine Vorrichtung zur Verwendung mit den Mediensystemen des Fahrzeugs koppelt.
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In Schritt 202 wird das erste Kommunikationssignal an der Antenne 152 und dem Sender-Empfänger 150 empfangen. In der Ausführungsform der 4 bis 6 stellt dies eine Bluetooth®-fähige mobile Vorrichtung 154 dar, die in die Reichweite des Bluetooth®-Sender-Empfängers 150 im Fahrzeug gelangt. Es wird darauf hingewiesen, dass solche Signale bis zu 50 Meter vom Fahrzeug entfernt erkannt werden können, je nach Hindernissen, die sich auf dem Weg befinden können, wie Gebäude, andere Fahrzeuge, Vegetation usw.
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Nach dem Empfang des ersten Kommunikationssignals (wenn der Prozessor 124 Schritt 204 ausführt) kann der Prozessor 124 einen Fahrzeugzugangsprozess einleiten, der die folgenden Schritte umfasst.
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In Schritt 204 wird eine Prüfung durchgeführt, um festzustellen, ob die mobile Vorrichtung 154 einer bekannten Vorrichtung entspricht.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der Verarbeitungsschritt 204 innerhalb des Sender-Empfängers 150 oder innerhalb der Steuereinheit 122 durchgeführt werden kann. In diesem Fall, in dem der Sender-Empfänger 150 Schritt 204 ausführt, kann der Prozessor 124 den Fahrzeugzugangsprozess ab Schritt 206 einleiten.
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In Schritt 206 wird eine Schätzung des Abstands der mobilen Vorrichtung 154 vom Fahrzeug 110 durch den Prozessor 124 bestimmt. In einigen Bereitstellungskonfigurationen kann der Fahrzeugzugangsprozess angehalten werden, bis bestimmt wird, dass die mobile Vorrichtung 154 in einem Bereich von 6 bis 8 Metern vom Fahrzeug 110 entfernt liegt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die Empfangssignalstärkeanzeige (RSSI) des in Schritt 202 empfangenen Kommunikationssignals verwendet werden kann, um den Abstand der mobilen Vorrichtung 154 zu bestimmen. Alternativ kann das Fahrzeug eine Signalstärkeanforderung 208 an die mobile Vorrichtung 154 senden, um zu verlangen, dass die mobile Vorrichtung 154 das RSSI der Signalübertragungen des Fahrzeugs zurückgibt. Eine RSSI-Kommunikation 210 kann dann von der mobilen Vorrichtung 154 an das Fahrzeug 110 zurückgegeben werden, um den Abstand zwischen Fahrzeug und Vorrichtung abzuschätzen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass das Fahrzeug in einigen Implementierungen sowohl das in Schritt 202 empfangene Signal als auch die in Schritt 210 empfangene Kommunikation verwenden kann, um in Schritt 206 den Abstand des Fahrzeugs zur mobilen Vorrichtung 154 zu schätzen.
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In Schritt 212 wird der geschätzte Abstand zwischen Fahrzeug und Vorrichtung durch den Prozessor 124 mit einem Schwellenwert (z.B. einem im Bereich von 6 bis 8 Metern eingestellten Schwellenwert) verglichen und falls die Vorrichtung 154 als nah genug am Fahrzeug bestimmt wird, werden in Schritt 214 die NF-Sender 114,116 des Fahrzeugs eingeschaltet.
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In Schritt 216 wird ein NF-Challenge-Signal vom Fahrzeug an eine zweite Kommunikationsvorrichtung (den Schlüsselanhänger 112) gesendet und in Schritt 218 wird eine RF-Antwort vom Schlüsselanhänger 112 empfangen. Es wird darauf hingewiesen, dass das in Schritt 216 gesendete NF-Challenge-Signal über einen Differenzkommunikationskanal an die in Schritt 202 empfangenen und in Schritt 208/210 gesendeten/empfangenen Bluetooth®-Signale gesendet wird.
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Für den Fall, dass das in Schritt 218 empfangene Antwortsignal es ermöglicht, den Schlüsselanhänger als den richtigen Schlüsselanhänger 112 für das Fahrzeug zu identifizieren und zu validieren, kann der Prozessor 124 innerhalb der Steuereinheit 122 ein Fahrzeugsystem in Schritt 220 steuern. Ohne Einschränkung kann das Fahrzeugsystem ein Verriegelungssystem des Fahrzeugs, ein Fahrzeugbeleuchtungssystem, ausklappbare Türgriffe, Meet & Greet-Funktionen für Fahrzeuge und / oder ein Fahrzeugpersonalisierungssystem umfassen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der vorstehende Prozess in Bezug auf einen Benutzer, der sich einem Fahrzeug nähert, beschrieben wird. Ein ähnlicher Prozess kann jedoch auftreten, wenn der Prozessor 124 innerhalb der Steuereinheit 122 erkennt, dass der Benutzer das Fahrzeug verlassen kann. In einem solchen Szenario kann der Prozessor 124 innerhalb der Steuereinheit 122 registrieren, dass der Fahrzeugmotor ausgeschaltet wurde oder dass die Fahrertür geöffnet wurde, und erneut nach einem Bluetooth®-Signal suchen (Schritt 200). Das empfangene Signal (202) kann dann erneut authentifiziert werden (Schritt 204) und in Schritt 206 kann der Austritt des Benutzers mit zunehmendem Abstand der Fahrzeugvorrichtung bestimmt werden. Die NF-Antenne kann erneut geschaltet werden, um zu bestätigen, dass der Benutzer das NF-Feld verlassen hat. An dieser Stelle können die Fahrzeugtüren verriegelt werden. Eine Bestätigungsnachricht für die Fahrzeugsperre kann dann über den ersten (Bluetooth®)-Kommunikationskanal an die Benutzervorrichtung gesendet werden.
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An den obigen Beispielen können viele Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den begleitenden Ansprüchen definiert ist.
