DE102022104215A1 - Verfahren zum Betrieb einer Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Betrieb einer Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug, wobei die Partikelfilteranordnung einen aktiv einstellbaren Luftstromerzeuger zur Erzeugung eines zu einem Filtermediumkörper gerichteten Luftstromes aufweist, setzt sich der Luftstrom aus einem ersten Teilluftstrom, der von einer Bremsscheibenanordnung im Fahrzeug in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist, und aus einem zweiten Teilluftstrom zusammen, der von der Umgebung mindestens eines Reifens des Fahrzeugs in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist, wobei der erste und der zweite Teilluftstrom gleichzeitig oder alternativ aktiv sind und die Volumenströme des ersten und des zweiten Teilluftstroms in Abhängigkeit eines oder mehrerer Kenn- und/oder Zustandsgrößen des Fahrzeugs eingestellt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug, wobei die Partikelfilteranordnung mindestens einen Filtermediumkörper in einem Filtergehäuse und einen aktiv einstellbaren Luftstromerzeuger aufweist, über den ein Luftstrom zum Filtermediumkörper erzeugbar ist.
  • Stand der Technik
  • In WO2020/094964 A1 wird ein Bremsstaubpartikelfilter für eine Bremsscheibenanordnung in einem Fahrzeug mit Elektro- oder Hybridantrieb beschrieben. Der Bremsstaubpartikelfilter ist als aktives Absaugsystem ausgebildet, das als Vakuumquelle eine Turbine aufweist, die angetrieben wird, um einen Bremsluftstrom in Richtung eines Partikelfilters zu erzeugen. Die Vakuumquelle wird über eine Steuereinheit aktiviert, sobald der elektromotorische Antrieb zur Energierückgewinnung im Bremsbetrieb läuft. Auf diese Weise ist es möglich, noch vor der Aktivierung der Reibungsbremse im Fahrzeug die Vakuumquelle anzusteuern und einen Bremsluftstrom zu erzeugen, so dass bereits mit dem Einsetzen der Reibungsbremse ein Luftstrom besteht, der die Reibungspartikel ableitet.
  • In EP 1 837 066 A2 wird eine Partikelfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, über die Partikel von verschiedenen Aggregaten und aus verschiedenen Stellen im Fahrzeug abgesaugt werden. Die Partikelfilteranordnung weist einen Luftstromerzeuger und ein Filtermittel in einem Filtergehäuse auf, in das Absaugschläuche geführt sind. Über die Absaugschläuche wird unter anderem vom Bodenbereich des Fahrzeugs Luft eingesaugt und zum Filtergehäuse geleitet.
  • GB 1 906 14 727 A offenbart eine Partikelfilteranordnung in einem Motorfahrzeug mit einer trichterförmigen Ansaugöffnung, die unmittelbar benachbart zu einem Fahrzeugrad angeordnet ist und über die Staub in einen Staubsammelbehälter geleitet wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Staub und Partikeln, die bei der Fahrt und beim Bremsen eines Fahrzeugs entstehen, wirksam abzusaugen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Die erfindungsgemäße Partikelfilteranordnung kann in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Aufnahme von Staub und Partikeln eingesetzt werden, die einerseits bei einer Betätigung der Fahrzeugbremse durch Reibung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag anfallen und andererseits während der Fahrt durch Reifenabrieb entstehen. Der Reifenabrieb entsteht fortlaufend bei bewegtem Fahrzeug durch das Abrollen der Reifen auf der Fahrbahn, insbesondere bei beschleunigtem Fahrzeug, bei gebremstem Fahrzeug und bei Kurvenfahrten, aber auch bei konstanter Fahrzeuggeschwindigkeit und Geradeausfahrt. Die Partikelfilteranordnung hat die Funktion eines Bremsstaubpartikelfilters und zusätzlich die Funktion eines Reifenpartikelfilters; beide Funktionen sind in der Partikelfilteranordnung vereint.
  • Die Partikelfilteranordnung weist ein Filtergehäuse und einen oder mehrere im Filtergehäuse aufgenommene Filtermediumkörper auf sowie einen aktiv einstellbaren Luftstromerzeuger, über den ein Luftstrom in Richtung des Filtermediumkörpers erzeugbar ist. Bei dem Luftstromerzeuger handelt es sich vorzugsweise um eine elektrisch antreibbare Einheit, insbesondere um eine elektrische Pumpe, bei deren Betätigung der Luftstrom erzeugt wird. In Betracht kommen aber auch Luftstromerzeuger, die keinen eigenen Antrieb aufweisen, jedoch ein Stellglied zur Zustandsänderung des Luftstromerzeugers, beispielsweise eine elektrisch verstellbare Klappe an einer Turbine, welche im Fahrtwind steht und aus dem Fahrtwind einen Luftstrom generiert, wobei über das Stellglied die freie Querschnittsfläche einer Öffnung einzustellen ist, über die Fahrtwind in die Turbine eingeführt wird.
  • Der vom Luftstromerzeuger generierte Luftstrom kann als Saugstrom ausgeführt sein, bei dem der Luftstrom in Richtung auf den Filtermediumkörper angesaugt wird. Möglich ist auch eine umgekehrte Ausführung als Überdruckstrom, welcher von dem Luftstromerzeuger generiert wird und der vom Luftstromerzeuger in Richtung des Filtermediumkörpers geleitet wird. In jedem Fall passiert der erzeugte Luftstrom den Filtermediumkörper, in welchem Staub und Partikeln aufgenommen werden.
  • Der Luftstrom setzt sich aus einem ersten Teilluftstrom, der einer Bremsscheibenanordnung im Fahrzeug zugeordnet ist, und einem zweiten Teilluftstrom zusammen, der von mindestens einer Reifenumgebung des Fahrzeugs in Richtung des Filtermedienkörpers geführt ist. Man erhält somit zwei Teilluftströme, über die jeweils Partikel zum Filtermediumkörper geführt werden. Über den ersten Teilluftstrom kann Bremsstaub, der bei einer Bremsenbetätigung entsteht, abgeleitet werden. Die beiden Teilströme können in ihrem Verlauf in Richtung des Filtermedienkörpers zusammengeführt und zu einem gemeinsamen Luftstrom vereinigt werden.
  • Der Volumenstrom bzw. die „Höhe“ jedes aktiven Teilluftstroms - gemessen in Masseeinheit pro Zeiteinheit oder Volumeneinheit pro Zeiteinheit - kann in Abhängigkeit von Kenn- und/oder Zustandsgrößen des Fahrzeugs eingestellt werden. Hierbei kommen verschiedenartige Betriebsweisen in Betracht. Es ist möglich, dass permanent sowohl im Bremsbetrieb als auch im nicht gebremsten, fahrenden Zustand beide Teilluftströme aktiv sind, jedoch der Volumenstrom jedes Teilluftstroms und damit das Verhältnis der Teilluftströme zueinander einstellbar ist. Möglich ist auch eine Betriebsweise, bei der zeitweilig ein Teilluftstrom vollständig deaktiviert ist und somit keine Strömung herrscht und nur der zweite Teilluftstrom aktiv ist. Auch in diesem Fall ist aber eine zusätzliche Einstellung möglich, bei der beide Teilluftströme aktiv sind, wobei der Volumenstrom jedes Teilluftstroms eingestellt werden kann. In jedem Fall ist die Summe beider Teilluftströme entweder konstant, so dass sich nur das Verhältnis der Teilluftströme zueinander ändert, oder die Summe beider Teilluftströme ist nicht konstant und kann variiert werden.
  • Die Ausführung mit der veränderlichen Einstellung der Teilluftströme weist verschiedene Vorteile auf. Aufgrund der Verwendung einer gemeinsamen Partikelfilteranordnung sowohl für Bremsstaub als auch für Reifenabrieb kann eine kompakt bauende Partikelfilteranordnung realisiert werden, bei der zentrale Bauteile wie Filtergehäuse, Filtermediumkörper und Luftstromerzeuger für beide Teilluftströme gemeinsam verwendet werden können.
  • Vorteilhaft ist es außerdem, dass die Volumenströme bzw. Höhen der Teilluftströme als Funktion verschiedener Kenn- und/oder Zustandsgrößen eingestellt werden kann. Dies ermöglicht es, einen Betrieb zu realisieren, bei dem in energieeffizienter Weise Staub und Partikel von demjenigen Ort abgesaugt werden, an dem diese Partikel anfallen. Die Teilluftströme können bedarfs- und situationsgerecht gesteuert werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführung hängt die Einstellung des Volumenstroms des ersten und des zweiten Teilluftstroms vom Bremsbetrieb des Fahrzeugs ab. Je nachdem, ob sich das Fahrzeug aktuell im Bremsbetrieb befindet und entsprechend über die Fahrzeugreibbremse ein Bremsmoment generiert wird, oder ob kein Bremsvorgang stattfindet, kann der Volumenstrom des ersten Teilluftstroms, der von der Bremsscheibe in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist, unterschiedlich eingestellt werden. Der Volumenstrom des zweiten Teilluftstroms kann während des Bremsbetriebs entweder beibehalten oder angepasst werden, insbesondere reduziert werden.
  • Der Volumenstrom des ersten Teilluftstroms während des Bremsbetriebs kann von verschiedenen bremsenbezogenen Zustands- und/oder Kenngrößen abhängig gemacht werden, insbesondere von der Höhe des Bremsmoments, von der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder von der Fahrzeugverzögerung. Mit zunehmendem Bremsmoment, zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit und zunehmender Fahrzeugverzögerung wird vorteilhafterweise auch der Volumenstrom des ersten Teilluftstroms angehoben. Mit dem Einsetzen des Bremsbetriebs wird in vorteilhafter Ausführung der Volumenstrom des ersten Teilluftstroms angehoben. Das Verhältnis vom ersten zum zweiten Teilluftstrom in Fahrsituationen mit Bremsenbetätigung ist aufgrund des angehobenen ersten Teilluftstroms erhöht. Der erste Teilluftstrom kann wieder abgesenkt werden, sobald der Bremsvorgang beendet ist.
  • Ohne Bremsenbetätigung kann der zweite Teilluftstrom von der mindestens einen Reifenumgebung in Richtung des Filtermediumkörpers erhöht sein. Die Einstellung der Teilluftströme erfolgt in der Weise, dass das Verhältnis vom ersten zum zweiten Teilluftstrom in Fahrsituationen ohne Bremsenbetätigung aufgrund des angehobenen zweiten Teilluftstroms abgesenkt ist. Diese Vorgehensweise erlaubt es, bei gleichbleibender Leistung des Luftstromerzeugers den Reifenabrieb besser abzuleiten.
  • Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Volumenstrom mindestens eines Teilluftstroms zwischen einem unteren Grundwert und einem Maximalstrom einstellbar. Hierdurch ist sichergestellt, dass in jedem Betriebszustand ein Mindest-Luftstrom besteht und Partikel vom Ort ihrer Entstehung abgeleitet werden. Insbesondere der erste Teilluftstrom von der Bremsscheibenanordnung zum Filtermediumkörper bleibt auch in Phasen ohne Bremsbetrieb auf dem Mindestniveau bestehen, das insbesondere einer Grundlast des Luftstromerzeugers entspricht. Der zweite Teilluftstrom von der Reifenumgebung zum Filtermediumkörper kann gegebenenfalls phasenweise deaktiviert werden, insbesondere während des Bremsbetriebs, und nur in Phasen ohne Bremsbetrieb aktiviert werden. Möglich ist aber auch eine Ausführung mit einer Aktivierung des zweiten Teilluftstroms in Phasen mit Bremsbetrieb auf dem Niveau des Grundwerts.
  • Die erfindungsgemäße Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug, mit der das vorbeschriebene Verfahren durchgeführt werden kann, weist mindestens einen Filtermediumkörper in einem Filtergehäuse und einen aktiv einstellbaren Luftstromerzeuger zur Erzeugung eines zum Filtermediumkörper gerichteten Luftstromes auf, wobei der Luftstromerzeuger im oder am Filtergehäuse aufgenommen sein kann. Die Partikelfilteranordnung umfasst des Weiteren eine erste Strömungsleitung, durch die ein erster Teilluftstrom einer Bremsscheibenanordnung im Fahrzeug in Richtung des Filtermediumkörpers strömt, und eine zweite Strömungsleitung, durch die ein zweiter Teilluftstrom von der Umgebung mindestens eines Reifens des Fahrzeugs in Richtung des Filtermediumkörpers strömt. In dieser Ausführung werden Bremsstaub und Reifenabrieb über eine gemeinsame Partikelfilteranordnung abgesaugt.
  • Vorteilhafterweise sind die Teilluftströme durch die erste und die zweite Strömungsleitung über eine Schalteinheit einstellbar, die bedarfs- bzw. situationsgerecht verstellt werden kann. Als Schaltelement weist die Schalteinheit beispielsweise eine Klappe oder einen Drehschieber auf, die verstellbar ausgebildet sind, um die gewünschten Volumenströme der Teilluftströme einzustellen. Es kommen Ausführungen in Frage, bei denen genau ein Schaltelement in der Schalteinheit angeordnet ist, wobei mit der Verstellung des Schaltelements beide Teilluftströme beeinflusst werden. Möglich sind auch Ausführungen mit jeweils einem Schaltelement pro Teilluftstrom bzw. pro Strömungsleitung, so dass die Teilluftströme unabhängig voneinander einstellbar sind.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung münden die erste und die zweite Strömungsleitung beide in die Schalteinheit, von der aus eine dritte Strömungsleitung zum Filtergehäuse mit dem Filtermediumkörper geführt ist. Die Teilluftströme werden in der Schalteinheit zusammengeführt und anschließend als gemeinsamer Luftstrom durch die dritte Strömungsleitung in Richtung des Filtermediumkörpers weitergeführt. Die Teilluftströme durch die erste und durch die zweite Strömungsleitung sind über die Schalteinheit einstellbar.
  • Die zweite Strömungsleitung, durch die der zweite Teilluftstrom von der Umgebung des Reifens des Fahrzeugs in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist, ist auf der Reifenseite mit einem Reifenabriebsammler strömungsverbunden, der beispielsweise trichterförmig ausgebildet ist, wobei die Trichteröffnung des Reifenabriebsammlers dem Reifen zugewandt ist und sich in Richtung des Reifens aufweitet. Die Befestigung des Reifenabriebsammlers erfolgt bevorzugt am Radlager oder an Achs- oder Lenkungskomponenten, die sich bei gelenkten Rädern synchron mit dem Reifen bewegen, um einen konstanten Abstand zur Emissionsquelle sicherzustellen. Der Reifenabriebsammler und gegebenenfalls weitere Komponenten im Strömungsweg von der Umgebung des Reifens in Richtung des Filtermediumkörpers besteht vorteilhafterweise aus einem Elastomer oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE), wodurch das Schadensrisiko im Fall eines Aufsetzens oder Steinschlags reduziert ist.
  • Die Schalteinheit und/oder der Luftstromerzeuger werden vorteilhafterweise von Steuersignalen eines Steuergeräts angesteuert. Das Steuergerät kann mit der Partikelfilteranordnung eine bauliche Einheit bilden, indem sich das Steuergerät beispielsweise im oder am Filtergehäuse der Partikelfilteranordnung befindet. Das Steuergerät kann Zustandsgrößensignale von einer Fahrzeugsensorik zur Zustandsgrößenerfassung und Bremssignale von der Fahrzeugbremse des Fahrzeugs sowie Antriebssignale von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs empfangen und verarbeiten. Das Steuergerät kann gegebenenfalls Signale von weiteren Einheiten des Fahrzeugs empfangen und verarbeiten, beispielsweise Umgebungsgrößen wie Temperatur oder Feuchtigkeit.
  • Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, die vorbeschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Das Computerprogrammprodukt läuft in dem vorbeschriebenen Steuergerät ab.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen können den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen entnommen werden. Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer Partikelfilteranordnung zur Absaugung von Bremsstaub und Reifenabrieb in einem Fahrzeug,
    • 2 der Partikelfilteranordnung aus einer anderen Perspektive,
    • 3 ein Ablaufdiagramm mit Schritten zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb der Partikelfilteranordnung.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In den 1 und 2 ist eine Bremsscheibenanordnung 1 dargestellt, die in einem Kraftfahrzeug verbaut ist. Die Bremsscheibenanordnung 1 ist Teil einer Fahrzeugbremse, die als Reibbremse ausgeführt ist und neben einer Bremsscheibe 2 einen Bremssattel umfasst, der auf einem Bremssattelhalter 3 sitzt und Träger von Bremsbelägen ist, welche sich bei einem Bremsvorgang reibend an die Bremsscheibe 2 anlegen. Die Bremsscheibenanordnung 1 befindet sich an einem Rad des Fahrzeugs mit einem Reifen 4.
  • Im Fahrzeug ist eine Partikelfilteranordnung 5 verbaut, die die Funktion eines Bremsstaubpartikelfilters und zusätzlich die Funktion eines Reifenpartikelfilters in sich vereint. Die Partikelfilteranordnung 5 nimmt Bremsstaub auf, der bei Betätigung der Fahrzeugbremse durch Reibung zwischen Bremsscheibe und Bremsbelag anfällt, und außerdem Reifenabrieb, der während der Fahrt durch den Kontakt zwischen dem Reifen 4 und der Fahrbahn anfällt. Der Reifenabrieb entsteht fortlaufend bei bewegtem Fahrzeug durch das Abrollen der Reifen auf der Fahrbahn. Bei beschleunigtem und bei gebremstem Fahrzeug sowie in Kurvenfahrten ist der Reifenabrieb erhöht, aber auch bei Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit entsteht Reifenabrieb.
  • Die als Absaugeinrichtung ausgeführte Partikelfilteranordnung 5 weist ein Filtergehäuse 6 auf, das einen Filtermediumkörper aufnimmt, in welchem sich der Bremsstaub und der Reifenabrieb ansammeln. An einem Deckel des Filtergehäuses 6 befindet sich ein Luftstromerzeuger 7, der als aktive, elektrische antreibbare Einheit ausgebildet ist, insbesondere als elektrische Pumpe. Bei Betrieb des Luftstromerzeugers 7 wird ein Saugluftstrom generiert, der zum Filtergehäuse 6 geführt ist. Der Luftstromerzeuger 7 liegt auf der Reinseite des im Filtergehäuse 6 aufgenommenen Filtermediumkörpers, so dass an der Reinseite ein Unterdruck erzeugt wird, welcher an der Rohseite den gewünschten Luftstrom in Richtung des Filtermediumkörpers bewirkt.
  • Bestandteil der Partikelfilteranordnung 5 sind außerdem eine erste Strömungsleitung 8, durch die ein erster Teilluftstrom von der Bremsscheibenanordnung 1 in Richtung des Filtermediumkörpers strömt, und eine zweite Strömungsleitung 9, durch die ein zweiter Teilluftstrom von der Umgebung des Reifens 4 in Richtung des Filtermediumkörpers strömt. Die erste Strömungsleitung 8 ist mit einem Bremsstaubsammler 10 verbunden, der an dem Bremssattel oder dem Bremssattelhalter 3 angeordnet ist und über den Bremsstaub aufgenommen und zum Filtermediumkörper transportiert wird. Der Bremsstaubsammler 10 ist konkret als Bremsstaubabsaughutze ausgebildet. Die zweite Strömungsleitung 9 ist mit einem Reifenabriebsammler 11 verbunden, der trichterförmig und dem Reifen 4 zugewandt ist. Die Befestigung des Reifenabriebsammlers 11 erfolgt beispielsweise am Radlager oder an Achs- oder Lenkungskomponenten, die sich bei gelenkten Rädern synchron mit dem Reifen bewegen.
  • Die beiden Strömungsleitungen 8 und 9 münden in eine Schalteinheit 12, von der aus eine weitere Strömungsleitung 13 zum Filtergehäuse 6 und dem darin aufgenommenen Filtermediumkörper geführt ist. Die weitere Strömungsleitung 13 nimmt die beiden Teilluftströme auf, die über die beiden Strömungsleitungen 8 und 9 in die Schalteinheit 12 geführt werden, und vereinigt die Teilluftströme zu einem gemeinsamen Luftstrom.
  • Die Schalteinheit 12 weist als Schaltelement eine Klappe oder einen Drehschieber auf, die verstellbar ausgebildet sind, um die gewünschte Höhe der Teilluftströme durch die Strömungsleitungen 8 und 9 einzustellen. Die Einstellung des Schaltelements der Schalteinheit 12 erfolgt über Steuersignale eines Steuergeräts, das mit der Partikelfilteranordnung 5 eine bauliche Einheit bilden kann und sich vorzugsweise im oder am Filtergehäuse 6 der Partikelfilteranordnung 5 befindet. In einer anderen Ausführungsform kann das Steuergerät eine bauliche Einheit mit dem Luftstromerzeuger bilden. Das Steuergerät kann Zustandsgrößensignale von einer Fahrzeugsensorik zur Zustandsgrößenerfassung und Bremssignale von der Fahrzeugbremse des Fahrzeugs sowie Antriebssignale von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs empfangen und verarbeiten. Das Steuergerät kann gegebenenfalls Signale von weiteren Einheiten des Fahrzeugs empfangen und verarbeiten, zum Beispiel Umgebungsgrößen.
    Auch der Luftstromerzeuger 7 wird von Steuersignalen des Steuergeräts angesteuert. Der Luftstromerzeuger 7 kann ebenso wie die Schalteinheit 12 in Abhängigkeit von Zustands-, Betriebs- und Kenngrößen des Fahrzeugs und/oder einzelner Aggregate des Fahrzeugs eingestellt werden.
  • Die Partikelfilteranordnung 5 kann für zwei verschiedene Bremsscheibenanordnung und Reifen gleichzeitig verwendet werden, beispielsweise für jeweils eine Bremsscheibenanordnung und jeweils einen Reifen im linken und rechten Fahrzeugseitenbereich.
  • In 3 ist ein Ablaufschema mit Verfahrensschritten zur Ansteuerung der Schalteinheit und des Luftstromerzeugers dargestellt. Das Verfahren bezieht sich auf eine Fahrt des Fahrzeugs und ist sowohl anwendbar bei angetriebenem Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit, bei beschleunigtem Fahrzeug, bei gebremstem Fahrzeug als auch bei rollendem Fahrzeug ohne Abgabe eines Antriebsmoments (Segeln).
  • Im ersten Verfahrensschritt V1 wird abgefragt, ob das Fahrzeug ohne jegliche Bremsbetätigung fährt. Dieser Zustand umfasst die Betriebsweisen Fahren mit Antriebsmoment und Fahren ohne Antriebsmoment, jedoch ohne Bremsmoment. Ergibt die Abfrage im Verfahrensschritt V1, dass dieser Fahrzustand - bewegtes Fahrzeug ohne Bremsbetätigung - vorliegt, wird der ja-Verzweigung („Y“) folgend zum nächsten Verfahrensschritt V2 vorgerückt.
  • Im Verfahrensschritt V2 wird die Schalteinheit 12 durch Steuersignale des Steuergeräts in der Weise geschaltet, dass der zweite Teilluftstrom von der Umgebung des Reifens zum Filtermediumkörper auf einen erhöhten Wert eingestellt wird. Zugleich bleibt der erste Teilluftstrom von der Bremsscheibenanordnung zum Filtermediumkörper auf einem Grundwert, von dem ausgehend der erste Teilluftstrom rasch erhöht werden kann, sobald ein Bremsvorgang beginnt. Die Einstellung der Schalteinheit und/oder des Luftstromerzeugers kann von weiteren Zustands- oder Kenngrößen des Fahrzeugs oder der Fahrzeugumgebung abhängig gemacht werden, beispielsweise geschwindigkeitsabhängig modifiziert werden, wobei mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit der Grundwert des ersten Teilluftstroms sowie der erhöhte Wert des zweiten Teilluftstroms angehoben werden. Hierdurch ist zum einen gewährleistet, dass der erhöhte Reifenabrieb, der sich bei höheren Geschwindigkeiten einstellt, wirksam abgesaugt wird. Zum anderen ist sichergestellt, dass der erste Teilluftstrom auch in Fahrzuständen des Fahrzeugs ohne Bremsbetätigung aktiv ist und ein Bremsluftstrom erzeugt wird.
  • Ergibt dagegen die Abfrage im Verfahren Schritt V1, dass das Fahrzeug zwar fährt, zugleich aber die Fahrzeugbremse betätigt wird, wird der Nein-Verzweigung („N“) folgend zum Verfahrensschritt V3 vorgerückt. Die Schalteinheit 12 wird in der Weise geschaltet, dass der erste Teilluftstrom von der Bremsscheibenanordnung 1 in Richtung des Filtermediumkörpers erhöht ist, um den anfallenden Bremsstaub abzusaugen. Außerdem kann im Schritt V3 die Leistung des Luftstromerzeugers 7 auf einen erhöhten Wert angehoben werden, der höher ist als der zuvor eingestellte Wert während der Fahrt ohne Bremsbetätigung und der von verschiedenen Zustandsgrößen abhängig ist. Der erhöhte Leistungswert des Luftstromerzeugers 7 hängt von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab und außerdem von der Höhe des über die Fahrzeugbremse aufgebrachten Bremsmoments.
  • Während des Bremsvorgangs kann der zweite Teilluftstrom von der Umgebung des Reifens in Richtung des Filtermediumkörpers auf einem niedrigen Grundwert gehalten werden.
  • Das gesamte Verfahren, das in 3 dargestellt ist, wird in zyklischen Abständen wiederholt durchlaufen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2020/094964 A1 [0002]
    • EP 1837066 A2 [0003]
    • GB 190614727 A [0004]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug, wobei die Partikelfilteranordnung (5) mindestens einen Filtermediumkörper in einem Filtergehäuse (6) und einen aktiv einstellbaren Luftstromerzeuger (7) zur Erzeugung eines zum Filtermediumkörper gerichteten Luftstromes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftstrom sich aus einem ersten Teilluftstrom, der von einer Bremsscheibenanordnung (1) im Fahrzeug in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist, und aus einem zweiten Teilluftstrom zusammensetzt, der von der Umgebung mindestens eines Reifens (4) des Fahrzeugs in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist, wobei der erste und der zweite Teilluftstrom gleichzeitig oder alternativ aktiv sind und die Volumenströme des ersten und des zweiten Teilluftstroms in Abhängigkeit eines oder mehrerer Kenn- und/oder Zustandsgrößen des Fahrzeugs eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis der Volumenströme des ersten und des zweiten Teilluftstroms eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Volumenströme des ersten und des zweiten Teilluftstroms von einem Bremsbetrieb des Fahrzeugs abhängt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bremsbetrieb der erste Teilluftstrom von der Bremsscheibenanordnung (1) in Richtung des Filtermediumkörpers erhöht ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ohne Bremsenbetätigung des Fahrzeugs der zweite Teilluftstrom von der Umgebung mindestens eines Reifens (4) in Richtung des Filtermediumkörpers erhöht ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Volumenströme des ersten und des zweiten Teilluftstroms von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Luftstromerzeuger (7) eine elektrische Pumpe verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenströme mindestens eines Teilluftstroms zwischen einem Grundwert und einem Maximalstrom einstellbar sind.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilluftstrom von der Bremsscheibenanordnung (1) in Richtung des Filtermediumkörpers während des Antriebsbetriebs auf dem Niveau einer Grundlast gehalten wird.
  10. Partikelfilteranordnung in einem Fahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Partikelfilteranordnung (5) mindestens einen Filtermediumkörper in einem Filtergehäuse (6) und einen aktiv einstellbaren Luftstromerzeuger (7) zur Erzeugung eines zum Filtermediumkörper gerichteten Luftstromes aufweist, wobei eine erste Strömungsleitung (8), durch die ein erster Teilluftstrom strömt, von einer Bremsscheibenanordnung (1) im Fahrzeug in Richtung des Filtermediumkörpers und eine zweite Strömungsleitung (9), durch die ein zweiter Teilluftstrom strömt, von der Umgebung mindestens eines Reifens (4) des Fahrzeugs in Richtung des Filtermediumkörpers geführt ist.
  11. Partikelfilteranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilluftströme durch die erste und die zweite Strömungsleitung (8, 9) über eine Schalteinheit (12) einstellbar sind.
  12. Partikelfilteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Strömungsleitung (8, 9) in die Schalteinheit (12) münden, von der aus eine weitere Strömungsleitung (13) zum Filtergehäuse (6) mit dem Filtermediumkörper geführt ist, wobei die Teilluftströme durch die erste und durch die zweite Strömungsleitung (8, 9) über die Schalteinheit (12) einstellbar sind.
  13. Steuergerät zur Erzeugung von Steuersignalen zur Ansteuerung des Luftstromerzeugers und/oder zur Einstellung der Teilluftströme zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Steuergerät Zustandsgrößensignale von einer Fahrzeugsensorik zur Zustandsgrößenerfassung, Bremssignale von einer Fahrzeugbremse des Fahrzeugs und Antriebssignale von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs empfängt.
  14. Partikelfilteranordnung-Steuergerät-Einheit mit einer Partikelfilteranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einem Steuergerät nach Anspruch 13.
  15. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in einem Steuergerät gemäß Anspruch 13 abläuft.
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