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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum verbessern der Wirtschaftlichkeit beim Einsatz eines Lastkraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Sie betrifft auch ein System zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit beim Einsatz eines Lastkraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 6. Weiterhin betrifft die Erfindung auch Kraftfahrzeuge. Ebenfalls betrifft sie ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zugmaschinen für Sattelanhänger sind üblicherweise mit einer Verbindungseinrichtung versehen, die herkömmlich mit ”Aufsattelkupplung” bezeichnet wird. Es sind zur Zeit unterschiedliche Ansätze bekannt zur Verwendung einer solchen Kupplung derart, dass bei fahrendem Fahrzeug der Sattelanhänger (Sattelauflieger) vorwärts bewegt wird, um den Raum zwischen der Fahrerkabine und dem Sattelanhänger zur Verringerung des Luftwiderstandes zu verkleinern.
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SE533257 betrifft ein System zum Regeln des Zustandes einer Aufsattelkupplung bei Bewegung einer Fahrzeugkombination mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger, wobei der Bewegungszustand der Kupplung automatisch unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit derart geregelt wird, dass die Kupplung bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit sich nach vorne bewegt, um den Abstand zwischen der Fahrerkabine der Zugmaschine und dem Sattelauflieger (Sattelanhänger) zu verkürzen.
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Ein anderer bekannter Ansatz besteht darin, eine aerodynamische Einrichtung, bisweilen als ”boat tail” (verjüngtes Heck) bezeichnet, vorzusehen, welche hinten am Sattelanhänger vorsteht, um die Aerodynamik mit dem Ziel zu verbessern, den Luftwiderstand und damit auch den Treibstoffverbrauch zu reduzieren.
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Ein Problem beim Einsatz einer derartigen aerodynamischen Einrichtung besteht darin, dass die Fahrzeuglänge verlängert wird durch die am hinteren Ende des Sattelanhängers angeordnete und dort vorgestehende Einrichtung. Ein Problem bereitet insoweit auch eine rechtliche Vorschrift hinsichtlich maximaler Fahrzeuglängen, was zur Folge hat, dass kein Raum besteht zum Anpassen derartiger Einrichtungen ohne dadurch die Nutzlänge des Sattelanhängers zu verkürzen. Der Einbau einer aerodynamischen Einrichtung am hinteren Ende hat also zur Folge, dass weniger Frachtraum zur Verfügung steht, also die mögliche Zulast verringert ist und somit der Nutzen.
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ZIELE DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Diese und weitere in der nachfolgenden Beschreibung aufgeführte Ziele der Erfindung werden durch ein Verfahren und System zum Verbessern der Betriebswirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens und durch ein Kraftfahrzeug, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt gemäß obiger Einleitung sowie die weiteren Merkmale, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der beigefügten unabhängigen Ansprüche 1, 6, 12, 13 und 14 beschrieben sind, erreicht. Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens und des Systems sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 und 7 bis 11 beschrieben.
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Die Erfindung erreicht die Ziele mit einem Verfahren zur Verbesserung der Verbrauchswerte eines Lastkraftwagens mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger, wobei die Zugmaschine mit einer Fahrerkabine versehen ist, die Zugmaschine und der Sattelauflieger schwenkbar miteinander verbunden sind und der Sattelauflieger relativ zur Fahrerkabine in der Zugmaschine in Längsrichtung des Lastkraftwagens bewegbar ist, mit folgenden Verfahrensschritten: Ausrüsten des Sattelaufliegers mit einer hinteren aerodynamischen Einrichtung zur Verringerung des Luftwiderstandes, wobei die Einrichtung ausgelegt ist, einen nach hinten vorstehenden aktiven Zustand für die Luftwiderstandsverringerung und einen nach hinten nicht vorstehenden passiven Zustand einzunehmen. Auf diese Weise ist es möglich, die genannte aerodynamische Einrichtung den aktiven Zustand zusammen mit einer Vorwärtsbewegung des Sattelaufliegers in Längsrichtung des Lastkraftwagens einnehmen zu lassen und so die Einrichtung für die Verringerung des Luftwiderstandes dann einzusetzen, wenn der Bedarf hierzu am größten ist ohne die Gesamtlänge des Lastkraftwagens über eine zulässige Gesamtlänge hinaus zu verlängern. Die Verbesserung der Verbrauchswerte des Fahrzeuges ist somit dadurch ermöglicht, dass der Luftwiderstand weiter reduziert wird, sodass bei reduzierten Treibstoffverbrauch eine maximale Auslastung des Frachtraumes und somit eine maximale Wirtschaftlichkeit pro Last erreicht wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren weiterhin einen Schritt auf, bei dem die aerodynamische Einrichtung den genannten aktiven Zustand in Abhängigkeit von einer Vorwärtsbewegung des Sattelaufliegers in Längsrichtung des Lastkraftwagens einnimmt zur Verringerung des Luftwiderstandes und zur Verkürzung des Abstandes zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers. Die genannte Einrichtung wird somit zur Reduzierung des Luftwiderstandes dann eingesetzt, wenn der Bedarf hieran am größten ist, ohne dass die Gesamtlänge des Fahrzeuges eine erlaubt Gesamtlänge überschreitet, sodass die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeuges konsequent verbessert wird durch weitere Reduzierung des Luftwiderstandes und sich daraus ergebenden reduzierten Treibstoffverbrauch bei gleichzeitiger maximaler Auslastung des Frachtraumes für eine maximale Wirtschaftlichkeit pro Lasteinheit.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sieht das Verfahren weiterhin einen Schritt vor, gemäß dem die aerodynamische Einrichtung die genannten Zustände in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit einnimmt. Ein optimaler Einsatz der genannten Einrichtung wird dadurch ermöglicht, dass sie bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten in den aktiven Zustand versetzt wird, wo der Bedarf daran am größten ist, und der Sattelauflieger wird relativ zur Fahrerkabine nach vorne bewegt in eine vordere Position, um den Abstand zwischen der Kabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers zu verkürzen, während bei geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Einrichtung in den passiven Zustand gebracht wird, in dem der Bedarf an ihr relativ gering ist und der Sattelauflieger wird in Bezug auf die Fahrerkabine wieder nach hinten in eine rückwärtige Position bewegt, um den Abstand zwischen der Kabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers zu verlängern.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren weiterhin einen Schritt auf, bei dem die genannte aerodynamische Einrichtung die genannten Zustände in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers einnimmt, wodurch ein wirksamer Weg geschaffen wird zur Steuerung der genannten Einrichtung zwischen den genannten Zuständen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren weiterhin einen Schritt auf, gemäß dem die genannte aerodynamische Einrichtung die genannten Zustände einnimmt mittels mechanischer, elektrischer, hydraulischer, pneumatischer und/oder magnetischer Einrichtungen, wodurch eine wirksame Möglichkeit bereitgestellt wird zum Umschalten der Einrichtung zwischen den genannten Zuständen.
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Die Erfindung erreicht die Ziele auch mit einem System zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens, der eine Zugmaschine und einen Sattelauflieger aufweist, wobei die Zugmaschine mit einer Fahrerkabine versehen ist, die Zugmaschine und der Sattelauflieger miteinander schwenkbar verbunden sind und der Sattelauflieger eingerichtet ist, relativ zur Fahrerkabine in der Zugmaschine in Längsrichtung derselben bewegt zu werden, aufweisend eine aerodynamische Einrichtung zum reduzieren von Luftwiderstand am hinteren Ende des Sattelaufliegers, die eingerichtet ist, einen nach hinten vorstehenden aktiven Zustand zur genannten Luftwiderstandsverringerung und einen nach hinten nicht vorstehenden passiven Zustand einzunehmen. Es ist auf diese Weise möglich, die genannte aerodynamische Einrichtung den aktiven Zustand in Abhängigkeit von einer Vorwärtsbewegung des Sattelaufliegers in Längsrichtung der Zugmaschine einnehmen zu lassen und auf diese Weise die Einrichtung für die Luftwiderstandsverringerung dann zu verwenden, wenn sie am wirksamsten ist ohne zu bewirken, dass die Gesamtlänge des Lastkraftwagens eine zulässige Gesamtlänge überschreitet. Die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Fahrzeuges wird somit dadurch ermöglicht, dass der Luftwiderstand weiter reduziert wird mit dem Ergebnis einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs während zur gleichen Zeit eine maximale Auslastung des Frachtraumes für eine maximale Wirtschaftlichkeit pro Lasteinheit ermöglicht ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das System weiterhin eine Einrichtung auf, die dafür sorgt, dass die genannte aerodynamische Einrichtung den genannten aktiven Zustand im Zusammenhang mit einer Vorwärtsbewegung des Sattelaufliegers in der Längsrichtung der Zugmaschine einnimmt, um mit dem Ziel der Reduzierung des Luftwiderstandes den Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers zu verringern. Die genannte Einrichtung wird also zur Reduzierung des Luftwiderstandes eingesetzt wenn der Bedarf hieran am größten ist, ohne dass die Gesamtlänge des Fahrzeuges eine zulässige Gesamtlänge überschreitet, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeuges durch eine weitere Reduzierung des Luftwiderstandes konsequent verbessert wird mit dem Ergebnis eines reduzierten Kraftstoffverbrauchs, womit gleichzeitig eine maximale Auslastung von Frachtraum für eine maximale Wirtschaftlichkeit pro Lasteinheit einhergeht.
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Bei einem Ausführungsbeispiel hat das System weiterhin eine Einrichtung, mit der die genannte aerodynamische Einrichtung die genannten Zustände auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit einnimmt. Ein optimale Einsatz der genannten Einrichtung wird somit dadurch ermöglicht, dass sie in den aktiven Zustand bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit gebracht wird, wo der Bedarf an der Einrichtung am größten ist und der Sattelauflieger relativ zur Fahrerkabine nach vorne bewegt wird, um den Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers zu verringern, während die Einrichtung bei geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten in den passiven Zustand gebracht wird, in dem der Bedarf an ihr gering ist und der Sattelauflieger relativ zur Fahrerkabine in eine hintere Position rückwärts bewegt wird für einen größeren Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers.
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Bei einem Ausführungsbeispiel hat das System weiterhin eine Einrichtung, mit der die genannte aerodynamische Einrichtung veranlasst wird, die genannten Zustände auf Basis des Abstandes zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Abschnitt des Sattelaufliegers einzunehmen, wodurch eine wirksame Möglichkeit geschaffen wird zum Führen der genannten Einrichtung zwischen den genannten Zuständen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel des System ist die genannte aerodynamische Einrichtung eingerichtet, die genannten Zustände einzunehmen mit Hilfe mechanischer, elektrischer, hydraulischer, pneumatischer und/oder magnetischer Einrichtungen, wodurch eine wirksame Möglichkeit geschaffen wird zum Umschalten der Einrichtung zwischen den genannten Zuständen.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die genannte aerodynamische Einrichtung ausfahrbar und zurückziehbar, aufblasbar und entleerbar und/oder bewegbar am hinteren Ende des Sattelaufliegers angeordnet. Verschiedene Varianten sind auf diese Weise möglich zum wirksamen Umschalten der genannten Einrichtung am hinteren Ende des Sattelaufliegers zwischen dem genannten aktiven Zustand und dem genannten passiven Zustand.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die vorliegende Erfindung wird noch deutlicher durch Lektüre der nachfolgenden Beschreibung von Einzelheiten mit Blick auf die beigefügten Figuren, bei denen gleiche Bezugszeichen durchweg für ähnliche Gegenstände verwendet werden.
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1 ist eine schematische Seitenansicht eines Motorfahrzeuges mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2a–c sind schematische Seitenansichten eines Teils des hinteren Abschnittes des Sattelaufliegers mit einer aerodynamischen Einrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung,
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3a ist eine schematische Seitenansicht eines Motorfahrzeuges mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger in einem Zustand mit Luftwiderstandsreduzierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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3b ist eine schematische Seitenansicht eines Motorfahrzeuges mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger in einem für ein Abwinkeln geeigneten Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4a ist eine schematische Draufsicht auf ein Motorfahrzeug mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger in einem Zustand mit Luftwiderstandsreduzierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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4b ist eine schematische Draufsicht auf ein Motorfahrzeug mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger in einem für ein Abwinkeln geeigneten Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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4c ist eine schematische Seitenansicht eines Motorfahrzeuges mit einer Zugmaschine und ersten und zweiten Sattelaufliegern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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5 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Systems zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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6 ist ein schematisches Blockdiagramme eines Verfahrens zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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7 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Verfahrens zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
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8 erläutert schematisch einen Rechner gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Der Begriff ”Verbindung” bezieht sich hier auf eine Kommunikationsverbindung, bei der es sich um eine körperliche Verbindung, wie eine opto-elektronische Kommunikationsleitung, handeln kann, oder eine nicht-körperliche Verbindung, wie eine drahtlose Verbindung, zum Beispiel eine Verbindung über Radiowellen oder Mikrowellen.
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Der Begriff ”Aufsattelkupplung” betrifft hier eine Verbindungseinrichtung zum schwenkbaren Verbinden einer Zugmaschine mit einem Sattelauflieger, jedoch auch die Verbindung zwischen einem ersten Sattelauflieger und einem zweiten Sattelauflieger.
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Der Begriff ”Sattelauflieger” betrifft jeglichen geeigneten Anhänger oder Gleichwertiges, das eingerichtet ist, direkt oder indirekt durch eine Zugmaschine gezogen zu werden.
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Der Begriff ”aerodynamische Einrichtung” betrifft eine Einrichtung, die hinten an einem Sattelauflieger eines Fahrzeuges angeordnet ist, welches eine Zugmaschine und einen Sattelauflieger aufweist, und die so eingerichtet ist, dass sie in einem ausgefahrenen Zustand den Luftwiderstand des bewegten Fahrzeuges verringert. Dementsprechend hat diese Einrichtung einen aerodynamischen Aufbau und nimmt gemäß einer Variante die Form eines sogenannten ”verjüngten Hecks” (boat tail) an.
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1 zeigt schematisch ein Motorfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das beispielhafte Fahrzeug hat die Form eines Lastwagens mit einer Zugmaschine 10 und einem Sattelauflieger 20. Das Fahrzeug 1 ist mit einem System I gemäß der Erfindung ausgestattet.
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Die Zugmaschine 10 hat eine Fahrerkabine 12 mit einer Frontseite 12a und einer Rückseite 12b. Der Sattelauflieger 20 hat eine Frontseite 20a und eine Rückseite 20b. Die Zugmaschine hat weiterhin eine Aufsattelkupplung 14, um die Zugmaschine und den Sattelauflieger schwenkbar (drehbar) miteinander zu verbinden. Diese Kupplung ist so eingerichtet, dass sie in longitudinaler Richtung der Zugmaschine relativ zur Fahrerkabine bewegbar ist. Die Kupplung ist hinter der Fahrerkabine am hinteren Ende der Zugmaschine angeordnet.
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Die genannte Aufsattelkupplung 14 ist um eine bestimmte Distanz vorwärts und rückwärts in der longitudinalen Richtung der Zugmaschine bewegbar, um so den Abstand zwischen der Kupplung und der Fahrerkabine und somit auch den Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem Sattelauflieger einstellen zu können. Die Kupplung bewegt sich zwischen einer extremen Vorwärtsposition, in welcher der Abstand zwischen der Rückseite 12b der Fahrerkabine und der Frontseite 20a des Sattelaufliegers einen Minimalwert D1 annimmt, und einer hinteren Position, in welcher der Abstand zwischen der Rückseite der Kabine und der Frontseite des Sattelaufliegers einen Maximalwert D2 annimmt. Befindet sich die Kupplung in der extrem vorne gelegenen Position, hat die Zugmaschine eine begrenzte Schwenkbarkeit in Bezug auf den Sattelauflieger. Die extreme Vorwärtsposition ergibt eine Luftwiderstandsreduzierung. Die extrem rückwärtige Position ermöglicht eine volle Schwenkbarkeit der Zugmaschine.
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Eine aerodynamische Einrichtung 30 zur Luftwiderstandsverringerung ist hinten am Sattelauflieger vorgesehen und eingerichtet, einen nach hinten vorstehenden aktiven Zustand zur Luftwiderstandsverringerung und einen nach hinten nicht vorgestehenden passiven Zustand einzunehmen.
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Die genannte Aufsattelkupplung 14 und die genannte aerodynamische Einrichtung 30 sind Teil des Systems I zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Lastkraftwagens. Das System weist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine elektronische Steuereinheit 100 auf zum Führen der genannten Kupplung und der genannten aerodynamischen Einrichtung zwischen den genannten Zuständen.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist eingerichtet, die genannte aerodynamische Einrichtung 30 und die genannte Kupplung 14 so zu führen, dass die Einrichtung veranlasst wird, den genannten aktiven Zustand im Zusammenhang mit einer Vorwärtsbewegung der Kupplung in Longitudinalrichtung der Zugmaschine einzunehmen um zur Verringerung des Luftwiderstandes den Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Ende des Sattelaufliegers zu verkürzen.
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Die genannte aerodynamische Einrichtung 30 kann zwischen dem genannten aktiven Zustand, in dem sie nach hinten vorragt, und dem genannten passiven Zustand, in dem sie nach hinten nicht vorragt, durch geeignete Einrichtungen geschaltet (gewechselt) werden. Die Einrichtung kann in geeigneter Weise gestaltet sein, um das Wechseln zwischen den genannten aktiven und passiven Zuständen zu ermöglichen.
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Die 2a–c sind schematische Seitenansichten eines Teils des hinteren Abschnittes des Sattelaufliegers 20 mit einer aerodynamischen Einrichtung 30A; 30B; 30C gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
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2a zeigt schematisch einen Teil des rückwärtigen Abschnittes des Sattelaufliegers mit einer aerodynamischen Einrichtung 30a, die hinten am Sattelauflieger 20 ausfahrbar und zurückziehbar angeordnet ist. Das genannte Ausfahren und Zurückziehen der Einrichtung kann in geeigneter Weise über eine oder mehrere Spindeln, seien sie vertikal und/oder horizontal in Abhängigkeit vom Aufbau der aerodynamischen Einrichtung 30A, ausgeführt werden.
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2b zeigt schematisch einen hinteren Abschnitt des Sattelaufliegers mit einer aerodynamischen Einrichtung 30b, die hinten am Sattelauflieger 20 bewegbar angeordnet ist. Diese Bewegung der Einrichtung kann in geeigneter Weise so durchgeführt werden, dass sie sich in den hinteren Teil des Sattelaufliegers entlang der Innenwände und/oder im Dach und/oder innen am Boden des Sattelaufliegers bewegt, in Abhängigkeit vom Aufbau der aerodynamischen Einrichtung 30b.
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2c zeigt schematisch einen Teil eines hinteren Abschnittes des Sattelaufliegers mit einer aerodynamischen Einrichtung 30c, die hinten am Sattelauflieger 20 angeordnet ist und in die Luft einblasbar und aus der Luft ablassbar ist. Das genannte Aufblasen und das Ablassen von Luft kann durch geeignete Mittel in Abhängigkeit vom Aufbau der aerodynamischen Einrichtung 30c durchgeführt werden.
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3a ist eine schematische Seitenansicht eines Lastkraftwagens 1 mit einer Zugmaschine 10 und einem Sattelauflieger 20 im Zustand mit Luftwiderstandsreduzierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die aerodynamische Einrichtung im aktiven Zustand ist. 3b ist eine schematische Seitenansicht des Lastkraftwagens 1 mit der Zugmaschine 10 und dem Sattelauflieger 20 in einem Zustand, in dem eine Verschwenkung ermöglicht ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die aerodynamische Einrichtung im passiven Zustand ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die aerodynamische Einrichtung 30 eingerichtet, die genannten Zustände mit mechanischen Hilfsmitteln einzunehmen. Hierzu weist das System II zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens einen Gelenkmechanismus 40 auf, der die Aufsattelkupplung 14 und die genannte aerodynamische Einrichtung 30 verknüpft, um die Einrichtung mechanisch vom passiven Zustand in den aktiven Zustand und vom aktiven Zustand in den passiven Zustand zu bringen. Der genannte Gelenkmechanismus befindet sich zwischen der Kupplung und der genannten Einrichtung und ist mit letzterer so verbunden, dass bei Vorwärtsbewegung der Kupplung in longitudinaler Richtung der Zugmaschine die Einrichtung vom passiven Zustand gemäß 3b, in dem sie nicht hinten aus dem Sattelauflieger herausragt, in den aktiven Zustand gemäß 3a gebracht wird, in dem sie hinten aus dem Sattelauflieger herausragt.
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Der Gelenkmechanismus 40 hat bei einer Variante einen ersten Gelenkarm 42, der mit der Aufsattelkupplung 14 verbunden ist, und einen zweiten Gelenkarm 44, der mit der genannten aerodynamischen Einrichtung 30 verknüpft ist, wobei die Gelenkarme über ein Gelenk 45 miteinander verbunden sind. Der zweite Gelenkarm 44 ist eingerichtet, um das genannte Gelenk zu schwenken und um so die genannte Einrichtung in die jeweiligen passiven bzw. aktiven Zustände zu bringen.
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Bei einer Variante ist der zweite Gelenkarm 44 eingerichtet, nach rückwärts zu schwenken wenn der erste Gelenkarm 42 in Längsrichtung des Fahrzeuges nach vorne bewegt wird während einer Vorwärtsbewegung der Aufsattelkupplung 14, um so die genannte aerodynamische Einrichtung 30 in den aktiven Zustand zu bringen. Der zweite Gelenkarm ist eingerichtet, bei Rückwärtsbewegung des ersten Gelenkarms in Fahrzeug-Longitudinalrichtung bei Rückwärtsbewegung der Aufsattelkupplung nach vorne zu schwenken, um so die aerodynamische Einrichtung in den passiven Zustand zu bringen.
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Der genannte Gelenkmechanismus 40 kann in geeigneter Weise ausgeführt sein und in geeigneter Weise mit der Aufsattelkupplung und der aerodynamischen Einrichtung 30 verbunden sein, um den Wechsel der genannten Einrichtung zwischen den aktiven und passiven Zuständen in Abhängigkeit von Bewegungen der genannten Kupplung in Längsrichtung des Fahrzeuges zu bewirken.
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4a ist eine Draufsicht auf einen Lastkraftwagen mit einer Zugmaschine und einem Sattelauflieger in einem Zustand mit verringertem Luftwiderstand gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei die genannte aerodynamische Einrichtung sich im aktiven Zustand befindet, in dem sie auf der Rückseite 20b des Sattelaufliegers herausragt.
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4b ist eine schematische Draufsicht auf einen Lastkraftwagen mit der Zugmaschine und einem Sattelauflieger in einem Zustand, in dem ein Abwinkeln gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorbereitet ist, wobei die genannte aerodynamische Einrichtung sich im passiven Zustand befindet, in dem sie nicht aus dem hinteren Ende des Sattelaufliegers herausragt.
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4c zeigt schematisch einen Lastkraftwagen 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Beispiel hat der Lastkraftwagen eine Zugmaschine 10, einen ersten Sattelauflieger 21 und einen zweiten Sattelauflieger 22. Das Fahrzeug ist gemäß einer Variante mit einem System I gemäß der Erfindung ausgestattet.
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Die Zugmaschine hat eine Fahrerkabine 12 mit einer Vorderseite und einer Rückseite. Der erste Sattelauflieger 21 hat eine Vorderseite und eine Rückseite. Der zweite Sattelauflieger 22 hat ebenfalls eine Vorderseite und eine Rückseite. Die Zugmaschine ist weiterhin ausgerüstet mit einer Aufsattelkupplung 14a zur schwenkbaren (drehbaren) Verbindung der Zugmaschine mit dem ersten Sattelauflieger 21. Der erste Sattelauflieger ist mit einer zweiten Aufsattelkupplung 14b ausgestalten zum schwenkbaren (drehbaren) Verbinden des ersten Sattelaufliegers und des zweiten Sattelaufliegers 22. Die genannte erste Kupplung 14a ist so eingerichtet, dass sie in Bezug auf die Fahrerkabine 12 in Longitudinalrichtung der Zugmaschine bewegbar ist. Die zweite Kupplung 14b ist so eingerichtet, dass sie relativ zum ersten Sattelauflieger in dessen Längsrichtung bewegbar ist.
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Die genannte erste Aufsattelkupplung 14a ist um eine gewisse Distanz nach vorne und zurück in Längsrichtung der Zugmaschine bewegbar, sodass der Abstand zwischen der Fahrerkabine 12 und dem ersten Sattelauflieger 21 einstellbar ist. Sie bewegt sich zwischen einer Extremposition vorne, in welcher der Abstand zwischen der Hinterseite der Fahrerkabine und der Vorderseite des ersten Sattelaufliegers einen Minimalwert D1a annimmt, und einer extrem hinten gelegenen Position, in welcher der Abstand zwischen der Rückseite der Fahrerkabine und der Vorderseite des ersten Sattelaufliegers einen Maximalwert D2a annimmt.
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Die genannte zweite Aufsattelkupplung 14b ist um ein bestimmtes Stück nach vorne und rückwärts in Longitudinalrichtung des ersten Sattelaufliegers 21 bewegbar, um den Abstand zwischen dem ersten Sattelauflieger und dem zweiten Sattelauflieger 22 einzustellen. Sie bewegt sich zwischen einer extrem vorne gelegenen Stellung, in welcher der Abstand zwischen der Rückseite des ersten Sattelaufliegers und der Vorderseite des zweiten Sattelaufliegers einen Minimalwert D1b annimmt, und zwischen einer extrem hinteren Position, in welcher der Abstand zwischen der Rückseite des ersten Sattelaufliegers und der Vorderseite des zweiten Sattelaufliegers einen Maximalwert D2a annimmt.
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Die aerodynamische Einrichtung 30 zur Luftwiderstandsreduzierung ist hinten am zweiten Sattelauflieger 20 angeordnet und eingerichtet, einen nach hinten vorstehenden aktiven Zustand zur Luftwiderstandsreduzierung einzunehmen wenn einer oder beide der ersten und zweiten Sattelauflieger in eine nach vorne bewegte Stellung gebracht sind, sowie einen passiven Zustand, in dem sie nicht nach hinten vorsteht, wenn der erste und zweiten Sattelauflieger sich in ihrer hinteren Position befinden.
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Der Umstand, dass der erste Sattelauflieger relativ zur Fahrerkabine und der zweite Sattelauflieger relativ zum ersten Sattelauflieger bewegbar sind, macht es möglich, den Gesamtbetrag der Bewegung in Längsrichtung des Lastkraftwagens zu verdoppeln und so den Raum für die aerodynamische Einrichtung zu verzweifachen durch Verringerung des Abstandes zwischen der Kabine und dem ersten Sattelauflieger sowie des Abstandes zwischen dem ersten Sattelauflieger und dem zweiten Sattelauflieger, wodurch die Luftwiderstandsverringerung noch vergrößert werden kann. Je länger die genannte aerodynamische Einrichtung ist, umso größer ist der Effekt bei der Widerstandsverringerung.
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5 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Systems III zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Das System III hat eine elektronische Steuereinheit 100 für die Abschätzungen und Einstellungen.
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Das System III hat eine Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 111 zur Bestimmung der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Das System III hat weiterhin eine Abstandsbestimmungseinheit 120 zur Bestimmung der Position der Aufsattelkupplung 14 in Bezug auf die Zugmaschine und somit des Abstandes zwischen der Rückseite der Kabine und der Vorderseite des Sattelaufliegers.
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Die Abstandsbestimmungseinrichtung 120 kann die Form eines geeigneten Monitors annehmen, der eingerichtet ist, die Position der Kupplung entlang der Zugmaschine und/oder den Abstand zwischen der Kabine und dem Sattelauflieger zu detektieren.
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Das System weist weiterhin eine Positionseinstelleinrichtung 130 auf zum Einstellen (insbesondere Regeln) der Position der Aufsattelkupplung in Bezug auf die Zugmaschine. Die genannte Einrichtung 130 kann geeignete Mittel aufweisen zum Bewegen der Kupplung relativ zur Fahrerkabine in Longitudinalrichtung der Zugmaschine und kann mechanische Einrichtungen aufweisen, oder elektrische Mittel, hydraulische Mittel, pneumatische Mittel und/oder magnetische Mittel. Bei einem Ausführungsbeispiel hat die Einrichtung 130 für die Einstellung der Kupplungsstellung einen zweifach wirkenden hydraulischen Zylinder.
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Das System III hat weiterhin eine Einrichtung 140 zum Einstellen, insbesondere Regeln, der aerodynamischen Einrichtung für einen Wechsel der Einrichtung zwischen dem aktiven Zustand, in dem sie eingerichtet ist, hinten aus dem Sattelauflieger herauszuragen und dem passiven Zustand, in dem sie eingerichtet ist, im Wesentlichen nicht hinten aus dem Sattelauflieger herauszuragen. Die Einrichtung 140 weist geeignete Mittel auf zum Wechsel der Vorrichtung für die Widerstandsverringerung zwischen dem passiven Zustand und dem aktiven Zustand, wie zum Beispiel mechanische Mittel, elektrische Mittel, hydraulische Mittel, pneumatische Mittel und/oder magnetische Mittel. Wie mit Bezug auf 2 oben beschrieben ist, kann die aerodynamische Einrichtung eingerichtet sein, in den aktiven Zustand herausgeschoben zu werden und in den passiven Zustand zurückgezogen zu werden, und/oder in den aktiven Zustand aufgeblasen zu werden oder durch Luftablassung vom aufgeblasenen in einen komprimierten passiven Zustand gebracht zu werden und/oder vom hinteren Abschnitt des Sattelaufliegers im aktiven Zustand vorzustehen und in den hinteren Bereich des Sattelaufliegers sich in den passiven Zustand zurückzubewegen.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist über eine Verbindung 111 zur Signalübertragung mit der genannten Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 110 verbunden, wodurch von der Einrichtung 110 ein Signal empfangen werden kann, welches Daten zur Fahrzeuggeschwindigkeit beinhaltet.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist über eine Verbindung 121 mit der genannten Abstandsbestimmungseinrichtung 120 zur Signalübertragung verbunden, wodurch von der Einrichtung 120 ein Signal empfangen werden kann, welches Positionsdaten bezüglich der Position der Aufsattelkupplung entlang der Longitudinalrichtung der Zugmaschine und/oder Distanzdaten bezüglich des Abstandes zwischen dem rückwärtigen Teil der Fahrerkabine der Zugmaschine und dem vorderen Ende des Sattelaufliegers enthält.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist über eine Verbindung 131 mit der Einstelleinrichtung 130 für die Aufsattelkupplung verbunden, wodurch zu der Einrichtung 130 ein Signal gesendet werden kann, welches die Positions-Einstelldaten zum Einstellen der Kupplungsposition in Längsrichtung der Zugmaschine enthält.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist weiterhin über eine Verbindung 141 mit der Einstelleinrichtung 140 für die aerodynamische Einrichtung verbunden, wodurch zu der Einrichtung 140 ein Signal gesendet werden kann, welches Einstelldaten zum Einstellen der aerodynamischen Einrichtung zwischen dem aktiven Zustand und dem passiven Zustand enthält.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist gemäß einer Variante eingerichtet zur Verarbeitung der genannten Geschwindigkeitsdaten von der Geschwindigkeitsbestimmungseinrichtung 111 und Positionsdaten bezüglich des Bewegungszustandes der Aufsattelkupplung von der genannten Abstandsbestimmungseinrichtung 120 zur Bestimmung von Positions-Einstelldaten bezüglich der Position, in welche die Kupplung zu bewegen ist. Die genannte Steuereinheit ist eingerichtet, die genannten Geschwindigkeitsdaten und Positionsdaten als Basis einzusetzen für die Versendung eines Signals, welches die Kupplungspositionseinstelldaten wiedergibt zur Steuerung der Kupplung. Die genannte Positionseinstelleinrichtung 130 ist eingerichtet, die Kupplung nach vorne zu bewegen wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.
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Die elektronische Steuereinheit 100 ist eingerichtet zur Verarbeitung der Positionsdaten bezüglich der Aufsattelkupplung zur Bestimmung von Einstelldaten bezüglich der aerodynamischen Einrichtung. Sie ist zum Abgeben eines Signals an die Einstelleinrichtung 140 für die aerodynamische Einrichtung, welches Einstelldaten bezüglich der aerodynamischen Einrichtung enthält, wodurch Letztere veranlasst wird, den genannten aktiven Zustand im Zusammenhang mit einer Vorwärtsbewegung der Kupplung in Längsrichtung der Zugmaschine einzunehmen, oder den genannten passiven Zustand im Zusammenhang mit einer Rückwärtsbewegung der Kupplung in Längsrichtung der Zugmaschine.
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Die aerodynamische Einrichtung 30 kann gesteuert werden durch die genannte elektronische Steuereinheit 100 auf Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Steuerung der Aufsattelkupplung derart, dass dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert überschreitet, die aerodynamische Einrichtung in ihren aktiven Zustand versetzt wird wenn die Kupplung in ihre vordere Position gebracht ist.
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6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Verfahrens zum Verbessern der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens einen Schritt S1 auf, in dem der Sattelauflieger mit einer aerodynamischen Einrichtung versehen wird zum Reduzieren von Luftwiderstand, wobei die Einrichtung eingerichtet ist, einen nach hinten vorstehenden aktiven Zustand zur Luftwiderstandsverringerung einzunehmen und einen nach hinten nicht vorstehenden passiven Zustand.
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7 ist ein schematisches Blockdiagramm für ein Verfahren zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens ist ein Schritt S10 vorgesehen, mit dem geprüft wird, ob eine Aufsattelkupplung sich in ihrer vorderen Position befindet.
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Befindet sich die Kupplung in der nach vorne bewegten Position, wird in einem zweiten Schritt S11 untersucht, ob sich die aerodynamische Einrichtung im passiven Zustand befindet. Ist sie im passiven Zustand, bewirkt ein dritter Schritt S12, dass sie den nach hinten vorstehenden aktiven Zustand einnimmt.
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Befindet sich die Kupplung in der nach rückwärts bewegten Position, wird in einem dritten Schritt S13 untersucht, ob sich die aerodynamische Einrichtung im aktiven Zustand befindet. Ist sie im aktiven Zustand, dann bringt sie der Schritt S14 in die passive Position.
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8 ist ein Diagramm einer Ausführungsform einer Einrichtung 500. Die Steuereinheit 100 gemäß den 1 oder 5 kann gemäß einem Ausführungsbeispiel die Einrichtung 500 aufweisen. Die Einrichtung 500 hat einen nicht-flüchtigen Speicher 520, eine Datenverarbeitungseinheit 510 und einen Lese-/Schreibspeicher 550. Der nichtflüchtige Speicher 520 hat ein erstes Speicherelement 530, in dem ein Computerprogramm, z. B. ein Betriebssystem, abgespeichert ist zur Steuerung der Funktion der Einrichtung 500. Die Einrichtung 500 hat weiterhin eine Bussteuerung, einen seriellen Kommunikationsanschluss, Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen, einen A/D-Wandler, eine Zeit- und Dateneingabe- sowie Transfereinheit, einen Ereigniszähler und eine Unterbrechungssteuerung (nicht gezeigt). Der nicht-flüchtige Speicher 520 hat auch ein zweites Speicherelement 540.
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Ein vorgeschlagenes Computerprogramm P hat Routinen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit eines Lastkraftwagens entsprechend den Verfahren. Das Programm P hat Routinen zum Ausstatten des Sattelaufliegers mit einer aerodynamischen Einrichtung zur Luftwiderstandsverringerung, wobei die Einrichtung eingerichtet ist, einen aktiven Zustand zur Luftwiderstandsreduzierung einzunehmen, in dem sie nach hinten vorsteht, und einen passiven Zustand, in dem Sie nach hinten nicht vorsteht. Das Programm weist weiterhin Routinen auf, mit denen die genannte Einrichtung bei Vorwärtsbewegung des Sattelaufliegers relativ zur Fahrerkabine in der Längsrichtung der Zugmaschine veranlasst wird, den aktiven Zustand einzunehmen mit dem Ziel einer Verringerung des Luftwiderstandes, um den Abstand zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Ende des Sattelaufliegers zu verkürzen. Das Programm P kann in direkt ausführbarer Form oder in komprimierter Form im Speicher 560 und/oder in einem Lese-/Schreibspeicher 550 abgespeichert werden.
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Wird hier die Datenverarbeitungseinheit 510 im Sinne der Ausführung einer bestimmten Funktion beschrieben, bedeutet dies, dass sie einen bestimmten Abschnitt des im Speicher 520 abgespeicherten Programms oder einen bestimmten Abschnitt eines im Lese-/Schreib-Speicher 550 abgespeicherten Programms abarbeitet.
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Die Datenverarbeitungseinrichtung 510 kann mit einem Dateneingang 599 über einen Datenbus 515 kommunizieren. Der nicht-flüchtige Speicher 520 dient für eine Kommunikation mit der Datenverarbeitungseinheit 510 über einen Datenbus 512. Der separate Speicher 560 kommuniziert mit der Datenverarbeitungseinheit über einen Datenbus 511. Der Lese-/Schreib-Speicher 550 ist eingerichtet, über einen Datenbus 514 mit der Datenverarbeitungseinheit zu kommunizieren. Der Dateneingang kann beispielsweise die Anschlüsse aufweisen zur angeschlossenen Steuereinheit 100.
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Werden Daten am Dateneingang 599 empfangen, werden sie zeitweise im zweiten Speicherelement 540 abgelegt. Wenn eingegebene Empfangsdaten zeitweise gespeichert wurden, ist die Datenverarbeitungseinheit 510 eingerichtet, die oben beschriebene Code-Ausführung durchzuführen. Die am Dateneingang empfangenen Daten können durch die Einrichtung 500 verwendet werden, den Sattelauflieger mit einer hinteren aerodynamischen Einrichtung für die Luftwiderstandsreduzierung zu versehen, wobei die Einrichtung eingerichtet ist, einen aktiven Zustand für die Luftwiderstandsreduzierung einzunehmen, indem sie nach hinten vorsteht, und einen passiven Zustand, in dem sie nicht nach hinten vorsteht. Die am Datenanschluss empfangenen Signale können durch die Einrichtung 500 dazu verwendet werden, die genannte Einrichtung zu veranlassen, den genannten aktiven Zustand im Zusammenhang mit einer Vorwärtsbewegung des Sattelaufliegers relativ zur Fahrerkabine in der Zugmaschinenlängsrichtung einzunehmen mit dem Ziel einer Luftwiderstandsverringerung, zur Kürzung des Abstandes zwischen der Fahrerkabine und dem vorderen Ende des Sattelaufliegers.
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Teile der hier beschriebenen Verfahren können durch die Einrichtung 500 durch Mittel der Datenverarbeitungseinheit 510 ausgeführt werden, welche die im Speicher 560 oder im Lese-/Schreibspeicher 550 abgespeicherten Programme abarbeitet. Arbeitet die Einrichtung 500 die Programme ab, werden die hier beschriebenen Verfahren ausgeführt.
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Die obige Beschreibung umfasst zunächst Lastkraftwagen mit Zugmaschinen und Sattelaufliegern, wobei die Zugmaschine mit einer Aufsattelkupplung versehen ist vom schwenkbaren Verbinden der Zugmaschine und des Sattelaufliegers, wobei die Aufsattelkupplung eingerichtet ist, relativ zur Fahrerkabine in der Zugmaschinenlängsrichtung bewegbar zu sein, um zu ermöglichen, dass der Sattelauflieger relativ zur Zugmaschine nach vorne und hinten bewegbar ist. Umfasst ist jedoch auch jede geeignete Einrichtung zur Erzeugung der genannten Bewegung des Anhängers (zum Beispiel Sattelaufliegers) nach vorne oder hinten relativ zu einem Zugwagen, insbesondere einer Zugmaschine. Bei einer Ausführungsform hat der Lastkraftwagen eine bewegbare Zugstange (nicht gezeigt), insbesondere eine Anhängerkupplung oder dergleichen, beispielweise an der Zugmaschine, um so die Bewegung des Anhängers relativ zur Fahrerkabine zu bewirken. Eine andere abgewandelte Ausführungsform sieht eine bewegbare Einrichtung vor, zum Beispiel einen Achszapfen, am Anhänger zur Durchführung einer Bewegung zwischen dem Anhänger relativ zur Fahrerkabine.
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Lastkraftwagen mit Zugmaschinen und einem oder zwei Sattelaufliegern, die relativ zur Fahrerkabine der Zugmaschine bewegbar sind, sind oben beschrieben. Ein Fahrzeug oder Fahrzeugverbund gemäß der Erfindung kann jede geeignete Anzahl von Sattelaufliegern oder Anhängern aufweisen, bei denen relative Bewegungen zwischen einem vorderen Sattelauflieger bzw. Anhänger und der Zugmaschine sowie relative Bewegungen zwischen den Anhängern bzw. mittleren und hinteren Sattelaufliegern stattfinden können.
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Die obige Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung dient nur zur Veranschaulichung und Erläuterung. Sie ist nicht erschöpfend und schränkt die Erfindung auch nicht auf die beschriebenen Varianten ein. Viele Modifikationen und Abwandlungen ergeben sich für die Fachperson ohne weiteres. Die Ausführungsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um die Grundlagen der Erfindung und ihre praktische Anwendungen am besten zu erläutern, sodass eine Fachperson die Erfindung versteht einschließlich unterschiedlicher Ausführungsformen und unterschiedlicher Modifikationen entsprechend dem gewünschten Einsatz.
