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Die
vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Detektieren einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger.
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Die
JP-2006-117157A offenbart
eine Objekt-Bestimmungsvorrichtung zum Detektieren einer Kollision
eines Fahrzeugs mit einem Fußgänger. Die Objekt-Bestimmungsvorrichtung
enthält einen Drucksensor, einen Geschwindigkeitssensor
und eine elektronische Steuereinheit (ECU). Der Drucksensor ist an
einem Absorber in einem Stoßfänger eines Fahrzeugs
angeordnet. Der Drucksensor detektiert einen Druck in einer Kammer,
die in dem Absorber vorgesehen ist. Der Geschwindigkeitssensor ist
in dem Fahrzeug angeordnet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
zu erfassen. Der Drucksensor und der Geschwindigkeitssensor sind
mit der ECU gekoppelt. Die ECU bestimmt, ob ein Objekt mit dem Fahrzeug kollidiert
und ob dieses aus einem Fußgänger besteht, basierend
auf den Detektionsergebnissen des Drucksensors und des Geschwindigkeitssensors. Spezifischer
gesagt bestimmt die ECU, ob der Druck in der Kammer einen Schwellenwert überschreitet, der
in Einklang mit der Geschwindigkeit eingestellt wird, wodurch dann
die ECU bestimmt, ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger
ist.
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Wenn
das Objekt mit dem Stoßfänger des Fahrzeugs kollidiert,
wird der Stoßfänger verformt und der Druck in
der Kammer steigt an. In einem Fall, bei dem die Härte
eines Objektes groß ist, kann das Objekt nur schwer verformt
werden. In einem Fall jedoch, bei dem die Härte des Objektes
niedrig ist werden sowohl der Stoßfänger als auch
das Objekt verformt. Somit ändert sich die Verformung des
Stoßfängers in Einklang mit der Härte
des Objektes und zwar selbst in einem Fall, bei dem ähnliche
Arten von Objekten mit dem Stoßfänger kollidieren.
Dadurch ändert sich der Druck in der Kammer in Einklang
mit der Härte des kollidierenden Objektes. Als ein Ergebnis kann
die Art des Objektes nur schwer mit einem hohen Grad an Genauigkeit
bestimmt wer den und zwar lediglich durch Vergleichen des Druckes
in der Kammer mit dem Schwellenwert.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Detektieren einer Kollision eines Fahrzeugs mit
einem Fußgänger zu schaffen, die einen hohen Grad
an Genauigkeit ermöglichen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung enthält eine Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung
einen Stoßfänger-Sensor, einen Geschwindigkeitssensor
und eine Bestimmungseinheit. Der Stoßfänger-Sensor
detektiert einen Druck, der auf einen Stoßfänger
eines Fahrzeugs aufgebracht wird. Der Geschwindigkeitssensor detektiert
die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs. Die Bestimmungseinheit berechnet
eine Masse des Objektes, welches mit dem Stoßfänger
kollidiert, basierend auf dem Druck, der durch den Stoßfänger-Sensor
detektiert wird und basierend auf der Geschwindigkeit, die mit dem
Geschwindigkeitssensor detektiert wird, korrigiert die Masse basierend
auf einer Beziehung zwischen dem Druck und einer Druckänderung,
die berechnet werden und zwar basierend auf dem Druck, und bestimmt,
ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger ist,
basierend auf der korrigierten Masse.
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Die
vorliegende Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung
kann die Wirkung einer Härte reduzieren, indem sie die
Masse korrigiert und zwar basierend auf der Beziehung zwischen dem
Druck und der Druckänderung, welcher sich in Einklang mit
einer Härte des kollidierenden Objektes ändert.
Somit kann die vorliegende Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung
eine Kollision eines Fußgängers mit einem hohen
Genauigkeitsgrad detektieren, ohne dabei durch eine Differenz in
der Härte des kollidierenden Objektes beeinflusst zu werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung enthält eine Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung
einen Stoßfänger-Sensor, einen Geschwindigkeitssensor
und eine Bestimmungseinheit. Der Stoßfänger-Sensor
detektiert einen Druck, der auf einen Stoßfänger
eines Fahrzeugs aufgebracht wird. Der Geschwindigkeitssensor detektiert
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Die Bestimmungseinheit berechnet
eine Masse eines Objektes, die mit dem Stoßfänger
kollidiert, basierend auf dem Druck, der durch den Stoßfänger-Sensor
detektiert wird, und basierend auf der Geschwindigkeit, die durch
den Geschwindigkeitssensor detektiert wird, korrigiert einen Schwellenwert
basierend auf einer Beziehung zwischen dem Druck und einer Druckänderung,
die anhand des Druckes berechnet wird, und bestimmt, ob das kollidierende
Objekt aus einem Fußgänger besteht, basierend
auf einem Vergleich zwischen der Masse und dem korrigierten Schwellenwert.
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Die
vorliegende Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung
kann die Wirkung oder den Einfluss der Härte reduzieren,
indem sie den Schwellenwert basierend auf der Beziehung zwischen
dem Druck und der Druckänderung korrigiert, der sich in
Einklang mit der Härte des kollidierenden Objektes ändert.
Somit kann die vorliegende Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung
eine Kollision eines Fußgängers mit einem hohen
Genauigkeitsgrad detektieren ohne durch eine Differenz in der Härte
des kollidierenden Objektes beeinflusst zu werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Detektieren
einer Kollision mit einem Fußgänger folgendes:
Detektieren eines Druckes, der auf einen Stoßfänger
des Fahrzeugs aufgebracht wird; Detektieren der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs; Berechnen einer Masse eines Objektes, welches mit
dem Stoßfänger kollidiert, basierend auf dem Druck
und der Geschwindigkeit; Korrigieren der Masse basierend auf einer
Beziehung zwischen dem Druck und einer Druckänderung, die basierend
auf dem Druck berechnet wird; Bestimmen, ob das kollidierende Objekt
ein Fußgänger ist, basierend auf der korrigierten
Masse.
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Bei
dem vorliegenden Verfahren wird die Masse basierend auf der Beziehung
zwischen dem Druck und der Druckänderung korrigiert, der
sich in Einklang mit der Härte eines kollidierenden Objektes ändert.
Somit kann das Verfahren bestimmen, ob das kollidierende Objekt
ein Fußgänger ist und zwar mit einem hohen Genauigkeitsgrad ohne
durch eine Differenz in der Härte des kollidierenden Objektes
beeinflusst zu werden.
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Weitere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer
anhand der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm, welches ein Airbagsystem gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ein
schematisches Diagramm, welches eine Anordnung des Airbagsystems
wiedergibt;
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3 eine
Querschnittsansicht, die einen Abschnitt eines Fahrzeugs in der
Nachbarschaft eines Stoßfängers veranschaulicht;
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4 ein
Flussdiagramm, welches einen Operationsprozess des Airbagsystems
gemäß der ersten Ausführungsform wiedergibt;
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5 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Gradienten einer maximalen Druckänderung
zu einem maximalen Druck und einer Härte eines kollidierenden
Objektes veranschaulicht;
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6 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen einem Gradienten einer maximalen
Effektivmasse-Änderung zu einer maximalen Effektivmasse
und der Härte des kollidierenden Objektes wiedergibt;
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7 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Gradienten der maximalen
Druckänderung zu dem maximalen Druck und einer Geschwindigkeit
bei einer Kollision zeigt;
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8 einen
Graphen, der eine Beziehung zwischen dem Gradienten der maximalen
Effektivmasse-Änderung zu der maximalen Effektivmasse und
der Geschwindigkeit bei einer Kollision veranschaulicht;
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9 ein
Flussdiagramm, welches einen Operationsprozess des Airbagsystems
gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung zeigt; und
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10 ein
Flussdiagramm, welches einen Operationsprozess des Airbagsystems
gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung wiedergibt.
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(Erste Ausführungsform)
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In
den 1 und 2 ist eine Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt,
die für ein Airbagsystem 1 verwendet wird, um einen
Fußgänger zu schützen, der mit einem
Stoßfänger 4 kollidiert. Das Airbagsystem 1 enthält
die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 und
die Fußgänger-Schutzvorrichtung 3.
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Die
Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 detektiert
eine Kollision eines Fußgängers mit einem Stoßfänger 4.
Die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 enthält
einen Stoßfänger-Sensor 20, einen Geschwindigkeitssensor 21 und
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 22.
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Der
Stoßfänger-Sensor 20 detektiert einen Druck,
der auf den Stoßfänger 4 aufgebracht
wird. Wie in den 2 und 3 gezeigt
ist, enthält der Stoßfänger 4 eine
Stoßfänger-Abdeckung 40 und einen Stoßfänger-Absorber 41.
Der Stoßfänger-Absorber 41 hat eine angenähert
rechteckförmige Gehäusegestalt. Ein Stoßfänger-Verstärkungsteil 44 ist
an Front-Endabschnitten von Seitenteilen 42 und 43 angeordnet,
die einen Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs bilden. Die Stoßfänger-Abdeckung 40 ist
an einem Abschnitt des Fahrzeugrahmens des Fahrzeuges befestigt,
beispielsweise einer Schutzhaube, um den Stoßfänger-Absorber 41 im
Wesentlichen zu berühren. Der Stoßfänger-Sensor 20 ist
an einer Innenfläche des Stoßfänger-Absorbers 41 auf
einer Seite des Stoßfänger-Verstärkungsteiles 44 angeordnet.
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Der
Geschwindigkeitssensor 21 detektiert eine Geschwindigkeit
des Fahrzeugs. Der Geschwindigkeitssensor 21 ist in der
Nachbarschaft eines Frontreifens angeordnet, um hier ein Beispiel
anzuführen, und ist mit der ECU 22 gekoppelt.
Die ECU 22 enthält einen Mikrocomputer, um eine
Bestimmung durchzuführen, ob ein Objekt mit dem Fahrzeug
kollidiert und aus einem Fußgänger besteht und
zwar basierend auf Ausgangsgrößen des Stoßfänger-Sensors 20 und
des Geschwindigkeitssensors 21. Wenn die ECU 22 bestimmt,
dass das kollidierende Objekt aus einem Fußgänger
besteht, gibt die ECU 22 ein Operationssignal zum Betätigen
der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 aus.
Die ECU 22 ist an einem zentralen Abschnitt des Fahrzeugs
angeordnet, um hier ein Beispiel anzuführen.
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Die
Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 ist so konfiguriert,
dass sie sich an einer Frontseite einer Windschutzscheibe verteilt,
um einen Fußgänger zu schützen, der mit
dem Stoßfänger 4 kollidiert. Die Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 ist
in der Nachbarschaft einer Frontsäule angeordnet und ist
mit der ECU 22 gekoppelt.
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Ein
Operationsprozess des Airbagsystems 1 wird nun unter Hinweis
auf 4 beschrieben. Wenn das Airbagsystem 1 mit
Elektrizität versorgt wird, startet die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 ihren
Betrieb.
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Bei
einem Schritt S100 initialisiert die ECU 22 Variable, die
eine Geschwindigkeit V, einen Druck P(t), eine effektive Masse M(t),
eine Effektivmasse-Änderung C(t), eine maximale effektive
Masse Mmax, eine maximale Effektivmasse-Änderung Cmax,
einen Bezugsgradienten K0, einen Gradienten K1 und einen Korrekturfaktor β enthalten.
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Bei
einem Schritt S101 liest die ECU 22 die Geschwindigkeit
V, die durch den Geschwindigkeitssensor 21 detektiert wurde.
Bei einem Schritt S102 bestimmt die ECU 22, ob die Geschwindigkeit
V in einem Bereich liegt und zwar von einer vorbestimmten minimalen
Geschwindigkeit Vmin zu einer vorbestimmten maximalen Geschwindigkeit
Vmax. Die vorbestimmte minimale Geschwindigkeit Vmin und die vorbestimmte
maximale Geschwindigkeit Vmax definieren einen Bereich, um eine
Bestimmung durchzuführen, ob das Fahrzeug mit einem Fußgänger
kollidiert. Wenn die Geschwindigkeit V bei der Kollision niedrig
ist, ist der Aufschlag, der auf einen Fußgänger
ausgeübt wird, klein. Daher ist die Anforderung nach einem
Betreiben der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 niedrig.
Wenn die Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 zu
einem Zeitpunkt in Betrieb gesetzt wird, bei welchem die Geschwindigkeit bei
der Kollision niedrig ist, wird ein Betrieb des Fahrzeugs in nachteiliger
Weise beeinflusst. Wenn im Gegensatz dazu die Geschwindigkeit V
bei einer Kollision hoch ist, kann der Fußgänger
aufschlagen und abgestoßen werden. Daher kann dann die
Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 nur schwer
den Fußgänger schützen. Somit ist die
minimale Geschwindigkeit zum Betreiben der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 als
die vorbestimmte minimale Geschwindigkeit Vmin eingestellt. Zusätzlich
ist die maximale Geschwindigkeit zum Betreiben der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 als
vorbestimmte maximale Geschwindigkeit Vmax eingestellt.
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Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass die Geschwindigkeit V niedriger
ist als die vorbestimmte minimale Geschwindigkeit Vmin oder höher
ist als die vorbestimmte maximale Geschwindigkeit Vmax, entsprechend
einem NEIN bei dem Schritt S102, kehrt die ECU 22 zu einem
Prozess bei dem Schritt S101 zurück. Wenn die ECU 22 bestimmt,
dass die Geschwindigkeit V in dem Bereich von der vorbestimmten
minimalen Geschwindigkeit Vmin zu der vorbestimmten maximalen Geschwindigkeit
Vmax liegt, entsprechend einem JA bei dem Schritt S102, liest die
ECU 22 den Druck P(t), der durch den Stoßfänger-Sensor 20 detektiert
wird, bei dem Schritt S103.
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Bei
einem Schritt S104 berechnet die ECU 22 die effektive Masse
M(t) mit Hilfe einer Formel (1), basierend auf dem Druck P(t) und
der Geschwindigkeit V. M(t) = P(t)/V2 (1)
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Der
auf den Stoßfänger 4 bei der Kollision ausgeübte
Druck ändert sich in Einklang mit einer Kollisionsenergie.
Der Druck ist nahezu proportional zu der Kollisionsenergie. Für
das Fahrzeug ist die Kollisionsenergie eine kinetische Energie des
kollidierenden Objektes. Die kinetische Energie des Objektes ist
proportional zu einer Masse des kollidierenden Objektes und dem
Quadrat der Geschwindigkeit V. Der auf den Stoßfänger 4 ausgeübte
Druck besteht aus dem Druck P(t), der durch den Stoßfänger-Sensor 20 detektiert
wird, und die Geschwindigkeit bei der Kollision, ist die Geschwindigkeit
V, die durch den Geschwindigkeitssensor 21 detektiert wird.
Somit kann die effektive Masse M(t) basierend auf dem Druck P(t)
und der Geschwindigkeit V berechnet werden.
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Bei
einem Schritt S105 wird die Effektivmasse-Änderung C(t),
das heißt eine zeitliche Rate der Änderung der
effektiven Masse M(t) mit Hilfe der Formel (2) berechnet. C(t) = M(t) – M(t – 1) (2)
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Bei
einem Schritt S106 bestimmt die ECU 22, ob die Effektivmasse-Änderung
C(t) aus der maximalen Effektivmasse-Änderung Cmax besteht. Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass die Effektivmasse-Änderung
C(t) größer ist als oder gleich ist mit der maximalen
Effektivmasse-Änderung Cmax, was einem JA bei dem Schritt
S106 entspricht, erneuert die ECU 22 die maximale Effektivmasse-Änderung Cmax
mit der Effektivmasse-Änderung C(t) bei einem Schritt S107.
Wenn die ECU 22 bestimmt, dass die Effektivmasse-Änderung
C(t) kleiner ist als die maximale Effektivmasse-Änderunng
C(t), was einem NEIN bei dem Schritt S106 entspricht oder wenn die ECU 22 die
maximale Effektivmasse-Änderung Cmax mit der Effektivmasse-Änderung
C(t) bei dem Schritt S107 erneuert, bestimmt die ECU 22,
ob die effektive Masse M(t) größer ist als oder
gleich ist mit der maximalen effektiven Masse Mmax bei dem Schritt
S108.
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Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass die effektive Masse M(t) größer
ist als oder gleich ist mit der maximalen effektiven Masse Mmax,
was einem JA bei dem Schritt S108 entspricht, erneuert die ECU 22 die
maximale effektive Masse Mmax mit der effektiven Masse M(t), was
bei dem Schritt S109 erfolgt. Wenn die ECU 22 bestimmt,
dass die effektive Masse M(t) kleiner ist als die maximale effektive
Masse M(t), was einem NEIN bei dem Schritt S108 entspricht, oder
wenn die ECU 22 die maximale effektive Masse Mmax mit der
effektiven Masse M(t) bei dem Schritt S109 erneuert, bestimmt die
ECU 22, ob die effektive Masse M(t) kleiner ist als oder
gleich ist 80% von der maximalen effektiven Masse Mmax, was bei
dem Schritt S110 erfolgt.
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Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass die effektive Masse M(t) größer
ist als 80% der maximalen effektiven Masse Mmax, was einem NEIN
bei dem Schritt S110 entspricht, kehrt die ECU 22 zu dem
Prozess bei dem Schritt S101 zurück. Wenn die ECU 22 bestimmt,
dass die effektive Masse M(t) kleiner ist als oder gleich ist 80%
der maximalen effektiven Masse Mmax, was einem JA bei dem Schritt
S110 entspricht, berechnet die ECU 22 den Gradienten K1
der maximalen Effektivmasse-Änderung Cmax zu der maximalen
effektiven Masse Mmax anhand der folgenden Formel (3). K1 = Cmax/Mmax (3)
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Eine
Beziehung zwischen dem Druck, der auf den Stoßfänger 4 ausgeübt
wird, und einer zeitlichen Rate der Änderung des Druckes
(das heißt der Druckänderung) hängt von
der Härte des kollidierenden Objektes ab. Spezifischer
gesagt nimmt gemäß der Darstellung in 5 ein
Gradient einer maximalen Druckänderung zu einem maximalen
Druck hin mit der Härte des kollidierenden Objektes zu.
Wie anhand der Formel (1) gezeigt ist, ist die effektive Masse M(t)
angenähert proportional zu dem Druck P(t). Somit ist die
Beziehung zwischen der effektiven Masse M(t) und der Effektivmasse-Änderung
C(t) im Wesentlichen ähnlich der Beziehung zwischen dem Druck
und der Druckänderung. Als ein Ergebnis nimmt gemäß der
Darstellung in 6 der Gradient K1 der maximalen
Effektivmasse-Änderung Cmax zu der maximalen effektiven
Masse Mmax mit der Härte des kollidierenden Objektes zu.
Im vorliegenden Fall ist der Gradient der maximalen Druckänderung
zum maximalen Druck im Wesentlichen gleich dem Gradienten K1 der
maximalen Effektivmasse-Änderung Cmax zu der maximalen
effektiven Masse Mmax.
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Bei
einem Schritt S112 liest die ECU 22 den Bezugsgradienten
K0 der maximalen Effektivmasse-Änderung Cmax zur maximalen
effektiven Masse Mmax von einer vorbestimmten Tabelle T0 basierend auf
der Geschwindigkeit V. Der Bezugsgradient K0 ist ein Gradient der
maximalen Effektivmasse-Änderung Cmax zur maximalen effektiven
Masse Mmax für einen Fall, bei dem ein Bezugsobjekt mit
einer vorbestimmten Härte mit dem Stoßfänger 4 kollidiert.
Die Tabelle T0 enthält Daten des Bezugsgradienten K0 für
jede Geschwindigkeit. Wie in 7 gezeigt
ist nimmt der Gradient der maximalen Druckänderung zu dem
maximalen Druck mit der Geschwindigkeit bei der Kollision zu. Da
die effektive Masse M(t) angenähert proportional zu dem
Druck P(t) ist, nimmt auch der Gradient K1 der maximalen Effektivmasse-Änderung
Cmax zur maximalen effektiven Masse Mmax ebenfalls mit der Geschwindigkeit
der Kollision zu, wie in 8 veranschaulicht ist. Die ECU 22 liest den
Bezugsgradienten K0 von der Tabelle T0 basierend auf der Geschwindigkeit
V. Auf diese Weise wird der Gradient, der basierend auf der Geschwindigkeit V
korrigiert ist und der dem Bezugsobjekt entspricht, welches die
vorbestimmte Härte hat als Bezugsgradient K0 eingestellt.
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Bei
einem Schritt S113 liest die ECU 22 einen Korrekturfaktor β zum
Korrigieren der maximalen effektiven Masse Mmax aus einer vorbestimmten
Tabelle T1, basierend auf dem Bezugsgradienten K0 und dem Gradienten
K1. Die Tabelle T1 enthält den Korrekturfaktor β für
jedes Verhältnis aus Gradient K1 zu dem Bezugsgradienten
K0, das heißt K1/K0. Der Bezugsgradient K0 ist ein Gradient,
welcher dem Bezugsobjekt entspricht, welches die vorbestimmte Härte
besitzt und der basierend auf der Geschwindigkeit V korrigiert ist.
Somit zeigt das Verhältnis aus dem Gradienten K1 zu dem
Bezugsgradienten K0, das heißt K1/K0 die Härte
des kollidierenden Objektes an. Die ECU 22 liest den Korrekturfaktor β entsprechend
dem Verhältnis K1/K0 aus der Tabelle T1 aus. Auf diese
Weise wird der Korrekturfaktor β entsprechend der Härte
des kollidierenden Objektes eingestellt. Wenn beispielsweise das
Verhältnis K1/K0 kleiner ist als Eins, das heißt,
wenn die Härte des kollidierenden Objektes kleiner ist
als die Harte des Bezugs objektes, nimmt die maximale effektive Masse Mmax
ab. Somit wird der Korrekturfaktor zum Erhöhen der maximalen
effektiven Masse Mmax eingestellt.
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Bei
einem Schritt S114 bestimmt die ECU 22, ob das Produkt
aus der maximalen effektiven Masse Mmax und dem Korrekturfaktor β größer
ist als oder gleich ist mit einem Effektivmasse-Schwellenwert Mth.
Der Effektivmasse-Schwellenwert Mth definiert einen Schwellenwert
der effektiven Masse, um zu bestimmen, ob das kollidierende Objekt
ein Fußgänger ist. Der Effektivmasse-Schwellenwert
Mth wird in solcher Weise eingestellt, dass eine effektive Masse
eines Fußgängers von einer effektiven Masse eines Objektes
anders als einem Fußgänger unterschieden werden
kann.
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Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass die korrigierte maximale Effektivmasse βMmax
größer ist als oder gleich ist mit dem Effektivmasse-Schwellenwert Mth,
was einem JA bei einem Schritt S114 entspricht, bestimmt die ECU 22,
dass das kollidierende Objekt aus einem Fußgänger
besteht und sie gibt ein Operationssignal oder Betätigungssignal
zum Betreiben der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 aus.
Wenn die ECU 22 das Betätigungssignal ausgibt,
wird die Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 ausgebreitet,
um den kollidierenden Fußgänger zu schützen.
Wenn die ECU 22 bestimmt, dass die korrigierte maximale
Effektivmasse βMmax kleiner ist als der Effektivmasse-Schwellenwert
Mth, was einem NEIN bei dem Schritt S114 entspricht, bestimmt die
ECU 22, dass das kollidierende Objekt nicht aus einem Fußgänger besteht.
Im vorliegenden Fall gibt die ECU 22 kein Betätigungssignal
zum Betreiben der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 aus.
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Wie
oben beschrieben ist, berechnet die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 die
effektive Masse des kollidierenden Objektes basierend auf dem Druck
P(t), der auf den Stoßfänger 4 ausgeübt
wird, und anhand der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs. Zusätzlich
korrigiert die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 die
maximale effektive Masse Mmax basierend auf der Beziehung zwischen dem
Druck und der Druckänderung. Die Beziehung zwischen dem
Druck und der Druckänderung hängt von der Härte
des kollidierenden Objektes ab. Somit wird die Wirkung der Härte
des kollidierenden Objektes reduziert und zwar durch Korrigieren
der maximalen effektiven Masse Mmax basierend auf der Beziehung
zwischen dem Druck und der Druckänderung. Dadurch kann
die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 detektieren,
ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger ist,
und zwar mit einem hohen Grad an Genauigkeit ohne dabei durch einen
Unterschied in der Härte des kollidierenden Objektes beeinflusst zu
werden.
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Spezifischer
gesagt berechnet die ECU 22 die effektive Masse M(t) basierend
auf dem Druck P(t), wie in der Formel (1) dargelegt ist, und bestimmt die
maximale effektive Masse Mmax und die maximale Effektivmasse-Änderung
Cmax basierend auf der effektiven Masse M(t). Zusätzlich
berechnet die ECU 22 den Gradienten K1 der maximalen Effektivmasse-Änderung
Cmax zu der maximalen effektiven Masse Mmax. Da die effektiv Masse
M(t) angenähert proportional zu dem Druck P(t) ist, entspricht
die Beziehung zwischen der maximalen Effektivmasse-Änderung
Cmax zur maximalen effektiven Masse Mmax der Beziehung zwischen
dem Druck und der Druckänderung. Dann korrigiert die ECU 22 die
maximale effektive Masse Mmax basierend auf den Gradienten K1 auf
den Bezugsgradienten K0, das heißt K1/K0. Der Bezugsgradient
K0 ist der Gradient, der dem Bezugsobjekt entspricht, welches die
vorbestimmte Härte besitzt. Somit zeigt das Verhältnis K1/K0
die Härte des kollidierenden Objektes an. Indem die maximale
effektive Masse Mmax basierend auf dem Verhältnis K1/K0
korrigiert wird, kann die Wirkung der Harte des kollidierenden Objektes
reduziert werden. Als ein Ergebnis kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 bestimmen,
ob das kollidierende Objekt aus einem Fußgänger
besteht, basierend auf dem Druck P(t) und der Geschwindigkeit V,
was mit einem hohen Genauigkeitsgrad erfolgen kann, ohne durch die
Differenz in der Härte des kollidierenden Objektes beeinflusst
zu werden.
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Ferner
kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 den
Bezugsgradienten K0 entsprechend der Geschwindigkeit V aus der Tabelle
T0 lesen. Wie in den 6 und 8 gezeigt
ist, ändert sich der Gradient K1 der maximalen Effektivmasse-Änderung
Cmax zur maximalen effektiven Masse Mmax mit der Geschwindigkeit
bei der Kollision als auch mit der Härte des kollidierenden
Objektes. Spezifischer gesagt nimmt der Gradient K1 zu, wenn die Geschwindigkeit
V bei der Kollision zunimmt. Indem somit der Bezugsgradient K0 verwendet
wird, der basierend auf der Geschwindigkeit V korrigiert wurde, kann
die Wirkung einer Differenz in der Geschwindigkeit V bei der Kollision
reduziert werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Ein
Airbagsystem 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bestimmt, ob das kollidierende Objekt
aus einem Fußgänger besteht, basierend auf der
effektiven Masse und dem Gradienten, das heißt der effektiven
Masse und der Härte des kollidierenden Objektes.
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Ein
Betrieb des Airbagsystems 1 gemäß der zweiten
Ausführungsform wird nun unter Hinweis auf 9 beschrieben.
Ein Prozess von den Schritten S200 bis S213 in 9 ist ähnlich
dem Prozess gemäß den Schritten S100 bis S113
in 4. Somit wird die Beschreibung für den
Prozess von den Schritten S200 bis S213 wegelassen.
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Bei
dem Schritt S214 bestimmt die ECU 22, ob das Produkt aus
der maximalen effektiven Masse Mmax und dem Korrekturfaktor β größer
ist als oder gleich ist mit dem Effektivmasse-Schwellenwert Mth. Der
Effektivmasse-Schwellenwert Mth ist in solcher Weise eingestellt,
dass eine effektive Masse eines Fußgängers, der
von einer effektiven Masse eines anderen Objektes also anders als
einem Fußgänger unterschieden werden kann.
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Wenn
die korrigierte maximale Effektivmasse βMmax größer
ist als oder gleich ist dem Effektivmasse-Schwellenwert Mth, was
einem JA bei dem Schritt S214 entspricht, bestimmt die ECU 22,
ob das Verhältnis K1/K0 in einem Bereich von einem vorbestimmten
ersten Schwellenwert Kth1 bis zu einem vorbestimmten zweiten Schwellenwert
Kth2 liegt, was bei dem Schritt S215 erfolgt.
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Der
erste Schwellenwert Kth1 und der zweite Schwellenwert Kth2 definieren
einen Bereich des Verhältnisses, um zu bestimmen, ob das
kollidierende Objekt ein Fußgänger ist. Wie oben
beschrieben wurde, zeigt das Verhältnis K1/K0 die Härte
des kollidierenden Objektes an. Somit definieren der erste Schwellenwert
Kth1 und der zweite Schwellenwert Kth2 einen Härtebereich,
um zu bestimmen, ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger
ist. Der erste Schwellenwert Kth1 ist der minimale Wert, mit dem die
Härte eines Fußgängers von der Härte
eines Objektes anders als einem Fußgänger diskriminiert
werden kann. Der zweite Schwellenwert Kth1 ist der maximale Wert,
mit dem die Härte des Fußgängers von der
Härte des Objektes, anders als dem Fußgänger, diskriminiert
werden kann.
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Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass das Verhältnis K1/K0
in dem Bereich von dem ersten Schwellenwert Kth1 bis zu dem zweiten
Schwellenwert Kth2 liegt, was einem JA bei dem Schritt S215 entspricht,
bestimmt die ECU 22, dass das kollidierende Objekt aus
einem Fußgänger besteht und sie gibt dann ein
Betätigungssignal zum Betätigen der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 aus.
Wenn die ECU 22 das Betätigungssignal ausgibt,
wird die Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 ausgebreitet,
um den kollidierenden Fußgänger zu schützen.
Wenn die ECU 22 bestimmt, dass die korrigierte maximale
Effektivmasse-βMmax kleiner ist als der Effektivmasse-Schwellenwert
Mth, was einem NEIN bei dem Schritt S214 entspricht, oder wenn die
ECU 22 bestimmt, dass das Verhältnis K1/K0 kleiner
ist als der erste Schwellenwert Kth1 oder größer
ist als der zweite Schwellenwert Kth2, was einem NEIN bei dem Schritt
S215 entspricht, bestimmt die ECU 22, dass das kollidierende
Objekt nicht aus einem Fußgänger besteht. In dem
vorliegenden Fall gibt die ECU 22 das Betätigungssignal
zum Betätigen der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 nicht
aus.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 die
effektive Masse M(t) des kollidierenden Objektes basierend auf dem
Druck P(t) berechnen, der auf den Stoßfänger 4 ausgeübt
wird, und anhand der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs. Zusätzlich
kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 die
maximale effektive Masse Mmax basierend auf dem Verhältnis
zwischen dem Gradienten K1 und dem Bezugsgradienten K0 korrigieren,
das heißt K1/K0. Wie oben beschrieben wurde zeigt das Verhältnis
K1/K0 die Härte des kollidierenden Ob jektes an. Indem man somit
die maximale effektive Masse Mmax basierend auf dem Verhältnis
K1/K0 korrigiert, kann die Wirkung der Härte des kollidierenden
Objektes reduziert werden. Ferner bestimmt die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2,
ob das kollidierende Objekt aus einem Fußgänger
besteht, basierend auf der korrigierten maximalen Effektivmasse βMmax
und dem Verhältnis K1/K0. Somit kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 eine
Bestimmung mit einem hohen Grad an Genauigkeit durchführen
und zwar verglichen mit einem Fall, bei dem die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 die
Bestimmung lediglich basierend auf der korrigierten maximalen Effektivmasse βMmax
vornimmt.
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(Dritte Ausführungsform)
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Bei
dem Operationsprozess, der in 4 gezeigt
ist, bestimmt das Airbagsystem 1 gemäß der ersten
Ausführungsform, ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger
ist und zwar unter Verwendung der korrigierten maximalen Effektivmasse βMmax.
Alternativ kann auch der Effektivmasse-Schwellenwert Mth korrigiert
werden.
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Ein
Operationsprozess eines Airbagsystems 1 gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Hinweis
auf 10 beschrieben. Wenn das Airbagsystem 1 mit
Elektrizität versorgt wird, startet die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 den
Betrieb. Bei einem Schritt S300 initialisiert die ECU 22 Variable,
welche die Geschwindigkeit V, den Druck P(t), die effektive Masse
M(t), die Effektivmasse-Änderung C(t), die maximale effektive
Masse Mmax, die maximale Effektivmasse-Änderung Cmax, den
Bezugsgradienten K0, den Gradienten K1 und den Korrekturfaktor γ enthalten.
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Der
Prozess von den Schritten S301 bis S312 in 10 ist ähnlich
dem Prozess von den Schritten S100 bis S112 in 4.
Es wird daher eine Beschreibung für den Prozess von dem
Schritt S301 bis zu dem Schritt S312 weggelassen. Bei einem Schritt
S313 liest die ECU 22 den Korrekturfaktor γ zum
Korrigieren des Effektivmasse-Schwellenwertes Mth von einer vorbestimmten
Tabelle T2 aus und zwar basierend auf den Bezugsgradienten K0 und dem
Gradienten K1. Die Tabelle T2 enthält den Korrekturfaktor γ für
jedes Verhältnis zwischen dem Gradienten K1 zum Bezugsgradienten
K0, das heißt K1/K0.
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Wie
oben beschrieben wurde, zeigt das Verhältnis K1/K0 die
Härte des kollidierenden Objektes an. Die ECU 22 liest
den Korrekturfaktor γ entsprechend dem Verhältnis
K1/K0 aus der Tabelle T2 aus. Dadurch wird der Korrekturfaktor γ entsprechend
der Härte des kollidierenden Objektes eingestellt. Wenn beispielsweise
das Verhältnis K1/K0 kleiner ist als Eins, das heißt
wenn die Härte des kollidierenden Objektes kleiner ist
als die Härte des Bezugsobjektes, nimm die maximale effektive
Masse Mmax ab. Somit wird der Korrekturfaktor zum Reduzieren des Effektivmasse-Schwellenwertes
Mth eingestellt.
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Bei
einem Schritt S314 bestimmt die ECU 22, ob die maximale
effektive Masse Mmax größer ist als oder gleich
ist mit dem Produkt aus dem Effektivmasse-Schwellenwert Mth und
dem Korrekturfaktor γ. Der Effektivmasse-Schwellenwert
Mth definiert den Schwellenwert der effektiven Masse, um zu bestimmen,
ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger ist.
Der Effektivmasse-Schwellenwert Mth wird in solcher Weise eingestellt,
dass die effektive Masse des Fußgängers von der
effektiven Masse eines Objektes, anders als einem Fußgänger
unterschieden werden kann.
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Wenn
die ECU 22 bestimmt, dass die maximale effektive Masse
Mmax größer ist also oder gleich ist mit dem korrigierten
Effektivmasse-Schwellenwert γMth, was einem JA bei dem
Schritt S314 entspricht, bestimmt die ECU 22, dass das
kollidierende Objekt ein Fußgänger ist und sie
gibt ein Betätigungssignal zum Betreiben der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 aus.
Wenn die ECU 22 das Betätigungssignal ausgibt,
wird die Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 ausgebreitet,
um den kollidierenden Fußgänger zu schützen.
Wenn die ECU 22 bestimmt, dass die maximale effektive Masse
Mmax kleiner ist als der korrigierte Effektivmasse-Schwellenwert γMth,
was einem NEIN bei dem Schritt S314 entspricht, bestimmt die ECU 22,
dass das kollidierende Objekt kein Fuß gänger ist.
Im vorliegenden Fall gibt die ECU 22 kein Betätigungssignal
zum Betätigen der Fußgänger-Schutzvorrichtung 3 aus.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 die
effektive Masse M(t) des kollidierenden Objektes basierend auf dem
Druck P(t), der auf den Stoßfänger 4 ausgeübt
wird, und anhand der Geschwindigkeit V des Fahrzeugs berechnen.
Zusätzlich kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 den
Effektivmasse-Schwellenwert Mth basierend auf der Beziehung zwischen
dem Druck und der Druckänderung korrigieren. Die Beziehung
zwischen dem Druck und der Druckänderung hängt
von der Härte des kollidierenden Objektes ab. Somit wird
der Einfluss der Härte auf das kollidierende Objekt reduziert,
indem der Effektivmasse-Schwellenwert Mth korrigiert wird und zwar
basierend auf der Beziehung zwischen dem Druck und der Druckänderung.
Dadurch kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 detektieren,
ob das kollidierende Objekt aus einem Fußgänger
besteht, was mit einem hohen Grad an Genauigkeit erfolgen kann,
ohne, dass diese Bestimmung durch den Unterschied in der Härte
des kollidierenden Objektes beeinflusst wird.
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Spezifischer
gesagt berechnet die ECU 22 die effektive Masse M(t) basierend
auf dem Druck P(t), wie aus der Formel (1) hervorgeht, und bestimmt die
maximale effektive Masse Mmax und die maximale Effektivmasse-Änderung
Cmax basierend auf der effektiven Masse M(t). Zusätzlich
berechnet die ECU 22 den Gradienten K1 der maximalen Effektivmasse-Änderung
Cmax zur maximalen effektiven Masse Mmax. Da die effektive Masse
M(t) angenähert proportional zu dem Druck P(t) ist, entspricht
die Beziehung zwischen der maximalen Effektivmasse-Änderung
Cmax zu der maximalen effektiven Masse Mmax der Beziehung zwischen
dem Druck und der Druckänderung. Dann korrigiert die ECU 22 den
Effektivmasse-Schwellenwert Mth basierend auf dem Verhältnis
zwischen dem Gradienten K1 und dem Bezugsgradienten K0, das heißt
K1/K0. Der Bezugsgradient K0 ist der Gradient entsprechend dem Bezugsobjekt,
welches die vorbestimmte Härte besitzt. Somit zeigt das
Verhältnis K1/K0 die Härte des kollidierenden
Objektes an. Durch Korrigieren des Effektivmasse-Schwellenwertes
Mth basierend auf dem Verhältnis K1/K0, wird der Einfluss
der Härte des kollidierenden Objektes reduziert. Als ein
Ergebnis kann die Fußgänger-Kollision-Detektorvorrichtung 2 bestimmen,
ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger ist
und zwar basierend auf dem Druck P(t) und der Geschwindigkeit V,
was mit einem hohen Grad an Genauigkeit erfolgen kann und zwar ohne eine
Beeinflussung durch eine Differenz in der Härte des kollidierenden
Objektes.
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Bei
der dritten Ausführungsform bestimmt das Airbagsystem 1,
ob das kollidierende Objekt ein Fußgänger ist,
basierend auf der maximalen effektiven Masse Mmax und dem korrigierten
Effektivmasse-Schwellenwert γMth. Alternativ kann das Airbagsystem 1 auch
eine Bestimmung durchführen und zwar basierend auf dem
Verhältnis K1/K0 in einer Weise ähnlich dem Operationsprozess
gemäß der zweiten Ausführungsform. Im
vorliegenden Fall kann das Airbagsystem 1 eine Wirkung
erzielen ähnlich derjenigen der zweiten Ausführungsform.
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Bei
den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen
liest die ECU 22 den Bezugsgradienten K0, den Korrekturfaktor β und
den Korrekturfaktor γ von den jeweiligen Tabellen T0 bzw.
T1 bzw. T2. Alternativ kann der Bezugsgradient K0, der Korrekturfaktor β und
der Korrekturfaktor γ auch in jedem Fall berechnet werden.
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Derartige Änderungen
und Modifikationen fallen jedoch in den Rahmen der vorliegenden
Erfindung, wie er sich aus den anhängenden Ansprüchen ergibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-117157
A [0002]