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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mehreren eine Bereifung aufweisenden Fahrzeugrädern, welche sich in einem Normalbetrieb des Fahrzeugs in Kontakt mit einer Fahrbahn befinden.
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Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einem Fahrzeug und einer Lastaufnahmeeinrichtung, insbesondere einer Schiene.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs mit einem oder mehreren eine Bereifung aufweisenden Fahrzeugrädern, welche sich in einem Normalbetrieb des Fahrzeugs in Kontakt mit einer Fahrbahn befinden.
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In der Fahrzeugentwicklung wird stets versucht, den Energiebedarf eines Fahrzeugs während dessen Betrieb zu verringern, sodass es im Falle von Verbrennungsmotoren zu einem verringerten Kraftstoffbedarf kommt. Wenn die Fahrzeuge als Elektro- oder Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, erlaubt der verringerte Energiebedarf den Einbau kleinerer Energiespeichermodule und/oder führt zu einer Steigerung der Reichweite des Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Gleiches gilt auch für einen Fahrzeugverbund aus einem Kraftfahrzeug und einem von dem Kraftfahrzeug gezogenen Anhänger.
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In der Praxis wird bisher versucht, den Energiebedarf von Fahrzeugen über Weiterentwicklungen der Antriebsaggregate zu verringern. In diesem Zusammenhang werden weiterhin kraftstoffsparende Verbrennungsmotoren und energieeffiziente Elektromotoren entwickelt.
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Entsprechende Ansätze zur Verringerung des Energiebedarfs von Fahrzeugen erstrecken sich bisher nicht oder nur peripher auf die Modifikation der Fahrwerke von Fahrzeugen. Am Markt sind zwar Fahrzeugreifen mit unterschiedlichen Rollwiderständen verfügbar, jedoch sind die Rollwiderstandsunterschiede vergleichsweise gering, sodass es auch bei einer entsprechenden Reifenauswahl nur zu geringfügigen Energieeinsparungen kommt.
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Aus den Druckschriften
DE 38 24 298 A1 ,
US 2015/0274227 A1 und
DE 10 2005 013 692 B4 sind Fahrzeuge bekannt, welche zusätzlich zu den eine Bereifung aufweisenden Fahrzeugrädern eine zusätzliche Abrolleinheit aufweisen, welche zur Stabilisierung des Fahrzeugs oder zur Steigerung der Traktion in Kontakt mit der Fahrbahn bringbar sind.
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Diese und andere Lösungen der Fahrwerksmodifikation führen jedoch nicht zu einer Verringerung des Energiebedarfs des Fahrzeugs.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, den Energiebedarf eines Fahrzeugs oder eines einen Anhänger aufweisenden Fahrzeugverbundes weiter zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug der eingangs genannten Art, wobei das erfindungsgemäße Fahrzeug zumindest ein Zusatzrad aufweist, welches zur Entlastung der Fahrzeugräder in einem Energiesparbetrieb des Fahrzeugs in Kontakt mit der Fahrbahn bringbar ist.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch das In-Kontakt-Bringen des Zusatzrades mit der Fahrbahn in dem Energiesparbetrieb des Fahrzeugs eine Achsentlastung bzw. eine Entlastung der Fahrzeugräder erfolgt, sodass der durch die Fahrzeugräder verursachte Rollwiderstand verringert wird. Aufgrund des verringerten Rollwiderstandes kommt es zu einer erheblichen Verringerung des Energiebedarfs des Fahrzeugs, sodass der Kraftstoffverbrauch erheblich gesenkt werden kann, wenn das Fahrzeug als Kraftfahrzeug ausgebildet ist und einen Verbrennungsmotor aufweist oder wenn das Fahrzeug als Anhänger ausgebildet ist und von einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor gezogen wird. Wenn das erfindungsgemäße Fahrzeug als Kraftfahrzeug ausgebildet ist und einen Elektroantrieb aufweist oder wenn das Fahrzeug als Anhänger ausgebildet ist und von einem Kraftfahrzeug mit Elektromotor gezogen wird, erlaubt das In-Kontakt-Bringen des Zusatzrades mit der Fahrbahn eine deutliche Verringerung des Bedarfs an elektrischer Energie. Darüber hinaus wird der Verschleiß der Fahrzeugräder aufgrund der Entlastung durch das Zusatzrad deutlich verringert, sodass die Unterhaltskosten des Fahrzeugs reduziert und die Reifenwechselintervalle verlängert werden.
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Die Fahrzeugräder können beispielsweise Luftreifen aufweisen. Es ist bevorzugt, dass einzelne oder sämtliche Fahrzeugräder im Energiesparbetrieb des Fahrzeugs zusätzlich zu dem Zusatzrad in Kontakt mit der Fahrbahn bleiben. Vorzugsweise läuft das Zusatzrad frei auf der Fahrbahn, wobei das Zusatzrad nicht durch eine Antriebseinheit des Fahrzeugs angetrieben wird. Alternativ kann das Zusatzrad auch durch eine Antriebseinheit des Fahrzeugs antreibbar sein. Die Fahrbahn kann eine Lastaufnahmeeinrichtung für das Zusatzrad aufweisen. Die Lastaufnahmeeinrichtung kann beispielsweise eine Stahlspur oder Schiene sein. Das Zusatzrad kann beispielsweise auf den Fahrbahnasphalt der Fahrbahn oder auf die Lastaufnahmeeinrichtung der Fahrbahn abgesenkt werden, wobei die Lastaufnahmeeinrichtung auf dem Fahrbahnasphalt angeordnet oder in den Fahrbahnasphalt integriert oder eingebettet sein kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist das Zusatzrad einen geringeren Rollwiderstandskoeffizienten auf Asphalt als die Fahrzeugräder auf. Durch den geringeren Rollwiderstandskoeffizienten kommt es nach dem In-Kontakt-Kommen des Zusatzrades mit der Fahrbahn zu einem verringerten Gesamtrollwiderstand des Fahrzeugs. Zwar wird durch die Kontaktherstellung zwischen dem Zusatzrad und der Fahrbahn ein zusätzlicher Rollwiderstand erzeugt, dieser zusätzliche Rollwiderstand ist jedoch wesentlich kleiner als die Rollwiderstandsverringerung an den übrigen Fahrzeugrädern, welche durch das Zusatzrad entlastet werden. Vorzugsweise weist das Zusatzrad einen geringen Rollwiderstandskoeffizienten auf einer Stahlspur oder Schiene auf, sodass eine erhebliche Rollwiderstandsverringerung durch das Absenken des Zusatzrades auf eine Stahlspur oder Schiene erreicht wird.
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Es ist außerdem ein erfindungsgemäßes Fahrzeug vorteilhaft, welches eine Zuschalteinrichtung aufweist. Über die Zuschalteinrichtung ist das Zusatzrad auf die Fahrbahn absenkbar und/oder von der Fahrbahn abhebbar. Je nach Ausführung des Fahrzeugs und der Fahrbahn kann das Zusatzrad mittels der Zuschalteinrichtung von dem Fahrbahnasphalt oder der Lastaufnahmeeinrichtung der Fahrbahn abgehoben und/oder auf den Fahrbahnasphalt oder die Lastaufnahmeeinrichtung der Fahrbahn abgesenkt werden. Die Zuschalteinrichtung kann eine Hubeinrichtung umfassen, über welche das Zusatzrad auf und ab bewegt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Zuschalteinrichtung eine Schwenkmechanik umfassen, über welche das Zusatzrad auf und ab geschwenkt werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist die Zuschalteinrichtung einen Betätigungsmechanismus auf, mittels welchem das Zusatzrad, insbesondere während der Fahrt des Fahrzeugs, in Kontakt mit der Fahrbahn und außer Kontakt von der Fahrbahn bringbar ist. Der Betätigungsmechanismus kann einen Betätigungszylinder aufweisen. Der Betätigungszylinder kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder ein Pneumatikzylinder sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Zuschalteinrichtung auch einen Elektromotor, beispielsweise einen Linearmotor, umfassen, mittels welchem das Zusatzrad, insbesondere während der Fahrt des Fahrzeugs, in Kontakt mit der Fahrbahn und außer Kontakt von der Fahrbahn bringbar ist. Die Zuschalteinrichtung kann mit einer Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs verbunden sein, über welche die Zuschalteinrichtung selbsttätig durch das Fahrzeug steuerbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Zuschalteinrichtung mit einer manuell betätigbaren Betätigungseinrichtung des Fahrzeugs verbunden sein, sodass die Zuschalteinrichtung durch den Fahrzeugführer manuell betätigt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Fahrzeug eine Steuerungseinrichtung auf, welche vorzugsweise dazu eingerichtet ist, einen Kontakt des Zusatzrades mit der Fahrbahn selbsttätig herzustellen, wenn eine oder mehrere vorgegebene Aktivierungsparameter vorliegen. Die Aktivierungsparameter können sich beispielsweise auf die Radlasten oder Achslasten des Fahrzeugs beziehen. Alternativ oder zusätzlich können sich die Aktivierungsparameter auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung bzw. Fahrzeugverzögerung beziehen. Die Aktivierungsparameter können auch die Fahrbahnbeschaffenheit betreffen. Beispielsweise kann die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet sein, einen Kontakt des Zusatzrades mit der Fahrbahn selbsttätig herzustellen, wenn vorgegebene Radlastgrenzwerte oder Achslastgrenzwerte am Fahrzeug überschritten werden und/oder ein Geschwindigkeitsgrenzwert und/oder ein Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsgrenzwert über- oder unterschritten wird. Der Kontakt des Zusatzrades mit der Fahrbahn kann auch dann selbsttätig hergestellt werden, wenn eine spezifische Fahrbahnbeschaffenheit identifiziert wird. Die Fahrbahnbeschaffenheit kann beispielsweise durch einen oder mehrere Sensoren und/oder eine oder mehrere Kameras des Fahrzeugs erfasst werden.
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Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Fahrzeug vorteilhaft, bei welchem die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Belastung des Zusatzrades in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und/oder Umgebungsparametern selbsttätig einzustellen. Bei der Veränderung der Belastung des Zusatzrades erfolgt gleichzeitig eine Veränderung der Belastung der Fahrzeugräder. Die Fahrzeugparameter, in deren Abhängigkeit die Steuerungseinrichtung die Belastung des Zusatzrades einstellt, können die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung und/oder die aktuelle Fahrzeugverzögerung betreffen. Die Umgebungsparameter, in deren Abhängigkeit die Steuerungseinrichtung die Belastung des Zusatzrades selbsttätig einstellt, können die Fahrbahnbeschaffenheit oder die Wetterverhältnisse betreffen. In diesem Zusammenhang kann die Steuerungseinrichtung beispielsweise berücksichtigen, ob die Fahrbahnoberfläche feucht ist oder ob sich auf der Fahrbahnoberfläche ein Flüssigkeitsfilm befindet. Ferner kann eine Schneedecke auf der Fahrbahnoberfläche identifiziert und berücksichtigt werden.
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Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßes Fahrzeug vorteilhaft, bei welchem die Steuerungseinrichtung dazu eingerichtet ist, einen Kontakt des Zusatzrades mit der Fahrbahn selbsttätig zu verringern oder selbsttätig zu unterbrechen, wenn das Fahrzeug eine Bremsung oder eine Kurvenfahrt vornimmt. Bei einer Bremsung rückt der Aspekt des Energiesparens in den Hintergrund, sodass die Fahrzeugräder zur Gewährleistung einer vernünftigen Bremsleistung durch das Außer-Kontakt-Bringen des Zusatzrades von der Fahrbahn wieder belastet werden. Durch die Belastung der Fahrzeugräder wird das Verzögerungsverhalten des Fahrzeugs bei einer Bremsung erheblich verbessert. Je nach Ausgestaltung des Zusatzrades kann eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs von dem Zusatzrad beeinträchtigt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass das Zusatzrad mit dem Lenksystem des Fahrzeugs verbunden ist, sodass sich ein Lenkwinkel an dem Zusatzrad während einer Kurvenfahrt einstellen lässt. In diesem Fall kann das Zusatzrad auch während der Kurvenfahrt in Kontakt mit der Fahrbahn bleiben. Die Steuerungseinrichtung ist folglich dazu eingerichtet, eine automatische Abschaltung des Energiesparbetriebs umzusetzen, wenn die Fahrsituation dies erfordert.
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Es ist ferner ein erfindungsgemäßes Fahrzeug vorteilhaft, bei welchem das Zusatzrad als Schienenrad ausgebildet ist. Das als Schienenrad ausgebildete Zusatzrad ist dazu eingerichtet, im Energiesparbetrieb des Fahrzeugs auf einer Schiene, welche Bestandteil der Fahrbahn ist, abzurollen. Das Zusatzrad kann beispielsweise ein Stahlrad oder ein Kunststoffrad sein. Insbesondere verursacht das Zusatzrad während dessen Verwendung in dem Energiesparbetrieb des Fahrzeugs einen Geräuschpegel, welcher kleiner ist als der Geräuschpegel, welchen die Fahrzeugräder im Normalbetrieb des Fahrzeugs verursachen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Zusatzrad um ein geräuschdämpfendes Rad. Die Schiene kann eine Stahlspur sein, welche auf dem Fahrbahnasphalt angeordnet oder welche in den Fahrbahnasphalt integriert oder eingebettet ist. Vorzugsweise schließt die Schiene bodenbündig mit dem Fahrbahnasphalt ab. Das Fahrzeug kann ferner dazu eingerichtet sein, die Präsenz einer Schiene oder das Annähern an eine Schiene zu erfassen, sodass die Steuerungseinrichtung selbsttätig eine Kontaktherstellung zwischen der Schiene und dem Schienenrad veranlassen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Fahrzeug als Kraftfahrzeug ausgebildet. In diesem Fall weist das Fahrzeug vorzugsweise zumindest vier eine Bereifung aufweisende Fahrzeugräder und eine eigene Antriebseinrichtung auf. Beispielsweise weist das Fahrzeug einen Verbrennungsmotor auf. Ferner kann das Fahrzeug ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sein. Alternativ ist das Fahrzeug als Anhänger ausgebildet. In diesem Fall weist das Fahrzeug vorzugsweise zumindest zwei eine Bereifung aufweisende Fahrzeugräder und keine eigene Antriebseinrichtung auf. Das Fahrzeug kann ein PKW-Anhänger oder ein LKW-Anhänger sein. Insbesondere kann das Fahrzeug ein Starrdeichselanhänger, ein Gelenkdeichselanhänger, ein Sattelanhänger oder ein Anhänger einer anderen Bauart sein.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein System der eingangs genannten Art gelöst, wobei das Fahrzeug des erfindungsgemäßen Systems nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist und das Zusatzrad dazu eingerichtet ist, im Energiesparbetrieb des Fahrzeugs auf der Lastaufnahmeeinrichtung abzurollen. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Systems wird zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs verwiesen.
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Die Lastaufnahmeeinrichtung kann eine Stahlspur oder Schiene sein, welche in den Fahrbahnasphalt eingelassen oder eingebettet ist. Alternativ kann die Lastaufnahmeeinrichtung auch auf dem Fahrbahnasphalt angeordnet sein. Insbesondere ist die Lastaufnahmeeinrichtung bodenbündig verbaut, sodass die Lastaufnahmeeinrichtung auch von Fahrzeugen überfahren werden kann. Somit wird durch die Lastaufnahmeeinrichtung der Fahrbahnwechsel von Fahrzeugen nicht behindert.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei das erfindungsgemäße Verfahren das In-Kontakt-Bringen zumindest eines Zusatzrades des Fahrzeugs mit der Fahrbahn in einem Energiesparbetrieb des Fahrzeugs zur Entlastung der Fahrzeugräder umfasst. Das Verfahren wird vorzugsweise zum Steuern des Betriebs eines Fahrzeugs nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt. Hinsichtlich der Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird somit zunächst auf die Vorteile und Modifikationen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs verwiesen.
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Die Fahrbahn kann Fahrbahnasphalt und eine Lastaufnahmeeinrichtung aufweisen. Somit kann das Zusatzrad des Fahrzeugs in Kontakt mit dem Fahrbahnasphalt oder der Lastaufnahmeeinrichtung gebracht werden.
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Wenn das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug ist, umfasst das Verfahren vorzugsweise das Antreiben eines oder mehrerer Fahrzeugräder des Fahrzeugs in dem Normalbetrieb des Fahrzeugs. Wenn das Fahrzeug als Anhänger ausgebildet ist, entfällt vorzugsweise das Antreiben der Fahrzeugräder in dem Normalbetrieb des Fahrzeugs.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Außer-Kontakt-Bringen des Zusatzrades des Fahrzeugs von der Fahrbahn zur Beendigung oder Unterbrechung des Energiesparbetriebs des Fahrzeugs. Das In-Kontakt-Bringen des Zusatzrades des Fahrzeugs mit der Fahrbahn und/oder das Außer-Kontakt-Bringen des Zusatzrades des Fahrzeugs von der Fahrbahn erfolgt vorzugsweise während der Fahrt des Fahrzeugs. Somit kann eine Zuschaltung des Zusatzrades und somit eine Verringerung des Rollwiderstandes während der Fahrt erfolgen, sobald die Fahrbahnkonstruktion bzw. die Fahrbahnbeschaffenheit dies erlaubt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das Zusatzrad auf die Fahrbahn mittels einer Zuschalteinrichtung des Fahrzeugs abgesenkt und/oder von der Fahrbahn mittels einer Zuschalteinrichtung des Fahrzeugs abgehoben wird. Das Zusatzrad kann dabei beispielsweise auf eine Lastaufnahmeeinrichtung, wie etwa eine Schiene, der Fahrbahn abgesenkt oder von der Lastaufnahmeeinrichtung abgehoben werden. Das Absenken und/oder Abheben kann das Ausführen einer Hubbewegung und/oder das Ausführen einer Schwenkbewegung des Zusatzrades umfassen. Hierfür kann die Zuschalteinrichtung eine Hubeinrichtung und/oder eine Schwenkmechanik umfassen.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein selbsttätiges Veranlassen einer Kontaktherstellung des Zusatzrades mit der Fahrbahn durch eine Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs, wenn ein oder mehrere vorgegebene Aktivierungsparameter vorliegen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt ein selbsttätiges Einstellen der Belastung des Zusatzrades in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und/oder Umgebungsparametern durch eine Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs. Darüber hinaus kann ein selbsttätiges Verringern und/oder ein selbsttätiges Unterbrechen des Kontakts des Zusatzrades mit der Fahrbahn durch eine Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs erfolgen, wenn das Fahrzeug eine Bremsung oder eine Kurvenfahrt vornimmt. Die Aktivierungsparameter können dabei Radlasten oder Achslasten des Fahrzeugs betreffen. Ferner können die Aktivierungsparameter die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung bzw. - verzögerung betreffen. Eine Aktivierung kann auch bei Erfassung einer Lastaufnahmeeinrichtung auf der Fahrbahn und/oder bei Erfassen einer spezifischen Fahrbahnbeschaffenheit erfolgen.
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Es ist außerdem ein erfindungsgemäßes Verfahren vorteilhaft, bei welchem das Zusatzrad im Energiesparbetrieb des Fahrzeugs auf einer Schiene, welche Bestandteil der Fahrbahn ist, abrollt. Die Schiene kann beispielsweise als Stahlspur ausgebildet sein, welche auf der Asphaltoberfläche angeordnet ist oder welche in den Asphalt integriert oder eingebettet ist.
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems aus einem Fahrzeug und einer Lastaufnahmeeinrichtung in einer schematischen Seitenansicht; und
- 2 das in der 1 abgebildete System in einer schematischen Draufsicht.
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Die 1 und 2 zeigen ein System 100, welches ein Fahrzeug 10 und eine Lastaufnahmeeinrichtung 102 umfasst.
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Das Fahrzeug 10 kann beispielsweise ein Automobil mit einem Verbrennungsmotor sein. Alternativ kann das Fahrzeug 10 auch ein Elektro- oder Hybridfahrzeug sein. Ferner kann das Fahrzeug 10 auch ein PKW- oder LKW-Anhänger sein.
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Die Lastaufnahmeeinrichtung 102 ist eine als Stahlspur ausgebildete Schiene, welche Bestandteil einer Fahrbahn ist. Die Lastaufnahmeeinrichtung 102 ist in den Fahrbahnasphalt integriert bzw. eingebettet.
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Das Fahrzeug 10 weist vier eine Bereifung 14a, 14b aufweisende Fahrzeugräder 12a, 12b auf, von welchen lediglich zwei Fahrzeugräder 12a, 12b dargestellt sind. Am Fahrzeug 10 lässt sich ein Normalbetrieb und ein Energiesparbetrieb einstellen. In beiden Betriebsmodi befinden sich die Fahrzeugräder 12a, 12b in Kontakt mit der Fahrbahn. Die Fahrzeugräder 12a, 12b sind über die Fahrzeugachse 24 miteinander verbunden.
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Das Fahrzeug 10 weist ferner ein Zusatzrad 16 auf, welches als Schienenrad ausgebildet ist. Das Zusatzrad 16 weist einen geringeren Rollwiderstand als die Fahrzeugräder 12a, 12b auf. Das Zusatzrad 16 ist zur Entlastung der Fahrzeugräder 12a, 12b in dem Energiesparbetrieb des Fahrzeugs 10 in Kontakt mit der Lastaufnahmeeinrichtung 102 der Fahrbahn bringbar. Im Energiesparbetrieb des Fahrzeugs 10 rollt das Zusatzrad 16 folglich auf der als Schiene ausgebildeten Lastaufnahmeeinrichtung 102 ab.
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In den Figuren befindet sich das Fahrzeug 10 folglich im Energiesparbetrieb. Der Rollwiderstandskoeffizient zwischen dem Zusatzrad 16 und der Lastaufnahmeeinrichtung 102 ist geringer als der Rollwiderstandskoeffizient zwischen den Fahrzeugrädern 12a, 12b und dem Fahrbahnasphalt. Bei einem In-Kontakt-Bringen des Zusatzrades 16 mit der Lastaufnahmeeinrichtung 102 kommt es zu einer Entlastung der Fahrzeugräder 12a, 12b. Die Entlastung der Fahrzeugräder 12a, 12b und die Belastung des Zusatzrades 16 führen insgesamt zu einem verringerten Rollwiderstand zwischen dem Fahrzeug 10 und der Fahrbahn, sodass es zu einer erheblichen Energieeinsparung während der Fahrt des Fahrzeugs 10 kommt. Das Zusatzrad 16 läuft dabei frei und wird nicht von einem Antriebsaggregat des Fahrzeugs 10 angetrieben. In einer alternativen Ausführungsform kann das Zusatzrad 16 auch von einem Antriebsaggregat des Fahrzeugs 10 angetrieben werden.
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Das Fahrzeug 10 weist eine Zuschalteinrichtung 18 auf, über welche das Zusatzrad 16 auf die Lastaufnahmeeinrichtung 102 absenkbar und von der Lastaufnahmeeinrichtung 102 abhebbar ist. Die Zuschalteinrichtung 18 umfasst dabei einen Betätigungsmechanismus mit einer Schwenkmechanik, über welche das Zusatzrad 16 auf- und ab geschwenkt werden kann. Die Schwenkmechanik des Betätigungsmechanismus umfasst einen Betätigungszylinder 20, welcher mit einer Aufhängung 22 verbunden ist. Das Zusatzrad 16 ist an der Aufhängung 22 aufgehangen. Mittels des Betätigungszylinders 20 ist das Zusatzrad 16 auch während der Fahrt des Fahrzeugs 10 in Kontakt mit der Lastaufnahmeeinrichtung 102 und außer Kontakt von der Lastaufnahmeeinrichtung 102 bringbar. Der Betätigungszylinder 20 kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder sein. Alternativ kann der Betätigungszylinder 20 auch ein Pneumatikzylinder sein. Alternativ zu dem Betätigungszylinder 20 kann auch ein als Linearmotor ausgebildeter Elektromotor zum Einsatz kommen.
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Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine nicht dargestellte Steuerungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, einen Kontakt des Zusatzrades 16 mit der Lastaufnahmeeinrichtung 102 selbsttätig herzustellen, wenn ein oder mehrere vorgegebene Aktivierungsparameter vorliegen. Die Aktivierungsparameter können sich beispielsweise auf aktuellen Achs- oder Radlasten, die aktuelle Fahrgeschwindigkeit, die aktuelle Fahrzeugbeschleunigung oder -verzögerung, die Fahrbahnbeschaffenheit oder die Erfassung einer Lastaufnahmeeinrichtung 102 beziehen. Die Steuerungseinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, die Belastung des Zusatzrades 16, und somit auch die Entlastung der Fahrzeugräder 12a, 12b, in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern und/oder Umgebungsparametern selbsttätig einzustellen. Die Belastung des Zusatzrades 16 bzw. die Entlastung der Fahrzeugräder 12a, 12b kann beispielsweise in Abhängigkeit von Rad- oder Achslasten, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Fahrzeugbeschleunigung bzw. -verzögerung erfolgen. Ferner können bei der Einstellung der Belastung des Zusatzrades 16 bzw. der Entlastung der Fahrzeugräder 12a, 12b auch die Fahrbahnbeschaffenheit und/oder die aktuellen Wetterbedingungen berücksichtigt werden.
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Die Steuerungseinrichtung ist ferner dazu eingerichtet, einen Kontakt des Zusatzrades mit der Fahrbahn selbsttätig zu verringern oder selbsttätig zu unterbrechen, wenn das Fahrzeug 10 eine Bremsung oder eine Kurvenfahrt vornimmt. Folglich erlaubt die Steuerungseinrichtung eine automatische Abschaltung des Energiesparbetriebs, wenn die Fahrsituation dies erfordert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12a, 12b
- Fahrzeugräder
- 14a, 14b
- Bereifung
- 16
- Zusatzrad
- 18
- Zuschalteinrichtung
- 20
- Betätigungszylinder
- 22
- Aufhängung
- 24
- Fahrzeugachse
- 100
- System
- 102
- Lastaufnahmeeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3824298 A1 [0007]
- US 2015/0274227 A1 [0007]
- DE 102005013692 B4 [0007]
