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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Bereitstellung von Notfallfunktionen eines Fahrzeugs nach einem Unfall.
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Bisher wird nach einem Fahrzeugunfall unbeachtet des Schadensausmaßes die interne Energieversorgung getrennt. Dies stellt einerseits den spannungsfreien, sicheren Zustand her, kann aber auf der anderen Seite dazu führen, dass Funktionen, die dem oder den Verunfallten helfen könnten, ebenfalls deaktiviert werden.
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Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren und System bereitzustellen, durch welches eine Bereitstellung von Notfallfunktionen eines Fahrzeugs nach einem Unfall erfolgt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Bereitstellung von Notfallfunktionen eines Fahrzeugs nach einem Unfall, wobei im Falle, dass ein Unfall des Fahrzeugs erkannt wird, in einem ersten Schritt mindestens der Status des Fahrzeuges und das Unfallszenario erfasst werden. In einem zweiten Schritt erfolgt eine Bestimmung, welche der Spannungsversorgungen des Fahrzeugs und welche elektrischen Verbraucher zur Aktivierung von Funktionen des Fahrzeugs noch funktionsfähig sind. Außerdem erfolgt in Abhängigkeit vom erfassten Unfall eine Ermittlung von Funktionen, welche als Notfallfunktion aktiviert werden sollen oder aktiv bleiben sollen oder deaktiviert werden sollen. In einem dritten Schritt, wenn die im zweiten Schritt als ermittelten Funktionen als funktionsfähig bestimmt wurden, wird der zugehörige elektrische Verbraucher mit Spannung aus einer vorgegebenen Spannungsversorgung versorgt.
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Durch die Möglichkeit der Bereitstellung von Funktionen, die nicht durch den Unfall betroffen sind, kann die Rettung einer Person vereinfacht werden.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass im ersten Schritt aus dem Statussignal zusätzlich die Art und Schwere eines am Fahrzeug durch den Unfall entstandenen Schadens erfasst wird. Somit können Funktionen noch genauer bestimmt werden, die als Notfallfunktion dienen sollen.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass für im ersten Schritt erfasste Parameter oder Parameterkombinationen vorgegeben ist, welche Funktionen jeweils als Notfallfunktion aktiviert werden sollen oder aktiv bleiben sollen oder deaktiviert werden sollen. Durch Bereitstellen eines Notfallplans mit vorgegebenen Funktionen, die auf bestimmte Parameter-Konstellationen an Fahrzeugstatus, Unfallszenario und optional Art und Schwere des Unfalls abgestimmt sind, wird Rechenleistung eingespart und der Effekt der Notfallfunktionen noch gesteigert.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass im Falle, dass eine Fehlfunktion einer Spannungsversorgung oder eines zugehörigen Spannungszweigs festgestellt wird, alle zu dieser Spannungsversorgung und/oder anderen Spannungsversorgungen des Fahrzeugs zugehörige elektrische Verbraucher spannungsfrei geschaltet werden. Somit können Schäden an anderen, noch intakten Spannungsversorgungen aufgrund von zu diesen Spannungsversorgungen fließenden Fehlströmen vermieden werden.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass im Falle, dass eine Fehlfunktion eines elektrischen Verbrauchers festgestellt wird, dieser spannungsfrei geschaltet oder nicht aktiviert wird. Somit kann eine andere, funktionsfähige Funktion gewählt werden und es besteht keine Gefahr, dass der defekte elektrische Verbraucher andere elektrische Verbraucher schädigt oder sich die Spannungsquelle entlädt.
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Ferner ist ein Notfallsystem für ein Fahrzeug vorgesehen, aufweisend ein fahrzeuginternes Sensorsystem, das dazu eingerichtet ist, die Fahrzeugumgebung und den Fahrzeugstatus zu erfassen und als Statussignal auszugeben, mindestens eine fahrzeuginterne, unfallsichere Spannungsversorgung, die dazu eingerichtet ist, mindestens einen zugehörigen fahrzeuginternen Verbraucher mit Spannung zu versorgen, wobei jeder Verbraucher oder eine Verbrauchergruppe über jeweils mindestens ein Schaltmittel mit der Spannungsversorgung elektrisch verbindbar und davon trennbar ist. Ferner ist ein fahrzeuginternes, unfallsicheres Steuergerät vorgesehen, das mit dem Sensorsystem und dem mindestens einen Schaltmittel in Kommunikations- und Wirkverbindung steht und dazu eingerichtet ist, das Statussignal von dem Sensorsystem zu erhalten und basierend auf diesem Statussignal zu erkennen, ob eine Unfallsituation vorliegt und welches Unfallszenario vorliegt, und wenn eine Unfallsituation erfasst ist, zu bestimmen, welche der Spannungsversorgungen des Fahrzeugs und welche der zugehörigen elektrischen Verbraucher noch funktionsfähig sind. Basierend auf dem erkannten Unfallszenario entscheidet es, ob und welche Funktionen aktiviert werden sollen oder aktiv bleiben sollen oder deaktiviert werden sollen. Wenn die ermittelten, zu aktivierenden oder aktiv zu haltenden Funktionen als funktionsfähig bestimmt wurden, wird der zugehörige elektrische Verbraucher mit Spannung aus einer vorgegebenen Spannungsversorgung versorgt. Die vorgegebene Spannungsversorgung kann dabei die zum elektrischen Verbraucher zugehörige Spannungsversorgung oder eine separat vorgesehene Spannungsversorgung sein, wie nachher beschrieben.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass das Steuergerät aus dem Statussignal zusätzlich Art und Schwere des durch den Unfall entstandenen Schadens am Fahrzeug erfasst.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass das Steuergerät zusätzlich eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Spannungsversorgungen und zugehörigen Spannungszweige ausführt, und wenn eine Fehlfunktion einer Spannungsversorgung oder eines zugehörigen Spannungszweigs festgestellt wird, alle elektrischen Verbraucher spannungsfrei geschaltet werden. Alternativ oder zusätzlich führt das Steuergerät eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der elektrischen Verbraucher durch und im Falle, dass eine Fehlfunktion eines elektrischen Verbrauchers festgestellt wird, schaltet es diesen spannungsfrei oder aktiviert diesen nicht.
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In einer weiterbildenden Ausführung ist vorgesehen, dass eine der Spannungsversorgungen eine zusätzliche Spannungsversorgung ist, welche die Spannungsversorgung von ausgewählten elektrischen Verbrauchern übernimmt, wenn deren zugehörige Spannungsversorgung als fehlerhaft erkannt wurde und spannungsfrei geschaltet wurde. Somit ist eine Möglichkeit gegeben, elektrische Verbraucher zu versorgen, auch wenn deren zugehörige Spannungsversorgung nicht verfügbar ist. Zusätzlich wird eine backup-Lösung für die zum Abschalten der Hochvolt (HV)-Spannungsquelle vorgesehenen ECU bereitgestellt. Somit kann auch im Falle, dass diese defekt ist, dennoch der HV-Speicher von der Energieversorgung des Fahrzeugs getrennt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
- 1 zeigt schematisch Komponenten des Systems zur Bereitstellung von Notfallfunktionen gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie bereits einleitend erwähnt, wird bisher nach einem Unfall die Energieversorgung des Fahrzeugs 100 unbeachtet des Schadensausmaßes von allen elektrischen Verbrauchern 15 getrennt, also sowohl vom Hochvoltspeicher bzw. HV-Speicher, als auch von anderen Spannungsversorgungen, welche in der Regel als Niederspannungsversorger, kurz LV-Speicher, ausgeführt sind. Dies kann allerdings dazu führen, dass für eine Rettung oder für die verunfallte Person hilfreiche Funktionen 1 des Fahrzeugs 100 nicht zur Verfügung stehen, obwohl diese trotz Unfall funktionsfähig wären.
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Aus diesem Grund wird vorgeschlagen, ein System und Verfahren bereitzustellen, durch welches ausgewählte, nach einem Unfall noch funktionsfähige Funktionen 1 als Notfallfunktionen bereitgestellt werden können, deren zugehörige elektrische Verbraucher 15 also weiterhin mit Spannung versorgt werden. Hierfür werden vorzugsweise die LV-Speicher des Fahrzeugs als Spannungsversorgung 5 verwendet, da diese nur niedrige Spannungen von z.B. 12 Volt bereitstellen, welche für Menschen auch bei einem Kurzschluss nicht lebensgefährlich sind. Auch besteht im Falle eines Kurzschlusses eine sehr geringe Gefahr, dass ein Fahrzeugbrand ausgelöst wird.
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Wie in 1 gezeigt, sind zur Umsetzung sowohl mindestens eine Spannungsversorgung 5 zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern 15 als auch ein entsprechendes ECU (=Equipment Control Unit) bzw. Steuergerät 3 vorgesehen. Die elektrischen Verbraucher 15 dienen dazu, relevante Funktionen 1 bereitzustellen, z.B. Komfortfunktionen wie Sitzheizung, Klimatisierung, oder auch interne und externe Beleuchtung, Öffnen/Schließen von Fenstern etc. Die elektrischen Verbraucher 15 sind also die Aktuatoren, z.B. Stellmotoren, Beleuchtung etc., um die Funktionen 1 auszuführen.
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Sowohl die Spannungsversorgung 5, also in der Regel der LV-Speicher, als auch das Steuergerät 3 sollten möglichst unfallsicher sein. Das heißt, dass sie an einer Position im Fahrzeug 100 vorgesehen sind, durch welche sie im Falle einer Kollision möglichst geschützt sind. Außerdem kann eine schützende Hülle oder ein schützendes Gehäuse vorgesehen sein. Das Steuergerät 3 kann als separates Steuergerät 3 gebildet oder Teil eines anderen Steuergeräts des Fahrzeugs 100 sein. Das Steuergerät 3 dient unter anderem dazu, Funktionen 1 des Fahrzeugs 100 zu steuern, also zu aktivieren oder zu deaktivieren. Genauer werden zur Aktivierung von Funktionen 1 die zugehörigen elektrischen Verbraucher 15 mit Spannung aus einer zugehörigen Spannungsversorgung 5 versorgt.
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Zusätzlich sind bei dem vorgeschlagenen System noch Schaltmittel 2 vorgesehen, welche eine Vielzahl von Schaltern aufweisen, welche einzelne elektrische Verbraucher 15 durch Zuschalten der Spannungsversorgung 5 oder einer nachher beschriebenen zusätzlichen Spannungsversorgung 51 gezielt mit Spannung versorgen, oder durch Trennen der Verbindung spannungslos schalten. So kann im Prinzip jede einzelne Funktion 1 separat angesteuert werden. Außerdem kann durch die separate elektrische Ansteuerung der einzelnen, zu den Funktionen 1 zugehörigen elektrischen Verbraucher 15 eine elektrische Überprüfung auf deren Funktionsfähigkeit erfolgen, z.B. über eine Widerstandsüberwachung.
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Das Steuergerät 3 ist also mit der Spannungsversorgung 5 und den elektrischen Verbrauchern 15 über die Schaltmittel 2 verbunden.
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Zur Überwachung des Fahrzeugs 100 und dessen Umgebung ist ein Sensorsystem 4 im bzw. am Fahrzeug 100 vorhanden, welches je nach Fahrzeugausstattung mehrere sowohl außen als auch innen am Fahrzeug 100 angeordnete Sensoren aufweist. Diese dienen dazu, den Fahrzeugstatus und das Umfeld des Fahrzeugs 100 zu überwachen. Die durch die Sensoren des Sensorsystems 4 erhaltenen Daten werden als Statussignale an das Steuergerät 3 ausgegeben. Dieses verarbeitet die erhaltenen Daten und kann basierend darauf den Fahrzeugstatus feststellen. Zusätzlich kann es feststellen, ob ein Unfall erfolgt ist. Außerdem kann es basierend auf dem Statussignal das Unfallszenario ermitteln. Dies ist als Schritt S1 in 2 dargestellt.
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Unter dem Begriff Status des Fahrzeugs 100 ist dessen Zustand zu verstehen, also ob es z.B. noch fahrtüchtig ist, in welcher Lage es sich befindet, also ob es z.B. auf dem Dach oder der Seite liegt, etc. Aber es sind auch Informationen darunter zu verstehen, wie viele Insassen sich im Fahrzeug 100 befinden, ob diese angeschnallt sind, ob ein Glasschaden an den Scheiben vorhanden ist, ob Flüssigkeiten auslaufen, ob Gase entweichen, ob kritische Temperaturen vorhanden sind etc. Insbesondere wird bei der Informationsgewinnung darauf abgezielt, zu erkennen, ob Insassen oder auch Passanten gefährdet werden können.
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Die Ermittlung des Unfallszenarios kann derart erfolgen, dass die letzten abgespeicherten Umgebungsdaten herangezogen werden. Daraus wird bestimmt, welche Funktionen 1 als Notfallfunktion verwendet werden sollen. Beispielsweise werden im Falle, dass das letzte Unfallszenario sehr heiße Temperaturen enthält, Funktionen 1 als Notfallfunktionen ausgewählt, die eine Kühlung des Innenraums bewirken können, z.B. die Klimatisierung oder das Öffnen von Fenstern zum Bereitstellen von Frischluft. Funktionen 1, die eher eine wärmende Wirkung haben wie die Sitzheizung oder die Heizung des Fahrzeugs 100 werden nicht aktiviert oder sogar deaktiviert bzw. spannungsfrei geschaltet, wenn sie noch aktiv sind.
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Zusätzlich kann aus dem Statussignal auch die Art und Schwere eines durch den Unfall entstandenen Schadens ermittelt werden, wenn das Sensorsystem dementsprechend ausgelegt ist, das Fahrzeug 100 zu überwachen. So kann bestimmt werden, ob z.B. die Türen blockiert sind und damit Insassen am Aussteigen gehindert werden, oder ob Personen eingeklemmt sind etc. Auch kann ermittelt werden, wo und wie stark das Fahrzeug 100 beschädigt ist, und, ob der Unfall mit und ohne Beteiligung Dritter erfolgt ist. Ferner kann dann noch eine feinere Unterscheidung erfolgen. Beispielsweise kann erkannt werden, ob es sich um einen Unfall mit anderen Fahrzeugen, Menschen, Tieren oder festen Gegenständen wie Bäumen oder Brückenpfeilern handelt.
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Wenn ein Unfall erkannt wurde nachdem der Status des Fahrzeugs 100 und das Unfallszenario bestimmt wurden, erfolgt eine Bestimmung, welche der Spannungsversorgungen des Fahrzeugs und welche elektrischen Verbraucher zur Aktivierung von Funktionen des Fahrzeugs noch funktionsfähig sind. Auch erfolgt in Abhängigkeit vom erfassten Unfall eine Ermittlung von Funktionen, welche als Notfallfunktion aktiviert werden sollen oder aktiv bleiben sollen oder deaktiviert werden sollen. Dies ist als Schritt S2 in 2 dargestellt.
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Je nachdem, welche Ergebnisse bezüglich Status des Fahrzeugs 100, Unfallszenario und optional Art und Schwere des Schadens das Steuergerät 3 aus dem Statussignal ermittelt werden, wird eine vorgegebene Notfallprozedur gemäß einem vorgegebenen Notfallplan eingeleitet und vorgegebene funktionsfähige Funktionen 1 als Notfallfunktionen aktiviert oder deaktiviert oder die Funktionen 1 bleiben aktiviert, wenn sie noch aktiv sind. Um die Funktionen 1 auszuführen werden deren zugehörige elektrische Verbraucher 15 mit Spannung aus der zugehörigen Spannungsversorgung 5 oder alternativ aus der Notfallspannungsversorgung 51 versorgt. Elektrische Verbraucher 15 von Funktionen 1, die nicht aktiv bleiben sollen oder die nicht aktiviert werden sollen, werden oder bleiben von der Spannungsversorgung 5 getrennt. Dies ist als Schritt S3 in 2 dargestellt.
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Ferner sind im Notfallplan Funktionen 1 oder Funktionsgruppen und zugehörige elektrische Verbraucher 15 hinterlegt, welche für bestimmte Unfallszenarien und optional Art und Schwere des Schadens aktiviert werden oder bleiben sollen und bei Bedarf sogar deaktiviert werden sollen. Beispielsweise sind als Funktionsgruppen 1 für einen Unfall bei heißen Temperaturen Funktionen 1 hinterlegt, die den Innenraum und das Fahrzeug 100 kühlen, also z.B. Klimaanlage, Öffnen von Fenstern etc., wobei für einen Unfall bei kalten Temperaturen Funktionen 1 hinterlegt sind, die den Innenraum und/oder den Insassen wärmen können, z.B. Sitzheizung, Heizung, Schließen von Fenstern. Ferner kann vorgesehen sein, dass nicht erwünschte Funktionen, welche nach dem Unfall noch aktiv sind, deaktiviert werden, also z.B. die Sitzheizung, wenn der Innenraum bzw. der Insasse gekühlt werden soll.
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Nachfolgend erfolgt eine Aufzählung der wichtigsten Funktionen 1 und zugehörigen elektrischen Verbrauchern 15, die im Falle eines Unfalls einzeln oder in Kombination aktiviert werden oder bleiben, oder sogar deaktiviert werden, sowie eine kurze Begründung:
- · Türentriegelung, um es Fahrzeuginsassen zu ermöglichen, selbst aus dem Fahrzeug 100 zu entkommen und/oder Rettungskräften einen leichteren bzw. schnelleren Zugang zu verschaffen
- · Fenster im Sommer öffnen, z.B. als Rettungsweg und/oder Vermeidung von Überhitzung des Innenraumes
- · Fenster schließen, um das Eindringen von Rauch in den Innenraum zu verzögern und um den Innenraum vor einem Auskühlen zu schützen
- • Connectivity-Funktionen, um Notruf und/oder Positionsmeldung abzusetzen
- • Spracherkennung für Notruf und/oder als Gesprächspartner zur Beruhigung und/oder um Handlungsempfehlungen zu kommunizieren
- · Sitzverstellung, damit sich z.B. ein eingeklemmter Insasse selbst befreien kann oder es dem Rettungsdienst erleichtert wird, den Insassen zu befreien
- · HV-Diagnose, z.B. um die Spannungsfreiheit, aktive Entladung der HV Spannung < 5s zu überprüfen, insbesondere wenn die dafür zuständige Steuereinrichtung beim Unfall Schaden genommen hat. Somit kann das Steuergerät 3 als backup-Lösung dienen
- · Klimaanlage zum Heizen oder Kühlen, um Überhitzung des Innenraumes im Sommer und Unterkühlung des Innenraumes im Winter zu vermeiden
- · Lüftungsanlage in Verbindung mit Rauchdetektoren, z.B. Schließen der Lüfter, um das Eindringen von Rauch in den Innenraum zu verzögern, oder Öffnen, um den Innenraum zu Belüften, falls möglich
- • Sitzheizung, um Unterkühlung bei Kälte zu vermeiden
- • Notbeleuchtung innen/außen, um auf den Unfall aufmerksam zu machen
- • Außenleuchte zur Signalisierung der Notsituation z.B. als SOS-Blinken, um auf den Unfall aufmerksam zu machen
- · Kindersicherung der Türen deaktivieren, um ein Öffnen der Türen für Insassen im Fondbereich und für Rettungskräfte zu erleichtern bzw. ermöglichen
- • Automatische Öffnung des Gurtschlosses, um ein Entkommen zu erleichtern
- • Automatisches Festziehen des Gurtschlosses, um den Insassen zu stabilisieren
- • Hupe auslösen, um auf den Unfall aufmerksam zu machen.
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Das Steuergerät 3 steht also mit der Spannungsversorgung 5 der im Notfallplan ausgewiesenen Funktionen 1, d.h. den zugehörigen elektrischen Verbrauchern 15 in Verbindung. Das heißt, dass das Steuergerät 3 die Spannungsversorgung 5 bzw. 51 derart ansteuern kann, dass einzelne Verbraucher 15 oder Verbrauchergruppen, welche eine Funktion 1 bedienen, aktiviert werden, wenn sie bereits abgeschaltet sind, oder aktiv bleiben, wenn vor Abschaltung des Haupt-Hochvoltspeichers oder anderer Spannungsversorgungen 5 bestimmt wurde, dass diese Funktion 1 aktiv bleiben soll.
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Vorteilhaft sind Überwachungseinrichtungen für die einzelnen Spannungsversorgungen 5 vorgesehen, um im Falle eines Fehlers einer Spannungsversorgung 5 diese nicht zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern 15 zu verwenden oder sogar die daran angeschlossenen elektrischen Verbraucher 15 ebenfalls spannungsfrei zu schalten und damit die Funktion 1 zu deaktivieren. Alternativ kann nur die defekte Spannungsversorgung 5 abgekoppelt werden und die elektrischen Verbraucher 15 zur Ausführung der Notfallfunktion über eine separat vorgesehene zusätzliche Spannungsversorgung bzw. Notspannungsversorgung 51 versorgt werden. Diese Spannungsversorgung bzw. Notspannungsversorgung 51 ist nicht zu einem oder mehreren speziellen Verbrauchern 15 zugehörig, sondern kann über einen Schalter einem oder mehreren elektrischen Verbrauchern 15 als Spannungsversorgung zugewiesen werden. Aus diesem Grund ist die zusätzliche Spannungsversorgung 51 vorteilhaft in der Nähe der Schaltmittel 2 angeordnet.
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Grundsätzlich ist als Sicherungsmaßnahme noch vorgesehen, dass im Falle, wenn eine oder mehrere der als Notfunktion vorgesehenen Funktionen 1 aufgrund von Beschädigungen nicht verfügbar ist, eine andere Funktion 1 ausgewählt wird, die gleichwertig oder ähnlich wirkt.
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Grundsätzlich kann auch der HV-Speicher als Spannungsversorgung 5 für die elektrischen Verbraucher 15 zur Ausführung der Notfallfunktionen verwendet werden. Allerding ist dies aufgrund der Vorschriften zur Crashsicherheit und auch aufgrund der hohen Gefahren für den Menschen durch einen Kurzschluss bisher nicht vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrzeug
- 1
- Funktion
- 2
- Schaltmittel
- 3
- ECU bzw. Steuergerät
- 4
- Sensorsystem des Fahrzeugs
- 5
- Spannungsversorgung / Stromquelle
- 15
- relevanter Verbraucher (für aktive Funktion)
- 51
- zusätzliche Spannungsversorgung /Notspannungsversorgung
