DE102017223089A1 - Sensor arrangement for transmitting and / or receiving a sound signal - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Sensoranordnung (30) zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals (36), insbesondere eines Ultraschallsignals, zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung (30), wobei die Sensoranordnung (30) wenigstens zwei Sensoreinheiten (32, 34) aufweist. Die Sensoranordnung (30) weist eine erste Sensoreinheit (32) zum Senden eines Schallsignals (36) auf, wobei die erste Sensoreinheit (32) als ein Piezo-Sensor (32) ausgebildet ist. Ferner weist die Sensoranordnung (30) eine zweite Sensoreinheit (34) zum Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit (32) gesendeten und an einem Umfeldobjekt (38) reflektierten Schallsignals (36) auf, wobei die zweite Sensoreinheit (34) als ein kapazitiver Schallwandler (34) ausgebildet ist.Proposed is a sensor arrangement (30) for transmitting and / or receiving a sound signal (36), in particular an ultrasonic signal, for detecting an environment of the sensor arrangement (30), wherein the sensor arrangement (30) has at least two sensor units (32, 34). The sensor arrangement (30) has a first sensor unit (32) for transmitting a sound signal (36), the first sensor unit (32) being designed as a piezo sensor (32). Furthermore, the sensor arrangement (30) has a second sensor unit (34) for receiving the sound signal (36) transmitted by means of the first sensor unit (32) and reflected at an environment object (38), wherein the second sensor unit (34) acts as a capacitive sound transducer ( 34) is formed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals.The invention relates to a sensor arrangement for transmitting and / or receiving a sound signal.

Aus der DE 10 2013 206 715 A1 ist eine Sensoranordnung zum Senden und/oder Empfangen von Ultraschall zur Umfelddetektion mit mindestens einer Sensoreinheit bekannt, wobei eine schwingfähige Membran und ein Elektret-Material umfasst sind.From the DE 10 2013 206 715 A1 a sensor arrangement for transmitting and / or receiving ultrasound for environment detection with at least one sensor unit is known, wherein a vibratable membrane and an electret material are included.

Aus der DE 197 27 877 A1 ist beispielsweise ein Piezo-Sensor bekannt, der als Ultraschallwandler mit einem Piezoelement ausgebildet ist.From the DE 197 27 877 A1 For example, a piezoelectric sensor is known, which is designed as an ultrasonic transducer with a piezoelectric element.

Aus der DE 10 2011 077 558 A1 ist als kapazitiver Schallwandler eine Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von Schallsignalen bekannt, umfassend eine elektromechanische Folie, wobei die elektromechanische Folie eine Membran aus einem sogenannten Ferroelektret-Material umfasst.From the DE 10 2011 077 558 A1 is known as a capacitive transducer a device for transmitting and / or receiving sound signals, comprising an electromechanical film, wherein the electromechanical film comprises a membrane of a so-called ferroelectret material.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorgeschlagen wird eine Sensoranordnung zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals, insbesondere eines Ultraschallsignals, zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung, wobei die Sensoranordnung wenigstens zwei Sensoreinheiten aufweist. Die Sensoranordnung weist eine erste Sensoreinheit zum Senden eines Schallsignals auf, wobei die erste Sensoreinheit als ein Piezo-Sensor ausgebildet ist. Unter einem Piezo-Sensor soll in diesem Zusammenhang ein Schallwandler verstanden werden, der als Wandlerelement zumindest ein piezokeramisches Element aufweist. Ein derartiger Piezo-Sensor umfasst z. B. mindestens eine Piezo-Scheibe, welche auf einer Metallmembran angeordnet, insbesondere mit dieser stoffschlüssig verbunden ist.A sensor arrangement is proposed for transmitting and / or receiving a sound signal, in particular an ultrasound signal, for detecting an environment of the sensor arrangement, the sensor arrangement having at least two sensor units. The sensor arrangement has a first sensor unit for transmitting a sound signal, wherein the first sensor unit is designed as a piezo sensor. In this context, a piezoelectric sensor should be understood to mean a sound transducer which has at least one piezoceramic element as the transducer element. Such a piezo sensor comprises z. B. at least one piezo-disc, which is arranged on a metal membrane, in particular with this cohesively connected.

Ferner weist die Sensoranordnung eine zweite Sensoreinheit zum Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit gesendeten und an einem Umfeldobjekt reflektierten Schallsignals auf, wobei die zweite Sensoreinheit als ein kapazitiver Schallwandler ausgebildet ist.Furthermore, the sensor arrangement has a second sensor unit for receiving the sound signal transmitted by means of the first sensor unit and reflected at an environment object, wherein the second sensor unit is designed as a capacitive sound transducer.

Der Vorteil der vorgeschlagenen Sensoranordnung liegt darin, dass das Umfeld der Sensoranordnung mittels der Verwendung von Piezo-Sensoren und kapazitiven Schallwandlern einfacher und/oder besser detektiert werden kann, indem insbesondere mittels der Verwendung beider Sensortypen eine höhere Reichweite der Detektion des Umfelds ermöglicht wird. Mit anderen Worten können mittels der Verwendung beider Sensortypen Objekte in weiterer Entfernung detektiert und/oder identifiziert werden. Insbesondere können vorteilhafte Eigenschaften des jeweiligen Sensortyps genutzt werden. Der Piezo-Sensor hat beispielsweise im Vergleich zum kapazitiven Schallwandler eine stärkere Schallerzeugungsleistung, wobei der kapazitive Schallwandler im Vergleich zum Piezo-Sensor eine empfindlichere Schallerfassung aufweist. Mit anderen Worten kann der Piezo-Sensor im Vergleich zum kapazitiven Schallwandler stärkere Schallsignale senden und der kapazitive Schallwandler im Vergleich zum Piezo-Sensor empfindlichere Schallsignale empfangen. Hierdurch können vorteilhafterweise Objekte im Umfeld der Sensoranordnung sicherer und/oder besser und/oder einfacher identifiziert bzw. detektiert und somit wahrgenommen werden.The advantage of the proposed sensor arrangement is that the environment of the sensor arrangement by means of the use of piezoelectric sensors and capacitive sound transducers can be detected easier and / or better, in particular by means of the use of both sensor types a higher range of the detection of the environment is possible. In other words, by using both sensor types, objects can be detected and / or identified at a further distance. In particular, advantageous properties of the respective sensor type can be used. The piezoelectric sensor, for example, in comparison to the capacitive sound transducer, a stronger sound generation performance, the capacitive transducer compared to the piezo sensor has a more sensitive sound detection. In other words, compared to the capacitive sound transducer, the piezo sensor can transmit stronger sound signals and the capacitive sound transducer can receive more sensitive sound signals compared to the piezo sensor. As a result, objects in the vicinity of the sensor arrangement can advantageously be identified and / or detected more reliably and / or better and / or more easily and thus be perceived.

Unter einem kapazitiven Schallwandler kann ein Sensor verstanden werden, der als Wandlerelement mindestens eine Elektretfolie aufweisen kann. Ein derartiger kapazitiver Schallwandler kann z.B. als Kondensatorschallwandler oder Elektret-Kondensatorschallwandler ausgeführt sein. Piezoelektrete sind auch unter der Bezeichnung Ferroelektrete bekannt. Ein kapazitiver Schallwandler kann beispielsweise ein Sensor sein, der mithilfe einer Kapazität eines Kondensators Schallsignale empfangen und senden kann. Zum Empfangen von Schallwellen aus einem Raum oder zum Senden von Schallwellen in einen Raum wird beispielsweise eine Kombination aus einer schwingfähigen Elektrodenmembran und einer Basiselektrode eingesetzt, um eine elektromechanische Wechselwirkung herbeizuführen. Die Funktionsweise solcher Schallwandler beruht dabei z.B. auf einem direkten Zusammenhang, der sich zwischen einer Krafteinwirkung auf die Membran und einer elektrischen Spannung der Elektrodenanordnung in Abhängigkeit des Abstands zwischen den Elektroden sowie der Kapazität der Elektrodenanordnung ergibt. Ein Beispiel eines kapazitiven Schallwandlers ist beispielsweise ein Elektret-Sensor.A capacitive sound transducer may be understood to mean a sensor which may have at least one electret foil as the transducer element. Such a capacitive sound transducer may e.g. be designed as a condenser or electret capacitor transducers. Piezoelectrics are also known as ferroelectrets. For example, a capacitive transducer may be a sensor that can receive and transmit sound signals using a capacitance of a capacitor. For receiving sound waves from a room or for transmitting sound waves into a room, for example, a combination of a vibratable electrode membrane and a base electrode is used to bring about an electromechanical interaction. The operation of such sound transducers is based e.g. on a direct relationship that results between a force on the membrane and an electrical voltage of the electrode assembly as a function of the distance between the electrodes and the capacitance of the electrode assembly. An example of a capacitive transducer is, for example, an electret sensor.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Sensoranordnung zur Detektion eines Umfelds eines Fahrzeugs ausgebildet. Hierdurch kann vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass mittels der Verwendung beider Sensortypen eine höhere Reichweite der Detektion des Umfelds eines Fahrzeugs ermöglicht wird, wodurch diese besser detektiert und somit besser wahrgenommen werden kann. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Fahrzeugsicherheit und/oder der Komfort erhöht werden.In an advantageous embodiment, the sensor arrangement is designed to detect an environment of a vehicle. In this way, it can advantageously be ensured that by means of the use of both sensor types a higher range of the detection of the surroundings of a vehicle is made possible, whereby it can be better detected and thus better perceived. As a result, vehicle safety and / or comfort can advantageously be increased.

In einer Weiterentwicklung ist die erste Sensoreinheit in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor der zweiten Sensoreinheit angeordnet. Hierdurch kann vorteilhafterweise das mittels der ersten Sensoreinheit ausgesendete Schallsignal zum Beispiel mittels des Fahrtwinds besser und/oder schneller zu der zweiten Sensoreinheit getragen bzw. transportiert werden. Hierdurch kann das mittels der ersten Sensoreinheit ausgesendete Schallsignal vorteilhafterweise einfacher und/oder besser mittels der zweiten Sensoreinheit zum Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit gesendeten und an einem Umfeldobjekt reflektierten Schallsignals empfangen werden, wodurch die Detektion des Umfelds der Sensoranordnung verbessert und/oder vereinfacht und/oder beschleunigt werden kann.In a further development, the first sensor unit is arranged in front of the second sensor unit in the direction of travel of the vehicle. As a result, advantageously, the sound signal emitted by means of the first sensor unit can be carried, for example by means of the travel wind, better and / or faster to the second sensor unit. be transported. As a result, the sound signal emitted by means of the first sensor unit can advantageously be received more simply and / or better by means of the second sensor unit for receiving the sound signal transmitted by the first sensor unit and reflected at an environment object, thereby improving and / or simplifying the detection of the surroundings of the sensor arrangement and / or or can be accelerated.

In einer weiteren Ausgestaltungsform ist die Sensoranordnung dazu ausgebildet, an einem Frontbereich des Fahrzeugs und/oder an einem Heck des Fahrzeugs und/oder an den Seiten eines Fahrzeugs angeordnet zu werden. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Detektion des Umfelds des Fahrzeugs verbessert werden, wobei insbesondere Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs besser und/oder einfacher wahrgenommen werden können. Hierdurch kann vorteilhafterweise die Sicherheit, insbesondere die Fahrzeugsicherheit, und/oder der Komfort erhöht und/oder verbessert werden. In a further embodiment, the sensor arrangement is designed to be arranged on a front region of the vehicle and / or on a rear end of the vehicle and / or on the sides of a vehicle. In this way, advantageously, the detection of the environment of the vehicle can be improved, in particular objects in the surroundings of the vehicle can be perceived better and / or easier. As a result, the safety, in particular the vehicle safety, and / or the comfort can be advantageously increased and / or improved.

Ferner weist die Sensoranordnung vorzugsweise zumindest drei Sensoreinheiten auf, wobei die Sensoranordnung eine erste Sensoreinheit und zwei zweite Sensoreinheiten aufweist und wobei die erste Sensoreinheit zwischen den zwei zweiten Sensoreinheiten angeordnet ist oder wobei die Sensoranordnung zwei erste Sensoreinheiten und eine zweite Sensoreinheit aufweist und wobei die zweite Sensoreinheit zwischen den zwei ersten Sensoreinheiten angeordnet ist. Mittels der beschriebenen Anordnung der Sensoreinheiten kann vorteilhafterweise die Detektion und/oder die Wahrnehmung des Umfelds der Sensoranordnung verbessert werden. Insbesondere kann das mittels der ersten Sensoreinheit ausgesendete Schallsignal einfacher und/oder besser von der zweiten Sensoreinheit empfangen werden.Furthermore, the sensor arrangement preferably has at least three sensor units, wherein the sensor arrangement has a first sensor unit and two second sensor units and wherein the first sensor unit is arranged between the two second sensor units or wherein the sensor arrangement has two first sensor units and one second sensor unit and wherein the second sensor unit is arranged between the two first sensor units. By means of the described arrangement of the sensor units, the detection and / or the perception of the surroundings of the sensor arrangement can advantageously be improved. In particular, the sound signal emitted by means of the first sensor unit can be received more easily and / or better by the second sensor unit.

In einer beispielhaften Ausführung weist der kapazitive Schallwandler ein Elektret-Material auf, wobei das Elektret-Material als ein Piezoelektret-Material ausgebildet ist. Hierdurch kann die Funktion des kapazitiven Schallwandlers sichergestellt werden, wodurch gewährleistet werden kann, dass die zweite Sensoreinheit ein Schallsignal sicher empfangen kann. Piezoelektrete können auch als Ferroelektrete bezeichnet werden.In an exemplary embodiment, the capacitive acoustic transducer comprises an electret material, wherein the electret material is formed as a piezoelectret material. As a result, the function of the capacitive sound transducer can be ensured, which ensures that the second sensor unit can safely receive a sound signal. Piezoelectrons can also be referred to as ferroelectrets.

Weiterhin kann der kapazitive Schallwandler eine Abdeckung aufweisen, insbesondere eine Abdeckschicht. Mittels der Abdeckung kann der kapazitive Schallwandler vorzugsweise vor Umwelteinflüssen geschützt werden, wodurch die Funktion des kapazitiven Schallwandlers sichergestellt werden kann. Beispielsweise kann der kapazitive Schallwandler vor eindringenden Medien, wie beispielsweise Wasser und/oder Staub und/oder kleinen Partikel, und/oder vor Stößen geschützt werden.Furthermore, the capacitive sound transducer may have a cover, in particular a cover layer. By means of the cover, the capacitive sound transducer can preferably be protected against environmental influences, whereby the function of the capacitive sound transducer can be ensured. For example, the capacitive transducer can be protected from penetrating media, such as water and / or dust and / or small particles, and / or from shocks.

Vorzugsweise kann die Abdeckung einen Kunststoff, insbesondere einen verstärkten Kunststoff, aufweisen. Hierdurch kann die Funktion der Abdeckung sichergestellt werden. Ferner kann die Abdeckung sicher und/oder einfache und/oder kostengünstiger auf dem kapazitiven Schallwandler angeordnet werden.Preferably, the cover may comprise a plastic, in particular a reinforced plastic. As a result, the function of the cover can be ensured. Furthermore, the cover can be safely and / or easily and / or cost-effectively arranged on the capacitive sound transducer.

In einer vorteilhaften Ausführung ist der Piezo-Sensor und/oder der kapazitive Schallwandler zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet. Der für einen Menschen hörbare Schall weist insbesondere einen Frequenzbereich von 16 Hz bis 20 kHz auf. Hierdurch können vorteilhafterweise Umgebungsgeräusche besser und/oder einfacher erfasst werden, wodurch weitere Funktionen mittels der Sensoranordnung realisiert werden können. Weitere Funktionen können zum Beispiel unter anderem eine Objektklassifizierung der detektierten Objekte und/oder die Erkennung von Fahrbahneigenschaften und/oder die Erkennung von Reifeneigenschaften eines Fahrzeugreifens und/oder die Spracherkennung sein.In an advantageous embodiment, the piezo sensor and / or the capacitive sound transducer for receiving signals in the audible range is formed. In particular, the sound audible to a human has a frequency range of 16 Hz to 20 kHz. As a result, ambient noise can advantageously be detected better and / or more easily, as a result of which further functions can be realized by means of the sensor arrangement. Further functions may be, for example, an object classification of the detected objects and / or the recognition of road properties and / or the recognition of tire properties of a vehicle tire and / or voice recognition.

Weiterhin wird ein Fahrzeug mit einer Sensoranordnung vorgeschlagen.Furthermore, a vehicle with a sensor arrangement is proposed.

Ferner wird ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung vorgeschlagen, wobei die Sensoranordnung zwei Sensoreinheiten aufweist, insbesondere eine erste Sensoreinheit und eine zweite Sensoreinheit. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:Furthermore, a method for operating a sensor arrangement for detecting an environment of the sensor arrangement is proposed, wherein the sensor arrangement has two sensor units, in particular a first sensor unit and a second sensor unit. The method comprises the following steps:

Senden eines Schallsignals, insbesondere eines Ultraschallsignals, mittels der ersten Sensoreinheit der Sensoranordnung, wobei die erste Sensoreinheit als ein Piezo-Sensor ausgebildet ist,Transmitting a sound signal, in particular an ultrasonic signal, by means of the first sensor unit of the sensor arrangement, wherein the first sensor unit is designed as a piezo sensor,

Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit gesendeten und an einem Umfeldobjekt reflektierten Schallsignals mittels der zweiten Sensoreinheit der Sensoranordnung, wobei die zweite Sensoreinheit als ein kapazitiver Schallwandler ausgebildet ist,Receiving the sound signal transmitted by the first sensor unit and reflected at an environment object by means of the second sensor unit of the sensor arrangement, wherein the second sensor unit is designed as a capacitive sound transducer,

Auswerten des empfangenen Schallsignals.Evaluation of the received sound signal.

Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben einer Sensoranordnung kann vorteilhafterweise das Umfeld der Sensoranordnung mittels der Verwendung von Piezo-Sensoren und kapazitiven Schallwandlern einfacher und/oder besser und/oder günstiger detektiert werden, wobei vorzugsweise mittels der Verwendung beide Sensortypen eine höhere Reichweite der Detektion ermöglicht werden kann. Beispielsweise können Objekte im Umfeld der Sensoranordnung sicherer und/oder besser und/oder einfacher identifiziert bzw. detektiert und somit wahrgenommen werden. Vorzugsweise können mittels der Verwendung beider Sensortypen Objekte in weiterer Entfernung detektiert und/oder identifiziert werden.By means of the proposed method for operating a sensor arrangement, the environment of the sensor arrangement can advantageously be detected more simply and / or better and / or more favorably by means of the use of piezoelectric sensors and capacitive sound transducers, whereby a higher detection range is preferably made possible by the use of both sensor types can. For example, objects in the vicinity of the sensor arrangement can be identified and / or detected more reliably and / or better and / or more easily and thus be perceived. By means of the use of both sensor types, it is preferably possible to detect and / or identify objects at a further distance.

In einer Weiterentwicklung kann der Piezo-Sensor und/oder der kapazitive Schallwandler Signale im hörbaren Bereich empfangen. Vorteilhafterweise können hierdurch Umgebungsgeräusche besser und/oder einfacher erfasst werden.In a further development, the piezo sensor and / or the capacitive sound transducer can receive signals in the audible range. Advantageously, this ambient noise can be detected better and / or easier.

Ferner können mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften einer Fahrbahn identifiziert werden. Vorteilhafterweise kann hierdurch die Erkennung von Fahrbahneigenschaften verbessert und/oder vereinfacht werden, wodurch beispielsweise die Fahrzeugsicherheit verbessert werden kann.Furthermore, properties of a roadway can be identified by means of the signals in the audible range. Advantageously, this can be used to improve and / or simplify the recognition of roadway characteristics, as a result of which, for example, vehicle safety can be improved.

In einer vorteilhaften Ausführung können mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften eines Fahrzeugreifens identifiziert werden. Vorteilhafterweise kann hierdurch die Erkennung von Reifeneigenschaften verbessert und/oder vereinfacht werden, wodurch beispielsweise die Fahrzeugsicherheit verbessert werden kann. Beispielsweise können folgende Eigenschaften des Reifens ermittelt werden: der Reifendruck und/oder das Reifenprofil und/oder die fehlende Freigebigkeit und/oder das Reifenalter und/oder ob nicht zugelassene Reifen auf einem Fahrzeug montiert sind.In an advantageous embodiment, the properties of a vehicle tire can be identified by means of the signals in the audible range. Advantageously, the detection of tire properties can thereby be improved and / or simplified, whereby, for example, vehicle safety can be improved. For example, the following properties of the tire can be determined: the tire pressure and / or the tire tread and / or the lack of generosity and / or the tire age and / or whether unauthorized tires are mounted on a vehicle.

In einer Weiterentwicklung können mittels der Signale im hörbaren Bereich Sprachbefehle identifiziert werden. Hierdurch kann beispielsweise die Spracherkennung vorteilhafterweise in und/oder an einem Fahrzeug und/oder außerhalb eines Fahrzeugs ermöglicht werden, wodurch insbesondere die Fahrzeugbedienung vereinfacht und/oder erleichtert und/oder beschleunigt werden kann.In a further development, voice commands can be identified by means of the signals in the audible range. In this way, for example, the speech recognition can advantageously be made possible in and / or on a vehicle and / or outside of a vehicle, whereby in particular the vehicle operation can be simplified and / or facilitated and / or accelerated.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert. Für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung der Elemente verzichtet wird. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 8 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 9 ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following descriptions. The same reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of the elements is dispensed with. Show it:
  • 1 a schematic representation of a vehicle;
  • 2 a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention;
  • 3 a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 4 a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 5 a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 6 a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 7 a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 8th a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 9 a method of operating a sensor assembly according to an embodiment of the present invention;
  • 10 a method of operating a sensor assembly according to an embodiment of the present invention;

Ausführungsformen der Erfindung:Embodiments of the invention:

1 zeigt eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Fahrzeugs 20. Das Fahrzeug 20 weist insbesondere einen Frontbereich 22, ein Heck 24 sowie eine erste Seite 26 und eine zweite Seite 28 auf. Im Frontbereich 22 sowie am Heck 24 des Fahrzeugs 20 sind Sensoreinheiten 32 angeordnet. In dieser Ausführung sind die Sensoreinheiten 32 insbesondere als Piezo-Sensoren 32 ausgebildet. Vorzugsweise sind sechs Piezo-Sensoren 32 im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 sowie sechs Piezo-Sensoren 32 am Heck 24 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Es können jedoch auch weniger oder mehr Piezo-Sensoren 32 am Fahrzeug 20, insbesondere im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 und/oder am Heck 24 des Fahrzeugs 20, angeordnet sein. 1 shows a schematic representation of a perspective view of a vehicle 20 , The vehicle 20 has in particular a front area 22 , a tail 24 as well as a first page 26 and a second page 28 on. In the front area 22 as well as at the stern 24 of the vehicle 20 are sensor units 32 arranged. In this embodiment, the sensor units 32 especially as piezo sensors 32 educated. Preferably, six piezo sensors 32 in the front area 22 of the vehicle 20 as well as six piezo sensors 32 at the stern 24 of the vehicle 20 arranged. However, there may be fewer or more piezo sensors 32 at the vehicle 20 , especially in the front area 22 of the vehicle 20 and / or at the stern 24 of the vehicle 20 be arranged.

Piezo-Sensoren können Ultraschall erzeugen sowie empfangen. Ultraschall weist insbesondere einen Frequenzbereich von 20 kHz bis 1,6 GHz auf. Mittels der Piezo-Sensoren 32 kann ein Umfeld des Fahrzeugs 20 detektiert werden, indem mittels eines oder mehrerer Piezo-Sensoren 32 Ultraschall ausgesendet wird. Der ausgesendete Ultraschall kann nach dem Aussenden von einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs 20 reflektiert werden und kann somit wieder zum Fahrzeug 20 zurückgeleitet und/oder zurück reflektiert werden. Eine oder mehrere Piezo-Sensoren 32 können diesen Ultraschall empfangen und somit das Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs 20 detektieren. Erfindungsgemäß können andere Sensoren, wie beispielsweise kapazitive Schallwandler, am Fahrzeug 20 angebracht sein, die Ultraschall senden empfangen und/oder empfangen können. Alternativ oder zusätzlich können die Sensoren an einer oder beiden Seiten 26, 28 angeordnet sein. Ein Beispiel eines kapazitiven Schallwandlers ist beispielsweise ein Elektret-Sensor.Piezo sensors can generate and receive ultrasound. In particular, ultrasound has a frequency range from 20 kHz to 1.6 GHz. By means of the piezo sensors 32 can be an environment of the vehicle 20 be detected by means of one or more piezoelectric sensors 32 Ultrasound is emitted. The emitted ultrasound may be emitted by an object in the vicinity of the vehicle 20 can be reflected and thus back to the vehicle 20 be returned and / or reflected back. One or more piezo sensors 32 can receive this ultrasound and thus the object in the environment of the vehicle 20 detect. According to the invention, other sensors, such as capacitive sound transducer, on the vehicle 20 be appropriate to receive and / or receive the ultrasonic transmit can. Alternatively or additionally, the sensors may be on one or both sides 26 . 28 be arranged. An example of a capacitive transducer is, for example, an electret sensor.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung 30 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Sensoranordnung 30 zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals 36, insbesondere eines Ultraschallsignals, wird verwendet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30. Hierfür weist die Sensoranordnung 30 wenigstens zwei Sensoreinheiten 32, 34 auf, insbesondere eine erste Sensoreinheit 32 sowie eine zweite Sensoreinheit 34. Die erste Sensoreinheit 32 zum Senden eines Schallsignals 36, insbesondere eines Ultraschallsignals, ist als ein Piezo-Sensor 32 ausgebildet. Mit anderen Worten kann der Piezo-Sensor 32 zum Senden eines Schallsignals 36 verwendet werden. Zur Steuerung der ersten Sensoreinheit 32 kann die erste Sensoreinheit 32 mittels einer Verbindung 37 beispielsweise mit einer Recheneinheit und/oder einem Steuergerät verbunden werden. Die zweite Sensoreinheit 34 zum Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit 32 gesendeten und an einem Umfeldobjekt 38 reflektierten Schallsignals 36 ist als ein kapazitiver Schallwandler 34 ausgebildet. Mit anderen Worten kann der kapazitive Schallwandler 34 zum Empfangen eines Schallsignals 36 verwendet werden. Ein Beispiel eines kapazitiven Schallwandlers ist beispielsweise ein Elektret-Sensor. Zur Steuerung der zweiten Sensoreinheit 34 kann die zweite Sensoreinheit 34 mittels einer Verbindung 39 beispielsweise mit einer Recheneinheit und/oder einem Steuergerät verbunden werden. In einer Weiterentwicklung weist der kapazitive Schallwandler 34 ein Elektret-Material auf, wobei das Elektret-Material in einer Weiterentwicklung beispielsweise als ein Piezoelektret-Material ausgebildet sein kann. 2 shows a schematic representation of a sensor arrangement 30 according to an embodiment of the present invention. The sensor arrangement 30 for transmitting and / or receiving a sound signal 36 , In particular an ultrasonic signal is used to detect an environment of the sensor array 30 , For this purpose, the sensor arrangement 30 at least two sensor units 32 . 34 on, in particular a first sensor unit 32 and a second sensor unit 34 , The first sensor unit 32 for sending a sound signal 36 , In particular, an ultrasonic signal is as a piezoelectric sensor 32 educated. In other words, the piezo sensor 32 for sending a sound signal 36 be used. For controlling the first sensor unit 32 can the first sensor unit 32 by means of a connection 37 For example, be connected to a computing unit and / or a control unit. The second sensor unit 34 for receiving by means of the first sensor unit 32 sent and to an environment object 38 reflected sound signal 36 is as a capacitive transducer 34 educated. In other words, the capacitive transducer 34 for receiving a sound signal 36 be used. An example of a capacitive transducer is, for example, an electret sensor. For controlling the second sensor unit 34 can the second sensor unit 34 by means of a connection 39 For example, be connected to a computing unit and / or a control unit. In a further development, the capacitive transducer 34 an electret material, wherein the electret material may be formed in a further development example, as a piezoelectric material.

Die erste Sensoreinheit 32 und somit der Piezo-Sensor 32 sendet ein Schallsignal 36, insbesondere ein Ultraschallsignal, aus. Zur Steuerung der ersten Sensoreinheit 32 kann die erste Sensoreinheit 32 Steuersignale mittels der Verbindung 37 empfangen. Das ausgesendete Schallsignal 36 wird in das Umfeld der Sensoranordnung 30 gesendet. In dem Umfeld der Sensoranordnung 30 kann sich beispielsweise ein Objekt 38 befinden, wobei das mittels der ersten Sensoreinheit 32 gesendeten Schallsignal 36 auf das Umfeldobjekt 38 trifft und insbesondere an dem Umfeldobjekt 38 reflektiert wird. Mit anderen Worten wird das Schallsignal 36 an dem Umfeldobjekt 38 reflektiert, wodurch das an dem Umfeldobjekt 38 reflektierte Schallsignal 36 zu der zweiten Sensoreinheit 34 und somit zu dem kapazitiven Schallwandler 34 geleitet bzw. gelenkt wird. Mit anderen Worten trifft das an dem Umfeldobjekt 38 reflektierte Schallsignal 36 auf die zweite Sensoreinheit 34 und damit auf den kapazitiven Schallwandler 34. Die zweite Sensoreinheit 34 bzw. der kapazitive Schallwandler 34 ist eingerichtet zum Empfangen des Schallsignals 36, insbesondere eines Ultraschallsignals. Zur Verarbeitung des empfangenen Schallsignals 36 kann die zweite Sensoreinheit 34 eine Verbindung 39 zu einer Recheneinheit aufweisen. Beispielsweise kann zur Verarbeitung des Schallsignals 36 das mittels der zweiten Sensoreinheit 34 empfangene Schallsignal 36 über die Verbindung 39 zu einer Recheneinheit und/oder zu einem Steuergerät geleitet werden. Befindet sich im Umfeld der Sensoranordnung 30 kein Umfeldobjekt 38, so kann das Schallsignal folglich nicht reflektiert werden und kann somit nicht zur zweiten Sensoreinheit 34 zurückgeleitet werden.The first sensor unit 32 and thus the piezo sensor 32 sends a sound signal 36 , in particular an ultrasonic signal, off. For controlling the first sensor unit 32 can the first sensor unit 32 Control signals by means of the connection 37 receive. The emitted sound signal 36 gets into the environment of the sensor array 30 Posted. In the environment of the sensor arrangement 30 For example, an object may be 38 located, by means of the first sensor unit 32 sent sound signal 36 on the environment object 38 meets and especially on the surrounding object 38 is reflected. In other words, the sound signal becomes 36 at the surrounding object 38 reflects, which on the surrounding object 38 reflected sound signal 36 to the second sensor unit 34 and thus to the capacitive transducer 34 is directed or directed. In other words, this is true of the surrounding object 38 reflected sound signal 36 on the second sensor unit 34 and thus on the capacitive transducer 34 , The second sensor unit 34 or the capacitive sound transducer 34 is arranged to receive the sound signal 36 , in particular an ultrasonic signal. For processing the received sound signal 36 can the second sensor unit 34 a connection 39 have to a computing unit. For example, for processing the sound signal 36 that by means of the second sensor unit 34 received sound signal 36 about the connection 39 be routed to a computing unit and / or to a control unit. Located in the vicinity of the sensor arrangement 30 no environment object 38 Thus, the sound signal can not be reflected consequently and thus can not to the second sensor unit 34 be returned.

Piezo-Sensoren 32 und kapazitive Schallwandler 34 sind jeweils insbesondere in der Lage sowohl Schall zu erzeugen und zu senden als auch Schall zu empfangen. Objekte, die sich in einer Nähe zu der Sensoranordnung 30 befinden, können zusätzlich und/oder alternativ lediglich von kapazitiven Schallwandlern 34 alleine erkannt werden, indem diese das Echo des selbst ausgesendeten Signals erfassen. Objekte, die etwas weiter entfernt sind, können zusätzlich und/oder alternativ von den Piezo-Sensoren 32 detektiert werden, da diese eine stärkere Schalleistung haben. Weiterhin können Objekte durch das Zusammenspiel von Piezo-Sensoren 32 und kapazitiven Schallwandlern 34 bzw. eines Elektret-Mikrofons 34 erkannt werden. Die Piezo-Sensoren 32 senden Schallsignale 36 aus, wobei das Echo mittels der empfindlichen kapazitiven Schallwandlern 34 erfasst werden kann.Piezo sensors 32 and capacitive sound transducers 34 In particular, they are able to generate and transmit sound as well as to receive sound. Objects that are in close proximity to the sensor array 30 may additionally and / or alternatively only capacitive transducers 34 can be detected alone by detecting the echo of the self-emitted signal. Objects that are a little further away may additionally and / or alternatively from the piezo sensors 32 be detected because they have a stronger sound power. Furthermore, objects can be created by the interaction of piezo sensors 32 and capacitive transducers 34 or an electret microphone 34 be recognized. The piezo sensors 32 send sound signals 36 from, with the echo by means of the sensitive capacitive sound transducers 34 can be detected.

In einer Weiterentwicklung kann der kapazitiver Schallwandler 34 eine Abdeckung aufweisen, insbesondere eine Abdeckschicht. Die Abdeckung kann beispielsweise ein Kunststoffmaterial, insbesondere einen verstärkten Kunststoff, aufweisen. In einer Weiterentwicklung kann die Sensoreinheit mittels einer CFK Schutzschicht, insbesondere mittels CFK Matten, geschützt werden. Hierdurch kann die mechanische Stabilität gewährleistet werden, wodurch die Sensoreinheiten mechanisch robust sind. Der Sensor der Sensoreinheiten 32, 34 kann vorteilhafterweise jeweils in einem Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse jeweils eine Halterung aufweisen kann.In a further development, the capacitive transducer 34 have a cover, in particular a cover layer. The cover may for example comprise a plastic material, in particular a reinforced plastic. In a further development, the sensor unit can be protected by means of a CFRP protective layer, in particular by means of CFRP mats. As a result, the mechanical stability can be ensured, whereby the sensor units are mechanically robust. The sensor of the sensor units 32 . 34 can advantageously be arranged in each case in a housing, wherein the housing may each have a holder.

Weiterhin kann die zweite Sensoreinheit 34 auch Schallsignale empfangen, die nicht von der ersten Sensoreinheit 32 oder einer weiteren Sensoreinheit ausgesendet werden, sondern aus dem Umfeld der Sensoranordnung 30 kommen und aus dem Umfeld der Sensoranordnung 30 zu der zweiten Sensoreinheit 34 geleitet werden.Furthermore, the second sensor unit 34 also receive sound signals that are not from the first sensor unit 32 or a further sensor unit, but from the environment of the sensor arrangement 30 come and from the environment of the sensor array 30 to the second sensor unit 34 be directed.

Ferner kann der kapazitive Schallwandler 34 zusätzlich und/oder alternativ zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet sein. Dadurch kann der kapazitive Schallwandler 34 zusätzlich und/oder alternativ als Umgebungsmikrofon eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich Schall und somit Geräusche aufzunehmen und eine Kategorisierung der Geräusche durchzuführen und/oder zu unterstützen. In einer ersten Ausgestaltung kann der kapazitive Schallwandler 34 sowohl Ultraschallsignale als auch Signale im hörbaren Bereich des Schalls empfangen. In einer zweiten Ausgestaltung ist der kapazitive Schallwandler 34 spezialisiert und kann entweder Ultraschallsignale oder Signale im hörbaren Bereich des Schalls empfangen. Ferner kann der Piezo-Sensor 32 zusätzlich und/oder alternativ zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet sein. So kann der Piezo-Sensor 32 Schallsignale als Ultraschallsignale und/oder Schallsignale im hörbaren Bereich empfangen. Schallsignale im hörbaren Bereich können beispielsweise für den Menschen hörbar sein. Der für einen Menschen hörbare Schall weist insbesondere einen Frequenzbereich von 16 Hz bis 20 kHz auf.Furthermore, the capacitive sound transducer 34 additionally and / or alternatively be designed to receive signals in the audible range. This allows the capacitive transducer 34 additionally and / or alternatively used as an ambient microphone. For example, it is possible to record sound and therefore noise and to perform and / or support categorization of the sounds. In a first embodiment, the capacitive sound transducer 34 receive both ultrasonic signals and signals in the audible range of the sound. In a second embodiment, the capacitive sound transducer 34 specialized and can receive either ultrasonic signals or signals in the audible range of sound. Furthermore, the piezo sensor 32 additionally and / or alternatively be designed to receive signals in the audible range. This is how the piezo sensor works 32 Receive sound signals as ultrasonic signals and / or sound signals in the audible range. Sound signals in the audible range can be audible to humans, for example. In particular, the sound audible to a human has a frequency range of 16 Hz to 20 kHz.

Ebenso ist es möglich, mit den kapazitiven Schallwandlern 34 eine Sprache eines Benutzers zu erfassen. Dadurch kann der Benutzer mit der Sensoranordnung 30 sprechen und/oder kommunizieren und folglich beispielsweise Aktionen auslösen. Durch die gleichzeitige Erfassung mittels mehrerer Sensoren und Auswertung der Phasenverschiebung kann berechnet werden, aus welcher Richtung das Geräusch kommt. Dadurch kann berechnet werden von welchem Objekt das Geräusch erzeugt wurde.It is also possible with the capacitive sound transducers 34 to capture a language of a user. This allows the user with the sensor array 30 speak and / or communicate and thus trigger actions, for example. The simultaneous detection by means of several sensors and evaluation of the phase shift can be calculated from which direction the noise comes. This can be used to calculate from which object the noise was generated.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 20 weist insbesondere einen Frontbereich 22, ein Heck 24 sowie eine erste Seite 26 und eine zweite Seite 28 auf. Im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 ist eine Sensoranordnung 30 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoranordnung 30 auch am Heck 24 des Fahrzeugs 20 und/oder jeweils an einer oder beiden Seiten 26, 28 angeordnet sein. Ferner kann die Sensoranordnung 30 an dem Fahrzeug 20 beispielsweise im Bereich von Stoßfängern, Stoßleisten, Türschutzleisten, Seitenschutzleisten, Spoilern und/oder Nummernschilderrahmen angeordnet sein. In einer Weiterentwicklung kann die Membran der Sensoreinheiten 32, 34 der Sensoranordnung 30 durch die Außenhaut Kraftfahrzeugs, wie zum Beispiel der Außenhaut eines Stoßfängers, eines Seitenspiegels, einer Zierleiste, eines Scheinwerfers, eines Rücklichts oder eines Türbereichs ausgebildet sein, wobei die Sensoreinheiten 32, 34 versteckt hinter der Außenhaut angeordnet sein können. Der Sensor der Sensoreinheiten 32, 34 kann vorteilhafterweise jeweils in einem Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse jeweils eine Halterung aufweist und wobei die Halterung zum Anordnen des Gehäuses an dem Fahrzeug 20 ausgebildet ist. 3 shows a schematic representation of a vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 20 has in particular a front area 22 , a tail 24 as well as a first page 26 and a second page 28 on. In the front area 22 of the vehicle 20 is a sensor arrangement 30 arranged. Alternatively or additionally, the sensor arrangement 30 also at the rear 24 of the vehicle 20 and / or on one or both sides 26 . 28 be arranged. Furthermore, the sensor arrangement 30 on the vehicle 20 be arranged for example in the field of bumpers, bumpers, door guards, side guards, spoilers and / or number plate frame. In a further development, the membrane of the sensor units 32 . 34 the sensor arrangement 30 be formed by the outer skin of the vehicle, such as the outer skin of a bumper, a side mirror, a trim strip, a headlight, a tail light or a door area, wherein the sensor units 32 . 34 hidden behind the outer skin can be arranged. The sensor of the sensor units 32 . 34 can be advantageously arranged in each case in a housing, wherein the housing in each case has a holder and wherein the holder for arranging the housing to the vehicle 20 is trained.

Die Sensoranordnung 30 ist in dieser Ausführung gemäß der Sensoranordnung gemäß 2 ausgestaltet. In dieser Ausführung ist die Sensoranordnung 30 ausgebildet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30, insbesondere des Fahrzeugs 20.The sensor arrangement 30 is in accordance with the sensor arrangement according to this embodiment 2 designed. In this embodiment, the sensor assembly 30 designed for detecting an environment of the sensor arrangement 30 , in particular of the vehicle 20 ,

Hierfür weist die Sensoranordnung 30 zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals 36, insbesondere eines Ultraschallsignals, wenigstens zwei Sensoreinheiten 32, 34 auf, insbesondere eine erste Sensoreinheit 32 zum Senden eines Schallsignals 36 sowie eine zweite Sensoreinheit 34 zum Empfangen eines Schallsignals 36. Die erste Sensoreinheit 32 zum Senden eines Schallsignals 36, insbesondere eines Ultraschallsignals, ist als ein Piezo-Sensor 32 ausgebildet. Die zweite Sensoreinheit 34 zum Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit 32 gesendeten und an einem Umfeldobjekt 38 reflektierten Schallsignals 36 ist als ein kapazitiver Schallwandler 34 ausgebildet. Die erste Sensoreinheit 32 zum Senden eines Schallsignals 36 und die zweite Sensoreinheit 34 zum Empfangen eines Schallsignals 36 sind insbesondere derart angeordnet, dass das von der ersten Sensoreinheit 32 gesendeten Schallsignal von der zweite Sensoreinheit 34 empfangen werden kann. Ein Beispiel eines kapazitiven Schallwandlers ist beispielsweise ein Elektret-Sensor.For this purpose, the sensor arrangement 30 for transmitting and / or receiving a sound signal 36 , in particular an ultrasonic signal, at least two sensor units 32 . 34 on, in particular a first sensor unit 32 for sending a sound signal 36 and a second sensor unit 34 for receiving a sound signal 36 , The first sensor unit 32 for sending a sound signal 36 , In particular, an ultrasonic signal is as a piezoelectric sensor 32 educated. The second sensor unit 34 for receiving by means of the first sensor unit 32 sent and to an environment object 38 reflected sound signal 36 is as a capacitive transducer 34 educated. The first sensor unit 32 for sending a sound signal 36 and the second sensor unit 34 for receiving a sound signal 36 are in particular arranged such that of the first sensor unit 32 transmitted sound signal from the second sensor unit 34 can be received. An example of a capacitive transducer is, for example, an electret sensor.

Die erste Sensoreinheit 32 und somit der Piezo-Sensor 32 sendet ein Schallsignal 36, insbesondere ein Ultraschallsignal, aus. Dieses Schallsignal 36 wird in das Umfeld der Sensoranordnung 30 und somit in das Umfeld des Fahrzeugs 20 gesendet. In dem Umfeld kann sich beispielsweise ein Objekt 38 befinden, wobei das mittels der ersten Sensoreinheit 32 gesendeten Schallsignal 36 auf das Umfeldobjekt 38 trifft und insbesondere an dem Umfeldobjekt 38 reflektiert wird. Ein Umfeldobjekt 38 im Umfeld des Fahrzeugs 20 kann beispielsweise ein Gegenstand sein und/oder ein weiterer Verkehrsteilnehmer und/oder ein Fußgänger und/oder weitere Objekte, welche sich im Umfeld des Fahrzeugs 20 befinden können. Anschließend kann das an dem Umfeldobjekt 38 reflektierte Schallsignal 36 zu der zweiten Sensoreinheit 34 und somit zu dem kapazitiven Schallwandler 34 reflektiert und/oder geleitet und/oder gelenkt werden. Die zweite Sensoreinheit 34 bzw. der kapazitive Schallwandler 34 ist eingerichtet zum Empfangen des Schallsignals 36. Hierdurch können insbesondere mittels des ausgewerteten Schallsignals 36 Objekte 38 in dem Umfeld der Sensoranordnung 30 wahrgenommen werden. Befindet sich im Umfeld der Sensoranordnung 30 kein Umfeldobjekt 38, so kann das Schallsignal folglich nicht reflektiert werden und kann somit nicht zur zweiten Sensoreinheit 34 zurückgeleitet werden.The first sensor unit 32 and thus the piezo sensor 32 sends a sound signal 36 , in particular an ultrasonic signal, off. This sound signal 36 gets into the environment of the sensor array 30 and thus in the environment of the vehicle 20 Posted. For example, an object can be in the environment 38 located, by means of the first sensor unit 32 sent sound signal 36 on the environment object 38 meets and especially on the surrounding object 38 is reflected. An environment object 38 in the environment of the vehicle 20 may be, for example, an object and / or another road user and / or a pedestrian and / or other objects, which are in the environment of the vehicle 20 can be located. This can then be done on the environment object 38 reflected sound signal 36 to the second sensor unit 34 and thus to the capacitive transducer 34 reflected and / or directed and / or steered. The second sensor unit 34 or the capacitive sound transducer 34 is arranged to receive the sound signal 36 , As a result, in particular by means of the evaluated sound signal 36 objects 38 in the environment of the sensor arrangement 30 be perceived. Located in the vicinity of the sensor arrangement 30 no environment object 38 Thus, the sound signal can not be reflected consequently and thus can not to the second sensor unit 34 be returned.

In einer Weiterentwicklung kann die erste Sensoreinheit 32 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 20 vor der zweiten Sensoreinheit 34 angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der Piezo-Sensor 32 in Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 vor dem kapazitiven Schallwandler 34 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können die kapazitive Schallwandler 34 so zwischen den Piezo-Sensoren 32 geordnet sein, dass der Fahrtwind die Schallsignale 36, beispielsweise die Ultraschallsignale, von den Piezo-Sensoren 32 zu den kapazitiven Schallwandlern 34 trägt. Die Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 wird mittels des Pfeils 40 dargestellt. In a further development, the first sensor unit 32 in the direction of travel of the vehicle 20 in front of the second sensor unit 34 be arranged. In other words, the piezo sensor 32 in the direction of travel 40 of the vehicle 20 in front of the capacitive transducer 34 be arranged. Alternatively or additionally, the capacitive sound transducer 34 so between the piezo sensors 32 be ordered that the wind the sound signals 36 , For example, the ultrasonic signals from the piezoelectric sensors 32 to the capacitive sound transducers 34 wearing. The direction of travel 40 of the vehicle 20 is by means of the arrow 40 shown.

Weiterhin kann die zweite Sensoreinheit 34 auch Schallsignale empfangen, die nicht von der ersten Sensoreinheit 32 gesendet werden, sondern aus dem Umfeld der Sensoranordnung 30 bzw. des Fahrzeugs 20 kommen und somit aus dem Umfeld der Sensoranordnung 30 zu der zweiten Sensoreinheit 34 geleitet werden.Furthermore, the second sensor unit 34 also receive sound signals that are not from the first sensor unit 32 are sent, but from the environment of the sensor array 30 or of the vehicle 20 come and thus from the environment of the sensor array 30 to the second sensor unit 34 be directed.

Ferner kann der kapazitive Schallwandler 34 zusätzlich und/oder alternativ zum Empfangen von Signalen bzw. Schallsignalen im hörbaren Bereich ausgebildet sein. Dadurch kann der kapazitive Schallwandler 34 zusätzlich und/oder alternativ als Umgebungsmikrofon eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich Geräusche aufzunehmen und eine Kategorisierung der Geräusche durchzuführen und/oder zu unterstützen. In einer ersten Ausgestaltung kann der kapazitive Schallwandler 34 sowohl Ultraschallsignale empfangen als auch Signale im hörbaren Bereich des Schalls. In einer zweiten Ausgestaltung ist der kapazitive Schallwandler 34 spezialisiert und kann entweder Ultraschallsignale oder Signale im hörbaren Bereich des Schalls empfangen. Ferner kann der Piezo-Sensor 32 zusätzlich und/oder alternativ zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet sein. So kann der Piezo-Sensor 32 Schallsignale als Ultraschallsignale und/oder Schallsignale im hörbaren Bereich empfangen. Schallsignale im hörbaren Bereich können beispielsweise für den Menschen hörbar sein.Furthermore, the capacitive sound transducer 34 additionally and / or alternatively be designed to receive signals or sound signals in the audible range. This allows the capacitive transducer 34 additionally and / or alternatively used as an ambient microphone. For example, it is possible to record noises and perform and / or support a categorization of the sounds. In a first embodiment, the capacitive sound transducer 34 receive both ultrasonic signals and signals in the audible range of the sound. In a second embodiment, the capacitive sound transducer 34 specialized and can receive either ultrasonic signals or signals in the audible range of sound. Furthermore, the piezo sensor 32 additionally and / or alternatively be designed to receive signals in the audible range. This is how the piezo sensor works 32 Receive sound signals as ultrasonic signals and / or sound signals in the audible range. Sound signals in the audible range can be audible to humans, for example.

Ebenso ist es möglich, mittels eines kapazitiven Schallwandlers 34 eine Sprache eines Benutzers zu erfassen. Hierdurch kann der Benutzer mit der Sensoranordnung 30 kommunizieren bzw. sprechen. Durch die gleichzeitige Erfassung mittels mehrerer Sensoren und Auswertung der Phasenverschiebung kann berechnet werden, aus welcher Richtung das Geräusch kommt. Dadurch kann berechnet werden, von welchem Objekt das Geräusch erzeugt wurde. Beispielsweise kann der Benutzer mit dem Fahrzeug sprechen und dem Fahrzeug somit Befehle zur Durchführung von Aktionen mitteilen, beispielsweise kann somit das Fahrzeug entsperrt werden, beispielsweise Türen geöffnet werden und/oder dem Fahrzeug der Befehl erteilt werden, auf einen Parkplatz zu fahren. Weitere Befehle zur Durchführung weiterer Aktionen sind denkbar.It is also possible, by means of a capacitive transducer 34 to capture a language of a user. This allows the user with the sensor assembly 30 communicate or speak. The simultaneous detection by means of several sensors and evaluation of the phase shift can be calculated from which direction the noise comes. This can be used to calculate from which object the noise was generated. For example, the user can talk to the vehicle and thus communicate commands to the vehicle to carry out actions, for example, the vehicle can thus be unlocked, for example doors are opened and / or the vehicle is given the command to drive to a parking space. Further commands for carrying out further actions are conceivable.

Ferner können mittels eines kapazitiven Schallwandlers 34 die Eigenschaften von Fahrbahn und Reifen erkannt werden. Durch die Verwendung der Sensoranordnung 30 kann beispielsweise eine Spracherkennung und/oder eine Objektklassifizierung und/oder eine Erkennung der Fahrbahneigenschaften und/oder eine Erkennung der Reifeneigenschaften realisiert werden.Furthermore, by means of a capacitive sound transducer 34 the characteristics of roadway and tires are recognized. By using the sensor arrangement 30 For example, speech recognition and / or object classification and / or recognition of the roadway properties and / or recognition of the tire properties can be realized.

Die Objekterkennung, Fahrbahn- und Reifenklassifikation sowie Spracherkennung kann beispielsweise in einer Cloud durchgeführt werden, indem die empfangenen Geräusche bzw. Signale zunächst an ein Steuergerät übertragen werden und diese dann weiter in die Cloud übertragen werden. Eine Cloud oder auch Cloud Computing beschreibt die Bereitstellung von IT-Infrastruktur wie beispielsweise Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung über das Internet. Alternativ kann z.B. mit Hilfe eines neuromorphen Chips die Erkennung auch im Fahrzeug, insbesondere in einem Steuergerät, z.B. im Ultraschallsteuergerät oder im Kommunikationssteuergerät durchgeführt werden. Bei der Erkennung im Fahrzeug wird keine Bandbreite der Drahtlosverbindung beansprucht.The object recognition, road and tire classification and speech recognition can be performed, for example in a cloud by the received noise or signals are first transmitted to a controller and then they are transmitted to the cloud. A cloud or cloud computing describes the provision of IT infrastructure such as storage space, computing power or application software as a service over the Internet. Alternatively, e.g. with the aid of a neuromorphic chip, the recognition also in the vehicle, in particular in a control unit, e.g. be performed in the ultrasonic control unit or in the communication control unit. Detection in the vehicle does not require bandwidth of the wireless connection.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 20 ist gemäß dem Fahrzeug 20 gemäß 3 aufgebaut und weist insbesondere einen Frontbereich 22, ein Heck 24 sowie eine erste Seite 26 und eine zweite Seite 28 auf. Am Fahrzeug 20 ist mindestens eine Sensoranordnung 30 angeordnet. Die Sensoranordnung 30 ist in dieser Ausführung gemäß der Sensoranordnung in 2 und/oder 3 ausgestaltet. In dieser Ausführung ist die Sensoranordnung 30 ausgebildet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30, insbesondere des Fahrzeugs 20. 4 shows a schematic representation of a vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 20 is according to the vehicle 20 according to 3 constructed and has in particular a front area 22 , a tail 24 as well as a first page 26 and a second page 28 on. At the vehicle 20 is at least one sensor arrangement 30 arranged. The sensor arrangement 30 is in this embodiment according to the sensor arrangement in 2 and or 3 designed. In this embodiment, the sensor assembly 30 designed for detecting an environment of the sensor arrangement 30 , in particular of the vehicle 20 ,

Im Unterschied zu 3 sind an dem Fahrzeug 20 gemäß 4 mehrere Sensoreinheiten 32, 34 angeordnet. In dieser Ausführungsform gemäß 4 sind drei Sensoreinheiten im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 sowie drei Sensoreinheiten 32, 34 am Heck 24 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 weist die Sensoranordnung 30 zumindest drei Sensoreinheiten auf, insbesondere eine erste Sensoreinheit 32 und zwei zweite Sensoreinheiten 34, wobei die erste Sensoreinheit 32 zwischen den zwei zweiten Sensoreinheiten 34 angeordnet ist. Am Heck 24 des Fahrzeugs 20 weist die Sensoranordnung 30 zumindest drei Sensoreinheiten auf, insbesondere zwei erste Sensoreinheiten 32 und eine zweite Sensoreinheit 34, wobei die zweite Sensoreinheit 34 zwischen den zwei ersten Sensoreinheiten 32 angeordnet ist. Hierdurch ist die erste Sensoreinheit 32 und somit der Piezo-Sensor 32 in Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 vor der zweiten Sensoreinheit 34 und somit dem kapazitiven Schallwandler 34 angeordnet, sodass der Fahrtwind die Schallsignale 36, beispielsweise die Ultraschallsignale, von dem oder den Piezo-Sensoren 32 zu dem oder den kapazitiven Schallwandlern 34 trägt. Die Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 wird mittels des Pfeils 40 dargestellt.In contrast to 3 are on the vehicle 20 according to 4 several sensor units 32 . 34 arranged. In this embodiment according to 4 are three sensor units in the front area 22 of the vehicle 20 as well as three sensor units 32 . 34 at the stern 24 of the vehicle 20 arranged. In the front area 22 of the vehicle 20 has the sensor arrangement 30 at least three sensor units, in particular a first sensor unit 32 and two second sensor units 34 , wherein the first sensor unit 32 between the two second sensor units 34 is arranged. At the stern 24 of the vehicle 20 has the sensor arrangement 30 at least three sensor units, in particular two first sensor units 32 and a second sensor unit 34 wherein the second sensor unit 34 between the first two sensor units 32 is arranged. This is the first sensor unit 32 and thus the piezo sensor 32 in the direction of travel 40 of the vehicle 20 in front of the second sensor unit 34 and thus the capacitive sound transducer 34 arranged so that the airstream the sound signals 36 , For example, the ultrasonic signals from the one or more piezo sensors 32 to the one or more capacitive transducers 34 wearing. The direction of travel 40 of the vehicle 20 is by means of the arrow 40 shown.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 20 ist gemäß dem Fahrzeug 20 gemäß 4 aufgebaut. Am Fahrzeug 20 ist mindestens eine Sensoranordnung 30 angeordnet. Die Sensoranordnung 30 ist in dieser Ausführung gemäß der Sensoranordnung 30 in 2 und/oder 3 und/oder 4 ausgestaltet. In dieser Ausführung ist die Sensoranordnung 30 ausgebildet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30, insbesondere des Fahrzeugs 20. 5 shows a schematic representation of a vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 20 is according to the vehicle 20 according to 4 built up. At the vehicle 20 is at least one sensor arrangement 30 arranged. The sensor arrangement 30 is in this embodiment according to the sensor arrangement 30 in 2 and or 3 and or 4 designed. In this embodiment, the sensor assembly 30 designed for detecting an environment of the sensor arrangement 30 , in particular of the vehicle 20 ,

Im Unterschied zu 4 sind an dem Fahrzeug 20 gemäß 5 mehrere Sensoreinheiten 32, 34 angeordnet. In dieser Ausführungsform gemäß 5 sind vier Sensoreinheiten im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 sowie vier Sensoreinheiten 32, 34 am Heck 24 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 weist die Sensoranordnung 30 zumindest vier Sensoreinheiten auf, insbesondere zwei erste Sensoreinheiten 32 und zwei zweite Sensoreinheiten 34 aufweist, wobei die zwei ersten Sensoreinheiten 32 zwischen den zwei zweiten Sensoreinheiten 34 angeordnet sind. Am Heck 24 des Fahrzeugs 20 weist die Sensoranordnung 30 zumindest vier Sensoreinheiten auf, insbesondere zwei erste Sensoreinheiten 32 und zwei zweite Sensoreinheit 34, wobei die zwei zweiten Sensoreinheiten 34 zwischen den zwei ersten Sensoreinheiten 32 angeordnet sind. Hierdurch sind die ersten Sensoreinheiten 32 und somit die Piezo-Sensoren 32 in Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 vor den zweiten Sensoreinheiten 34 und somit den kapazitiven Schallwandlern 34 angeordnet, sodass der Fahrtwind die Schallsignale 36, beispielsweise die Ultraschallsignale, von dem oder den Piezo-Sensoren 32 zu dem oder den kapazitiven Schallwandlern 34 trägt. Die Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 wird mittels des Pfeils 40 dargestellt.In contrast to 4 are on the vehicle 20 according to 5 several sensor units 32 . 34 arranged. In this embodiment according to 5 are four sensor units in the front area 22 of the vehicle 20 as well as four sensor units 32 . 34 at the stern 24 of the vehicle 20 arranged. In the front area 22 of the vehicle 20 has the sensor arrangement 30 at least four sensor units, in particular two first sensor units 32 and two second sensor units 34 wherein the two first sensor units 32 between the two second sensor units 34 are arranged. At the stern 24 of the vehicle 20 has the sensor arrangement 30 at least four sensor units, in particular two first sensor units 32 and two second sensor unit 34 , wherein the two second sensor units 34 between the first two sensor units 32 are arranged. As a result, the first sensor units 32 and thus the piezo sensors 32 in the direction of travel 40 of the vehicle 20 before the second sensor units 34 and thus the capacitive sound transducers 34 arranged so that the airstream the sound signals 36 , For example, the ultrasonic signals from the one or more piezo sensors 32 to the one or more capacitive transducers 34 wearing. The direction of travel 40 of the vehicle 20 is by means of the arrow 40 shown.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 20 ist gemäß dem Fahrzeug 20 gemäß 4 und/oder gemäß 5 aufgebaut. Am Fahrzeug 20 ist mindestens eine Sensoranordnung 30 angeordnet. Die Sensoranordnung 30 ist in dieser Ausführung gemäß der Sensoranordnung in 2 und/oder 3 und/oder gemäß 4 und/oder gemäß 5 ausgestaltet. In dieser Ausführung ist die Sensoranordnung 30 ausgebildet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30, insbesondere des Fahrzeugs 20. 6 shows a schematic representation of a vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 20 is according to the vehicle 20 according to 4 and / or according to 5 built up. At the vehicle 20 is at least one sensor arrangement 30 arranged. The sensor arrangement 30 is in this embodiment according to the sensor arrangement in 2 and or 3 and / or according to 4 and / or according to 5 designed. In this embodiment, the sensor assembly 30 designed for detecting an environment of the sensor arrangement 30 , in particular of the vehicle 20 ,

Im Unterschied zu 3, 4 und/oder zu 5 sind an dem Fahrzeug 20 gemäß 6 die Sensoreinheiten 32, 34 der Sensoranordnung 30 an einer Seite 26 des Fahrzeugs 20 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist eine erste Sensoreinheit 32 sowie eine zweite Sensoreinheit 34 an einer ersten Seite 26 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoranordnung 30 an der zweiten Seite 28 des Fahrzeugs 20 angeordnet sein. Ferner ist die erste Sensoreinheit 32 und somit der Piezo-Sensor 32 in Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 vor der zweiten Sensoreinheit 34 und somit dem kapazitiven Schallwandler 34 angeordnet, sodass der Fahrtwind die Schallsignale 36, beispielsweise die Ultraschallsignale, von dem Piezo-Sensor 32 zu dem kapazitiven Schallwandler 34 trägt. Die Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 wird mittels des Pfeils 40 dargestellt.In contrast to 3 . 4 and / or too 5 are on the vehicle 20 according to 6 the sensor units 32 . 34 the sensor arrangement 30 on one side 26 of the vehicle 20 arranged. In this embodiment, a first sensor unit 32 and a second sensor unit 34 on a first page 26 of the vehicle 20 arranged. Alternatively or additionally, the sensor arrangement 30 on the second page 28 of the vehicle 20 be arranged. Furthermore, the first sensor unit 32 and thus the piezo sensor 32 in the direction of travel 40 of the vehicle 20 in front of the second sensor unit 34 and thus the capacitive sound transducer 34 arranged so that the airstream the sound signals 36 , For example, the ultrasonic signals from the piezo sensor 32 to the capacitive transducer 34 wearing. The direction of travel 40 of the vehicle 20 is by means of the arrow 40 shown.

7 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 20 ist gemäß dem Fahrzeug 20 gemäß 5 aufgebaut. Am Fahrzeug 20 ist mindestens eine Sensoranordnung 30 angeordnet. Die Sensoranordnung 30 ist in dieser Ausführung gemäß der Sensoranordnung in 2 ausgestaltet und gemäß der Sensoranordnung 30 gemäß 2 und/oder 3 und/oder gemäß 4 und/oder gemäß 5 und/oder gemäß 6 an dem Fahrzeug 20 angeordnet. In dieser Ausführung ist die Sensoranordnung 30 ausgebildet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30, insbesondere des Fahrzeugs 20. 7 shows a schematic representation of a vehicle 20 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 20 is according to the vehicle 20 according to 5 built up. At the vehicle 20 is at least one sensor arrangement 30 arranged. The sensor arrangement 30 is in this embodiment according to the sensor arrangement in 2 designed and according to the sensor arrangement 30 according to 2 and or 3 and / or according to 4 and / or according to 5 and / or according to 6 on the vehicle 20 arranged. In this embodiment, the sensor assembly 30 designed for detecting an environment of the sensor arrangement 30 , in particular of the vehicle 20 ,

Im Unterschied zu 5 sind an dem Fahrzeug 20 gemäß 7 zusätzlich Sensoreinheiten 32, 34 der Sensoranordnung 30 an der ersten Seite 26 und an der zweiten Seite 28 des Fahrzeugs 20 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist eine erste Sensoreinheit 32 sowie eine zweite Sensoreinheit 34 jeweils an der ersten Seite 26 des Fahrzeugs 20 und an der zweiten Seite 28 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Ferner ist jeweils die erste Sensoreinheit 32 und somit der Piezo-Sensor 32 in Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 vor der zweiten Sensoreinheit 34 und somit dem kapazitiven Schallwandler 34 angeordnet, sodass der Fahrtwind 42 die Schallsignale 36, beispielsweise die Ultraschallsignale, von dem Piezo-Sensor 32 zu dem kapazitiven Schallwandler 34 trägt. Der Fahrtwind 42 wird mittels der Pfeile 42 dargestellt. Die Fahrtrichtung 40 des Fahrzeugs 20 wird mittels des Pfeils 40 dargestellt.In contrast to 5 are on the vehicle 20 according to 7 additional sensor units 32 . 34 the sensor arrangement 30 on the first page 26 and on the second page 28 of the vehicle 20 arranged. In this embodiment, a first sensor unit 32 and a second sensor unit 34 each on the first page 26 of the vehicle 20 and on the second page 28 of the vehicle 20 arranged. Furthermore, in each case the first sensor unit 32 and thus the piezo sensor 32 in the direction of travel 40 of the vehicle 20 in front of the second sensor unit 34 and thus the capacitive sound transducer 34 arranged so that the airstream 42 the sound signals 36 , For example, the ultrasonic signals from the piezo sensor 32 to the capacitive transducer 34 wearing. The wind 42 is using the arrows 42 shown. The direction of travel 40 of the vehicle 20 is by means of the arrow 40 shown.

Mit anderen Worten können die kapazitiven Schallwandler 34 und Piezo-Sensoren 32 so angeordnet sein, dass die kapazitiven Schallwandler 34 zwischen den Piezo-Sensoren 32 positioniert sind. Bei sechs Sensoren pro Stoßfänger kann z.B. der zweite und der fünfte Sensor als kapazitiver Schallwandler 34 ausgeführt sein.In other words, the capacitive sound transducer 34 and piezo sensors 32 be arranged so that the capacitive sound transducer 34 between the piezo sensors 32 are positioned. With six sensors per bumper, for example, the second and the fifth sensor can be used as a capacitive transducer 34 be executed.

8 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 20. Das Fahrzeug 20 ist gemäß dem Fahrzeug 20 gemäß 1 aufgebaut. Am Fahrzeug 20 ist mindestens eine Sensoreinheit angeordnet. In dieser Ausführung ist die Sensoreinheit ausgebildet zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung 30, insbesondere des Fahrzeugs 20. 8th shows a schematic representation of a vehicle 20 , The vehicle 20 is according to the vehicle 20 according to 1 built up. At the vehicle 20 at least one sensor unit is arranged. In this embodiment, the sensor unit is designed to detect an environment of the sensor arrangement 30 , in particular of the vehicle 20 ,

Im Unterschied zu 1 sind an dem Fahrzeug 20 gemäß 8 mehrere zweite Sensoreinheiten 34 angeordnet. In dieser Ausführungsform gemäß 8 sind zwei zweite Sensoreinheiten 34 im Frontbereich 22 des Fahrzeugs 20 sowie zwei zweite Sensoreinheiten 34 am Heck 24 des Fahrzeugs 20 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können die Sensoreinheiten an den Seiten 26, 28 des Fahrzeugs 20 angeordnet sein.In contrast to 1 are on the vehicle 20 according to 8th several second sensor units 34 arranged. In this embodiment according to 8th are two second sensor units 34 in the front area 22 of the vehicle 20 and two second sensor units 34 at the stern 24 of the vehicle 20 arranged. Alternatively or additionally, the sensor units on the sides 26 . 28 of the vehicle 20 be arranged.

Durch die Verwendung der Sensoreinheiten kann beispielsweise eine Spracherkennung und/oder eine Objektklassifizierung und/oder eine Erkennung der Fahrbahneigenschaften und/oder eine Erkennung der Reifeneigenschaften realisiert werden. Beispielsweise kann ein zu niedriger Reifendruck, eine zu geringe Reifenprofiltiefe, ein zu hohes Alter eines Reifes, falsch montierte Reifen und/oder eine fehlende Freigängigkeit eines Reifens identifiziert werden. Hierdurch können die Fahrzeugsicherheit und/oder der Fahrkomfort erhöht werden, wodurch beispielsweise Unfälle und/oder die Unfallschwere reduziert werden können.By using the sensor units, it is possible, for example, to realize speech recognition and / or object classification and / or recognition of the roadway properties and / or recognition of the tire properties. For example, tire pressure that is too low, tire tread depth that is too low, too old age of a tire, incorrectly fitted tires, and / or missing clearance of a tire can be identified. As a result, the vehicle safety and / or ride comfort can be increased, whereby, for example, accidents and / or the severity of the accident can be reduced.

In dieser beispielhaften Ausführung können die zweiten Sensoreinheiten 34 und somit die kapazitiven Schallwandler 34 zusätzlich und/oder alternativ zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet sein. Dadurch kann der kapazitive Schallwandler 34 zusätzlich und/oder alternativ als Umgebungsmikrofon eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich Geräusche aufzunehmen und eine Kategorisierung der Geräusche durchzuführen und/oder zu unterstützen. In einer ersten Ausgestaltung kann der kapazitive Schallwandler 34 sowohl Ultraschallsignale empfangen als auch Signale im hörbaren Bereich des Schalls. In einer zweiten Ausgestaltung ist der kapazitive Schallwandler 34 spezialisiert und kann entweder Ultraschallsignale oder Signale im hörbaren Bereich des Schalls empfangen.In this exemplary embodiment, the second sensor units 34 and thus the capacitive sound transducer 34 additionally and / or alternatively be designed to receive signals in the audible range. This allows the capacitive transducer 34 additionally and / or alternatively used as an ambient microphone. For example, it is possible to record noises and perform and / or support a categorization of the sounds. In a first embodiment, the capacitive sound transducer 34 receive both ultrasonic signals and signals in the audible range of the sound. In a second embodiment, the capacitive sound transducer 34 specialized and can receive either ultrasonic signals or signals in the audible range of sound.

In einer weiteren Ausführungsform können alternativ oder zusätzlich zu den zweiten Sensoreinheit 34 ein oder mehrere erste Sensoreinheiten 32 somit Piezo-Sensoren 32 verwendet werden. Ferner kann der Piezo-Sensor 32 zusätzlich und/oder alternativ zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet sein. Schallsignale im hörbaren Bereich sind beispielsweise für den Menschen hörbar.In a further embodiment, as an alternative or in addition to the second sensor unit 34 one or more first sensor units 32 thus piezo sensors 32 be used. Furthermore, the piezo sensor 32 additionally and / or alternatively be designed to receive signals in the audible range. Sound signals in the audible range are audible to humans, for example.

Ebenso ist es möglich, mittels eines kapazitiven Schallwandlers 34 und/oder mittels eines Piezo-Sensors 32 eine Sprache eines Benutzers zu erfassen. Hierdurch kann der Benutzer mit der Sensoranordnung 30 kommunizieren bzw. sprechen. Durch die gleichzeitige Erfassung mittels mehrerer Sensoren und Auswertung der Phasenverschiebung kann berechnet werden, aus welcher Richtung das Geräusch kommt. Dadurch kann berechnet werden, von welchem Objekt das Geräusch erzeugt wurde. Beispielsweise kann der Benutzer mit dem Fahrzeug sprechen und dem Fahrzeug somit Befehle zur Durchführung von Aktionen erteilen bzw. mitteilen, beispielsweise kann somit das Fahrzeug entsperrt werden, beispielsweise eine oder mehrere Türen geöffnet werden und/oder dem Fahrzeug der Befehl erteilt werden, auf einen Parkplatz zu fahren. Weitere Befehle zur Durchführung weiterer Aktionen sind denkbar.It is also possible, by means of a capacitive transducer 34 and / or by means of a piezo sensor 32 to capture a language of a user. This allows the user with the sensor assembly 30 communicate or speak. The simultaneous detection by means of several sensors and evaluation of the phase shift can be calculated from which direction the noise comes. This can be used to calculate from which object the noise was generated. For example, the user can talk to the vehicle and thus give instructions to the vehicle to perform actions, for example, the vehicle can be unlocked, for example, one or more doors are opened and / or the vehicle is issued the command, in a parking lot to drive. Further commands for carrying out further actions are conceivable.

Ferner können mittels eines kapazitiven Schallwandlers 34 und/oder mittels Piezo-Sensors 32 die Eigenschaften von Reifen des Fahrzeugs 20, insbesondere der Reifendruck, erkannt werden. Hierfür kann das Fahrzeug 20 die mittels der Sensoreinheiten empfangenen Umgebungsgeräusche auswerten, um den Reifenzustand ermitteln zu können. Fällt ein Reifendruck eines oder mehrerer Fahrzeugreifen ab, so wird der Reifen mit den Umdrehungen verformt. Diese Verformung ist hörbar und somit mittels der Sensoreinheiten messbar. Das Fahrzeug 20 bzw. ein Steuergerät in einem Fahrzeug 20 vergleicht das Geräuschverhalten der Reifen des Fahrzeugs 20, die auf der gleichen Achse verbaut sind, miteinander. Weicht das Geräuschverhalten bei einem der beiden Reifen über längere Zeit ab, kann ein zu geringer Reifendruck festgestellt werden, wobei das System beispielsweise eine Warnung an den Fahrer ausgeben kann. Zusätzlich kann das Fahrzeug zur Beurteilung eines Druckverlustes noch die Raddrehzahl auswerten. Gelangt die Raddrehzahlauswertung und die Geräuschauswertung zu einem gleichen bzw. ähnlichen Ergebnis, dass einer der Reifen einen zu geringen Druck aufweist, kann beispielsweise eine Warnmeldung an den Fahrer ausgegeben werden.Furthermore, by means of a capacitive sound transducer 34 and / or by means of a piezo sensor 32 the properties of tires of the vehicle 20 , in particular the tire pressure, are detected. For this, the vehicle can 20 Evaluate the ambient noise received by the sensor units in order to determine the tire condition. If a tire pressure of one or more vehicle tires drops, the tire is deformed with the revolutions. This deformation is audible and thus measurable by means of the sensor units. The vehicle 20 or a control unit in a vehicle 20 compares the noise behavior of the tires of the vehicle 20 , which are installed on the same axis, with each other. If the noise behavior deviates from one of the two tires over a relatively long period of time, an excessively low tire pressure can be detected, for example, the system can issue a warning to the driver. In addition, the vehicle can evaluate the wheel speed to assess a pressure drop. For example, if the wheel speed evaluation and the noise evaluation arrive at a similar result that one of the tires has too low a pressure, a warning message may be issued to the driver.

Ferner können mittels eines kapazitiven Schallwandlers 34 und/oder mittels Piezo-Sensors 32 die Eigenschaften von Reifen des Fahrzeugs 20, insbesondere die Profiltiefe der Reifen, erkannt werden. Das Reifengeräusch kann bei trockener Fahrbahn von der Fahrbahnbeschaffenheit, den wirkenden Kräften, der Geschwindigkeiten der Reifen und/oder von der Profiltiefe eines Reifens abhängen. Wenn das Fahrzeug 20 folglich mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus fährt, kann insbesondere mittels der Auswertung der Reifengeräusche auf die Profiltiefe des Reifens geschlossen werden. Hierfür kann das Reifengeräusch mit bekannten aufgezeichneten Referenzgeräuschen eines Reifens verglichen werden, wodurch beispielsweise auf die Profiltiefe des Fahrzeugreifens und/oder auf das Reifenmodell geschlossen werden kann. Diese Auswertung kann im Fahrzeug 20 und/oder in der Cloud durchgeführt werden. Ferner können Alterungsrisse und/oder eine altersbedingte Ausgasung der Weichmacher und/oder eine fehlende Freigebigkeit der Reifen detektiert werden.Furthermore, by means of a capacitive sound transducer 34 and / or by means of a piezo sensor 32 the properties of tires of the vehicle 20 , in particular the tread depth of the tires, are recognized. The tire noise may depend on the road surface, the forces acting, the speeds of the tires and / or the tread depth of a tire when the road is dry. If the vehicle 20 Consequently, driving straight ahead at a constant speed can be concluded in particular by means of the evaluation of the tire noise on the tread depth of the tire. Therefor For example, the tire noise may be compared with known recorded reference sounds of a tire, which may be used to deduce, for example, the tread depth of the vehicle tire and / or the tire model. This evaluation can be done in the vehicle 20 and / or in the cloud. Furthermore, aging cracks and / or age-related outgassing of the plasticizers and / or a lack of generosity of the tires can be detected.

9 zeigt ein Verfahren 50 zum Betreiben einer Sensoranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Sensoranordnung zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals, insbesondere eines Ultraschallsignals, weist wenigstens zwei Sensoreinheiten auf, insbesondere eine erste Sensoreinheit zum Senden eines Schallsignals sowie eine zweite Sensoreinheit zum Empfangen eines Schallsignals und ist gemäß der Sensoranordnung gemäß 2, 4, 5, 6 und/oder 7 ausgeführt und kann gemäß 3, 4, 5, 6 und/oder 7 in einem Fahrzeug angeordnet werden. 9 shows a method 50 for operating a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention. The sensor arrangement for transmitting and / or receiving a sound signal, in particular an ultrasound signal, has at least two sensor units, in particular a first sensor unit for transmitting a sound signal and a second sensor unit for receiving a sound signal and is according to the sensor arrangement according to FIG 2 . 4 . 5 . 6 and or 7 executed and can according to 3 . 4 . 5 . 6 and or 7 be arranged in a vehicle.

Das Verfahren 50 weist folgende Schritte auf: The procedure 50 has the following steps:

In einem ersten Schritt 52 des Verfahrens 50 wird ein Schallsignal, insbesondere ein Ultraschallsignal, mittels der ersten Sensoreinheit der Sensoranordnung gesendet, wobei die erste Sensoreinheit als ein Piezo-Sensor ausgebildet ist.In a first step 52 of the procedure 50 a sound signal, in particular an ultrasonic signal, is transmitted by means of the first sensor unit of the sensor arrangement, wherein the first sensor unit is designed as a piezo sensor.

In einem zweiten Schritt 54 des Verfahrens 50 wird das mittels der ersten Sensoreinheit gesendete und an einem Umfeldobjekt reflektierte Schallsignal mittels der zweiten Sensoreinheit der Sensoranordnung empfangen, wobei die zweite Sensoreinheit als ein kapazitiver Schallwandler ausgebildet ist.In a second step 54 of the procedure 50 the sound signal transmitted by means of the first sensor unit and reflected by an environment object is received by means of the second sensor unit of the sensor arrangement, the second sensor unit being designed as a capacitive sound transducer.

In einem dritten Schritt 56 des Verfahrens 50 wird das empfangene Ultraschallsignal ausgewertet. Zur Auswertung des empfangenen Ultraschallsignals können die Signale in einem Steuergerät verarbeitet werden und/oder in die Cloud übertragen werden.In a third step 56 of the procedure 50 the received ultrasonic signal is evaluated. To evaluate the received ultrasonic signal, the signals can be processed in a control unit and / or transmitted to the cloud.

Ferner können mittels der ersten Sensoreinheit und/oder der zweiten Sensoreinheit der Sensoranordnung Schallsignale im hörbaren Bereich empfangen werden. Hierdurch können mehrere der folgenden Funktionen mittels des empfangenen und/oder ausgewerteten Schallsignals ausgeführt werden. Es können mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften einer Fahrbahn identifiziert werden und/oder es können mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften eines Fahrzeugreifens identifiziert werden und/oder es können mittels der Signale im hörbaren Bereich Sprachbefehle identifiziert werden können.Furthermore, by means of the first sensor unit and / or the second sensor unit of the sensor arrangement, sound signals in the audible range can be received. As a result, more of the following functions can be performed by means of the received and / or evaluated sound signal. Properties of a roadway can be identified by means of the signals in the audible range and / or properties of a vehicle tire can be identified by means of the signals in the audible range and / or voice commands can be identified by means of the signals in the audible range.

10 zeigt ein Verfahren 60 zum Betreiben einer Sensoranordnung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Die Sensoranordnung zum Empfangen eines Schallsignals weist wenigstens eine Sensoreinheit auf, insbesondere eine erste Sensoreinheit und/oder eine zweite Sensoreinheit zum Empfangen eines Schallsignals und ist gemäß der Sensoranordnung gemäß 8 ausgeführt und kann gemäß 8 in einem Fahrzeug angeordnet werden. 10 shows a method 60 for operating a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention. The sensor arrangement for receiving a sound signal has at least one sensor unit, in particular a first sensor unit and / or a second sensor unit for receiving a sound signal and is in accordance with the sensor arrangement according to 8th executed and can according to 8th be arranged in a vehicle.

Das Verfahren 60 weist folgende Schritte auf:The procedure 60 has the following steps:

In einem ersten Schritt 62 des Verfahrens 60 wird ein Schallsignal im hörbaren Bereich mittels der ersten Sensoreinheit und/oder der zweiten Sensoreinheit der Sensoranordnung empfangen. Die erste Sensoreinheit ist als ein Piezo-Sensor und die zweite Sensoreinheit ist als ein kapazitiver Schallwandler ausgebildet. Hierfür können der kapazitive Schallwandler und/oder der Piezo-Sensor Signale im hörbaren Bereich empfangen.In a first step 62 of the procedure 60 a sound signal is received in the audible range by means of the first sensor unit and / or the second sensor unit of the sensor arrangement. The first sensor unit is designed as a piezo sensor and the second sensor unit is designed as a capacitive sound transducer. For this purpose, the capacitive sound transducer and / or the piezo sensor can receive signals in the audible range.

In einem zweiten Schritt 64 des Verfahrens 60 wird das empfangene Schallsignal ausgewertet.In a second step 64 of the procedure 60 the received sound signal is evaluated.

In einem dritten Schritt 66 des Verfahrens 60 kann eine oder können mehrere der folgenden Funktionen mittels des empfangenen und/oder ausgewerteten Schallsignals ausgeführt werden. Es können mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften einer Fahrbahn identifiziert werden und/oder es können mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften eines Fahrzeugreifens identifiziert werden und/oder es können mittels der Signale im hörbaren Bereich Sprachbefehle identifiziert werden.In a third step 66 of the procedure 60 For example, one or more of the following functions may be performed by means of the received and / or evaluated sound signal. Properties of a roadway can be identified by means of the signals in the audible range and / or properties of a vehicle tire can be identified by means of the signals in the audible range and / or voice commands can be identified by means of the signals in the audible range.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102013206715 A1 [0002]DE 102013206715 A1 [0002]
  • DE 19727877 A1 [0003]DE 19727877 A1 [0003]
  • DE 102011077558 A1 [0004]DE 102011077558 A1 [0004]

Claims (15)

Sensoranordnung (30) zum Senden und/oder Empfangen eines Schallsignals (36), insbesondere eines Ultraschallsignals, zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung (30), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (30) wenigstens zwei Sensoreinheiten (32, 34) aufweist, dass die Sensoranordnung (30) eine erste Sensoreinheit (32) zum Senden eines Schallsignals (36) aufweist, wobei die erste Sensoreinheit (32) als ein Piezo-Sensor (32) ausgebildet ist, und dass die Sensoranordnung (30) eine zweite Sensoreinheit (34) zum Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit (32) gesendeten und an einem Umfeldobjekt (38) reflektierten Schallsignals (36) aufweist, wobei die zweite Sensoreinheit (34) als ein kapazitiver Schallwandler (34) ausgebildet ist.Sensor arrangement (30) for transmitting and / or receiving a sound signal (36), in particular an ultrasonic signal, for detecting an environment of the sensor arrangement (30), characterized in that the sensor arrangement (30) has at least two sensor units (32, 34) the sensor arrangement (30) has a first sensor unit (32) for transmitting a sound signal (36), wherein the first sensor unit (32) is designed as a piezo sensor (32), and in that the sensor arrangement (30) has a second sensor unit (34 ) for receiving the by means of the first sensor unit (32) and sent to an environment object (38) reflected sound signal (36), wherein the second sensor unit (34) as a capacitive sound transducer (34) is formed. Sensoranordnung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (30) zur Detektion eines Umfelds eines Fahrzeugs (20) ausgebildet ist.Sensor arrangement (30) according to Claim 1 , characterized in that the sensor arrangement (30) for detecting an environment of a vehicle (20) is formed. Sensoranordnung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensoreinheit (32) in Fahrtrichtung (40) des Fahrzeugs (20) vor der zweiten Sensoreinheit (34) angeordnet ist.Sensor arrangement (30) according to Claim 2 , characterized in that the first sensor unit (32) in the direction of travel (40) of the vehicle (20) in front of the second sensor unit (34) is arranged. Sensoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (30) dazu ausgebildet ist, an einem Frontbereich (22) des Fahrzeugs (20) und/oder an einem Heck (24) des Fahrzeugs (20) und/oder an den Seiten (26, 28 eines Fahrzeugs (20) angeordnet zu werden.Sensor arrangement (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement (30) is adapted to a front region (22) of the vehicle (20) and / or at a rear (24) of the vehicle (20) and / / or on the sides (26, 28 of a vehicle (20)). Sensoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (30) zumindest drei Sensoreinheiten aufweist, wobei die Sensoranordnung (30) eine erste Sensoreinheit (32) und zwei zweite Sensoreinheiten (34) aufweist und wobei die erste Sensoreinheit (32) zwischen den zwei zweiten Sensoreinheiten (34) angeordnet ist oder wobei die Sensoranordnung (30) zwei erste Sensoreinheiten (32) und eine zweite Sensoreinheit (34) aufweist und wobei die zweite Sensoreinheit (34) zwischen den zwei ersten Sensoreinheiten (32) angeordnet ist.Sensor arrangement (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor arrangement (30) has at least three sensor units, wherein the sensor arrangement (30) has a first sensor unit (32) and two second sensor units (34) and wherein the first sensor unit ( 32) is arranged between the two second sensor units (34) or wherein the sensor arrangement (30) has two first sensor units (32) and a second sensor unit (34) and wherein the second sensor unit (34) is arranged between the two first sensor units (32) is. Sensoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Schallwandler (34) ein Elektret-Material aufweist, wobei das Elektret-Material als ein Piezoelektret-Material ausgebildet ist.Sensor arrangement (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sound transducer (34) comprises an electret material, wherein the electret material is formed as a piezoelectric material. Sensoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kapazitive Schallwandler (34) eine Abdeckung aufweist, insbesondere eine Abdeckschicht.Sensor arrangement (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitive sound transducer (34) has a cover, in particular a covering layer. Sensoranordnung (30) nach einem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung einen Kunststoff, insbesondere einen verstärkten Kunststoff, aufweist.Sensor arrangement (30) according to a Claim 7 , characterized in that the cover comprises a plastic, in particular a reinforced plastic. Sensoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezo-Sensor (32) und/oder der kapazitive Schallwandler (34) zum Empfangen von Signalen im hörbaren Bereich ausgebildet ist.Sensor arrangement (30) according to one of the preceding claims, characterized in that the piezoelectric sensor (32) and / or the capacitive sound transducer (34) is designed for receiving signals in the audible range. Fahrzeug (20) mit einer Sensoranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle (20) with a sensor arrangement (30) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben einer Sensoranordnung (30) nach einem der vorherigen Ansprüche 1-9 zur Detektion eines Umfelds der Sensoranordnung (30), wobei die Sensoranordnung (30) zwei Sensoreinheiten aufweist, insbesondere eine erste Sensoreinheit (32) und eine zweite Sensoreinheit (34), wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Senden eines Schallsignals (36), insbesondere eines Ultraschallsignals, mittels der ersten Sensoreinheit (32) der Sensoranordnung (30), wobei die erste Sensoreinheit (32) als ein Piezo-Sensor (32) ausgebildet ist, Empfangen des mittels der ersten Sensoreinheit (32) gesendeten und an einem Umfeldobjekt (38) reflektierten Schallsignals (36) mittels der zweiten Sensoreinheit (34) der Sensoranordnung (30), wobei die zweite Sensoreinheit (34) als ein kapazitiver Schallwandler (34) ausgebildet ist, Auswerten des empfangenen Schallsignals (36).Method for operating a sensor arrangement (30) according to one of the preceding Claims 1 - 9 for detecting an environment of the sensor arrangement (30), the sensor arrangement (30) having two sensor units, in particular a first sensor unit (32) and a second sensor unit (34), the method comprising the steps of: transmitting a sound signal (36), in particular an ultrasound signal, by means of the first sensor unit (32) of the sensor arrangement (30), wherein the first sensor unit (32) is designed as a piezo sensor (32), receiving the means of the first sensor unit (32) and transmitted to an environment object (38 ) reflected sound signal (36) by means of the second sensor unit (34) of the sensor arrangement (30), wherein the second sensor unit (34) is designed as a capacitive sound transducer (34), evaluating the received sound signal (36). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezo-Sensor (32) und/oder der kapazitive Schallwandler (34) Signale im hörbaren Bereich empfangen kann.Method according to Claim 11 , characterized in that the piezo sensor (32) and / or the capacitive sound transducer (34) can receive signals in the audible range. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften einer Fahrbahn identifiziert werden können.Method according to Claim 12 , characterized in that by means of the signals in the audible range properties of a roadway can be identified. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Signale im hörbaren Bereich Eigenschaften eines Fahrzeugreifens identifiziert werden können.Method according to one of the preceding Claims 12 - 13 , characterized in that by means of the signals in the audible range properties of a vehicle tire can be identified. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Signale im hörbaren Bereich Sprachbefehle identifiziert werden können.Method according to one of the preceding Claims 12 - 14 , characterized in that by means of the signals in the audible range voice commands can be identified.
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