WO2019214986A1 - Verfahren und steuereinheit zur regenerierung eines bremsstaubfilters - Google Patents

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WO2019214986A1
WO2019214986A1 PCT/EP2019/060970 EP2019060970W WO2019214986A1 WO 2019214986 A1 WO2019214986 A1 WO 2019214986A1 EP 2019060970 W EP2019060970 W EP 2019060970W WO 2019214986 A1 WO2019214986 A1 WO 2019214986A1
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filter device
brake
particles
control unit
regeneration
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Bernhard Kohl
Georg Eichner
Diana WESTERTEICHER
Rasmus Leicht
Katharina LAMMEL
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F16D65/84—Features relating to cooling for disc brakes
    • F16D65/847—Features relating to cooling for disc brakes with open cooling system, e.g. cooled by air

Definitions

  • the invention relates to a method and a corresponding control unit for the regeneration of a brake dust filter.
  • a vehicle in particular a road motor vehicle, typically includes one or more friction brakes with which the vehicle can be decelerated.
  • a friction brake usually has a caliper, which is adapted to press brake pads on a brake disc, so that a delay of the vehicle is caused by the friction between the brake pads and the brake disc.
  • a vehicle may include one or more filters configured to at least partially trap the brake particles caused by the friction of a friction brake to reduce the particulate emissions of the vehicle.
  • the one or more filters can become increasingly clogged during operation by the captured brake particles, so that the effectiveness of the one or more filters decreases.
  • Filter device described wherein the filter device is arranged to collect and store brake particles generated by a friction brake.
  • the filter device may have a filter that is configured to filter out brake particles (in particular respirable brake particles) from an airflow coming from the friction brake.
  • the filter device may comprise a filter chamber or a collecting container for receiving the filtered-out brake particles.
  • the brake particles stored in the filter device can be at least partially removed from the filter device, in particular from the collecting container, in order to increase the effectiveness of the filter device and / or to allow further operation of the filter device.
  • the method includes determining that at least one constraint exists that enables and / or allows the performance of regeneration of the filter device.
  • the at least one constraint exists that enables and / or allows the performance of regeneration of the filter device.
  • Boundary condition in particular include a condition with respect to a current position of the filter device.
  • Boundary condition include a condition that the
  • Filter device is located at a position at which a relation to another position increased emission amount of brake particles permissible and / or possible is.
  • the at least one boundary condition may include a condition that the filter device is located at a position suitable for removal of brake particles from the
  • the Filter device is suitable and / or provided.
  • the at least one boundary condition may include a condition that the filter device is located in a car wash and / or maintenance center.
  • the at least one boundary condition may depend on the humidity in the (direct) environment of the filter device.
  • the at least one boundary condition may include a condition that the (direct) environment of the filter device has a sufficiently high level of moisture for receiving brake particles from the filter device.
  • the at least one boundary condition may include a condition that it rains in the (direct) environment of the filter device, in particular with one
  • the presence of the at least one boundary condition can be ensured that the removal of brake particles from the filter device no unduly high particulate matter pollution is effected. It can thus be determined that due to the position and / or the environmental conditions of the filter device, a regeneration of the filter device is permissible and / or possible.
  • the method comprises performing a
  • the Sump is opened to empty the sump at least partially, and / or that a purge flow of a flushing medium (eg air or water) is effected through the sump to flush brake particles from the sump, and / or that a certain point is approached where the collection container can be emptied (eg by issuing an appropriate request to the driver of the vehicle).
  • a flushing medium eg air or water
  • regeneration of a filter device for receiving brake particles can be automatically effected if at least one boundary condition exists. So can the maintenance effort for
  • Filter device can be reduced. Furthermore, the required storage volume of a collecting container and thus the required installation space for a storage device can thus be reduced. In particular, a permanently high efficiency of a filter device can thus be made possible in an efficient manner.
  • the filter device can thus (at least temporarily) in one
  • Regeneration mode are operated when it has been determined that at least one boundary condition exists that makes the implementation of a regeneration of the filter device allows and / or permissible.
  • the method may further comprise determining that there is no constraint that the
  • the filter device Carrying out a regeneration of the filter device allows and / or permissible.
  • the filter device can in a
  • a control unit for controlling the operation of a filter device, which is set up to capture and store brake particles generated by a friction brake.
  • the control unit is set up to determine that at least one boundary condition exists which makes it possible to carry out a regeneration of the filter device and / or makes it permissible.
  • the control unit can be set up
  • the position data may be e.g. be determined by means of a position sensor, in particular by means of a GPS receiver. It can then be determined on the basis of the position data whether the at least one boundary condition exists or not.
  • control unit is set up in response to being determined that there is at least one constraint that the execution of a
  • a friction brake (e.g., for a wheel of a vehicle) is described.
  • the friction brake comprises a brake disc and a, the brake disc at least partially enclosing, caliper.
  • the friction brake comprises a filter device that is configured to receive brake particles from one of the brake disk and / or the brake caliper
  • the friction brake comprises a control unit described in this document.
  • the control unit is set up, the
  • Operate filter device (depending on the presence of one or more boundary conditions) in an operating mode in which there is a recording and storage of brake particles, or operate in a regeneration mode in which In the filter device stored brake particles are removed from the filter device.
  • a road vehicle (particularly a passenger car or a truck or a bus or a motorcycle) is described that includes the control unit described in this document and / or the friction brake described in that document.
  • SW software program
  • the SW program may be set up to be executed on a processor (e.g., on a controller of a vehicle) and thereby perform the method described in this document.
  • the storage medium may include an SW program that is set up to be executed on a processor, and thereby perform the same in this
  • Figure la an exemplary vehicle with multiple friction brakes
  • FIG. 2 a shows an exemplary filter device in an operating state or in an operating mode
  • FIG. 2b shows an exemplary filter device in a regeneration state or in a regeneration mode
  • FIG. 3 shows a flow chart of an exemplary method for regenerating a filter device for filtering brake particles.
  • Fig. 1a shows
  • Vehicle 100 having a front axle 101 and a rear axle 102, wherein the axles 101, 102 each have two wheels 103 each having a friction brake 110.
  • a friction brake 110 By a friction brake 110, a braking torque to a wheel 103 of the vehicle 100 and thus a delay of the vehicle 100 can be effected.
  • the friction brakes 110 of the vehicle 100 may be mechanical
  • a control unit 105 for controlling the friction brakes 110 is exemplified.
  • the control unit 105 may be configured to actuate one or more filter devices of the friction brakes 110.
  • Fig. Lb shows an exemplary structure of a friction brake 110.
  • the friction brake 110 includes a brake disc 111 and a brake caliper 112.
  • the caliper 112 is formed from both sides brake pads against the
  • a friction brake 110 may have a filter device 115 which is set up to deposit accumulating brake dust or accumulating brake particles. In this case, the brake particles via a suction passage 113 of the caliper 112 and / or the brake disc 111 away to the
  • Filter device 115 are sucked. Alternatively or additionally, the filter device 115, the brake disk 111 and / or the brake caliper 112 at least partially enclose.
  • Fig. 2a shows an exemplary filter device 115 having a (particulate matter) filter 204.
  • a negative pressure means 206 for example by a turbine
  • Air flow 211 can be effected, which is designed to suck generated by a friction brake 110 brake particles in the filter device 115.
  • the air flow 211 through a closable front wall 201 in the
  • the closable front wall 201 may be configured to allow an airflow 211 from the outside into the filter device 115 (shown in FIG. 2a by the arrows). On the other hand, the closable front wall 201 may be formed to receive an air flow 211 in FIG. 2a by the arrows.
  • the front wall 201 may be designed for this purpose as a check valve.
  • the air flow 211 caused by the negative pressure means 206 can be sucked through the filter 204, so that on the surface of the filter 204
  • Brake particles 212 are deposited.
  • the filtered airflow 213 emerging from the filter device 115 thus has a reduced amount of brake particles 212 compared to the airflow 211.
  • Brake particles 212 may in through the front wall 211, through a
  • the filter device 115 may further comprise a closable rear wall 205.
  • the closable rear wall 205 may be configured to allow an air flow 213 out of the filter device 115 (shown in FIG. 2a by the arrows).
  • the closable rear wall 205 may be designed to prevent an air flow 213 in the opposite direction (into the filter device 115).
  • the rear wall 205 may be formed for this purpose as a check valve.
  • FIG. 2 a shows the filter device 115 in an operating state or in an operating mode in which an air flow 211 is drawn by a friction brake 110 through the filter device 115 in order to remove brake particles 212 from the air flow
  • both the front wall 201 and the rear wall 205 are opened to allow the air flow 211 through the filter 204.
  • Filter device 115 can lead.
  • the brake particles may
  • FIG. 2 b shows the filter device 115 in a regeneration state or a regeneration mode, which makes it possible to remove brake particles 212 from the filter chamber 203.
  • Rear wall 205 are closed. Furthermore, the one or more side walls 202 may be opened to supply a purge stream 221 (eg, from a liquid or gaseous purge medium) through the filter chamber 203 conduct.
  • a purge stream 221 eg, from a liquid or gaseous purge medium
  • a first side wall 202 eg, the side wall shown at the top in FIG. 2b
  • a second sidewall 202 (e.g., the sidewall shown in Fig. 2b, below) may be formed as a check valve or flap 207, respectively, for the
  • Regeneration of the filter device 115 can be opened.
  • the purge stream 221 may be formed
  • Brake particles 212 to solve and / or entrain, so that an enriched with brake particles 212 purge stream 222 is led out of the filter chamber 203.
  • a purge a regeneration or cleaning of the filter 204 can be effected.
  • the vehicle 100 may include a position sensor 106 configured to determine position data related to the current position of the vehicle 100.
  • the control unit 105 may be configured to determine whether the vehicle 100 is at a position that is suitable and / or permissible for the regeneration of the filter device 115 based on the position data. In doing so, digital map information, e.g. indicates whether the current position of the vehicle 100 is a highway, a street in a city, a car wash, a maintenance center for the vehicle 100, etc.
  • the regeneration of the filter device 115 can then be carried out as a function of the current position of the vehicle 100 or the filter device 115.
  • a regeneration of the filter device 115 can only be carried out if it has been determined that the filter device 115 or the vehicle 100 are located at a position that is suitable and / or permissible for the regeneration of the filter device 115.
  • a regeneration of the filter device 115 can be prevented.
  • a filter device 115 is described which comprises a filter chamber 203 in which brake dust can be collected and stored.
  • Filter device 115 enables automated emptying of the
  • Collecting container or the filter chamber 203 (possibly also while driving a vehicle 100).
  • a position sensor 106 e.g., a GPS sensor
  • the position of the filter device 115 can be determined. In particular, it can be determined on the basis of the position data of a position sensor 106 whether the filter device 115 is located at a position that is suitable and / or permissible for the regeneration of the filter device 115.
  • the filter device 115 can be operated in the operating state or in the operating mode to collect and collect brake particles 212 in a filter chamber 203. So can the
  • the filter chamber 203 or the collecting container for brake particles 212 is closed.
  • the filter device 115 can be put into the regeneration mode to empty the filter chamber 203, and thus the effectiveness of
  • Filter device 115 to increase.
  • the emptying can be done automatically.
  • FIG. 3 shows a flowchart of an exemplary method 300 for
  • Friction brake 110 generated brake particles 212 to capture and store.
  • the method 300 includes determining 301 that at least one of
  • Conditional condition which is the implementation of a regeneration of Filter device 115 allows and / or permissible.
  • the constraint may include a condition with respect to a current position of the filter device 115.
  • the constraint may be a condition that the filter device 115 is at a position where regeneration of the filter device 115 is permitted and / or possible (eg, at a position where an increased emission amount of brake dust is allowed).
  • Humidity and / or precipitation in the immediate vicinity of the filter device 115 depend.
  • the regeneration of the filter device 115 may be permissible and / or possible if there is a sufficiently high amount of precipitation in the direct environment.
  • the method 300 includes causing the brake particles 212 stored in the filter device 115 to be removed from the filter device 115 (eg, from the filter device 115 flushed out).

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Abstract

Es wird ein Verfahren (300) zur Regenerierung einer Filtervorrichtung (115) beschrieben, die eingerichtet ist, von einer Reibbremse (110) erzeugte Bremspartikel (212) aufzufangen und zu speichern. Das Verfahren (300) umfasst das Bestimmen (301), dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung (115) ermöglicht und/oder zulässig macht. Außerdem umfasst das Verfahren (300) in Reaktion darauf, das Veranlassen (302), dass in der Filtervorrichtung (115) gespeicherte Bremspartikel (212) aus der Filtervorrichtung (115) entfernt werden.

Description

Verfahren und Steuereinheit zur Regenerierung eines Bremsstaubfilters
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zur Regenerierung eines Bremsstaubfilters.
Ein Fahrzeug, insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug, umfasst typischerweise ein oder mehrere Reibbremsen, mit denen das Fahrzeug verzögert werden kann. Eine Reibbremse weist meist einen Bremssattel auf, der eingerichtet ist, Bremsbeläge auf eine Bremsscheibe zu drücken, so dass durch die Reibung zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe eine Verzögerung des Fahrzeugs bewirkt wird.
Bei der Reibung zwischen Bremsbelägen und Bremsscheibe entstehen
typischerweise Bremspartikel, die in die Umgebungsluft einer Reibbremse gelangen können und so, je nach Partikelgröße, zur Feinstaubemission eines Fahrzeugs beitragen können.
Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere Filter aufweisen, die eingerichtet sind, die durch die Reibung einer Reibbremse bewirkten Bremspartikel zumindest teilweise aufzufangen, um die Feinstaubemission des Fahrzeugs zu reduzieren. Die ein oder mehreren Filter können im Betrieb durch die aufgefangenen Bremspartikel zunehmend verstopft werden, so dass die Wirksamkeit der ein oder mehrere Filter sinkt.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter Weise eine dauerhaft hohe Wirksamkeit der ein oder mehreren
Bremsstaubfilter einer Reibbremse sicherzustellen.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Regenerierung einer
Filtervorrichtung beschrieben, wobei die Filtervorrichtung eingerichtet ist, von einer Reibbremse erzeugte Bremspartikel aufzufangen und zu speichern.
Insbesondere kann die Filtervorrichtung ein Filter aufweisen, das eingerichtet ist, Bremspartikel (insbesondere lungengängige Bremspartikel) aus einem von der Reibbremse kommenden Luftstrom herauszufiltern. Des Weiteren kann die Filtervorrichtung eine Filterkammer bzw. einen Sammelbehälter zur Aufnahme der herausgefilterten Bremspartikel umfassen. Im Rahmen der Regenerierung können die in der Filtervorrichtung gespeicherten Bremspartikel zumindest teilweise aus der Filtervorrichtung, insbesondere aus dem Sammelbehälter, entnommen werden, um die Wirksamkeit der Filtervorrichtung zu erhöhen und/oder um einen weiteren Betrieb der Filtervorrichtung zu ermöglichen.
Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht und/oder zulässig macht. Dabei kann die zumindest eine
Randbedingung insbesondere eine Bedingung in Bezug auf eine aktuelle Position der Filtervorrichtung umfassen. Beispielsweise kann die zumindest eine
Randbedingung eine Bedingung dahingehend umfassen, dass sich die
Filtervorrichtung an einer Position befindet, an der eine gegenüber einer anderen Position erhöhte Emissionsmenge von Bremspartikeln zulässig und/oder möglich ist. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine Randbedingung eine Bedingung dahingehend umfassen, dass sich die Filtervorrichtung an einer Position befindet, die für eine Entnahme von Bremspartikeln aus der
Filtervorrichtung geeignet und/oder vorgesehen ist. Insbesondere kann die zumindest eine Randbedingung eine Bedingung dahingehend umfassen, dass sich die Filtervorrichtung in einer Waschstraße und/oder in einem Wartungszentrum befindet.
Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine Randbedingung von der Feuchtigkeit in der (direkten) Umgebung der Filtervorrichtung abhängen.
Insbesondere kann die zumindest eine Randbedingung eine Bedingung dahingehend umfassen, dass die (direkte) Umgebung der Filtervorrichtung einen ausreichend hohen Grad an Feuchtigkeit zur Aufnahme von Bremspartikeln aus der Filtervorrichtung aufweist. Alternativ oder ergänzend kann die zumindest eine Randbedingung eine Bedingung dahingehend umfassen, dass es in der (direkten) Umgebung der Filtervorrichtung regnet, insbesondere mit einer
Niederschlagsmenge, die einen vordefinierten Niederschlags-Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Durch das Vorliegen der zumindest einen Randbedingung kann sichergestellt werden, dass durch die Entnahme von Bremspartikeln aus der Filtervorrichtung keine unzulässig hohe Feinstaubbelastung bewirkt wird. Es kann somit bestimmt werden, dass aufgrund der Position und/oder der Umfeldbedingungen der Filtervorrichtung eine Regenerierung der Filtervorrichtung zulässig und/oder möglich ist.
Außerdem umfasst das Verfahren, in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer
Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht und/oder zulässig macht, das Veranlassen, dass in der Filtervorrichtung gespeicherte Bremspartikel aus der Filtervorrichtung entfernt werden. Insbesondere kann veranlasst werden, dass der Sammelbehälter geöffnet wird, um den Sammelbehälter zumindest teilweise zu leeren, und/oder dass ein Spülstrom aus einem Spülmedium (z.B. Luft oder Wasser) durch den Sammelbehälter bewirkt wird, um Bremspartikel aus dem Sammelbehälter zu spülen, und/oder dass ein bestimmter Punkt angefahren wird, an dem der Sammelbehälter geleert werden kann (z.B. indem eine entsprechende Aufforderung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben wird).
Durch das Verfahren kann bei Vorliegen zumindest einer Randbedingung automatisch eine Regenerierung einer Filtervorrichtung zur Aufnahme von Bremspartikeln bewirkt werden. So kann der Wartungsaufwand für
Filtervorrichtung reduziert werden. Des Weiteren können so das erforderliche Speichervolumen eines Sammelbehälters und somit der erforderliche Bauraum für eine Speichervorrichtung reduziert werden. Insbesondere kann so in effizienter Weise ein dauerhaft hoher Wirkungsgrad einer Filtervorrichtung ermöglicht werden.
Die Filtervorrichtung kann somit (zumindest zeitweise) in einem
Regenerationsmodus betrieben werden, wenn bestimmte wurde, dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht und/oder zulässig macht. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen umfassen, dass keine Randbedingung vorliegt, die die
Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht und/oder zulässig macht. In Reaktion darauf, kann die Filtervorrichtung in einem
Betriebsmodus betrieben werden, bei dem eine Aufnahme und Speicherung von Bremspartikeln erfolgt. Insbesondere kann die Filtervorrichtung in dem
Betriebsmodus zur Reduzierung der Emissionsmenge an Bremspartikeln betrieben werden, wenn sich die Filtervorrichtung an einer Position mit hohen
Einschränkungen in Bezug auf die Feinstaubemission befindet, und/oder wenn die Umgebung der Filtervorrichtung einen geringen Feuchtigkeitsgrad aufweist. So kann eine zuverlässige Reduzierung der Feinstaubemission einer Reibbremse bewirkt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit zur Steuerung des Betriebs einer Filtervorrichtung beschrieben, die eingerichtet ist, von einer Reibbremse erzeugte Bremspartikel aufzufangen und zu speichern. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu bestimmen, dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht und/oder zulässig macht. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein,
Positionsdaten in Bezug auf eine Position der Filtervorrichtung zu ermitteln.
Dabei können die Positionsdaten z.B. mittels eines Positionssensors, insbesondere mittels eines GPS -Empfängers, ermittelt werden. Es kann dann auf Basis der Positionsdaten bestimmt werden, ob die zumindest eine Randbedingung vorliegt oder nicht.
Ferner ist die Steuereinheit eingerichtet, in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer
Regenerierung der Filtervorrichtung ermöglicht und/oder zulässig macht, zu veranlassen, dass in der Filtervorrichtung gespeicherte Bremspartikel aus der Filtervorrichtung entfernt werden (z.B. durch Öffnen einer Öffnung eines
Sammelbehälters der Filtervorrichtung).
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Reibbremse (z.B. für ein Rad eines Fahrzeugs) beschrieben. Die Reibbremse umfasst eine Bremsschreibe und einen, die Bremsscheibe zumindest teilweise umschließenden, Bremssattel. Ferner umfasst die Reibbremse eine Filtervorrichtung, die eingerichtet ist, Bremspartikel aus einem von der Bremsscheibe und/oder dem Bremssattel kommenden
Luftstrom zu filtern. Außerdem umfasst die Reibbremse eine in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit. Die Steuereinheit ist eingerichtet, die
Filtervorrichtung (je nach Vorliegen von ein oder mehreren Randbedingungen) in einem Betriebsmodus zu betreiben, in dem eine Aufnahme und Speicherung von Bremspartikeln erfolgt, oder in einem Regenerationsmodus zu betreiben, in dem in der Filtervorrichtung gespeicherte Bremspartikel aus der Filtervorrichtung entfernt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit und/oder die in diesem Dokument beschriebene Reibbremse umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem
Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
Figur la ein beispielhaftes Fahrzeug mit mehreren Reibbremsen;
Figur lb eine beispielhafte Reibbremse mit einer Filtervorrichtung; Figur 2a eine beispielhafte Filtervorrichtung in einem Betriebszustand bzw. in einem Betriebsmodus;
Figur 2b eine beispielhafte Filtervorrichtung in einem Regenerationszustand bzw. in einem Regenerationsmodus; und
Figur 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Regenerierung einer Filtervorrichtung zur Filterung von Bremspartikeln.
Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Aufrechterhaltung des Wirkungsgrads einer Filtervorrichtung zur Filterung von Bremspartikeln. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. la ein
Fahrzeug 100 mit einer Vorderachse 101 und einer Hinterachse 102, wobei die Achsen 101, 102 jeweils zwei Räder 103 mit jeweils einer Reibbremse 110 aufweisen. Durch eine Reibbremse 110 können ein Bremsmoment auf ein Rad 103 des Fahrzeugs 100 und somit eine Verzögerung des Fahrzeugs 100 bewirkt werden. Die Reibbremsen 110 des Fahrzeugs 100 können mechanisch
(insbesondere hydraulisch) und/oder elektrisch durch Betätigung eines
Bremspedals und/oder eines Bremshebels des Fahrzeugs 100 betätigt werden. In Fig. la ist beispielhaft eine Steuereinheit 105 zur Ansteuerung der Reibbremsen 110 dargestellt. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 105 eingerichtet sein, ein oder mehrere Filtervorrichtungen der Reibbremsen 110 anzusteuem.
Fig. lb zeigt einen beispielhaften Aufbau einer Reibbremse 110. Die Reibbremse 110 umfasst eine Bremsscheibe 111 und einen Bremssattel 112. Dabei ist der Bremssattel 112 ausgebildet, von beiden Seiten Bremsbeläge gegen die
Bremsscheibe 111 zu drücken, um ein Bremsmoment auf die Bremsscheibe 111 und das damit fest verbundene Rad 103 zu bewirken. Wenn die Bremsbeläge gegen die Brems scheibe 111 gedrückt werden, entsteht typischerweise ein Abrieb der Bremsbeläge und/oder der Bremsscheibe 111 in Form von mehr oder weniger großen Bremspartikeln. Um zu vermeiden, dass insbesondere relativ kleine, lungengängige, Bremspartikel in die Umwelt gelangen und somit zu einer Feinstaubemission eines Fahrzeugs 100 führen, kann eine Reibbremse 110 eine Filtervorrichtung 115 aufweisen, die eingerichtet ist, anfallenden Bremsstaub bzw. anfallende Bremspartikel abzuscheiden. Dabei können die Bremspartikel über einen Absaugkanal 113 von dem Bremssattel 112 und/oder der Bremsscheibe 111 weg zu der
Filtervorrichtung 115 gesogen werden. Alternativ oder ergänzend kann die Filtervorrichtung 115 die Bremsscheibe 111 und/oder den Bremssattel 112 zumindest teilweise umschließen.
Fig. 2a zeigt eine beispielhafte Filtervorrichtung 115 mit einem (Feinstaub-) Filter 204. Durch ein Unterdruck-Mittel 206 (z.B. durch eine Turbine) kann ein
Luftstrom 211 bewirkt werden, der ausgebildet ist, von einer Reibbremse 110 erzeugte Bremspartikel in die Filtervorrichtung 115 zu saugen. Insbesondere kann der Luftstrom 211 durch eine verschließbare Frontwand 201 in die
Filtervorrichtung 115 gesogen werden. Die verschließbare Frontwand 201 kann ausgebildet sein, einen Luftstrom 211 von außen in die Filtervorrichtung 115 (dargestellt in Fig. 2a durch die Pfeile) zu ermöglichen. Andererseits kann die verschließbare Frontwand 201 ausgebildet sein, einen Luftstrom 211 in
entgegengesetzter Richtung (aus der Filtervorrichtung 115 heraus) zu unterbinden. Beispielsweise kann die Frontwand 201 zu diesem Zweck als Rückschlagventil ausgebildet sein.
Der durch das Unterdruck-Mittel 206 bewirkte Luftstrom 211 kann durch das Filter 204 gesogen werden, so dass an der Oberfläche des Filters 204
Bremspartikel 212 abgeschieden werden. Der aus der Filtervorrichtung 115 austretende, gefilterte, Luftstrom 213 weist somit eine gegenüber dem Luftstrom 211 reduzierte Menge an Bremspartikeln 212 auf. Die herausgefilterten
Bremspartikel 212 können in einer durch die Frontwand 211, durch eine
Seitenwand 202 und durch das Filter 204 gebildeten Filterkammer 203 (in diesem Dokument auch als Sammelbehälter bezeichnet) gesammelt werden. Die Filtervorrichtung 115 kann ferner eine verschließbare Rückwand 205 aufweisen. Die verschließbare Rückwand 205 kann ausgebildet sein, einen Luftstrom 213 aus der Filtervorrichtung 115 heraus (dargestellt in Fig. 2a durch die Pfeile) zu ermöglichen. Andererseits kann die verschließbare Rückwand 205 ausgebildet sein, einen Luftstrom 213 in entgegengesetzter Richtung (in die Filtervorrichtung 115 hinein) zu unterbinden. Beispielsweise kann die Rückwand 205 zu diesem Zweck als Rückschlagventil ausgebildet sein.
Fig. 2a zeigt die Filtervorrichtung 115 in einem Betriebszustand bzw. in einem Betriebsmodus, bei dem ein Luftstrom 211 von einer Reibbremse 110 durch die Filtervorrichtung 115 gesogen wird, um Bremspartikel 212 aus dem Luftstrom
211 herauszufiltem. In dem Betriebszustand sind sowohl die Frontwand 201 als auch die Rückwand 205 geöffnet, um den Luftstrom 211 durch das Filter 204 zu ermöglichen.
Im Laufe des Betriebs lagern sich mehr und mehr Bremspartikel 212 an der Oberfläche des Filters 204 ab, wodurch die Wirksamkeit des Filters 204 nach und nach reduziert wird. Alternativ oder ergänzend kann der Druck in der
Filtervorrichtung 115 ansteigen, was zu Problemen beim Betrieb der
Filtervorrichtung 115 führen kann. Um die Wirksamkeit des Filters 204 zu erhöhen und/oder um Druckprobleme zu vermeiden, können die Bremspartikel
212 von der Oberfläche des Filters 204 und/oder aus der Filterkammer 203 entfernt werden.
Fig. 2b zeigt die Filtervorrichtung 115 in einem Regenerationszustand bzw. einem Regenerationsmodus, der es ermöglicht, Bremspartikel 212 aus der Filterkammer 203 zu entfernen. Zu diesem Zweck können die Frontwand 201 und die
Rückwand 205 verschlossen werden. Des Weiteren können die ein oder mehreren Seiten wände 202 geöffnet werden, um eine Spülstrom 221 (z.B. aus einem flüssigen oder gasförmigen Spülmedium) durch die Filterkammer 203 hindurch zu leiten. Beispielsweise kann eine erste Seitenwand 202 (z.B. die in Fig. 2b oben dargestellte Seitenwand) als Absperrventil ausgebildet sein, das für die
Regenerierung der Filtervorrichtung 115 geöffnet werden kann. Eine zweite Seitenwand 202 (z.B. die in Fig. 2b unten dargestellte Seitenwand) kann als Absperrventil bzw. als Klappe 207 ausgebildet sein, das bzw. die für die
Regenerierung der Filtervorrichtung 115 geöffnet werden kann.
Wie in Fig. 2b dargestellt, kann der Spülstrom 221 ausgebildet sein, die
Bremspartikel 212 zu lösen und/oder mitzureißen, so dass ein mit Bremspartikeln 212 angereicherter Spülstrom 222 aus der Filterkammer 203 herausgeführt wird. Somit kann mittels einer Spülung eine Regenerierung bzw. Reinigung des Filters 204 bewirkt werden.
Das Fahrzeug 100 kann einen Positionssensor 106 umfassen, der eingerichtet ist, Positionsdaten in Bezug auf die aktuelle Position des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Die Steuereinheit 105 kann eingerichtet sein, auf Basis der Positionsdaten zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug 100 an einer Position befindet, die für die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 geeignet und/oder zulässig ist. Dabei kann digitale Karteninformation berücksichtigt werden, die z.B. anzeigt, ob es sich bei der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 um eine Landstraße, um eine Straße in einer Stadt, um eine Waschstraße, um ein Wartungszentrum für das Fahrzeug 100, etc. handelt.
Die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 kann dann in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Fahrzeugs 100 bzw. der Filtervorrichtung 115 durchgeführt werden. Insbesondere kann eine Regenerierung der Filtervorrichtung 115 nur dann durchgeführt werden, wenn bestimmt wurde, dass sich die Filtervorrichtung 115 bzw. das Fahrzeug 100 an einer Position befinden, die für die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 geeignet und/oder zulässig ist. Andererseits kann eine Regenerierung der Filtervorrichtung 115 unterbunden werden. Es wird somit eine Filtervorrichtung 115 beschrieben, die eine Filterkammer 203 umfasst, in der Bremsstaub gesammelt und gespeichert werden kann. Die
Filtervorrichtung 115 ermöglicht eine automatisierte Leerung des
Sammelbehälters bzw. der Filterkammer 203 (ggf. auch während der Fahrt eines Fahrzeugs 100). Mittels eines Positionssensors 106 (z.B. eines GPS Sensors) kann die Position der Filtervorrichtung 115 bestimmt werden. Insbesondere kann auf Basis der Positionsdaten eines Positionssensor 106 ermittelt werden, ob sich die Filtervorrichtung 115 an einer Position befindet, die für die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 geeignet und/oder zulässig ist.
Wenn erkannt wird, dass sich die Filtervorrichtung 115 an einer Position befindet, die für die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 nicht geeignet und/oder nicht zulässig ist (z.B. in einer urbanen Umgebung), so kann die Filtervorrichtung 115 im Betriebszustand bzw. im Betriebsmodus betrieben werden, um Bremspartikel 212 aufzufangen und in einer Filterkammer 203 zu sammeln. So kann die
Emission von Bremsstaub zuverlässig reduziert werden. Die Filterkammer 203 bzw. der Auffangbehälter für Bremspartikel 212 ist dabei verschlossen.
Wird andererseits erkannt, dass sich die Filtervorrichtung 115 an einer Position befindet, die für die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 geeignet und/oder zulässig ist (z.B. in einer Waschstraße und/oder in einem Wartungszentrum), so kann die Filtervorrichtung 115 in den Regenerationsmodus versetzt werden, um die Filterkammer 203 zu entleeren, und somit die Wirksamkeit der
Filtervorrichtung 115 zu erhöhen. Die Leerung kann dabei automatisch erfolgen.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 300 zur
Regenerierung einer Filtervorrichtung 115, die eingerichtet ist, von einer
Reibbremse 110 erzeugte Bremspartikel 212 aufzufangen und zu speichern.
Das Verfahren 300 umfasst das Bestimmen 301, dass zumindest eine
Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung 115 ermöglicht und/oder zulässig macht. Die Randbedingung kann eine Bedingung in Bezug auf eine aktuelle Position der Filtervorrichtung 115 umfassen bzw. sein. Beispielsweise kann die Randbedingung eine Bedingung dahingehend sein, dass sich die Filtervorrichtung 115 an einer Position befindet, an der die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 zulässig und/oder möglich ist (z.B. an einer Position, an der eine erhöhte Emissionsmenge an Bremsstaub zulässig ist). Alternativ oder ergänzend kann die Randbedingung von der
Luftfeuchtigkeit und/oder von Niederschlag in der direkten Umgebung der Filtervorrichtung 115 abhängen. Beispielsweise kann die Regenerierung der Filtervorrichtung 115 zulässig und/oder möglich sein, wenn in der direkten Umgebung eine ausreichend hohe Niederschlagsmenge vorliegt.
Außerdem umfasst das Verfahren 300, in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass zumindest eine Randbedingung zur Durchführung der Regenerierung der Filtervorrichtung 115 vorliegt, das Veranlassen 302, dass in der Filtervorrichtung 115 gespeicherte Bremspartikel 212 aus der Filtervorrichtung 115 entfernt (z.B. aus der Filtervorrichtung 115 herausgespült) werden.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann der
Wartungsaufwand für eine Filtervorrichtung 115 zur Filterung von Bremsstaub reduziert werden. Des Weiteren kann durch die wiederholte, automatische Regenerierung der Filtervorrichtung 115 das erforderliche Volumen des
Auffangbehälters bzw. der Filterkammer 203 zur Speicherung von Bremspartikeln 212 reduziert werden, so dass der erforderliche Bauraum reduziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Ansprüche
1) Verfahren (300) zur Regenerierung einer Filtervorrichtung (115), die
eingerichtet ist, von einer Reibbremse (110) erzeugte Bremspartikel (212) aufzufangen und zu speichern; wobei das Verfahren (300) umfasst,
- Bestimmen (301), dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung (115) ermöglicht und/oder zulässig macht; und
- in Reaktion darauf, Veranlassen (302), dass in der Filtervorrichtung (115) gespeicherte Bremspartikel (212) aus der Filtervorrichtung (115) entfernt werden.
2) Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, wobei die zumindest eine Randbedingung eine Bedingung in Bezug auf eine aktuelle Position der Filtervorrichtung (115) umfasst.
3) Verfahren (300) gemäß Anspruch 2, wobei die zumindest eine Randbedingung umfasst,
- eine Bedingung dahingehend, dass sich die Filtervorrichtung (115) an einer Position befindet, an der eine gegenüber einer anderen Position erhöhte Emissionsmenge von Bremspartikeln (212) zulässig ist;
und/oder
- eine Bedingung dahingehend, dass sich die Filtervorrichtung (115) an einer Position befindet, die für eine Entnahme von Bremspartikeln (212) aus der Filtervorrichtung (115) geeignet und/oder vorgesehen ist; und/oder
- eine Bedingung dahingehend, dass sich die Filtervorrichtung (115) in einer Waschstraße und/oder in einem Wartungszentrum befindet.
4) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
zumindest eine Randbedingung umfasst, - eine Bedingung dahingehend, dass eine Umgebung der
Filtervorrichtung (115) einen ausreichend hohen Grad an Feuchtigkeit zur Aufnahme von Bremspartikeln (212) aus der Filtervorrichtung (115) aufweist; und/oder
- eine Bedingung dahingehend, dass es in der Umgebung der
Filtervorrichtung (115) regnet, insbesondere mit einer
Niederschlagsmenge, die einen vordefinierten Niederschlags- Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
5) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (300) umfasst,
- Bestimmen, dass keine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung (115) ermöglicht und/oder zulässig macht; und
- in Reaktion darauf, Betreiben der Filtervorrichtung (115) in einem Betriebsmodus, bei dem eine Aufnahme und Speicherung von Bremspartikeln (212) erfolgt.
6) Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Filtervorrichtung (115) einen Sammelbehälter (203) zur
Speicherung von Bremspartikeln (212) umfasst; und
- das Veranlassen (302) umfasst, Öffnen des Sammelbehälters (203), um den Sammelbehälter (203) zumindest teilweise zu leeren; und/oder Bewirken eines Spülstroms (221) aus einem Spülmedium durch den Sammelbehälter (203), um Bremspartikel (212) aus dem
Sammelbehälter (203) zu spülen.
7) Steuereinheit (105) zur Steuerung des Betriebs einer Filtervorrichtung (115), die eingerichtet ist, von einer Reibbremse (110) erzeugte Bremspartikel (212) aufzufangen und zu speichern; wobei die Steuereinheit (105) eingerichtet ist, - zu bestimmen, dass zumindest eine Randbedingung vorliegt, die die Durchführung einer Regenerierung der Filtervorrichtung (115) ermöglicht und/oder zulässig macht; und
- in Reaktion darauf zu veranlassen, dass in der Filtervorrichtung (115) gespeicherte Bremspartikel (212) aus der Filtervorrichtung (115) entfernt werden.
8) Steuereinheit (105) gemäß Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (105)
eingerichtet ist,
- Positionsdaten in Bezug auf eine Position der Filtervorrichtung (115) zu ermitteln; und
- auf Basis der Positionsdaten zu bestimmen, ob die zumindest eine Randbedingung vorliegt oder nicht.
9) Steuereinheit (105) gemäß Anspruch 8, wobei die Positionsdaten mittels eines Positionssensors (106), insbesondere mittels eines GPS -Empfängers, ermittelt werden.
10) Reibbremse (110), die umfasst,
- eine Bremsschreibe (111);
- einen, die Bremsscheibe (111) zumindest teilweise umschließenden, Bremssattel (112);
- eine Filtervorrichtung (115), die eingerichtet ist, Bremspartikel (212) aus einem von der Bremsscheibe (111) und/oder dem Bremssattel (112) kommenden Luftstrom (211) zu filtern; und
- eine Steuereinheit (105) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, die
eingerichtet ist, die Filtervorrichtung (115) in einem Betriebsmodus zu betreiben, in dem eine Aufnahme und Speicherung von Bremspartikeln (212) erfolgt, oder in einem Regenerationsmodus zu betreiben, in dem in der Filtervorrichtung (115) gespeicherte Bremspartikel (212) aus der Filtervorrichtung (115) entfernt werden.
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