AT521325A2 - Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von automatisch fahrenden - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von automatisch fahrenden Download PDF

Info

Publication number
AT521325A2
AT521325A2 ATA50970/2017A AT509702017A AT521325A2 AT 521325 A2 AT521325 A2 AT 521325A2 AT 509702017 A AT509702017 A AT 509702017A AT 521325 A2 AT521325 A2 AT 521325A2
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
lateral control
distance
detection
vehicle
lateral
Prior art date
Application number
ATA50970/2017A
Other languages
English (en)
Inventor
Ing Dr Techn Gerfried Cebrat Dipl
Original Assignee
Ing Dr Techn Gerfried Cebrat Dipl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ing Dr Techn Gerfried Cebrat Dipl filed Critical Ing Dr Techn Gerfried Cebrat Dipl
Publication of AT521325A2 publication Critical patent/AT521325A2/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18109—Braking
    • B60W30/18127—Regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/0097—Predicting future conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/3453—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments
    • G01C21/3469—Fuel consumption; Energy use; Emission aspects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

Durch die vorgestellte Erfindung werden die Kosten für das autonome Fahren verringert in dem die Position relativ zu linienförmiger Infrastruktur zur lateralen wie longitudinalen Fahrzeugsteuerung benutzt wird. Die laterale Distanz wird über eine Vermessung eines linienförmigen Infrastrukturelements wie z.B. eines Fahrdrahtes oder einer Stromleitung bestimmt und wird zusammen mit einem Vergleich der aktuellen mit der Soll-Orientierung des Fahrzeuges herangezogen um die Fahrrichtung zu korrigieren. Die über Marker verbesserte Odometrie erlaubt die Bestimmung der longitudinalen Position relativ zu folgenden potentiellen starken Verzögerungen oder Halten für das taktische Energiemanagement, wodurch Endenergie eingespart wird.

Description

Zusammenfassung
Durch die vorgestellte Erfindung werden die Kosten für das autonome Fahren verringert in dem die Position relativ zu linienförmiger Infrastruktur zur lateralen wie longitudinalen Fahrzeugsteuerung benutzt wird. Die laterale Distanz wird über eine Vermessung eines linienförmigen Infrastrukturelements wie z.B. eines Fahrdrahtes oder einer Stromleitung bestimmt und wird zusammen mit einem Vergleich der aktuellen mit der Soll-Orientierung des Fahrzeuges herangezogen um die Fahrrichtung zu korrigieren. Die über Marker verbesserte Odometrie erlaubt die Bestimmung der longitudinalen Position relativ zu folgenden potentiellen starken Verzögerungen oder Halten für das taktische Energiemanagement, wodurch Endenergie eingespart wird.
Fig. 1
1/16 / 18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur
Verfahren und Vorrichtung zur Information über den voraussichtlichen Energiebedarf programmgesteuerter Haushaltsgeräte
Beschreibungseinleitung
Bei der Umstellung auf Elektromobilität sind entweder große Investitionen in Traktionsbatterien oder in Oberleitungen notwendig, wodurch bei der Umstellung besonders von Schwerfahrzeugen wie Bussen mit VKM die Gesamtkosten bei sonst unveränderten Kostenanteilen ansteigen werden. Dies behindert die Ausbreitung des elektrischen Antriebes, und damit den Umstieg von fossilen auf erneuerbare Energieträger. Bei der Nutzung von Oberleitungen oder Stromschienen ist jedoch eine indirekte Führungsmöglichkeit vorhanden, mithilfe derer ein automatischer Fährbetrieb mit transversaler Kontrolle möglich wird und die Kosten für die Fahrerin eingespart werden können. Der Lösungsansatz wird hier auf alle zusätzlich zu Längs kettenwerken für die Stromversorgung von Straßenbahnen oder Oberleitungsbussen nutzbaren linienförmigen Infrastrukturelement ausgedehnt welche besonders im städtischen Straßenraum vorhanden sind.
- Stromleitungen über bzw. in der Mitte der Fahrbahn
- Verbindungsleitungen zwischen Straßenlampen
- Schienen
Dazu kommen noch Oberleitungen für die so genannten elektrischen Highways, welche Ballungszentren untereinander
3/16
2/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur bzw. mit Umschlagspunkten (Schiff-LKW oder Bahn-LKW) verbinden.
Stand der Technik
Für die laterale Führung von Fahrzeugen sind hochgenau GPSSysteme erforderlich, welche bei Abschattung von Satelliten z.B. durch hohe Gebäude, Verkehrsbauwerke etc. versagen. Eine rein auf Kameras basierte Steuerung - wie z.B. in CN206231472 (U) - Unmanned bus verwendet - wird die Anforderungen im Öffentlichen Verkehr in Bezug auf die Sicherheit bei höheren Geschwindigkeiten nicht erfüllen können. CN105788320 (A) - Highway truck monitoring system based on catenary electric propulsion technology and method thereof stellt ein System vor, das den Winkel des Stromabnehmers zur Steuerung benutzt. Durch die nacheilende Erfassung ist aber keine ausreichende Regelungsqualität gegeben.
Bei selbstlernenden Systemen sind umfangreiche Testfahrten nötig und selbst dann kann nicht ausgeschlossen werden dass alle Situationen richtig erkannt werden können. Durch eine Sensorfusion und die Verwendung bildgebender Verfahren außerhalb des sichtbaren Lichts erwachsen höhere Kosten nicht nur für die Hardware, sondern auch für die Validierung der logischen Verknüpfung der Ergebnisse.
Bei so genannten Spurbussen sind mehrere Führungsmöglichkeiten erprobt worden. Einerseits die Zwangsführung über Rollen die entlang einer vertikalen Oberfläche
4/16 / 18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur abrollen, andererseits über optische, oder induktive Einrichtungen [https://de.wikipedia.org/wiki/Spurbus].
Wenn zumindest die laterale Führung der Fahrzeuge sicher gemacht werden kann, benötigt es nur mehr eine Bestimmung der Entfernung zu möglichen Hindernissen, bzw. Trajektorien von möglichen Kollisionspartnern.
Das eHighway-System von Siemens nutzt einen Laserscanner welcher unterhalb des vorderen Kennzeichnens montiert ist und die Oberleitung abbildet. Zusätzlich wird über einen Sensor die Lage des Mittelarms überwacht [https://www.zukunft-mobilitaet. net/9593/zukunft-desautomobil s/elektromobil it aet/ehighway-s lernens-hybrid-ikwelektroantrieb/].
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es den Lenkwinkel abhängig von Messungen des Abstandes eines Fahrzeugpunktes zu Fahrdrähten (Oberleitung), einer längs der Straße geführten Leitung oder zu (Strom-)Schiene im Grundriss zu bestimmen, und damit eine sichere und - falls vorhanden - für Fahrgäste komfortable Spurführung in einem autonomen Fahrzeug nach J3016 Stufe 5 zu ermöglichen. Dabei müssen Szenarien berücksichtigt werden wo eine freie Sicht nach vorne behindert ist, was besonders dann der Fall ist wenn die Sensoren nahe der Fahrbahnoberfläche angeordnet sind um die Oberleitung weiter voraus entsprechend abbilden zu können.
5/16
4/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur
Ziel der vorgestellten Erfindung ist es die laterale und auch die longitudinale Steuerung der selbst fahrenden Fahrzeuge präziser zu machen indem auf der Basis der Infrastruktureinrichtungen über oder unter dem Fahrzeug verlaufende Einrichtungen virtuelle Lenkkurven konstruiert werden und Abweichungen davon gemessen werden, auch wenn diese Infrastruktureinrichtungen vom Fahrzeug nicht zur Energieversorgung genutzt werden oder genutzt werden können.
Lösung der gestellten Aufgabe
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an mindestens zwei Stellen im Grundriss des Fahrzeuges bzw. im Falles eines Gelenkbusses vorteilhafterweise des Vorderwagens der Abstand zum Grundriss der stromführenden Einrichtung benutzt wird um den Lenkwinkel des Fahrzeuges zu bestimmen. Bei LKW mit luftgefederter Fahrerkabine ist es möglich die relativen Bewegungen über einen Gyro-SensorSysteme (meist mit Beschleunigungssensoren) herauszurechnen wenn eine Befestigung der Sensoren direkt am Fahrzeugrahmen nicht möglich ist. Da Fahrdrähte aus geraden Segmenten bestehen, wird die so genannte Lenkkurve welche die Position in der Mitte der Vorderachse abbildet durch eine Interpolation zwischen den geraden Eelementen der Infrastruktur erzeugt, welche Sprünge im Winkel (Tangente) vermeidet. Zusätzlich sollen Stellen wo über den Stromabnehmer aufgebrachte Kräfte ein Auslenken des Fahrdrahtes bewirken erkannt werden und eine geschwindigkeitsabhängige Korrektur der Abweichung zur
6/16
5/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur virtuellen Lenkkurve erfolgen. Dies ist auch nötig wenn die laterale Entfernung des Fahrzeuges im Grundriss nicht durch eine stereoskopische Methode bestimmt wird, sondern die Höhe des Fahrdrahtes im unbelasteten Zustand bekannt ist. Durch das Erkennen von Abspannungen des Fahrdrahtes, Weichen oder Markern, kann in Verfeinerung der GPS-Position bzw. durch Kalibrierung einer Odometrie auch die absolute Position ermittelt werden und darauf aufbauend eine virtuelle Kurve für die Schleppkurve, welche von der Linie der Oberleitung abweicht. Damit ist es möglich baulich induzierte Führungen der Oberleitung zu korrigieren. Über ein Herausrechnen der Bewegung des Fahrzeuges über den Lenkwinkel können die Veränderungen bei der Lenkkurve bestimmt werden und darauf aufbauend die Fahrzeugorientierung, wie sie für die Berechnung der Schleppkurve nötigt ist. Über den zweiten Messpunkt im hinteren Teil des Fahrzeuges ist es nun möglich den Sollwert aus der Berechnung der Soll-Schleppkurve mit dem Istwert zu vergleichen und ebenso wie die laterale Abweichung des vorderen Messpunktes zur Regelung des Lenkwinkels heranzuziehen. Während der Vorbereitung des Einsatzes können die Einflussfaktoren für die beiden Regelgrößen in einer Monte-Carlo Simulation optimiert werden.
Vorteilhafterweise wird der Lenkwinkel auch mit der SollQuerbeschleunigung und weiteren Daten des Fahrzeuges unter Nutzung des linearen Einspurmodells, oder bei größeren Wankbewegungen unter Nutzung von erweiterten
7/16
6/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur
Einspurmodellen oder Mehrspur- bzw. im Fale von Gelenkbussen auch Mehrmassenmodellen bestimmt.
Zur Erhöhung der Sicherheit können sowohl die Sensoren, als auch die Rechner mehrfach ausgeführt werden. Idealerweise werden die Auswerteprogramme von unterschiedlichen Gruppen programmiert und ein Master-Controller mittelt die Ergebnisse, falls zwei gültige Lösungen ermittelt wurden. Denkbar ist auch ein zwei-aus-drei System wobei die zwei Lösungen gemittelt werden welche am nächsten beieinander liegen.
Bei einer zeitlich hochauflösenden Korrektur der Lenkkurve auf der Basis einer Messung im Frontbereich des Fahrzeuges kann auf die Zusatz korrektur über die Orientierung des Fahrzeuges mit einem zweiten Messpunkt (oder eine Bestimmung durch einen hochpräzisen Gyro- oder Erdmagnetfeld-Sensor) verzichtet werden.
Effekte der Erfindung und Unteransprüche
Durch die Erfindung ist es möglich die bereits vorhandene Infrastruktur zu nutzen um eine Sollfahrlinie zu bestimmen. Damit wird ein langwieriges Einlernen einer Fahrzeugsteuerung überflüssig und es kann mit einfachen Sensoren das Auslangen gefunden werden die den Abstand zu potentiellen Hindernissen ermitteln, bzw. auch deren Trajektorien ermitteln, wenn eine Kollision vermutet werden kann.
Als Zusatznutzen der Erkennung der Position auf der Strecke kann auch eine Steuerung der Längsdynamik abgeleitet werden
8/16
7/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur um die Rekuperation effizienter zu machen, bzw. den Antriebsbedarf zu minimieren.
Durch die Beeinflussung der Glättung der Linien der geraden Fahrdrahtelemente kann eine Schleppkurve definiert werden die minimale Querbeschleunigungen hervorruft und den Fahrkomfort verbessert.
Die vorgestellte Erfindung kann nicht nur bei Oberleitungsbussen, sondern auch bei elektrischen Zugmaschinen oder LKW genutzt werden. Sie kann aber auch bei mit VKM angetriebenen Fahrzeugen genutzt werden, wenn über der Fahrbahn Stromkabel laufen. Bei hybriden Fahrzeugen ist es durch das prädiktive taktische Energiemanagement möglich das Überladen der Energiespeicher vor potentiellen Verzögerungen und Halten zu vermeiden.
Aufzählung und Kurzbeschreibung der gegebenenfalls vorhandenen Zeichnungsfiguren
Fig. 1 zeigt einen Grundriss des Fahrzeuges mit beispielhaften Messgrößen, Verlauf der Oberleitung und daraus abgeleiteter geglätteter Lenkkurve.
Fig.2 zeigt den beispielhaften Ablauf des Verfahrens und die Systemarchitektur zur Implementierung der Ansprüche der Erfindung. Die Vermessung kann mithilfe von bildgebenden Verfahren erfolgen, wobei eine Zuordnung der virtuellen Lenkkurve zu jedem Punkt der Oberleitung erfolgt. Eine Odometrie kann dabei bei jedem Hänger, Tragseil, Übergangsteilen oder Kreuzung des Längskettenwerkes und/oder Umlenkung des Fahrdrahtes neu starten, womit der
9/16
8/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur
Fehler gering bleibt. Zusätzlich wäre es möglich ProximityRFID Tags am Längskettenwerk und/oder bei den Unterwerken zu befestigen welche entweder im ersten Falle mit einem am Stromabnehmer befestigte sehr nahen Reader oder vorteilhafterweise fern der Funkenstrecke des Stromabnehmers mit einem Reader am Kopf des Fahrzeuges ausgelesen werden.
Fig. 3 zeigt die Möglichkeit der Kalibrierung der Odometrie über im GIS-Systeme verortete geometrische Marker.
Bei einer gekrümmten Stromschiene kann diese bereits so verlegt werden, dass sie als Lenkkurve genutzt werden kann. Über den Vergleich mit der realen oder virtuellen Lenkkurve werden Regelgrößen produziert welche die Stellgröße Lenkwinkel beeinflussen. Zusätzlich zur Abweichung der tatsächlich vorhandenen vorderen Position des Fahrzeuges im Vergleich zur gewünschten Lenkkurve kann auch ein Vergleich der Orientierung des Fahrzeuges in die Korrektur des Lenkwinkels Eingang finden. Dies ist umso mehr nötig desto größer der Zeitbedarf für die Messungen bzw. Anpassung des Lenkwinkels ist.
Die laterale und longitudinale Steuerung ist unabhängig davon, ob das Fahrzeug mit Energie aus dem Fahrdraht versorgt wird, oder eingebaute Energiespeicher nutzt. Bei Strecken ohne Fahrdraht und ohne Stromleitung würde allerdings der Vorteil der weniger komplexen Sensorik wegfallen, weswegen unproduktive Fahrten entweder mit Fahrzeugführerin bzw. ohne Fahrgäste durchgeführt werden sollen um den Kostenvorteil weniger komplexer Systeme
10/16
9/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur wahren zu können. Alternativ kann auch an diesen Strecken ohne Oberleitung (und ohne Stromleitungen u.a. auch für die Straßenbeleuchtung) eine optische oder induktive Leiteinrichung in die Fahrbahn integriert werden.
In Fig. 4 wird die Systemarchitektur der prädiktiven longitudinalen taktischen Steuerung gezeigt, wobei das Verfahren über die Erfassung des Besetzungsgrades verbessert werden kann, entweder über Sensoren in Sitzen oder Messung des Drucks im Federungssystem. Es kann zusätzlich beim Energiemanagement - je nach Anforderung mehr oder weniger Energie für die thermische Konditionierung zur Verfügung gestellt werden. Bei Sensoren in Sitzen kann auch eine bedarfsgesteuerte Sitzheizung verbaut werden welche (auch) nicht in das Netz einspeisbare rekuperierte Bremsenergie nutzt.
11/16
10/18
Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur

Claims (6)

  1. Ansprüche
    1. Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur, dadurch gekennzeichnet dass die laterale Kontrolle und damit Bestimmung des Lenkwinkels des Fahrzeuges über eine Differenzmessung in der Projektion zur linienförmigen Infrastrukturvorrichtung aus Fahrdraht, Schiene oder sonstiger über der Fahrbahn abgehängter Leitung an mindestens einem Punkt der Fahrzeuges erfolgt.
  2. 2. Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die laterale Kontrolle zusätzlich eine zweite Differenzmessung benutzt - nämlich die Abweichung der Orientierung des Fahrzeuges von der Orientierung anhand der gewünschten Lenkkurve.
  3. 3. Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Soll-Lenkkurve durch Interpolation der geraden Elemente der linienförmigen Elemente zur Energieübertragung ermittelt wird, welche über ein digitales Modell der Elemente erfolgt.
  4. 4. Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur nach Anspruch 3, wobei die Position im Modell über eine Positionsbestimmung
    15/16
    11 / 18
    Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die
    Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur erfolgt, welche die GPS-Position durch die Erkennung von Einrichtungen aus RFID-Tags, Abspannungen, Markern und Weichen verfeinert.
  5. 5. Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über die Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur nach Anspruch 3 oder 4 wobei über mathematische Zusammenhänge eine SollSchleppkurve innerhalb der möglichen Grenzen so definiert wird, dass die Querbeschleunigungen für die Fahrgäste minimiert werden.
  6. 6. Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass zur longitudinale Steuerung die Position auf der Route dazu genutzt wird um den Energiebedarf zu minimieren und das Fahrzeug auf Langsamfahrsteilen und Zwangshalte hinrollen zu lassen, wobei vorteilhafterweise das Ausrollen früher gestartet wird, sofern es die Fahrplanlage erlaubt.
    16/16
    12/18
    Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von Fahrzeugen über di
    Erkennung des Abstandes von linienförmiger Infrastruktur
ATA50970/2017A 2014-06-11 2017-11-22 Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von automatisch fahrenden AT521325A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT504052014 2014-06-11
ATA50448/2015A AT516448B1 (de) 2014-06-11 2015-06-02 Verfahren zur topographieabhängigen Minimierung des Energiebedarfs von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb oder Hybridantrieb durch modellbasierte Optimierung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT521325A2 true AT521325A2 (de) 2019-12-15

Family

ID=55907731

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50448/2015A AT516448B1 (de) 2014-06-11 2015-06-02 Verfahren zur topographieabhängigen Minimierung des Energiebedarfs von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb oder Hybridantrieb durch modellbasierte Optimierung
ATA50970/2017A AT521325A2 (de) 2014-06-11 2017-11-22 Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von automatisch fahrenden

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50448/2015A AT516448B1 (de) 2014-06-11 2015-06-02 Verfahren zur topographieabhängigen Minimierung des Energiebedarfs von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb oder Hybridantrieb durch modellbasierte Optimierung

Country Status (1)

Country Link
AT (2) AT516448B1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113147413B (zh) * 2021-05-20 2022-09-20 武汉理工大学 一种轮毂电机差动转向车辆能量回收的方法、装置和系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050027553A1 (en) * 2003-06-19 2005-02-03 Samet Vanessa J. Semi-custom furniture design system and apparatus
US7360615B2 (en) * 2004-06-09 2008-04-22 General Motors Corporation Predictive energy management system for hybrid electric vehicles
US8938327B2 (en) * 2012-05-04 2015-01-20 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for transitioning between driveline braking modes
WO2013167149A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 Volvo Lastvagnar Ab Energy management system and fuel saving method for a hybrid electric vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
AT516448A1 (de) 2016-05-15
AT516448B1 (de) 2021-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2646271B1 (de) System für das automatische an- und abdrahten eines oberleitungsfahrzeuges während der fahrt
DE102016200792B4 (de) Verfahren und System zum Ermitteln von Daten für eine fahrerlose Fahrt eines Kraftfahrzeugs
EP3266638A1 (de) Automatisiertes ansteuern einer sollfahrspur zur kontinuierlichen versorgung mit elektrischer energie
EP2644432B1 (de) Nicht schienengebundenes Fahrzeug
WO2018104454A2 (de) Verfahren, vorrichtung und bahnfahrzeug, insbesondere schienenfahrzeug, zur hinderniserkennung im bahnverkehr, insbesondere im schienenverkehr
DE112019000259B4 (de) Fahrzeugbewegungssteuereinrichtung
DE102008002598A1 (de) Vorrichtung zur semiautonomen Unterstützung der Lenkbewegung eines Fahrzeuges
DE102014224099A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von mehreren Fahrzeugen
DE102015206439A1 (de) System und Verfahren zum Assistieren eines oder mehrerer autonomer Fahrzeuge
CN110807412B (zh) 一种车辆激光定位的方法、车载设备和存储介质
EP2165917B1 (de) Spurführungssystem
DE102015222926A1 (de) Automatisches Parken
WO2018083005A1 (de) Verfahren zum betreiben eines teilautonomen oder autonomen kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug
DE102017212376A1 (de) Verfahren und System zum Detektieren eines freien Bereiches innerhalb eines Parkplatzes
DE102015202469B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung eines Risikos einer Kollision zwischen zwei auf einem Parkplatz fahrenden Fahrzeugen
EP3109086A1 (de) Transportsystem
DE102017108659A1 (de) Automatisches und kollaboratives Versorgungssystem
EP3170692B1 (de) Verfahren und einrichtung zur ermittlung wenigstens einer fahrzeugindividuellen energiemenge
AT521325A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur lateralen Steuerung von automatisch fahrenden
DE102018213007A1 (de) Verfahren zum Erstellen einer Parkhauskarte für Valet-Parking
DE102019134967A1 (de) Verfahren zum Erzeugen einer Trajektorie für ein Fahrzeug
DE102014218946A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung wenigstens eines Stromabnehmers eines Fahrzeugs
DE102021210476A1 (de) System zur Zustandsüberwachung von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen
WO2021144223A1 (de) STRAßENGEFÜHRTES KRAFTFAHRZEUG UND VERFAHREN ZUM ANBÜGELN EINES STROMABNEHMERS EINES STRAßENGEFÜHRTEN KRAFTFAHRZEUGES
EP3455689A1 (de) Verfahren und system zur führung von mechanisch gekoppelten oder frei folgenden zug- und fahrzeugverbänden ohne mechanische schiene