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Die Erfindung betrifft eine Mikrofonvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Bei der Mikrofonvorrichtung sind Mikrofone an einem Gewebe, beispielsweise einem Sicherheitsgurt, angeordnet. Die Erfindung stellt auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Mikrofonvorrichtung beriet.
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Eine Mikrofonvorrichtung der genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 10 2014 004 575 A1 bekannt. Darin ist beschrieben, dass bis zu drei Mikrofone an einem Sicherheitsgurt befestigt sein können, sodass ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs diese Mikrofone beim Anschnallen des Sicherheitsgurts automatisch auf seiner Brust unter seinem Kinn platziert. Eine vergleichbare Anordnung ist auch aus der
DE 10 2011 014 714 A1 bekannt.
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Mikrofone an einem Sicherheitsgurt zu platzieren erfordert es, diese Mikrofone entlang des Gewebes des Sicherheitsgurts zu verdrahten, um die Mikrofone mit einer Versorgungsspannung versorgen und deren Mikrofonsignal abgreifen zu können.
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Aus der
DE 10 2014 013 524 A1 ist hierzu eine Kommunikationsanlage bekannt, die das Signal von Mikrofonen eines Sicherheitsgurts abgreifen und verarbeiten kann. Darin ist vorgesehen, dass jedes der Mikrofone einzeln mit der Kommunikationsanlage zu verdrahten ist. Entsprechend muss also für jedes Mikrofon ein Leitungselement, beispielsweise ein Draht, in das Gewebe des Sicherheitsgurtes integriert sein, um das Mikrofonsignal dieses Mikrofons zur Kommunikationsanlage zu übertragen. Dieser Verdrahtungsaufwand ist unerwünscht hoch.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Kraftfahrzeug Mikrofone, die in oder an einem Gewebe angeordnet sind, zu verdrahten.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Die Erfindung stellt eine Mikrofonvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit. Bei dieser Mikrofonvorrichtung sind in oder an einem Gewebe mehrere Mikrofone angeordnet. Die Mikrofone können beispielsweise an dem Gewebe befestigt sein oder in das Gewebe integriert sein. In das Gewebe ist des Weiteren eine elektrische Leitungsanordnung integriert. Durch die Leitungsanordnung ist eine elektrische Verbindung zwischen den Mikrofonen einerseits und einer Treiberschaltung oder einen Controller für die Mikrofone andererseits bereitgestellt. Die Treiberschaltung kann eine elektronische Schaltung sein, welche Mikrofonsignale der Mikrofone empfängt oder abgreift. Die Treiberschaltung kann außerhalb des Gewebes, beispielsweise an einem Rand des Gewebes angeordnet sein.
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Um nun diese Leitungsanordnung zwischen den Mikrofonen einerseits und der Treiberschaltung andererseits mit geringem schaltungstechnischem Aufwand bereitzustellen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Mikrofone dazu eingerichtet sind, ihr jeweiliges Mikrofonsignal als digitale Signaldaten an die Leitungsanordnung auszugeben. Jedes der Mikrofone kann also beispielsweise einen Analog-Digital-Wandler aufweisen und ein analoges Mikrofonsignal in die digitalen Signaldaten umwandeln. Die Mikrofone können auch einen gemeinsamen Analog-Digital-Wandler für mehrere oder alle der Mikrofone in oder an dem Gewebe vorsehen sein. Die Leitungsanordnung ist nun dazu eingerichtet, die Mikrofone mit einem gemeinsamen Leitungspaar aus zwei Leitungselementen zu verbinden. Jedes Leitungselement kann beispielsweise als ein Draht oder ein Band aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, bereitgestellt sein. Die Leitungsanordnung sieht vor, die Signaldaten aller der Mikrofone über dasselbe Leitungspaar zu der Treiberschaltung zu übertragen. Es sind also nur zwei Leitungselemente notwendig, um mehrere Mikrofone mit der Treiberschaltung zum Übertragen von deren Mikrofonsignal zu verbinden. Hierzu geben die Mikrofone ihr jeweiliges Mikrofonsignal in Form von digitalen Signaldaten aus, die somit ohne Störung der Signaldaten jedes übrigen Mikrofons über das Leitungspaar zu der Treiberschaltung übertragen werden können. Die erfindungsgemäße Lösung sieht somit eine digitale Zweidrahtübertragung vor.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass mehrere Mikrofone mit insgesamt nur zwei Leitungselementen verdrahtet werden müssen, um die Mikrofone mit einer Treiberschaltung zu verbinden.
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Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Mikrofone dazu eingerichtet sind, eine Versorgungsspannung über die Leitungselemente zu empfangen. Somit ist für den Betrieb der Mikrofone, das heißt für die Zufuhr von Energie, kein zusätzliches Leitungselement nötig. Die Versorgungsspannung kann beispielsweise als eine Gleichspannung in das Leitungspaar eingeprägt sein. Die digitalen Signaldaten können als Wechselspannungssignal aufmoduliert sein. Die Versorgungsspannung kann beispielsweise durch die Treiberschaltung in das Leitungspaar eingeprägt werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass für die Leitungselemente eine EMV-Abschirmungseinrichtung (EMV - elektromagnetische Verträglichkeit) vorgesehen ist. Mit anderen Worten wird durch eine solche EMV-Abschirmungseinrichtung ein elektrisches und/oder elektromagnetisches Wechselfeld, welches durch die Leitungselemente aufgrund des Übertragens der Signaldaten abgestrahlt werden könnte, nach außen hin gedämpft oder abgeschirmt, sodass es gedämpft oder gar nicht in eine Umgebung des Leitungspaars abgestrahlt wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass eine höhere Datenrate bei gleicher Abstrahlleistung der Störstrahlung möglich ist im Vergleich zu dem Fall ohne die EMV-Abschirmungseinrichtung.
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Die EMV-Abschirmungseinrichtung umfasst gemäß einer Ausführungsform, dass die Leitungselemente jeweils oder gemeinsam durch eine elektrisch leitfähige Schirmungseinrichtung ganz oder zumindest abschnittsweise geschirmt oder umgeben sind. Die Schirmungseinrichtung kann beispielsweise auf der Grundlage eines Drahtgeflechts oder einer Folie gebildet sein, durch welches jedes Leitungselement einzeln oder die Leitungselemente gemeinsam umgeben sind. Die Schirmungseinrichtung kann beispielsweise mit einem Bezugspotential, beispielsweise einem Massepotential der Treiberschaltung, elektrisch verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ zu einer Schirmungseinrichtung kann die EMV-Abschirmungseinrichtung auch vorsehen, dass die Leitungselemente zumindest abschnittsweise oder vollständig miteinander verdrillt angeordnet sind. Diese Twisted-Pair-Anordnung reduziert ebenfalls effizient und insbesondere ohne zusätzlichen Materialaufwand und damit insbesondere ohne Volumenvergrößerung die abgestrahlte Störleistung.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Leitungselemente in das Gewebe eingeflochten sind. Hierdurch sind sie insbesondere durch die umgebenden Gewebefäden vor Beschädigung, beispielsweise Abrieb, geschützt.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Gewebe als Sicherheitsgurt ausgestaltet ist. Hierdurch können die Mikrofone nahe an einen Kopf eines Fahrgastes gebracht werden, nämlich jedes Mal, wenn sich der Fahrgast mit dem Sicherheitsgurt anschnallt. Alternativ dazu können die Mikrofone in oder an einem Gewebe angeordnet sein, das als Bezug eines Fahrzeugsitzes oder einer Interieursverkleidung (Innenverkleidung) oder einer Deckenverkleidung (sogenannter Dachhimmel) ausgestaltet ist. Auch mittels eines solchen Gewebes kann erreicht werden, dass Mikrofone nahe an einer Kopfposition eines Fahrzeugsitzes, insbesondere in einem Abstand von weniger als 50 Zentimetern, angeordnet sind. Hierdurch lässt sich die Schallerfassung mit einem Rauschpegel unter einem vorgegebenen Schwellenwert und/oder das Signal-zu-Rausch-Verhältnis in Bezug auf das Erfassen eines Stimmschalls über einen vorgebbaren Schwellenwert einstellen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Leitungspaar zu zumindest einem weiteren Gewebe geführt ist und dort mit zumindest einem weiteren Mikrofon zum Übertragen von Signaldaten verbunden ist. Mit anderen Worten wird durch die Leitungsanordnung nicht nur eine elektrische Verbindung zwischen Treiberschaltung und den Mikrofonen des Gewebes bereitgestellt, sondern ausgehend von diesen Mikrofonen kann die Leitungsanordnung weitergeführt werden, und zwar zu zumindest einem weiteren Mikrofon in zumindest einem weiteren Gewebe. Somit ist nur eine Leitungsanordnung notwendig, um an mehreren unterschiedlichen Geweben in einem Kraftfahrzeug Mikrofone betreiben zu können. So können beispielsweise mehrere Mikrofone an unterschiedlichen Sicherheitsgurten und/oder an einem Sicherheitsgurt und in einem Bezug beispielsweise eines Fahrzeugsitzes oder einer Deckenverkleidung oder Interieursverkleidung betrieben werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Treiberschaltung dazu eingerichtet ist, über die Leitungselemente ein Zweidraht-Bussystem zu betreiben. Mit anderen Worten erfolgt die Übertragung der Signaldaten mittels eines Busprotokolls, beispielsweise A2B (Automotive Audio Bus) oder elektrisch MOST-Bus (MOST - Media Oriented Systems Transport). Es handelt sich hierbei um eine zweiadrige Übertragung, da lediglich das Leitungspaar mit den zwei Leitungselementen notwendig ist. Die Treiberschaltung kann für diese Ausführungsform z.B. einen sogenannten Buscontroller aufweisen.
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Die Erfindung stellt schließlich auch ein Kraftfahrzeug bereit, welches zumindest eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofonvorrichtung aufweist. So ist insbesondere vorgesehen, eine solche Mikrofonvorrichtung in einem Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Sicherheitsgurt eines Fahrersitzes, bereitzustellen. Das Kraftfahrzeug kann als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgestaltet sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen.
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Durch den Betrieb der erfindungsgemäßen Mikrofonvorrichtung ergibt sich ein erfindungsgemäßes Verfahren, das wie folgt ausgestaltet ist. In oder an einem Gewebe werden mehrere Mikrofone angeordnet bereitgestellt und in das Gewebe ist eine elektrische Leitungsanordnung integriert, die eine elektrische Verbindung zwischen den Mikrofonen einerseits und einer Treiberschaltung für die Mikrofone andererseits bereitstellt. Die Mikrofone geben ihr jeweiliges Mikrofonsignal als digitale Signaldaten an die Leitungsanordnung aus. Die Leitungsanordnung verbindet alle Mikrofone mit einem gemeinsamen Leitungspaar aus zwei Leitungselementen. Sie überträgt die Signaldaten aller Mikrofone über dasselbe Leitungspaar zu der Treiberschaltung.
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Auch Ausführungsformen des Verfahrens, die Merkmale aufweisen, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Mikrofonvorrichtung beschrieben worden sind, sind als Bestandteil der Erfindung anzusehen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
- 2 eine schematische Darstellung zweier EMV-Abschirmungseinrichtungen; und
- 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mikrofonvorrichtung, durch welche Mikrofone mehrerer unterschiedlicher Gewebe miteinander verbunden sein können.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Von dem Kraftfahrzeug 10 ist ein Gewebe 11 dargestellt, bei dem es sich insbesondere um einen Sicherheitsgurt handeln kann, der beispielsweise an einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt sein kann. Das Gewebe 11 kann Bestandteil einer Mikrofonvorrichtung 12 sein, indem in oder an dem Gewebe 11 Mikrofone 13 angeordnet sind. Die Mikrofone 13 können an dem Gewebe 11 befestigt sein oder in das Gewebe 11 integriert sein. Das Gewebe 11 kann aus verwobenen oder verflochtenen Fasern, beispielsweise Kunststofffasern oder Baumwollfasern, gebildet sein.
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Bei der Mikrofonvorrichtung 12 ist des Weiteren eine Leitungsanordnung 14 vorgesehen, welche die Mikrofone 13 mit einer Treiberschaltung 15 für die Mikrofone 13 elektrisch verbindet. Die Treiberschaltung 15 kann beispielsweise an einem Rand des Gewebes 11 angeordnet sein. Die Treiberschaltung 15 kann Mikrofonsignale 16 aus den Mikrofonen 13 empfangen und diese beispielsweise an eine Telefonanlage und/oder Audioanlage 17 des Kraftfahrzeugs 10 weitergeben.
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Bei dem Kraftfahrzeug 10 ist dabei vorgesehen, dass die Leitungsanordnung 14 nur zwei Leitungselemente 18 zum Überbrücken des Abstands zwischen den Mikrofonen 13 einerseits und der Treiberschaltung 15 andererseits vorsieht. Jedes der Mikrofone 13 muss also sein Mikrofonsignal 16 über dasselbe Leitungspaar 19 übertragen, welches die Treiberschaltung 15 mit den Mikrofonen 13 verbindet. Hierzu können die Mikrofone 13 ihre Mikrofonsignale 16 als digitale Signaldaten 20 ausgeben, die zur Treiberschaltung 15 übertragen werden können. Die Mikrofone 13 können hierzu einen Analog-Digital-Wandler aufweisen oder einen gemeinsamen Analog-Digital-Wandler bereitgestellt haben.
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Die Treiberschaltung 15 kann die Leitungsanordnung 14 als Zweidraht-Bussystem betreiben und hierzu einen entsprechenden Buscontroller 21 aufweisen. Entsprechend kann auch in jedes der Mikrofone 13 ein entsprechender Buscontroller integriert sein oder ein gemeinsamer Buscontroller der Mikrofone 13 vorgesehen sein. Die Mikrofone 13 stellen somit Busknoten in einem Zweidraht-Bussystem dar. Jedes Mikrofon 13 kann beispielsweise mit jedem der Leitungselemente über einen elektrischen Kontakt verbunden sein. Beispielsweise kann eine Lötverbindung vorgesehen sein.
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Die Treiberschaltung 15 kann auch mit einer weiteren Treiberschaltung für weitere Mikrofone gekoppelt sein. Die Treiberschaltungen können also über eine Hauptleitung oder einen Hauptstrang eines Bussystems verbunden sein. Jede Treiberschaltung 15 betreibt dann die jeweilige Leitungsanordnung 14 als einen Seitenzweig oder Nebenstrang des Bussystems.
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Die Treiberschaltung 15 kann zwischen den Leitungselementen 18 auch eine Versorgungsspannung U zum Betreiben der Mikrofone 13 erzeugen oder bereitstellen. Damit kann z.B. auch der besagte Analog-Digital-Wandler und/oder der Buscontroller versorgt werden.
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2 veranschaulicht, wie die Leitungselemente 18 mittels einer EMV-Abschirmungseinrichtung 22 geschirmt sein können. Eine Variante a) kann vorsehen, dass das jeweilige Leitungselement 18 von einer elektrisch leitfähigen Schirmungseinrichtung 23 umgeben ist, beispielsweise einem Drahtgeflecht oder einer Folie oder einer Umwicklung (dargestellt ist nur ein Leitungselement 18). Die Umwicklung kann z.B. mittels Litzen gebildet sein. Eine Variante b zeigt, wie die beiden Leitungselemente 18 miteinander verdrillt angeordnet sein können. Die Leitungselemente 18 können hierbei in das Gewebe 11 eingeflochten sein, also wie eine der Fasern verwoben sein. Die Leitungselemente 18 können auch auf dem Gewebe 11 angeordnet sein, z.B. aufgeklebt oder aufgenäht sein.
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3 veranschaulicht, wie ausgehend von der Treiberschaltung 15 mittels der Leitungsanordnung 14 zum einen die Mikrofone 13 kontaktiert sein können und dann des Weiteren ausgehend von einem Endknoten 24 der Mikrofone, das heißt dem letzten Mikrofon entlang der Leitungsanordnung 14, die Leitungsanordnung 14 weiter zu einem weiteren Gewebe 25 mit zumindest einem weiteren Mikrofon 26 geführt sein kann.
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Damit kann mittels der Treiberschaltung 15 nicht nur das Mikrofonsignal 16 der Mikrofone 13 in dem Gewebe 11 empfangen oder abgegriffen werden, sondern es kann auch noch zumindest ein weiteres Mikrofon 26 in einem anderen Gewebe 25 kontaktiert werden.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Gurtmikrofon bereitgestellt werden kann. Anstelle einer analogen Verbindungsleitung kann nun eine digitale Verbindung vorgesehen werden, indem eine Leitungsanordnung für eine digitale Übertragung in das Gewebe eingewoben wird, insbesondere in einen Sicherheitsgurt. Aufgrund der in der Digitaltechnik verwendeten Frequenzbereiche kann hierbei eine zusätzliche EMV-Abschirmungseinrichtung vorteilhaft sein, die so in Geweben noch nicht bekannt sind. Die Abschirmungseinrichtung kann durch Verdrillen oder Schirmung realisiert sein.
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Eine erste Variante (1) sieht hierbei eine End-to-End-Verbindung zwischen einer Treiberschaltung und den Mikrofonen 13 vor. Eine zweite Variante (3) sieht eine weitergehende elektrische Verbindung zu einem weiteren Busknoten außerhalb des Gewebes 11 vor.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014004575 A1 [0002]
- DE 102011014714 A1 [0002]
- DE 102014013524 A1 [0004]
