Notrufsystem eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein eine Notrufsystem in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Zuge der Digitalisierung wird in Kraftfahrzeugen vermehrt der Automotive Audio Bus, abgekürzt A ² B oder A ² Bus, Verwendung finden, bei dem es die Möglichkeit zum Einsatz von digitalen Mikrofonen gibt. Die digitalen Mikrofone haben die Möglichkeit einen Beamformer zu realisieren und somit eine Sprecherunterscheidung im Fahrzeug nach Fahrer und Beifahrer umzusetzen, wobei Beamforming bedeutet, dass das digitale Mikrofon eine vorgesehene Richtcharakteristik aufweist.

Aktuell ist vorgesehen, dass der Busmaster, und somit auch die Berechnung des

Beamformers, vom Infotainmentsystem übernommen wird. Sollte der Busmaster nicht mehr aktiv sein, fällt also beispielsweise bei einem Unfall das Infotainmentsystem aus, findet auch kein Beamforming mehr statt. In diesem Fall wird nur noch eines der digitalen Mikrofone genutzt, welches dann aber mangels Ansteuerung keine Richtcharakteristik mehr besitzt und somit omnidirektional ist, also eine Kugelcharakteristik aufweist.

Für die Umsetzung von Notrufsystemen in Fahrzeugen ist dies jedoch kontraproduktiv, da der Notruflautsprecher in das Mikrofon aufgrund der Kugelcharakteristik des Mikrofons zurückschallen kann.

So betrifft die Druckschrift DE 10 2015 205 686 A1 eine Notfall-Meldevorrichtung in einem Kraftfahrzeug zur manuellen und/oder automatischen Meldung eines Notfalls an eine Meldezentrale, wobei zur Kommunikation mit einer Meldezentrale wenigstens eine aus wenigstens einem Mikrofon und wenigstens einem Lautsprecher bestehende Freihand- Kommunikationseinrichtung nutzbar ist. Dabei wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Mikrofon in einer ersten Ebene und der wenigstens eine Lautsprecher getrennt vom Mikrofon in einer zweiten Ebene angeordnet ist. Die zweite Ebene befindet sich in einer gewöhnlichen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hinter der ersten Ebene . Ferner weist das wenigstens eine Mikrofon wenigstens einen Bereich höherer oder höchster

Eingangsempfindlichkeit und wenigstens einen Bereich niedrigerer oder niedrigster

Eingangsempfindlichkeit auf. Das Mikrofon ist mit dem Bereich niedrigerer oder niedrigster Eingangsempfindlichkeit der zweiten Ebene zugewandt. Durch eine derartige Anordnung können gute akustische Entkopplungen zwischen Mikrofon und Lautsprecher realisiert und gute akustische Eigenschaften der Notfall-Meldevorrichtung erreicht werden.

Die Druckschrift DE 10 2010 034 237 A1 stellt ein Mikrofonsystem für ein Kraftfahrzeug bereit, das eine Mehrzahl von im Kraftfahrzeug verteilten Mikrofoneinrichtungen umfasst, die jeweils zumindest ein Mikrofon mit einer vorgegebenen Richtcharakteristik aufweisen. Das Mikrofonsystem umfasst ferner zumindest ein Datentransportnetzwerk und zumindest eine zentrale Recheneinheit. Die Mikrofoneinrichtungen, die mit dem Datentransportnetzwerk verbunden sind, weisen jeweils einen Taktgenerator auf und sind ausgebildet, ein digitales Signal auszugeben. Die zentrale Recheneinheit weist einen Taktgenerator auf und ist mit dem Datentransportnetzwerk kommunikativ gekoppelt, wobei durch die zentrale

Recheneinheit ein Algorithmus zur Berechnung von zumindest einer Richtwirkung der Mikrofone aus den digitalen Signalen ausführbar ist. Dabei ist das Datentransportnetzwerk ein digitales Fahrzeug-Bussystem, das die digitalen Signale von den Mikrofoneinrichtungen an die zentrale Recheneinheit überträgt, wobei zumindest eine der Komponenten

Mikrofoneinrichtungen und zentrale Recheneinheit eine Synchronisiereinrichtung zur Taktsynchronisierung der Taktgeneratoren umfasst.

Die Druckschrift DE 10 2013 019 194 A1 betrifft eine Mikrofonvorrichtung zum Erfassen eines Schallsignals in einem Kraftfahrzeug. An eine Verarbeitungsschaltung sind zumindest zwei Mikrofone angeschlossen und in einem ersten Verarbeitungsmodus wird ein digitales Ausgabesignal erzeugt, welches jedes Mikrofonsignal einzeln enthält. Eine Ankoppeleinheit sendet das Ausgabesignal über einen Kommunikationsbus aus. Die Ankoppeleinheit ist dazu ausgelegt, über den Kommunikationsbus zumindest einen vorbestimmten Steuerbefehl zu empfangen und an eine Steuereinrichtung der Verarbeitungsschaltung auszugeben, die dazu ausgelegt ist, in Abhängigkeit von dem zumindest einen Steuerbefehl die

Verarbeitungsschaltung zwischen dem ersten Verarbeitungsmodus und einem zweiten Verarbeitungsmodus umzuschalten, wobei sich das im zweiten Verarbeitungsmodus erzeugte Ausgabesignal von dem im ersten Verarbeitungsmodus erzeugten Ausgabesignal unterscheidet. Die Druckschrift DE 10 2007 014 816 A1 betrifft ein Kommunikationssystem in einem

Fahrzeug, welches wenigstens zwei Mikrofone und Lautsprecher aufweist, die in einem Fahrzeug an den Grenzflächen des Innenraums angeordnet sind. Jeweils ein Lautsprecher und wenigstens ein Mikrofon sind dabei in einer kompakten elektroakustischen Baueinheit vereint, welche gleichzeitig eine Verstärkereinheit enthalten kann. Die elektroakustische Baueinheit ist dabei auf einem elektrischen Übertragungsweg mit wenigstens einer weiteren gleichartigen elektroakustischen Baueinheit verbunden, wobei die elektroakustischen

Baueinheiten jeweils mindestens ein Mikrofon einer Richtcharakteristik mit bipolaren Senken aufweisen. Zum Erzielen einer kompakten elektroakustischen Baueinheit sind Lautsprecher und Mikrofon räumlich dicht angrenzend ausgeführt, wobei zur Vermeidung von

Rückkopplungen zwischen Mikrofon und dem angrenzenden Lautsprecher dieser bzw.

dessen akustische Abstrahlung sich im Bereich der bipolaren Senken des Mikrofons befindet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Notrufsystem bei einem digitalen Mikrofon eines Kraftfahrzeugs mit einer Richtcharakteristik zu realisieren, bei dem

Störgeräusche vermindert werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Notrufsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Notrufsystem eines Kraftfahrzeugs umfasst ein digitales Mikrofon, welches über einen Automotive Audio Bus, kurz A ² Bus, mit einem Busmaster verbunden ist und von diesem zur Bereitstellung einer vorgegebenen Richtcharakteristik angesteuert wird, wobei

das digitale Mikrofon mindestens zwei Mikrofonkapseln aufweist,

die mindestens zwei Mikrofonkapseln symmetrisch zueinander angeordnet sind, das digitale Mikrofon in Fahrrichtung vor dem Ort des Fahrers und dem Ort des Beifahrers angeordnet ist, und

bei einem Ausfall des Busmasters zwei Mikrofonkapseln verpolt seriell miteinander verschaltet werden, so dass eine gemeinsame Achtcharakteristik erzeugt wird, und die gemeinsamen Signale aus dem digitalen Mikrofon zur weiteren Verarbeitung herausgeführt werden. Durch die Erzeugung einer Achtcharakteristik der beiden miteinander verpolt verschalteten Mikrofonkapseln wird zumindest eine ausreichende Ausrichtung auf den Fahrer und den Beifahrer erzielt, so dass im Notfall bei einem Ausfall des Busmasters und damit des gesamten A ² Bus die Notrufzentrale der Empfang von sowohl Fahrer als auch gegebenenfalls Beifahrer besser ist.

Vorzugsweise sind die mindestens zwei Mikrofonkapseln in einer horizontalen Ebene des Fahrzeugs angeordnet, wobei insbesondere die beiden Mikrofonkapseln symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse angeordnet sein können. Dadurch wird die Trennung zwischen Fahrer und Beifahrer verbessert, da die Achtcharakteristik sich symmetrisch zur

Fahrzeuglängsachse erstreckt.

Vorzugsweise ist der Busmaster durch ein Infotainment-System des Kraftfahrzeugs realisiert, wodurch ein separater Busmaster unnötig ist.

Weiter bevorzugt werden die gemeinsamen Signale der zwei verpolt seriell miteinander verschalteten Mikrofonkapseln direkt einer Online-Verbindungseinheit zur Weiterverarbeitung zugeführt, wobei die Online-Verbindungseinheit den Zugriff auf eine Notrufzentrale im Fall eines Notfalls bereitstellt und die Online-Verbindungseinheit die gemeinsamen Signale der Mikrofonkapseln der Notrufzentrale zuführt.

Weiter bevorzugt weist das Notrufsystem mindestens einen Notruflautsprecher auf, damit die Notrufzentrale mit dem Fahrer oder dem Beifahrer im Notfall kommunizieren kann.

Vorzugsweise ist der Notruflautsprecher auf der Symmetrieachse der beiden

Mikrofonkapseln in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor den Mikrofonkapseln angeordnet. Auf diese Weise werden Schalleinträge des Notruflautsprechers auf die verpolt miteinander verschalteten Mikrofonkapseln minimiert.

In einer anderen Ausführungsform ist der Notruflautsprecher im Defrostkanal des Fahrzeugs angeordnet, wodurch ein diffuseres Schallfeld im Zusammenhang mit dem Mikrofon und der Achtcharakteristik erzeugt wird.

Ferner kann der Notruflautsprecher auf der Instrumententafel in der Centerposition oder hinter Fahrer und Beifahrer angeordnet sein. Ferner muss zwischen den verpolt seriell erschalteten Mikrofonkapseln und dem

Notruflautsprecher eine entsprechende Distanz und somit eine akustische Laufzeit vorhanden sein, damit in der nachgeschalteten digitalen Signalverarbeitung eine

Echokompensation ermöglicht werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein digitales Mikrofonsystem mit A ² B-Bus,

Fig. 2 das Beamforming des digitalen Mikrofonsystems mit Ausrichtung auf den Fahrer und Beifahrer,

Fig. 3 die Verwendung des digitalen Mikrofonsystems als Notruf,

Fig. 4 die Achtcharakteristik des Mikrofonsystems in einem Notfall, und

Fig. 5 die Anordnung eines Notruflautsprechers im Mikrofonsystem in Zusammenhang mit einem Notfall.

Fig. 1 zeigt ein in einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) angeordnetes digitales Mikrofon 1 , welches mit einem Infotainment-System 2 des Kraftfahrzeugs über einen Bus 3 verbunden ist. Dabei kommt als Bus 3 der Automotive Audio Bus, kurz A ² Bus, zum Einsatz, wobei das Infotainment-System 2 in diesem Beispiel gleichzeitig die Rolle des Busmasters übernimmt. Mit einem digitalen Mikrofon kann ein Beamformer realisiert werden, wodurch eine

Sprecherunterscheidung zwischen Fahrer und Beifahrer möglich ist, da die

Empfangscharakteristik eines digitalen Mikrofons steuerbar ist und als Funktion des

Raumwinkels verändert werden kann.

Im Beispiel der Fig. 1 umfasst das digitale Mikrofon 1 drei Mikrofonkapseln 4, 5 und 6, die jeweils unter Berücksichtigung ihrer Polaritäten "+" und über Verbindungen 4+, 4-, 5+, 5-, 6+ und 6- mit einem A/D-Wandler 7 verbunden sind, in dem die Umwandlung der analogen Signale der Mikrofonkapseln 4, 5, 6 in digitale Signale erfolgt. Die drei Mikrofonsignale des A/D-Wandlers 7 werden einem A ² B-Interface 8 zugeführt, der die digitalen Mikrofonsignale auf den A ² Bus 3 legt.

Der A ² Bus 3 führt die digitalen Mikrofonsignale dem Infotainment-System 2 über ein A ² B- Interface 9 zur weiteren Bearbeitung zu. Das Infotainment-System 2 verfügt über eine Beamforming-Einrichtung 10, welches Steuersignale erzeugt, mittels der die

Richtcharakteristik des digitalen Mikrofons 1 eingestellt werden kann. Diese Steuersignale werden dem digitalen Mikrofon 1 vom Infotainment-System 2 über den A ² Bus 3 zugeführt.

Fig. 2 zeigt das Beamforming, also die Erzeugung eines spezifischen Richtcharakteristik 11 durch das digitale Mikrofon 1 im Detail, wobei der Einfachheit halber nur die drei

Mikrofonkapseln 4, 5 und 6 des digitalen Mikrofons 1 mit ihren Verbindungen 4+, 4-, 5+, 5-, 6+ und 6- dargestellt sind. Durch die in Zusammenhang mit der Fig. 1 geschilderte

Ansteuerung des digitalen Mikrofons 1 mit seinen drei Mikrofonkapseln 4, 5, 6 kann eine spezifische Richtcharakteristik 11 mit den dargestellten zwei Keulen 12 und 13 erreicht werden, wobei sich eine Keule 12 auf den Fahrer 14 und sich die andere Keule 13 auf den Beifahrer 15 richtet. Auf diese Weise kann seitens des in Fig. 1 dargestellten Infotainment- Systems 2 eine Selektion zwischen Fahrer 14 und Beifahrer 15 vorgenommen werden.

Sollte der durch das Infotainment-System 2 verkörperte Busmaster nicht mehr aktiv sein, was der Fall sein kann, wenn beispielsweise bei einem Unfall das Infotainmentsystem 2 ausfällt, so findet auch kein Beamforming mehr statt und die spezifische Richtcharakteristik 11 des digitalen Mikrofons 1 ist mangels einer entsprechenden Ansteuerung nicht mehr vorhanden. Selbst wenn das digitale Mikrofon 1 noch aktiv ist, kann im Fall eines Unfalls nicht mehr zwischen Fahrer 14 und Beifahrer 15 unterschieden werden, da das digitale Mikrofon 1 keine Richtcharakteristik mehr besitzt und somit omnidirektional ist, also eine Kugelcharakteristik besitzt, wobei die Kugelcharakteristik für jede Mikrofonkapsel 4, 5, 6 zutrifft. Für die Umsetzung von Notrufsystemen in Fahrzeugen ist dies jedoch

kontraproduktiv, da der Notruflautsprecher in das Mikrofon 1 zurückschallen kann. Es ist auch denkbar, dass die drei Mikrofonkapseln 4, 5 und 6 nach der Abkopplung vom

Infotainment-System 2 eine andere Richtcharakteristik aufweisen, beispielsweise eine Nierencharakteristik.

Fig. 3 zeigt das digitale Mikrofon 1 und dessen Verbindung mit dem Infotainment-System 2 analog zu Fig. 1 , wobei gleiche Bezugszeichen die identische Bedeutung wie in Fig. 1 haben, so dass zu deren explizite Erläuterung auf die Fig. 1 verwiesen wird. Neben dem Infotainment-System 2 ist eine Online-Verbindungseinheit 20 vorhanden, die über ein A ² B- Interface 21 ebenfalls auf den A ² Bus Zugriff hat und die Verbindung zur Außenwelt über Mobilfunk herstellt.

Sollte der durch das Infotainment-System 2 realisierte Busmaster, welcher für die

Berechnung des Beamformers zuständig ist, nicht mehr zur Verfügung stehen, werden zwei der drei Mikrofonkapsel 4, 5, 6 verpolt zusammengeschaltet.

Im dargestellten Fall werden daher in der Darstellung der Fig. 3 im Fehlerfall die obere Mikrofonkapsel 4 mit der unteren Mikrofonkapsel 6 verpolt seriell miteinander verschaltet. Dies wird realisiert, indem der negative Anschluss 6- der unteren Mikrofonkapsel 6 über eine Verbindung 19 herausgeführt wird und der positive Anschluss 6+ der unteren Mikrofonkapsel 6 über eine Verbindung 17 mit dem negativen Anschluss 4- der oberen Mikrofonkapsel 4 verbunden wird und die Signale des poritiven Anschlusses 4+ der oberen Mikrofonkapsel 4 über eine weitere separate Verbindungen 18 aus dem digitalen Mikrofon 1 herausgeführt wird. Die auf den herausführenden Verbindungen 18 und 19 der verpolt seriell verschalteten Mikrofonkapseln 4, 6 liegenden gemeinsamen Signale werden einer Online- Verbindungseinheit 20 zugeführt, in welcher die gemainsamen Signale weiter verarbeitet werden. Diese Analogsignale der verpolt seriell verschalteten Mikrofonkapseln 4, 6 können in der Online-Verbindungseinheit 20 analog weiter geleitet werden oder sie werden in digitale Signale über einen A/D-Wandler (nicht dargestellt) umgewandelt und als solche im Notfall zu einem entfernten Empfänger per Funk übertragen.

Die Online-Verbindungseinheit 20 kann weiterhin über ein A ² B-Interface 21 mit dem A ² Bus 3 verbunden sein und im ungestörten Fall zum Übertragen der digitalen Informationen des digitalen Mikrofons 1 an die Außenwelt dienen.

Ferner ist es möglich, dass bei einem Ausfall der Infotainment-Systems 2 die Online- Verbindungseinheit 20 auch den Busmaster realisieren und das Beamfroming übernehmen kann. Sollte die Rechnerkapazität zur Berechung des Beamformings in der Online- Verbindungseinheit 20 nicht ausreichen, kann die Online-Verbindungseinheit 20 den A ² Bus immer noch steuern und die Mikrofonsignale in digitaler Form vom A ² Bus nutzen, da alle Signale immer noch vorhanden sind . Durch eine einfache Negation eines Mikrofonsignal vom Mikrofon 6 und eine anschließende Addition zum Mikrofonsignal 4. Die Bezeichnungen "oben" und "unten" beziehen sich auf die in der Fig. 3 dargestellte Anordnung. Wie sich aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt, ist das digitale Mikrofon 1 mit den Mikrofonkapseln 4, 5 und 6 vor dem Fahrer 14, bzw. Beifahrer 15 angeordnet. Daher ist in der Fahrzeugebene die obere Mikrofonkapsel 4 auf der linken Seite des Fahrzeugs, die mittlere Mikrofonkapsel 5 fahrzeugmittig und die untere Mikrofonkapsel 6 auf der rechten Seite des Fahrzeugs angeordnet.

Fig. 4 zeigt die Wirkung der verpolten seriellen Verschaltung der beiden Mikrofonkapseln 4 und 6. Wie bereits in Zusammenhang mit der Fig. 3 ausgeführt, wird der positive Abschluss 6+ der unteren, also in Fahrtrichtung rechten Mikrofonkapsel 6 mit dem neativen Anschluss 4- der oberen, also in Fahrtrichtung linken Mikrofonkapsel 4 verbunden und der negative Anschuss 6- der unteren Mikrofonkapsel 6 sowie der positive Anschluss 4+ der oberen Mikrofonkapsel werden als Verbindungen 18 und 19 herausgeführt. Da mangels Busmaster keine Ansteuerung der beiden Mikrofonkapseln 4 und 6 erfolgt, weist jede Mikrofonkapsel 4,

6 jeweils eine Kugelcharakteristik 23, 24 auf. Durch die verpolte serielle Verschaltung der beiden Mikrofonkapseln 4, 6 resultiert aus den beiden Kugelcharakteristiken 23, 24 die in Fig. 4 dargestellte Achtcharakteristik 22, wenn sich die beiden Mikrofonkapseln 4, 6 auf einer Ebene befinden. Durch die von den beiden Mikrofonkapselns 4, 6 erzeugte

Achtcharakteristik 22 ist noch eine gewissse Richtwirkung in Richtung von Fahrer 14 und Beifahrer 15 erkennbar, wenn auch nicht so ausgeprägt wie im ansteuerbaren Fall der Fig. 2.

Fig. 5 zeigt das digitale Mikrofon 1 in einem Notfall, bei dem die beiden in einer horizontalen Fahrzeugebene angepordneten Mikrofonkapseln 4, 6 im Fall eines Notfalls verpolt seriell miteinander verschaltet sind, so dass sich die dargestellte Achtcharakteristik 22 vor dem Fahrer 14 und Beifahrer 15 ergibt. Dabei ist die Achtcharakteristik 22 eine Folge der beiden Kugelcharakteristiken 23, 24 der beiden Mikrofonkapseln 4, 6 und es entsteht ein akustischer Dipol.

Vorzugsweise ist auf der Fahrzeuglängsachse 25 ein Notruflautsprecher 26 in Fahrtrichtung 27 vor den beiden Mikrofonkapsel 4, 6 angeordnet, wobei die Anordnung nicht zwingend ist. Andere Anordnungen, beispielsweise zwischen Fahrer 14 und Beifahrer 15 oder in der zweiten Sitzreihe dahinter sind denkbar. Bedingt durch die Achtcharakteristik 22 aufgrund der symmetrischen Anordnung der Mikrofonkapseln 4, 6 im Fahrzeug werden nicht nur statische Störgeräusche von vornherein kompensiert sondern auch noch die Schalleinträge vom Notruftlautsprecher 26 kompensiert, wenn dieser auf der Nullachse der Anordnung der Mikrofonkapseln 4, 6 verbaut ist, die im Beispiel der Fig. 5 durch die Fahrzeuglängsache 25 gebildet wird, der sogenannten Centerposition des Fahrzeugcockpits.

Eine andere Möglichkeit der Anordnung des Notruflautsprechers 26 ist dessen Anordnung im Defrostluftkanal des Fahrzeugs, wodurch eine homogenere Schallausbreitung im Fahrzeug ermöglicht wird .

Bezugszeichenliste

Digitales Mikrofon

Infotainment-System

Automotive Audio Bus, auch als A ² B oder A ² Bus bezeichnet

Mikrofonkapsel

+ Positiver Anschluss

- Negativer Anschluss

Mikrofonkapsel

+ Positiver Anschluss

+ Negativer Anschluss

Mikrofonkapsel

+ Positiver Anschluss

Negativer Anschluss

A/D-Wandler

A ² B-Interface

A ² B-Interface

0 Beamforming-Einrichtung

1 spezifische Richtcharakteristik

2 Strahlkeule

3 Strahlkeule

4 Fahrer

5 Beifahrer

6 Verbindung

7 Verbindung Verbindung

Verbindung

Online-Verbindungs-Einheit A ² B-Interface

Achtcharakteristik Notfall Kugelcharakteristik

Kugelcharakteristik

Fahrzeuglängsachse Notruflautsprecher

Fahrtrichtung