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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren
einer Kollision eines Hindernisses mit einem Automobil.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Einige
Beispiele einer Kollision-Detektorvorrichtung für ein Automobil
sind in der
JP-A-2005-538881 und
in der
JP-A-2006-117157 offenbart.
Die in der
JP-A-2005-538881 dargestellte Vorrichtung
enthält einen Frontsensor, der in einem Hohlraum eines
Automobils angeordnet ist. Der Frontsensor detektiert eine Kollision
des Fahrzeugs mit einem Hindernis basierend auf einer Deformation des
Hohlraums. Die in der
JP-A-2006-117157 dargestellte
Vorrichtung bestimmt, ob das kollidierte Objekt aus einem Fußgänger
besteht oder nicht, basierend auf einer Druckänderung in
einer geschlossenen Kammer in einer Stoßfängerabdeckung.
Jedoch kann bei diesen Vorrichtungen eine Kollision nicht basierend
auf einer Druckänderung detektiert werden, wenn die geschlossene
Kammer nicht hermetisch abgeschlossen ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben erläuterte
Problem entwickelt und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine verbesserte Kollision-Detektorvorrichtung für ein
Automobil zu schaffen, bei der, ob nun ein geschlossener Raum vorgesehen
ist, um eine Kollision zu detektieren und dieser hermetisch abge schlossen
ist bzw. verschlossen ist oder nicht, eine Kollision in sicherer
Weise detektiert werden kann.
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Die
Kollision-Detektorvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält eine Frontstoßfänger-Abdeckung,
ein Teil zum Ausbilden eines geschlossenen Raumes, einen Drucksensor
zum Detektieren des Druckes in dem geschlossenen oder verschlossenen
Raum und auch einen Temperatursensor, um direkt oder indirekt die
Temperatur der Luft in dem geschlossenen Raum zu detektieren. Das den
geschlossenen oder verschlossenen Raum bildende Teil ist hinter
der Stoßfängerabdeckung positioniert, sodass eine
Verformung der Stoßfängerabdeckung aufgrund einer
Kollision auf das den verschlossenen Raum bildende Teil übertragen
wird. Die elektrischen Signale von dem Drucksensor und dem Temperatursensor
werden zu einer elektronischen Steuereinheit übertragen,
die bestimmt, ob der verschlossene Raum hermetisch verschlossen
ist oder nicht, basierend auf den elektrischen Signalen.
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Es
wird Luft hermetisch in den verschlossenen Raum eingebracht, wenn
der verschlossene Raum ausgebildet wird. Die Luft ist bei einer
Raumtemperatur Tm zu einem Zeitpunkt enthalten, wenn der verschlossene
oder geschlossene Raum ausgebildet wird. Der Druck in dem verschlossenen
oder geschlossenen Raum nimmt linear entsprechend dem Temperaturanstieg
in dem verschlossenen Raum zu, während der Druck linear
abnimmt, wenn die Temperatur abfällt. Ein oberer Schwellenwertdruck,
der geringfügig höher liegt als eine ideale Temperaturdruck-Linie,
ist vorbestimmt und der untere Schwellenwertdruck, der geringfügig
niedriger liegt als die ideale Temperaturdrucklinie ist ebenfalls
vorbestimmt.
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Wenn
eine Kollision auftritt verformt sich die Stoßfängerabdeckung
und schlägt gegen den geschlossenen Raum. Der geschlossene
Raum wird dabei verformt oder wird durch den Kollisionsaufschlag
zusammengedrückt, der von der Stoßfängerabdeckung übertragen
wird. Wenn die Temperatur in dem verschlossenen Raum höher
liegt als die Raumtemperatur Tm, bei welcher Luft zu Beginn in den
verschlossenen Raum eingebracht wurde bzw. in diesem enthalten war,
wird bestimmt, dass der abgeschlossene Raum nicht hermetisch abgeschlossen
ist, wenn der Druck in dem verschlossenen Raum niedriger liegt als
der untere Schwellenwertdruck. Wenn die Temperatur niedriger liegt
als Tm wird bestimmt, dass der verschlossene Raum nicht hermetisch
verschlossen ist, wenn der Druck höher liegt als der höhere
Schwellenwertdruck. Es kann auf diese Weise in sicherer Weise detektiert
werden, ob der verschlossene oder eingeschlossene Raum hermetisch
verschlossen ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der verschlossene
Raum nicht hermetisch verschlossen geworden ist, wird ein Warnsignal
für einen Fahrer geliefert.
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Wenn
die Temperatur in dem eingeschlossenen Raum in der Nachbarschaft
der Temperatur Tm liegt, ist es schwierig zu detektieren, dass der
verschlossene oder eingeschlossene Raum nicht hermetisch verschlossen
ist, da dann eine Druckänderung in dem verschlossenen Raum
nicht ausreichend groß ist. In diesem Fall wird die Bestimmung
hinsichtlich eines hermetischen Abdichtzustandes des eingeschlossenen
Raumes durchgeführt, wenn der eingeschlossene oder verschlossene
Raum sich durch den Betrieb einer Maschine erwärmt hat.
Das heißt die Bestimmung wird dann währen einer
Periode durchgeführt, in welcher die Maschine leer läuft
oder während einer vorbestimmten Periode nachdem das Fahren
des Fahrzeugs initialisiert worden ist.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann in sicherer Weise bestimmt werden, ob
der eingeschlossene oder verschlossene Raum in der Kollision-Detektorvorrichtung
hermetisch verschlossen ist oder nicht. Demzufolge kann eine Kollision
des Fahrzeugs ohne Fehler detektiert werden.
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Andere
Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich unmittelbar
aus einem besseren Verständnis einer bevorzugten Ausführungsform,
die weiter unten unter Hinweis auf die anhängenden Zeichnungen
beschrieben wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht, die einen Frontabschnitt
eines Automobils darstellt und zwar entlang einer vertikalen Ebene
parallel zu einer Front-Heck-Richtung;
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2 veranschaulicht
eine schematische Querschnittsansicht, welche Komponenten wiedergibt,
die eine Kollision-Detektorvorrichtung bilden, und zwar entlang
einer Linie II-II, die in 1 gezeigt ist;
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3 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Temperatur in dem verschlossenen
Raum und dem darin herrschenden Luftdruck veranschaulicht; und
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4 zeigt
einen Graphen, der eine Temperaturänderung in einem verschlossenen
Raum wiedergibt und zwar nachdem ein Zündschalter eingeschaltet
worden ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
wird nun im Folgenden eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Gemäß den 1 und 2 wird
eine Konstruktion einer Kollision-Detektorvorrichtung für
ein Automobil gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. Die Kollision-Detektorvorrichtung der vorliegenden
Erfindung detektiert, ob ein Fahrzeug mit einem Hindernis kollidiert,
speziell einem Hindernis wie einem Fußgänger.
Die Kollision-Detektorvorrichtung enthält ein Stoßfänger-Verstärkungsteil 1,
eine Stoßfängerabdeckung 2, einen Aufschlag-Absorber 3,
ein einen verschlossenen Raum bildendes Teil 4, einen Drucksensor 5,
einen Temperatursensor 6 und eine elektronische Steuereinheit
(ECU) 7.
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Das
Stoßfänger-Verstärkungsteil 1 besteht aus
einem Konstruktionsteil, welches einen Fahrzeugkörper mit
bildet. Dieses erstreckt sich in einer Breitenrichtung des Fahr zeugs
und ist in einem Frontabschnitt des Fahrzeugs angeordnet. Das Stoßfänger-Verstärkungsteil 1 ist
aus einem Metallmaterial hergestellt und besitzt einen Querschnitt
mit Hohlräumen und Streben, wie in 1 gezeigt
ist. Ein Paar von Seitenteilen 8 ist fest mit beiden Enden des
Stoßfänger-Verstärkungsteils 1 verbunden.
Eine Stoßfängerabdeckung 2 erstreckt
sich längs in der Breitenrichtung des Fahrzeugs und ist
an einer vordersten Frontposition des Fahrzeugs angeordnet, um die
Komponenten der Kollision-Detektorvorrichtung abzudecken. Wenn ein
Hindernis gegen das Fahrzeug stößt, stößt
dieses zuerst gegen die Stoßfängerabdeckung 2.
Die Stoßfängerabdeckung 2 bewegt sich
dann zur Heckseite des Fahrzeugs hin, wenn das Fahrzeug mit dem
Hindernis kollidiert.
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Das
den verschlossenen Raum oder eingeschlossenen Raum bildende Teil 4 erstreckt
sich längs in der Breitenrichtung des Fahrzeugs und ist mit
dem Stoß-Absorber 3 abgedeckt und ist zwischen dem
Stoßfänger-Verstärkungsteil 1 und
der Stoßfängerabdeckung 2 positioniert
und mit dem Stoßfänger-Verstärkungsteil 1 verbunden.
Der Stoß-Absorber 3 haltert die Stoßfängerabdeckung 2.
Der Stoß-Absorber 3 ist aus einem Material wie
beispielsweise einem Metallmaterial oder einem Harzmaterial hergestellt.
Die Breite des Stoß-Absorbers 3 in der Fahrzeugbreitenrichtung
ist geringfügig kleiner ausgebildet als die Breite des
Stoßfänger-Verstärkungsteiles 1.
Die Dicke des Stoß-Absorbers 3 in der Front-Heck-Richtung
ist so gewählt, dass sie eng die Stoßfängerabdeckung 2 kontaktiert.
Dessen Dicke an einem Zentrumsabschnitt ist am dicksten und wird dünner
in Richtung zu beiden Seiten hin. Der Stoß-Absorber 3 verformt
sich, wenn eine Kollision auftritt und dieser absorbiert dadurch
einen Kollisionsaufschlag. Wenn das Fahrzeug gegen einen Fußgänger
stößt, wird der Kollisionsaufschlag durch den Stoß-Absorber 3 gemildert.
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Das
den eingeschlossenen oder verschlossenen Raum bildende Teil 4 ist
aus einem leicht verformbaren Harzmaterial in einer länglichen
Form in der Breitenrichtung des Fahrzeugs hergestellt. Dieses besitzt
einen rechteckförmigen Querschnitt und formt einen hermetisch
verschlossenen Raum 4, in welchem Luft enthalten ist. Wenn
eine Kollision auftritt wird der verschlossene Raum 40 verformt
oder zusammengedrückt, da sich dabei die Stoßfängerabdeckung 2 zu
dem den verschlossenen Raum bildenden Teil 4 hin bewegt.
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Der
Drucksensor 5 ist mit einer Seite des den verschlossenen
Raum bildenden Teiles 4 verbunden, wie in 2 gezeigt
ist. Dieser detektiert den Luftdruck in der verschlossenen Kammer 40. Änderungen
in dem Luftdruck, die durch eine Deformation oder Zusammendrücken
des verschlossenen Raumes 40 verursacht werden und zwar
bei einer Kollision, werden dann durch den Drucksensor 5 detektiert. Die
elektrischen Signale, welche den Luftdruck in dem verschlossenen
Raum 40 wiedergeben, werden zu der elektronischen Steuereinheit
(ECU) 7 gesendet. Der Temperatursensor 6 ist unterhalb
von dem Stoß-Absorber 3 positioniert, um die Umgebungstemperatur
zu detektieren, wie in 1 dargestellt ist. Die Umgebungstemperatur,
die mit Hilfe des Temperatursensors 6 detektiert wird,
ist im Wesentlichen gleich der Lufttemperatur in der verschlossenen Kammer 40.
Mit anderen Worten detektiert der Temperatursensor 6 indirekt
die Lufttemperatur in dem verschlossenen Raum 40. Ein Temperatursensor,
der für andere Vorrichtungen vorgesehen ist wie beispielsweise
für eine Klimatisierungsanlage, kann als Temperatursensor 6 verwendet
werden. Die elektrischen Signale, welche die detektierte Temperatur wiedergeben,
werden zu der ECU 7 zugeführt.
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Die
ECU 7 detektiert eine Fahrzeugkollision mit einem Hindernis
basierend auf der Lufttemperatur in dem eingeschlossenen oder abgeschlossenen Raum 40,
die mit Hilfe des Temperatursensors 6 detektiert wird,
und basierend auf dem Luftdruck in dem abgeschlossenen Raum 40,
der mit Hilfe des Drucksensors 5 detektiert wird. Die ECU 7 ist
dafür ausgebildet die Typen von Hindernissen zu detektieren,
die mit dem Fahrzeug kollidieren. Wenn ein Fußgänger mit
dem Fahrzeug zusammenstößt, werden Fußgänger-Schutzvorrichtungen
wie beispielsweise ein Airbag für einen Fußgänger
in Betrieb gesetzt. Eine Vorrichtung zum Aufstellen einer Haube
(Motorhaube) kann betätigt werden, um einen kollidierenden
Fußgänger zu schützen.
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Die
ECU 7 bestimmt, ob der abgeschlossene Raum 40 hermetisch
abgeschlossen gehalten ist oder nicht. Es wird Luft in den hermetisch
eingeschlossenen Raum 40 ein geschlossen, wenn dieser hergestellt
wird. Der abgeschlossene oder eingeschlossene Raum 40 kann
nicht hermetisch verschlossen oder zusammengedrückt werden
oder auch deformiert werden und zwar durch Deformierung des den
eingeschlossenen Raum bildenden Teiles 4 aufgrund einer
Kollision. Wenn durch die ECU 7 bestimmt wird, dass der
abgeschlossene Raum 40 nicht hermetisch abgeschlossen wird,
wird ein Anormalitäts-Warnsignal für einen Fahrer
geliefert. Solch eine Anormalität wird durch eine Luftleckage
aus dem abgeschlossenen Raum 40 verursacht.
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Die
Detektion einer Anormalität wird nun im Folgenden unter
Hinweis auf 3 beschrieben, die einen Luftdruck
in dem abgeschlossenen Raum 40 relativ zu dem Luftdruck
darin darstellt, und wobei 4 die Temperatur
in dem abgeschlossenen Raum 40 in einer bestimmten Periode
nach dem Starten der Maschine darstellt.
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Eine
Betrag der Luft, in dem Raum 40 eingeschlossen ist, ist
konstant, wenn der abgeschlossene Raum 40 konstant hermetisch
abgedichtet gehalten wird. Der Luftdruck in dem abgeschlossenen
Raum 40 ändert sich linear entsprechend der Lufttemperatur
in dem abgeschlossenen Raum, wie dies durch eine strichlierte Linie
"A" in 3 gezeigt ist. Wenn der abgeschlossene Raum 40 nicht
hermetisch abgeschlossen wird und Luft aus dem Raum 40 austritt, wird
der Luftdruck in dem Raum 40 im Wesentlichen gleich dem
atmosphärischen Druck und zwar ungeachtet der Lufttemperatur
in dem Raum 40. Wie in 3 gezeigt
ist, entsprechen ein unterer Schwellenwert Th1 (der geringfigig
niedriger liegt als "A") und ein oberer Schwellenwert Th2 (der geringfigig höher
liegt als "A") des Luftdruckes in dem abgeschlossenen Raum 40 vorhanden
und entspricht verschiedenen Temperaturen in dem abgeschlossenen Raum 40,
wobei diese Schwellenwerte voreingestellt sind.
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In
einem normalen Zustand, bei welchem der abgeschlossene Raum hermetisch
abgedichtet gehalten ist, ändert sich der Luftdruck in
dem abgeschlossenen Raum 40 so, wie dies durch die strichlierte
Linie "A" gezeigt ist und zwar entsprechend den Lufttemperaturänderungen
in dem abgeschlossenen Raum 40. Es seien bestimmte Schwankungen
oder Detektionsfehler in Betracht gezogen, wobei der Luftdruck in
einer Zone zwi schen dem unteren Schwellenwert Th1 und dem oberen
Schwellenwert Th2 gelegen sein soll. Es sei angenommen, dass die
Lufttemperatur Tm war, als die Luft hermetisch in den abgeschlossenen
Raum 40 eingeschlossen wurde, und dass der Luftdruck zu
dem atmosphärischen Druck P1 wird, der in offensichtlicher
Weise niedriger liegt als Th1, wenn eine Luft-Leckage in dem abgeschlossenen
Raum 40 auftritt, wenn die Lufttemperatur höher
steigt als Tm. Es wird daher bestimmt, dass der abgeschlossene Raum 40 nicht
hermetisch verschlossen ist, wenn der Luftdruck niedriger liegt
als der untere Schwellenwert Th1, wenn die Temperatur höher
liegt als Tm.
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Andererseits
wird der Luftdruck in dem abgeschlossenen Raum 40 zu dem
atmosphärischen Druck P2, der offensichtlich höher
liegt als Th2, wenn eine Luft-Leckage in dem abgeschlossenen Raum 40 auftritt
und wenn die Lufttemperatur niedriger ist als Tm. Es wird daher
bestimmt, dass der abgeschlossene Raum 40 nicht hermetisch
verschlossen ist, wenn der Luftdruck höher liegt als der
obere Schwellenwert Th2, wenn die Temperatur niedriger liegt als
Tm.
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Wenn
die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen Raum 40 sich
in der Nachbarschaft der Temperatur Tm befindet (das heißt
in einer Zone von T1 bis T2, was in 3 gezeigt
ist), ist der Betrag der Luftdruckänderung in dem eingeschlossenen
Raum oder abgeschlossenen Raum 40 nicht ausreichend groß,
um eine Leckage in dem abgeschlossenen Raum 40 zu bestimmen
und zwar basierend auf der Druckänderung. Mit anderen Worten
ist der untere Schwellenwert Th1 bei der Temperatur T2 gleich dem atmosphärischen
Druck und der obere Schwellenwert Th2 bei der Temperatur T1 ist
gleich dem atmosphärischen Druck. Um in sicherer Weise
zu bestimmen, ob der verschlossene Raum 40 hermetisch verschlossen
gehalten ist oder nicht, wenn die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen
Raum 40 sich in der Nachbarschaft von Tm befindet (innerhalb
des Bereiches von T1 bis T2), wird die Bestimmung durchgeführt,
wenn die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen Raum 40 in
der folgenden Weise ansteigt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, steigt die Lufttemperatur in dem
abgeschlossenen Raum 40 während des Leerlaufbetriebes
der Maschine an und zwar nachdem ein Zündschalter zu dem
Zeitpunkt t1 eingeschaltet wurde, da die Luft in dem abgeschlossenen Raum 40 durch
die Maschine erwärmt wird. Die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen
Raum 40 fällt ab, nachdem das Fahrzeug gestartet
worden ist, das heißt zum Zeitpunkt t2 zu fahren begonnen
hat, da die Luft in dem abgeschlossenen Raum 40 allmählich durch
die außenseitige Luft abgekühlt wird. Die Lufttemperatur
in dem abgeschlossenen Raum 40 erreicht einen Wert, der
geringfügig höher liegt als die Atmosphärentemperatur
zum Zeitpunkt t3, und danach wird diese im Wesentlichen gleich der
Atmosphärentemperatur. Dies bedeutet, dass die Lufttemperatur
in dem abgeschlossenen Raum 40 wesentlich höher
wird als die Temperatur Tm ohne dass sie während der Leerlaufperiode
(t1 – t2) abfällt oder in einer bestimmten Periode
(t2 – t3) abfällt, nachdem das Fahrzeug angefangen
hat zu fahren.
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Wenn
die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen Raum 40 zu Beginn
in der Nachbarschaft von Tm liegt, wird die Bestimmung, ob der abgeschlossene
Raum 40 hermetisch verschlossen ist oder nicht, dann durchgeführt,
wenn die Lufttemperatur ausreichend hoch ist, das heißt,
während der Leerlaufperiode (t1 – t2) oder der
bestimmten Periode nach der Initiierung des Fahrbetriebes (t2 – t3).
Es kann somit die Bestimmung hinsichtlich einer Anormalität
in dem abgeschlossenen Raum 40 in sicherer Weise durchgeführt
werden.
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Der
Temperatursensor 6 ist dicht bei dem abgeschlossenen Raum 40 bei
der vorangegangenen Ausführungsform positioniert. Daher
ist die Temperatur, die durch den Temperatursensor 6 detektiert
wird, im Wesentlichen gleich der Lufttemperatur in dem eingeschlossenen
oder abgeschlossenen Raum 40. Solange demzufolge die Lufttemperatur,
die durch den Temperatursensor 6 detektiert wird, nicht
in der Nachbarschaft von Tm liegt (das heißt außerhalb
der Zone von T1 – T2, wie in 3 dargestellt
ist), kann die Bestimmung der Anormalität in dem abgeschlossenen
Raum 40 zu jeder Zeit durchgeführt werden und
zwar während der Leerlaufperiode oder während der
Periode, in welcher das Fahrzeug gefahren wird.
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Der
Temperatursensor 6 ist dicht bei dem abgeschlossenen Raum 40 bei
der vorangegangenen Ausführungsform positioniert, um indirekt
die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen Raum 40 zu detektieren.
Jedoch kann der Temperatursensor auch in dem abgeschlossenen Raum 40 positioniert
sein, um die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen Raum 40 direkt
zu detektieren. Es ist auch möglich einen Temperatursensor
entfernt von dem abgeschlossenen Raum 40 zu positionieren.
In diesem Fall repräsentiert die Temperatur, die durch
den Temperatursensor detektiert wird, nicht immer die Lufttemperatur in
dem abgeschlossenen Raum 40. Jedoch wird die Temperatur,
die eine bestimmte Periode nach der Initiierung des Fahrzeugfahrbetriebes
detektiert wird (das heißt nach t3, wie in 4 gezeigt
ist) im Wesentlichen gleich der Atmosphärentemperatur.
Daher repräsentiert die Temperatur, die durch den Temperatursensor
detektiert wird, die Lufttemperatur in dem abgeschlossenen Raum 40.
Es kann demzufolge die Bestimmung einer Anormalität in
Verbindung mit dem abgeschlossenen Raum 40 nach den Zeitpunkt
t3 durchgeführt werden. In diesem Fall (bei dem der Temperatursensor
von dem abgeschlossenen Raum 40 abliegend positioniert
ist), entsteht eine Möglichkeit, dass die Bestimmung nicht
durchgeführt werden kann, wenn die Lufttemperatur sich
in der Nachbarschaft von Tm befindet (das heißt in einem
Bereich von T1 – T2, wie in 3 gezeigt
ist).
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Hinweis auf die vorangegangene bevorzugte
Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, ist
es für Fachleute offensichtlich, dass Änderungen
in der Form und in Einzelheiten vorgenommen werden können,
ohne jedoch dadurch den Rahmen der Erfindung, wie er sich aus den
anhängenden Ansprüchen ergibt, zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-538881
A [0002, 0002]
- - JP 2006-117157 A [0002, 0002]