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Die Erfindung betrifft eine Bremsstaubabsauganlage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsstaubabsauganlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
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Es ist wünschenswert eine Feinstaubbelastung, welche durch Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise PKWs, LKWs und/oder Busse, verursacht wird, besonders gering zu halten. Dabei stammt ein nicht unerheblicher Teil von Feinstaub, welcher die Feinstaubbelastung verursachen kann, aus dem Bremsabrieb von Fahrzeugbremsen. Der Bremsstaub kann über Filterelemente gesammelt werden.
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Dabei wird im Stand der Technik der Bremsstaub über Filterelemente gesammelt, wobei ein Luftsauger oder ähnliches benötigt wird, damit das jeweilige Filterelement besonders vorteilhaft den Feinstaub aufnehmen kann. Der Betrieb der Bremsstaubanlage verbraucht somit Energie, welche die Effizienz und/oder Reichweite, insbesondere eines elektrisch angetriebenen, Kraftfahrzeugs einschränken kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Bremsstaubabsauganlage sowie ein Verfahren zum Betreiben dieser Anlage bereitzustellen, durch welche eine Feinstaubbelastung, insbesondere von Bremsabrieb, bei einem Kraftfahrzeug besonders effizient und energiearm gering gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den Figuren.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Bremsstaubabsauganlage für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als PKW oder LKW ausgebildet sein kann. Die erfindungsgemäße Bremsstaubanlage umfasst ein Ansaugelement, welches in der Gebrauchsposition, also in einer am Kraftfahrzeug montierten Position, welche den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Bremsstaubanlage ermöglicht, in einer Umgebung einer Fahrzeugbremse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und fluidisch leitend mit einem Entsorgungselement verbunden ist. Ferner umfasst die Bremsstaubabsauganlage einen Luftverdichter, welcher beispielsweise ein Unterdruckerzeuger ist, insbesondere ein Luftsauger und/oder Luftgebläse, durch welchen Luft aus der Umgebung über das Ansaugelement, welches beispielsweise als eine Ansaugdüse ausgebildet sein kann, ansaugbar und durch das Entsorgungselement, welches beispielsweise als Filter, insbesondere als Luftfilter, ausgebildet ist, leitbar ist. Dabei kann die Luft aus der Umgebung der Fahrzeugbremsen, insbesondere beim Betätigen letzterer, Bremsstaub und somit Feinstaub enthalten, welcher somit durch die Bremsstaubabsaugungsanlage in das Entsorgungselement geleitet werden kann.
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Damit die Bremsstaubabsauganlage nun besonders effizient betrieben werden kann ist erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche insbesondere eine Effizienzlogik bereitstellt, und die Steuereinrichtung den Luftverdichter in Abhängigkeit von wenigstens einem Zustandsparameter steuert und/oder regelt, welcher einen Zustand der Fahrzeugbremsen und/oder des Kraftfahrzeugs und/oder der Umgebung charakterisiert.
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Die Steuereinrichtung kann beispielsweise als elektronische Recheneinrichtung ausgebildet sein. Unter dem Steuern und/oder Regeln des Luftverdichters ist insbesondere zu verstehen, dass dieser somit durch die Steuereinrichtung aktivierbar und dabei in seiner Leistung veränderbar ist. Im eingeschalteten beziehungsweise aktivierten Zustand kann besonders vorteilhaft Luft aus der Umgebung in das Entsorgungselement geleitet werden kann, wodurch eine Feinstaubbelastung gesenkt werden kann.
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Mit anderen Worten wird durch die Bremsstaubabsauganlage eine Auffangeinheit für Bremsstaub bereitgestellt, um eine Feinstaubbelastung zu verringern und dabei gleichzeitig beispielsweise eine Bordnetzenergiebelastung durch eine intelligente Ansteuerung, welche von der Steuereinrichtung bereitgestellt wird, niedrig zu halten. Dabei kann der Zustandsparameter Zustände der Fahrzeugbremse, wie beispielsweise eine Temperatur einer Bremsscheibe charakterisieren beziehungsweise beschreiben beziehungsweise umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der wenigstens eine Zustandsparameter einen Zustand des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise dessen Geschwindigkeit umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann der Zustandsparameter die Umgebung charakterisieren. Beispielsweise eine Luftfeuchtigkeit der Umgebung umfassen.
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Durch die erfindungsgemäße Bremsstaubabsauganlage ergibt sich der Vorteil, dass ein Wirkungsgrad und/oder eine Effizienz und/oder eine Reichweite des Kraftfahrzeugs auf besonders vorteilhafte Weise verbessert werden kann. So ergibt sich der Vorteil insbesondere dadurch, dass der Luftverdichter nicht die ganze Zeit aktiviert zu sein braucht sondern nur bedarfsgerecht, also wenn beispielsweise aktuell von der Fahrzeugbremse eine besondere Feinstaub- beziehungsweise Bremsstaubemission ausgeht, aktiviert wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Elektromotor zum Antreiben des Luftverdichters vorgesehen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der wenigstens eine Zustandsparameter eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und/oder eine Bremsleistung und/oder eine Bremsbetätigung und/oder eine Temperatur, insbesondere der Bremsscheibe der Fahrzeugbremse, und/oder eine Fahrzeugverzögerung und/oder eine Luftfeuchtigkeit, insbesondere der Umgebung.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des wenigstens einen Zustandsparameters vorgesehen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bremsstaubabsauganlage eines Kraftfahrzeugs mit einem Ansaugelement, welches in der Gebrauchsposition in einer Umgebung einer Fahrzeugbremse angeordnet und fluidisch leitend mit einem Entsorgungselement verbunden ist, und mit einem Luftverdichter, durch welchen Luft aus der Umgebung über das Ansaugelement angesaugt und durch das Entsorgungselement geleitet wird. Erfindungsgemäß wird der Luftverdichter durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von wenigstens einem Zustandsparameter gesteuert, welcher einen Zustand der Fahrzeugbremse und/oder des Kraftfahrzeugs und/oder der Umgebung charakterisiert.
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Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Es zeigt die einzige Fig. in einer schematischen Seitenansicht eine Bremsstaubabsauganlage eines Kraftfahrzeugs.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Bremsstaubabsauganlage 10 für ein schematisch, anhand seiner Front gezeigten Kraftfahrzeug 12, mit einem Ansaugelement 14, welches in der Gebrauchsposition in einer Umgebung 16 einer Fahrzeugbremse 18 angeordnet ist und fluidisch leitend mit einem Entsorgungselement 20 verbunden ist. Die Bremsstaubabsauganlage 10 umfasst einen Luftverdichter 22, über welchen Luft aus der Umgebung 16 über das Ansaugelement 14 ansaugbar und durch das Entsorgungselement 20 leitbar ist.
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Damit die Bremsstaubabsauganlage 10 besonders vorteilhaft zur Reduzierung einer durch Bremsenabrieb der Fahrzeugbremse 18 verursachten Feinstaubbelastung betragen kann, wobei gleichzeitig einer besonders niedrigen Energieverbrauch beispielsweise eines Elektromotors 24, welcher den Luftverdichter 22 antreibt, realisierbar ist, ist eine Steuereinrichtung 26 vorgesehen, welche den Luftverdichter 22 in Abhängigkeit von wenigstens einem Zustandsparameter steuert, welcher einen Zustand der Fahrzeugbremse und/oder des Kraftfahrzeugs und der Umgebung charakterisiert.
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So kann, insbesondere bei einem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug 12, durch das Steuern des Elektromotors 24 besonders vorteilhaft eine Reichweite des Kraftfahrzeugs 12 gesteigert werden.
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Dabei liegt der Erkenntnis zugrunde, dass nicht in jeder Fahrsituation Bremsenstaub erzeugt wird und somit eine dauerhafte Luftansaugung über das beispielsweise als Düse, insbesondere als Ansaugdüse, ausgebildete Ansaugelement 14 durch den Luftverdichter 22 erfolgen muss. Die Steuereinrichtung 26 stellt insbesondere eine Effizienzlogik bereit, durch welche eine Minderung der Feinstaubbelastung erreicht werden kann, wobei beispielsweise folgende Zustandsparameter eingehen können: Eine Bremsleistung der insbesondere mechanischen Fahrzeugbremse 18, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und somit insbesondere eine Fahrzeugverzögerung, eine Temperatur einer Bremsscheibe einer Fahrzeugbremse und/oder eine Feuchtigkeit, insbesondere der Umgebung.
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Das Ansaugelement 14 kann alternativ beispielsweise als Ende eines Schlauches, welcher zum Entsorgungselement 20 führt, und/oder als eine Einlassöffnung des Entsorgungselements 20 das Ansaugelement 14 ausbildet sein. Die Umgebung 16 ist beispielsweise das Volumen eines Radhauses des Kraftfahrzeugs 12.
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Fährt das Kraftfahrzeug 12 beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn, so entsteht erstmal kein Feinstaub durch die Fahrzeugbremse 18, muss nun sehr schnell die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 12 gedrosselt werden, beispielsweise bei Rückstau, so erkennt die Steuereinrichtung 26 beziehungsweise die durch sie bereitgestellte Effizienzlogik, dass nun eine Bremsstaubemission und somit eine Feinstaubbelastung entstehen kann. Daher wird die Bremsstaubabsauganlage 10 mittels Einschalten des Luftverdichters 22 aktiviert.
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Die Bremsstaubabsauganlage 10, beziehungsweise der Feinstaubsauger, kann beispielsweise mit mehreren Stufen betrieben werden. Wird beispielsweise eine Bremsleistung erhöht, steigt ebenfalls die Feinstaubbelastung und der Luftverdichter 22 wird auf eine höhere Stufe geschaltet, sodass beispielsweise pro Zeiteinheit eine größere Menge an Luft ansaugbar und über das Entsorgungselement 20, welches beispielsweise als Filter und/oder Auffangbehälter ausgebildet ist, geleitet werden kann. Dabei erfolgt die Steigerung der Leistung des Luftverdichters 22 durch die Steuereinrichtung 26, welche insbesondere als elektronische Recheneinrichtung ausgebildet ist. Bei längerer Bremsdauer kann eine Temperatur der Bremsscheibe, insbesondere stark, ansteigen. Dadurch entsteht wiederum eine größere Menge Bremsstaub, sodass die Leistung des Luftverdichters 22 durch die Steuereinrichtung 26 vorteilhafterweise temperaturabhängig nachgeregelt werden kann. Ein anderer Fall ergibt sich, wenn das Kraftfahrzeug 12 beispielsweise an einer Ampel halten muss und somit eine Geschwindigkeit von 0 km/h erreicht wird, hier stoppt beispielsweise die Steuereinrichtung 26 automatisch die Ansaugleistung des Luftverdichters 22 oder drosselt diese zumindest. Dabei kann insbesondere die Drosselung der Leistung mittels einer Rampe durch die Steuereinrichtung 26 erfolgen.
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Es besteht die Möglichkeit, dass eine hohe Feuchtigkeit auf einer Straße auftritt, sodass es zu Verwirbelungen von Feuchtigkeit in der Umgebung 16 der Fahrzeugbremse 18 kommt, wobei somit eine hohe Luftfeuchtigkeit in der Umgebung 16 auftreten kann. Durch die hohe Luftfeuchtigkeit wird aber der durch die Fahrzeugbremse 18 erzeugte Feinstaub gebunden, wodurch beispielsweise eine Leistung des Luftverdichters 22 reduziert werden kann. Beispielsweise ist dafür eine Sensoreinrichtung vorgesehen, welche einen Feuchtigkeitssensor aufweist und die mit der Steuereinrichtung 26 verbunden ist.
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Die Steuereinrichtung 26 kann beispielsweise über eine Leistungselektronik 28 mit dem Elektromotor 24 verbunden sein.
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Die gezeigte Bremsstaubabsauganlage 10 kann insbesondere mittels eines Verfahrens betrieben werden, bei dem durch die Steuereinrichtung 26 der Luftverdichter 22 in Abhängigkeit von wenigstens dem einen Zustandsparameter gesteuert wird. Dadurch ergibt sich durch das Verfahren ebenfalls die gleichen Vorteile wie durch die Bremsstaubabsauganlage 10 selbst, beispielsweise ein besonders effizienter Betrieb des Kraftfahrzeugs 12.
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Durch die gezeigte Bremsstaubabsauganlage 10 und das gezeigte Verfahren ist eine besonders vorteilhafte Auffanglogik für Bremsenstaub realisierbar, um eine Feinstaubbelastung durch das Kraftfahrzeug 12 zu reduzieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008029504 A1 [0003]
