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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schallübertragung in einem Kraftfahrzeug.
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Um Fahrzeugnutzer ein verbessertes Fahrerlebnis bieten zu können, sind bereits viele unterschiedliche Möglichkeiten zur Darstellung von Klängen und Massagefunktionen vorhanden, wie z.B. in der
DE102007036987A1 oder der
DE102014216161A1 vorgeschlagen. Auch wurden bereits Möglichkeiten zur individuellen Anpassung von Audiosignalen vorgeschlagen, z.B. in der
DE102014214699A1 . Außerdem sind bereits Funktionen bekannt oder es wird daran gearbeitet, welche für den Innenraum ein sogenanntes Active Sound Design (ASD) zur Verfügung stellen. Bei diesem wird ein künstlicher Motorsound erzeugt oder der vorhandene Sound wird unterstützt bzw. modifiziert, um den Motorklang bzw. die Fahrgeräusche für den Fahrer besser hörbar und besser erlebbar zu gestalten. Durch akustische Phänomene wird dabei auch immer ein emotionaler Anteil mit angesprochen.
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Zur weiteren Verbesserung des Gesamterlebnisses ist das Antriebsgeräusch des Fahrzeugs ein wichtiger Aspekt, da hier durch den Nutzer eine direkte Verknüpfung des wahrgenommenen Klangerlebnisses mit der Motorleistung und Kraft eines Fahrzeuges erfolgt. So werden eine höhere Motorkraft und ein größerer Hubraum durch stärkere Beschleunigungen, höhere Drehmomente aber auch durch einen besonderen Motorklang bzw. Motorsound erlebt. Der Motorsound stellt also einen wichtigen Identifikationsparameter einer Marke bzw. eines bestimmten Fahrzeuges dar.
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Allerdings sind bisher noch nicht alle Möglichkeiten ausgeschöpft, um das Fahrerlebnis für den bzw. die Insassen optimal zu gestalten.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Körperschallübertragung bzw. Vibrationsübertragung in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, durch welche ein verbessertes Fahrerlebnis ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In einer noch nicht veröffentlichten Anmeldung der Anmelderin wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem mittels sogenannten Bass Shakern eine Vibration proportional zu der Drehzahl auf den Fahrzeugsitz übertragen wird. Um ein verbessertes Gefühl zu erzeugen, wird nun ein weiteres Verfahren vorgeschlagen.
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Eine der wichtigsten Aspekte der Freude am Fahren ist das Antriebgeräusch, also der Motorklang bzw. Motorsound. Grund hierfür ist die eingangs bereits erwähnte direkte Verknüpfung des wahrgenommenen Klangerlebnisses mit der Motorleistung und Kraft eines Fahrzeuges. Deshalb wird bereits ein künstliches Motorgeräusch mittels sogenannten Active-Sound-Design-Mitteln bzw. kurz ASD-Mitteln erzeugt und im Innenraum des Fahrzeugs als Audiosignal, z.B. zur Wiedergabe aus Lautsprechern des Entertainment-Systems, bereitgestellt. Dieses generiert einen künstlichen Motorsound, oder unterstützt bzw. modifiziert den vorhandenen Sound, um den Motorklang, aber auch Fahrgeräusche, für den Insassen besser hörbar und besser erlebbar zu gestalten. Durch akustische Phänomene wird auch immer ein emotionaler Anteil mit angesprochen. Allerdings wird bisher nicht das volle Potential zur Identifikation ausgenutzt.
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Deshalb wird ein Verfahren zur Körperschallübertragung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei ein Eingangssignal über mindestens einen Körperschallerzeuger in einen Körperschall umgewandelt wird und der Körperschall in zumindest einen Teilbereich eines Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs übertragen wird, wobei das Eingangssignal mit einem Motorsound-Audiosignal korreliert.
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In einer Ausführung ist das Eingangssignal ein künstlich erzeugtes Motorsound-Audiosignal. Wie oben beschrieben erzeugen ASD-Mittel ein künstliches Motorsound-Audiosignal, das aus Lautsprechern des Entertainment-Systems wiedergegeben wird.
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In einer alternativen Ausführung ist das Eingangssignal ein mittels einem Mikrofon aufgenommenes Motorsound-Audiosignal. Das Mikrofon kann dabei vorteilhaft im Bereich des Motors oder des Auspuffs des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Dieses künstlich erzeugte oder aufgenommene Motorsound-Audiosignal wird gleichzeitig als Eingangssignal für den oder die Körperschallerzeuger bzw. Bass-Shaker verwendet. Durch Verwendung von Körperschallerzeugern, die niederfrequente Töne des Motorsound-Audiosignals auf den Körper eines Insassen in Form eines Körperschalls, d.h. einer Vibration, übertragen, kann das Fahrgefühl verbessert werden. Die verwendeten Körperschallerzeuger sind deshalb vorteilhaft als Bass-Shaker ausgeführt.
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Das aus dem künstlich erzeugten oder aufgenommenen Motorsound-Audiosignal erzeugte Eingangssignal kann auch modifiziert werden, bevor es an die Bass-Shaker weitergegeben wird, um die Ausgabe zu optimieren. Z.B. werden die Frequenzen oder Pegel angepasst, um eine optimale Wiedergabe durch die Bass Shaker zu gewährleisten. Die Modifikation ist dabei abhängig von den verwendeten Körperschallerzeugern. Die Stärke, also Intensität, der vom Körperschallerzeuger erzeugten Vibration steigt mit der Lautstärke des Motorsound-Audiosignals. Somit ist eine direkte Korrelation zwischen subjektiv gefühlter und objektiver Motorkraft gegeben.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Stärke, also Intensität, der vom Körperschallerzeuger erzeugten Vibration manuell eingestellt werden kann oder abhängig von einem aktuell eingestellten Fahrmodus automatisch eingestellt wird. Da nicht jeder Mensch gleich empfindet, kann vorgesehen sein, dass die Stärke vom Insassen manuell eingestellt werden kann. Dabei kann eine Basiseinstellung erfolgen, z.B. dass eine untere oder obere Grenze für die Stärke der Vibrationen eingestellt wird. Auch kann eine Ausgabe der Stärke der Vibrationen in Abhängigkeit vom eingestellten Fahrmodus erfolgen, wobei z.B. in einem sportlichen Fahrmodus stärkere Vibrationen ausgegeben werden als in einem komfortablen Fahrmodus.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass zusätzlich die Drehzahl des Motors erfasst wird und der Pegel des Eingangssignals derart gewählt wird, dass er direkt mit der aktuellen Drehzahl des Motors des Fahrzeugs korreliert.
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Je mehr Parameter in das Eingangssignal einfließen, desto besser bzw. realistischer ist die Wirkung der Vibration auf den Insassen.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Erzeugung des Körperschalls deaktivierbar ist. Für bestimmte Insassen und in bestimmten Situationen kann es nötig sein, den Körperschall zu deaktivieren, um z.B. volle Konzentration auf die Fahrbahn richten zu können. Die Deaktivierung kann dabei manuell oder automatisch erfolgen.
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Ferner wird eine Vorrichtung zur Körperschallübertragung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend mindestens einen Körperschallerzeuger, welcher einen Körperschall in zumindest einen Teilbereich eines Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs überträgt, Mittel zur Erzeugung eines künstlichen Motorsound-Audiosignals, und eine Steuereinheit, welche den mindestens einen Körperschallerzeuger mittels einem Eingangssignal wie beschrieben ansteuert.
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Ferner wird eine Vorrichtung zur Körperschallübertragung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend mindestens einen Körperschallerzeuger, welcher einen Körperschall in zumindest einen Teilbereich eines Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs überträgt, Mittel zur Aufnahme des aktuellen Motorsound-Audiosignals des Motors des Fahrzeugs, und eine Steuereinheit, welche den mindestens einen Körperschallerzeuger mittels einem Eingangssignal wie beschrieben ansteuert. Vorteilhaft sind Mittel zur Aufnahme des aktuellen Motorsound-Audiosignals mindestens ein Mikrofon, das im Bereich des Motors oder des Auspuffs des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass ferner Mittel zu Erfassung der aktuellen Drehzahl des Motors des Fahrzeugs vorgesehen sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Darstellung wichtiger, auch optionaler, Komponenten zur Durchführung des Verfahrens sowie den Ablauf des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Bass-Shaker 2 existieren bereits am Markt und werden z.B. als Audio Bass Shaker, Körperschallerzeuger, Körperschallwandler oder Tactile Transducers bezeichnet. Ein solcher Bass-Shaker 2 wandelt Tiefbässe von Musik bzw. tiefe Frequenzen über die Fläche, an der er montiert ist, in Körperschall S um, der wiederum vom Menschen als Vibration gespürt wird.
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Bisher werden Bass-Shaker bzw. Körperschallerzeuger 2 nur verwendet, um Audiogeräusche wie Musik bzw. deren niederfrequente Töne z.B. auf den Körper eines Insassen zu übertragen, um die Musik noch emotionaler zu erleben. Es erfolgt bisher keine Korrelation mit dem Motorsound L.
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Das Grundkonzept der Erfindung ist, dass Freude am Fahren noch gesteigert wird, indem mindestens der Motorsound L, welcher z.B. künstlich durch ASD-Mittel ASD erzeugt oder mittels Aufnahmemitteln 4 direkt aufgenommen wird, als Ausdruck der Motorkraft direkt am Sitz bzw. am Körper der Fahrzeuginsassen erlebbar wird. Deshalb werden, wie in 1 gezeigt, zur Umsetzung der Erlebbarkeit der Motorkraft in mindestens einem Teilbereich eines Fahrzeugsitzes 1 entsprechende Körperschallerzeuger 2, wie bereits erwähnt auch als Bass-Shaker bezeichnet, eingebaut. Es können dabei lediglich ein Körperschallerzeuger 2 oder auch mehrere Körperschallerzeuger 2 an unterschiedlichen Teilbereichen des Fahrzeugsitzes 1 vorgesehen sein, je nach Ausstattung des Fahrzeugs. Diese Körperschallerzeuger 2 sind dann vorteilhaft in einem Bereich des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet, der die Vibration möglichst für das Erlebnis der Übertragung des Motorsounds L optimal auf den Körper des Insassen überträgt, z.B. am Rückenbereich oder am Beinbereich.
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Als Körperschallerzeuger 2 können separat vorgesehene oder bereits im Fahrzeugsitz 1 vorhandene Körperschallerzeuger bzw. Bass-Shaker 2, die für das Erlebnis der Audio-Bässe verwendet werden, genutzt werden.
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In der in 1 gezeigten Ausführung wird ein Eingangssignal Si an den oder die Körperschallerzeuger 2 zur Erzeugung eines Körperschalls S, also einer Vibration, geschickt. Das Eingangssignal Si ist basierend auf der Motolautstärke bzw. dem Motorsound L des Motors M gebildet, wie nachfolgend im Detail beschrieben, korreliert also damit.
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Der Motorsound L des Fahrzeugs kann auf zwei verschiedene Arten erfasst werden. Entweder wird er künstlich durch ASD-Mittel ASD (ASD= Active Sound Design) erzeugt. Das dabei erzeugte Signal wird dann direkt als Eingangssignal Si an den Bass Shaker bzw. Körperschallerzeuger 2 gesendet.
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Alternativ kann der Motorsound L mittels entsprechenden Aufnahmemitteln 4 wie einem Mikrofon 4 direkt an einer geeigneten Stelle des Fahrzeugs aufgenommen werden. In diesem Fall kann es sein, dass der aufgenommene Motorsound L noch in ein geeignetes Eingangssignal Si für den Körperschallerzeuger 2 umgewandelt werden muss, was z.B. durch die CPU eines entsprechenden Steuergeräts des Fahrzeugs geschehen kann. Geeignete Stellen am Fahrzeug sind z. B. der Bereich im Motorraum oder nahe des Auspuffs.
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In beiden Fällen kann es nötig sein, das erzeugte Signal noch zu modifizieren, was ebenfalls die CPU ausführen kann. Dabei kann auch das von den ASD-Mitteln ASD erzeugte Eingangssignal Si zuerst zur CPU zur Weiterverarbeitung gesendet werden, was durch den Pfeil von ASD zu CPU in 1 dargestellt ist. Alternativ kann die Modifikation sogar bereits durch die ASD-Mittel ASD selbst geschehen, so dass diese dann das Eingangssignal Si direkt ausgeben können.
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Grundsätzlich korreliert das an die Körperschallerzeuger 2 übergebene Eingangssignal Si, genauer die dadurch erzeugten Vibrationen, mit dem Motorsound L. Je lauter der Motorsound L, desto stärker sind die an den Fahrzeugsitz 1 übertragenen Vibrationen.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Stärke der vom Körperschallerzeuger 2 erzeugten Vibration manuell eingestellt werden kann oder abhängig von einem aktuell eingestellten Fahrmodus automatisch eingestellt wird. So kann auf individuelle Wünsche des Insassen eingegangen werden. Auch kann durch Verändern der Stärke der Vibrationen abhängig vom eingestellten Fahrmodus das emotionale Erlebnis noch verstärkt werden.
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Optional kann die Drehzahl D des Motors M ebenfalls berücksichtigt werden. Dabei kann der Pegel des Eingangssignals Si zusätzlich derart gewählt werden, dass er direkt mit der aktuellen Drehzahl D des Motors M des Fahrzeugs korreliert. Je höher die Drehzahl D, z.B. bei Beschleunigungen oder bei höheren Geschwindigkeiten, desto lauter und kräftiger ist das (nicht künstlich erzeugte) Motorengeräusch. Zur Erfassung der Drehzahl D sind entsprechende Mittel 3 vorgesehen, welche das erfasste Drehzahlsignal D zur CPU zur Weiterverarbeitung senden.
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In allen Variationen wird das Eingangssignal Si an den Körperschallerzeuger 2 übermittelt, der einen entsprechenden Körperschall S ausgibt, welchen der Insasse als Vibration im Fahrzeugsitz 1 wahrnimmt. Dabei können auch je nach Fahrmodus unterschiedliche Körperschallerzeuger 2 durch die CPU zeitlich versetzt angesteuert werden, um das Fahrerlebnis noch zu optimieren.
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Durch die vorliegenden Ausführungen wird das Fahrzeug als lebendige Maschine empfunden, so dass eine Emotionalisierung stattfindet. Das heißt, dass die Motorleistung und Kraft des Fahrzeuges emotional erlebt wird, so dass eine emotionale Identifikation mit dem Fahrzeug verstärkt wird. Außerdem ist eine spielerische Interaktion mit dem Fahrzeug möglich, d.h. der Benutzer kann die Stärke der Vibrationen auf seine individuellen Vorlieben einstellen, um das Erlebnis für seine Bedürfnisse zu optimieren. Auch wird das aktive Ausleben von Emotionen im Fahrzeug gefördert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007036987 A1 [0002]
- DE 102014216161 A1 [0002]
- DE 102014214699 A1 [0002]
