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An moderne Kraftfahrzeuge werden hohe Anforderungen an den Komfort gestellt. Durch eine immer bessere Schallisolierung wird der Fahrzeugführer bzw. Fahrgast von Umwelt- und Verkehrsgeräuschen in zunehmendem Maße abgeschirmt. Gleichzeitig wächst das Bewusstsein für den Schutz schwächerer Verkehrsteilnehmer und dem Fußgängerschutz wird durch Maßnahmen zur Verminderung der Unfallschwere Rechnung getragen. Gerade aber durch eine immer höhere Abschirmung des Fahrers von den Umgebungsgeräuschen ist es für andere Verkehrsteilnehmer schwierig, sich akustisch dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges bemerkbar zu machen. Die Klingel eines Fahrrades oder das Rufen eines Fußgängers dringen im dichten Straßenverkehr in der Regel nicht zum Kraftfahrer durch. Insbesondere in städtischen Regionen wird dies verschärft durch die Koexistenz unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer wie Fußgänger, Radfahrer, Kraftfahrzeuge, Schienenverkehr. Gerade beim Rangieren, Rückwärtsfahren oder Fahren aus einer Grundstückseinfahrt, bei der ein Fuß- oder Radweg gequert werden muss, kann es zu gefährlichen Situationen mit dem Kraftfahrzeug kommen, in denen Fußgänger und Radfahrer durch Rufen und Klingeln versuchen, auf sich aufmerksam zu machen.
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Bekannt sind Kollisionswarnsysteme für Kraftfahrzeuge, bei denen andere Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Kraftfahrzeuges detektiert werden und bei Kollisionsgefahr Warnungen im Innenraum ausgegeben werden.
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Aus der
DE 10 2006 040 538 A1 ist eine Kollisionswarneinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der bei Erkennen einer möglichen Kollision mit einem Verkehrsteilnehmer ein für diesen Verkehrsteilnehmer typisches Geräusch abgespielt wird.
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Nachteilig dabei bei einer derartigen Kollisionswarneinrichtung ist, dass die Warnungen nur schematisch und typisiert sind, so dass nur generelle Reaktionen möglich sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Warneinrichtung und ein Verfahren zum Warnen eines Kraftfahrzeugführers vor potentiellen Unfallgefahren bereit zu stellen, die jeweils ein situationsangepasstes Reagieren ermöglichen.
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In Bezug auf die Warneinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens eine Geräuscherfassungsvorrichtung zur Erfassung von Geräuschen außerhalb des Kraftfahrzeuges und eine Wiedergabeeinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeuges zur Wiedergabe der erfassten Geräusche vorgesehen sind.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass besonders in städtischen Ballungsgebieten eine Vielzahl unterschiedlicher Verkehrsteilnehmer den Straßenverkehr bildet. Dadurch ergeben sich auch ganz verschiedene Situationen, die eine unterschiedliche Reaktion erfordern können. Wird bei einer Warneinrichtung jeweils bei Kollisionsgefahr nur jeweils mit einem einheitlichen oder auch einem den Verkehrsteilnehmer charakterisierenden Signal gewarnt, erlaubt dies keine genaue Erfassung der konkreten Situation, so dass auch die Reaktion darauf nicht differenziert ausfallen kann.
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Wie nunmehr erkannt wurde, lassen sich eine Warnung vor Verkehrsteilnehmern und eine Vorbereitung einer differenzierten Reaktion erreichen, indem die Umgebungsgeräusche des Kraftfahrzeuges in den Innenraum übertragen werden. Der Fahrer kann auf diese Weise seine unmittelbare Umgebung viel besser und differenzierter wahrnehmen und auch Verkehrsteilnehmer viel besser erfassen. So können beispielsweise bei dem gleichen Verkehrsteilnehmer Hup- oder Bremsgeräusche bzw. lautes Rufen wahrgenommen werden und darauf die Reaktion abgestimmt werden. Auch Warnrufe können inhaltlich erfasst werden.
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Die Wiedergabeeinrichtung kann eine eigens dafür vorgesehene Einrichtung im Kraftfahrzeug sein. Vorteilhaft ist sie das ohnehin schon im Kraftfahrzeug installierte Audiosystem, über das Musik und/oder Navigationsanweisungen und/oder Warngeräusche von Park- oder Nahebereichssensoren übertragen werden. Die Geräuscherfassungsvorrichtung umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Mikrofone und/oder ein oder mehrere Schallwandler. Sind Mikrofone oder Schallwandler ohnehin vorhanden, können diese verwendet werden, indem ihr Signal – gegebenenfalls nach Filterung – in den Innenraum des Kraftfahrzeuges übertragen wird.
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Durch eine zusätzliche Ausrüstung mit einem oder mehreren Mikrofonen bzw. bei Nutzung vorhandener Schallwandler können in auftretenden Gefahrensituationen, beispielsweise im Stillstand bei eingelegtem Gang, langsamer Rückwärtsfahrt oder ähnlichen Situationen die Umgebungsgeräusche über die Audioanlage in den Innenraum des Fahrzeuges übertragen werden. Insbesondere Fußgänger und Radfahrer können so leichter auf sich aufmerksam machen, so dass Unfälle vermieden werden können.
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Vorteilhafterweise weist die Warneinrichtung eine Filtereinheit auf, in der die erfassten Geräusche vor ihrer Wiedergabe gefiltert werden. Dabei wird vorzugsweise derjenige Anteil, der ein eher gleichförmiges Hintergrundgeräusch bildet, herausgefiltert, so dass Anteile, die akustische Warnzeichen darstellen wie Hupen, Klingeln oder Rufen stärker hervortreten. Diese Anteile können zusätzlich auch noch verstärkt werden, so dass sie noch deutlicher von dem Fahrer bzw. den Insassen des Fahrzeuges wahrnehmbar sind. Ist ein Audiosystem in dem Kraftfahrzeug vorhanden, umfasst dieses oft auch eine Filtereinheit bzw. eine hardwaremäßige und/oder softwaremäßige Einheit, welche zur akustischen Filterung eingesetzt bzw. ertüchtigt werden kann. Auf dieser kann durch ein spezielles Softwareprogramm die Ausfilterung des allgemeinen Verkehrslärms erfolgen. Das Filtern kann beispielsweise durch einen Equalizer realisiert werden, der die genannte Einheit darstellt und in dem bestimmte Frequenzbänder abgeschwächt und/oder andere Frequenzbänder verstärkt werden.
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Um die Wahrnehmbarkeit der Umgebungsgeräusche zu erhöhen weist die Warneinrichtung vorteilhafterweise eine Schallpegelermittlungseinrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeuges auf, wobei die Warneinrichtung die Lautstärke der Wiedergabe an den Schallpegel im Innenraum angepasst. Insbesondere kann ein vorgegebenes Lautstärkeverhältnis von wiedergegebenen Außengeräuschen und vorhandener Innenlautstärke vorgesehen sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Warneinrichtung eingangsseitig mit wenigstens einem Sensor, der den fahrdynamischen Zustand des Kraftfahrzeuges kennzeichnet und/oder zumindest einer das Sensorsignal verarbeitenden Sensoreinheit signaleingangsseitig verbunden. Eine derartige Ausbildung erlaubt, die Wiedergabe an fahrdynamische Situationen zu koppeln, die insbesondere Gefahrensituationen entsprechen, z. B. der Stillstand des Fahrzeuges mit eingelegtem Gang, langsame Rückwärtsfahrt, langsames Zurückrollen oder Vorwärtsrollen im ausgekuppelten Zustand oder ähnliche Situationen. Es kann in Abhängigkeit von derartigen Situationen die Wiedergabe erfolgen und/oder auch deren Lautstärke angepasst werden.
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Die Geräuscherfassungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Mikrofonen zur Aufnahme von Umgebungsgeräuschen des Kraftfahrzeuges, die räumlich verteilt sind, wobei die Wiedergabeeinrichtung eine Mehrzahl von Lautsprechern aufweist, wobei das Geräusch jeweils an den im Innenraum zu dem außen am Fahrzeug angebrachten Mikrofon jeweils räumlich korrespondierenden Lautsprecher wiedergegeben wird. Ist ein Stereolautsprechersystem installiert und sind zwei oder mehr Mikrofone an den Seiten des Kraftfahrzeuges installiert, werden vorzugsweise die links aufgenommen Geräusche auch durch den linken Lautsprecher wiedergegeben und die rechts aufgenommen Geräusche durch den rechten Lautsprecher wiedergegeben.
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Ist ein Surroundsystem mit einer Mehrzahl von Lautsprechern im Innenraum installiert, wird vorzugsweise das jeweils aufgenommene bzw. erfasste Umgebungsgeräusch primär in demjenigen Lautsprecher wiedergegeben, der der räumlichen Position bzw. dem Richtungsbereich entspricht, in dem das Geräusch aufgenommen wurde. Eine besonders gute Orts- bzw. Richtungsauflösung kann erreicht werden, wenn auch an der Peripherie des Kraftfahrzeuges mehrere Mikrofone installiert sind, so dass Geräusche vorne und hinten sowie an den Seiten und gegebenenfalls mit noch feineren Unterteilungen wahrnehmbar werden.
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Um zusätzliche Warnhinweise dem Fahrer zur Verfügung zu stellen, kann auch wenigstens ein Sensor zum Detektieren von Verkehrsteilnehmern in der Umgebung des Kraftfahrzuges vorgesehen werden, wobei die Warneinrichtung bei Erfassung eines Verkehrsteilnehmers ein Warngeräusch im Innenraum ausgibt. Die Wiedergabe der Außengeräusche wird auf diese Weise gewissermaßen überlagert durch zusätzliche Warntöne, welche bevorzugt auch über die Wiedergabeeinrichtung ausgegeben werden. Dadurch wird dem Fahrer eine erste Warnung gegeben, so dass er die übertragenen Außengeräusche bereits in einem alarmierten und besonders aufmerksamen Zustand aufnehmen und verarbeiten kann.
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In Bezug auf das Verfahren wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch die Schritte:
- i) Erfassung der Umgebungsgeräusche des Kraftfahrzeuges,
- ii) Wiedergabe der erfassten Geräusche im Innenraum des Kraftfahrzeuges.
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Die Wiedergabe erfolgt bevorzugt in Abhängigkeit des fahrdynamischen Zustandes, insbesondere bei Stillstand und/oder langsamer Fahrt.
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Aus den erfassten Umgebungsgeräuschen werden bevorzugt vor ihrer Wiedergabe im Innenraum vorgegebene Anteile herausgefiltert.
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Die erfassten Umgebungsgeräusche werden vorteilhafterweise räumlich gerichtet im Innenraum wiedergegeben.
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Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, dass durch eine Übertragung der Umgebungsgeräusche in den Innenraum dem Fahrer unmittelbar detaillierte Informationen zur Verfügung stehen, die ihm eine adäquate Reaktion ermöglichen. Insbesondere kann auf Warnrufe oder Warnsignale direkt reagiert werden. Durch eine Ausfilterung von allgemeinen Hintergrundverkehrsgeräuschen können die Warnsignale oder Warnrufe noch besser hörbar gemacht werden, so dass das Risiko eines Überhörens stark vermindert werden kann. Durch ein gerichtetes Ausstrahlen bzw. Wiedergeben der Geräusche im Innenraum erhält der Fahrer zusätzliche Richtungsinformationen, durch die er seine Reaktion weiter anpassen kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in stark schematisierter Darstellung:
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1 eine Warneinrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform, und
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2 ein Ablaufdiagram eines Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform.
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Eine in 1 dargestellte Warneinrichtung 2 umfasst eine Verarbeitungseinheit 6, welche mit einer Geräuscherfassungsvorrichtung 10 verbunden ist, welche zwei Mikrofone 14, 18 umfasst, von denen das eine 14 an der linken und das andere 18 an der rechten Seite eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) angebracht ist. Die beiden Mikrofone 14, 18 sind dazu ausgebildet Umgebungsgeräusche des Kraftfahrzeuges aufzunehmen. Die Signale der Mikrofone 14, 18 werden zu der Verarbeitungseinheit 6 über Signalleitungen 22, 26 geleitet. Die Verarbeitungseinheit 6 umfasst eine Filtereinheit 30. Die Filtereinheit 30 kann auch als separate Einheit vorgesehen sein.
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In der Filtereinheit 30 wird das Stereoaudiosignal der Mikrofone 14, 18 derart bearbeitet, dass der allgemeine Verkehrslärm abgeschwächt wird und akustische Warnsignale deutlich hervortreten. Dies wird beispielsweise durch einen Equalizer bewerkstelligt, der Frequenzbänder, die eher dem Hintergrundverkehrslärm entsprechen abgesenkt und Frequenzbänder, in denen Warnsignale bzw. -rufe stark sind, verstärkt. Über eine Stereo-Audio-Signalleitung 34 wird das durch die Filtereinheit 30 bearbeitete Audiosignal, welches aufgrund der Aufnahme durch die beiden Mikrofone 14, 18 in Stereo vorliegt, an einen Verstärker 38 einer Wiedergabeeinrichtung 42 weitergeleitet. Die Wiedergabeeinrichtung 42 umfasst weiterhin zwei Lautsprecher 46, 50, durch die das Audiosignal in Stereo in den Innenraum des Kraftfahrzeuges übertragen wird.
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Die Verarbeitungseinheit 6 ist eingangsseitig über eine Signalleitung 54 mit wenigstens einem Raddrehzahlsensor 58 verbunden. Es kann insbesondere auch eine Verbindung mit vier Raddrehzahlsensoren vorgesehen sein. Über eine Signalleitung 62 ist die Verarbeitungseinheit 6 mit einem Getriebegerät 66 verbunden, durch das sie Informationen über den Zustand der Einkupplung und den gewählten Gang erhält. Bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe (Wandlerautomatik, Doppelkupplung, CVZ, automatisiertes Schaltgetriebe etc.) erfolgt die Grunderkennung und Kupplungserkennung im Getriebegerät 66 bzw. Getriebesteuergerät. Bei Fahrzeugen mit Handschaltung wird diese Information in anderen Steuergeräten geschätzt bzw. abgeleitet, z. B. im Motorsteuergerät mit Hilfe der Motordrehzahl und der Raddrehzahl.
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Mit Hilfe der Signale des wenigstens einen Raddrehzahlsensors 58 und des Getriebegerätes 66 kann die Verarbeitungseinheit den fahrdynamischen Zustand des Kraftfahrzeuges erkennen, beispielsweise den Stillstand mit eingekuppeltem Gang, langsames Rollen oder Fahren, insbesondere eine Rückwärtsfahrt. In diesen Situationen, die oft während des Rangierens auftreten, sind aufgrund der notwendigen Konzentration des Fahrers auf die Bedienung des Fahrzeuges und die Sichtverhältnisse aus dem Kraftfahrzeug heraus Unfälle mit anderen Verkehrsteilnehmern verstärkt möglich.
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Die Verarbeitungseinheit 6 kann in diesen Fällen bzw. Situationen entscheiden, dass nur in diesen Fällen die von den Mikrofonen 14, 18 aufgenommen Geräusche mit Hilfe der Wiedergabeeinrichtung 42 in den Innenraum übertragen werden. Alternativ dazu kann eine Übertragung im Wesentlichen ständig stattfinden, wobei die Lautstärke angehoben wird, wenn ein bestimmter fahrdynamischer Zustand erkannt wird.
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Es kann, wie durch eine gestrichelt eingezeichnete Signalleitung 70 angedeutet, weiterhin vorgesehen, dass weitere Informationen bzw. Daten des Fahrzeuges der Warneinrichtung 2 zur Verfügung gestellt sind, beispielsweise der Zustand des Bremssystems (Bremsdruck, Bremsmoment), und/oder die Position/Stellung des Lenkrades (Lenkwinkel). Es kann auch vorgesehen, dass zur Bereitstellung der fahrdynamischen Daten die Warneinrichtung 2 bzw. die Verarbeitungseinheit 6 signaleingangsseitig mit einer zentralen Steuer- und Regeleinheit des Kraftfahrzeuges verbunden ist, der diese Daten zur Verfügung gestellt werden.
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Durch das Übertragen der Umgebungsgeräusche in den Innenraum des Kraftfahrzeuges durch die Warneinrichtung 2 wird der Fahrer nicht durch von ihr generierte Signale, sondern unmittelbar durch die von den anderen Verkehrsteilnehmern hervorgebrachten Warnsignale oder Warnrufe vor einer Kollision bzw. einem Unfall gewarnt. Die Warneinrichtung 2 stellt somit eine Vorrichtung zur verstärkten Wahrnehmung der akustischen Umgebungssignale des Kraftfahrzeuges dar.
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Ein Verfahren zum Warnen eines Kraftfahrzeugführers in einer bevorzugten Ausführungsform ist in Form eines Ablaufdiagramms in 2 dargestellt. In einem ersten Block 80 werden die Umgebungsgeräusche des Kraftfahrzeuges akustisch erfasst bzw. aufgenommen. Zudem wird der fahrdynamische Zustand des Kraftfahrzeuges ermittelt. In einer Entscheidung 84 wird überprüft, ob der fahrdynamische Zustand einem vorgegebenen Zustand entspricht, in dem der Fahrer vor möglichen Unfällen gewarnt bzw. über seine Umgebung informiert werden soll. Ist dies nicht der Fall, verzweigt das Verfahren wieder zu Block 80.
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Ist dies hingegen der Fall, verzweigt das Verfahren zu einem Block 88, in dem die aufgenommen Umgebungsgeräusche gefiltert und aufbereitet werden derart, dass Signale in Frequenzbändern, die Warnsignalen entsprechen, also tendenziell zu höheren Frequenzen des menschlichen Gehörspektrums korrespondieren, verstärkt und/oder Frequenzbereiche, die eher dem Hintergrundlärm des Verkehrs entsprechen, im Hinblick auf ihren Geräusch- bzw. Schallpegel abgesenkt werden.
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In einem Block 92 werden dann die derart gefilterten Umgebungsgeräusche in den Innenraum des Kraftfahrzeuges übertragen bzw. dort wiedergegeben, so dass der Fahrer andere Verkehrsteilnehmer in der Nähe bzw. deren akustische Warnzeichen und/oder Sprachinformationen präzise wahrnehmen und darauf reagieren kann.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Warneinrichtung
- 6
- Verarbeitungseinheit
- 10
- Geräuscherfassungsvorrichtung
- 14
- Mikrofon
- 18
- Mikrofon
- 22
- Signalleitung
- 26
- Signalleitung
- 30
- Filtereinheit
- 34
- Signalleitung
- 38
- Verstärker
- 42
- Wiedergabeeinrichtung
- 46
- Lautsprecher
- 50
- Lautsprecher
- 54
- Signalleitung
- 58
- Raddrehzahlsensor
- 62
- Signalleitung
- 66
- Getriebegerät
- 70
- Signalleitung
- 80
- Block
- 84
- Entscheidung
- 88
- Block
- 92
- Block
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006040538 A1 [0003]
