DE19807392A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen vonFahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Fahrzeugbremsen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 9.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der EP 02 99 593 B1 und der DE 22 40 835 A1 bekannt. Die bei einem Bremsvorgang an den ineinandergreifenden Bremsflächen entstehende Reibungswärme wird bei Bedarf durch eine in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierende Flüssigkeit abgeführt, so daß eine übermäßige Erhitzung eines oder mehrerer auf Hitze beanspruchter Bauteile der Bremse und die daraus resultierenden Gefahren eines Nachlassens der Bremswirkung (Fading) sowie einer Dampfblasenbildung im Bremsmittelsystem vermieden werden.

Nachteilhaft an einer derartigen Vorrichtung ist jedoch, daß ein aufwendiger Kühlkreislauf mit einer separaten Kühlmittelpumpe erforderlich ist, wobei ein derartiger Kühlkreislauf entsprechend störanfällig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen von Fahrzeugbremsen zu schaffen, die kostengünstig realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 17 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, die Kühlung des bei Bremsvorgängen auf Wärme beanspruchbaren Bauteils der Fahrzeugbremse durch Zuführen einer Reinigungsflüssigkeit, die im Fahrzeug zur Reinigung verwendbar ist, zu kühlen. Diese Reinigungsflüssigkeit kann dabei insbesondere nach Anspruch 3 eine Scheibenwischerflüssigkeit oder Scheinwerferreinigungsflüssigkeit sein. Somit ist kein separater Kühlmittelkreislauf zur Kühlung der Bremse notwendig, es muß lediglich eine Zuführung der Reinigungsflüssigkeit vom Behälter im Fahrzeug zu den Bremsen gewährleistet sein.

Dabei kann insbesondere nach Anspruch 3 die Scheibenwischerreinigungsflüssigkeit oder Scheinwerferreinigungsflüssigkeit verwendet werden, da diese Reinigungsflüssigkeiten direkt im Fahrzeug zur Verfügung stehen. Die Flüssigkeit kann dabei auf vorteilhafte Weise nach Anspruch 9 auf das auf Wärme beanspruchbare Bauteil gespritzt oder gesprüht werden, wobei sie auf vorteilhafte Weise nach Anspruch 10 derartig gespritzt oder gesprüht werden können, daß die Flüssigkeit verdampft. Bei einem derartigen Verdampfungsvorgang wird die Flüssigkeit am effektivsten zur Kühlung verwendet, da die Wärmeabfuhr nicht lediglich durch Wärmeleitung, sondern als Verdampfungswärme abgeführt wird. Dieses Verfahren kann insbesondere mit einer Scheibenwischer- oder Scheinwerferreinigungsflüssigkeit durchgeführt werden, wenn hierfür entsprechend nach Anspruch 11 eine Lösung aus Wasser und einem flüchtigen Reinigungsmittel verwendet wird, da in diesem Fall beim Verdampfen keine Rückstände auf dem Bauteil zurückbleiben.

Wenn die Reinigungsflüssigkeit nach Anspruch 2 anschließend nicht wieder aufgefangen und zurückgewonnen wird, entfallen die für einen geschlossenen Kreislauf notwendigen Mittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können dabei insbesondere nach Anspruch 4 bzw. 13 auf kostengünstige Weise realisiert werden, wenn als Pumpvorrichtung zum Zuführen der Reinigungsflüssigkeit zu den Bremsen die Pumpvorrichtung der entsprechenden Reinigungsanlage des Fahrzeugs verwendet wird, d. h. insbesondere die Pumpe für die Scheibenwischerflüssigkeit oder die Pumpe für die Scheinwerferreinigungsflüssigkeit. Somit ist keine zusätzliche Pumpvorrichtung zur Bremsenkühlung notwendig.

Zum Ermitteln des Zeitpunkts einer übermäßigen Bremserhitzung kann dabei insbesondere ein das Fahrverhalten des Fahrzeugs regelndes System wie ein Antiblockiersystem (ABS), eine elektronische Differentialsperre (EDS), eine Antriebsschlupfregelung (ASR), eine Fahrdynamikregelung (FDR), Fahrstabilitätsregelung (FSR) oder ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) verwendet werden, da die Bremsüberhitzung in diesem Fall z. B. aus den gemessenen Raddrehzahlen und/oder dem Bremssignal des Bremslichts bzw. dem zeitlichen Verhalten dieser Größen ermittelt werden kann. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Anbringen einer zusätzlichen Steuerleitung von dem Steuergerät des Regelungssystems zu der Pumpe und einem hinter der Pumpe angeordneten Ventil sowie einer vom Ventil zu den Fahrzeugbremsen führenden zusätzlichen Flüssigkeitsleitung erreicht werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungsform näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein elektrohydraulisches Schaltdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Aus einem Reinigungsflüssigkeitsbehälter 6 wird über eine Zuleitung 14 und einer Pumpe 5 Reinigungsflüssigkeit zu einem 3/2-Wegeventil 4 geführt. Die beiden Ausgänge des Ventils 4 sind mit einer Waschflüssigkeitsleitung 12, die die Reinigungsflüssigkeit zu einer Waschanlage 16 führt, und einer Leitung 11 verbunden, über die die Reinigungsflüssigkeit zu einer Düse 13 derartig geführt wird, daß ein bei Bremsvorgängen auf Wärme beanspruchtes Bauteil 2 einer Fahrzeugbremse, z. B. eine Bremsscheibe einer Scheibenbremse, auf einer äußeren Fläche mit der Reinigungsflüssigkeit besprüht bzw. bespritzt werden kann.

Die Pumpe 5 kann dabei mittels eines Schalters 9 über eine Waschsignalleitung 15 oder über eine Steuerleitung 10 betätigt werden, die mit einem Ausgang eines Steuergeräts 3 eines das Fahrverhalten des Fahrzeugs regelnden Systems, z. B. eines Antiblockiersystems (ABS), einer Fahrdynamikregelung (FDR), einer Fahrstabilitätsregelung (FSR), eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP), eines Antriebsschlupfregelungssystems (ASR) oder einer elektronischen Differentialsperre (EDS) verbunden ist. Die Pumpe 5 kann dabei entweder zwei Eingänge für die Steuerleitung 15 und 10 aufweisen, oder die beiden Steuerleitungen 15 und 10 können über ein Oder-Gatter gemeinsam mit der Pumpe 5 verbunden werden. Dementsprechend wird die Pumpe 5 gestartet, wenn der Schalter 9 betätigt wird oder vom Steuergerät 3 ein entsprechendes Schaltsignal auf die Steuerleitung 10 ausgegeben wird.

Von der Steuerleitung 10 wird ebenfalls ein Signal auf das 3/2-Wegeventil 4 ausgegeben, so daß es vom gezeigten Grundzustand, in dem die Zuleitung 14 mit der Waschflüssigkeitsleitung 12 verbunden ist, auf den zweiten Zustand umgeschaltet wird, so daß die Reinigungsflüssigkeit in die Leitung 11 gepumpt wird.

Alternativ dazu kann das Signal der Steuerleitung 10 negiert werden und entsprechend ein 3/2-Wegeventil verwendet werden, das in Ruhestellung die Zuleitung 14 mit der Leitung 11 verbindet.

Wird von dem Steuergerät 3 aus den Meßwerten z. B. der Raddrehzahl n und der Zeit t ermittelt, daß die Fahrzeugbremsen übermäßig stark beansprucht sind, weil z. B. über längere Zeit ein Schlupfbetrieb im zeitlichen Verhalten einer Raddrehzahl n festgestellt wurde, aus dem im Vergleich zu Referenzwerten eine übermäßige Bremserhitzung festgestellt werden kann, so wird ein entsprechendes Steuersignal auf die Steuerleitung 10 ausgegeben, so daß die Pumpe 5 gestartet wird und das Ventil 4 derartig umgeschaltet wird, daß die Reinigungsflüssigkeit vom Behälter 6 zur Düse 13 gefördert wird. Die Reinigungsflüssigkeit wird dementsprechend auf das auf Wärme beanspruchte Bauteil der Fahrzeugbremse, insbesondere die Bremsscheibe 2 einer Scheibenbremse, gespritzt. Indem die Flüssigkeit durch die Düse 13 fein verteilt wird, d. h. insbesondere gespritzt oder gesprüht wird, kann erreicht werden, daß die im wesentlichen aus Wasser und einer flüchtigen organischen Verbindung bestehende Reinigungsflüssigkeit auf der erhitzten Bremsscheibe 2 verdampft. Durch diesen Verdampfungsvorgang wird der Bremsscheibe 2 durch verhältnismäßig wenig Flüssigkeit viel Wärme entzogen. Alternativ dazu kann die Reinigungsflüssigkeit jedoch auch so zugeführt werden, daß sie ohne zu verdampfen Wärme von der Bremsscheibe aufnimmt und entsprechend abtropft. Die Reinigungsflüssigkeit kann dabei von der Düse 13 insbesondere auf eine radial äußere Seite, z. B. eine speziell vorgesehene Rille, oder auch auf eine axial äußere Seite gesprüht werden und somit eine Kühlung bewirken.

Das Steuergerät 3 kann eine stärkere Erhitzung der Bremsscheibe 2 auch direkt aus einem Temperaturfühler im Bremsenbereich ermitteln, wenn ein solcher zur Verfügung steht. Auch in diesem Fall kann jedoch ein Schaltsignal auf die Steuerleitung 10 gegeben werden, wenn auf die oben beschriebene Weise von der Steuereinrichtung 3 eine stärkere Erhitzung der Bremsscheibe ermittelt wird, da gegebenenfalls der Temperaturfühler weiter entfernt von der Bremsscheibe 2 angebracht ist und somit eine stärkere Erhitzung der Bremsscheibe nur mit einer gewissen Zeitverzögerung mißt.

Bei Betätigung des Schalters 9 der Scheibenwaschanlage bzw. Scheinwerferwaschanlage wird in bekannter Weise über den Schalter 9 betätigt wobei in diesem Fall Reinigungsflüssigkeit aus dem Behälter 6 über das Ventil 4 und die Waschflüssigkeitsleitung 12 zu der Waschanlage 16 befördert wird.

In dem Reinigungsflüssigkeitsbehälter 6 kann ein Füllstandsensor 7 angeordnet sein, der bei Erreichen eines in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie gezeigten Minimalstands ein entsprechendes Signal an eine Signalleitung 8 und gegebenenfalls eine Bremskontrolleuchte 18 abgibt.

Claims (16)

1. Verfahren zum Kühlen von Fahrzeugbremsen, bei dem Wärme eines bei Bremsvorgängen auf Wärme beanspruchbaren Bauteils (2) der Fahrzeugbremse durch Beaufschlagung mit einer Flüssigkeit abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reinigungsflüssigkeit, die im Fahrzeug zur Reinigung verwendbar ist, auf das Bauteil (2) geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit in nicht wiedergewinnbarer Weise auf das Bauteil (2) geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit eine Scheibenwischerreinigungsflüssigkeit oder Scheinwerferreinigungsflüssigkeit ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeiten mittels einer Pumpvorrichtung (5) der Reinigungseinrichtung des Fahrzeugs zu dem Bauteil (2) gefördert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil mit mindestens einem Eingang und mindestens zwei Ausgängen, vorzugsweise ein 3/2-Wegeventil (4) hinter der Pumpvorrichtung (5) angeordnet ist, und einer der Ausgänge mit der Reinigungsanlage des Fahrzeugs verbunden ist und der andere Ausgang zu der Bremsanlage führt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhitzung des Bauteils (2) ermittelt wird aus einem ermittelten Verzögerungswert des Fahrzeugs.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsenerhitzung ermittelt wird aus dem zeitlichen Verhalten eines oder mehrerer Raddrehzahlen (n) des Fahrzeugs.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersignal (s) für die Pumpvorrichtung (5) und gegebenenfalls das Ventil (4) ausgegeben wird von einem das Fahrverhalten des Fahrzeugs regelnden Systems, vorzugsweise einem Antiblockierregelungssystem (ABS), einer elektronischen Differentialsperre (EDS), einer Fahrstabilitätsregelung (FSR), einer Fahrdynamikregelung (FDR), einer Antriebsschlupfregelung (ASR) oder eines elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit bei Vorliegen eines Steuerungssignals (s) auf das Bauteil (2) gespritzt oder gesprüht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit auf dem erhitzten Bauteil verdampft wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflüssigkeit Wasser und leichtflüchtige Zusatzmittel enthält, vorzugsweise aus diesen Bestandteilen besteht.

12. Vorrichtung zum Kühlen von Fahrzeugbremsen, insbesondere unter Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Zuführeinrichtung (13) zum Zuführen einer Flüssigkeit auf ein bei Bremsvorgängen auf Wärme beanspruchbaren Bauteil (2), dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsleitung (14) von einem Reinigungsflüssigkeitsbehälter (6) zu der Zuführeinrichtung (13) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitung (14) von dem Behälter (6) zu einer Pumpvorrichtung (5) zum Fördern der Reinigungsflüssigkeit und von der Pumpvorrichtung (5) zu der Zuführeinrichtung (13) verläuft.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Pumpvorrichtung (5) ein Ventil (4) mit mindestens einem Eingang und mindestens zwei Ausgängen, vorzugsweise ein 3/2-Wegeventil, vorgesehen ist derartig, daß wahlweise eine Waschflüssigkeitsleitung (12) zu einer Waschanlage (16) oder eine Leitung (11) zu der Zuführeinrichtung (13) mit der Pumpvorrichtung (5) verbindbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerleitung (10) vorgesehen ist, die eine Steuereinrichtung eines das Fahrverhalten des Fahrzeugs regelnden Systems (3) mit der Pumpvorrichtung (5) und dem Ventil (4) verbindet.

16. Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reinigungsanlage (16) und die Zuführeinrichtung (13) zum Zuführen der Reinigungsflüssigkeit zu dem Bauteil (2) über die gemeinsame Pumpvorrichtung (5), vorzugsweise über ein gemeinsames Ventil (4), mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind.