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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
einschließlich einer Vielzahl von Ultraschallsensoren.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Steuerung
der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung einschließlich einer
Mehrzahl von Ultraschallsensoren.
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2. Beschreibung der einschlägigen
Technik
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Herkömmlich
wird eine Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung zur Erkennung von Hindernissen in
der Nähe von Fahrzeugen verwendet, wie z. B. in der
US-Patentschrift 2007/0291590A (entsprechend der
japanischen Schrift
JP-A-2007-333609 )
beschrieben ist. Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung umfasst einen
Ultraschallsensor, der beispielsweise an oder in der Stoßstange
eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
erkennt ein Hindernis in der Nähe des Fahrzeugs mit dem
Ultraschallsensor und warnt den Fahrer des Fahrzeugs. Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung misst
eine Zeit, von der bei einer Ultraschallwelle die von dem Ultraschallsensor übertragen
wird, bis zu der Zeit, wenn die Ultraschallwelle durch ein Hindernis
reflektiert wird und misst einen Abstand von dem Ultraschallsensor
zu dem Hindernis basierend auf der gemessenen Zeit und wart dann,
wenn der berechnete Abstand kürzer ist als ein vorbestimmter Abstand.
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Ein
Beispiel für eine Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung umfasst
zwei Ultraschallsensoren, die auf der rechten bzw. linken Seite
eines Fahrzeugs angeordnet sind und erkennt ein Hindernis durch
die zwei Ultraschallsensoren, wie in 10A und 10B dargestellt.
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Die
in 10A dargestellte Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
umfasst einen ersten Ultraschallsensor 2a, der auf der
rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet ist und einen zweiten Ultraschallsensor 2b,
der auf der linken Seite des Fahrzeugs angeordnet ist. Der erste
Ultraschallsensor 2a hat einen Erfassungsbereich Da und
der zweite Ultraschallsensor 2b hat einen Erfassungsbereich
Db. Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung erfasst ein Hindernis in
dem Erfassungsbereich Da und Db. In diesem Falle liefert die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
einen Warnton entsprechend der Entfernung von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu
dem Hindernis. Zum Beispiel liefern Bogenbereiche, die auf jeden
der Ultraschallsensoren 2a und 2b zentriert sind
und als Begrenzungen definiert werden, verschiedene Warntöne,
z. B. einen Dauerwarnton (intermittierenden Ton (IS1)), einen zweiten
intermittierenden Ton (IS2) und einen dritten intermittierenden Ton
(IS3) und werden in der Ordnung vom Abstand von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b verwendet.
Wenn ein Hindernis in dem Bereich Dia oder D1b sich befindet, in
dem der Erfassungsbereich Da des ersten Ultraschallsensors 2a und
der Erfassungsbereich Db des zweiten Ultraschallsensors 2b sich
nicht überlappen, dann kann die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
einen Warnton ausgeben in Entsprechung des Abstands von dem einen
der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu dem Hindernis.
Es gibt jedoch einen Fall, in dem in einem Bereich D2, in dem die
Erfassungsbereiche Da und Db überlappen und die Begrenzungen
durch die Bögen bestimmt werden, die auf dem ersten Ultraschallsensor 2a zentriert
sind und nicht den Begrenzungen entsprechen, die durch die Bögen
bestimmt sind, die auf dem zweiten Ultraschallsensor 2b zentriert
sind. Daher kann dann, wenn ein Hindernis in derselben Position
in dem Bereich D2 sich befindet die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
ein verschiedenes Warnsignal liefern und für die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung wird
es schwierig den Warnton sanft zu wechseln.
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Bei
der in 10B dargestellten Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
wird der erste Ultraschallsensor 2a in einen Übertragungs-
und Empfangsmodus versetzt und der zweite Ultraschallsensor 2b in
einem Empfangsmodus. Dann werden ein Abstand von dem ersten Ultraschallsensor 2a zu
einem Hindernis und ein Abstand von dem Hindernis zu dem zweiten
Ultraschallsensor 2b erfasst. Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
kann den Abstand zu dem Hindernis erfassen unter Berücksichtigung
des ersten Ultraschallsensors 2a und des zweiten Ultraschallsensors 2b als
zwei Zentren von Ellipsen. Daher erfasst die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
eine Position von einem Hindernis in dem Bereich D2 und kompensiert
einen Wechsel des Warntons basierend auf der erfassten Position.
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Obgleich
die oben beschriebene Hindernis-Erkennungsvorrichtung eine Position
von einem Hindernis in dem Bereich D2 zwischen den beiden Ultraschallsensoren 2a und 2b zur
Kompensierung des Wechsels des Warntons spezifiziert, ist das Verhältnis
des Bereichs D2 zu dem vollständigen Erfassungsbereich
klein. Mit anderen Worten ist der größte Bereich
des vollständigen Erfassungsbereichs in den Bereichen D1a
und D1b, in dem ein Hindernis nur durch einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b erfasst
wird. Daher ist es mit der oben beschriebenen Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
schwierig eine Position eines Hindernisses über einen großen
Bereich zu spezifizieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß den
vorgenannten Problemen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine Hindernis-Erkennungsvorrichtung zu schaffen, derart, dass eine
Position von einem Hindernis durch zwei Ultraschallsensoren über
einen großen Bereich erfasst werden kann. Eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur
Steuerung einer Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung derart, dass die
Position von einem Hindernis durch zwei Ultraschallsensoren über
einen großen Bereich erfasst werden kann.
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Eine
Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend einem ersten Vorteil
der vorliegenden Erfindung umfasst einen ersten Ultraschallsensor,
einen zweiten Ultraschallsensor und ein Steuerteil und eine Warnvorrichtung.
Jeder der Ultraschallsensoren umfasst ein Mikrophon. Das Mikrophon
ist so konfiguriert, dass das Mikrophon eine Ultraschallwelle überträgt
und eine reflektierende Welle empfängt und zwar die Ultra schallwelle,
die von einem Hindernis reflektiert wird, wenn sowohl der Übertragungs-,
als auch der Empfangsmodus eingeschaltet ist und das Mikrophon nur
die reflektierte Welle empfängt, wenn der Empfangsmodus
eingeschaltet ist. Jeder der Ultraschallsensoren hat eine Empfangsempfindlichkeit für
die reflektierte Welle. Jeder der Ultraschallsensoren umfasst einen
Empfangsempfindlichkeitssteuerabschnitt, der so konfiguriert ist,
um die Empfangssensitivität zu vergrößern,
wenn der Empfangsmodus eingeschaltet ist, verglichen mit dem Zustand, bei
dem der Übertragungs- und Empfangsmodus eingeschaltet ist.
Der Steuerabschnitt ist so konfiguriert, dass der Steuerabschnitt
den ersten Ultraschallsensor auf den Übertragungs- und
Empfangsmodus schaltet, während der zweite Ultraschallsensor
auf den Empfangsmodus geschaltet wird und setzt dann den ersten
Ultraschallsensor auf den Empfangsmodus, währen er den
zweiten Ultraschallsensor auf den Übertragungs- und Empfangsmodus
setzt. Die Warnvorrichtung ist so konfiguriert, um in Abhängigkeit
mit dem Abstand zwischen mindestens einem der Ultraschallsensoren
und dem Hindernis zu warnen.
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Bei
der oben beschriebenen Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung wird einer
der Ultraschallsensoren auf dem Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt,
während der andere Ultraschallsensor auf den Empfangsmodus
gesetzt wird und die Empfangssensivität von einem der Ultraschallsensoren, der
auf den Empfangsmodus gesetzt ist, wird erhöht im Vergleich
zu der Empfangssensivität beim Übertragungs- und
Empfangsmodus. Daher kann die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung die
Position eines Hindernisses durch die zwei Ultraschallsensoren über
eine großen Bereich erfassen.
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Entsprechend
einem anderen Vorteil der vorliegenden Erfindung, umfasst ein Verfahren
zur Steuerung einer Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung einen ersten
Ultraschallsensor und einen zweiten Ultraschallsensor. Bei diesem
Verfahren wird der erste Ultraschallsensor auf einen Übertragungs-
und Empfangsmodus geschaltet, während der zweite Ultraschallsensor
auf einen Empfangsmodus geschaltet wird, so dass der erste Ultraschallsensor
eine erste Ultraschallwelle und der erste Ultraschallsensor und der
zweite Ultraschallsensor eine erste reflektiert Welle empfangen,
welche die erste Ultraschallwelle ist, die von dem Hindernis reflektiert
wurde. Wenn der erste Ultraschallsensor in dem Übertragungs-
und Empfangsmodus ist, dann ist eine Empfangssensivität
des ersten Ultraschallsensors auf eine erste Empfangssensivität
für den Übertragungs- und Empfangsmodus eingestellt.
Wenn der zweite Ultraschallsensor auf einen Empfangsmodus gesetzt
ist, dann ist eine Empfangssensivität des zweiten Ultraschallsensors
auf eine zweite Empfangssensivität für den Empfangsmodus
eingestellt. Eine Entfernung des ersten Ultraschallsensors zu dem
Hindernis wird berechnet basierend auf einer Zeit, wenn die erste
Ultraschallwelle von dem ersten Ultraschallsensor übertragen
wird bis zu der Zeit, wenn die erste reflektierte Welle von dem
ersten Ultraschallsensor empfangen wird und ein Abstand wird berechnet
von dem zweiten Ultraschallsensor zu dem Hindernis basierend auf
einer Zeit, von der die erste Ultraschallwelle übertragen
wird von dem ersten Ultraschallsensor bis zu der Zeit, wenn die
erste reflektierte Welle von dem zweiten Ultraschallsensor empfangen
wird.
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Als
nächstes wird der erste Ultraschallsensor auf einen Empfangsmodus
geschaltet, während der zweite Ultraschallsensor auf den Übertragungs-
und Empfangsmodus geschaltet wird, so dass der zweite Ultraschallsensor
eine zweite Ultraschallwelle überträgt und der
erste Ultraschallsensor und der zweite Ultraschallsensor eine zweite
reflektierte Welle empfangen, welche die zweite Ultraschallwelle
ist, die von dem Hindernis reflektiert wird. Wenn der erste Ultraschallsensor
auf Empfangsmodus geschaltet ist, dann ist die Empfangsempfindlichkeit
des ersten Ultraschallsensors auf eine erste Empfangssensivität für
den Empfangsmodus gesetzt. Wenn der zweite Ultraschallsensor auf
einen Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt ist, dann
wird die Empfangsempfindlichkeit des zweiten Ultraschallsensors
auf eine zweite Empfangsempfindlichkeit für den Übertragungs-
und Empfangsmodus gesetzt. Ein Abstand von dem ersten Ultraschallsensor
zu dem Hindernis wird berechnet basierend auf einer Zeit, von welcher die
zweite Ultraschallwelle von dem zweiten Ultraschallsensor übertragen
wird bis zum Empfang der zweiten reflektierten Welle durch den ersten
Ultraschallsensor und ein Abstand von dem zweiten Ultraschallsensor
zu dem Hindernis basierend auf einer Zeit von der Übertragung
der zweiten Ultraschallwelle von dem zweiten Ultraschallsensor bis
zu der Zeit, in der die zweite reflektierte Welle von dem zweiten Ultraschallsensor
empfangen wird. Dann wird die Position des Hindernisses basierend
auf den Abständen erfasst. Die erste Empfangsempfindlichkeit
für den Empfangsmodus ist höher als die erste
Empfangsempfindlichkeit für den Übertragungs-
und Empfangsmodus und die zweite Empfangsempfindlichkeit für
den Empfangsmodus ist höher als die zweite Empfangsempfindlichkeit
für den Übertragungs- und Empfangsmodus.
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Bei
dem oben beschriebenen Verfahren zur Steuerung einer Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung wird
einer der Ultraschallsensoren auf den Übertragungs- und
Empfangsmodus gesetzt und der andere der Ultraschallsensoren wird
auf den Empfangsmodus gesetzt und die Empfangsempfindlichkeit des
einen der Ultraschallsensoren wird auf eine Empfangsempfindlichkeit
für den Empfangsmodus gesetzt, welcher höher ist
als die Empfangsempfindlichkeit für den Übertragungs-
und Empfangsmodus. Daher kann eine Position von einem Hindernis
durch die beiden Ultraschallsensoren über einen großen
Bereich erfasst werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zusätzliche
Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können
näher und klarer erklärt werden anhand der folgenden
detaillierten Beschreibung von Beispielen der erfindungsgemäßen
Ausführungsform. Darin zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung einer Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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2 ein
Blockdiagramm mit einem Ultraschall Sensor;
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3A und 3B sind
Darstellungen, in denen Zustände gezeigt werden, wenn Hindernisse durch
die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung erfasst werden;
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4A eine
Darstellung mit einem vollständigen Erfassungsbereich der
Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend der ersten Ausführungsform
und 4B zeigt eine Darstellung mit einem vollständigen
Erfassungsbereich für die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
nach einem Vergleichsbeispiel;
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5 ein
Flussdiagramm für einen Hindernis-Erkennungs-Vorgang, der
durch eine Steuereinheit des Ultraschallsensors ausgeführt
wird;
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6 eine
Darstellung, welche ein Beispiel von Betriebssequenzen der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
zeigt;
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7A bis 7C Darstellungen
von Erfassungsbereichen in Fällen, in denen eine Schalldruck oder
eine Empfangsempfindlichkeit des Ultraschallsensors verschieden
von einem vorbestimmten Wert ist;
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8A eine
Darstellung, welche ein Bild von einer vollständigen Empfindlichkeitskompensation
in einem Fall zeigt, in dem Variationen zwischen Produkten nicht
in Betracht gezogen werden und
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8B eine
Darstellung, welche ein Bild von einer vollständigen Erfassungskompensation
von einer Hindernis-Erfassungs-Vorrichtung zeigt, entsprechend einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
Darstellung, welche den Anfangsbetrieb der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend
der zweiten Ausführungsform zeigt; und
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10A und 10B Darstellungen,
die herkömmliche Hindernis-Erfassungen zeigen, welche von
Hindernis-Erfassungs-Vorrichtungen entsprechend dem herkömmlichen
Stand der Technik durchführen.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Eine
Hindernis-Erfassungs-Vorrichtung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird anhand von 1 beschrieben.
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Die
Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung ist in einem Fahrzeug 1 angeordnet.
Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung umfasst einen erste Ultraschallsensor 2a,
einen zweiten Ultraschallsensor 2b, eine elektronische
Steuereinheit (ICU) 3 und eine Warnvorrichtung 4.
Jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b ist über
ein lokales Netzwerkkabel (LAN-Kabel) 5 mit der elektronischen
Steuereinheit 3 verbunden, um so miteinander kommunizieren
zu können. Die elektronische Steuereinheit 3 und
die Warnvorrichtung 4 sind über ein Kabel so verbunden,
dass die elektronische Steuereinheit ein Warnbefehlssignal zu der
Warnvorrichtung 4 übertragen kann.
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Die
Ultraschallsensoren 2a und 2b sind an Fahrzeugteilen
befestigt, wie z. B. Stoßstangen auf der Vorderseite und
auf einer Rückseite des Fahrzeugs 1. Bei der vorliegenden
Ausführungsform ist der erste Ultraschallsensor 2a auf
der rechten Rückseite des Fahrzeugs 1 und der
zweite Ultraschallsensor 2b auf der linken Rückseite
des Fahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensoren 2a und 2b arbeiten
basierend auf den Steuersignalen von der elektronischen Steuereinheit
mit der Master-Slave-Steuermethode.
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Wie
in 2 dargestellt, umfasst jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b ein
Mikrophon 7, einen Kommunikationsblock 8, eine
Steuerblock 9, einen Treiberschaltkreis 10, einen
Verstärker 11, einen Vergleicher 12,
einen Oszillatorblock 13 und ein Speichermedium 14.
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Das
Mikrophon 7 ist so konfiguriert, dass es eine Übertragungswelle überträgt
und eine Empfangswelle empfängt. Das Mikrophon 7 umfasst
einen Oszillator (nicht gezeigt). Das Mikrophon 7 erzeugt
eine Ultraschallwelle als Übertragungswelle durch Ultraschallschwingen
des Oszillators. Da der Oszillator auch schwingt, wenn der Oszillator
eine Ultraschallwelle als Empfangswelle empfängt, kann das
Mikrophon 7 die Empfangswelle erfassen. Eine Konfiguration
und eine Funktionsweise des Mikro phons 7 ist bekannt. Daher
kann auf eine detaillierte Beschreibung des Mikrophons 7 verzichtet
werden.
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Der
Kommunikationsblock 8 kommuniziert mit der elektronischen
Steuereinheit 3. Der Kommunikationsblock 8 empfängt
ein Kommandosignal von der elektronischen Steuereinheit 3 und überträgt
das Kommandosignal der elektronischen Steuereinheit 3 zu
dem Steuerblock 9. Wenn ferner der Steuerblock 9 ein
Antwortsignal basierend auf dem Kommandosignal von der elektronischen
Steuereinheit 3 überträgt, dann empfängt
der Kommunikationsblock das Antwortsignal und überträgt
dieses Antwortsignal zu der elektronischen Steuereinheit 3.
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Der
Kontrollblock 9 führt verschiedene Prozesse zur
Erfassung eines Hindernisses durch die Ultraschallsensoren 2a und 2b aus.
Basierend auf dem Kommandosignal, das von der elektronischen Steuereinheit 3 über
den Kommunikationsblock 8 übertragen wird, führt
der Steuerblock 9 einen Prozess entsprechend dem Kommandosignal
aus. Zum Beispiel umfasst das Kommandosignal einen Datenrahmen, in
welchem Daten, die den Kommandoinhalt anzeigen, gespeichert sind.
Wenn der Datenrahmen von der elektronischen Steuereinheit 3 übertragen
wird, liest der Steuerblock 9 die in den Datenrahmen gespeicherten
Daten und führt den durch die Daten initiierten Prozess
durch.
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Wenn
eine Hindernis-Erfassungs durchgeführt wird, erzeugt der
Steuerblock 9 eine Treiberimpulsspannung. Der Treiberschaltkreis 10 verstärkt die
Treiberimpulsspannung. Die durch den Treiberschaltkreis 10 verstärkte
Treiberimpulsspannung wird an das Mikrophon 7 angelegt.
Dadurch erzeugt der Oszillator in dem Mikrophon 7 eine
Ultraschallschwingung, und eine Ultraschallwelle wird von dem Mikrophon 7 übertragen.
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Wenn
das Mikrophon 7 die Ultraschallwelle überträgt
und dann das Mikrophon 7 eine Empfangswelle von der durch
das Hindernis reflektierten Ultraschallwelle empfängt,
dann verstärkt der Verstärker 11 die
Empfangswelle mit einer vorbestimmten Verstärkung. Die
Verstärkung des Verstärkers 11 kann durch
den Steuerblock 9 gesteuert werden.
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Der
Vergleicher 12 erfasst, dass die Ultraschallwelle durch
ein Hindernis reflektiert worden ist und vergleicht eine Spannung
der Empfangswelle verstärkt durch den Verstärker 11 mit
einem vorbestimmten Schwellenwert. Der Schwellenwert kann gesteuert
werden durch den Steuerblock 9. Wenn die Spannung der Empfangswelle
durch den Verstärker 11 verstärkt größer
ist als der Schwellenwert, dann wird eine Ausgangsspannung von dem
Vergleicher 12 auf einem hohen Pegel übertragen
und dadurch überträgt der Vergleicher 12 die
reflektierte Welle als empfangen zu dem Steuerblock 9.
Dann misst der Steuerblock 9 eine Erfassungszeit, die einer
Zeit entspricht, von welcher die Übertragungswelle übertragen
worden ist, bis die reflektierte Welle empfangen worden ist und
berechnet einen Abstand zu dem Hindernis basierend auf der Erfassungszeit.
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Da
die Hinderniserkennung durch Vergleich der durch den Verstärker 11 verstärkten
und reflektierten Welle mit dem Schwellenwert des Vergleichers 12 erfolgt,
hängt eine Empfangsempfindlichkeit von der Verstärkung
des Verstärkers 11 und dem Schwellenwert des Vergleichers 12 ab.
Die Empfangsempfindlichkeiten der Ultraschallsensoren 2a und 2b werden
grundsätzlich in der Art eingestellt, dass der erste Ultraschallsensor 2a und
der zweite Ultraschallsensor 2b den gleichen Hindernis-Erkennungs-Bereich
aufweisen. Die Empfangsempfindlichkeit kann durch Steuerung mindestens
der Verstärkung des Vrestärkers 11 und/oder
des Schwellenwerts des Vergleichers 12 gesteuert werden.
Wenn die Verstärkung des Verstärkers 11 erhöht
wird, oder wenn die Schwelle des Vergleichers 12 reduziert wird,
dann kann ein Hindernis erkannt werden, sogar dann, wenn die Intensität
der reflektierten Welle niedrig ist. Daher wird die Empfangsempfindlichkeit
erhöht und ein Erfassungsbereich erweitert.
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Der
Oszillatorblock 13 erzeugt ein Taktsignal, das zum Treiben
eines integrierten, den Steuerblock 9 umfassenden Schaltkreises
verwendet wird. Der Steuerblock 9 kann die in dem Speichermedium 14 gespeicherten
Daten lesen und dann führt der Steuerblock 9 die
Hinderniserkennung basierend auf diesen Daten durch.
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Die
elektronische Steuereinheit 3 führt einen Hindernis-Erkennungs-Prozess
durch, wenn das Fahrzeug 1 in einen Zustand kommt, in welchem
die Hindernis-Erkennung notwendig ist, z. B. wenn das Fahrzeug 1 sich
rückwärts bewegt. Die elektronische Steuereinheit 3 entscheidet,
welcher der Ultraschallsensoren 2a und 2b in einen Übertragungs-
und Empfangsmodus und welcher der beiden Ultraschallsensoren 2a und 2b in
den Empfangsmodus versetzt wird. Dann überträgt
die elektronische Steuereinheit 3 einen Datenrahmen mit
darin gespeicherten Daten, welche den Betriebsmodus von jedem der
Ultraschallsensoren 2a und 2b initiieren. Nachdem
der Abstand von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu
dem Hindernis erfasst ist, überträgt die elektronische
Steuereinheit 3 einen Datenrahmen, der Daten speichert,
die ein Berechnungsergebnis von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b anfordert. Wenn
die elektronische Steuereinheit 3 das Berechnungsergebnis
von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b erhält,
dann liefert die elektronische Steuereinheit 3 ein Steuersignal
an die Warnvorrichtung 4, so dass die Warnvorrichtung 4 einen
Warnton entsprechend des Abstandes zu dem Hindernis liefert.
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Die
Warnvorrichtung 4 erzeugt einen Warnton, wie z. B. eine ”Beep”-Ton.
Die Warnvorrichtung 4 liefert verschiedene Warntöne
basierend auf dem Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit 3. Zum
Beispiel verwendet die Warnvorrichtung 4 einen Dauerton,
einen ersten intermittierenden Ton, einen zweiten intermittierenden
Ton und einen dritten intermittierenden Ton entsprechend der Reihenfolge
von Abständen gemäß der elektronischen
Steuereinheit 3. Der erste intermittierende Ton hat ein
kurzes Intervall, der zweite intermittierende Ton hat ein längeres Intervall
als der erste intermittierende Ton und der dritte intermittierende
Ton hat ein noch längeres Intervall als der zweite intermittierende
Ton.
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Nachfolgend
wird ein Prinzip der Erfassung von Hindernissen durch die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
unter Bezug auf 3 näher beschrieben.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform wird einer der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
den Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt und der andere
der Ultraschall sensoren 2a und 2b wird auf den
Empfangsmodus gesetzt. Dann wird ein Abstand von dem einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu dem
Hindernis und der Abstand von dem Hindernis zu dem anderen der Ultraschallsensoren 2a und 2b gemessen.
Zur gleichen Zeit wird die Empfangsempfindlichkeit des anderen der
Ultraschallensoren 2a und 2b, der in Empfangsmodus
gestellt ist, erhöht, durch Steuerung von mindestens der
Verstärkung des Verstärkers 11 und/oder
durch Veränderung des Schwellenwerts des Vergleichers 12.
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Zum
Beispiel wird der erste Ultraschallsensor 2a auf dem Übertragungs-
und Empfangsmodus gesetzt und der zweite Ultraschallsensor 2b wird
auf den Empfangsmodus gesetzt, wie in 3 dargestellt
und die Empfangsempfindlichkeit des zweiten Ultraschallsensors 2b wird
erhöht gegenüber dem anfänglichen Zustand.
Da die Empfangsempfindlichkeit des ersten Ultraschallsensors 2a nicht
erhöhte wird, wird ein Erfassungsbereich Da des ersten
Ultraschallsensors 2a in einem anfänglichen Zustand
beibehalten. Da die Empfangsempfindlichkeit des zweiten Ultraschallsensors 2b erhöht
wird, wird der Erfassungsbereich Db des zweiten Ultraschallsensors 2b gegenüber
dem Anfangszustand erweitert. Daher wird in dem Erfassungsbereich
Da des ersten Ultraschallsensors 2a ein Bereich D1a, der
nicht mit dem Erfassungsbereich Db überlappt, kleiner und
ein Überlappungsbereich D2 erweitert auf der rechten Seite
des Fahrzeugs 1.
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Wenn
die Empfangsempfindlichkeit des ersten Ultraschallsensors 2a,
welcher auf den Übertragungs- und Empfangsmodus eingestellt
ist, auch erhöht wird, um den Erfassungsbereich Da auszudehnen,
dann erfolgt ein Nachhall, das ist ein Phänomen, bei dem
die Übertragungswelle, die von dem ersten Ultraschallsensor 2a direkt
empfangen wird, ausgedehnt wird. Daher wird eine Nachhallmaske vorgesehen,
so dass nur die reflektierte Welle erfasst wird und dadurch die
Genauigkeit einer kurzen Abstandserfassung reduziert wird. In der
Hindernis-Erfassungs-Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Ausführungsform
wird jedoch die Empfangsempfindlichkeit des ersten Ultraschallsensors 2a nicht
erhöht. Daher ist der Nachhalleffekt begrenzt und eine
Reduzierung der Genauigkeit der kurzen Abstandserfassung kann auch
reduziert werden. Obwohl der Erfassungsbereich Db des zweiten Ultraschallsensors 2b ausgedehnt
wird, da die Ultra schallwelle, die von dem ersten Ultraschallsensor 2a übertragen
worden ist, wird der Erfassungsbereich Db nicht in der Weise erweitert,
dass der Erfassungsbereich Db über die linke Seite des
Fahrzeugs hinaus hängt. Wenn der erste Ultraschallsensor 2a eine
Ultraschallwelle überträgt und eine reflektierte
Welle nicht von dem linken Teil des Bereichs D1b empfangen wird,
in dem der Erfassungsbereich Da und Db nicht überlappen.
Daher wird sogar dann, wenn eine Seitenwand existiert, auf der linken
Seite des Fahrzeugs 1 die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
die Seitenwand nicht als Hindernis erfassen.
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Nunmehr
wird der erste Ultraschallsensor 2a in den Empfangsmodus
versetzt und der zweite Ultraschallsensor 2b wird in den Übertragungs-
und Empfangsmodus versetzt, wie in 3B dargestellt. Die
Empfangsempfindlichkeit des ersten Ultraschallsensors 2a wird
erhöht, und die Empfangsempfindlichkeit des zweiten Ultraschallsensors 2b wird
in den ursprünglichen Zustand zurückgeführt.
Da die Empfangsempfindlichkeit des ersten Ultraschallsensors 2a erhöht
wird, wird der Erfassungsbereich Da des ersten Ultraschallsensors 2a über
den Anfangszustand hinaus erweitert. Da die Empfangsempfindlichkeit
des zweiten Ultraschallsensors 2b nicht erhöht wird,
wird der Erfassungsbereich Db des zweiten Ultraschallsensors 2b auf
den anfänglichen Zustand gesetzt. Daher wird der Erfassungsbereich
Db des zweiten Ultraschallsensors 2b dann, wenn der Bereich
D1b nicht mit dem Erfassungsbereich Da überlappt kleiner
und ein Überlappungsbereich D2 wird auf der linken Seite
des Fahrzeugs 1 erweitert.
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Bei
diesem Fall wird nur die Empfangsempfindlichkeit des ersten Ultraschallsensors 2a erhöht und
die Empfangsempfindlichkeit des zweiten Ultraschallsensors 2b wird
nicht erhöht. Daher kann in einer ähnlichen Weise
wie oben in 3A dargestellt, der Nachhalleffekt
beschränkt werden und ein Ergebnis, dass eine Seitenwand
als ein Hindernis fehlerhaft erfasst, kann beschränkt werden.
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Bei
der Hinderniserkennungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform,
wird einer der Ultraschallsensoren 2a und 2b in
den Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt und der andere
der Ultraschallsensoren 2a und 2b wird in den
Empfangsmodus gesetzt. Die Empfangsempfindlichkeit des anderen der
Ultraschallsensoren 2a und 2b, welche in dem Empfangsmodus
gesetzt sind, wird erhöht. Daher wird der vollständige
Erfassungsbereich im Vergleich mit herkömmlichen Hinderniserkennungsvorrichtungen
verändert. 4A und 4B sind
Darstellungen, die den vollständigen Erfassungsbereich der
Hindernis-Empfangs-Vorrichtung einmal entsprechend der vorliegenden
Erfindung und einmal bei der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung bei
einem Vergleichs-Beispiel zeigen, wenn die Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
den Übertragungs- und Empfangsmodus und alternativ auf
den Empfangsmodus gesetzt sind.
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Bei
der Hindernis-Empfangs-Vorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel
wird die Empfangsempfindlichkeit von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b nicht
geändert zwischen dem Übertragungs- und Empfangsmodus
und dem Empfangsmodus in einer Weise, die dem Stand der Technik
entspricht. Daher ist die Summe der Empfangsbereiche Da des ersten
Ultraschallsensors 2a und des Erfassungsbereichs Db des
zweiten Ultraschallsensors 2b in den vollständigen
Erfassungsbereich dargestellt, wie 4B zeigt.
Die Bereiche Dia und D1b in denen die Erfassungsbereiche Da und
Db nicht überlappen, sind groß, weil die Bereiche,
in denen ein Abstand zu einem Hindernis nur durch einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b gemessen
werden kann, und einer Position zu dem Hindernis nicht spezifiziert
werden kann. Der Überlappungsbereich D2 ist klein in einem Bereich,
in dem ein Abstand bis zu einem Hindernis gemessen werden kann durch
beide Ultraschallsensoren 2a und 2b und die Position
des Hindernisses spezifiziert werden kann.
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Bei
der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird der Erfassungsbereich
von dem einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b vergrößert,
wenn einer der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
den Empfangsmodus eingestellt ist. Daher wird der Überlappungsbereich
D2 von den Erfassungsbereichen Da und Db erweitert zu einer Seite
des anderen der Ultraschallsensoren 2a und 2b,
welcher in den Übertragungs- und Empfangsmodus versetzt
ist und die Bereiche D1a und D1b, in denen die Erfassungsbereiche
Da und Db nicht überlappen, wird klein. Daher wird der
Erfassungsbereich des einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b,
welcher auf den Empfangsmodus gesetzt ist, erweitert und daher sind
ein kurzer Empfangsbereich Dc und ein langer Empfangsbereich Dd,
welcher nicht wie bei der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung gemäß dem
Vergleichsbeispiel erfasst werden kann, ebenfalls in den vollständigen
Erfassungsbereich enthalten. Daher wird der Bereich D2, in welchem
das Hindernis erfasst werden kann, von beiden Ultraschallsensoren 2a und 2b erweitert,
und dabei kann die Hindernis-Erfassungsvorrichtung eine Position
des Hindernisses über einen großen Bereich erfassen.
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Eine
Betriebsmethode der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wird unter
Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
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Wenn
ein Zündschalter (nicht dargestellt) eingeschaltet wird,
dann wird an die Ultraschallsensoren 2a und 2b Elektrizität
angelegt z. B. von einer Batterie und dem Steuerblock 9 wird
jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b veranlasst
einen Hindernis-Efassungs-Prozess gemäß 5 auszuführen.
-
Jeder
der Ultraschallsensoren 2a und 2b ist in einem
Wartezustand bevor sie von der elektronischen Steuereinheit 3 ein
Kommandosignal empfangen. Wenn z. B. die Gangschaltung in eine Rückfahrposition
bewegt wird, während der Zündschalter auf ”EIN” gesetzt
ist, dann überträgt die elektronische Steuereinheit 3 ein
Kommandosignal. Bei der Stufe S100 empfängt jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b das
Kommandosignal von der elektronischen Steuereinheit 3 und
der Prozess läuft ab gemäß Stufe S110.
-
Bei
der Stufe S110 bestimmt der Steuerblock 9, ob das Kommandosignal
von der elektronischen Steuereinheit 3 ein Kommandosignal
für die Erfassung eines Hindernisses ist, basierend auf
den Daten, die in den Datenrahmen des Kommandosignals gespeichert
sind. Wenn der Steuerblock 9 bestimmt, dass das Kommandosignal
von der elektronischen Steuereinheit 3 gleich ist dem Kommandosignal
für die Erfassung eines Hindernisses, welches entspricht
dem Zustand ”JA” bei Stufe S110, dann läuft der
Prozess weiter zu Stufe S120.
-
Bei
Stufe S120 bestimmt der Steuerblock 9, ob das Kommandosignal
anzeigt, dass der Übertragungs- und Empfangsmodus eingestellt
ist basierend auf den Daten, die in dem Datenrahmen des Kommandosignals
gespeichert sind. Beispielsweise speichert der Datenrahmen Daten,
die anzeigen ”der Ultraschallsensor 2a: der Übertragungs-
und Empfangsmodus, der Ultraschallsensor 2b: der Empfangsmodus”.
Auf diese Weise bestimmt der Steuerblock 9 für
jeden der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf welchen
Modus diese gesetzt werden basierend auf den Daten.
-
Wenn
der Steuerblock 9 bestimmt, dass das Kommandosignal anzeigt,
dass der Übertragungs- und Empfangsmodus eingeschaltet
sein soll, welches entspricht ”JA” bei S120, dann
läuft der Prozess weiter zu Stufe S130. Bei der Stufe S130
setzt der Steuerblock 9 die Verstärkung und den
Schwellenwert für den Übertragungs- und Empfangsmodus, das
bedeutet, dass die Verstärkung und der Schwellenwert auf
den Anfangszustand gestellt sind. Bei der Stufe S140 liefert der
Steuerblock 9 eine Treiberimpulsspannung an das Mikrophon 7,
so dass das Mikrophon 7 eine Ultraschallwelle überträgt
und das Mikrophon 7 die von dem Hindernis reflektierte
Ultraschallwelle empfängt. Dann misst der Steuerblock 9 die
Erfassungszeit von dem Zeitpunkt, zu dem das Mikrophon 7 die
Ultraschallwelle überträgt bis zu dem Zeitpunkt,
zu dem das Mikrophon 7 die reflektierte Welle empfängt
und berechnet den Abstand zu dem Hindernis basierend auf der Erfassungszeit.
Auf diese Weise wird der Abstand von einem der Ultraschallsensoren 2a, 2b,
der auf den Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt ist,
zu dem Hindernis gemessen.
-
Wenn
der Steuerblock 9 bestimmt, dass das Kommandosignal anzeigt,
dass der Empfangsmodus eingestellt sein soll, welches entspricht
einem ”NEIN” bei Stufe S120, dann schreitet der
Prozess weiter zu Stufe S150. Bei Stufe S150 setzt der Steuerblock 9 die
Verstärkung und den Schwellenwert auf den Empfangsmodus,
das bedeutet, dass der Kontrollblock 9 die Verstärkung
und den Schwellenwert so setzt, dass die Empfangsempfindlichkeit
vergrößert wird im Vergleich zu der Empfangsempfindlichkeit
im Übertragungs- und Empfangsmodus. Dann geht der Prozess
zu Schritt S160 weiter. Bei Schritt S160 empfängt das Mikrophon 7 die
reflektierte Welle der Ultraschallwelle, welche von demjenigen Mikrophon 7 der
Ultraschallsensoren 2a und 2b übertragen worden
ist, das auf den Übertragungs- und Empfangsmodus geschaltet
ist. Dann misst der Kontrollblock 9 die Erfassungszeit
von der Ultraschallwelle, welche übertragen worden ist
bis zu dem Zeitpunkt, wenn die reflektierte Welle empfangen wird
und berechnet die Entfernung zu dem Hindernis basierend auf der
Erfassungszeit. Auf diese Weise wird die Entfernung von dem einen
der Ultraschallsensoren 2a, 2b, der auf dem Empfangsmodus
gesetzt ist, zu dem Hindernis gemessen.
-
Der
Abstand von dem ersten Ultraschallsensor 2a zu dem Hindernis
und der Abstand von dem zweiten Ultraschallsensor 2b zu
dem Hindernis werden durch den oben beschriebenen Weg gemessen.
-
Wenn
der Steuerblock 9 bestimmt, dass das Kommandosignal für
die elektronische Steuereinheit ein Kommandosignal ist, das ein
Erfassungsergebnis anfordert, welches entspricht ”NEIN” bei
Stufe S110, dann schreitet der Prozess weiter zu Stufe S170.
-
Bei
Stufe S170 bestimmt der Steuerblock 9, ob das Kommandosignal
anzeigt, dass die elektronische Steuereinheit 3 ein eigenes
Erfassungsergebnis erfordert. Mit anderen Worten: der Steuerblock 9 in
dem ersten Ultraschallsensor 2a bestimmt, ob die elektronische
Steuereinheit ein Empfangsergebnis von dem ersten Ultraschallsensor 2a anfordert
und ferner bestimmt der Steuerblock 9 in dem zweiten Ultraschallsensor 2b,
ob die elektronische Steuereinheit 3 das Empfangsergebnis
von dem zweiten Ultraschallsensor 2b anfordert. Wenn der
Steuerblock 9 bestimmt, dass die elektronische Steuereinheit 3 ein eigenes
Erfassungsergebnis anfordert, welches entspricht einem ”JA” bei
Stufe S170, dann schreitet der Prozess zu Stufe S180 weiter voran
und liefert das Erfassungsergebnis an die elektronische Steuereinheit 3.
Wenn der Steuerblock 9 bestimmt, dass die elektronische
Steuereinheit 3 kein eigenes Erfassungsergebnis anfordert,
welches entspricht ”NEIN” bei Stufe S170, dann
antwortet der Steuerblock 9 nicht.
-
Nachdem
bei dem Prozess jede der Stufen S140, S160 und S180 ausgeführt
worden ist, dann schreitet der Prozess zu Stufe S190 weiter und
der Steuerblock 9 kehrt in den Wartezustand zurück
und der Steuerblock 9 wartet dann auf ein Kommandosignal
von der elektronischen Steuereinheit 3.
-
Beispielhafte
Betriebssequenzen einer Hinderniserkennung durch die Hinderniserkennungsvorrichtung
entsprechend der vorliegenden Ausführungsform werden unter
Bezugnahme auf 6 beschrieben.
-
Zuerst
werden bei einer ersten Sequenz von der elektronischen Steuereinheit 3 Kommandosignale
zur Erkennung von Hindernissen ausgegeben. Der Datenrahmen des Kommandosignals
speichert Daten in der Ordnung so, dass der erste Ultraschallsensor 2a auf
einem Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt wird und
der zweite Ultraschallsensor 2b in den Empfangsmodus gesetzt
wird. Das Kommandosignal wird durch den ersten Ultraschallsensor 2a und
den zweiten Ultraschallsensor 2b zur gleichen Zeit empfangen.
Daher arbeiten zum Zeitpunkt T1 der erste Ultraschallsensor 2a und
der zweite Ultraschallsensor 2b synchron. Der erste Ultraschallsensor 2a überträgt
eine Ultraschallwelle und empfängt eine reflektierte Welle
in einem Zustand, in dem die Verstärkung und der Schwellenwert
für den Übertragungs- und Empfangsmodus eingestellt
sind. Der zweite Ultraschallsensor 2b empfängt
eine reflektierte Welle in einem Zustand, in dem die Verstärkung und
der Schwellenwert für den Empfangsmodus, d. h. in dem die
Verstärkung und der Schwellenwert für eine Vergrößerung
der Empfangsempfindlichkeit gesetzt wird.
-
Wenn
die elektronische Steuereinheit 3 ein Kommandosignal liefert,
das ein Empfangsergebnis des ersten Ultraschallsensors 2a anfordert,
dann liefert der erste Ultraschallsensor 2a das Erfassungsergebnis
zum Zeitpunkt T2. Wenn die elektronische Steuereinheit 3 ein
Kommandosignal liefert, um das Erfassungsergebnis des zweiten Ultraschallsensors 2b anzufordern,
dann liefert der zweite Ultraschallsensor das Erfassungsergebnis
zum Zeitpunkt T3. Auf diese Weise kann die elektronische Steuereinheit 3 die
Entfernungen von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu
dem Hindernis erfassen in dem Fall, in dem die Ultraschallwelle
von dem ersten Ultraschallsensor 2a übertragen
wird.
-
Als
nächstes liefert die elektronische Steuereinheit 3 ein
Kommandosignal für die Hinderniserkennung als eine zweite
Sequenz. Der Datenrahmen für das Kommandosignal speichert
die Daten in einer Ordnung, dass der erste Ultraschallsensor 2a in
einen Empfangsmodus und der zweite Ultraschallsensor 2b in
den Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt wird. Das Kommandosignal
wird von dem ersten Ultraschallsensor 2a und dem zweiten
Ultraschallsensor 2b zur gleichen Zeit empfangen. Daher arbeiten
zum Zeitpunkt T4 der erste Ultraschallsensor 2a und der
zweite Ultraschallsensor 2b synchron. Der erste Ultraschallsensor 2a empfängt
eine reflektierte Welle in einem Zustand, in dem die Verstärkung und
der Schwellenwert für den Empfangsmodus eingestellt sind,
d. h. dass die Verstärkung und der Schwellenwert für
eine Vergrößerung der Empfangsempfindlichkeit
eingestellt ist. Der zweite Ultraschallsensor 2b überträgt
eine Ultraschallwelle und empfängt eine reflektierte Welle
in einem Zustand, in dem die Verstärkung und der Schwellenwert
auf Übertragungs- und Empfangsmodus eingestellt sind.
-
Wenn
die elektronische Steuereinheit 3 ein Kommandosignal liefert,
das ein Erkennungsergebnis von dem ersten Ultraschallsensor 2a anfordert, dann
liefert der erste Ultraschallsensor 2a ein Erfassungsergebnis
zur Zeit T5. Wenn die elektronische Steuereinheit ein Kommandosignal
liefert, welches ein Erfassungsergebnis von dem zweiten elektronischen
Sensor 2b anfordert, dann liefert der zweite Ultraschallsensor 2b ein
Erfassungsergebnis zur Zeit T6. Auf diese Weise kann die elektronische
Steuereinheit die Abstände von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu
dem Hindernis für den Fall erfassen, in dem die Ultraschallwelle
von dem zweiten Ultraschallsensor 2a übertragen
wird.
-
Wie
oben beschrieben kann die Hinderniserkennungsvorrichtung den Abstand
von jedem der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu
dem Hindernis für den Fall erfassen, in dem die Ultraschallwelle
von dem ersten Ultraschallsensor 2a übertragen
wird und für den Fall, in dem die Ultraschallwelle übertragen wird
von dem zweiten Ultraschallsensor 2b. Wenn daher ein Hindernis
in einem der Erfassungsbereiche D1a, D1b, Dc und Dd existiert, wird
dies in 4A gezeigt und die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung kann
den Abstand von einem der Ultraschallsensoren 2a und 2b zu
dem Hindernis erfassen. Wenn ein Hindernis in dem Erfassungsbereich
D2 besteht, dann kann die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung die Entfernungen
von beiden der Ultraschallsenso ren 2a und 2b zu
dem Hindernis erfassen. Daher kann die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
die Position des Hindernisses spezifizieren.
-
Wie
oben beschrieben ist bei der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform einer der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
den Übertragungs- und Empfangsmodus geschaltet und der
andere ist auf den Empfangsmodus geschaltet und die Empfangsempfindlichkeit
von dem einen, welcher auf den Empfangsmodus geschaltet ist, wird
erhöht. Auf diese Weise wird der Bereich D2, der ein Hindernis
durch beide benachbarte Ultraschallsensoren 2a und 2b erfasst, erweitert
und die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung kann eine Position eines
Hindernisses über einen größeren Bereich
spezifizieren.
-
Da
zusätzlich der Bereich D2 erweitert ist, kann die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
nicht nur davor warnen, dass ein Hindernis existiert auf der rechten
Seite des Fahrzeugs 1, sondern auch eine spezifische Position
des Hindernisses. Zum Beispiel kann die Art der Warnung in Anpassung
an die Position des Hindernisses gewechselt werden. Die Verstärkung
und der Schwellenwert können ebenfalls so eingestellt werden,
dass die Bereiche D1a, D1b und D2 die gleiche Weite in der Links-Rechts-Richtung haben,
das bedeutet, dass in einer Richtung, in welcher der erste Ultraschallsensor 2a und
der zweite Ultraschallsensor 2b angeordnet sind, dadurch
der Erfassungsbereich gedrittelt werden kann.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Eine
Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung
entsprechend dieser Ausführungsform kompensiert eine Bauvariation
zwischen dem Ultraschallsensor 2a und dem Ultraschallsensor 2b.
Die anderen Teile der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform können gleich sein
zu jenen der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend der ersten
Ausführungsform. Daher werden nur Teile, die von der ersten
Ausführungsform verschieden sind, beschrieben.
-
Im
Allgemeinen variieren Schalldrücke und Empfangsempfindlichkeiten
von Mikrophonen zwischen verschiedenen Ultraschallsensoren. Daher werden
die Ultraschallsensoren vor deren Versendung mit ihren Empfangsempfindlichkeiten
so justiert, dass Variationen der Schalldrücke kompensiert werden
und jeder der Ultraschallsensoren dadurch den gleichen Erfassungsbereich
aufweist. Wenn beispielsweise in einem Fall, bei welchem der Schalldruck
eines Ultraschallsensors größer als ein vorbestimmter
Schalldruck ist, dann wird die Erfassungsempfindlichkeit des Ultraschallsensors
verkleinert. In einem Fall, in dem ein Schalldruck von einem Ultraschallsensor
kleiner als ein vorbestimmter Schalldruckwert ist, wird die Erfassungsempfindlichkeit
des Ultraschallsensors vergrößert. Die oben beschriebene
Anpassung wird als vollständige Empfindlichkeitskompensation
bezeichnet.
-
Ab
sogar in dem Fall, in dem die Ultraschallsensoren mit einer vollständigen
Empfindlichkeitskompensation behandelt wurden, können die
Ultraschallsensoren den gleichen Erfassungsbereich nur haben, wenn
sie eine Ultraschallwelle übertragen und eine reflektierte
Welle empfangen, die von dem gleichen Ultraschallsensor durchgeführt
wird. Wenn eine reflektierte Welle von einem anderen Ultraschallsensor
empfangen wird, dann kann der Erfassungsbereich kleiner oder größer
als ein vorbestimmter Erfassungsbereich sein.
-
Beispiele
der Erfassungsbereiche in Fällen, in denen die Schalldrücke
und die Empfangsempfindlichkeiten des ersten Ultraschallsensors 2a und des
zweiten Ultraschallsensors 2b verschieden sind von vorbestimmten
Werten, werden in den 7A bis 7C gezeigt.
-
Wenn
eine Ultraschallwelle von dem ersten Ultraschallsensor 2a in
dem Fall übertragen wird, in dem der Schalldruck des ersten
Ultraschallsensors 2a größer ist als
ein vorbestimmter Schalldruck oder in einem Fall, in dem die Empfangsempfindlichkeit des
Ultraschallsensors 2b höher ist als eine vorbestimmte
Empfangsempfindlichkeit, dann wird der Erfassungsbereich Da des
ersten Ultraschallsensors 2a gleich wie ein vorbestimmter
Bereich, der auf eine vollständige Empfindlichkeitskompensation
einge stellt ist, wie in 7A gezeigt.
Die Erfassungsempfindlichkeit Db des zweiten Ultraschallsensors 2b wird
jedoch größer als ein vorbestimmter Bereich Dx wie
in gestrichelten Linien gezeigt.
-
Im
Gegensatz hierzu, wenn eine Ultraschallwelle übertragen
wird von dem zweiten Ultraschallsensor 2b in einem Fall,
in dem der Schalldruck des ersten Ultraschallsensors 2a kleiner
ist als der vorbestimmte Schalldruck oder in einem Fall, in dem
die Empfangsempfindlichkeit des Ultraschallsensor 2b niedriger
ist als eine vorbestimmte Empfangsempfindlichkeit, dann wird der
Erfassungsbereich Db des Ultraschallsensors 2b gleich einem
vorbestimmten Bereich wie in 7B dargestellt.
Wenn jedoch der Erfassungsbereich Da des ersten Ultraschallsensors 2a kleiner
wird als ein vorbestimmter Bereich Dx, dann ist dies in der gestrichelten
Linie dargestellt.
-
Daher
ergibt sich für den vollständigen Erfassungsbereich
der in den Fällen gemäß 7A und 7B erhalten
wird, dass der Bereich D2, in dem ein Hindernis erfasst werden kann
durch zwei Ultraschallsensoren 2a und 2b der kurze
Abstandsbereich Dc und der lange Abstandsbereich Dd deformiert werden
beim ersten Ultraschallsensor 2a, d. h. auf der rechten
Seite des Fahrzeugs.
-
Zur
Begrenzung der Deformation des Erfassungsbereichs vergrößert
die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die Empfangsempfindlichkeit
des einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b der
auf dem Empfangsmodus gesetzt ist unter Berücksichtigung
einer Variation des Schalldrucks des anderen der Ultraschallsensoren 2a und 2b der
auf den Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt ist und
eine Variation der Empfangsempfindlichkeit von dem anderen der Ultraschallsensoren 2a und 2b,
der auf den Empfangsmodus gesetzt ist.
-
Zum
Beispiel ist in einem Fall, in dem einer der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
dem Empfangsmodus gesetzt ist und eine Empfangsempfindlichkeit niedriger
als eine vorbestimmte Empfangsempfindlichkeit ist, oder in einem
Fall, in dem der andere der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
den Übertragungs- und Empfangsmodus gesetzt ist und einen
Schalldruck hat größer als ein vorbestimmter Schalldruck,
dann erniedrigt die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung einen ansteigenden
Wert der Empfangsempfindlichkeit. Im Gegensatz dazu ist in einem
Fall, bei dem einer der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
den Empfangsmodus gesetzt ist und eine Empfangsempfindlichkeit höher
als eine vorbestimmte Empfangsempfindlichkeit hat oder in einem
Fall, in dem andere der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf einen Übertragungs-
und Empfangsmodus gesetzt ist und einen Schalldruck kleiner als
ein vorbestimmter Schalldruck ist, dann vergrößert
die Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung einen ansteigenden Wert der Empfangsempfindlichkeit.
-
So
wird z. B. die Verstärkung des Verstärkers 11 von
einem der Ultraschallsensoren 2a und 2b, der auf
den Empfangsmodus gesetzt wird, durch eine Formel (1) ausgedrückt. Eine Verstärkung für den Empfangsmodus
= einer Verstärkung für den Empfangs- und Übertragungsmodus
+ einer Verstärkung entsprechend einem vorbestimmten ansteigenden
Wert der Empfangsempfindlichkeit + ein Kompensationswert (1) Der Kompensationswert = ein Schalldruck der eigenen Übertragungswelle – einem
Schalldruck der Übertragungswelle des benachbarten Ultraschallsensors (2)
-
Die
Verstärkung für den Empfangsmodus ist gleich der
Verstärkung des Verstärkers 11, wenn
der Empfangsmodus eingeschaltet ist und wird während des
Prozesses bei Stufe S150 in 5 gesetzt.
Die Verstärkung für den Übertragungs-
und Empfangs-Modus ist die Verstärkung des Verstärkers 11 wenn
der Übertragungs- und Empfangs-Modus eingestellt ist und
während des Prozesses bei Stufe S130 gemäß 5 gesetzt
wird. Der vorbestimmte erhöhte Wert der Empfangsempfindlichkeit
ist der erhöhte Wert der Empfangsempfindlichkeit in einem Fall,
in welchem angenommen wird, dass jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b den
vorbestimmten Schalldruck und die vorbestimmte Empfangsempfindlichkeit
aufweisen. Der Kompensationsbetrag wird durch eine Variation der
Schalldrücke des einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b bestimmt,
der auf den Übertragungs- und Empfangsmodus eingestellt ist
und durch eine Variation der Empfangsempfindlichkeit des anderen
der Schallsensoren 2a und 2b, der auf den Empfangsmodus
gesetzt ist.
-
Die
Bedeutung der oben beschriebenen Formeln wird beschrieben mit Bezug
auf die 8A und 8B.
-
Wenn
jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf den Übertragungs-
und Empfangsmodus geschaltet ist, dann kann die vollständige
Empfindlichkeitskompensation ausgedrückt werden als die
Summe des Schalldrucks (SP) der Übertragungswelle, einer
Empfindlichkeit (NS) des Mikrophons 7 und einer Empfangsverstärkung
(GAIN) zur Bestimmung der Empfangsempfindlichkeit der reflektierten
Welle. Wenn angenommen wird, dass die Empfindlichkeit des Mikrophons 7 die
gleiche ist, wenn der Schalldruck der Übertragungswelle
größer als ein vorbestimmter Schalldruck ist,
dann wird die Empfangsverstärkung auf klein gesetzt, wie
in einem ersten Fall in 8A gezeigt.
Wenn der Schalldruck der Übertragungswelle kleiner ist
als ein vorbestimmter Schalldruck, dann wird die Empfangsverstärkung
vergrößert, wie in einem zweiten Fall gemäß 8A gezeigt.
Auf diese Weise wird der gesamte Schalldruck der Übertragungswelle,
die Empfindlichkeit des Mikrophons und die Empfangsverstärkung
auf den gleichen Wert zwischen dem ersten und zweiten Fall gesetzt.
-
Wenn
jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf einen
Empfangsmodus gesetzt ist, dann wird die Empfangsverstärkung
(GAIN) durch eine vorbestimmte Vergrößerungsverstärkung
(UP) vergrößert entsprechend dem vorbestimmten
Vergrößerungswert der Empfangsempfindlichkeit.
Wenn daher jede der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
Empfangsmodus gesetzt ist, wird die Summe C1 der Empfindlichkeit
(MS) des Mikrophons 7, der Empfangsverstärkung
(GAIN) und die vorbestimmte Vergrößerungsverstärkung
(UP) im ersten Fall nicht gleich einer Summe C2 von der Empfindlichkeit
(MS) des Mikrophons 7, der Empfangsverstärkung
(GAIN) und der vorbestimmten Vergrößerungsverstärkung
(UP) im zweiten Fall. Dies bedeutet, dass die Summe C1 ≠ der
Summe C2.
-
Die
vollständige Empfindlichkeitskompensation entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform wird erreicht, wenn jeder
der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf den Übertragungs-
und Empfangsmodus gesetzt ist und kann ausgedrückt werden
als die Summe der Schalldrücke (SP) der Übertragungswelle,
der Empfindlichkeit (MS) des Mirkophons 7 und der Empfangsverstärkung
(GAIN) in einer ähnlichen Weise wie bei dem oben beschriebenen
Beispiel. Die vollständige Empfindlichkeitskompensation entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch von jedem
der Ultraschallsensoren, der auf den Empfangsmodus gesetzt ist,
ausgedrückt werden als die Summe aus Empfindlichkeit (MS)
des Mikrophons 7, der Empfangsverstärkung (GAIN),
der vorbestimmten vergrößerten Verstärkung
(UP) und einem Kompensationswert (CV). Daher ist in 8B dargestellt
die Summe C1 der Empfindlichkeit des Mikrophons 7, der
Empfangsverstärkung, der vorbestimmten vergrößerten
Verstärkung und den Kompensationswert im ersten Falle,
in dem dieser gleich ist der Summe C2 der Empfindlichkeit des Mikrophons,
der Empfangsverstärkung, der vorbestimmten vergrößerten
Verstärkung und dem Empfangswert im zweiten Fall. Daher
kann dann, wenn der Schalldruck des einen Ultraschallsensors 2a bzw. 2b größer
oder kleiner als der vorbestimmte Druck ist, dann kann die Deformierung
des Überlappungsbereichs D2, der Kurzabstandsbereich Dc
und der Langabstandsbereich Dd durch eine Kompensation der Verstärkung
für den Empfangsmodus des anderen der Ultraschallsensoren 2a und 2b beschränkt
werden.
-
Eine
exemplarische Anfangsfunktion einer Hinderniserkennungsvorrichtung
nach der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend
anhand der 9 beschrieben.
-
Zuerst
liefert die elektronische Steuereinheit 3 ein Kommandosignal
zur Anforderung der Information über den Schalldruck (SP
INFO) zu dem ersten Ultraschallsensor (US) 2a und der erste
Ultraschallsensor 2a liefert ein Antwortsignal einschließlich
der Information über den Schalldruck. Dann liefert die elektronische
Steuereinheit 3 ein Kommandosignal zur Anforderung einer
Information über den Schalldruck (SP INFO) zu dem zweiten
Ultraschallsensor (US) 2b, und der zweite Ultraschallsensor 2b liefert ein
Antwortsignal einschließlich der Information über den
Schalldruck. Bei einem Punkt IX berechnet die elektronische Steuereinheit 3 den
Kompensationswert jedes der Ultraschallsensoren 2a und 2b auf
der Basis der Formel (1). Dann liefert die elektronische Steuereinheit 3 verschiedene
Parameter einschließlich den Kompensationswert, die Verstärkung
für den Übertragungs- und Empfangsmodus und die
Verstärkung für den Empfangsmodus zu dem ersten
Ultraschallsensor 2a und den zweiten Ultraschallsensor 2b in
dieser Reihenfolge. Jeder der Ultraschallsensoren 2a und 2b speichert
die verschiedenen Parameter einschließlich den Kompensationswert
in dem Speichermedium 14. Wenn der Steuerblock 9 einen Hindernis-Erkennungs-Prozess
ausführt, dann liest der Steuerblock 9 die in
den Speichermedien 14 gespeicherten Parameter und passt
die Empfangsempfindlichkeit an. Der Hindernis-Erkennungs-Prozess entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform kann ähnlich
dem Hindernis-Erkennungs-Prozess gemäß 6 sein.
-
Wie
oben beschrieben wird bei der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform dann, wenn die Empfangsempfindlichkeit
für den Empfangsmodus vergrößert wird,
der Kompensationswert basierend auf dem Schalldruck jedes der Ultraschallsensoren 2a und 2b zusätzlich
verwendet zu dem vorbestimmten vergrößerten Verstärkungswert.
Daher können Abweichungen zwischen den Ultraschallsensoren 2a und 2b kompensiert
werden. Sogar dann, wenn der Schalldruck des einen der Ultraschallsensoren 2a und 2b größer
oder kleiner ist als der vorbestimmte Schalldruck, können
die Deformation des Überlappungsbereiches D2, der Kurzabstandsbereich
Dc und der Langabstandsbereich Dd beschränkt werden durch Kompensation
der Verstärkung beim Empfangsmodus des anderen der Ultraschallsensoren 2a und 2b.
-
(Andere Ausführungsformen)
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den beispielhaften
Ausführungsformen voll beschrieben worden ist, wird in
Bezug darauf zu den begleitenden Zeichnungen angemerkt, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen offensichtlich sein können für
den Fachmann.
-
Zum
Beispiel kann in der zweiten Ausführungsform die Verstärkung
des Verstärkers 11 kompensiert werden durch Kompensation
der Abweichungen zwischen dem Ultraschallsensoren 2a und 2b.
Die Abweichungen zwischen dem Ultraschallsensoren 2a und 2b können
auch kompensiert werden durch Kompensation des Schwellenwerts des
Komparators 12. In diesem Fall wird der Kompensationswert
berechnet durch Konvertierung der Differenz zwischen dem Schalldruck
des ersten Ultraschallsensors 2a und dem Schalldruck des
zweiten Ultraschallsensors 2b in einem Schwellenwert. Dann, wenn
der Schwellenwert des einen Ultraschallsensors 2a und 2b,
der gerade auf den Empfangsmodus gesetzt wird, verringert wird zur
Vergrößerung der Empfangsempfindlichkeit, dann
wird der Verringerungsbetrag des Schwellenwerts unter Berücksichtigung
des Kompensationswerts festgesetzt. Mit anderen Worten wird die
Empfangsempfindlichkeit bei dem Empfangsmodus vergrößert
durch Abziehen eines vorbestimmten Schwellenwerts und des Kompensationswerts,
der konvertiert wird in den Schwellenwert für den Schwellenwert
des Übertragungs- und Empfangsmodus.
-
Alternativ
dazu kann die Empfindlichkeit des Mikrophons 7 in dem ersten
Ultraschallsensor 2a und die Empfindlichkeit des Mikrophons 7 in
dem zweiten Ultraschallsensor 2b annahmeweise als im Wesentlichen
gleich gewertet werden und ein Kompensationswert kann berechnet
werden von der Differenz zwischen den Verstärkungen für
den Übertragungs- und Empfangsmodus des Ultraschallsensors 2a und 2b und
die Verstärkung für den Empfangsmodus kann kompensiert
werden durch den Kompensationswert. Auch in diesem Fall können ähnliche
Wirkungen erhalten werden, wie sie bei der zweiten Ausführungsform
erhalten werden.
-
Jeder
der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung gemäß der
oben beschriebenen Ausführungsformen umfasst zwei Ultraschallsensoren 2a und 2b als
Beispiele. Eine Hindernis-Erkennungsvorrichtung kann auch mehr als
zwei Ultraschallsensoren umfassen. In so einem Fall kann die oben
benannte Ausführungsform an die benachbarten zwei Sensoren
angepasst werden.
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In
jedem Fall der Hindernis-Erkennungs-Vorrichtung gemäß der
oben beschriebenen Ausführungsformen kann der Ultraschallsensor 2a und
der Ultraschallsensor 2b derart verkettet werden, dass der
erste Ultraschallsensor 2a mit der elektronischen Steuereinheit 3 durch
den zweiten Ultraschallsensor 2b gekoppelt ist. Alternativ
kann jeder der ersten Ultraschallsensoren 2a und der zweiten
Ultraschallsensoren 2b direkt mit der elektronischen Steuereinheit 3 über
eine Sternkonfiguration gekuppelt sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2007/0291590
A [0002]
- - JP 2007-333609 A [0002]