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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löschen eines Feuers in oder an einem Kraftfahrzeug mit einem Löschmittelverteilungssystems zum Verteilen eines Löschmittels in dem Kraftfahrzeug. Darüber hinaus betrifft die vorliegenden Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Löschen eines Feuers.
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Die
US 5 934 379 A beschreibt ein automatisches Erfassen und Löschen eines Feuers in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Aufprallsensor erfasst, und abhängig von dem Erfassen der Kollision wird ein Ventil geöffnet, um ein Löschmittel über eine Leitung auszustoßen, um das Feuer zu löschen.
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Die
US 5 613 564 A offenbart eine Löschvorrichtung, um ein Feuer in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs zu löschen. Die Löschvorrichtung umfasst einen Kollisionssensor, eine Ventilsteueranordnung in Verbindung mit dem Kollisionssensor und eine Verteilanordnung. Bei einem Überschlag informiert der Kollisionssensor die Ventilsteuerung, wodurch ein Löschmittel über die Verteilanordnung ausgestoßen wird. Es wird auch ein Temperatursensor offenbart, über den ebenfalls die Ventilsteuerung aktiviert werden kann.
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Die
FR 2 674 441 A1 beschreibt eine Vorrichtung mit einer Löscheinrichtung, über welche ein Löschmittel in einen Motor gespritzt wird. Wenn das Löschmittel, das „HALON 13-01“ sein kann, gespritzt wird, kann zusätzlich der Motor abgeschaltet werden. In zahlreichen Situationen ereignen sich Fahrzeugbrände, die hohe Sach- und Personenschäden hervorrufen. Unfälle, Brände durch die Elektrik, Kurzschlüsse, defekte Kraftstoffsysteme, Motordefekte oder ein Entzünden über Fremdmaterialien, z. B. Entzündung an der Abgasanlage, sind die häufigsten Ursachen. Versicherungsstatistiken zeigen eine steigende Tendenz von Fahrzeugbränden. Nicht selten ersticken bei einem PKW-Unfall mit Folgebrand eine oder mehrere Personen.
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Wie erwähnt sind Unfälle häufige Ursache für Fahrzeugbrände. Die Chancen jedoch, dass Menschen selbst schwerste Kollisionen überleben, sind seit der umfassenden Durchsetzung des Airbags bzw. anderer Sicherheitssysteme im Automobilbau deutlich angestiegen. Die Zeit, die Unfallhelfer für die Bekämpfung des Fahrzeugbrands benötigen, ist jedoch für die Rettung von Verletzten verloren.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, Fahrzeugbrände effektiver zu bekämpfen oder zu unterdrücken.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Löschen eines Feuers für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 8 und durch eine Vorrichtung zum Löschen eines Feuers gemäß Anspruch 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Löschmittelverteilungssystem zum Verteilen eines Löschmittels in dem Kraftfahrzeug, einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Brands und/oder einer Brandgefahr und zur Abgabe eines entsprechenden Sensorsignals und einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Löschmittelverteilungssystems nach Maßgabe des Sensorsignals.
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Darüber hinaus ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen das Verfahren zum Löschen eines Feuers bei einem Kraftfahrzeug durch Verteilen eines Löschmittels in dem Kraftfahrzeug, Erfassen eines Brands und/oder einer Brandgefahr mit einer Sensoreinrichtung, Abgeben eines entsprechenden Sensorsignals durch die Sensoreinrichtung und Auslösen des Verteilens des Löschmittels nach Maßgabe des Sensorsignals.
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Durch die erfindungsgemäße automatische Feuerlöschanlage, die beispielsweise in PKWs und leichte Nutzkraftwagen eingebaut werden kann, lässt sich ein Brand sowohl während des Fahrzeugbetriebs als auch nach Abstellen des Fahrzeugs ohne Beteiligung des Fahrers selbstständig löschen. Die Sicherheit der Fahrzeuginsassen sowie die des umgebenden Verkehrs ist damit erhöht und eine Zerstörung des Fahrzeugs infolge eines Brands verhindert. Ein besonderer Nutzen ergibt sich durch die automatische Auslösung, da dem Brand ein Unfall vorangegangen sein kann und der Fahrer durch Schwerstverletzungen oder bei Eintreten von Bewusstlosigkeit handlungsunfähig ist und das Fahrzeug unter Umständen nicht mehr verlassen kann. Vorteile durch die automatische Feuerlöschanlage ergeben sich aber auch bei Unfällen in Tunneln oder auf Fähren sowie auf Parkplätzen mit entzündlichem Untergrund, wo ein Entzünden mittels eines heißen Katalysators häufig Ursache für einen Großbrand ist.
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Die Sensoreinrichtung der erfindungsgemäßen Löschvorrichtung umfasst einen Crashsensor, einen Temperatursensor, einen Ionisationssensor, einen Geschwindigkeitssensor und einen Drehzahlsensor. Somit kann für die Löschanlage vielfach auf bereits vorhandene Sensoren zurückgegriffen werden. Dennoch können auch weitere zusätzliche Sensoren im Kraftfahrzeug installiert und zum Auslösen der Löschanlage verwendet werden.
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Bei einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist die Sensoreinrichtung und/oder die Ansteuereinrichtung an einen Datenbus, über den weitere Sensorsignale bereitstellbar sind, angeschlossen. Somit ist es möglich, sämtliche Sensorsignale, die im Kraftfahrzeug beispielsweise über einen CAN- oder LIN-Bus bereitgestellt werden, als Indikatoren für einen Brand oder eine Brandgefahr für eine Löschanlage zu nutzen.
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Das Löschmittelverteilungssystem kann elektrisch ansteuerbare Magnetventile umfassen. Somit kann ein Löschmittel gezielt auf einen elektrischen Auslöseimpuls hin freigegeben werden.
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Gleichzeitig mit dem Auslösen der Löschanlage bzw. des Löschmittelverteilungssystems wird vorteilhafterweise auch das Motorsteuergerät des Kraftfahrzeugs zum Abschalten der Kraftstoffpumpe oder zum Verschließen der Saugrohrklappe angesteuert. Durch diese zusätzliche Maßnahme kann verhindert werden, dass freigesetzter Brennstoff das Ausmaß des Brands oder die Brandgefahr erhöht.
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Entsprechend einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Löschmittel ein Inertgas. Dadurch lässt sich die Sauerstoffkonzentration in der Luft reduzieren und ein Brand ersticken bzw. verhindern.
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Da grundsätzlich mehrere Stellen im Kraftfahrzeug als potenzielle Brandherde zu betrachten sind, sollte das Löschmittel an mehreren vorgegebenen Punkten im Kraftfahrzeug durch das Löschmittelverteilungssystem freigegeben werden können. Auf diese Weise kann das Löschmittel unverzüglich an den relevantesten Stellen eingesetzt werden.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass das Löschmittel in eine Kapselung einer Kraftfahrzeugkomponente durch das Löschmittelverteilungssystem eingebracht werden kann. Somit lässt sich gewährleisten, dass das Löschmittel an den Gefahrenstellen besser verteilt und eventuelle Brände lokal begrenzt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
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1 bevorzugte Kraftfahrzeugpositionen, an denen Überwachungssensoren und Löschdüsen angebracht werden und
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2 ein Kraftfahrzeugbussystem mit einem Löschsteuergerät.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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Durch die automatische Löschanlage entsprechend der vorliegenden Erfindung können folgende Schutzfunktionen im gewünschten Umfang gewährleistet werden: Löschen im Stillstand des Kraftfahrzeugs, nach einem Unfall, nach einer vorgegebenen Zeit im Stillstand oder nach einem Unfall, bei Eintritt eines Ereignisses während der Fahrt und dergleichen. Für das automatische Auslösen dieser Löschfunktionen sind jedoch entsprechend geeignete Signale zu gewinnen. Dabei ist es günstig, die bereits im Kraftfahrzeug bereitgestellten Signale auszunutzen. Diese sind jedoch abhängig vom jeweiligen Motorisierungskonzept, da bei unterschiedlichen Konzepten (Diesel oder Benzin) und deren einzelnen Unterarten der Gemischbildung aber auch bei unterschiedlichen Abgaskonzepten verschiedene Signale vorliegen. Somit kann die Auslösung der Löschanlage beispielsweise rein auf der Basis von am Fahrzeug bereits vorhandener, dafür geeigneter Sensoren und Signale erfolgen. In diesem Fall können die vorhandenen Steuergeräte die Signale verarbeiten oder vorverarbeiten. Unabhängig davon können Zusatzsensoren vorgesehen sein, die beispielsweise ein Crashsignal oder Temperatursignale liefern, welches in den Signalfluss eingebunden wird. Bei Fahrzeugen mit aktiven Temperatursensoren in der Abgasanlage können die Messwerte mit herangezogen werden, was bei Fahrzeugen mit Katalysatorrechenmodellen nicht möglich ist.
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Die Sensoren bzw. Steuergeräte können über Schnittstellen und entsprechende Bussysteme, z. B. CAN oder LIN bzw. deren Kombinationen, miteinander gekoppelt sein. Durch ein derartiges Fahrzeugbussystem sind die Signale aufgrund der Vernetzung der unterschiedlichsten Steuergeräte beliebig bereitstellbar.
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Die Signalauswahl erfolgt je nach Bedarf und Bedingung aus der Gesamtmenge der anliegenden Signale durch eine spezielle Software. So ist es möglich, je nach Erfordernis Zustandssignale aus dem Motorraum, dem Innenraum, dem Unterboden oder dergleichen für die automatische Löschanlage zu verwenden.
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Die Auslösung der Anlage erfolgt auf der Basis der vorliegenden Signale nach einem entsprechenden logischen Modell, welches die Praxis nachempfindet. Dabei können unterschiedliche Bedingungen, beispielsweise bezüglich der Temperatur im Motorraum, des Crashsignals, vorgebbarer Zeiten oder eines Geschwindigkeitssignals, beliebig miteinander kombiniert zum Auslösen der Anlage herangezogen werden.
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Entsprechend 1 können mehrere Spezialsensoren beispielsweise zur Erfassung der Temperatur oder von Ionenkonzentrationen im Kraftfahrzeug verteilt werden. Demnach sollten insbesondere im Motorraum M zur Triebsatzüberwachung mehrere Temperatur- und Ionisationssensoren eingesetzt werden. Weitere Temperatur- und/oder Ionisationssensoren sollten in der Nähe des Katalysators K der Abgasanlage und des Kraftstofftanks angeordnet sein, wie dies durch Kreise in der Figur angedeutet ist. Darüber hinaus sind entsprechend dieser Ausführungsform im Motorraum mehrere Düsen für das Löschsystem vorgesehen (vergleiche schwarze Punkte in 1). Weitere Düsen sind auch hier beim Katalysator und dem Kraftstofftank angeordnet.
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Bei der gewählten Ausführungsform ist ein separates Steuergerät für die automatische Löschanlage erforderlich, um zum einen die notwendigen Signale zu gewinnen und zum anderen die Aktoren für den Löschvorgang zu steuern. Dieses Steuergerät 1 für die automatische Löschanlage ist entsprechend 2 in ein Fahrzeug-Bus-System 2 eingebunden. Daneben sind in das Bus-System 2 ein Motorsteuergerät 3, ein Getriebesteuergerät 4, ein Bremsensteuergerät 5, ein Wählhebel 6, ein Gateway 7, ein Kombiinstrument 8, ein Airbagsteuergerät 9, ein Lenkwinkelsensor 10 und eine Lenkhilfe 11 integriert. Diese Aufzählung ist selbstverständlich nur beispielhaft.
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Nach Berechnung und Bewertung der Signale entscheidet das Löschsteuergerät 1 über die Öffnung der Löschventile. Geeignete Ventile hierfür sind elektrisch angesteuerte Magnetventile.
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Über ein Leitungssystem wird das Löschmittel aus einem Löschmittelspeicher in den Motorraum bei geschlossener Motorhaube gespritzt. Gleichzeitig beim Auslösen der Anlage oder bei Erfüllung zusätzlicher Bedingungen wird über das Motorsteuergerät die Kraftstoffpumpe abgeschaltet bzw. bei einem Dieselfahrzeug die Saugrohrklappe geschlossen. Wird zum Auslösen der Löschanlage das Anliegen des Crashsignals des Airbagsystems ausgenützt, so wird hierdurch nicht grundsätzlich die Auslösesystematik des Airbagsystems verändert.
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Bei dem Löschmittel kann es sich um eine Flüssigkeit, einen Schaum, ein Pulver oder ein Gas handeln. Vorzugsweise wird jedoch hierfür ein Inertgas verwendet. Derartige Inertgase gehen keinerlei chemische Verbindungen ein, so dass auch keine Verbrennungsreaktionen entstehen. Des Weiteren besitzen die Inertgase die positive Eigenschaft, dass sie nicht elektrisch leitfähig sind. Typische Inertgase sind die Edelgase Helium, Argon, Neon u.s.w. Aber auch Mischgase sind als Löschmittel geeignet. So sind beispielsweise auch Inertgase auf dem Markt bekannt, die ausschließlich aus natürlichen Bestandteilen der Luft bestehen und daher rückstandsfrei und umweltneutral eingesetzt werden können, da bei deren Einsatz anders als bei synthetischen Gasen keine Zersetzungsprodukte entstehen, die die Umwelt belasten.
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Im konkreten Fall kann beispielsweise das Gas CEA 614 der Firma 3M eingesetzt werden. Dieses Gas ist als ungefährlich eingestuft und entzieht der Brandquelle Sauerstoff. Beim Löschvorgang wird der Sauerstoffanteil am Brandherd von 21 Vol.-% unter Normalbedingungen auf 11 Vol.-% reduziert. Dadurch wird die Sauerstoffkonzentration unter den für die Verbrennung notwendigen Wert gebracht und ein Weiterbrennen fester und flüssiger Stoffe unterbunden. Für den Menschen hingegen ist dieser geringe Sauerstoffgehalt zumindest kurzzeitig unbedenklich, da er in etwa dem Sauerstoffgehalt in einer Höhe von ca. 5000 m über dem Meeresspiegel entspricht.
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Dieses Inertgas als Löschmittel hat somit die folgenden Vorteile: Rückstandsfreie Löschung, keine Wasser- oder Pulverschäden, keine Gefahr von Kurzschlüssen beim Löschen wegen der elektrischen Nicht-Leitfähigkeit und keine Personengefährdung. Durch das automatische Auslösen der Löschanlage noch vor dem Eintreffen von Rettern an einer Unfallstelle können die Rettungsarbeiten darüber hinaus sofort beginnen und der Brand bleibt auf den für die Auslösung verantwortlichen Teil begrenzt.
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Auch wenn mittlerweile die Kraftstofftanks fast ausnahmslos in gut geschützten Bereichen oberhalb der Hinterachse im Kraftfahrzeug eingebaut werden und die Brandschutzbedingungen für Kunststofftanks erfüllen, geht von den Tanks dennoch erhöhte Gefahr aus. Daher wird entsprechend einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, den Kraftstofftank zusätzlich zu einer eventuell vorhandenen Kunststoffverkleidung mit einer Leichtkapselung zu versehen und das Löschmittel bei einem Brand automatisch in die Leichtkapselung freizugeben. Hierzu kann im Unterboden eine Leitung mit jeweils einer Austrittsdüse im Bereich des Katalysators der Abgasanlage und im Bereich oberhalb des Kraftstofftanks installiert werden. Das Löschmittel bzw. Inertgas wird durch die Leichtkapselung des Kraftstofftanks in dem relevanten Löschbereich gehalten. Damit können Brände des Kraftstofftanks beispielsweise infolge von Kollisionen wirksam bekämpft werden. Die Leichtkapselung kann aber auch an anderen Komponenten wie beispielsweise dem Katalysator durchgeführt werden, so dass insbesondere Brände beim Abstellen des Fahrzeugs auf trockenem Gras unterbunden werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Löschsteuergerät, Steuergerät, Ansteuereinrichtung
- 2
- Bussystem, Fahrzeug-Bus-System, Bus-System, Datenbus
- 3
- Motorsteuergerät
- 4
- Getriebesteuergerät
- 5
- Bremsensteuergerät
- 6
- Wählhebel
- 7
- Gateway
- 8
- Kombiinstrument
- 9
- Airbagsteuergerät
- 10
- Lenkwinkelsensor
- 11
- Lenkhilfe
- K
- Katalysator
- M
- Motorraum
- T
- Kraftstofftank
