DE102009012242A1

DE102009012242A1 - Akustisches, taktil unterstützbares Fahrzeuginsasseninformationssystem

Info

Publication number: DE102009012242A1
Application number: DE102009012242A
Authority: DE
Inventors: Frank Hass; Michael Ernst; Petra Geissler; Wolfram Wende
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2009-03-07
Filing date: 2009-03-07
Publication date: 2010-10-14
Also published as: EP2226217B1; ES2518440T3; EP2226217A1

Abstract

Um zu erreichen, dass die Besatzung eines Fahrzeuges (1), insbesondere eines gepanzerten Fahrzeuges, durch ein akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem (12) vor dem Eintreten eines Ereignisses vor diesem gewarnt wird, wobei die Besatzung die akustischen Warnsignale auch in Stresssituationen zuverlässig den bevorstehenden Ereignissen zuordnen, schlägt die Erfindung vor, dass von Sensoren (2-11) aufgenommene Daten akustisch an den Fahrer und/oder Kommandanten des entsprechenden Fahrzeuges (1) gemeldet werden, indem das entsprechende natürliche Geräusch simuliert wird, bevor das Ereignis real auftritt.

Description

Die Erfindung betrifft ein akustisches/taktiles Fahrzeuginsasseninformationssystem zur Überwachung eines äußeren Fahrzeugumfeldes, insbesondere für gepanzerte Fahrzeuge.
In gepanzerten Fahrzeugen mit schallisolierenden Schutzelementen oder Fahrzeugen, die aus Komfortgründen akustisch gut isoliert sind, werden natürliche Geräusche, wie etwa die Bodenberührung der Wanne eines Panzers bei Geländefahrten oder das seitliche Berühren eines Hindernisses durch das entsprechende Fahrzeug, häufig von der Besatzung nicht mehr wahrgenommen. Sofern derartige Geräusche aber wahrgenommen werden, ist das entsprechende Ereignis bereits eingetreten, d. h. der Fahrzeugboden ist bereits durch den Bodenkontakt oder die Wandberührung beschädigt oder der Reifen des Fahrzeuges ist bereits geplatzt etc.
Bekannt sind akustische Hinweis- und Warnsysteme aus dem zivilen Fahrzeugbereich, wie beispielsweise die Einparkhilfen für Kraftfahrzeuge.
Eine Abstandswarnung für Fahrzeuge beschreibt die DE 10 2008 005 879 A1 . Eine optisch-akustische Rückfahr- und Einparkhilfe für Fahrzeuge mit einer Anhängerkupplung wird in der DE 20 2005 012 133 U1 näher betrachtet. Eine weitere Einparkhilfe ist der DE 20 2008 005 431 U1 entnehmbar, eine Abstandskontrolleinheit der DE 20 2007 013 190 U1 .
Umgebungsinformationen als Hilfen werden in der DE 10 2007 022 523 A1 sowie der DE 10 2006 061 390 A1 einbezogen.
Derartige akustische Einrichtungen erzeugen ein künstliches Signal, das von dem Fahrer des entsprechenden Fahrzeuges erst interpretiert werden muss. So wird bei bekannten Einparkhilfen ein Piepton erzeugt, wobei bei Unterschreiten eines Mindestabstandes die Taktfrequenz aufeinanderfolgender Töne erhöht wird. In einigen Fahrzeugen, beispielsweise von Mercedes Benz, erfolgt zudem eine Sichtbarmachung des Abstandes durch Lichtdioden, die farblich gekennzeichnet und in Anzahl die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug oder Objekt signalisieren.
Eine taktile Information für den Fahrzeugführer bezüglich der Einbehaltung der Fahrspur besitzt beispielsweise der Citroen C6. In den Fällen, wo ein gewisser Seitenabstand nicht eingehalten wird, wird ein Vibrieren im Fahrersitz erzeugt, wobei ein linkes Vibrieren darauf hinweist, dass der Abstand an der linken Fahrzeugseite bedenklich ist, während ein Vibrieren in der rechten Fahrerseite angibt, dass der seitlichen Abstand an der rechten Fahrzeugseite durch das Warnsystem als nicht ausreichend angesehen wird.
Insbesondere Warntöne in unterschiedlichen Frequenzen und Lautstärken für unterschiedlich akut auftretende Ereignisse können in der Regel vom Bediener eines gepanzerten Fahrzeuges in Stresssituationen aber nicht zuverlässig zugeordnet werden, und zwar insbesondere dann nicht, wenn vor unterschiedlichen Ereignissen gewarnt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem zur Überwachung des Fahrzeugumfeldes anzugeben, bei dem die Besatzung des Fahrzeuges bereits vor Eintreten eines Ereignisses vor diesem gewarnt wird und bei dem die Besatzung die akustischen/taktilen Warnsignale auch in Stresssituationen zuverlässig den bevorstehenden Ereignissen zuordnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, dass von Sensoren aufgenommene Daten akustisch an den Fahrer und/oder Kommandanten des entsprechenden Fahrzeuges gemeldet werden, indem das entsprechende natürliche Geräusch simuliert wird, bevor das Ereignis real auftritt.
Diese Geräuschsimulation lässt dem Fahrer des entsprechenden Fahrzeuges genug Zeit, ein Ereignis abzuwenden und so z. B. einen Unfall zu verhindern.
Hierzu umfasst das Fahrzeuginsasseninformationssystem mehrere Sensoren zur Überwachung des äußeren Fahrzeugumfeldes, wobei die Sensoren mit einer Steuervorrichtung verbunden sind, welche mit mindestens einem akustischen Geräuschsimulator zusammenwirkt, der ein dem natürlichen Geräusch eines durch die Sensoren überwachten möglichen Ereignisses entsprechendes Geräusch erzeugt und auf eine Lautsprecheranordnung und/oder eine Stereo-Bordverständigungsanlage überträgt. Dabei ist die Steuervorrichtung derart ausgebildet, dass sie die von den Sensoren empfangenen Signale ständig überwacht und bei Überschreiten eines auf ein bestimmtes Ereignis bezogenen, vorgegebenen Grenzwertes den Geräuschsimulator aktiviert, wobei der Grenzwert derart gewählt ist, dass ein Simulationsgeräusch bereits vor Eintritt des tatsächlichen Ereignisses erzeugt wird.
Zur Überwachung der Bodenfreiheit des Fahrzeuges, insbesondere bei Geländefahrten, aber auch zur Überwachung der Mindestabstände des Fahrzeuges beim Passieren von Engstellen im Gelände und beim Einfahren in Flugzeuge, können als Sensoren Ultraschallsensoren unterhalb des Fahrzeugbodens bzw. an den Fahrzeugecken befestigt werden, wobei der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er die bei Berührung des Fahrzeugbodens mit dem Erdboden typischen Kratz- oder Knirschgeräusche erzeugt.
Zur Überwachung der bug- und/oder heckseitigen Abstände des Fahrzeuges von einem Hindernis können als Sensoren ebenfalls Ultraschallsensoren bug- und/oder heckseitig an dem Fahrzeug befestigt werden, wobei der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung ein Unfallklirren erzeugt.
Auch zur Überwachung der maximalen Wattiefe beim Durchqueren von Gewässern können entsprechende Sensoren an dem Fahrzeug angeordnet werden, wobei der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung ein Wasserplätschern erzeugt.
Ferner kann zur Überwachung des Fahrzeugumfeldes auf einen möglichen Beschuss entsprechende Sensoren (beispielsweise das an sich bekannte „Sniper Location System SLI”) verwendet werden, wobei der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung einen Schussknall erzeugt.
Die dem natürlichen Geräusch des jeweiligen Ereignisses entsprechenden akustischen Warnungen müssen nicht interpretiert werden. So bedeutet ein Unfallklirren, dass ein Unfall naht, ein Schussknall zeigt an, dass man beschossen werden wird. Der Fahrer und/oder der Kommandant müssen diese Signale nicht lernen, vielmehr werden sie auf diese Geräusche auch in Stresssituationen richtig reagieren, da die akustischen Warnsignale nicht fehl interpretiert werden können.
Damit beispielsweise bei einem gepanzerten Fahrzeug der Fahrer und/oder der Kommandant die Richtung des Geräusches erkennen können, sollten vorzugsweise vier Lautsprecher horizontal um den Fahrer und/oder um den Kommandanten herum angeordnet und ein Lautsprecher unter den Sitzen befestigt werden. Der Fahrer und/oder Kommandant wissen beispielsweise bei Ertönen eines Unfallklirrens dann nicht nur, dass ein Mindestabstand unterschritten wurde, sondern auch, dass der Mindestabstand beispielsweise vorne rechts unterschritten wurde.
Um Verwechslungen mit realen Geräuschen auszuschließen, können die simulierten Geräusche z. B. in einem unnatürlich tiefen Frequenzbereich abgespielt oder mit einem zusätzlichen Warnton unterlegt werden.
Eine taktile Unterstützung der akustischen Signale erhöht bekanntlich das Registrieren eines bevorstehenden Ereignisses durch die Fahrzeugbesatzung. Ob diese Unterstützung in den Sitz oder unter Gefechtseinsatz in einem Kopfhelm oder dergleichen eingebunden wird, ist abhängig der individuellen Ausgestaltung. Auch ein einfaches Vibrieren eines Lenkrades wäre möglich.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 einen Kampfpanzer mit mehreren an der Außenseite verdeckt angeordneten Sensoren eines erfindungsgemäßen akustischen Fahrzeuginsasseninformationssystems und
2 ein stark vereinfachtes elektrisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen akustischen Fahrzeuginsasseninformationssystems.
In 1 ist mit 1 ein Kampfpanzer bezeichnet, an dessen Außenwände mehrere verdeckt angeordnete und gestrichelt angedeutete Sensoren 2–11 eines erfindungsgemäßen akustischen Fahrzeuginsasseninformationssystems 12 zur Überwachung des äußeren Umfeldes des Panzers 1 befestigt sind.
Die Sensoren 2–11 sind mit einer elektronischen Steuervorrichtung 13 verbunden (2), die einen Mikroprozessor 14 umfasst und die Sensoren 2–11 ständig überwacht. Der Mikroprozessor 14 ist unter anderem mit einem programmierbaren Speicher 15 verbunden, in dem verschiedene vorgegebene digitale Klangbilder von Geräuschen abgespeichert sind, welche den zu überwachenden Ereignissen entsprechen. Der Mikroprozessor 14 bildet daher zusammen mit dem Speicher 15 einen Geräuschsimulator, der mit mehreren Lautsprechern 16–20 elektrisch verbunden ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Sensoren 2–7 um Ultraschallabstandssensoren, wobei die an dem Fahrzeugboden 21 befestigten Sensoren 2 und 3 die Bodenfreiheit des Kampfpanzers 1, insbesondere bei Geländefahrten, überwachen sollen. Sobald daher die Steuervorrichtung 13 aufgrund der empfangenen Signale der Sensoren 2, 3 einen Abstand zwischen Fahrzeugboden 21 und dem Erdboden detektiert, welcher einem vorgegebenen Sollwert entspricht, wird der Geräuschsimulator aktiviert, d. h. der Mikroprozessor 14 greift auf den diesen Sensoren 2, 3 zugeordneten Speicherbereich des Speichers 15 zu und überträgt die entsprechenden digitalen Signale auf eine nicht dargestellte Einheit, welche die digitalen Geräuschsignale in entsprechende analoge Geräuschsignale umwandelt. Diese Geräuschsignale werden dann den Lautsprechern 16–20 zugeführt, so dass der Fahrer die bei Berührung des Fahrzeugbodens 21 mit dem Erdboden typischen Kratz- oder Knirschgeräusche wahrnimmt, obwohl tatsächlich noch keine Berührung des Fahrzeugbodens 21 mit dem Erdboden stattgefunden hat. Dabei können die simulierten Geräusche von dem Geräuschsimulator in einem gegenüber entsprechenden natürlichen Geräuschen tieferen Frequenzbereich erzeugt werden, um simulierte und tatsächliche Geräusche sicher unterscheiden zu können.
Die Sensoren 4 und 5 dienen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Überwachung der Mindestabstände des Kampfpanzers 1 beispielsweise beim Passieren von Engstellen im Gelände und beim Einfahren in Flugzeuge, wobei auch in diesem Fall der Geräuschsimulator die bei Berührung der Fahrzeugseiten mit dem Hindernis typischen Kratz- oder Knirschgeräusche erzeugt, wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten ist.
Zur Überwachung der bug- und/oder heckseitigen Abstände des Kampfpanzers 1 von einem Hindernis sind bug- und heckseitig an dem Kampfpanzer 1 die Sensoren 6 und 7 befestigt, wobei bei Aktivierung des Geräuschsimulators durch diese Sensoren 6, 7 ein Unfallklirren erzeugt wird.
Der mit 8 bezeichnete Sensor dient zur Überwachung der maximalen Wattiefe beim Durchqueren des Kampfpanzers 1 von Gewässern, wobei der Geräuschsimulator bei seiner Aktivierung durch diesen Sensor 8 als Geräusch ein Wasserplätschern erzeugt.
Schließlich dienen die Sensoren 9–11 zur Überwachung des Fahrzeugumfeldes auf einen möglichen Beschuss. Bei Aktivierung des Geräuschsimulators durch diese Sensoren 9, 10 wird als Geräusch ein Schussknall erzeugt.
Die aus den Lautsprechern 16–19 bestehende Anordnung ist horizontal rund um den Fahrer des Kampfpanzers 1 angeordnet, damit der Fahrer die Richtung des Geräusches erkennen kann, während der Lautsprecher 20 unter dem Sitz des Fahrers des Kampfpanzers 1 angeordnet ist, um ein Ereignis unterhalb des Fahrzeugbodens 21 zu simulieren.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So muss es sich bei den Sensoren insbesondere nicht zwingend um Ultraschallsensoren handeln. Vielmehr kann es im konkreten Einzelfall auch zweckmäßig sein, beispielsweise akustische, induktive oder optische Sensoren zu verwenden.
Außerdem muss der akustische Geräuschsimulator nicht durch die Steuervorrichtung selbst gebildet werden, sondern kann eine separate Einheit darstellen, wobei auch vorgesehen werden kann, dass eine der Anzahl der unterschiedlichen Warngeräusche entsprechende Anzahl von Geräuschsimulatoren der Steuervorrichtung nachgeschaltet ist.
Ferner kann zusätzlich zu der akustischen Warnung auch eine optische Warnung des Fahrers und/oder Kommandanten des Panzers erfolgen. Hierzu ist die elektronische Steuervorrichtung 13 mit einer optischen Anzeigeneinrichtung 22 verbunden.
Die Steuervorrichtung 13 ist zweckmäßigerweise programmierbar ausgebildet und ist hierzu mit einer Dateneingabeeinrichtung (Tastatur, CD-Laufwerk etc.) 23 verbunden (2). Über diese Dateneingabeeinrichtung 23 können beispielsweise die Schwellwerte, bei denen der Geräuschsimulator aktiv wird, den Fahrzeuggegebenheiten und gegebenenfalls auch dem Umfeld des zu befahrenden Geländes angepasst werden. Außerdem können weitere Klangbilder von Geräuschen abgespeichert und zusätzlichen, an dem entsprechenden Fahrzeug anordbaren Sensoren zugeordnet werden.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße akustische Fahrzeuginsasseninformationssystem nicht nur bei gepanzerten oder ungepanzerten Militärfahrzeugen, sondern auch bei zivilen Fahrzeugen entsprechend einsetzbar.

1: Fahrzeug, gepanzertes Fahrzeug. Kampfpanzer, Panzer
2–11: Sensoren
12: Fahrzeuginsasseninformationssystem
13: Steuervorrichtung
14: Mikroprozessor
15: Speicher
16–20: Lautsprecher
21: Fahrzeugboden
22: optische Anzeigeneinrichtung
23: Dateneingabeeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102008005879 A1 [0004]
- DE 202005012133 U1 [0004]
- DE 202008005431 U1 [0004]
- DE 202007013190 U1 [0004]
- DE 102007022523 A1 [0005]
- DE 102006061390 A1 [0005]

Claims

Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem zur Überwachung eines äußeren Fahrzeugumfeldes, insbesondere für gepanzerte Fahrzeuge (1), mittels an dem entsprechenden Fahrzeug (1) anordbare Sensoren (2–11, wobei die von den Sensoren (2–11) aufgenommenen Daten akustisch an den Fahrer und/oder Kommandanten des entsprechenden Fahrzeuges (1) gemeldet werden, indem das entsprechende natürliche Geräusch simuliert wird, bevor das Ereignis real auftritt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2–11) sind mit einer elektronischen Steuervorrichtung (13) verbunden, die mit mindestens einem akustischen Geräuschsimulator zusammenwirkt, der ein dem natürlichen Geräusch eines durch die Sensoren (2–11) überwachten möglichen Ereignisses entsprechendes Geräusch erzeugt und die Geräuschsignale auf Lautsprecher (16–20) einer Lautsprecheranordnung und/oder eine Stereo-Bordverständigungsanlage überträgt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (13) ist derart ausgebildet, dass sie die von den Sensoren (2–11) empfangenen Signale ständig überwacht und bei Überschreiten eines auf ein bestimmtes Ereignis bezogenen, vorgegebenen Grenzwertes den Geräuschsimulator aktiviert, wobei der Grenzwert derart gewählt ist, dass ein entsprechende Simulationsgeräusch bereits vor Eintritt des tatsächlichen Ereignisses erzeugt wird.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Bodenfreiheit des Fahrzeuges (1), insbesondere bei Geländefahrten, als Sensoren (2, 3) Ultraschallsensoren unterhalb des Fahrzeugbodens (21) befestigt sind, und dass der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung (13) die bei Berührung des Fahrzeugbodens (21) mit dem Erdboden typischen Kratz- oder Knirschgeräusche erzeugt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Mindestabstände des Fahrzeuges (1) beim Passieren von Engstellen im Gelände und beim Einfahren in Flugzeuge als Sensoren (4, 5) Ultraschallsensoren an den Fahrzeugecken befestigt sind und dass der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung (13) die bei Berührung der Fahrzeugseiten mit dem Hindernis typischen Kratz- oder Knirschgeräusche erzeugt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der bug- und/oder heckseitigen Abstände des Fahrzeuges (1) von einem Hindernis als Sensoren (6, 7) Ultraschallsensoren bug- und/oder heckseitig an dem Fahrzeug (1) befestigt sind, und dass der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung (13) ein Unfallklirren erzeugt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der maximalen Wattiefe beim Durchqueren von Gewässern entsprechende Sensoren (8) an dem Fahrzeug (1) angeordnet sind, und dass der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung (13) ein Wasserplätschern erzeugt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung des Fahrzeugumfeldes auf einen möglichen Beschuss entsprechende Sensoren (9–11) an dem Fahrzeug (1) angeordnet sind und dass der Geräuschsimulator derart ausgebildet ist, dass er bei Aktivierung durch die Steuervorrichtung (13) einen Schussknall erzeugt.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lautsprecheranordnung aus vier Lautsprechern (16–19) besteht, welche horizontal rund um den Fahrer und/oder um den Kommandanten des Fahrzeuges (1) angeordnet sind und einen weiteren Lautsprecher (20) umfassen, der unter dem Sitz des Fahrers und/oder des Kommandanten des Fahrzeuges (1) angeordnet ist.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die simulierten Geräusche von dem Geräuschsimulator in einem gegenüber entsprechenden natürlichen Geräuschen tieferen Frequenzbereich erzeugt werden.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Geräuschsimulator erzeugten Geräusche durch einen Warnton unterlegt werden.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine taktile Unterstützung eingebunden ist.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Vibratoren im Fahrzeugsitz eingebunden sind, die Signale elektronische Steuervorrichtung (13) erhalten.
Akustisches Fahrzeuginsasseninformationssystem nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Unterstützung im Lenkrad eingebunden ist, die Signale von der elektronischen Steuervorrichtung (13) erhält.