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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um die Signalausgabe eines geräuscharmen Fahrzeugs mittels einer akustischen Signalausgabevorrichtung umgebungsangepasst zu regeln, so wie ein Signalisierungssystem, mit dem das Regelungsverfahren ausgeführt werden kann.
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Aufgrund der steigenden Tendenz, leise Elektro-, Teil- und Vollhybridfahrzeuge als Verkehrsmittel einzusetzen, aber auch bei modernen leisen Verbrennungsmotoren, steigt die Gefahr für andere Verkehrsteilnehmer in Unfälle mit den sich fast lautlos bewegenden Fahrzeugen verwickelt zu werden. Um dies zu verhindern, wurden bereits Signalisierungssysteme für die leisen Fahrzeuge vorgeschlagen, die Passanten und andere Verkehrsteilnehmer beispielsweise durch simulierte Motorgeräusche warnen.
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Weil leise Fahrzeuge aber den Vorteil bieten, die Geräuschemissionen des Straßenverkehrs zu minimieren, um durch Lärm entstehende negative Auswirkungen auf die Gesundheit zu verringern und die Lebensqualität in verkehrsbelasteten Bereichen zu steigern, kann das durch die geringe Lautstärke der Fahrzeuge entstehende Gefahrenpotenzial nicht einfach durch künstliche „warnende” Geräuscherzeugung, dieser Fahrzeuge gelöst werden.
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Bei bisherigen Systemen liegt die Zielsetzung neben der Warnung vor allem auf der akustischen Qualität des Motorsounds oder der Angleichung des akustischen Eindrucks bei elektrischem und konventionellem Betrieb.
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Dazu ist aus der
DE 10 2009 058 903 A1 ein akustisches Signalsystem für ein Fahrzeug bekannt, das aus einem Signalgeber, der das akustische Signal erzeugt, und einer Umfelderfassung besteht, die mindestens eine Messgröße erfasst. Diese Messgröße kann die aktuelle Fahrzeugposition, die Umfelderkennung, etwa durch eine Kamera, ein Insassenwunsch, oder die Tageszeit, Sicht- oder Lichtverhältnisse sein. Das durch den Signalgeber ausgegebene Signal wird in Abhängigkeit der Umfelderfassung bezüglich Lautstarke, Tonfolge und/oder Frequenz verändert. Wird das akustische Signal als Ersatzgeräusch beispielsweise für quasi geräuschlose Elektrofahrzeuge verwendet, so kann das Signal geschwindigkeitsabhängig verändert werden.
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Die
DE 10 2004 044 517 A1 offenbart eine Einrichtung zur vorausschauenden Kollisionserkennung und -vermeidung, die ein Steuergerät, ein Sensorsystem und ein Signalgebersystem umfasst. Das Sensorsystem erfasst Hindernisse in der Umgebung, zum Beispiel über einen Abstandsmesser per Ultraschall, Infrarot, Radar oder Kamera, und das Steuergerät ist derart ausgebildet, dass es die momentane Bewegungsrichtung berücksichtigt, um eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs in Bezug auf ein Hindernis zu vergleichen. Das Signalgebersystem, das etwa eine Lautsprecheranordnung sein kann, gibt dann ein akustisches Warnsignal gezielt in Richtung des Hindernisses aus. Befindet sich das Hindernis beispielsweise vorne rechts, so wird das akustische Signal durch einen vorne rechts am Fahrzeug angeordneten Lautsprecher ausgegeben.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine umgebungsadaptive Regelung der Signalisierung von leisen Fahrzeugen bereitzustellen, die den Widerspruch der Anforderungen nach geringer Geräuschemission und sicherer Warnung von anderen Verkehrsteilnehmern durch situationsabhängige Steuerung oder Regelung des Signalisierungssystems löst.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines Signalisierungssystems, mit dem die umgebungsadaptive Regelung der Signalausgabe durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Signalisierungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
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Weiterbildungen des Verfahrens und des Signalisierungssystems sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
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Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur umgebungsadaptiven Regelung einer Signalausgabe durch eine akustische Signalausgabevorrichtung eines geräuscharmen Fahrzeugs umfasst daher das Berücksichtigen von einem oder mehreren Eingangs-Regelungsparametern, bei denen es sich um Informationen handelt, die dem Fahrzeug von außen zugeführt werden oder durch das Fahrzeug selbst erfasst werden. In einem Steuergerät, das mit der Signalausgabevorrichtung gekoppelt ist, sind Ansteuerungsdaten für die akustische Signalausgabevorrichtung abgelegt, um eine Vielzahl unterschiedlicher Signale ausgeben zu können, die in Form unterschiedlicher Signalisierungsmodi klassifiziert abgelegt sein können. Das ausgegebene Signal wird dann in Abhängigkeit zumindest eines Eingangs-Regelungsparameters hinsichtlich wenigstens eines Signalparameters wie Lautstärke, Frequenzverteilung und/oder Richtwirkung geregelt. Mit dieser Signalisierungsregelung, die an erfasste Umgebungsbedingungen, die um das leise Fahrzeuge herum existieren, angepasst wird, wird der Widerspruch zwischen der Anforderung nach geringer Geräuschemission und der sicheren Warnung anderer Verkehrsteilnehmer gelöst. Das Signalisierungssystem, das das akustische Signal erzeugt, wird situationsabhängig gesteuert beziehungsweise geregelt.
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Bei der von dem Fahrzeug selbst erfassten Information kann es sich um eine Fahrzeuggeschwindigkeit handeln, die dem Steuergerät als Eingangs-Regelungsparameter zugeführt wird. In dem Steuergerät sind dabei Geschwindigkeitsbereiche definiert, denen die unterschiedlichen Signalisierungsmodi zugeordnet sind. Das Steuergerät wird damit die Signalausgabevorrichtung zur Ausgabe eines akustischen Signals des entsprechenden Signalisierungsmodus ansteuern, dessen zugeordneter Geschwindigkeitsbereich die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst. Das Steuergerät weist dabei vorteilhaft ein hysteresebehaftetes Schaltverhalten auf, um den Signalisierungsmodus basierend auf dem an Hand der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelten Geschwindigkeitsbereich umzuschalten. Somit wird in einem Übergangsbereich zwischen zwei Geschwindigkeitsbereichen ein ständiges Umschalten des Signalisierungsmodus verhindert.
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Bei der von außen dem Fahrzeug zugeführten Information handelt es sich um eine Signalisierungsanforderung, die das Steuergerät durch eine außerhalb des Fahrzeugs liegende Vorrichtung empfängt und die Signalisierungsanforderung ist eine Steuerungsanforderung an das Steuergerät, um die Signalausgabe durch die Signalausgabevorrichtung zu aktivieren, zu deaktivieren – also überhaupt an- oder abzuschalten – oder sie gemäß irgend einem in dem Steuerungsgerät abgelegten bestimmten Signalisierungsmodus zu aktivieren.
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Während durch die von dem Fahrzeug selbst erfassten Informationen die Signalisierung entsprechend der Umgebungsbedingungen in unterschiedlichen Modi aktiviert und deaktiviert wird, ermöglichen die von außen zugeführten Informationen die gezielte Aktivierung, Deaktivierung oder Teilaktivierung der Signalisierung über externe Trigger in bestimmten Gebieten, bestimmten Situationen oder bei Annährung an besonders gefährdete Objekte.
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Durch die von dem Fahrzeug selbst erfassten Informationen als Eingangs-Regelungsparameter kann das Signal in Bezug auf Lautstärke, Frequenzverteilung und Schallrichtung abhängig von der Umgebung geregelt werden.
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Die umgebungsadaptive Signalisierung erfüllt sowohl die Sicherheitsanforderungen nach gezielter Warnung, sowie die Anforderungen nach geringer Geräuschemission und nach der Angleichung des akustischen Eindrucks bei elektrischem und konventionellem Betrieb.
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Zudem kann durch die minimierte Geräuschemission der Energieverbrauch gesenkt werden und damit eine Erhöhung der Reichweite erzielt werden.
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Ferner können zur umgebungsadaptiven Regelung der Signalisierung weitere Parameter mit einbezogen werden, wie etwa eine Umgebungslautstärke und/oder eine Frequenzverteilung der akustischen Signale in der Umgebung. Die akustischen Signale in der Umgebung können mittels einer akustischen Signalerfassungsvorrichtung, etwa einem Mikrofon, erfasst und an das Steuergerät rückgemeldet werden, das dann die Lautstärke bzw. die Frequenzverteilung des ausgegebenen Signals in Abhängigkeit der erfassten Umgebungssignale regelt. So ist es einerseits möglich, die Signalintensität in einer leisen Umgebung herunter oder herauf zu regeln und andererseits eine Maskierung des ausgegebenen Signals durch andere akustische Signale in der Umgebung zu verhindern, indem die Frequenzverteilung des ausgegebenen Signals abgewandelt wird, so dass es sich von den Umgebungsgeräuschen unterscheidet.
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Ferner ist es denkbar, als weitere Eingangs-Regelungsparameter etwa kartenbasierte Informationen eines Navigationssystems heranzuziehen, die Aussagen über einen aktuell von dem Fahrzeug zu befahrenden Straßenabschnitt umfassen. Die kartenbasierten Informationen können etwa eine Straßenklassifizierung wie beispielsweise Autobahnen, Schnellstraßen, Landstraßen, geschlossene Ortschaften sowie Geschwindigkeitsbeschränkungen der Straßenabschnitte enthalten. Der an Hand der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelte Geschwindigkeitsbereich kann nun mit der Klassifizierung des zu befahrenden Straßenabschnitts verglichen werden, um den Signalisierungsmodus, der basierend auf der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wurde, zu bestätigen.
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Alternativ oder zusätzlich dazu kann mittels der kartenbasierten Informationen die Geometrie oder die Topologie des zu befahrenden Straßenabschnitts festgestellt werden, aus denen sich eine Übersichtlichkeit dieses Straßenabschnitts beurteilen lässt, etwa hinsichtlich Kuppen oder Serpentinen. Die Parameter wie Lautstärke, Frequenzverteilung und Richtwirkung, die das ausgegebene Signal bestimmen, können entsprechend der Geometrie oder Topologie des zu befahrenden Straßenabschnitts angepasst werden.
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Zur Anpassung der Richtwirkung im obigen Sinne umfasst das Verfahren das Richten des ausgegebenen Signals durch die Signalausgabevorrichtung, wobei eine Hauptabstrahlrichtung des Signals erzeugt werden kann, die vorzugsweise vor allem in höheren Geschwindigkeitsbereichen in Fahrtrichtung liegt. Zudem ist es denkbar, dass die durch die Signalausgabevorrichtung ausgegebenen Signale in Abhängigkeit einer Abstrahlrichtung hinsichtlich Lautstärke und/oder Frequenzverteilung an eine entsprechend in der Abstrahlrichtung erfasste Umgebungslautstärke und/oder Umgebungsfrequenzverteilung angepasst sind.
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Beim Richten des auszugebenden Signals kann die ermittelte Geschwindigkeit berücksichtigt werden, wobei insbesondere in höheren Geschwindigkeitsbereichen die Hauptabstrahlrichtung in Fahrtrichtung verläuft, während bei niedrigeren Geschwindigkeitsbereichen eine rundum Abstrahlcharakteristik sinnvoller sein kann. Zudem kann die Frequenzverteilung des ausgegebenen Signals in Abhängigkeit des ermittelten Geschwindigkeitsbereichs angepasst werden, wobei für die niedrigeren Geschwindigkeitsbereiche Signalisierungsmodi verwendet werden, deren Frequenzverteilung einen höheren Anteil Frequenzen aufweist, da diese stärker gebrochen werden und für die rundum Signalisierung geeigneter sind, während für höhere Geschwindigkeitsbereiche, etwa bei einer Überlandfahrt, ein Signalisierungsmodus mit einem höheren Anteil tieferer Frequenzen bevorzugt werden, die eine höhere Signalreichweite aufweisen und besser zu orten sind.
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Schließlich kann vorgesehen sein, dass als weiterer Eingangsparameter eine durch einen Fahrer aktivierte Fahrzeugaktion erfasst wird, wobei es sich etwa um die Betätigung eines Richtungsanzeigers oder einer Einparkautomatik handeln kann. Das ausgegebene Signal kann dann entsprechend der durch den Richtungsanzeiger angezeigten Richtung gerichtet werden, im Falle der Betätigung der Einparkautomatik kann das ausgegebene Signal in Richtung der durch Einparkautomatik festgestellten Parklücke ausgegeben werden. Bei einem derartigen Signal, das auf einer fahreraktivierten Fahrzeugaktion basiert, kann ein Zusatzsignal durch die Signalausgabevorrichtung in Schallrichtung ausgegeben wird, das sich von den geschwindigkeitsabhängigen Signalisierungsmodi unterscheidet. Vor allem im Stadtverkehr wird somit anderen Verkehrsteilnehmern nicht nur optisch sondern auch akustisch ein entsprechendes Fahrmanöver angekündigt.
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Mit der Steuerungsanforderung für die Signalausgabe, die den von außen erhaltenen Eingangs-Regelungsparameter darstellt, wird das Signalisierungssystem in unterschiedliche Betriebsmodi versetzt. So wird das ganze Signalisierungssystem getriggert und von außerhalb überhaupt in Gang gesetzt oder ausgeschaltet oder in einem speziellen Signalisierungsmodus aktiviert, wobei letztere etwa das Erzeugen eines Zusatzsignals, insbesondere eines Fußgängerwarnsignals oder eine vorbestimmte Signallautstärke ist.
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Ein Signalisierungssystem, das so zur umgebungsadaptiv geregelten Signalausgabe eines geräuscharmen Fahrzeugs geeignet ist, umfasst daher neben der akustischen Signalausgabevorrichtung ein damit gekoppeltes Steuergerät, das mit Erfassungseinrichtungen gekoppelt ist, um die Eingangs-Regelungsparameter aus der Gruppe zu erhalten, die die von außen dem Fahrzeug zugeführten Informationen und die durch das Fahrzeug selbst erfassten Informationen umfasst. Das Steuergerät weist ein hysteresebehaftetes Schalverhalten auf, um die Signalausgabevorrichtung basierend auf den durch das Fahrzeug selbst erfassten Informationen umzuschalten, wohingegen das Steuergerät zum Erhalten der von außen dem Fahrzeug zugeführten Informationen eine Empfangsvorrichtung aufweist.
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Ferner ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Signalisierungssystems mit einer akustischen Signalerfassungsvorrichtung ausgestattet, die mit dem Steuergerät gekoppelt ist, um die Signalparameter Lautstärke, Frequenzverteilung und Richtwirkung in Abhängigkeit von Geräuschen zu regeln, die in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden.
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Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Signalisierungssystems mit Informationswegen,
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2 ein Diagramm, das die unterschiedlichen Signalisierungsmodi in Abhängigkeit der Geschwindigkeit zeigt, wobei das hysteresebehaftetes Schaltverhalten der Übergänge zwischen den Signalisierungsmodi angezeigt ist,
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3 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalisierungssystems mit Signalwegen.
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Durch den zunehmenden Einsatz geräuscharmer Fahrzeuge wie der Elektro-, Teil- und Vollhybridfahrzeuge, aber auch leiser moderner Verbrennungsmotoren nimmt die Gefahr für andere Verkehrsteilnehmer zu, in Unfälle mit den fast lautlos bewegten Fahrzeugen verwickelt zu werden. Um dies zu verhindern wird vorliegend eine umgebungsadaptive Regelung der Signalisierung von geräuscharmen Fahrzeugen vorgeschlagen, die eine geringe Geräuschemission ermöglicht und gleichzeitig eine sichere Warnung der anderen Verkehrsteilnehmer durch die situationsabhängige Steuerung beziehungsweise Regelung des Signalisierungssystems leistet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt dazu die Regelung des Signals insbesondere bezüglich Schallrichtung, Lautstärke und Frequenzverteilung abhängig von der Umgebung vor. Ferner ist es durch die Erfindung möglich, den Energieverbrauch durch die Veringerung der Signalemission und damit auch der Lärmbelastung zu reduzieren, wenn es sich in Bereichen bewegt, in denen nur eine geringere oder keine Gefahr vom Fahrzeug ausgeht, so dass die Signalisierung respektive Signalausgabe gezielt deaktiviert werden kann.
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Das umgebungsangepasste Signalisierungssystem, wie es in 1 dargestellt ist, kann zur Einschätzung der Fahrzeugumgebung beispielsweise Straßenart und -zustand berücksichtigen, aber auch Gefahrensituationen durch die Erfassung entsprechender Umgebungsinformationen UI, den Fahrzustand des Fahrzeuges FI sowie die Umgebungslautstärke. Eine potentielle Verdeckung durch andere Geräusche (Maskierungseffekt) kann vermieden werden, indem die Signalerfassungseinrichtung, bestehend aus mehreren Mikrofonen M1, M2, diese Geräusche erfasst.
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Bei den Eingangs-Regelungsparametern der durch das Fahrzeug selbst erfassten Informationen kann es sich um Fahrzeuginformationen FI handeln, hierbei insbesondere um die Geschwindigkeit, aber auch um Drehzahlen vom konventionellen Motor und Elektromotor.
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Unter Umgebungsinformationen UI kann etwa eine Straßenart – Landstraße oder Autobahn – verstanden werden, die sich aus einer Straßenklassifizierung in einem Kartenmaterial eines Navigationssystems ergibt, aber auch eine Geometrie oder Topologie des Straßenverlaufs oder Informationen über den Bebauungsgrad des Gebiets einschließlich kritischer Zonen wie Kindergärten, Schulen oder Krankenhäuser.
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Umgebungsinformationen UI können alternativ oder zusätzlich über ein Kamerasystem des Fahrzeugs erfasst werden. Die erfassten Eingangs-Parameter FI, UI werden in das Steuergerät des adaptiven Signalisierungssystems ASS eingegeben, die sich durch ein hysteresebehaftetes Schaltverhalten HS auszeichnet. Das Steuergerät ASS umfasst Ansteuerungsparameter für die Signalausgabevorrichtung, die vorliegend aus vier Lautsprechern L1, L2, L3, L4 besteht. Die Signalisierung über diese vier Lautsprecher L1 bis L4 kann mehrkanalig und gerichtet erfolgen. Dargestellt sind zwar vier Lautsprecher L1 bis L4, es sind aber auch andere Anzahlen denkbar. Zur Rückmeldung der akustischen Signale in der Umgebung kann eine Vorrichtung zur Erfassung von Geräuschen, hier zwei mehrkanalige und gerichtete Mikrofone M1, M2 vorgesehen sein. Selbstverständlich können mehr Mikrofone am Fahrzeug verteilt vorliegen. Damit werden die Lautstärke in der Umgebung sowie eine Frequenzverteilung der akustischen Signale in der Umgebung erfasst und an das Steuergerät ASS übermittelt.
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Allein unter Ausnutzung von der im Fahrzeug bereits vorhandenen Geschwindigkeitsinformation ist es möglich, die Signalisierung an Umgebungsparameter anzupassen, wie nachfolgend in einer einfachen Ausführungsform des Systems dargelegt wird. Die Signalisierung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit kann dann wie folgt realisiert werden.
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Die Signalisierung wird an Hand der typischerweise auf unterschiedlichen Straßentypen gefahrenen Geschwindigkeiten so angepasst, dass eine sichere Warnung anderer Verkehrsteilnehmern erfolgt und gleichzeitig die Belastung durch künstlichen Verkehrslärm gering gehalten wird. Die Signalisierung wird dadurch über die Fahrzeuggeschwindigkeit und deren zeitlichen Verlauf mittels der Schaltung mit hysteresebehafteten Schaltverhalten gesteuert. Wie in 2 gezeigt kann die Signalisierung beispielsweise in vier unterschiedlichen Modi erfolgen:
Im Geschwindigkeitsbereich des Rangierens mit geringen Vor- und Rückwärtsgeschwindigkeiten beschränkt die vom Fahrzeug ausgehende Gefahr auf das absolute lokale Umfeld. Daher kann in diesem Fall ein Signalisierungsmodus SM1, ein Rangiermodus, gewählt werden, dessen Frequenzverteilung einen größeren Anteil höherer Frequenzen mit geringer Signalreichweite und hoher Ortung aufweist, wobei eine geringe Lautstärke gewählt werden kann und weitestgehend auf Niederfrequenzanteile verzichtet wird. Beim stehenden Fahrzeug kann zudem das Signal nach kurzer Zeit komplett deaktiviert werden.
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Bei Vorwärtsgeschwindigkeiten bis zu 60 km/h, wie sie typischerweise in Ortschaften gefahren werden, wird ein Signalisierungsmodus SM2, ein Stadtmodus, gewählt, bei dem die Signalisierungslautstärke auf das Niveau von klassischen Verbrennungsmotoren eingestellt sein kann. Die Frequenzanteile können für kurze Signalreichweiten optimiert sein, so können höherfrequente Anteile geringer Signalreichweite und hoher Ortung akzentuiert werden, während niederfrequente Anteile mit hoher Reichweite in ihrer Intensität gedämpft werden.
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Der dritte Signalisierungsmodus SM3 ist einem Geschwindigkeitsbereich von 60 km/h bis etwa 120 km/h, also typischerweise auf Autobahnen und Oberland gefahrenen Mindestgeschwindigkeiten, zugeordnet. In dem Überlandmodus SM3 kann die Gesamtlautstärke der Signalisierung reduziert werden, wobei niederfrequente Anteile mit größerer Signalreichweite stärker gewichtet sein können. So können andere Verkehrsteilnehmer aus größerer Entfernung, aber ohne zu hohen und zu aufdringlichen Schallpegel gewarnt werden.
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Dem viertem Geschwindigkeitsbereich, der ab ca 120 km/h liegen kann und der der auf Autobahnen meist geltenden Mindestgeschwindigkeit entspricht, ist ein entsprechender Signalisierungsmodus SM4, ein Autobahnmodus, zugeordnet. So kann bei jeder Geschwindigkeit die akustische Belastung durch Lärm optimiert werden.
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Die Umschaltung der Signalisierung zwischen den unterschiedlichen Bereichen kann in den schraffiert dargestellten Übergangsbereichen durch sanftes Überblenden erfolgen, um abrupte Wechsel in Klangfarbe und Lautstärke zu vermeiden. Dieses Vorgehen ermöglicht auch eine ununterbrochene und eindeutige Ortung des Fahrzeuges.
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Um zu verhindern, dass bei einem schnellen Wechsel zwischen zwei Geschwindigkeitsbereichen wiederholt der Signalisierungsmodus gewechselt wird, wird eine hysteresebehaftete Schaltung verwendet, angedeutet durch die Pfeile in 2. Der eingestellte Signalisierungsmodus hängt somit nicht allein von der Geschwindigkeit ab, sondern auch von dem zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit. Dies kann beispielsweise durch einen Zweipunkt-Regler realisiert werden. Damit sind jeweils an den Übergangszonen zwischen zwei benachbarten Geschwindigkeitsbereichen Umschaltpunkte festgelegt, wobei bei Geschwindigkeiten zwischen den zwei Umschaltpunkten in der Übergangszone der eingestellte Signalisierungsmodus beibehalten wird. In einer Übergangszone zwischen dem Überland- und Autobahnmodus SM3, SM4, können die Umschaltpunkte für den Zweipunkt-Regler beispielsweise so festgelegt sein, dass oberhalb von 120 km/h der Autobahnsignalisierungsmodus SM4 geregelt wird, während unterhalb von 95 km/h der Überlandsignalisierungsmodus, SM3 eingeregelt wird. Wird nun eine Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich der Übergangszone zwischen 95 und 120 km/h festgestellt, so bleibt der Autobahnsignalisierungsmodus SM4 eingestellt, bis das Fahrzeug langsamer als die untere Grenzgeschwindigkeit fährt, umgekehrt bleibt der Signalisierungsmodus 3 eingestellt, bis das Auto schneller als die obere Grenzgeschwindigkeit von 120 km/h fährt.
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Ferner kann die Adaptierung der Signalausgabe an die Umgebungslautstärke vorgenommen werden. In ruhigen Gegenden wird das Fahrzeug bereits bei geringer Signalisierungsintensität wahrgenommen, wohingegen in lauteren Umgebungen die Signalisierung dem Umfeld durch eine höhere Lautstärke angepasst werden kann. Die Mikrofone M1, M2 (s. 1), die am Fahrzeug verteilt vorliegen, erfassen die Umgebungslautstärke, das Steuergerät ASS passt entsprechend die Ansteuerungsparameter für die signalausgebenden Lautsprecher L1, L2, L3 und L4 an.
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Um akustische Verdeckungen auszuschließen, das heißt, zwei nicht unterscheidbare Signalisierungen von unterschiedlichen Quellen zu vermeiden, kann beispielsweise die Frequenzverteilung beziehungsweise der Frequenzbereich der Signalisierung so gewählt werden, dass vorliegende Geräusche der Umgebung, die durch die Mikrofone M1, M2 erfasst werden, nicht überdeckt werden. Es können somit gezielt Frequenzbereiche der Signalausgabe benutzt werden, die nicht bereits durch die Signale von anderen Signalisierungssystemen benutzt werden, ein Maskierungseffekt wird somit vermieden. Dazu kann das Steuergerät eine Arbitrationslogik verwenden. Dies könnte auch für die Sondersignalisierung bei Einsatzfahrzeugen sinnvoll sein, um deren akustische Unterscheidbarkeit zu gewährleisten.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung entsteht mit der Verfügbarkeit von kartenbasierten Informationen, wie sie in einem Navigationssystem vorliegen. Hieraus können die Geometrie und die Topologie des vor dem Fahrzeug liegenden Straßenabschnitts entnommen und zur Steuerung der Signalausgabe herangezogen werden. Diese kartenbasierten Informationen gehören zu den Umfeldinformationen UI, die dem Steuergerät ASS zugeführt werden. Die Übermittlung einer solchen kartenbasierten Vorausschau kann beispielsweise über ein Fahrzeugnetzwerk erfolgen.
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Die kartenbasierte Information UI kann zur Absicherung der Wahl der unterschiedlichen Signalisierungsmodi Stadt-, Überland- und Autobahnmodus SM2, SM3, SM4 heran gezogen werden, da entsprechende Klassifizierungen für die Straßen in den elektronischen Straßenkarten enthalten sind. Ergänzend kann die Wahl von Stadt- und Überland-, beziehungsweise Autobahnmodus durch die in den elektronischen Karten vorhandene Kennzeichnung bebauter und unbebauter Gebiete gestützt werden.
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Ferner ist es denkbar, dass etwa die Informationen über die Geometrie oder Topologie der vor dem Fahrzeug liegenden Straße genutzt wird, um beispielsweise vor engen Kurven oder Kuppen gezielt die Signalisierungslautstärke zu erhöhen und so das Fahrzeug einem nicht sichtbaren anderen Verkehrsteilnehmer anzukündigen. Diese Anpassung der Signalisierungslautstärke bei unübersichtlichem Straßenverlauf kann mit der nachfolgend beschriebenen gerichteten Signalisierung kombiniert werden.
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Es ist wichtig, dass das Fahrzeug vor allem in dem Bereich gut wahrgenommen werden kann, in dem von ihm potentiell eine Gefahr ausgeht. Entsprechend sollte der Hauptabstrahlbereich der Signalisierung stets in Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegen.
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Umfasst die Signalausgabevorrichtung wie dargestellt mehrere Lautsprecher L1, L2, L3, L4, die zudem mit gerichteter Abstrahlcharakteristik ausgestattet sind, etwa nach vorn, zu den Seiten und nach hinten, so kann die Abstrahlrichtung der Signalisierung gezielt gesteuert werden. Beispielsweise kann entsprechend der Fahrtrichtung vorwärts, rückwärts, Kurvenfahrt nach rechts und links, der Abstrahlbereich der Signalisierung so angepasst werden, dass in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindliche andere Verkehrsteilnehmer rechtzeitig gewarnt werden.
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Zudem ist es denkbar, wenn das Signalisierungssystem Mikrofone M1, M2 zur Aufnahme der Umgebungslautstärke aus unterschiedlichen Richtungen aufweist, dass die Signalisierung richtungsabhängig geregelt werden kann. So kann in Richtungen, aus denen eine höhere Umgebungslautstärke erfasst wird, die gerichtete Signalausgabe hinsichtlich Lautstärke verstärkt werden, alternativ oder zusätzlich kann in Richtungen, in denen akustische Verdeckungen erkannt werden, gezielt ein anderer Frequenzbereich, beziehungsweise eine andere Frequenzverteilung des Signals genutzt werden.
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Zudem ist es denkbar, eine fahrzustandsbasierte Signalisierung vorzunehmen, da eine gerichtete Signalisierung neben der Anpassung an die Fahrtrichtung bei bestimmten Fahrmanövern auch die Möglichkeit bietet, das Signal vor diesen Fahrmanövern so anzupassen, dass die Manöver für andere Verkehrsteilnehmer erkennbar werden. Bei diesen Fahrmanövern, die etwa durch Aktivieren des Richtungsanzeigers oder Starten der Einparkautomatik angekündigt werden, kann es sich um ein Abbiegemanöver und/oder ein Einparkvorgang handeln.
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So kann beispielsweise mit der Aktivierung des Richtungsanzeigers bei langsamer Fahrt im Stadtmodus SM2 ein Zusatzsignal, etwa ein wie im Fahrzeuginneren zu hörendes Blinker-Klopfsignal mit ausgeben werden, das vor dem Abbiegen in eine Einmündung hinein gezielt in diese Richtung warnt. Entsprechendes kann beim Einparken im Rangiermodus SM1 erfolgen. Auch dieses Zusatzsignal kann in Abhängigkeit der Umgebungslautstärke, der Umgebungsfrequenzverteilung und der Straßengeometrie hinsichtlich seiner Signalisierungsparameter Lautstärke, Frequenzverteilung und Richtwirkung geregelt sein.
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Ferner ist es möglich, die Abstrahlcharakteristik der Signalisierung anzupassen, da in den in 2 schematisch dargestellten unterschiedlichen Signalisierungsmodi SM1, SM2, SM3, SM4 unterschiedliche Anforderungen an die Abstrahlcharakteristik stehen. Während bei Überlandfahrten und Autobahnfahrten der mögliche, vom Fahrzeug ausgehende Gefahrenbereich vor dem Fahrzeug in Fahrtrichtung liegt, besteht bei Stadtfahrten durch häufige Richtungs- und Spurwechsel kein derart enger Zusammenhang zwischen aktueller Fahrtrichtung und Gefahrenbereich. Entsprechend ist es sinnvoll, bei Überlandfahrten und Autobahnfahrten in den höheren Geschwindigkeitsbereichen die Signalisierungsmodi SM3, SM4 auf ein engeres, in Fahrtrichtung weiter reichendes Gebiet zu konzentrieren, während bei Stadtfahrten und beim Rangieren die Signalisierungsmodi SM1, SM2 das gesamt nahe Umfeld des Wagens umfassen sollte.
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Diese Adaption der Abstrahlcharakteristik kann zum Einen durch Verwendung von Signalausgabevorrichtungen mit entsprechender Abstrahlcharakteristik erfolgen, zum Anderen lässt sich dazu auch die Frequenzabhängigkeit der Schallbeugung ausnutzen.
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Da höhere Frequenzen stärker gebrochen werden als tiefere, ist eine verstärkte Nutzung eines Signalisierungsmodus mit einer Frequenzverteilung, die einen erhöhten höherfrequenten Anteil aufweist, im Stadtverkehr zur Rundumsignalisierung sinnvoll, während für den Überlandeinsatz tiefere Frequenzen mit gerichteter Signalisierung bevorzugt werden können. Diese Aufteilung deckt sich mit den Anforderungen an Ortung und Signalreichweite, wie sie in der Beschreibung der verschiedenen Signalisierungsmodi zu 2 dargestellt sind.
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Neben der Umgebungsadaption durch die durch das Fahrzeug selbst erfassten Informationen FI, UI, ist es erfindungsgemäß möglich, wie in 3 skizziert, die Signalisierung eines geräuscharmen Fahrzeugs FZG von außen gezielt zu aktivieren, zu deaktivieren oder zu steuern. Hierbei zielt das durch die externen Parameter IK, OK, FR, CK gesteuerte Signalisierungssystem darauf ab, sowohl Sicherheitsanforderungen, als auch Anforderungen nach geringer Geräuschemission und niedrigem Energieverbrauch zu erfüllen.
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Neben den im Fahrzeug vorhandenen Informationen zur Adaption der Signalisierung wie der Geschwindigkeitsinformation FI und deren zeitlichen Verlauf, sowie Informationen aus dem Navigationssystem UI oder anderen im Fahrzeug vorliegenden Informationen, etwa von den Mikrofonen M1, M2, kann hier zusätzlich eine gezielte Steuerung der Signalisierung durch unterschiedliche Signale von außen erfolgen. Die externen Signale können beispielsweise orts- beziehungsweise straßenfeste Systeme, andere Verkehrsteilnehmer, oder an der Straße angebrachte Signale umfassen.
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Die Steuerung von außen ermöglicht beispielsweise die gezielte Einrichtung von „lärmberuhigten Zonen”, in Bereichen, in denen der Verkehr keine Gefahr für Passanten darstellt. Es ist auch möglich, dass die externe Steuerung gezielt die Ausgabe eines Warntons anfordert, beispielsweise in Zonen, in denen Passanten besonders gewarnt werden müssen, beispielsweise in der Nähe von Bushaltestellen oder in Kreuzungsbereichen.
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Zur externen Steuerung wird ein Signalisierungssystem, wie in 3 dargestellt, verwendet, das im Vergleich zu dem Signalisierungssystem aus 1 um eine Eingangsschnittstelle KS erweitert ist, die einen oder mehrere Eingänge zum Empfang der externen Signalisierungsanforderungen aufweist. Diese Eingangsschnittstelle KS ist in eine erweiterte Systemlogik ESL integriert, die zur Steuerung der Signalausgabe mit dem Steuergerät ASS zusammenwirkt. Die über die Eingangsschnittstelle empfangenen externen Informationen werden von der erweiterten Systemlogik ESL verwendet, um das Steuergerät ASS in unterschiedliche Modi zu versetzen, etwa um das adaptive Signalisierungssystem zu deaktivieren, zu aktivieren, oder auch in einem speziellen Modus zu aktivieren, etwa zur Fußgängerwarnung, mit einer vorgegebenen geringen Signalisierungsintensität oder auch einer maximalen Signalisierungsintensität.
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Die auf dem vom Fahrzeug FZG selbst erfassten Informationen FI, UI basierende Regelung der Signalausgabe kann dabei durch die von außerhalb des Fahrzeugs FZG bezogene Information IK, OK, FR, CK überschrieben werden. Bei den fahrzeugexternen Vorrichtungen, die die Signalisierungsanforderungen an das Signalisierungssystem übermitteln, kann es sich etwa um ein induktives oder kapazitives straßenfestes System IK handeln, es können mobile oder ortsfeste funk- oder rundfunkbasierte Systeme FR sein, denkbar sind aber auch optische Systeme oder Kamerasysteme OK, die mobile oder ortsfeste Trigger erkennen können, oder ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem CK. So kann die Aktivierung, Deaktivierung oder Steuerung eines bestimmten Signalisierungsmodus des Signalisierungssystems durch an der Straße stationär angebrachte Systeme erfolgen. Diese können sowohl dauerhaft dort angebracht sein, um beispielsweise ein Kur-, Wohn- oder Umweltschutzgebiet vor Lärm zu schützen, sie können aber auch temporär angebracht sein, etwa bei einer Autobahnbaustelle, um dort entgegen des voreingestellten Autobahnsignalisierungsmodus die Signalisierung zu aktivieren und die dort Arbeitenden zu warnen.
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Straßenfeste Systeme sind induktive/kapazitive Systeme IK oder über sonstige in der Straße angebrachte als Transponder wirkende Systeme, die das gewünschte Signal im Fahrzeug auslösen.
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Ferner ist die Realisierung durch funk- und rundfunkbasierte Dienste FR denkbar, die abhängig von der Fahrzeugposition und entweder durch Funk oder durch andere Rundsendemechanismen empfangene Daten das gewünschte Signal im Fahrzeug auslösen.
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Denkbar sind auch Mechanismen, die über eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation wirken, und die so etwa über Funksysteme das gewünschte Signal im Fahrzeug auslösen. Schließlich sind Systeme realisierbar, die mittels Kamera optisch spezielle Verkehrszeichen erkennen und das gewünschte Signal im Fahrzeug auslösen.
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Bei den Signalisierungsanforderungen kann es sich auch um optisch ins Fahrzeug übertragene Signale handeln, etwa über Infrarotsignale, die dort über ein entsprechendes Sensorelement detektiert werden. Auch können akustische Signale sowohl im hörbaren Bereich als auch außerhalb desselben verwendet werden, um die Signalisierungsanforderungen ins Fahrzeug zu übertragen.
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Die Aktivierung der Signalisierung oder die Wahl eines bestimmten Signalisierungsmodus kann auch durch andere Fahrzeuge und Verkehrsteilnehmer erfolgen. Die Aktivierung der Signalisierung kann dabei sowohl passiv, das heißt, immer wenn das Fahrzeug mit dem Signalisierungssystem das Umfeld der externen Anforderungseinrichtung passiert, erfolgen; die Signalisierungsaktivierung kann aber auch benutzergesteuert beziehungsweise aktiv erfolgen, das heißt auf besonderen Wunsch eines der Verkehrsteilnehmer in bestimmten Fällen.
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Die passive Aktivierung der Signalisierung von Fahrzeugen durch andere Verkehrsteilnehmer kann dazu dienen, Fahrzeuge im direkten Umfeld besonders schutzbedürftiger Personen leicht wahrnehmbar zu machen. Beispielsweise können Personen mit Wahrnehmungsschwierigkeiten oder Kinder durch die Mitführung eines Transponders gezielt die Wahrnehmbarkeit von Gefahrenquellen im Verkehr erhöhen. Ähnliche Anwendungsfälle ergeben sich für im Straßenverkehr besonders gefährdete Menschen, die im Straßenbereich arbeiten, wie Polizisten, Sanitäter, Parkplatzwächter oder Arbeiter, die mit Reparatur-, Reinigungs- oder Müllabfuhrarbeiten befasst sind.
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Die aktive Aktivierung der Signalisierung von Fahrzeugen von außen ist beispielsweise in Gefahrensituationen sinnvoll. So kann etwa bei einem Unfall eine (gegebenenfalls automatische) Aktivierung der Signalausgabe als Warnanlage eines liegen gebliebenen Fahrzeugs dienen, um auf die Straßen tretende Insassen zu warnen. Zudem ist die benutzergesteuerte Aktivierung der Signalisierung von Fahrzeugen in der Umgebung durch Passanten oder besonders gefährdete Verkehrsteilnehmer wie etwa Fahrradfahrer in unübersichtlichen Situationen oder bei eingeschränkten Sichtverhältnissen sinnvoll.
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Ferner kann die externe passive oder benutzergesteuerte Aktivierung der Signalisierung durch andere Verkehrsteilnehmer dem Fahrer eines Fahrzeugs als Hinweis darauf dienen, dass sich schutzbedürftige Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Fahrzeugs befinden. Um diesen Effekt zu verstärken, ist es denkbar, dass zusätzlich zu der Aktivierung der Signalausgabe von außen dem Fahrer eine Warnung durch eine Kontrollanzeige, wie eine Kontrolllampe oder eine Meldung auf dem Kombiinstrument oder einer anderen Anzeigeeinrichtung, gegebenenfalls mit der Art der Aktivierung (aktiv/passiv) mitgeteilt werden.
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Induktiv oder kapazitiv oder funkbasiert wirkende Systeme können dabei etwa durch die von Verkehrsteilnehmern mitgeführte Systeme angesprochen werden, die das gewünschte Signal in anderen Fahrzeugen auslösen. Beispielsweise kann vor Fahrrädern und Motorradfahrern gewarnt werden. Ferner sind Systeme denkbar, die Passanten über die Funkstrahlung wie etwa von Bluetooth®, WLAN, GSM oder entsprechende Technologien von mitgeführten Mobiltelefonen erkennen.
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Die externe Signalisierungsanforderung kann aber auch über Mechanismen realisiert werden, die über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation wirken und dabei etwa über Funksysteme das gewünschte Signal im Fahrzeug auslösen. Optisch über Kamera wirkende Systeme, die spezielle Verkehrsteilnehmer erkennen, können auch das gewünschte Signal im Fahrzeug, beispielsweise durch Aktivierung bei der Erkennung von Fußgängern durch das Kamerasystem auslösen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009058903 A1 [0005]
- DE 102004044517 A1 [0006]
