WO2023088926A1 - Elektrisch angetriebenes fahrzeug mit nasslaufenden betriebsbremsen - Google Patents

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WO2023088926A1
WO2023088926A1 PCT/EP2022/082053 EP2022082053W WO2023088926A1 WO 2023088926 A1 WO2023088926 A1 WO 2023088926A1 EP 2022082053 W EP2022082053 W EP 2022082053W WO 2023088926 A1 WO2023088926 A1 WO 2023088926A1
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brake
wet
primary
braking system
running service
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PCT/EP2022/082053
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Inventor
Matthias MÜLLER-LINKOWITSCH
Wolfgang Barth
Christian Sibla
Daniel Martin
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • B60T1/062—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels acting on transmission parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/78—Features relating to cooling
    • F16D65/84—Features relating to cooling for disc brakes
    • F16D65/853—Features relating to cooling for disc brakes with closed cooling system

Definitions

  • the invention relates to an electrically driven vehicle which has wet-running service brakes on a driven primary axle and on a non-driven secondary axle.
  • the drag losses which describe the delay in action from the open to the closed brake pad or disk state, are due to primary influencing variables such as the medium in the air gap (air clearance), lining width, number and diameter of the friction surfaces, and secondary influences such as the lining surface. surface and friction lining use, urgently in need of improvement.
  • the clearance distance between the brake pad and the brake disc in disc brake systems
  • the clearance is of particular importance because a clearance between the brake pad and the brake disc is essential for the (unbraked) rotation of the brake disc, but the clearance leads to an increase in the braking distance when the brakes are actuated in the case of a hydraulic brake system, the brake response time (time to overcome the clearance) can be approx. 0.1 to 0.2 seconds.
  • electric vehicles are to be increased in terms of performance in particular by better linking synergy effects between the service brake system and drive system using energy recovery (recuperation braking) in order to recharge the energy storage device (battery) or to convert excess thermal energy from the drive and brake system or to use it for heating purposes .
  • the invention is based on the object of finding a new way of improving the sustainability or environmental compatibility of the service brake system in electric vehicles and increasing the reliability and service life with maximum compactness.
  • an electrically driven vehicle that has a drive unit, a driven primary axle and a non-driven secondary axle.
  • the primary axle includes a primary braking system and the secondary axle includes a secondary braking system.
  • the primary brake system comprises at least one wet-running service brake and the secondary brake system also includes at least one wet-running service brake, the primary brake system having a common oil supply with the drive unit.
  • the secondary brake system is separated from the common oil supply, and it is particularly advantageous if each of the wet-running service brakes of the secondary brake system has a separate oil supply.
  • the structure of the vehicle can thus be simplified. Furthermore, it is favorable to design the primary braking system and the secondary braking system in such a way that they are connected to a central control unit. This makes it possible to optimally coordinate the primary braking system and the secondary braking system.
  • the secondary brake system is coupled to the primary brake system in such a way that the wet-running service brakes are triggered together in order to optimize the braking effect.
  • the at least one wet-running service brake of the secondary brake system forms a brake combination in each case with a parking brake that locks a wheel assigned to it.
  • the secondary braking system can be expanded to include a parking brake or parking lock.
  • the brake combination includes an actuator between a service brake range, within which it is connected to the at least one wet-running service brake, a parking range, in which it is connected to the parking brake, and a neutral range, between the service brake range and the parking range in which the actuator is neither connected to the at least one wet-running service brake nor to the parking brake.
  • FIG 1 shows an electrically driven vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 shows an electrically driven vehicle 1 according to the invention, which has a primary axle 15 with a primary braking system 17 and a secondary axle 16 with a secondary braking system 18 . It is irrelevant whether the primary axle 15 is designed as a front axle and the secondary axle 16 as a rear axle on the vehicle 1, or vice versa, the primary axle 15 as a rear axle and the secondary axle 16 as a front axle.
  • the driven primary axle 15 comprises a drive train which comprises a drive unit 2 which generates a torque which is transmitted to the wheels 5 via a differential 3 via an optional transmission stage which is not shown here.
  • the drive unit 2 includes one or more electric motors, which represent the sole drive or can work as part of a hybrid drive.
  • the drive unit 2 includes all the necessary electronics for control and for the operation of necessary or optional sensors.
  • the primary braking system 17 also includes two wet-running service brakes 8, which can each be triggered by an actuator 10.
  • parking brakes 9 are present, which are also triggered by the actuators 10 in this exemplary embodiment.
  • the wet-running service brakes 8 of the primary brake system 17 can be designed as desired.
  • any type of wet service brake 8 or parking brake 9 can be used. These also do not have to be triggered by the same actuator 10 .
  • the wet-running service brakes 8 and the drive unit 2 and optionally the differential 3 and the parking brakes 9 with the actuators 10 have a common oil balance, so that a common heat balance is created.
  • wet-running service brake 8 also offers better options for its scaling and the use of a modular system depending on the vehicle weight and drive unit etc. by designing it with a variable, circular friction lining, which can be scaled separately in number and diameter. Furthermore, in the embodiment with wet-running service brakes 8, it is particularly advantageous that frictional heat is dissipated by a volume flow of a cooling liquid. The heat can thus also be transported particularly favorably via a heat exchanger (not shown) to more distant positions in the car, where it can be used, for example, to heat the interior or released into the environment.
  • the secondary braking system 18 on the secondary axle 16 of the electrically driven vehicle 1 comprises a wet service brake 8 assigned to each wheel 5. All generally known wet service brakes 8 can also be used here.
  • the wet-running service brakes 8 are each actuated by an actuator 10 .
  • the secondary brake system 18 optionally has two parking brakes 9, which work via a form fit and each form a brake combination together with one of the wet-running service brakes 8.
  • the parking brakes 9 are able to block the wheel 5 assigned to them.
  • the booth the technology can also be found here a wide variety of designs, such as parking brakes 9, which produce a form fit by means of claws, pistons, bayonet or crown teeth.
  • the parking brake 9 can be triggered via the actuator 10, which must be professionally adapted for this purpose, with the parking brake 9 being provided as a separate component, or the actuator 10 itself working as part of the parking brake 9 by having a form fit with a housing of the respective brake combination and the wheel 5 or an axle located on the wheel 5.
  • each of the two brake combinations consisting of a wet-running service brake 8 and a parking brake 9 is located separately in its own housing with its own self-contained oil supply.
  • Each of the brake combinations can be arranged near the wheel or also in the center of the vehicle along an axis located on the respective wheel 5 .
  • Both the primary brake system 17 and the secondary brake system 18 are controlled by a central control unit 4, so that the wet-running service brakes 8 of both vehicle axles are triggered together.
  • This allows optimal conditions for the coordination of the brake cooling, since thermal management can be implemented on the primary brake system 17 in the interaction of drive and brake cooling with the local heat exchanger, with factors such as battery charge status, temperature of the battery and drive unit 2, overall situation of the primary brake system 17 and secondary brake system 18 and the brake discs of the respective wet-running service brakes 8 (determined via sensors and/or calculation models), vehicle speed, previous driver behavior and, if applicable, route information are also included.
  • the central control unit 4 can, depending on the situation, set an optimal division between friction braking of the wet-running service brakes 8 on the two vehicle axles and engine braking by the drive unit 2 . It is also possible, depending on the situation, to involve the primary braking system 17 and the secondary braking system 18 in the braking to different extents, in order to enable optimal heat distribution or braking effect in the respective situation.
  • the central Control unit 4 can be arranged directly on primary brake system 17 or also centrally in vehicle 1 .
  • the variant of the brake combination shown will be explained in more detail below, which, as already explained, includes a wet service brake 8 , a parking brake 9 and an actuator 10 that triggers both the wet service brake 8 and the parking brake 9 .
  • the parking brake 9 works via a form fit so that it is able to block the wheel 5 . It can be triggered via the actuator 10, in which case the parking brake 9 can be provided as a separate component, or the actuator 10 itself works as part of the parking brake 9 by creating a form fit with a brake housing (not shown) of the primary brake system 17 or secondary brake system 18. depending on which axle the brake combination is located.
  • a brake combination consisting of a wet-running service brake 8, an actuator 10 and a parking brake 9 on only one side of the primary axle 15 or secondary axle 16, with a parking brake 9 naturally also being able to be arranged on both sides.
  • the actuator 10 fulfills a dual function here, since it triggers both the parking brake 9 and the wet-running service brake 8 .
  • the actuator 10 is between a service brake range, within which it is connected to the wet-running service brake 8, a parking range, in which it is connected to the parking brake 9, and a neutral range, which is located between the service brake range and the parking range and in which the actuator 10 is neither connected to the wet-running service brake 8 nor to the parking brake 9, adjustable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1), welches eine Antriebseinheit (2), eine angetriebene Primärachse (15) und eine nicht angetriebene Sekundärachse (16) umfasst. Die Primärachse (15) weist ein Primärbremssystem (17) und die Sekundärachse (16) ein Sekundärbremssystem (18) auf, wobei das Primärbremssystem (17) mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse (8) und das Sekundärbremssystem (18) mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse (8) umfasst. Dabei besteht zwischen dem Primärbremssystem (17) und der Antriebseinheit (2) ein gemeinsamer ÖIhaushalt.

Description

Elektrisch anqetriebenes Fahrzeug mit nasslaufenden Betriebsbremsen
Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, welches an einer angetriebenen Primärachse wie auch an einer nicht angetriebenen Sekundärachse nasslaufende Betriebsbremsen aufweist.
Aktuell ist der Stand der Technik für ein Betriebsbremssystem an Fahrzeugen unabhängig vom Antriebskonzept (Elektro-, Hybrid- oder Verbrennungsantrieb) eine radnahe, luftgekühlte Scheibenbremse für jedes Rad. Dies ist auch für Elektrofahrzeuge die immer noch vorherrschende Art der Betriebsbremse, welche autark vom Antriebskonzept funktioniert. Nachteile dieses Betriebsbremssystems sind Luftkühlung, Feinstaubbelastung, Wartungsaufwand, Einfluss auf Fahrzeuggeometrie, Schleppverluste etc.
Für Elektro- oder Hybridfahrzeuge ist die Luftkühlung der Scheibenbremse mit den dadurch begünstigten Nebeneffekten von reibungsbedingtem Verschleiß nebst Feinstaubemission, reibungs- und witterungsbedingt hohem Wartungsbedarf sowie Beschränkungen des Fahrzeugdesigns aufgrund von notwendigen Lüftungskanälen ein sehr vorrangiges Problem für die beabsichtigte Umweltfreundlichkeit des Fahrzeugs.
Bei einer Scheibenbremse sind die Schleppverluste, die den Wirkungsverzug vom geöffneten bis zum geschlossenen Bremsklotz- oder Lamellenzustand beschreiben, wegen primärer Einflussgrößen, wie Medium im Lüftspalt (Lüftspiel), Belagbreite, Anzahl und Durchmesser der Reibflächen, und sekundärer Einflüsse, wie Belag-oberflä- che und Reibbelagnutzung, dringend verbesserungsbedürftig. Dem Lüftspiel (Abstand zwischen Bremsklotz und Bremsscheibe bei Scheibenbremsanlagen) kommt allein deshalb besondere Bedeutung zu, weil ein Abstand zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe für den (ungebremsten) Umlauf der Bremsscheibe unverzichtbar ist, das Lüftspiel aber andererseits beim Betätigen der Bremsen zu einer Bremswegverlängerung führt, die bei einer hydraulischen Bremsanlage als Bremsansprechzeit (Zeit zur Überwindung des Lüftspiels) ca. 0,1 bis 0,2 Sekunden betragen kann. Außerdem sollen Elektrofahrzeuge vor allem in der Leistungsfähigkeit gesteigert werden, indem Synergieeffekte zwischen Betriebsbremssystem und Antriebssystem unter Ausnutzung der Energierückgewinnung (Rekuperationsbremsung) besser verknüpft werden, um den Energiespeicher (Akku) nachzuladen oder aber überschüssige Wärmeenergie aus Antriebs- und Bremssystem umzuwandeln oder für Heizzwecke zu nutzen.
Obwohl es heutzutage Stand der Technik ist, dass eine Betriebsbremse im Fahrzeug vor allem wegen der Zusatzfunktionalitäten, wie ESP (elektronisches Stabilitäts-Programm), ASR (Antischlupfregelung), ABS (Antiblockiersystem) etc., nicht mehr mittels mechanischer Verbindung, sondern mittels elektronisch gesteuerter Pumpen vom Bremspedal gesteuert wird, ist das Betriebsbremssystem auch für reine Elektrofahrzeuge immer noch strikt getrennt vom elektrischen Antriebssystem und mit den peripheren Bremseinrichtungen (luftgekühlte Scheibenbremsen) an den Rädern des Fahrzeugs über hydraulische Bremskreise verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Möglichkeit zur Verbesserung der Nachhaltigkeit bzw. Umweltverträglichkeit des Betriebsbremssystems in Elektrofahrzeugen zu finden sowie die Zuverlässigkeit und Lebensdauer bei maximaler Kompaktheit zu steigern.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug gelöst, das eine Antriebseinheit, eine angetriebene Primärachse und eine nicht angetriebene Sekundärachse aufweist. Die Primärachse umfasst ein Primärbremssystem und die Sekundärachse ein Sekundärbremssystem. Das Primärbremssystem umfasst mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse und das Sekundärbremssystem ebenfalls mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse, wobei das Primärbremssystem mit der Antriebseinheit einen gemeinsamen Ölhaushalt aufweist.
Es ist vorteilhaft, wenn das Sekundärbremssystem von dem gemeinsamen Ölhaushalt getrennt ist, und es ist besonders vorteilhaft, wenn jede der nasslaufenden Betriebsbremsen des Sekundärbremssystems einen für sich abgeschlossenen Ölhaushalt aufweist. Der Aufbau des Fahrzeugs kann so vereinfacht werden. Ferner ist es günstig, das Primärbremssystem und das Sekundärbremssystem so auszugestalten, dass sie mit einer zentralen Steuereinheit in Verbindung stehen. Auf diese Weise wird ermöglicht, das Primärbremssystem und das Sekundärbremssystem optimal aufeinander abzustimmen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Sekundärbremssystem mit dem Primärbremssystem derart gekoppelt, dass die nasslaufenden Betriebsbremsen gemeinsam auslösen, um die Bremswirkung zu optimieren.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse des Sekundärbremssystems jeweils mit einer Feststellbremse, die ein ihr zugeordnetes Rad feststellt, jeweils eine Bremsenkombination bildet. Auf diese Weise kann das Sekundärbremssystem um eine Parkbremse oder Parksperre erweitert werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht darin, dass die Bremsenkombination einen Aktuator umfasst, der zwischen einem Betriebsbremsbereich, innerhalb dem er mit der mindestens einen nasslaufenden Betriebsbremse in Verbindung steht, einem Feststellbereich, in dem er mit der Feststellbremse in Verbindung steht, und einem Neutralbereich, zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Feststellbereich, in dem der Aktuator weder mit der mindestens einen nasslaufenden Betriebsbremse noch mit der Feststellbremse in Verbindung steht, verstellbar ist. Auf diese Weise kann eine besonders kompakte Ausführung der Bremsenkombination geschaffen werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die ebenfalls erfindungswesentliche Merkmale offenbart, noch näher erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel dient lediglich der Veranschaulichung und ist nicht als einschränkend auszulegen. Beispielsweise ist eine Beschreibung mit einer Vielzahl von Elementen oder Komponenten nicht dahingehend auszulegen, dass alle diese Elemente oder Komponenten zur Implementierung notwendig sind. Vielmehr können andere Ausführungsbeispiele auch alternative Elemente und Komponenten, weniger Elemente oder Komponenten oder zusätzliche Elemente oder Komponenten enthalten. Es zeigt:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes elektrisch angetriebenes Fahrzeug.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektrisch angetriebenes Fahrzeug 1 , welches eine Primärachse 15 mit einem Primärbremssystem 17 und eine Sekundärachse 16 mit einem Sekundärbremssystem 18 aufweist. Dabei ist es unerheblich, ob die Primärachse 15 als Vorderachse und die Sekundärachse 16 als Hinterachse an dem Fahrzeug 1 ausgebildet ist, oder umgekehrt die die Primärachse 15 als Hinterachse und die Sekundärachse 16 als Vorderachse.
Die angetriebene Primärachse 15 umfasst einen Antriebsstrang, welcher eine Antriebseinheit 2 umfasst, die ein Drehmoment erzeugt, welches über ein Differential 3 über eine optionale, hier nicht gezeigte Übersetzungsstufe auf die Räder 5 übertragen wird. Dazu umfasst die Antriebseinheit 2 einen oder mehrere Elektromotoren, die den alleinigen Antrieb darstellen oder aber als Teil eines Hybridantriebs arbeiten können. Ferner umfasst die Antriebseinheit 2 alle notwendige Elektronik zur Ansteuerung und zum Betrieb notwendige oder optionale Sensorik. Ebenfalls umfasst das Primärbremssystem 17 zwei nasslaufende Betriebsbremsen 8, welche jeweils durch einen Aktuator 10 ausgelöst werden können. Zusätzlich sind Feststellbremsen 9 vorhanden, welche in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls durch die Aktuatoren 10 ausgelöst werden. Im Grunde können die nasslaufenden Betriebsbremsen 8 des Primärbremssystems 17 beliebig gestaltet sein. Insbesondere kann jede beliebige Art der nasslaufenden Betriebsbremse 8 oder der Feststellbremse 9 verwendet werden. Diese müssen auch nicht durch denselben Aktuator 10 ausgelöst werden. An dem Primärbremssystem 17 weisen die nasslaufenden Betriebsbremsen 8 und die Antriebseinheit 2 sowie optional das Differential 3 und die Feststellbremsen 9 mit den Aktuatoren 10 einen gemeinsamen Ölhaushalt auf, so dass ein gemeinsamer Wärmehaushalt geschaffen wird. Dies eröffnet die Möglichkeit, die derzeit durch Bremsabrieb hohe Feinstaubbelastung der kommerziell etablierten Trockenscheibenbremsen zu vermeiden und zudem die Wärmeentwicklung der nasslaufenden Betriebsbremsen 8 über ein gemeinsames Thermomanagement in der Fahrzeugarchitektur (z.B. für Innenraumheizung) zu nutzen. Dadurch ergeben sich Vorteile für die Radgeometrie und Aerodynamik (Strömungsoptimierung bspw. von Felge und Karosserie) durch Wegfall der Luftkühlung der Trockenscheibenbremsen und somit der peripheren Positionierung der Einzelradbremsen.
Der Einsatz einer nasslaufenden Betriebsbremse 8 bietet des Weiteren bessere Möglichkeiten für deren Skalierung und die Anwendung eines Baukastensystems je nach Fahrzeuggewicht und Antriebsaggregat etc. durch Auslegung mit variablem, kreisrundem Reibbelag, welcher separat in Anzahl und Durchmesser skaliert werden kann. Des Weiteren ist bei der Ausführung mit nasslaufenden Betriebsbremsen 8 besonders vorteilhaft, dass die Abführung von Reibungswärme durch einen Volumenstrom einer Kühlflüssigkeit erfolgt. Die Wärme kann somit auch besonders günstig über einen nicht gezeigten Wärmetauscher zu weiter entfernten Positionen im Pkw transportiert werden, wo sie beispielsweise zum Heizen des Innenraums genutzt oder an die Umgebung abgegeben werden kann.
Das Sekundärbremssystem 18 an der Sekundärachse 16 des erfindungsgemäßen elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 1 umfasst, jedem Rad 5 zugeordnet, jeweils eine nasslaufende Betriebsbremse 8. Sämtliche allgemein bekannten nasslaufenden Betriebsbremsen 8 können auch hier Anwendung finden. Die nasslaufende Betriebsbremsen 8 werden jeweils von einem Aktuator 10 betätigt.
Weiterhin weist das Sekundärbremssystem 18 optional zwei Feststellbremsen 9 auf, die über einen Formschluss arbeiten und jeweils zusammen mit jeweils einer der nasslaufenden Betriebsbremsen 8 eine Bremsenkombination bilden. Die Feststellbremsen 9 sind in der Lage, das ihr zugeordnete Rad 5 zu blockieren. Dem Stand der Technik sind auch hier verschiedenste Ausführungen zu entnehmen, so zum Beispiel Feststellbremsen 9, welche mittels Klauen, Kolben, Bajonett oder Kronenverzahnung einen Formschluss herstellen. Auch hier kann die Feststellbremse 9 über den Aktuator 10, der hierzu fachmännisch angepasst werden muss, ausgelöst werden, wobei die Feststellbremse 9 als separates Bauteil vorgesehen sein kann, oder aber der Aktuator 10 selbst als Teil der Feststellbremse 9 arbeitet, indem er einen Formschluss mit einem Gehäuse der jeweiligen Bremsenkombination und dem Rad 5 oder einer am Rad 5 befindlichen Achse herstellt.
Bei dem Sekundärbremssystem 18 befindet sich jede der beiden Bremsenkombinationen aus nasslaufender Betriebsbremse 8 und Feststellbremse 9 separat in einem eigenen Gehäuse mit eigenem, für sich abgeschlossenen Ölhaushalt. Jede der Bremsenkombinationen kann radnah oder aber auch mittig am Fahrzeug entlang einer am jeweiligen Rad 5 befindlichen Achse angeordnet sein.
Angesteuert werden sowohl das Primärbremssystem 17 als auch das Sekundärbremssystem 18 durch eine zentrale Steuereinheit 4, so dass die nasslaufenden Betriebsbremsen 8 beider Fahrzeugachsen zusammen auslösen. Dies erlaubt eine optimale Voraussetzung für die Koordination der Bremskühlung, da an dem Primärbremssystem 17 ein Thermomanagement im Zusammenspiel von Antriebs- und Bremskühlung mit dem dortigen Wärmetauscher realisiert werden kann, wobei Faktoren, wie Batterieladezustand, Temperatur von Batterie und Antriebseinheit 2, Gesamtsituation des Primärbremssystems 17 und Sekundärbremssystems 18 sowie der Bremsscheiben der jeweiligen nasslaufenden Betriebsbremsen 8 (ermittelt über Sensoren und/oder Rechenmodelle), Fahrzeuggeschwindigkeit, bisheriges Fahrerverhalten sowie ggf. Streckeninformationen zusätzlich einbezogen werden. Ergänzend kann die zentrale Steuereinheit 4 situationsabhängig eine optimale Aufteilung zwischen Reibbremsung der nasslaufenden Betriebsbremsen 8 an den beiden Fahrzeugachsen und Motorbremsung durch die Antriebseinheit 2 einstellen. Es ist ferner möglich, je nach Situation das Primärbremssystem 17 und das Sekundärbremssystem 18 unterschiedlich stark in die Bremsung einzubinden, um eine optimale Wärmeverteilung oder Bremswirkung in der jeweiligen Situation zu ermöglichen. Die zentrale Steuereinheit 4 kann direkt an dem Primärbremssystem 17 oder aber auch zentral im Fahrzeug 1 angeordnet sein.
Im Folgenden soll die dargestellte Variante der Bremsenkombination näher erläutert werden, die, wie bereits dargelegt, eine nasslaufende Betriebsbremse 8, eine Feststellbremse 9 und einen sowohl die nasslaufende Betriebsbremse 8 als auch die Feststellbremse 9 auslösenden Aktuator 10 umfasst.
Die Feststellbremse 9 arbeitet über einen Formschluss, sodass sie in der Lage ist, die das Rad 5 zu blockieren. Sie kann über den Aktuator 10 ausgelöst werden, wobei die Feststellbremse 9 als separates Bauteil vorgesehen sein kann, oder aber der Aktuator 10 arbeitet selbst als Teil der Feststellbremse 9, indem er einen Formschluss mit einem nicht dargestellten Bremsgehäuse des Primärbremssystems 17 oder Sekundärbremssystems 18 herstellt, je nachdem, an welcher Achse sich die Bremsenkombination befindet.
Je nach Typ des Elektrofahrzeugs kann es hinreichend sein, lediglich auf einer Seite der Primärachse 15 oder Sekundärachse 16 eine Bremsenkombination aus nasslaufender Betriebsbremse 8, einem Aktuator 10 und einer Feststellbremse 9 vorzusehen, wobei natürlich auch an beiden Seiten eine Feststellbremse 9 angeordnet sein kann. Der Aktuator 10 erfüllt hier eine Doppelfunktion, da er sowohl die Feststellbremse 9 als auch die nasslaufende Betriebsbremse 8 auslöst.
Der Aktuator 10 ist dazu zwischen einem Betriebsbremsbereich, innerhalb dem er mit der nasslaufenden Betriebsbremse 8 in Verbindung steht, einem Feststellbereich, in dem er mit der Feststellbremse 9 in Verbindung steht, und einem Neutralbereich, der sich zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Feststellbereich befindet und in dem der Aktuator 10 weder mit der nasslaufenden Betriebsbremse 8 noch mit der Feststellbremse 9 in Verbindung steht, verstellbar. Bezuqszeichen
Fahrzeug
Antriebseinheit
Differential zentrale Steuereinheit
Rad nasslaufende Betriebsbremse
Feststellbremse
Aktuator
Primärachse
Sekundärachse
P rim ärbrem ssystem
Sekundärbremssystem

Claims

Patentansprüche
1 . Elektrisch angetriebenes Fahrzeug, umfassend eine Antriebseinheit (2), eine angetriebene Primärachse (15) und eine nicht angetriebene Sekundärachse (16), wobei die Primärachse (15) ein Primärbremssystem (17) und die Sekundärachse (16) ein Sekundärbremssystem (18) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärbremssystem (17) mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse (8) und das Sekundärbremssystem (18) mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse (8) umfassen, wobei das Primärbremssystem (17) mit der Antriebseinheit (2) einen gemeinsamen Ölhaushalt aufweist.
2. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärbremssystem (18) von dem gemeinsamen Ölhaushalt getrennt ist.
3. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der nasslaufenden Betriebsbremsen (8) des Sekundärbremssystems (18) einen für sich abgeschlossenen Ölhaushalt aufweist.
4. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärbremssystem (17) und das Sekundärbremssystem (18) mit einer zentralen Steuereinheit (4) in Verbindung stehen.
5. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärbremssystem (17) mit dem Primärbremssystem (18) derart gekoppelt ist, dass die nasslaufenden Betriebsbremsen gemeinsam auslösen.
6. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet
9 dass die mindestens eine nasslaufende Betriebsbremse (8) des Sekundärbremssystems (18) mit einer Feststellbremse (9), die ein ihr zugeordnetes Rad (5) feststellt, eine Bremsenkombination bildet.
7. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsenkombination einen Aktuator (10) umfasst, der zwischen einem Betriebsbremsbereich, innerhalb dem er mit der mindestens einen nasslaufenden Betriebsbremse (8) in Verbindung steht, einem Feststellbereich, in dem er mit der Feststellbremse (9) in Verbindung steht, und einem Neutralbereich, zwischen dem Betriebsbremsbereich und dem Feststellbereich, in dem der Aktuator (10) weder mit der mindestens einen nasslaufenden Betriebsbremse (8) noch mit der Feststellbremse (9) in Verbindung steht, verstellbar ist.
PCT/EP2022/082053 2021-11-22 2022-11-16 Elektrisch angetriebenes fahrzeug mit nasslaufenden betriebsbremsen WO2023088926A1 (de)

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