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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung zum Bedienen von Funktionseinrichtungen des Kraftfahrzeugs, mit einem Lautsprechersystem, und mit einer Steuereinrichtung zum Ansteuern des Lautsprechersystems. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechersystems eines Kraftfahrzeugs beim Bedienen von Funktionseinrichtungen des Kraftfahrzeugs mittels einer Bedienvorrichtung.
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Bedienvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind bereits aus dem Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. So werden beispielsweise Touch-Displays eingesetzt, welche einerseits zur optischen Anzeige von Informationen dienen und andererseits auch als Eingabeeinrichtungen fungieren, welche zum Empfangen von Eingaben einer Bedienperson ausgebildet sind. Auf einem Touchscreen können bekanntlich eine Vielzahl von Menüeinträgen bzw. Menüobjekten angezeigt werden, welche durch die Bedienperson einzeln ausgewählt werden können, um beispielsweise zu einem Untermenü gelangen zu können. Dazu braucht die Bedienperson lediglich das Display an der Stelle des angezeigten Menüeintrags zu berühren, und die Anzeige wechselt dann direkt zu dem ausgewählten Untermenü.
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Mittels einer derartigen Bedienvorrichtung werden üblicherweise Funktionseinrichtungen des Kraftfahrzeugs gesteuert. Dazu gehören beispielsweise ein Navigationssystem, eine Audioanlage, eine Telefoneinrichtung, ein Bordcomputer, ein Radiogerät und dergleichen. Es ist diesbezüglich beispielsweise bekannt, auf einem Touchscreen ein Menü mit einer Vielzahl von Menüobjekten anzuzeigen, welche jeweils einer Funktionseinrichtung des Kraftfahrzeugs zugeordnet sind. Möchte der Benutzer eine der Funktionseinrichtungen steuern, so kann er das dieser Funktionseinrichtung zugeordnete Menüobjekt auswählen. Die Anzeige auf dem Display wechselt dann direkt zu der ausgewählten Anwendung.
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Ein Bediensystem für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise aus dem Dokument
DE 10 2004 061 420 A1 bekannt. Neben einem Display und einem Touchpad beinhaltet dieses Bediensystem zusätzlich auch eine akustische Ausgabeeinheit und eine haptische Ausgabeeinheit, die im Bereich des Touchpads angeordnet ist und über vorgegebene Druckpunkte und Vibrationen entsprechende Rückmeldungen an den Benutzer ausgibt.
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Der Benutzer erhält auch eine akustische Rückmeldung über die akustische Ausgabeeinheit.
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Der neueste Trend geht dahin, immer größere Touchpads zur Bedienung von Funktionseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs einzusetzen. Bei derartigen großen Touchpads, welche beispielsweise auch eine relativ große Fläche des Armaturenbretts umfassen, verliert der Fahrer häufig den Überblick über die zur Verfügung stehenden Bedienfunktionen. Es ist dann prinzipiell nicht mehr möglich, die Bedienvorrichtung zu betätigen, ohne den Blick von der Straße zu nehmen. Der Fahrer wird somit durch die Größe des Touchpads dazu gezwungen, den Blick auf das Touchpad zu richten, was grundsätzlich zu einer Ablenkung von der aktuellen Straßensituation führen kann. Zwar wird in dem genannten Dokument
DE 10 2004 061 420 A1 eine haptische und eine akustische Rückmeldung vorgeschlagen, durch welche der Fahrer über die ausgewählten Funktionen informiert wird, jedoch hat sich eine derartige Rückmeldung als unzureichend erwiesen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Bedienvorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, bei denen die Bedienperson bei dem Bedienen der Bedienvorrichtung besonders zuverlässig unterstützt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Kraftfahrzeug sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine Bedienvorrichtung zum Bedienen von Funktionseinrichtungen des Kraftfahrzeugs, ein Lautsprechersystem sowie eine Steuereinrichtung, welche zum Ansteuern des Lautsprechersystems ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Position eines Körperteils einer Bedienperson relativ zu der Bedienvorrichtung. Das Lautsprechersystem umfasst zumindest zwei in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs verteilt angeordnete Lautsprecher. Die Steuereinrichtung kann über das Lautsprechersystem eine die Position des Körperteils charakterisierende akustische Rückmeldung in dem Innenraum erzeugen. Dazu wird durch die Steuereinrichtung ein Audiosignal bereitgestellt und in jeweilige Steuersignale für die zumindest zwei Lautsprecher aufgeteilt, wobei ein Amplitudenverhältnis und/oder ein Phasenversatz zwischen den Steuersignalen in Abhängigkeit von der erfassten Position des Körperteils eingestellt wird.
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Die Bedienperson wird somit beim Bedienen der Bedienvorrichtung durch eine akustische Rückmeldung unterstützt, welche abhängig von der erfassten Position des Körperteils ist. Dazu wird ein Audiosignal in jeweilige Steuersignale für die zumindest zwei Lautsprecher aufgeteilt, und eine Amplitudenverteilung zwischen den Lautsprechern und/oder eine Phasendifferenz zwischen den Steuersignalen wird abhängig von der erfassten Position des Körperteils eingestellt. Auf diese Art und Weise kann eine Wahrnehmungsrichtung, aus welcher die Bedienperson die akustische Rückmeldung wahrnimmt, abhängig von der Position des Körperteils relativ zur Bedienvorrichtung variiert werden. Mit anderen Worten wird somit quasi eine virtuelle Schallquelle (also eine Phantomschallquelle) erzeugt, deren Position in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs abhängig von der erfassten Position des Körperteils der Bedienperson ist. Durch ein derartiges räumliches akustisches Feedback wird die Bedienperson darüber informiert, in welcher Position sich ihr Körperteil relativ zur Bedienvorrichtung momentan befindet. Die Bedienperson braucht die Bedienvorrichtung somit nicht zu betrachten, was sich insbesondere bei einer Bedienung durch den Fahrer selbst als besonders vorteilhaft erweist. Der Fahrer kann sich nämlich weiterhin auf die aktuelle Straßensituation konzentrieren und gleichzeitig auch die Bedienvorrichtung bedienen, ohne dass er seinen Blick von dem aktuellen Straßengeschehen nehmen muss.
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Unter einem „Körperteil” wird vorliegend insbesondere eine Hand, bevorzugt ein Finger, der Bedienperson verstanden.
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Wird zur Erzeugung der akustischen Rückmeldung das genannte Amplitudenverhältnis zwischen den jeweiligen Steuersignalen der Lautsprecher variiert, so erfolgt dabei insbesondere ein so genanntes „Amplitudenpanning”, bei welchem mittels eines so genannten „Panoramareglers” die Lautstärkeverteilung des Audiosignals auf die zumindest zwei Lautsprecher gesteuert wird. Durch ein derartiges Amplitudenpanning und/oder durch die Steuerung des Phasenversatzes zwischen den Steuersignalen kann die Position des Körperteils auf eine Position der virtuellen Schallquelle und somit der Wahrnehmungsrichtung der akustischen Rückmeldung im Innenraum des Kraftfahrzeugs „gemappt” werden.
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Grundsätzlich kann die Bedienvorrichtung beliebige Bedienelemente beinhalten, mittels welcher die Funktionseinrichtungen des Kraftfahrzeugs bedient werden können. Es erweist sich jedoch als besonders vorteilhaft, wenn die Bedienvorrichtung ein Touchpad mit einer berührungssensitiven Fläche aufweist und die Erfassungseinrichtung die Position des Körperteils relativ zu der berührungssensitiven Fläche erfasst. Ein solches Touchpad kann optional auch in eine Anzeigeeinrichtung integriert sein, sodass die Funktionseinrichtungen mithilfe eines Touchscreens bedient werden, welcher eine berührungssensitive Fläche aufweist. Die Erfassungseinrichtung kann in dieser Ausführungsform eine kapazitive Sensoreinrichtung umfassen, mittels welcher die Position des Körperteils relativ zur berührungssensitiven Fläche auf kapazitivem Wege und somit mithilfe von elektrischen Kondensatoren erfasst wird. Ergänzend oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung jedoch auch eine Bilderfassungseinheit, insbesondere eine Kamera, umfassen, welche Bilder des Innenraums erfasst und die Position des Körperteils anhand der Bilder bestimmt. Eine solche Bilderfassungseinheit erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn die Position des Körperteils auch bei einer Annäherung an die berührungssensitive Fläche erfasst wird und die Erfassung der Position bereits in einem größeren Abstand zur berührungssensitiven Fläche eingeleitet werden soll.
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Allgemein gesagt kann also zwischen zwei Situationen unterschieden werden, nämlich einerseits der Berührung der berührungssensitiven Fläche und andererseits der Annäherung an diese Fläche. Die positionsabhängige akustische Rückmeldung kann dabei beim Berühren der berührungssensitiven Fläche und/oder bereits bei der Annäherung des Körperteils an die Fläche erzeugt werden.
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In einer Ausführungsform kann die Erfassungseinrichtung demnach die Position erfassen, an welcher der Körperteil die berührungssensitive Fläche berührt. Die Steuereinrichtung kann das Amplitudenverhältnis und/oder den Phasenversatz zwischen den Steuersignalen der Lautsprecher in Abhängigkeit von der erfassten Position der Berührung einstellen und die akustische Rückmeldung bei dem Berühren der Fläche erzeugen. Auf diese Art und Weise wird die Bedienperson auf akustischem Wege über die Position der Berührung des Touchpads informiert, indem die Wahrnehmungsrichtung der akustischen Rückmeldung entsprechend in Abhängigkeit von der Berührungsposition der berührungssensitiven Fläche eingestellt wird. Dies kann beispielsweise so aussehen, dass beim Berühren der berührungssensitiven Fläche in einem oberen linken Bereich der Fläche das Amplitudenverhältnis und/oder der Phasenversatz so gesteuert wird, dass die Bedienperson die akustische Rückmeldung vorne links im Innenraum des Kraftfahrzeugs wahrnimmt. Wird die berührungssensitive Fläche hingegen in einem unteren rechten Bereich berührt, kann die virtuelle Schallquelle seitlich rechts und leicht hinten erzeugt werden, sodass die Rückmeldung von hinten rechts wahrgenommen wird. Somit erhält die Bedienperson ein eindeutiges Feedback über die Berührungsposition der berührungssensitiven Fläche.
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Ergänzend oder alternativ kann die Erfassungseinrichtung auch bei einer Annäherung des Körperteils an die berührungssensitive Fläche die Position des Körperteils relativ zu der Fläche – insbesondere zumindest in Richtung parallel zur Fläche und somit in Längs- und Querrichtung der berührungssensitiven Fläche – erfassen. Die Steuereinrichtung kann dann das Amplitudenverhältnis und/oder den Phasenversatz abhängig von der Position des Körperteils über der Fläche bestimmen und die akustische Rückmeldung bereits bei der Annäherung erzeugen. Somit kann die Bedienperson bereits vor der tatsächlichen Betätigung der Bedienvorrichtung den Körperteil in Bezug auf die berührungssensitive Fläche entsprechend positionieren und so ausrichten, dass die gewünschte Bedienfunktion auch ohne einen Blickkontakt mit der berührungssensitiven Fläche ausgewählt werden kann. Beispielsweise kann dies so erfolgen, dass, je höher sich der Körperteil in Fahrzeughochrichtung befindet, desto weiter vorne die akustische Rückmeldung in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass bei der Annäherung des Körperteils an die berührungssensitive Fläche mittels Sprachsignalen eine Bezeichnung derjenigen Bedienfunktion über die Lautsprecher ausgegeben wird, welche bei der aktuellen Position des Körpers relativ zur berührungssensitiven Fläche angewählt werden würde.
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Bei der Annäherung des Körperteils an die berührungssensitive Fläche kann optional auch ein Abstand des Körperteils von der Fläche erfasst werden, und die Steuereinrichtung kann eine Tonwiederholrate der akustischen Rückmeldung abhängig von dem erfassten Abstand einstellen. Die Tonwiederholrate stellt dabei eine Frequenz dar, mit welcher ein Tonsignal, wie beispielsweise ein Beep-Signal, wiederholt wird. Es kann dabei die Beziehung gelten, dass, je näher sich der Körperteil an der berührungssensitiven Fläche befindet, desto höher die Tonwiederholrate ist. Somit wird die Bedienperson – ähnlich wie bei der so genannten Einparkhilfe – über die Entfernung zur berührungssensitiven Fläche informiert.
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Optional kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung abhängig von der erfassten Position des Körperteils eine Tonhöhe des Audiosignals einstellt. Hier kann die Beziehung gelten, dass, je höher sich der Körperteil in Fahrzeughochrichtung befindet, desto höher auch die Frequenz des Audiosignals eingestellt wird. Auch dies liefert eine zuverlässige Information über die aktuelle Position des Körperteils.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Steuereinrichtung durch Steuern des Amplitudenverhältnisses und/oder des Phasenversatzes abhängig von der Position des Körperteils eine Wahrnehmungsrichtung einstellen, aus welcher die Bedienperson die akustische Rückmeldung wahrnimmt. Als Bezug wird dabei vorzugsweise ein in einem Frontbereich des Innenraums sitzender Fahrzeuginsasse mit einem in Vorwärtsfahrtrichtung und somit entlang der Fahrzeuglängsachse nach vorne ausgerichteten Kopf definiert. Durch Steuerung des Amplitudenverhältnisses und/oder des Phasenversatzes wird somit eine Wahrnehmungsrichtung gesteuert, aus welcher der Fahrer und/oder der Beifahrer die akustische Rückmeldung wahrnimmt.
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In einer Ausführungsform ist dann vorgesehen, dass beim Berühren der berührungssensitiven Fläche in einem oberen Bereich der Fläche die Steuereinrichtung eine für den Fahrzeuginsassen von vorne wahrnehmbare akustische Rückmeldung erzeugt. Wird die berührungssensitive Fläche in einem unteren Bereich der Fläche berührt, so wird vorzugsweise eine Rückmeldung erzeugt, welche von dem Fahrzeuginsassen von hinten wahrgenommen wird. Wie bereits ausgeführt, kann die Bedienperson durch eine derartige räumliche Variation der akustischen Rückmeldung in besonders zuverlässiger Weise über die Position der Berührung informiert werden.
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Durch die Steuerung des Amplitudenverhältnisses und/oder des Phasenversatzes erfolgt vorzugsweise ein horizontales Verschwenken der Wahrnehmungsrichtung um eine in Fahrzeughochrichtung orientierte Schwenkachse. Vorzugsweise wird die Wahrnehmungsrichtung dabei in einer im Wesentlichen horizontalen Ebene des Innenraums abhängig von der aktuellen Position des Körperteils verschwenkt.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Einstellung der Wahrnehmungsrichtung bezogen auf die Fahrzeuglängsachse und die Vorwärtsfahrtrichtung auf einen Winkelbereich von –150° bis +150°, insbesondere von –110° bis +110°, eingeschränkt wird. Diese Ausführungsform macht sich die Tatsache zunutze, dass durch so genannte Summenlokalisation die Phantomschallquelle in dem Frontbereich des Innenraums bzw. in der vorderen Horizontalebene mit einer deutlich höheren Auflösung als in dem Fondbereich bzw. in der hinteren Horizontalebene wahrgenommen werden kann. Diese höhere Auflösung ergibt sich durch die Verteilung der Lautsprecher, welche in Kraftfahrzeugen üblicherweise im vorderen Bereich des Innenraums dichter als im hinteren Bereich positioniert sind. Um die räumliche akustische Rückmeldung mit einer guten räumlichen Auflösung bereitstellen zu können, wird daher vorgeschlagen, nicht den gesamten Hörbereich zu nutzen, sondern lediglich einen Kreisausschnitt zwischen circa –110° und +110° bezogen auf die Fahrzeuglängsachse bzw. die Vorwärtsfahrtrichtung. Bei der Wahl der Klangcharakteristik kann außerdem eine verbesserte Lokalisationsschärfe in bestimmten Frequenzbereichen und bei bestimmten Hüllkurven beachtet werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Lautsprechersystems eines Kraftfahrzeugs beim Bedienen von Funktionseinrichtungen des Kraftfahrzeugs mittels einer Bedienvorrichtung, wobei das Lautsprechersystem mittels einer Steuereinrichtung angesteuert wird, und wobei mittels einer Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs eine Position eines Körperteils einer Bedienperson relativ zu der Bedienvorrichtung erfasst wird und mittels der Steuereinrichtung eine die Position des Körperteils charakterisierende akustische Rückmeldung in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, indem ein Audiosignal – etwa ein Ton oder ein Klang – in jeweilige Steuersignale für zumindest zwei in dem Innenraum verteilt angeordnete Lautsprecher aufgeteilt wird und ein Amplitudenverhältnis und/oder ein Phasenversatz zwischen den Steuersignalen in Abhängigkeit von der erfassten Position des Körperteils eingestellt wird.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 in schematischer Darstellung einen vorderen Bereich eines Innenraums des Kraftfahrzeugs mit einem Infotainmentsystem; und
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3 in schematischer Darstellung das Kraftfahrzeug, wobei ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wird.
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Bezug nehmend auf 1 beinhaltet ein als Personenkraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug 1 einen Innenraum 2, dessen Frontbereich in 2 schematisch dargestellt ist. Auf einer Fahrerseite befindet sich in an sich bekannter Weise ein Lenkrad 3, welches zwischen einer Windschutzscheibe 4 einerseits und einem Fahrersitz 5 (1) andererseits angeordnet ist und zur Lenkung der vorderen Räder des Kraftfahrzeugs 1 dient. Zwischen der Windschutzscheibe 4 einerseits und dem Lenkrad 3 andererseits ist ein Armaturenbrett 6 angeordnet, das sich in Fahrzeugquerrichtung y über im Wesentlichen die gesamte Breite des Innenraums 2 erstreckt und zu welchem eine Mittelkonsole 7 gehört. Die Mittelkonsole 7 befindet sich mittig zwischen dem Fahrersitz 5 und einem Beifahrersitz 8.
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Während der Fahrersitz 5 und der Beifahrersitz 8 in einem Frontbereich 9 des Innenraums 2 angeordnet sind, ist in einem Foodbereich 10 eine Rückbank 11 für Fahrzeuginsassen angeordnet.
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In dem Kraftfahrzeug 1 ist ein Infotainmentsystem 12 fest installiert, welches in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden kann, wie insbesondere in einem Navigationsmodus, einem Telefonie-Modus, einem Radio-Modus und dergleichen. Das Infotainmentsystem 12 umfasst eine Anzeigeeinrichtung 13, welche integral mit einem Touchpad 14 ausgebildet ist, dessen berührungssensitive Fläche 15 gleichzeitig auch die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung 13 darstellt. Es handelt sich dabei also um einen so genannten Touchscreen. Das Touchpad 14 ist im Ausführungsbeispiel ein Teil einer Bedienvorrichtung 16.
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Das Infotainmentsystem 12 kann also in unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Dazu umfasst das Infotainmentsystem 12 eine Vielzahl von Funktionseinrichtungen (nicht dargestellt), welche zum Bereitstellen unterschiedlichster Funktionalitäten in dem Kraftfahrzeug 1 ausgebildet sind. Beispielsweise können folgende Funktionseinrichtungen vorgesehen sein: ein Navigationssystem, eine Telefoneinrichtung, eine Audioanlage, ein Radiogerät, eine Recheneinrichtung mit einem Browser und dergleichen.
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Mit Bezug auf 1 ist in dem Kraftfahrzeug 1 ein Lautsprechersystem 17 angeordnet, welches eine Vielzahl von Lautsprechern 18 beinhaltet, welche in dem Innenraum 2 in Form eines Surround-Systems verteilt angeordnet sind. Die Anzahl sowie die Anordnung der Lautsprecher 18 sind in 1 lediglich beispielhaft dargestellt und können je nach Ausführungsform variieren. Die Lautsprecher 18 sind um den Innenraum 2 herum verteilt angeordnet.
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Zur Ansteuerung der Lautsprecher 18 umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Steuereinrichtung 19, welche mit den Lautsprechern 18 elektrisch gekoppelt ist.
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Mit Bezug auf 2 beinhaltet das Infotainmentsystem 2 eine Erfassungseinrichtung 20, welche im Allgemeinen zur Erfassung einer Position eines Körperteils 21 (hier eines Fingers) der Bedienperson (zum Beispiel eines Fahrers 22, vgl. 1) ausgebildet ist. Zunächst ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung 20 eine Position erfasst, an welcher die berührungssensitive Fläche 15 durch den Körperteil 21 berührt wird. Dazu kann die Erfassungseinrichtung 20 beispielsweise eine kapazitive oder eine resistive Sensoreinrichtung beinhalten, welche zur Erfassung der Berührungsposition dient. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung 20 die Position des Körperteils 21 relativ zur Bedienvorrichtung 16 bereits bei einer Annäherung des Körperteils 21 an die berührungssensitive Fläche 15 erfasst. Dazu kann die bereits genannte kapazitive oder resistive Sensoreinrichtung und/oder eine Kamera genutzt werden, welche Bilddaten zu dem Innenraum 2 des Kraftfahrzeugs 1 bereitstellt. Anhand der Bilddaten kann dann die relative Position des Körperteils 21 bezüglich der Bedienvorrichtung 16 bestimmt werden.
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In 3 ist das Kraftfahrzeug mit dem Lautsprechersystem 17 einschließlich der Steuereinrichtung 19 zur Ansteuerung der Lautsprecher 18 in Form eines schematischen Blockdiagramms dargestellt. Beim Berühren der berührungssensitiven Fläche 15 kann die Steuereinrichtung 19 ein Audiosignal 23 bereitstellen, etwa in Form eines Klangs bzw. eines Pieptons mit einer Signaldauer kleiner als 1 Sekunde. Dieses elektrische Audiosignal 23 wird dann in jeweilige Steuersignale 24 für die einzelnen Lautsprecher 18 aufgeteilt. Dabei wird ein so genanntes Amplitudenpanning durchgeführt und/oder eine Phasensteuerung vorgenommen, um über alle Lautsprecher 18 eine räumliche akustische Rückmeldung im Innenraum 2 zu erzeugen, welche abhängig von der Berührungsposition der berührungssensitiven Fläche 15 ist. Durch entsprechende Steuerung eines Amplitudenverhältnisses zwischen den jeweiligen Steuersignalen 24 und/oder durch Steuerung eines Phasenversatzes zwischen den Steuersignalen 24 wird eine virtuelle Schallquelle 25 erzeugt, deren Position im Innenraum 2 abhängig von der Berührungsposition eingestellt wird. Der Bedienperson 22 wird somit der Eindruck vermittelt, als würde eine akustische Rückmeldung 26 mittels der virtuellen Schallquelle 25 erzeugt. Mit anderen Worten wird abhängig von der Berührungsposition eine Wahrnehmungsrichtung 27 variiert, aus welcher die Bedienperson die akustische Rückmeldung 26 wahrnimmt.
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Dies wird bei dem Berühren der berührungssensitiven Fläche 15 so eingestellt, dass bei einer Berührung der Fläche 15 in einem oberen Bereich – etwa über einer horizontal verlaufenden Mittellinie der Fläche 15 – die akustische Rückmeldung 26 von vorne erzeugt wird, sodass die Wahrnehmungsrichtung 27 entgegen der x-Richtung orientiert ist. Die Feinjustierung erfolgt dann in Abhängigkeit davon, ob die berührungssensitive Fläche 15 im linken oder im rechten Bereich berührt wird. Erfolgt die Berührung im oberen linken Bereich, so wird entsprechend auch die Phasenverschiebung und/oder das Amplitudenverhältnis so eingestellt, dass die akustische Rückmeldung 26 von vorne links wahrgenommen wird, d. h. die Wahrnehmungsrichtung 27 etwa auf 16 Uhr bis 17 Uhr zeigt. Wird die Fläche 15 hingegen im oberen rechten Bereich berührt, wird die akustische Rückmeldung 26 von vorne rechts wahrgenommen.
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In entsprechender Weise wird die akustische Rückmeldung 26 von hinten wahrgenommen, falls die berührungssensitive Fläche 15 im unteren Bereich berührt wird. Auch hier wird zwischen der linken und der rechten Seite unterschieden.
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Die Einstellung der Wahrnehmungsrichtung 27 kann dabei auch mit einer großen Winkelauflösung erfolgen, wie beispielsweise mit einer Auflösung in einem Wertebereich von 1° bis 10°, insbesondere von 1° bis 5°.
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Da üblicherweise die Auflösung im Frontbereich 9 des Innenraums 2 höher als die Auflösung im Fondbereich 10 ist, kann die Einstellung der Wahrnehmungsrichtung 27 auf einen Winkelbereich 28 beschränkt werden, welcher bezogen auf die Fahrzeuglängsachse x und die Vorwärtsfahrtrichtung 29 von –150° bis +150°, insbesondere von –110° bis +110°, liegt. Somit kann bei der Erzeugung der akustischen Rückmeldung 26 eine gute Winkelauflösung im Hinblick auf die Einstellung der Wahrnehmungsrichtung 27 ermöglicht werden.
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In entsprechender Weise kann die räumliche akustische Rückmeldung 26 auch bereits bei der Annäherung des Körperteils 21 an die berührungssensitive Fläche 15 erzeugt werden. Beispielsweise kann hier fortlaufend ein Tonsignal ausgegeben werden, sobald der Körperteil 21 in einen vorbestimmten dreidimensionalen Raum unmittelbar vor der berührungssensitiven Fläche 15 eintritt. Auch hier kann abhängig von der aktuellen Position des Körperteils 21 in diesem dreidimensionalen Raum die Wahrnehmungsrichtung 27 gesteuert werden. Befindet sich der Körperteil 21 im oberen Bereich des dreidimensionalen Raums, so kann die akustische Rückmeldung 26 von vorne ausgegeben werden. Entsprechend kann die akustische Rückmeldung 26 von hinten wahrgenommen werden, wenn sich der Körperteil 21 im unteren Bereich des dreidimensionalen Raums befindet. Beim Verschieben des Körperteils 21 nach links oder nach rechts kann die Wahrnehmungsrichtung 27 entsprechend nach links bzw. rechts verschwenkt werden.
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Optional kann dabei auch vorgesehen sein, dass ein Abstand des Körperteils 21 von der berührungssensitiven Fläche 15 erfasst wird und eine Tonwiederholrate der akustischen Rückmeldung 26 abhängig von dem Abstand gesteuert wird. Je geringer der Abstand ist, desto höher kann diese Tonwiederholrate eingestellt werden.
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Bei der Annäherung und/oder beim Berühren der Fläche 15 kann optional auch die Tonhöhe des Audiosignals 23 bzw. der entsprechenden akustischen Rückmeldung 26 abhängig von der Position des Körperteils 21 gesteuert werden, insbesondere abhängig von der Position in Fahrzeughochrichtung z. Je höher sich der Körperteil 21 in z-Richtung befindet, desto höher kann auch die Tonhöhe eingestellt werden.
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Zusammenfassend bekommt der Nutzer je nach Berührpunkt auf einer Touchoberfläche unterschiedliches akustisches Feedback. Dabei wird die Berührposition auf eine Position im Raum „gemappt” und das Surround-Sound-System des Fahrzeugs genutzt. Hierzu kann ein abgespieltes Sample oder ein neu generierter Klang über ein vektorbasiertes Amplitudenpanning auf die zur Verfügung stehenden Audiokanäle matriziert werden. Berührt der Fahrer zum Beispiel eine Schaltfläche links oben, wird ein Ton wiedergegeben, der räumlich vorne links im Fahrzeug wahrgenommen wird. Wird links unten geklickt, wird sich der dazugehörige Ton zum Beispiel seitlich links leicht hinten lokalisieren.
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Durch Summenlokalisation können Hörer in der vorderen Horizontalebene Phantomschallquellen mit deutlich höherer Auflösung wahrnehmen als in dem rückwärtigen und im Seitenbereich. Daher kann vorgesehen sein, dass nicht der gesamte Hörbereich genutzt wird, sondern nur ein Kreisausschnitt zwischen circa –110° und +110°. Bei der Wahl der Klangcharakteristik ist sowohl eine verbesserte Lokalisationsschärfe in bestimmten Frequenzbereichen und bei bestimmten Hüllkurven zu beachten, als auch eine allgemein gute Wahrnehmbarkeit auch bei Personen mit altersbedingt eingeschränktem Hörvermögen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004061420 A1 [0004, 0007]
- DE 102009021124 A1 [0006]
