DE102019209981A1 - Mikrofoneinrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Mikrofoneinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Mikrofoneinrichtung - Google Patents

Mikrofoneinrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Mikrofoneinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer Mikrofoneinrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mikrofoneinrichtung (12) aufweisend zumindest ein Mikrofon (14) mit einer Empfangsmembran (16) zum Erfassen eines Umgebungsschalls (24) einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs (10) und mit einer Wandlereinheit (18) zum Wandeln des erfassten Umgebungsschalls (24) in ein zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierendes Signal, wobei das Signal dazu ausgebildet ist, mittels einer Lautsprechereinrichtung für das Kraftfahrzeug (10) in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs (10) einen zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden Innenraumschall zu erzeugen. Die Empfangsmembran (16) ist als ein Kraftfahrzeugbauteil für einen Spiegel oder eine Fensterscheibe oder ein Außenblech ausgestaltet, durch welches in einem vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs (10) bereitgestellt ist, welche der Umgebungsschall (24) zu einer zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden mechanischen Schwingung (26) anregt und welche die mechanische Schwingung (26) auf ein Signalerzeugungselement (20) der Wandlereinheit (18) zum Erzeugen des Signals überträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mikrofoneinrichtung aufweisend zumindest ein Mikrofon mit einer Empfangsmembran zum Erfassen eines Umgebungsschalls einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs und mit einer Wandlereinheit zum Wandeln des erfassten Umgebungsschalls in ein zu dem Umgebungsschall korrespondierendes Signal. Das Signal ist dazu ausgebildet, mittels einer Lautsprechereinrichtung für das Kraftfahrzeug in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs einen zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Innenraumschall zu erzeugen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Mikrofoneinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Mikrofroneinrichtung.
  • Im Zuge des technischen Fortschritts in Bezug auf die schalldämpfenden Eigenschaften von Karosseriebauteilen für Kraftfahrzeuge wird ein Wahrnehmen eines Umgebungsschalls in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs für einen Kraftfahrzeuginsassen immer schwieriger. Dies kann sich nachteilig auf ein Verkehrsverhalten des Kraftfahrzeuginsassen eines solchen Kraftfahrzeugs auswirken. So kann zum Beispiel durch den Kraftfahrzeuginsassen eine Sirene oder ein Hupen oder ein anderes Warnsignal von außerhalb des Kraftfahrzeugs nur erschwert oder gar nicht wahrgenommen werden.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, einen Umgebungsschall unter Verwendung einer Mikrofoneinrichtung im Innenraum eines Kraftfahrzeugs wiederzugeben. So beschreibt die DE 103 18 294 A1 beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung mit deren Hilfe ein Fahrer eines Fahrzeugs Außengeräusche verstärkt wahrnehmen kann. Hierbei kommen mehrere nicht näher beschriebene Mikrofone zum Einsatz.
  • Die DE 10 2015 015 130 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erfassen eines Umgebungsgeräuschs eines Kraftfahrzeugs mittels wenigstens eines Mikrofons. In Abhängigkeit von dem erfassten Umgebungsgeräusch wird mittels eines Lautsprechers eines Kopfhörers ein für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs wahrnehmbares Ausgabegeräusch erzeugt.
  • Die DE 10 2015 013 166 A1 beschreibt schließlich, wie in Abhängigkeit eines Alters eines Fahrzeugführers im Inneren des Fahrzeugs ausgegebene akustische Informationen bezüglich Tonlautstärke und/oder Tonhöhe angepasst werden können.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig herzustellende und wartungsarm zu betreibende Mikrofoneinrichtung der eingangs beschriebenen Art für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
  • Durch die Erfindung ist eine Mikrofoneinrichtung bereitgestellt. Die Mikrofoneinrichtung weist zumindest ein Mikrofon mit einer Empfangsfläche oder Empfangsmembran und mit einer Wandlereinheit auf. Die Empfangsmembran ist dazu ausgelegt, einen Umgebungsschall einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs zu erfassen. Mit anderen Worten ist die Empfangsmembran dazu ausgelegt, durch eine Druckwelle eines Umgebungsschalls zu einer mechanischen Schwingung angeregt zu werden. Die Wandlereinheit ist dazu ausgelegt, den derart als mechanische Schwingung erfassten Umgebungsschall in ein zu dem Umgebungsschall korrespondierendes Signal zu wandeln. Mit anderen Worten ist die Wandlereinheit dazu ausgelegt, die mechanische Schwingung der Empfangsmembran in ein elektrisches Signal zu wandeln oder zu übersetzen. Das Signal wiederum ist dazu ausgebildet, mittels einer Lautsprechereinrichtung für das Kraftfahrzeug in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs einen zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Innenraumschall zu erzeugen. Auf der Grundlage des Signals kann also der Umgebungsschall im Innenraum reproduziert werden. Ein Umgebungsschall umfasst beispielsweise das Ertönen eines Martinshorns und/oder das Ertönen einer Hupe eines weiteren Verkehrsteilnehmers und/oder einen Warnruf eines außerhalb des Kraftfahrzeug befindlichen Fußgängers.
  • Die erfindungsgemäße Mikrofoneinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Empfangsoberfläche oder Empfangsmembran des zumindest einen Mikrofons als ein Kraftfahrzeugbauteil für einen Spiegel oder eine Fensterscheibe oder ein Außenblech ausgestaltet ist. Mit anderen Worten ist die Empfangsmembran als eine homogene oder ebene Fläche, insbesondere als eine unberippte Fläche, also als eine Fläche ohne Berippung oder Knick, ausgestaltet. Eine solche Fläche ist vorteilhaft durch einen solchen Umgebungsschall zu der besagten mechanischen Schwingung anregbar, der eine Frequenz innerhalb des durch das menschliche Ohr wahrnehmbaren Frequenzspektrums aufweist. Genutzt wird hierzu eine Oberfläche eines Spiegels (Seitenspiegels oder Außenspiegels) oder einer Fensterscheibe oder eines Außenblechs.
  • Durch das Kraftfahrzeugbauteil ist somit in einem vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Ein vorbestimmter Einbauzustand entspricht insbesondere einem bestimmungsgemäßen Einbauzustand des Kraftfahrzeugbauteils im Kraftfahrzeug. Die durch das Kraftfahrzeugbauteil bereitgestellte Außenfläche des Kraftfahrzeugs ist bevorzugt für eine Druckwelle eines Umgebungsschalls zugänglich. Die so bereitgestellte Außenfläche des Kraftfahrzeugs wird in dem vorbestimmten Einbauzustand durch den Umgebungsschall zu einer zu dem Umgebungsschall korrespondierenden mechanischen Schwingung angeregt. Die Außenfläche des Kraftfahrzeugs überträgt die mechanische Schwingung auf ein Signalerzeugungselement der Wandlereinheit zum Erzeugen des Signals. Mit anderen Worten ist die Außenfläche des Kraftfahrzeugs mechanisch mit dem Signalerzeugungselement gekoppelt.
  • Es wird also ein Kraftfahrzeugbauteil, welches in dem ihm zugewiesenen bestimmungsgemäßen Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs bildet, als Empfangsmembran für das Mikrofon verwendet. Das Kraftfahrzeugbauteil ist bevorzugt als eine homogene oder ebene Fläche oder eine nicht geknickte oder eine nicht berippte Fläche ausgebildet.
  • Durch die Erfindung ist eine vorteilhafte 2-in-1-Lösung bereitgestellt. Ein Kraftfahrzeugbauteil des Kraftfahrzeugs, welches in dem ihm bestimmungsgemäß zugewiesenen vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs bereitstellt, wird zumindest zeitweise zugleich als Empfangsmembran für ein Mikrofon verwendet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass zusätzliche Bauteile für das Mikrofon vermieden werden können. Dies führt vorteilhaft zu einer Kostenersparnis und zu einem verminderten Wartungsaufwand für die Mikrofoneinrichtung.
  • Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Signalerzeugungselement der Wandlereinheit als ein Piezoelement ausgebildet und dazu ausgelegt ist, durch die mechanische Schwingung der Empfangsmembran elastisch verformt zu werden. Eine elastische Verformung führt bekanntermaßen in einem Piezoelement zur Erzeugung einer elektrischen Spannung. Die elastische Verformung, welche das Piezoelement dadurch erfährt, dass es die mechanische Schwingung der Empfangsmembran aufnimmt, ist dazu ausgebildet, zum Erzeugen des zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Signals eine zu dem Umgebungsschall korrespondierende elektrische Spannung zu erzeugen. Das Piezoelement kann beispielsweise durch einen Piezokristall oder ein piezoelektrisches Keramikbauteil realisiert sein. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer besonders leichten Bauweise der Mikrofoneinrichtung, da auf einen ferromagnetischen Käfig, wie er beispielsweise in einem Kondensatormikrofon eingesetzt werden müsste, verzichtet werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Signalerzeugungselement der Wandlereinheit als eine Anordnung aus Dehnungsmessstreifen ausgebildet ist. Ein solcher Dehnungsmessstreifen kann beispielsweise vorteilhaft in einer Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs als Heizdraht integriert sein. Wird eine solche Kraftfahrzeugheckscheibe durch einen Umgebungsschall zu einer mechanischen Schwingung angeregt, so kommt es in bekannter Weise zu einer Verformung des in der Heckscheibe integrierten Dehnungsmessstreifens. Diese Verformung führt zu elektrischen Spannungsschwankungen zwischen einzelnen elektrisch leitenden Elementen der Anordnung aus Dehnungsmessstreifen. Diese Spannungsschwankungen können wiederum zu einem zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Signal weiterverarbeitet werden. Durch die Verwendung von Dehnungsmessstreifen als Signalerzeugungselemente ergibt sich der Vorteil einer besonders platzsparenden Bauweise der Mikrofoneinrichtung, da durch die in der Kraftfahrzeugheckscheibe integrierten Dehnungsmessstreifen kein zusätzlicher Bauraum verbraucht wird. Außerdem ist es vorstellbar, die Dehnungsmessstreifen zusätzlich zu beheizen, um eine vorteilhafte Funktionsintegration von Heckscheibenheizungselement und Signalerzeugungselement zu realisieren.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Empfangsmembran als eine Spiegelfläche eines Außenspiegels des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer Funktionsintegration von Außenspiegelfläche und Empfangsmembran der Mikrofoneinrichtung. Zudem ist in modernen Außenspiegeln bereits eine Elektronik zum Verstellen oder Einstellen der jeweiligen Spiegelfläche vorhanden, deren elektrisch leitende Elemente zur Weiterleitung des zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Signals genutzt werden können, sodass eine Integration der beschriebenen Mikrofonfunktion in einen Außenspiegel ohne konstruktiven Mehraufwand möglich ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Empfangsmembran als eine Fensterscheibe eines Fensters des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Dies kann wie oben beschrieben durch eine Heckfensterscheibe des Kraftfahrzeugs realisiert sein, es kann aber auch eine Fensterscheibe eines beliebigen anderen Fensters des Kraftfahrzeugs hierfür verwendet werden. Auch hierdurch ergibt sich eine besonders platzsparende Realisierung der beschriebenen Mikrofoneinrichtung.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Mikrofoneinrichtung eine Signalerkennungseinheit aufweist. Die Signalerkennungseinheit ist dazu ausgebildet, in dem zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Signal ein zu einem vorbestimmten Warnschall korrespondierendes vorbestimmtes Warnsignal zu erkennen. Ein vorbestimmter Warnschall kann beispielsweise das Ertönen eines Martinshorns oder Folgetonhorns sein. Gemäß der gesetzlichen Regelungen, die für solche Folgetonhörner gelten, liegen die Frequenzen der durch die Folgetonhörner erzeugten Signale in einem festgelegten Frequenzbereich, insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 360 und 630 Hz. Die Signalerkennungseinheit kann nun beispielsweise als ein Mikrocontroller oder ein Steuerchip ausgestaltet sein, der dazu ausgelegt ist, unter Verwendung eines Filteralgorithmus vorbestimmte Signale in einem vorbestimmten Frequenzbereich, beispielsweise in dem oben genannten Frequenzbereich für Folgetonhörner, zu erkennen und aus dem Umgebungsschall zu filtern oder zu isolieren. Ein so gefiltertes Signal kann vorteilhaft im Fahrzeuginnenraum beispielsweise verstärkt wiedergegeben werden. Ein so gefiltertes Signal kann auch verfälscht oder geschönt im Kraftfahrzeuginnenraum wiedergegeben werden.
  • Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die Signalerkennungseinheit mithilfe eines Musterabgleichs, bei welchem der Umgebungsschall mit einem Referenzschall verglichen wird, den jeweiligen vorbestimmten Warnschall erkennt oder identifiziert. Als Referenzschall kann beispielsweise ein einem Martinshorn zugeordneter Schall in einer Referenzschalldatenbank der Signalerkennungseinheit hinterlegt sein. So kann eine Trennung von relevantem und irrelevantem Umgebungsschall durch die Signalerkennungseinheit realisiert werden.
  • Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zum Betreiben einer eingangs beschriebenen Mikrofoneinrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch die als ein Kraftfahrzeugbauteil für einen Spiegel oder eine Fensterscheibe oder ein Außenblech ausgestaltete Empfangsmembran in einem vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Der Umgebungsschall regt die so bereitgestellte Empfangsmembran zu einer zu dem Umgebungsschall korrespondierenden mechanischen Schwingung an und die Empfangsmembran überträgt die mechanische Schwingung auf ein Signalerzeugungselement der Wandlereinheit zum Erzeugen des Signals.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in dem zu dem Umgebungsschall korrespondierenden Signal durch die Signalerkennungseinheit das zu einem vorbestimmten Warnschall korrespondierende vorbestimmte Warnsignal erkannt wird und bei Erkennen des Warnsignals eine vorbestimmte Warnmaßnahme ausgelöst wird. Mit anderen Worten wird nur im Falle des Erkennens des Warnsignals die vorbestimmte Warnmaßnahme ausgelöst. Wird das Warnsignal nicht erkannt, wird auch keine Warnmaßnahme ausgelöst. Als vorbestimmte Warnmaßnahme kann beispielsweise ein optischer Warnhinweis auf einer Anzeigefläche im Innenraum des Kraftfahrzeugs angezeigt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann als Warnmaßnahme ein haptischer und/oder akustischer Warnhinweis an zumindest einen Kraftfahrzeuginsassen ausgegeben werden. Ein haptischer Warnhinweis kann beispielsweise in einem Vibrieren des Lenkrads bestehen. Ein akustischer Warnhinweis kann beispielsweise in einer naturgetreuen Wiedergabe des Warnschalls, also beispielsweise des Martinhorns, im Fahrzeuginnenraum ausgestaltet sein. Ein akustischer Warnhinweis kann allerdings auch ein Piepen und/oder Klingeln und/oder ein Sprachsignal sein.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Mikrofoneinrichtung.
  • Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Mikrofoneinrichtung beschrieben worden sind und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus ausgestaltet.
  • Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
  • Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Mikrofoneinrichtung;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 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 den gezeigten Kombinationen als Bestandteile der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einer Mikrofoneinrichtung 12. Die Mikrofoneinrichtung 12 weist ein Mikrofon 14 mit einer Empfangsmembran 16 und einer mechanisch mit der Empfangsmembran 16 gekoppelten Wandlereinheit 18 auf. Die Wandlereinheit 18 umfasst ein Signalerzeugungselement 20. In der in 1 gezeigten Ausführungsform weist die Mikrofoneinrichtung 12 darüber hinaus eine Signalerkennungseinheit 22 auf. Die Empfangsmembran 16 ist als ein Kraftfahrzeugbauteil des Kraftfahrzeugs 10 ausgestaltet. Das Kraftfahrzeugbauteil kann beispielsweise durch eine Spiegelfläche eines Außenspiegels und/oder eine Fensterscheibe eines Fensters des Kraftfahrzeugs 10 und/oder durch ein Außenblech des Kraftfahrzeugs 10 realisiert sein.
  • Der in 1 gezeigten Ausführungsform kann beispielhaft die Situation zugrunde liegen, dass ein nicht in 1 dargestellter Umgebungsschall 24 einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 10 auf eine als Spiegelfläche eines Außenspiegels des Kraftfahrzeugs 10 ausgestaltete Empfangsmembran 16 trifft. Die Spiegelfläche des Außenspiegels des Kraftfahrzeugs 10 erfasst den Umgebungsschall 24 und wird von dem Umgebungsschall 24 zu einer zu dem Umgebungsschall 24 korrespondierenden und nicht in 1 gezeigten mechanischen Schwingung 26 angeregt. Die Spiegelfläche des Außenspiegels des Kraftfahrzeugs 10 überträgt die mechanische Schwingung 26 auf das Signalerzeugungselement 20 der Wandlereinheit 18. In der in 1 gezeigten Ausführungsform kann das Signalerzeugungselement 20 durch ein mechanisch mit der Spiegelfläche des Außenspiegels des Kraftfahrzeugs 10 gekoppeltes Piezoelement realisiert sein. Das Piezoelement wird durch die mechanische Schwingung 26 elastisch verformt, wodurch in dem Piezoelement eine zu dem Umgebungsschall 24 korrespondierende elektrische Spannung 28 (nicht in 1 gezeigt) erzeugt wird. In dem so erzeugten zu dem Umgebungsschall 24 korrespondierenden Signal kann die Signalerkennungseinheit 22 ein Frequenzmuster eines vorbestimmten Warnsignals erkennen. Bei Erkennen des Warnsignals kann beispielsweise ein optischer Warnhinweis auf einer Anzeigefläche im Innenraum des Kraftfahrzeugs 10 angezeigt werden.
  • Unter Bezugnahme auf die in Zusammenhang mit 1 beschriebenen Komponenten zeigt 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird durch die Empfangsmembran 16 in einem vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs 10 bereitgestellt. Die Empfangsmembran 16 ist dabei als ein Kraftfahrzeugbauteil für einen Spiegel oder eine Fensterscheibe oder ein Außenblech ausgestaltet. In einem weiteren Verfahrensschritt S2 regt der Umgebungsschall 24 die Empfangsmembran 16 zu einer zu dem Umgebungsschall 24 korrespondierenden mechanischen Schwingung 26 an. Die Empfangsmembran 16 überträgt in einem weiteren Verfahrensschritt S3 die mechanische Schwingung 26 auf ein Signalerzeugungselement 20, welches als ein Piezoelement ausgestaltet sein kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird durch die Mikrofoneinrichtung 12 ein Mikrofon 14 oder Außenmikrofon 14 zum Durchschalten von Warn- und/oder Signaltönen in einen Fahrzeuginnenraum bereitgestellt.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass heutzutage Automobile oder Kraftfahrzeuge 10, vor allem mit steigender Fahrzeugklasse, immer (schall-)dichter und damit besser oder effizienter abgeschirmt gegenüber aller Art von Geräuschen von außerhalb des Kraftfahrzeugs 10 (also von einem Umgebungsschall 24) sind. Weiterhin wird von vielen Kraftfahrzeuginsassen laute Musik im Kraftfahrzeuginnenraum konsumiert, so dass Warn- und/oder Signaltöne von außen nicht oder nur schwer wahrgenommen werden können. Die betrifft insbesondere Geräusche, wie sie von Folgetonhörnern, bspw. von Polizei- und/oder Krankenwagen, ausgehen.
  • Durch die verbesserte Wahrnehmbarkeit von Warn- und/oder Signaltönen wird die Umfeldwahrnehmung erhöht und/oder Rettungsdienste werden in der Ausführung ihrer Pflicht unterstützt. Eine Behinderung von Rettungsdiensten, welche im Ernstfall auch als Straftat geahndet werden kann, kann durch die verbesserte Wahrnehmbarkeit vermieden werden. Eine solche Behinderung setzt keine böse Absicht voraus, sondern die oben beschriebene Fahrzeugeigenschaft der gesteigerten Schallundurchdringlichkeit reicht hierfür völlig aus.
  • Die Erfindung sieht bevorzugt die Verwendung eines speziellen Außenmikrofons 14 zur Aufnahme des Umgebungsgeräuschs oder Umgebungsschalls 24, das Erkennen oder Detektieren von Warn- und/oder Signaltönen im Hintergrundgeräusch und das Auslösen einer vorbestimmten Warnmaßnahme (oder eines Feedbacks) bei Identifikation eines solchen Signals an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 und/oder einen weiteren Fahrzeuginsassen vor.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kondensatormikrofone als Außenmikrofone 14 bekannt. Die Erfindung sieht in einer bevorzugten Ausführungsform die Integration einer Mikrofoneinrichtung 12 in die Außenspiegel eines Kraftfahrzeugs 10 vor, in der Form, dass die Spiegelfläche als Empfangsmembran 16 und ein integriertes Piezoelement als elektrischer Empfänger oder Signalerzeugungselement 20 genutzt wird (Funktionsintegration).
  • Die Detektion oder Signalerkennung beinhaltet unter anderem einen Algorithmus, der die akustischen Muster von Warn- und/oder Signaltönen aus den Umgebungsgeräuschen oder dem Umgebungsschall 24 herausfiltern kann. Dafür eignet sich z.B. ein Ringpuffer. Das Steuergerät inkl. Algorithmus (also die Signalerkennungseinheit 22) kann über Function on Demand mit neuen und/oder weiteren Warn- bzw. Signaltönen erweitert werden.
  • Im Anschluss an die Detektion kann das aufgenommene Signal über die Infotainment-Anlage oder eine Lautsprechereinrichtung des Kraftfahrzeugs 10 abgespielt werden. Oder es kann ein geschöntes Signal eingespielt werden. Außerdem kann auch die Infotainment Lautstärke und/oder eine Gebläsestufe verringert werden, damit die Warn- und/oder Signaltöne von außen besser wahrgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ können auch optische Warnungen im Kombidisplay und/oder im HUD (HUD - Head-up display) als Warnmaßnahme dargestellt werden.
  • Hierdurch entstehen die folgenden Vorteile. Zum einen wird eine Wahrnehmbarkeit von Warn- und/oder Signaltönen verbessert. Zusätzlich wird eine Funktionsintegration eines Mikrofons 14 oder einer Mikrofoneinrichtung 12 in den Außenspiegel (z.B. bei gepanzerten und/oder autonomen Fahrzeugen) realisiert. Kraftfahrzeuge 10 können noch dichter/gedämmter werden, ohne Einbußen der Umweltwahrnehmung.
  • Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine kostengünstig zu realisierende und wartungsarm zu betreibende Mikrofoneinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10318294 A1 [0003]
    • DE 102015015130 A1 [0004]
    • DE 102015013166 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Mikrofoneinrichtung (12) aufweisend zumindest ein Mikrofon (14) mit einer Empfangsmembran (16) zum Erfassen eines Umgebungsschalls (24) einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs (10) und mit einer Wandlereinheit (18) zum Wandeln des erfassten Umgebungsschalls (24) in ein zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierendes Signal, wobei das Signal dazu ausgebildet ist, mittels einer Lautsprechereinrichtung für das Kraftfahrzeug (10) in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs (10) einen zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden Innenraumschall zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsmembran (16) als ein Kraftfahrzeugbauteil für einen Spiegel oder eine Fensterscheibe oder ein Außenblech ausgestaltet ist, durch welches in einem vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs (10) bereitgestellt ist, welche der Umgebungsschall (24) zu einer zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden mechanischen Schwingung (26) anregt und welche die mechanische Schwingung (26) auf ein Signalerzeugungselement (20) der Wandlereinheit (18) zum Erzeugen des Signals überträgt.
  2. Mikrofoneinrichtung (12) nach Anspruch 1, wobei das Signalerzeugungselement (20) der Wandlereinheit (18) als ein Piezoelement und/oder Dehnungsmessstreifen ausgebildet und dazu ausgelegt ist, durch die mechanische Schwingung (26) der Empfangsmembran (16) elastisch verformt zu werden, wobei die elastische Verformung dazu ausgebildet ist, zum Erzeugen des zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden Signals durch das Piezoelement und/oder den Dehnungsmessstreifen, eine zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierende elektrische Spannung (28) zu erzeugen.
  3. Mikrofoneinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangsmembran (16) als eine Spiegelfläche eines Außenspiegels des Kraftfahrzeugs (10) ausgebildet ist.
  4. Mikrofoneinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Empfangsmembran (16) als eine Fensterscheibe eines Fensters des Kraftfahrzeugs (10) ausgebildet ist.
  5. Mikrofoneinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Signalerkennungseinheit (22), wobei die Signalerkennungseinheit (22) dazu ausgebildet ist, in dem zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden Signal ein zu einem vorbestimmten Warnschall korrespondierendes vorbestimmtes Warnsignal zu erkennen.
  6. Verfahren zum Betreiben einer Mikrofoneinrichtung (12), wobei die Mikrofoneinrichtung (12) zumindest ein Mikrofon (14) mit einer Empfangsmembran (16) zum Erfassen eines Umgebungsschalls (24) einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs (10) und eine Wandlereinheit (18) zum Wandeln des erfassten Umgebungsschalls (24) in ein zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierendes Signal aufweist, wobei das Signal dazu ausgebildet ist, mittels einer Lautsprechereinrichtung für das Kraftfahrzeug (10) in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs (10) einen zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden Innenraumschall zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass durch die als ein Kraftfahrzeugbauteil für einen Spiegel oder eine Fensterscheibe oder ein Außenblech ausgestaltete Empfangsmembran (16) in einem vorbestimmten Einbauzustand eine Außenfläche des Kraftfahrzeugs (10) bereitgestellt wird, der Umgebungsschall (24) die Empfangsmembran (16) zu einer zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden mechanischen Schwingung (26) anregt und die Empfangsmembran (16) die mechanische Schwingung (26) auf ein Signalerzeugungselement (20) der Wandlereinheit (18) zum Erzeugen des Signals überträgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem in dem zu dem Umgebungsschall (24) korrespondierenden Signal durch die Signalerkennungseinheit (22) das zu einem vorbestimmten Warnschall korrespondierende vorbestimmte Warnsignal erkannt wird und bei Erkennen des Warnsignals eine vorbestimmte Warnmaßnahme ausgelöst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei als vorbestimmte Warnmaßnahme ein optischer Warnhinweis auf einer Anzeigefläche im Innenraum des Kraftfahrzeugs (10) angezeigt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei als vorbestimmte Warnmaßnahme ein haptischer und/oder akustischer Warnhinweis an zumindest einen Kraftfahrzeuginsassen ausgegeben wird.
  10. Kraftfahrzeug (10) mit einer Mikrofoneinrichtung (12), die nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgestaltet ist und/oder dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9 durchzuführen.
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