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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Hörhilfe und insbesondere eine Hörhilfe, die durch ein Fahrzeugaudiosystem bereitgestellt werden kann.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Ein wichtiges Ziel von Automobilherstellern ist es, ein Fahrzeug zu bauen, das den Innenraum vor Außengeräuschen abschirmt. Die wahrgenommene Qualität eines Fahrzeugs kann vom Grad der Schallisolation abhängen. Es gibt jedoch Zeiten, in denen ein Fahrzeuginsasse (z. B. Fahrer) hören möchte, was außerhalb des Fahrzeugs geschieht. Zum Beispiel möchte der Fahrer möglicherweise direkt mit einer Person kommunizieren oder eine Außensprechanlage bei einer Restaurantdurchfahrt verwenden, die Natur draußen oder Hintergrundgeräusche hören. Während der Diagnose der Fahrzeugleistung während einer Testfahrt kann ein Mechaniker unterstützt werden, indem er einen Aspekt der Geräusche hört, die durch das Fahrzeug von außen erzeugt werden, während es in Bewegung ist. Das bloße Öffnen eines Fensters kann aus verschiedenen Gründen nicht angemessen sein, einschließlich relativer Positionen, Wetter, Leisigkeit des Außengeräuschs oder Hörverlust, unter der der Insasse leiden kann. Eine Vielzahl dieser Gründe kann durchaus gleichzeitig vorliegen.
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Die Verwendung einer einfachen Tonwiedergabe (z. B. einer Gegensprechanlage) zwischen dem Innen- und Außenbereich eines Fahrzeugs kann keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen. Abhängig vom Zustand des Fahrzeugs und der Art der Umgebung können unerwünschte Geräusche (z. B. Wind) die gewünschten Geräusche überlagern. Darüber hinaus können einige Insassen eines Fahrzeugs unter Hörverlust leiden, die ihre Fähigkeit beeinträchtigt, reproduzierte Geräusche wahrzunehmen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Hörhilfe und insbesondere eine Hörhilfe, die durch ein Fahrzeugaudiosystem bereitgestellt werden kann. Das Audiosystem kann einen reproduzierten Schallpegel bei Frequenzen erhöhen, die der Hörer nicht hört. Das Innere eines Fahrzeugs ist dazu ausgestaltet, Außengeräusche aus der Zelle fernzuhalten, aber es gibt viele Umstände, unter denen der Insasse die Außengeräusche hören möchte. Diese Erfindung beseitigt mehrere Faktoren, die verhindern, dass ein Insasse Außengeräusche hört.
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In einem Aspekt der Erfindung überträgt eine Vorrichtung Geräusche von außen in das Innere eines Fahrzeugs. Es verwendet eine Anordnung von äußeren Wandlern und eine Anordnung von inneren Wandlern, um Geräusche von außerhalb des Fahrzeugs in das Innere des Fahrzeugs zu reproduzieren. Die Vorrichtung kann eine Steuerschaltung umfassen, die den Schallpegel (z. B. die Verstärkung) nach Frequenz der außerhalb des Fahrzeugs empfangenen Tonsignale einstellt, um ein modifiziertes Tonsignal zu erzeugen. Die Einstellungen von Verstärkung nach Frequenz können Kompensation für Hörverlust, Kompensation konkurrierender Geräusche im Inneren des Fahrzeugs und Dämpfungseinstellungen (z. B. Filtern) für unerwünschte Außengeräusche beinhalten. Die unerwünschten Außengeräusche (z. B. Windgeräusche) können anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Position des äußeren Wandlers geschätzt werden. Ein Verstärker überträgt das modifizierte Tonsignal von der Steuerschaltung an die Anordnung von inneren Wandlern.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung empfängt eine Vorrichtung Schall außerhalb des Fahrzeugs und erzeugt ein modifiziertes Tonsignal durch Filtern von unerwünschtem Schall aus dem Außenschall, Einstellen von Frequenzverstärkung gemäß Hörschwächen und Einstellen von Frequenzverstärkung gemäß Hintergrundton im Inneren des Fahrzeugs. Die Vorrichtung reproduziert den Schall im Inneren des Fahrzeugs durch Verstärken des Schalls gemäß der Kombination aus Filtern und Verstärkungen gemäß der Frequenz des Schalls. Es kann ein Begrenzer verwendet werden, um das modifizierte Tonsignal auf eine maximale Verstärkung zu beschränken. Unter Verwendung mehrerer Audiokanäle sowohl für Außen- als auch für Innengeräusche wird Schall im Fahrzeuginneren mit einem Schallfeld reproduziert, das der ursprünglichen Richtung des Außenschalls entspricht.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht auf das Innere und Äußere eines Fahrzeugs, das innere und äußere Wandler sowie drahtlose Wandler und die Blickrichtung eines Insassen beinhaltet.
- 2A und 2B sind Graphen, die Außengeräusche bzw. eine entsprechende Einstellung zum Unterdrücken der Geräusche in einem Tonsignal darstellen.
- 3A und 3B sind Graphen, die jeweils einen Hörverlust eines Insassen bzw. eine Verstärkungseinstellung zum Kompensieren des Hörverlusts des Insassen darstellen.
- 4A und 4B sind Graphen, die den durch ein HLK(Heizung, Lüftung und Klimatisierung)-Gebläse erzeugten Schall und die Einstellung der Verstärkung auf Grundlage einer jeweiligen von drei Gebläseeinstellungen darstellen.
- 5 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Steuerschaltung.
- 6 ist ein Blockdiagramm, das Eingänge und Ausgänge einer Steuerschaltung zeigt.
- 7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Reproduzieren von Schall außerhalb eines Fahrzeugs in ein Inneres eines Fahrzeugs zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der Erfindung beinhalten ein Fahrzeug, das als spezialisierte Hörhilfe verwendet wird, indem eine Vorrichtung verwendet wird, um Außengeräusche in den Innenraum des Fahrzeugs zu übertragen. Um das Hören zu unterstützen, wird das ursprüngliche äußere Tonsignal unter Verwendung von Verstärkungs- und Abschwächungsprofilen und in einigen Fällen durch Verschieben von Geräuschen von einem Frequenzbereich zu einem anderen in ein modifiziertes Tonsignal geändert. Diese vorteilhafte Modifikation wird abgeschlossen, indem das Signal so angepasst wird, dass Faktoren berücksichtigt werden, welche die Fähigkeit eines Insassen reduzieren, Außenschall angemessen zu hören. Faktoren, die ein genaues Hören von Außengeräuschen verhindern können, sind individuelle Hörschwächen, Quellen störender Außengeräusche und Quellen anderer Innengeräusche. Eine Anordnung von Wandlern (z. B. Mikrofonen) wird außerhalb des Fahrzeugs verwendet, um das ursprüngliche äußere Tonsignal zu erfassen, und eine Anordnung von Wandlern (z. B. Lautsprechern) wird innerhalb des Fahrzeugs verwendet, um ein modifiziertes Mehrkanal-Tonsignal in einer Weise zu reproduzieren, die die scheinbaren Positionen, von denen die Außengeräusche ausgehen, nachbildet (z. B. das äußere Schallfeld dupliziert). Ein Mehrkanal-Tonverstärker steuert die inneren Wandler unter Verwendung des modifizierten Tonsignals an.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10, das eine Fahrgastzelle 11 aufweist. Innerhalb der Fahrgastzelle des Fahrzeugs befinden sich ein Fahrersitz 12 und ein Beifahrersitz 13. Der Fahrersitz wird durch einen Insassen 14 eingenommen. Eine Steuerschaltung 15 ist an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) 16 und einen Verstärker 17 gekoppelt. Die Steuerschaltung empfängt Signale von einer Anordnung von äußeren Wandlern 24-27. Die Wandler 24-27 können Mikrofone und/oder anderen Schallaufnahmevorrichtungen (z. B. Mikrofone auf Fensterscheibenbasis oder Karosserieblechmikrofone unter Verwendung eines an den ebenen Flächen angebrachten Erregers) umfassen. Der Verstärker 17 überträgt eingestellte Tonsignale an eine Anordnung von inneren Wandlern 20-23. Die Anordnungen können eine andere Anzahl von Wandlern umfassen und es besteht keine Notwendigkeit, dass die innere Anordnung und die äußere Anordnung die gleiche Anzahl von Wandlern aufweisen. Die Anordnung von äußeren Wandlern 24-27 erfasst ein Mehrkanal-Raumklangschallfeld, wobei die Anzahl der Kanäle durch die Anzahl der Mikrofonwandler bestimmt wird. Die Anordnung von inneren Wandlern 20-23 reproduziert ein Mehrkanal-Raumklangschallfeld, wobei die Anzahl der Kanäle durch die Anzahl der Lautsprecherwandler bestimmt wird. Es können bekannte Signalmisch- und -lenkverfahren eingesetzt werden, um das äußere Schallfeld zu approximieren, wenn das modifizierte Mehrkanal-Tonsignal ausgegeben wird.
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Die Anordnung von äußeren Mikrofonen 24-27 an der Außenseite eines sich bewegenden Fahrzeugs ist erheblichen Windgeräuschen ausgesetzt. Dieses Geräusch ist von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und der Position der Mikrofone an dem Fahrzeug abhängig. Es ist vorteilhaft, die Auswirkungen von Windgeräuschen auf die Mikrofonsignale vor einer weiteren Verarbeitung von Ton abzuschwächen. 2A zeigt ein Diagramm der Windgeräusche, die von einem äußeren Wandler aufgenommen werden können (oder anderer Geräusche, darunter Motorgeräusche oder Geräusche von Reifen auf einer beliebigen Oberfläche). Eine Kurve 30 zeigt äußere Fahrzeuggeräusche in Dezibel (dB) variierend nach Frequenz, die von einem vorderen rechten Wandler aufgenommen werden, wenn das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, während es in einem bestimmten Gang auf einer bestimmten Art von Straßenbelag fährt. Wie in dem Diagramm zu sehen ist, liegt ein Frequenzbereich, der den Großteil des Schalls enthält, bei etwa 100 Hz bis etwa 1000 Hz. Die Erfindung kann eine Datenbank (z. B. eine Lookup-Tabelle) verwenden, die eine Reihe von Bedingungen (z. B. Geschwindigkeit, Gang, Straßenbelag) abdeckt, um Geräusche zu schätzen, die an einem bestimmten Mikrofon während einer beliebigen Fahrsituation vorhanden sind. Es ist wünschenswert, diese Windgeräusche zu mindern, indem sie nach Möglichkeit herausgefiltert werden. 2B zeigt einen Graphen mit einer Kurve 31, die eine Dämpfungseinstellung von nach Frequenz variierenden Mikrofonsignalen zeigt. Da der Großteil des unerwünschten Schalls zwischen dem Bereich von 100 Hz bis 1000 Hz liegt, beinhaltet die Dämpfungseinstellung ein stärkeres Herausfiltern des Schalls in diesem Bereich. Andere bekannte Techniken können ebenfalls verwendet werden, um Windgeräusche aus den Mikrofonsignalen zu unterdrücken.
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Nachdem die Tonsignale von der Mikrofonanordnung von äußeren Windgeräuschen befreit wurden, gibt es noch weitere Faktoren, die die Fähigkeit des Insassen einschränken, äußere Geräusche zu hören, von denen einer Hörverlust ist. 3A zeigt ein Audiogramm 32 als Beispiel für eine Hörfähigkeit eines Fahrzeuginsassen. Die Kurve 32 stellt eine Hörschwelle dar, die je nach Frequenz variiert. Die gezeigten Hörschwächen sind für einen jeweiligen Insassen einzigartig. In einigen Ausführungsformen können Daten für bestimmte Insassen in einem Speicher zur Verwendung mit dem entsprechenden Insassen gespeichert werden. Wenn sich dieser Insasse in dem Fahrzeug befindet, nimmt die Vorrichtung eine Einstellung für die Frequenzverstärkung und/oder für die Frequenzverschiebung eines Tonsignals auf eine Weise vor, die die Hörschwächen des Insassen am besten kompensiert. Eine Einstellung, die eine Verstärkungserhöhung der Frequenz umfasst, ist durch Kurve 33a in 3B gezeigt. Gleichermaßen kann eine Einstellung das Verschieben von Schall, der in einem Frequenzbereich vorliegt, in dem das Gehör eines Benutzers beeinträchtigt ist, in einen anderen (z. B. niedrigeren) Frequenzbereich umfassen, in dem das Gehör des Benutzers besser ist, wie durch das Verschieben eines Teils eines Tonsignals 33b in 3B von einem höheren Frequenzbereich zu einem niedrigeren Frequenzbereich gezeigt. In einigen Ausführungsformen kann die Frequenzverschiebung das Komprimieren eines gesamten hörbaren Frequenzspektrums umfassen. Zum Beispiel kann ein Tonsignal tiefpassgefiltert werden (z. B. Entfernen von Frequenzen über 6 KHz, da menschliche Sprache hauptsächlich unter 6 KHz liegt), und alle verbleibenden Frequenzen können in einem Verhältnis von etwa ½ nach unten verschoben werden. Obwohl die Töne des Schalls verzerrt sind, können sie an einen Bereich mit besserer Hörempfindlichkeit des Insassen angepasst werden.
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Die modifizierten Tonsignale werden durch interne Lautsprecher reproduziert, damit sie von dem Fahrzeuginsassen gehört werden. Die Hauptlautsprecher für die Fahrgastzelle können verwendet werden. Um den reproduzierten Ton zu einem beabsichtigten Insassen zu leiten, wenn sich mehr als ein Insasse in der Fahrgastzelle befindet, können Lautsprecher verwendet werden, die in den Kopfstützen für die jeweiligen Sitzpositionen montiert sind. Da sich die Kopfstützenlautsprecher in der Nähe des Kopfes des beabsichtigten Insassen befinden, kann der modifizierte Schall zu der Person geleitet werden, die den zugehörigen Hörverlustausgleich aufweist, ohne dass dieser Schall für andere Insassen überwältigend ist. In einer anderen Ausführungsform können modifizierte Tonsignale nur zu den Hauptlautsprechern geleitet werden, die dem beabsichtigten Insassen am nächsten sind, obwohl Richtungshinweise in den resultierenden Geräuschen verloren gehen.
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Konkurrierende Geräusche im Inneren des Fahrzeugs können die gewünschten Geräusche überdecken, die von außen reproduziert werden. Eine frequenzselektive Verstärkung der gewünschten Außengeräusche bei den entsprechenden Frequenzen, auf denen die konkurrierenden Geräusche vorliegen, kann dazu beitragen, ein Überdecken der gewünschten Außengeräusche zu überwinden. 4A zeigt gemessene Schallkurven 34-36, die durch mehrere unterschiedliche interne Quellen erzeugt werden. Zum Beispiel kann eine Kurve 34 dem Schallpegel von Gebläsegeräuschen von einem HLK-Gebläse entsprechen, wenn es mit einer ersten Drehzahl betrieben wird. Das HLK-Gebläse weist unterschiedliche Betriebsdrehzahlen auf, die jeweils unterschiedliche Schallkurven 34-36 erzeugen. Um die Hörbarkeit von Außengeräuschen zu erhöhen, die auf den gleichen Frequenzen vorhanden sein können, die auch durch Gebläsegeräusche belegt sind, zeigt 4B einen Graphen, der die jeweiligen Einstellungen 37-39 (z. B. Verstärkungserhöhungen) der Frequenz in Abhängigkeit von der HLK-Gebläsedrehzahl darstellt. Es wird die Einstellung ausgewählt, die das unerwünschte Geräusch im Inneren der Fahrgastzelle am besten verdeckt.
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5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform von relevanten Abschnitten der Steuerschaltung 15. Verschiedene Formen von Logik 41 werden verwendet, um die Steuerschaltung zu informieren. Die logischen Elemente beinhalten Geschwindigkeitsinformationen 41A des Fahrzeugs, eine Drehzahl 41B des HLK-Gebläses und Insassendetails 41C (z. B. die Identität des Fahrers, für den eine Hörverlustkurve gespeichert wurde, oder andere Parameter, wie etwa eine tatsächliche Hörverlustkurve oder ein Alter des Fahrers zum Schätzen des Hörverlusts). Jedes logische Element wird als Index für eine entsprechende Lookup-Tabelle 42 verwendet, die jeweilige vorgegebene Schallmodifikationen speichert, um die unterschiedlichen Faktoren zu kompensieren, die sich auf die Hörbarkeit der Außengeräusche auswirken. Die indizierte Ausgabe jeder Lookup-Tabelle ist ein Profil 43, das die Tonsignale modifiziert. Zum Beispiel wird die Fahrzeuggeschwindigkeit 41A als Index in der Lookup-Tabelle 42A verwendet, die ein eindeutiges Filterprofil 43A ausgibt, das der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Dieses Filterprofil schwächt die Auswirkungen von Windgeräuschen ab, indem die unterschiedlichen Frequenzen der äußeren Tonsignale bei unterschiedlichen Pegeln gefiltert werden, wie vorstehend erwähnt. Gleichermaßen wird die HLK-Gebläsedrehzahl 41B als Index in der Lookup-Tabelle 42B verwendet, die ein eindeutiges Verstärkungsprofil 43B ausgibt, das der Gebläsedrehzahl entspricht. Dieses Verstärkungsprofil schwächt die Auswirkungen von konkurrierenden Geräuschen im Inneren des Fahrzeugs ab, indem die unterschiedlichen Frequenzen der äußeren Tonsignale bei unterschiedlichen Pegeln verstärkt werden, wie vorstehend erwähnt. Schließlich werden die Insassendetails 41C als Index in die Lookup-Tabelle 42C verwendet, die die für die Frequenzverschiebung oder Kompression verwendeten Daten (die direkt an den Tonprozessor gesendet werden) sowie ein eindeutiges Verstärkungsprofil 43C ausgibt, um den Hörverlust zu kompensieren. Spezifische Hörschwächen können im Speicher 40 innerhalb der Steuerschaltung gespeichert werden. Die Identität des Insassen, die spezifischen Hörschwächen entspricht, oder ausschließlich das Alter des Insassen ohne Hörverlustdaten im Speicher wird als Index in der Lookup-Tabelle 42C verwendet, die ein eindeutiges Verstärkungsprofil 43C ausgibt, das dem Insassen oder den Insassen entspricht, die sich derzeit im Fahrzeug befinden. Dieses Verstärkungsprofil schwächt spezifische und allgemeine Auswirkungen von Hörverlust ab, indem die unterschiedlichen Frequenzen der äußeren Tonsignale bei unterschiedlichen Pegeln verstärkt werden, wie vorstehend erwähnt.
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Die Verstärkungs- und Dämpfungsprofile können jeweils eine Funktion umfassen, bei der eine positive oder negative Verstärkung bei jeder jeweiligen Frequenz innerhalb eines Bereichs von Schallfrequenzen angewendet wird. Die einzelnen Verstärkungsprofile und Dämpfungsprofile können entweder getrennt oder zusammen auf die äußeren Tonsignale von der Mikrofonanordnung angewendet werden. Wenn sie zusammen verarbeitet werden, können sie in einem Summierblock 44 kombiniert werden. Das Summieren und Anwenden aller Profile auf das Tonsignal kann ein Tonsignal ergeben, das zu groß ist (führt z. B. zu einer Beschneidung). Daher kann ein Begrenzer 45A bereitgestellt sein, um die durch die Profile 43 vorgenommenen Einstellungen auf eine maximale vorgegebene Verstärkung zu beschränken. Nach dem Einstellen durch den Begrenzer 45A wird ein kombiniertes Profil einem Tonprozessor 47 in einem Modifikator 46 bereitgestellt, der die frequenzselektiven Verstärkungen (z. B. Erhöhungen und Verringerungen des Signalpegels) auf ein Mehrkanal-Tonsignal auf Grundlage der Tonsignale der Mikrofonanordnung anwendet. Der Tonprozessor 47 kann vorzugsweise ein digitaler Tonprozessor sein, der die verstärkungsmodifizierten Tonsignale über einen Mehrkanalverstärker in analoge Signale zur Verteilung an innnere Wandler (z. B. die Hauptlautsprecher 20-23 der Fahrgastzelle) umwandeln kann, wodurch die scheinbare Richtung zu Schallquellen außerhalb des Fahrzeugs reproduziert wird.
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In einer Fahrgastzelle mit mehreren Insassen mit sowohl normalem als auch schlechtem Gehör könnte die Wiedergabe des kompensierten Tons in die Fahrgastzelle für den Insassen mit normalem Gehör unangenehm sein. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerschaltungslogik 41 dazu konfiguriert sein, Einstellungen zu unterbrechen, wenn sich zum Beispiel eine Person mit normalem Gehör in der Fahrgastzelle befindet oder wenn die schwerhörige Person ihre Hörgerät trägt. Alternativ können die linken/rechten und vorderen/hinteren Fadersteuerungen des Tonprozessors verwendet werden, um den eingestellten Ton zu dem oder den Lautsprechern zu leiten, der oder die der schwerhörigen Person am nächsten sind.
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6 stellt Interaktionen der Steuerschaltung 15 mit anderen Fahrzeugkomponenten dar. Die Steuerschaltung 15 kann gespeicherte Datensignale aus dem Speicher 40, Mikrofonsignale von den äußeren Wandlern 24-27, Gebläsedrehzahlsignale von einem HLK-System 60, Fahrzeug- und/oder Motordrehzahlsignale von einer Antriebsstrangsteuerung 61, Belegungssensorsignale von Sitzsensoren 62 (z. B. Sitzposition, um eine Hörposition zu schätzen) und Kopfpositionssignale von einem Fahrerblickdetektor 63 empfangen. Die Steuerschaltung ist zudem über einen Verstärker 17 mit den inneren Wandlern 20-23 und/oder über eine drahtlose Verbindung 65 (z. B. eine Bluetooth® -Verbindung) mit einem Kopfhörer oder einem Hörgerät 64 verbunden, die von einem Insassen getragen werden. Die Steuerschaltung 15 ist zudem an einen drahtlosen Kommunikationssendeempfänger 66 (z. B. eine Mobilfunkdatenverbindung) gekoppelt, um fahrzeugexterne Datenquellen, wie etwa einen entfernten Server, zu kontaktieren, der Daten für Hörverlustkurven für spezifische Personen und/oder für spezifische Personengruppen (z. B. basierend auf dem Alter) speichert.
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7 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren beschreibt. In Schritt 50 verwendet ein Insasse eine HMI, um die Vorrichtung selektiv zum Reproduzieren von Außengeräuschen zu aktivieren. Dies kann das Einstellen der Lautstärke und das Speichern seiner Alters- und/oder Hörverlustdaten im Speicher beinhalten. In Schritt 51 nehmen Wandler an der Außenseite des Fahrzeugs den Schall an der Außenseite des Fahrzeugs auf. In Schritt 52 wird ein Filterprofil gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Mikrofonposition ausgewählt und dann verwendet, um jedes jeweilige eingehende Mikrofonsignal gemäß der Position des äußeren Wandlers und der Fahrzeuggeschwindigkeit dämpfen. In Schritt 53 wird ein Verstärkungsprofil gemäß einer Identifizierung des Benutzers (z. B. des Fahrers) und einer Bewertung seines Hörverlusts ausgewählt, und das ausgewählte Verstärkungsprofil und/oder die Frequenzverschiebung oder -kompression werden verwendet, um jeden Kanal des Tonsignals gemäß dem Alter und den spezifischen Hörschwächen (in Schritt 50 eingegeben) eines Insassen einzustellen. In Schritt 54 wird ein Verstärkungsprofil gemäß einer Innengeräuschquelle ausgewählt, die mit dem gewünschten Außenschall konkurriert, und das ausgewählte Profil wird verwendet, um eine Einstellung für die Frequenzverstärkung abhängig von dem Innengeräuschpegel des Fahrzeugs, der eine HLK-Gebläsedrehzahl beinhaltet, oder einer Schätzung von Außengeräuschen, die in die Fahrzeugkabine eindringen (und zum Beispiel als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Fahrzeugalter geschätzt werden können), vorzunehmen. In Schritt 55 wird eine Bestimmung vorgenommen, ob die Fahrgastzellenwandler des Fahrzeugs oder Wandler eines drahtlosen Kopfhörers verwendet werden. In ersterem Fall erfolgt ein Schritt 56a statt und in letzterem ein Schritt 56b. In Schritt 56a werden Signale, die in Schritt 51 von äußeren Wandlern aufgenommen und in den Schritten 52-54 eingestellt werden, an Verstärker und entsprechende interne Lautsprecher gesendet, die innerhalb der Fahrgastzelle befestigt sind. Die Steuerschaltung kann abhängig von der Position des Außenschalls und der Sitzposition des Insassen bestimmen, wie das eingestellte Signal über die Anordnung von inneren Wandlern zu verteilen ist. In Schritt 56b werden Signale, die in Schritt 51 von äußeren Wandlern aufgenommen und in den Schritten 52-54 eingestellt werden, an entsprechende Lautsprecher eines drahtlosen Kopfhörers gesendet, die eine beliebige Links-Rechts-Ausrichtung in Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aufweisen können. Die Steuerschaltung bestimmt abhängig von der Position des Außenschalls, der Sitzposition des Insassen und der Kopfposition des Insassen, wie das eingestellte Signal über die drahtlosen Wandler zu verteilen ist.
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Hörschwächen können gekennzeichnet werden, indem Hörverlustdaten, die dem Insassen bekannt sind, in das Fahrzeug eingegeben und gespeichert werden. Dann wird die Identität des Insassen ausgewählt, die einem Verstärkungsprofil und/oder einer Frequenzverschiebung oder -kompression entspricht. Wenn der Insasse keine gespeicherten Hörverlustdaten aufweist, können Schwächen alternativ nach Alter geschätzt werden, wobei vorgegebene Altersbereiche ihre eigenen entsprechenden Verstärkungsprofile und/oder Frequenzverschiebungen oder - kompressionen aufweisen. Diese spezifischen Mengen an Hörverlustdaten, spezifischen Verstärkungsprofilen und Frequenzverschiebung oder -kompression gleichen jeweils den Diagrammen in 3A und 3B.
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Es gibt Außengeräusche, die die wichtigen und nützlichen Außengeräusche daran hindern, deutlich von den äußeren Wandlern oder Mikrofonen empfangen zu werden. Ein primäres Beispiel ist Wind. Das durch den Wind erzeugte Geräusch ist von der Geschwindigkeit und der Mikrofonplatzierung abhängig. Jede Geschwindigkeit/jedes Mikrofon kann ein eindeutiges Geräuschpegelprofil aufweisen. Es kann möglich sein, dass störende Geräusche in bestimmten Frequenzen vollständig herausgefiltert werden. Dies hängt davon ab, ob diese Frequenzen nützliche Geräusche darstellen können (z. B. gesprochene Geräusche, Sirenen oder andere wünschenswerte Geräusche außerhalb des Fahrzeugs). Wenn zum Beispiel die Frequenz nur nutzlose Geräusche wie Wind enthält, kann die Frequenz vollständig aus dem Signal herausgefiltert werden, das von der Steuerschaltung zu den inneren Wandlern übertragen wird. Bei Geräuschen, die bei einer Frequenz erzeugt werden, die sowohl nutzlose als auch nützliche Geräusche enthält, kann die Frequenz jedoch nicht vollständig herausgefiltert werden, aber der Schallpegel kann auf Grundlage ihrer Frequenz vor einer etwaigen Modifikation auf Grundlage von Hörverlust oder konkurrierenden Innengeräuschquellen geändert werden.
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Es gibt Innengeräusche, die in der Fahrgastzelle erzeugt werden und/oder in dieser vorhanden sind und das Hören der reproduzierten Außengeräusche stören. Diese Geräusche können HLK-Geräusche, Fahrzeugkarosseriegeräusche und Motorgeräusche (die je nach Drehzahl variieren) beinhalten, die in die Fahrgastzelle gelangen (z. B. in Abhängigkeit von Faktoren wie etwa einer Alterung der Türdichtung, die vom Fahrzeugalter abhängt). Die in der Fahrgastzelle betriebene HLK verursacht in Abhängigkeit von der Drehzahl des Gebläses und den Positionen der Luftstromklappen Geräusche. Für jeden dieser Faktoren kann die Steuerschaltung dazu konfiguriert sein, eine entsprechende Korrektur auf den reproduzierten Schall anzuwenden. Ähnlich wie eine gespeicherte Insassenidentität oder Windgeschwindigkeit können jede HLK-Gebläsedrehzahl/-klappenposition, Fahrzeuggeschwindigkeit und jedes Fahrzeugalter ein jeweiliges Modell oder eine Lookup-Tabelle aufweisen, die jeweilige Verstärkungseinstellungen oder -profile bereitstellt.
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Ein durch die inneren Wandler erzeugtes Schallfeld kann auch auf Grundlage des ursprünglichen Schallfelds außerhalb des Fahrzeugs eingestellt werden, sodass die ursprünglichen Richtungsbeziehungen, wie sie an der Position des Insassen gehört werden, beibehalten werden. Ein entstehendes äußeres Tonsignal, das eindeutig von einem bestimmten Ort stammt, wird an die inneren Wandler übertragen, die den Ort des entstehenden äußeren Tonsignals widerspiegeln. Das modifizierte Tonsignal kann auf Grundlage der Sitzposition des Insassen eingestellt werden, wobei der Schall an die geschätzte Position des Kopfes des Insassen geleitet wird. Wenn die inneren Wandler Kopfhörer oder drahtlose Wandler sind, kann das modifizierte Tonsignal eingestellt werden, um zum Beispiel etwaiges Drehen des Kopfes weg von der Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs zu kompensieren. Die Einstellung hängt von der Blickrichtung des Insassen ab, sodass das modifizierte Tonsignal die Position des ausgehenden äußeren Tonsignals konstant widerspiegeln kann.
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In einem Aspekt der Erfindung sind die Einstellungen für die Verstärkung eine Kompensation für die Hörschwäche eines Insassen und im Inneren des Fahrzeugs vorhandene Geräusche.
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In einem Aspekt der Erfindung sind die Einstellungen der Verstärkung eine Kompensation für eine geschätzte Hörschwäche gemäß dem Alter eines Insassen und geschätzter Geräusche im Inneren des Fahrzeugs gemäß dem Alter des Fahrzeugs.
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In einem Aspekt der Erfindung wird das modifizierte Tonsignal einem Begrenzer unterzogen, um eine maximale Frequenzverstärkung zu begrenzen.
