CN112041208A - 用于再生制动粉尘过滤器的方法和控制单元 - Google Patents

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CN112041208A CN201980028210.2A CN201980028210A CN112041208A CN 112041208 A CN112041208 A CN 112041208A CN 201980028210 A CN201980028210 A CN 201980028210A CN 112041208 A CN112041208 A CN 112041208A
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Abstract

本发明涉及一种用于再生过滤装置(115)的方法(300)，该过滤装置构造用于收集和存储由摩擦制动器(110)产生的制动颗粒(212)。所述方法(300)包括确定(301)存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置(115)的再生。此外，所述方法(300)包括响应于此引起(302)从过滤装置(115)去除存储在过滤装置(115)中的制动颗粒(212)。

Description

用于再生制动粉尘过滤器的方法和控制单元
技术领域
本发明涉及一种用于再生制动粉尘过滤器的方法和相应的控制单元。
背景技术
车辆、尤其是道路机动车通常包括一个或多个摩擦制动器，借助它们可使车辆减速。摩擦制动器通常具有制动钳，其构造用于将制动衬片压到制动盘上，从而通过制动衬片和制动盘之间的摩擦使车辆减速。
在制动衬片和制动盘之间的摩擦中通常会产生制动颗粒，它们会进入摩擦制动器的环境空气中并且因此可能(根据颗粒大小)导致车辆的细粉尘排放。
车辆可具有一个或多个过滤器，它们构造用于至少部分地收集由摩擦制动器的摩擦引起的制动颗粒，以减少车辆的细粉尘排放。所述一个或多个过滤器在运行中会越来越多地被所收集的制动颗粒堵塞，以致所述一个或多个过滤器的效率降低。
发明内容
本文的技术任务涉及以有效的方式确保摩擦制动器的所述一个或多个制动粉尘过滤器的持久高效率。
所述任务通过独立权利要求解决。另外，从属权利要求中描述了有利的实施方式。应当指出，独立权利要求的从属权利要求的附加特征在没有独立权利要求的特征或仅与独立权利要求的部分特征组合的情况下可构成独立于独立权利要求的所有特征的组合的独立发明，其可以是独立权利要求、分案申请或后续申请的技术方案。这同样适用于说明书中描述的技术教导，其可形成独立于独立权利要求的特征的发明。
根据一个方面，描述了一种用于再生过滤装置的方法，该过滤装置构造用于收集和存储由摩擦制动器产生的制动颗粒。尤其是过滤装置可具有过滤器，该过滤器构造用于从来自摩擦制动器的空气流中过滤出制动颗粒(尤其是可吸入肺的制动颗粒)。此外，过滤装置可包括过滤室或收集容器，用于收集过滤出的制动颗粒。在再生范围中，存储在过滤装置中的制动颗粒可至少部分地从过滤装置、尤其是收集容器中被去除，以便提高过滤装置的效率和/或使过滤装置能够继续运行。
该方法包括确定存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置的再生。在此，所述至少一个边界条件尤其是可包括有关过滤装置当前位置的条件。例如所述至少一个边界条件可包括如下条件：过滤装置处于与另一位置相比允许和/或能够提高制动颗粒排放量的位置上。替代或附加地，所述至少一个边界条件可包括如下条件：过滤装置处于适合和/或设置用于从过滤装置中去除制动颗粒的位置上。尤其是所述至少一个边界条件可包括如下条件：过滤装置处于洗车间和/或维护中心中。
替代或附加地，所述至少一个边界条件可取决于过滤装置(附近)环境中的湿度。尤其是所述至少一个边界条件可包括如下条件：过滤装置的(附近)环境具有足够高的湿度，以便吸收来自过滤装置的制动颗粒。替代或附加地，所述至少一个边界条件可包括如下条件：在过滤装置的(附近)环境中下雨、尤其是以达到或超过预定降水阈值的降水量下雨。
通过所述至少一个边界条件的存在确保，从过滤装置中去除制动颗粒不会导致不允许的高细粉尘污染。因此可确定，基于过滤装置的位置和/或环境条件，过滤装置的再生是允许和/或可能的。
此外，该方法包括，响应于已经确定存在至少一个边界条件(该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置的再生)，引起从过滤装置去除存储在过滤装置中的制动颗粒。尤其是可引起：打开收集容器，以便至少部分地清空收集容器，和/或使由冲洗介质(如空气或水)形成的冲洗流穿过收集容器，以便将制动颗粒冲洗出收集容器，和/或行驶到可清空收集容器的特定点(例如通过向车辆驾驶员发出相应的请求)。
在存在至少一个边界条件时，通过该方法可自动引起过滤装置的再生以接纳制动颗粒。因此可减少过滤装置的维护费用。此外，可减小收集容器所需的存储体积并因此减小存储装置所需的安装空间。尤其是因此可以以有效的方式实现过滤装置的持久的高效率。
因此，如果已经确定存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置的再生，则该过滤装置可以(至少暂时)以再生模式运行。该方法还可包括确定不存在能实现和/或允许进行过滤装置的再生的边界条件。响应于此，过滤装置可以以运行模式运行，在运行模式中接纳和存储制动颗粒。尤其是当过滤装置处于在细粉尘排放方面具有高限制的位置上和/或当过滤装置的环境具有低湿度时，过滤装置可以以运行模式运行以减少制动颗粒的排放量。因此能够可靠减少摩擦制动器的细粉尘排放。
根据另一方面，描述了一种用于控制过滤装置运行的控制单元，所述过滤装置构造用于收集并存储由摩擦制动器产生的制动颗粒。所述控制单元构造用于确定存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置的再生。尤其是控制单元可构造用于确定有关过滤装置位置的位置数据。在此，位置数据例如可借助位置传感器、尤其是借助GPS接收器来确定。然后可基于位置数据确定是否存在所述至少一个边界条件。
此外，控制单元构造用于响应于已经确定存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置的再生，引起从过滤装置去除存储在过滤装置中的制动颗粒(如通过打开过滤装置收集容器的开口)。
根据另一方面，描述了一种摩擦制动器(如用于车辆的车轮)。摩擦制动器包括制动盘和至少部分地包围制动盘的制动钳。此外，摩擦制动器包括过滤装置，该过滤装置构造用于从来自制动盘和/或制动钳的空气流中过滤出制动颗粒。摩擦制动器还包括在本文中描述的控制单元。所述控制单元构造用于(根据一个或多个边界条件的存在)使过滤装置以运行模式运行，在运行模式中接纳和存储制动颗粒，或者使过滤装置以再生模式运行，在再生模式中从过滤装置中去除存储在过滤装置中的制动颗粒。
根据另一方面，描述了一种道路机动车(尤其是轿车或卡车或公共汽车或摩托车)，其包括本文中描述的控制单元和/或本文中描述的摩擦制动器。
根据另一方面，描述了一种软件(SW)程序。该软件程序可构造用于在处理器(如车辆的控制器)上运行，以便由此实施本文中描述的方法。
根据另一方面，描述了一种存储介质。该存储介质可包括SW程序，该软件程序可构造用于在处理器上运行，以便由此实施本文中描述的方法。
应指出，本文中所描述的方法、装置和***不仅可单独，而且也可结合其它本文中所描述的方法、装置和***来使用。另外，本文中所描述的方法、装置和***的任何方面可以多种方式相互组合。尤其是权利要求的特征可以多种方式相互组合。
附图说明
下面参考实施例详细阐述本发明。附图如下：
图1a示出具有多个摩擦制动器的示例性车辆；
图1b示出具有过滤装置的示例性摩擦制动器；
图2a示出处于运行状态或运行模式的示例性过滤装置；
图2b示出处于再生状态或再生模式的示例性过滤装置；和
图3示出用于再生用于过滤制动颗粒的过滤装置的示例性方法的流程图。
具体实施方式
如开头所述，本文涉及有效地维持用于过滤制动颗粒的过滤装置的效率。在此，图1a示出具有前轴101和后轴102的车辆100，所述轴101、102分别具有两个车轮103，每个车轮分别具有一个摩擦制动器110。通过摩擦制动器110可将制动力矩施加到车辆100的车轮103上并因此使车辆100减速。车辆100的摩擦制动器110可通过操作车辆100的制动踏板和/或制动杆而机械(尤其是液压)地和/或电气地操作。图1a中示例性示出用于控制摩擦制动器110的控制单元105。替代或补充地，控制单元105可构造用于控制摩擦制动器110的一个或多个过滤装置。
图1b示出摩擦制动器110的示例性结构。摩擦制动器110包括制动盘111和制动钳112。制动钳112在此构造成从两侧将制动衬片压到制动盘111上，以便向制动盘111和与之固定连接的车轮103施加制动力矩。当制动衬片被压到制动盘111上时，制动衬片和/或制动盘111通常产生以多少较大的制动颗粒形式的磨损。
为了避免尤其是相对小的、可吸入肺的制动颗粒进入环境并因此导致车辆100细粉尘排放，摩擦制动器110可具有过滤装置115，该过滤装置构造用于沉积产生的制动粉尘或制动颗粒。在此，制动颗粒可通过吸气通道113从制动钳112和/或制动盘111吸到过滤装置115。替代或附加地，过滤装置115可至少部分地包围制动盘111和/或制动钳112。
图2a示出具有(细粉尘)过滤器204的示例性过滤装置115。通过负压装置206(如涡轮机)可引起空气流211，该空气流用于将由摩擦制动器110产生的制动颗粒吸入过滤装置115中。尤其是空气流211可通过可封闭的前壁201被吸入过滤装置115中。可封闭的前壁201可构造用于使空气流211能够从外部进入过滤装置115中(在图2a中通过箭头示出)。另一方面，可封闭的前壁201可构造用于防止相反方向上(从过滤装置115流出)的空气流211。例如前壁201可为此目的构造为止回阀。
由负压装置206引起的空气流211可被抽吸通过过滤器204，从而制动颗粒212沉积在过滤器204的表面上。由过滤装置115排出的、经过滤的空气流213因此具有与空气流211相比减少的制动颗粒212量。过滤出的制动颗粒212可被收集在由前壁211、侧壁202和过滤器204形成的过滤室203中(在本文中也称为收集容器)。
过滤装置115还可具有可封闭的后壁205。可封闭的后壁205可构造成允许空气流213离开过滤装置115(在图2a中通过箭头示出)。另一方面，可封闭的后壁205可构造用于防止相反方向上(进入过滤装置115)的空气流213。例如后壁205可为此目的构造为止回阀。
图2a示出处于运行状态或运行模式的过滤装置115，在运行状态或运行模式中，来自摩擦制动器110的空气流211被抽吸通过过滤装置115，以便从空气流211中过滤出制动颗粒212。在运行状态中，前壁201和后壁205均打开，以使允许空气流211通过过滤器204。
在运行过程中，越来越多的制动颗粒212沉积在过滤器204的表面上，从而过滤器204的效率逐渐降低。替代或附加地，过滤装置115中的压力会升高，这会导致过滤装置115运行中的问题。为了提高过滤器204的效率和/或避免压力问题，可从过滤器204的表面和/或从过滤室203中去除制动颗粒212。
图2b示出处于再生状态或再生模式的过滤装置115，该再生状态或再生模式能实现从过滤室203中去除制动颗粒212。为此目的，可封闭前壁201和后壁205。此外，可打开一个或多个侧壁202，以便引导冲洗流221(如由液态或气态冲洗介质形成)穿过过滤室203。例如第一侧壁202(如图2b中的上侧壁)可构造为截止阀，该截止阀可为了再生过滤装置115而打开。第二侧壁207(如图2b中的下侧壁)可构造为截止阀或活门207，其可为了再生过滤装置115而打开。
如图2b所示，冲洗流221可构造用于分离和/或夹带制动颗粒212，使得含有制动颗粒212的冲洗流222被引出过滤室203。因此可通过冲洗来实现过滤器204的再生或清洁。
车辆100可包括位置传感器106，该位置传感器构造用于确定有关车辆100当前位置的位置数据。控制单元105可构造用于基于位置数据而确定车辆100是否位于适合和/或允许过滤装置115再生的位置上。在此可考虑数字地图信息，其例如表明车辆100的当前位置是乡村道路、城市道路、洗车间、车辆100的维护中心等。
然后可根据车辆100或过滤装置115的当前位置来进行过滤装置115的再生。尤其是只有在已经确定过滤装置115或车辆100处于适合和/或允许过滤装置115再生的位置上时才可进行过滤装置115的再生。否则可禁止过滤装置115的再生。
因此描述了一种过滤装置115，其包括过滤室203，在该过滤室中可收集和存储制动粉尘。过滤装置115能实现自动清空收集容器或过滤室203(必要时也可在车辆100行驶期间)。可借助位置传感器106(如GPS传感器)来确定过滤装置115的位置。尤其是可基于位置传感器106的位置数据来确定过滤装置115是否处于适合和/或允许过滤装置115再生的位置上。
如果识别出过滤装置115处于不适合和/或不允许过滤装置115再生的位置上(如在城市环境中)，则过滤装置115可以以运行状态或运行模式运行，以捕获制动颗粒212并将其收集在过滤室203中。因此能够可靠减少制动粉尘的排放。过滤室203或用于制动颗粒212的收集容器在此封闭。
另一方面，如果识别出过滤装置115处于适合和/或允许过滤装置115再生的位置上(如洗车间和/或维护中心中)，则可将过滤装置115切换到再生模式，以清空过滤室203并因此提高过滤装置115的效率。清空在此可自动进行。
图3示出用于再生过滤装置115的示例性方法300的流程图，该过滤装置构造用于收集和存储由摩擦制动器110产生的制动颗粒212。
方法300包括确定301存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置115的再生。边界条件可包括或者是有关过滤装置115当前位置的条件。例如边界条件可以是如下条件：过滤装置115处于允许和/或能够再生过滤装置115的位置上(如处于允许提高制动粉尘排放量的位置上)。替代或附加地，边界条件可取决于过滤装置115附近环境中的空气湿度和/或降水。例如如果在附近环境中存在足够高的降水量，则过滤装置115的再生是允许和/或可行的。
另外，方法300还包括：响应于已经确定存在至少一个用于进行过滤装置115的再生的边界条件，引起302从过滤装置115去除存储在过滤装置115中的制动颗粒212(例如从过滤装置115冲洗出)。
通过在本文中描述的措施可减少用于过滤制动粉尘的过滤装置115的维护费用。此外，通过过滤装置115的反复自动再生，可减小用于存储制动颗粒212的收集容器或过滤室203所需的体积，从而可减小所需的安装空间。
本发明不限于所示的实施例。尤其是应注意，说明书和附图仅旨在说明所提出的方法、装置和***的原理。

Claims (10)

1.用于再生过滤装置(115)的方法(300)，该过滤装置构造用于收集和存储由摩擦制动器(110)产生的制动颗粒(212)；所述方法(300)包括：
-确定(301)存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置(115)的再生；并且
-响应于此，引起(302)从过滤装置(115)去除存储在过滤装置(115)中的制动颗粒(212)。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，所述至少一个边界条件包括有关过滤装置(115)当前位置的条件。
3.根据权利要求2所述的方法(300)，其中，所述至少一个边界条件包括
-如下条件：过滤装置(115)处于与另一位置相比允许提高制动颗粒(212)排放量的位置上；和/或
-如下条件：过滤装置(115)处于适合和/或设置用于从过滤装置(115)中去除制动颗粒(212)的位置上；和/或
-如下条件：过滤装置(115)处于洗车间和/或维护中心中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其中，所述至少一个边界条件包括
-如下条件：过滤装置(115)的环境具有足够高的湿度，以便接纳来自过滤装置(115)的制动颗粒(212)；和/或
-如下条件：在过滤装置(115)的环境中下雨，尤其是以达到或超过预定降水阈值的降水量下雨。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其中，所述方法(300)包括：
-确定不存在能实现和/或允许进行过滤装置(115)的再生的边界条件；并且
-响应于此，使过滤装置(115)以运行模式运行，在运行模式中接纳和存储制动颗粒(212)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(300)，其中，
-过滤装置(115)包括用于存储制动颗粒(212)的收集容器(203)；并且
-所述引起(302)包括：打开收集容器(203)，以便至少部分地清空收集容器(203)；和/或使由冲洗介质形成的冲洗流(221)穿过收集容器(203)，以便将制动颗粒(212)冲洗出收集容器(203)。
7.用于控制过滤装置(115)的运行的控制单元(105)，所述过滤装置构造用于收集并存储由摩擦制动器(110)产生的制动颗粒(212)；所述控制单元(105)构造用于
-确定存在至少一个边界条件，该边界条件使得能实现和/或允许进行过滤装置(115)的再生；并且
-响应于此，引起从过滤装置(115)去除存储在过滤装置(115)中的制动颗粒(212)。
8.根据权利要求7所述的控制单元(105)，其中，所述控制单元(105)构造用于
-确定有关过滤装置(115)位置的位置数据；并且
-基于位置数据确定是否存在所述至少一个边界条件。
9.根据权利要求8所述的控制单元(105)，其中，所述位置数据借助位置传感器(106)、尤其是借助GPS接收器来确定。
10.摩擦制动器(110)，包括：
-制动盘(111)；
-至少部分地包围制动盘(111)的制动钳(112)；
-过滤装置(115)，该过滤装置构造用于从来自制动盘(111)和/或制动钳(112)的空气流(211)中过滤出制动颗粒(212)；和
-根据权利要求7至9中任一项所述的控制单元(105)，控制单元构造用于，使过滤装置(115)以运行模式运行，在运行模式中接纳和存储制动颗粒(212)，或者使过滤装置以再生模式运行，在再生模式中从过滤装置(115)中去除存储在过滤装置(115)中的制动颗粒(212)。
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