NL2007044C2 - Voertuigregelsysteem voor een automatisch gestuurd en tijdens bedrijf langs een vooraf gedefinieerd traject verplaatsbaar voertuig, alsmede een voertuig voorzien van een dergelijk voertuigregelsysteem en tevens een overeenkomende werkwijze. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Voertuigregelsysteem voor een automatisch gestuurd en tijdens bedrijf langs een vooraf gedefinieerd traject verplaatsbaar voertuig, alsmede een voertuig voorzien van een dergelijk voertuigregelsysteem en tevens een overeenkomende 5 werkwijze.

BESCHRIJVING

De uitvinding heeft betrekking op een voertuigregelsysteem voor een automatisch gestuurd en tijdens bedrijf langs een vooraf gedefinieerd traject 10 verplaatsbaar voertuig, waarbij het voertuig is opgebouwd uit tenminste twee gekoppelde voertuigsegmenten en waarbij elk voertuigsegment van tenminste één aanstuurbare as is voorzien.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een voertuig voorzien van een dergelijk voertuigregelsysteem.

15 De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het automatisch sturen van tenminste één aanstuurbare as van een verplaatsbaar voertuig.

Bij openbaarvervoersystemen, en met name bij vervoersystemen waar passagiersbussen worden ingezet, wordt doorlopend gezocht naar nieuwe 20 ontwikkelingen waardoor in met name dichtbevolkte gebieden een snel, comfortabel en hoogfrequent openbaarvervoersysteem kan worden aangeboden aan het publiek.

Een ontwikkeling die reeds vaak wordt toegepast is het aanpassen van de infrastructuur waarbij speciale rijbanen worden aangelegd die alleen bedoeld zijn voor openbaarvervoertransport. Hierdoor kunnen met name in de spitsuren grote 25 passagiersstromen verwerkt worden, waarbij de openbaar vervoermiddelen niet of nauwelijks gehinderd worden door andere vervoersstromen.

Momenteel is er een aanvullende ontwikkeling gaande, waarbij het voertuig geleid en gestuurd wordt langs een vooraf gedefinieerd traject. Het traject is veelal gevormd door een dergelijk voor dit doel gereserveerde rijbaan binnen de al 30 dan niet bestaande infrastructuur, welke in principe uitgesloten is voor overige weggebruikers.

De verplaatsing van een dergelijk geleid en gestuurd voertuig geschiedt bijvoorbeeld door in het wegdek passieve (b.v. magnetische) markers aan 2 te brengen die door een trajectvolgsysteem in het voertuig worden gedetecteerd en op basis waarvan de stuurinrichting van het geleide en gestuurde voertuig eventueel correcties uitvoert op de te volgen richting en snelheid van het voertuig. In plaats van markers in het wegdek zijn ook andere traceersystemen mogelijk, zoals reflectoren 5 en GPS. In bedrijf zal het trajectvolgsysteem een eventuele geconstateerde afwijking van het voertuig ten opzichte het vooraf gedefinieerde traject zoveel mogelijk minimaliseren.

De veiligheid van de in een dergelijk automatisch geleid en gestuurd voertuig vervoerde passagiers is hierbij een belangrijk aandachtspunt. Een dergelijk 10 voertuig dient derhalve voorzieningen te bezitten waardoor gevaarlijke situaties in het geval van storingen in de stuurinrichting worden voorkomen. Met name is het wenselijk dat in het geval van een storing in de stuurinrichting, bijvoorbeeld omdat een deel van de besturing uitvalt, de stuurfunctie van de stuurinrichting (en derhalve ook het trajectvolgsysteem) operationeel blijft.

15 Een ander veiligheidsaspect betreft de veiligheid van passagiers in het voertuig, wanneer het voertuig door een bocht geleid wordt. Een probleem bij uit meerdere segmenten opgebouwde voertuigen volgens de bovenvermelde aanhef is het feit dat tijdens het manoeuvreren door een bocht, het achterste segment niet meer, of gedeeltelijk, het vooraf gedefinieerde traject volgt. Dit kan ertoe leiden dat 20 gevaarlijke situaties ontstaan, aangezien de voertuigsegmenten tijdelijk buiten het vooraf gedefinieerde traject kunnen komen.

De uitvinding beoogt derhalve een verbeterd voertuigregelsysteem volgens bovengenoemde aanhef te verschaffen die de manoeuvreerbaarheid van het uit meerdere voertuigsegmenten opgebouwde voertuig met name bij geleiding door 25 een bocht aanzienlijk verbetert.

Overeenkomstig de uitvinding wordt hiertoe een voertuigregelsysteem alsmede een uit meerdere voertuigsegementen opgebouwd voertuig voorgesteld welke omvat een trajectvolgsysteem bevattende informatie-kenmerken betrekking hebben op het te volgen vooraf gedefinieerd traject, trajectsensor-30 middelen ingericht voor het detecteren van een trajectafwijking van het voertuig ten opzichte van het vooraf gedefinieerde traject en stuurmiddelen ingericht voor het sturen van tenminste één as voor het corrigeren van de geconstateerde trajectafwijking alsmede ten minste één hoekopnemersysteem ingericht voor het detecteren 3 van een hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

Hiermee is het mogelijk om het uit meerdere voertuigsegmenten opgebouwde voertuig nauwkeurig door een bocht te geleiden, waardoor geen voertuigsegmenten bij het vooraf gedefinieerde traject zullen komen.

5 Meer in het bijzonder is overeenkomstig de uitvinding dat het tenminste ene hoekopnemersysteem is ingericht om op basis van de gedetecteerde hoek en een verwachte hoek de stuurmiddelen aan te sturen. Op deze wijze is het mogelijk dat elk voertuigsegment bijgestuurd wordt, zodat elk voertuigsegment het vooraf gedefinieerde traject volgt. Een afwijking van een voertuigsegment ten opzicht 10 van het vooraf gedefinieerde traject is op deze wijze dus niet meer aan de orde.

Overeenkomstig de uitvinding is het mogelijk dat het tenminste ene hoekopenemersysteem bestaat uit tenminste twee hoekopnemers. Op deze wijze wordt op een betrouwbare manier een hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegment gedetecteerd.

15 Daarnaast is het, overeenkomstig de uitvinding, ook mogelijk dat het tenminste ene hoekopnemersysteem, bestaande uit meerdere hoekopnemers, bestaat uit tenminste één of meerdere niet identieke sensoren. Op deze wijze worden betrouwbare hoekmetingen uitgevoerd, omdat eventuele common mode storingen, door bijvoorbeeld secundaire blikseminslag, grondstromen, of electro-statische-20 ontlading, zo min mogelijk invloed uitoefenen op de resultaten van de metingen.

Een andere uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding beschrijft dat tenminste twee hoekopnemers zijn ingericht om complementaire hoeken ten opzicht van elkaar te detecteren. Op deze manier wordt ook een betrouwbaardere meting van de hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten uitgevoerd.

25 Nog een andere uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding beschrijft dat tenminste één van de hoekopnemers bevestigd is op het draaipunt tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

Nog een andere uitvoeringsvorm overeenkomstig de uitvinding beschrijft dat het tenminste ene hoekopnemersysteem een redundante en 30 fouttolerante communicatiebus omvat.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een voertuig voorzien van een voertuigregelsysteem volgens de uitvinding.

Daarnaast heeft de uitvinding ook betrekking op een werkwijze voor 4 het, langs een vooraf gedefinieerd traject, automatisch sturen van tenminste één aanstuurbare as van een verplaatsbaar voertuig, waarbij het voertuig is opgebouwd uit tenminste twee voertuigsegmenten, omvattende de stappen van: - het volgen van een vooraf gedefinieerd traject op basis van informatie-kenmerken; 5 - het detecteren van een trajectafwijking van het voertuig ten opzicht van het vooraf gedefinieerde traject; - het sturen van tenminste één as voor het corrigeren van de geconstateerde trajectafwijking; en - het detecteren van een hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

10 De uitvinding zal nu aan de hand van een tekening nader worden toegelicht, welke tekening achtereenvolgens toont in:

Figuur 1 een schematische uitvoeringsvorm van een automatisch geleid en gestuurd voertuig in een specifiek rijbaanvak;

Figuur 2 een eerste uitvoeringsvorm van een voertuigregelsysteem 15 voor een geleid en gestuurd voertuig overeenkomstig de uitvinding.

Voor een beter begrip van de uitvinding worden in de navolgende figuurbeschrijving de in de verschillende figuren getoonde overeenkomende onderdelen met identieke referentiecijfers aangeduid.

In de figuren 1a tot en met 1c worden situatieschetsen getoond van 20 een automatisch geleid en gestuurd voertuig 20 dat een vooraf gedefinieerd traject 10 volgt en daarbij door een voertuigregelsysteem wordt geregeld. Het voertuig 20 wordt door middel van een voertuigregelsysteem automatisch geleid en bestuurd en kan in principe zonder chauffeur worden bedreven.

Bij een openbaar transportsysteem waarbij een voertuig 20 25 automatisch geleid en gestuurd wordt door een voertuigregelsysteem ondersteund door noodzakelijke stuur- en regelapparatuur, is het te volgen traject veelal een voor overige weggebruikers niet-bedoeld rijbaanvak dat in de figuren 1a-1c wordt aangeduid met het referentiecijfer 10. De rijbaan 10 is daarbij veelal opgedeeld in een aantal deelgebieden 11-12-13 welke gebruikt worden door het 30 trajectvolgsysteem van het voertuig 20. Aan weerszijden van de rijbaan 10 zijn een tweetal rijstroken 12 gedefinieerd waartussen het voertuig 20 zich dient te verplaatsen. De rijstroken 12 kunnen beschouwd worden als een verboden gebied voor het voertuig 20 en zijn derhalve ook als zodanig bekend bij het 5 trajectvolgsysteem van het voertuigregelsysteem. Met het referentiecijfer 13 wordt een tussengebied aangeduid, terwijl het daadwerkelijke traject wordt aangeduid met het referentiecijfer 11.

Bij een normaal bedrijf van het trajectvolgsysteem en het 5 voertuigregelsysteem kan c.q. mag het voertuig 20 tijdens de normale verplaatsing langs het vooraf gedefinieerde traject zich in het baanvak 11 bevinden c.q. verplaatsen.

Figuur 1a wordt aangeduid als een normale bedrijfssituatie waarbij het voertuig 20 zich langs het vooraf gedefinieerde traject in het baanvak 11 10 verplaatst.

In het algemeen bezit het voertuigregelsysteem van een automatisch geleid en gestuurd voertuig 20 een trajectvolgsysteem waarin zijn opgeslagen informatiekenmerken of routepunten van het te volgen traject. Veelal is een dergelijk trajectvolgsysteem voorzien van een afbeelding of kaart waarop de te volgen route of 15 het traject door middel van routepunten is geprojecteerd. Daarnaast is de stuurinrichting voorzien van zogenoemde trajectsensormiddelen die tijdens de verplaatsing van het automatische geleide en gestuurde voertuig 20 langs het vooraf gedefinieerde traject in het baanvak 11 de positie van het voertuig vaststellen ten opzichte van de te volgen route of traject.

20 Bijvoorbeeld kunnen in het wegdek passieve (b.v. magnetische) markers aangebracht zijn, die door trajectsensormiddelen in het voertuig 20 worden gedetecteerd. In plaats van markers in het wegdek zijn ook andere traceersystemen mogelijk, zoals reflectoren en GPS. De door de trajectsensormiddelen gedetecteerde positie wordt gebruikt om een eventuele trajectafwijking te bepalen op basis waarvan 25 noodzakelijke stuursignalen worden gegenereerd voor de stuurmiddelen voor het corrigeren van de trajectafwijking van het voertuig.

Een trajectafwijking die onverantwoord groot is, wordt getoond in figuur 1b waarbij het voertuig 20' door onbekende oorzaak in het trajectgebied 13 terecht komt welke afwijking zal worden gedetecteerd en vervolgens zal worden 30 gecorrigeerd door het genereren van geschikte corrigerende stuursignalen aan het voertuigregelsysteem en door een remmende actie op de wielen van het voertuig. Op deze wijze zal het voertuig 20' continu bijgestuurd worden zodat het voertuig het vooraf gedefinieerde traject zal volgen in het trajectbaanvak 11.

6

Figuur 1c toont een situatie waarbij het voertuig 20' door onvoorziene omstandigheden dusdanig van het vooraf gedefinieerde traject is afgeweken dat dit tot een gevaarlijke verkeerssituatie leidt. Veelal ontstaat een dergelijke situatie door het uitvallen van (een deel van) het voertuigregelsysteem 5 waardoor het voertuig ongeleid wordt en zodoende van zijn vooraf gedefinieerde traject gaat afwijken.

Indien de snelheid van het voertuig 20' op het moment van het verlies of wegvallen van de besturing hoog is, kan de afwijking van het vooraf gedefinieerde traject (het trajectvak 11) onaanvaardbaar groot zijn, waardoor 10 ongelukken onvermijdelijk zijn. In een dergelijke situatie is het wenselijk dat het dan ongeleide voertuig zo snel mogelijk tot stilstand wordt gebracht.

In Figuur 2 wordt een uitvoeringsvorm getoond van een voertuigregelsysteem 40 dat geïmplementeerd is in een uit meerdere voertuigsegmenten 20a-20b samengesteld voertuig 20 dat, zoals getoond in Figuur 15 1, automatisch geleid kan worden langs een vooraf gedefinieerd traject.

Figuur 2 toont een situatieschets waarbij het uit meerdere voertuigsegmenten opgebouwde automatisch geleide voertuig 20, zich in een bocht bevindt.

Zoals hiervoor reeds geschetst is het lastig een uit meerdere 20 voertuigsegmenten opgebouwd automatisch geleid voertuig 20 langs een bocht te geleiden zonder dat dit ertoe leidt dat gevaarlijke situaties ontstaan, aangezien voertuigsegmenten teidelijk buiten het vooraf gedefinieerde traject kunnen komen. Om dit te voorkomen is het wenselijk dat alle voertuigsegment continu aangestuurd worden op basis van een gedetecteerde hoek tussen twee aanééngesloten 25 voertuigsegmenten en een verwachte hoek op basis van het vooraf gedefinieerde te volgen traject.

Het voertuig 20 is opgebouwd uit twee voertuigsegmenten 20a-20b die door middel van een koppeling 21 met elkaar zijn verbonden. Elk voertuigsegment 20a-20b is voorzien van tenminste één aanstuurbare as 22a-22b 30 respectievelijk 22c, welke aanstuurbare assen elk zijn voorzien van twee wielen 23 (aan beide zijden van het voertuig).

Overeenkomstig de uitvinding omvat het voertuigregelsysteem 40 tenminste één hoekopnemersysteem 24 welke is ingericht voor het detecteren van de 7 hoek tussen de twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

De door de hoekopnemersysteem gedetecteerde hoek tussen de twee aanééngesloten voertuigsegmenten 20a-20b maakt het overeenkomstig de uitvinding mogelijk om zodoende het voertuig 20 en in het bijzonder elk 5 voertuigsegment 20a-20b bij te sturen, zodat elk voertuigsegment een minimale afwijking heeft ten opzicht van het vooraf gedefinieerde te volgen traject.

Met behulp van het voertuigregelsysteem 40 stuurt het hoekopnemersysteem tenminste één van de aanstuurbare assen 22a-22b-22c aan zodat door het draaien van de betreffende wielen 23 het betreffende 10 voertuigsegment het vooraf gedefinieerde te volgen traject volgt.

Meer in het bijzonder detecteert het tenminste ene hoekopnemersysteem 24 op verschillende manieren de hoek tussen de twee verschillende voertuigsegmenten 20a-20b en vergelijkt deze hoek met een verwachte hoek op basis van het vooraf gedefinieerde te volgen traject. Op basis van deze 15 vergelijking stuurt het hoekopnemersysteem via het voertuigregelsysteem tenminste één aanstuurbare as 22a-22b-22c aan.

20

Claims (10)

1. Voertuigregelsysteem voor een automatisch gestuurd en tijdens bedrijf langs een vooraf gedefinieerd traject verplaatsbaar voertuig, waarbij het 5 voertuig is opgebouwd uit tenminste twee gekoppelde voertuigsegmenten en waarbij elk voertuigsegment van tenminste één aanstuurbare as is voorzien, omvattende: een trajectvolgsysteem bevattende informatie-kenmerken betrekking hebbende op het te volgen vooraf gedefinieerde traject; trajectsensormiddelen ingericht voor het detecteren van een 10 trajectafwijking van het voertuig ten opzichte van het vooraf gedefinieerde traject; stuurmiddelen ingericht voor het sturen van tenminste één as voor het corrigeren van de geconstateerde trajectafwijking; en ten minste één hoekopnemersyteem ingericht voor het detecteren van een hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

2. Voertuigregelsysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hoekopnemersysteem is ingericht om op basis van de gedetecteerde hoek en een verwachte hoek de stuurmiddelen aan te sturen.

3. Voertuigregelsysteem volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat het hoekopenemersysteem bestaat uit ten minste twee hoekopnemers.

4. Voertuigregelsysteem volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de hoekopnemers onderling bestaan uit tenminste één of meerdere niet identieke sensoren.

5. Voertuigregelsysteem volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat de ten minste twee hoekopnemers zijn ingericht om complementaire hoeken ten 25 opzichte van elkaar te detecteren.

6. Voertuigregelsysteem volgens één van de conclusies 3-5, met het kenmerk, dat ten minste één van de hoekopnemers bevestigd is op het draaipunt tussen de twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

7. Voertuigregelsysteem volgens één of meer van de voorgaande 30 conclusies, met het kenmerk, dat het hoekopnemersysteem een redundante en fouttolerante communicatiebus omvat.

8. Voertuig voorzien van een voertuigregelsysteem volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

9. Werkwijze voor het, langs een vooraf gedefinieerd traject, automatisch sturen van tenminste één aanstuurbare as van een verplaatsbaar voertuig, waarbij het voertuig is opgebouwd uit tenminste twee voertuigsegmenten, omvattende de stappen van: 5. het volgen van een vooraf gedefinieerd traject op basis van informatie-kenmerken; het detecteren van een trajectafwijking van het voertuig ten opzichte van het vooraf gedefinieerde traject; het sturen van tenminste één as voor het corrigeren van de 10 geconstateerde trajectafwijking; en het detecteren van een hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij het sturen van de tenminste één as voor het corrigeren van de geconstateerde trajectafwijking, wordt uitgevoerd 15 op basis van de gedetecteerde hoek en de verwachte hoek tussen twee aanééngesloten voertuigsegmenten. 20