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Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit für einen Reifen für ein Kraftfahrzeug sowie ein System, das eine solche Sensoreinheit aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines mobilen Endgeräts.
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Die Nutzung mobiler Endgeräte, beispielsweise sogenannte Smartphones und/oder Tablet-PCs, im Straßenverkehr birgt ein Sicherheitsrisiko. Nicht nur Nutzer von Kraftfahrzeugen, sondern auch Fußgänger oder Radfahrer können durch die Nutzung eines mobilen Endgeräts stark abgelenkt werden. Nutzt beispielsweise ein Radfahrer oder ein Fußgänger genau in dem Zeitraum sein mobiles Endgerät, in dem ein Kraftfahrzeug die Bewegungstrajektorie des Radfahrers oder Fußgängers mit hoher Wahrscheinlichkeit kreuzen wird, so steigt das Kollisionsrisiko.
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Es ist wünschenswert, eine Sensoreinheit für einen Reifen für ein Kraftfahrzeug sowie ein System mit einer solchen Sensoreinheit anzugeben, das beziehungsweise die eine verlässliche Kollisionsvermeidung ermöglicht. Zudem ist es wünschenswert, ein Verfahren beziehungsweise eine Vorrichtung zum Betreiben eines mobilen Endgeräts anzugeben, das beziehungsweise die eine verlässliche Kollisionsvermeidung ermöglicht.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Sensoreinheit für einen Reifen für ein Kraftfahrzeug einen Reifendrucksensor auf, um einen Reifendruck des Reifens zu ermitteln. Die Sensoreinheit weist zudem einen Ortungssender auf, um ein Kennungssignal zu senden, das von einem mobilen Endgerät empfangbar ist.
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Der Reifendrucksensor und der Ortungssender sind in einer gemeinsamen Sensoreinheit angeordnet. Beispielsweise sind der Reifendrucksensor und der Ortungssender in einem einzigen gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Beispielsweise sind der Reifendrucksensor und der Ortungssender gemeinsam in dem Reifen vergossen, insbesondere in einem Gummi und/oder einem Kunststoff des Reifens eingebettet.
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Durch die Anordnung des Ortungssenders gemeinsam mit dem Reifendrucksensor in dem Reifen ist es möglich das Kennungssignal mit wenig Abschirmung zu senden. Insbesondere wird eine Abschirmung durch die Karoserie des Kraftfahrzeugs vermieden. Zudem ist es möglich, eine Bewegungsenergie des Reifens zur Energieversorgung der Sensoreinheit zu verwenden. Beispielsweise weist die Sensoreinheit einen Akkumulator zur Energieversorgung zumindest des Ortungssenders und/oder des Reifendrucksensors auf. Eine Ladevorrichtung ist vorgesehen, um die Bewegungsenergie des Reifens in elektrische Energie umzuwandeln zum Laden des Akkumulators.
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Der Ortungssender weist insbesondere einen Bluetooth-Low-Energy-Sender (auch Bluetooth Smart genannt) auf. Der Ortungssender weist gemäß weiteren Ausführungsformen einen Sender auf, der einen anderen Standard verwendet und der das Senden des Kennungssignals in einer vorgegebenen Reichweite bei einem geringen Energieverbrauch ermöglicht. Beispielsweise ist die Reichweite mehr als 0,1 m, insbesondere mehr als 5 m oder mindestens 10 m. Die Reichweite ist insbesondere nach oben beschränkt, beispielsweise maximal 50 m, maximal 30 m, maximal 20 m oder maximal 10 m.
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Mit der Sensoreinheit ist es möglich, dass bei geringem Energieverbrauch und mit wenig Abschirmung im Betrieb das Kennungssignal gesendet wird. Durch das Kennungssignal ist es möglich, dass weitere Verkehrsteilnehmer vor dem Kraftfahrzeug gewarnt werden, das den Reifen mit der Sensoreinheit aufweist.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung weist ein System eine Sensoreinheit gemäß zumindest einer Ausführungsform auf. Das System weist das mobile Endgerät auf. Das mobile Endgerät ist eingerichtet, das Kennungssignal zu empfangen und eine Information für einen Nutzer des mobilen Endgeräts in Abhängigkeit von dem Kennungssignal auszugehen. Das mobile Endgerät ist beispielsweise ein sogenanntes Smartphone oder ein Tablet-Computer. Das mobile Endgerät ist insbesondere eingerichtet, das Kennungssignal mit dem Bluetooth-Standard zu empfangen. In Abhängigkeit von dem empfangenen Kennungssignal wird der Nutzer des mobilen Endgeräts beispielsweise vor dem Kraftfahrzeug gewarnt. Somit ist es möglich, eine Kollision zu vermeiden. Dadurch, dass die Reichweite des Ortungssenders gemäß Ausführungsformen unter 20 m liegt, wird das Kennungssignal von dem mobilen Endgerät nur dann empfangen, wenn das mobile Endgerät und die Sensoreinheit entsprechend nah beieinander sind. Somit wird vermieden, dass das mobile Endgerät Kennungssignale von Kraftfahrzeugen empfängt, die sich so weit weg vom mobilen Endgerät befinden, dass unmittelbar keine Kollision droht.
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Die Information wird beispielsweise mittels eines akustischen, eines graphischen und/oder eines Taktilen Signals ausgegeben.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird das Kennungssignal der Sensoreinheit gemäß zumindest einer Ausführungsform von dem mobilen Endgerät empfangen. Ein Nutzungszustand des mobilen Endgeräts wird ermittelt. Eine Information für einen Nutzer des mobilen Endgeräts wird in Abhängigkeit von dem Kennungssignal und dem ermittelten Nutzungszustand ausgegeben. Der Nutzungszustand umfasst beispielsweise einen aktiven Zustand des mobilen Endgeräts und einen passiven Zustand. Ist beispielsweise das mobile Endgerät in einem Ruhezustand, in dem es nicht vom Nutzer bedient wird und beispielsweise das Display ausgeschaltet ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Nutzer nicht durch das mobile Endgerät abgelenkt wird. Entsprechend wird bei diesem Nutzungszustand keine Information oder nur eine schwache Warnung ausgegeben, wenn das Kennungssignal empfangen wurde. Wird als Nutzungszustand ermittelt, dass der Nutzer das mobile Endgerät nutzt, beispielsweise gerade telefoniert, Textnachrichten verfasst, ein Spiel spielt und/oder weitere Anwendungen ausführt, die seine Konzentration vom Verkehrsgeschehen ablenken, wird die Information ausgegeben, wenn das Kennungssignal empfangen wurde. Insbesondere wird eine intensive Warnung ausgegeben, wenn das Kennungssignal empfangen wurde und als Nutzungszustand eine aktive Nutzung des mobilen Endgeräts ermittelt wurde. Beispielsweise werden zur Ermittlung des Nutzungszustands des mobilen Endgeräts Sensoren des mobilen Endgeräts verwendet, beispielsweise Näherungssensoren, Berührungssensoren und/oder eine Kamera, mittels der es beispielsweise feststellbar ist, ob der Nutzer auf dem Display des mobilen Endgeräts schaut oder nicht.
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Gemäß Ausführungsformen wird eine Änderung des Kennungssignals ermittelt. Die Information wird in Abhängigkeit der ermittelten Änderung ausgegeben. Wird beispielsweise ermittelt, dass das Kennungssignal in einem zeitlichen Verlauf stärker wird, ist es wahrscheinlich, dass sich das Kraftfahrzeug dem mobilen Endgerät annähert. Entsprechend wird beispielsweise eine intensivere Warnung ausgegeben. Wird das Kennungssignal schwächer, kann davon ausgegangen werden, dass sich das Kraftfahrzeug von dem mobilen Endgerät entfernt. Entsprechend kann auf das Ausgeben der Information verzichtet werden beziehungsweise eine schwächere Warnung ausgegeben werden.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen wird eine Bewegungstrajektorie des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Kennungssignal ermittelt. Die Information wird in Abhängigkeit der Bewegungstrajektorie ausgegeben. Insbesondere wird aus dem Kennungssignal und gegebenenfalls weiteren Daten, wie beispielsweise Kartendaten, eine zukünftige Bewegungstrajektorie des Kraftfahrzeugs geschätzt. Überschneidet sich die Bewegungstrajektorie mit der aktuellen Position des mobilen Endgeräts oder kommt die Bewegungstrajektorie der aktuellen Position nahe, ist eine Kollision wahrscheinlich. Entsprechend wird die Information als Warnung vor der Kollision ausgegeben.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen ergeben sich aus den nachfolgenden in Verbindung mit den Figuren erläuterten Beispielen. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß Ausführungsformen und
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2 eine schematische Darstellung eines Verfahrensablaufs gemäß Ausführungsformen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 100. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Elektrofahrzeug. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen weist das Kraftfahrzeug eine Brennkraftmaschine auf, um das Kraftfahrzeug 100 anzutreiben.
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Das Kraftfahrzeug 100 weist Reifen 102 auf. In mindestens einem der Reifen 102 ist eine Sensoreinheit 101 eingebettet. Die Sensoreinheit 101 weist einen Reifendrucksensor 103 und einen Ortungssender 104 auf.
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Der Reifendrucksensor 103 ist eingerichtet, den Druck in dem Reifen 102 zu ermitteln. Beispielsweise ist so feststellbar, ob in dem Reifen ein zu hoher oder ein zu niedriger Druck vorherrscht oder ob der Reifen 102 platt ist.
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Gemeinsam mit dem Reifendrucksensor 103 ist der Ortungssender 104 in dem Reifen 102 eingebettet. Beispielsweise sind der Reifendrucksensor 103 und der Ortungssender 104 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und in ein Material des Reifens 102 eingegossen. Der Ortungssender 104 ist eingerichtet, ein Kennungssignal 113 auszusenden. Insbesondere ist der Ortungssender 104 eingerichtet, das Kennungssignal 113 nach dem Bluetooth-Standard auszusenden. Beispielsweise wird der Bluetooth-Low-Energy-Standard verwendet. Ein derartiger Ortungssender 104 wird auch Beacon genannt. Das Kennungssignal 113 umfasst insbesondere eine Information über eine Identifikation des Ortungssenders 104. Beispielsweise wird das Kennungssignal 113 von dem Ortungssender 104 in festen Zeitintervallen gesendet.
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Gemäß Ausführungsformen ist ein Akkumulator 107 Teil der Sensoreinheit 103. Der Akkumulator 107 dient zur Energieversorgung des Ortungssenders 104 und/oder des Reifendrucksensors 103. Aufgrund des geringen Stromverbrauchs des Ortungssenders 104 ist es möglich, eine nicht wiederaufladbare Energieversorgung für den Reifendrucksensor 103 zu verwenden. Gemäß Ausführungsformen ist jedoch eine Ladevorrichtung 108 vorgesehen, um den wiederaufladbaren Akkumulator 107 während des Betriebs mit Energie zu versorgen. Beispielsweise umfasst die Ladevorrichtung 108 ein System, das eine Bewegungsenergie des Reifens 102 in elektrische Energie umwandelt. Beispielsweise wird eine Bewegungsänderung an der Sensoreinheit 101 genutzt, beispielsweise eine Fahrzeugbeschleunigung und/oder eine Verzögerung, um über eine Schwungmasse elektrische Energie zu erzeugen und diese mit dem Akkumulator 107 zu speichern. Gemäß weiteren Ausführungsformen ist alternativ oder zusätzlich zu dem Akkumulator 107 ein Kondensator vorgesehen, um die elektrische Energie zu speichern. Gemäß weiteren Ausführungsformen wird auf die Ladevorrichtung 108 verzichtet.
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Die Sensoreinheit 101 ist Teil eines Systems 110. Das System 110 weist weiterhin ein mobiles Endgerät 105 auf. Das mobile Endgerät, beispielsweise ein Smartphone (Mobiltelefon), ein Tablet-Computer und/oder eine sogenannte Smartwatch oder ein anderes tragbaren Computersystemen (englisch Wearable), wie beispielsweise ein Fitnessband.
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Das mobile Endgerät 105 weist einen Empfänger 114 auf. Der Empfänger 114 ist eingerichtet, das Kennungssignal 113 des Ortungssenders 104 zu empfangen. Gelangt das mobile Endgerät 105 in eine Reichweite 106 des Ortungssenders 104, wird von dem mobilen Endgerät 105 beispielsweise die Identifikation des Ortungssenders 104 ermittelt und gegebenenfalls eine Signalstärke gemessen. Mittels der Identifikation des Ortungssenders 104 ist es für das mobile Endgerät 105 möglich, zu erkennen, dass das Kennungssignal 106 von der Sensoreinheit 101 in dem Kraftfahrzeug 100 stammt. Das mobile Endgerät 105 kann beispielsweise einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 100, insbesondere der Sensoreinheit 101, und dem mobilen Endgerät 105 ermitteln.
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Das mobile Endgerät 105 weist eine Ausgabevorrichtung 109 auf. Die Ausgabevorrichtung 109 umfasst insbesondere ein Display und/oder einen Lautsprecher und/oder einen Signalgeber, der eine Vibration ausgibt. Durch die Ausgabevorrichtung 109 ist es möglich, ein visuelles, ein taktiles und/oder ein akustisches Signal auszugeben.
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Ein Programm des mobilen Endgeräts 105 ist eingerichtet, aus dem empfangenen Kennungssignal 103 eine Wahrscheinlichkeit einer Kollision des Kraftfahrzeugs 100 mit dem mobilen Endgerät 105 beziehungsweise mit einem Nutzer des mobilen Endgeräts 105 abzuschätzen. In Abhängigkeit des empfangenen Kennungssignals 113 wird mittels der Ausgabevorrichtung 109 von dem mobilen Endgerät 105 eine Information beziehungsweise eine Warnung an den Nutzer ausgegeben, dass das Kraftfahrzeug 100 in der Nähe ist.
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Ein Ablaufdiagramm für ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in 2 dargestellt.
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In Schritt 201 wird das Programm gestartet.
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In Schritt 202 wird das Kennungssignal 113 vom Ortungssender 104 ausgesendet. Das mobile Endgerät 105 empfängt das Kennungssignal 113, wenn das mobile Endgerät 105 innerhalb der Reichweite 106 des Ortungssenders 104 ist. Da die Reichweite 106 des Ortungssenders 104 beschränkt ist, beispielsweise maximal 30 m, maximal 20 m oder maximal 15 m, wird das Kennungssignal 113 von dem mobilen Endgerät 105 nur dann empfangen, wenn das Kraftfahrzeug 100 entsprechend nah am mobilen Endgerät 105 ist.
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In Schritt 203 wird überprüft, ob das Programm zur Auswertung des Kennungssignals 113 und zur Ausgabe der Information aktiv ist. Wenn das Programm nicht aktiv ist, wird zu Schritt 202 zurückgegangen. Ist das Programm aktiv, wird in Schritt 204 ermittelt, ob eine Warnung des Nutzers erforderlich ist. Beispielsweise werden dazu die Position des Kraftfahrzeugs 100 relativ zur Position des mobilen Endgeräts 105 ermittelt. Beispielsweise wird eine Bewegungstrajektorie 111 des Kraftfahrzeugs abgeschätzt. Alternativ oder zusätzlich wird beispielsweise eine Bewegungstrajektorie 112 des mobilen Endgeräts 105 abgeschätzt.
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Gemäß Ausführungsbeispielen wird zudem berücksichtigt, ob das mobile Endgerät in einem aktiven oder in einem passiven Zustand ist. Wird ermittelt, dass der Nutzer das mobile Endgerät 105 gerade nicht nutzt, beispielsweise nur mit sich führt, ohne es aktiv zu verwenden, kann davon ausgegangen werden, dass sich der Nutzer ausreichend auf das Geschehen um ihn herum konzentriert beziehungsweise zumindest nicht durch das mobile Endgerät 105 abgelenkt ist. Wird festgestellt, dass der Nutzer das mobile Endgerät 105 intensiv nutzt, beispielsweise zum Telefonieren oder Verfassen einer Textnachricht, kann davon ausgegangen werden, dass der Nutzer abgelenkt ist und sich nicht auf das Verkehrsgeschehen konzentriert.
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In Schritt 204 wird in Abhängigkeit der Position der Sensoreinheit 101 relativ zur Position des mobilen Endgeräts 105 entschieden, ob eine Warnung des Nutzers notwendig ist. Droht eine Kollision, beispielsweise weil sich die Bewegungstrajektorie 111 und 112 kreuzen, wird der Nutzer in Schritt 205 in Abhängigkeit der Kritikalität gewarnt. Zum Warnen wird insbesondere mittels der Ausgabevorrichtung 109 eine Information an den Nutzer ausgegeben. Wird in Schritt 204 ermittelt, dass keine Kollision droht, wird zu Schritt 202 zurückgegangen.
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Die Warnung in Schritt 205 erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit des ermitteln Nutzungszustands des mobilen Endgeräts 105. Wird ermittelt, dass das mobile Endgerät 105 nicht genutzt wird, wird beispielsweise keine Warnung ausgegeben oder nur eine Warnung mit geringer Intensität. Wird ermittelt, dass eine Kollision wahrscheinlich ist, wird eine Warnung mit hoher Intensität ausgegeben. Insbesondere ist es möglich, dass der Nutzer die Schwellwerte für die Ausgabe der Warnung und die Art der Warnung selber festlegt. Beispielsweise ist der Zeitpunkt der Warnung wählbar (eher früh warnen, eher spät warnen). Die Art der Information kann vorgegeben werden (akustisch, visuell, taktil oder in Kombination). Insbesondere ist die Art der Warnung in Abhängigkeit von auf dem mobilen Endgerät 105 genutzten Anwendungen vorgebbar. Beispielsweise wird die Warnung taktil und visuell ausgegeben, wenn telefoniert wird. Beispielsweise wird die Warnung taktil und akustisch ausgegeben, wenn eine Textnachricht verfasst wird.
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Nachfolgend wird in Schritt 206 ermittelt, ob sich das Kraftfahrzeug 100 und das mobile Endgerät 105 weiterhin auf Bewegungstrajektorien befinden, die zu einer drohenden Kollision führen. Wenn ja, wird in Schritt 205 die Ausgabe der Information wiederholt. Wenn nicht, wird das Verfahren in Schritt 207 beendet.
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Im einfachsten Fall wird zur Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs 100 lediglich die Reichweite 106 berücksichtigt. Wird kein Kennungssignal 113 empfangen, wird ermittelt, dass keine Kollision droht. Wird ein Kennungssignal 113 empfangen, wird in Schritt 204 auf eine mögliche Kollision entschieden.
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Gemäß Ausführungsformen ist eine genauere Positionsbestimmung möglich. Beispielsweise wenn drei oder mehr Sensoreinheiten 101 in dem Kraftfahrzeug 100 vorgesehen sind, ist mittels Triangulation die relative Position des mobilen Endgeräts 105 zum Kraftfahrzeug 100 ermittelbar. Wird eine Änderung des Kennungssignals 113 über die Zeit ermittelt, ist beispielsweise ein Bewegungsverlauf des Kraftfahrzeugs 100 ermittelbar. Insbesondere ist auch bei einem einzigen Ortungssender 104 aus dem Verlauf der Signalstärke ermittelbar, ob das Kraftfahrzeug 100 auf das mobile Endgerät 105 zubewegt wird, oder ob sich das Kraftfahrzeug 100 von dem mobilen Endgerät 105 entfernt. Dies wird insbesondere in Schritt 205 berücksichtigt.
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Mittels der drahtlosen Funksensoreinheit 101 werden somit Kennungsdaten beziehungsweise Positionsdaten zu dem mobilen Endgerät 105 übertragen. Die Sensoreinheit 101 weist den Reifendrucksensor 103 und den drahtlosen Funkortungssender 104 auf. Der Ortungssender 104 ist insbesondere ein Sensor nach Bluetooth-Standard, beispielsweise ein sogenannter Beacon. Werden von dem mobilen Endgerät 105 Kennungssignale 113 des Ortungssenders 104 empfangen, können mittels eines Programms auf dem mobilen Endgerät 105 Nutzer über ein abgestuftes Informations- und Warnkonzept vor sich nähernden Verkehrsteilnehmern gewarnt werden. Nutzt beispielsweise ein Radfahrer oder ein Fußgänger genau in dem Zeitraum sein mobiles Endgerät 105, in dem das Kraftfahrzeug 100 die Bewegungstrajektorie 112 des Radfahrers oder Fußgängers mit hoher Wahrscheinlichkeit kreuzen wird, so steigt das Kollisionsrisiko.
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Durch das Auswerten des Kennungssignals 113 ist es möglich, den Nutzer des mobilen Endgeräts 105 auf eine erhöhte Kollisionswahrscheinlichkeit hinzuweisen.
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Empfängt das mobile Endgerät 105 das Kennungssignal 113 von dem Ortungssender 104, beispielsweise von einem sich nähernden und rechts abbiegenden Fahrzeug, das über die entsprechende Sensoreinheit 101 verfügt, wird der Nutzer im Falle von sich kreuzenden Bewegungstrajektorien 111 und 112 gewarnt.
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Somit ist eine verlässliche Kollisionsvermeidung möglich. Ein Sicherheitsgewinn bei Ablenkung durch die Nutzung des mobilen Endgeräts 105 wird ermöglicht. Zudem ist ein Sicherheitsgewinn für Nutzer mit Seheinschränkungen oder Höreinschränkungen möglich. Aufgrund des abgestuften und vom Nutzer konfigurierbaren Warnkonzepts ist eine hohe Akzeptanz auf Nutzerseite zu erwarten. Die Sensoreinheit 101 ist im Kraftfahrzeug besonders platzsparend einbaubar. Insbesondere ist mittels der Sensoreinheit 101 und dem Programm auf dem mobilen Endgerät 105 eine Warnung vor sich nähernden Elektrofahrzeugen möglich, auf die der Nutzer des mobilen Endgeräts 105 nicht aufgrund eines erhöhten Motorgeräusches aufmerksam wird. An einer Bushaltestelle ist es möglich, auf die Einfahrt eines Busses hinzuweisen, der eine Sensoreinheit 101 in seinem Reifen 102 aufweist. Ähnlich ist es möglich, auf sich nähernde Einsatzfahrzeuge hinzuweisen.
