NL9400843A - Stelsel voor het bepalen van de stabiliteit van een voertuig. - Google Patents

Description

Stelsel voor het bepalen van de stabiliteit van een voertuig

De uitvinding heeft betrekking op het gebied van de bepaling van de dwarsstabiliteit van voertuigen, die in het bijzonder maar niet uitsluitend bestemd zijn voor het vervoeren van ladingen die een zekere beweeglijkheid bezitten. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een systeem waarmee het kantelen van voertuigen en voertuigcombina-ties kan worden voorkomen, doordat maatregelen zijn getroffen om de bestuurder van het betreffende voertuig tijdig te waarschuwen in situaties waarin het voertuig het kantelpunt dreigt te naderen. Verder biedt de uitvinding de mogelijkheid om, door analyse van een aantal ritgege-vens achteraf, de bestuurders van voertuigen verder op te leiden en te trainen.

Een lading met een zekere beweeglijkheid is bijvoorbeeld een lading vloeistof zoals olie, vloeibaar gas, melk, wijn, water en andere vloeistoffen. Vloeibare ladingen worden over het algemeen getransporteerd met behulp van tankauto's die meestal zijn uitgevoerd als trekker-oplegger-combinaties of vrachtwagencombinaties, waarvan het dynamisch gedrag om verschillende redenen moeilijk is te voorspellen. Het dynamisch gedrag van een voertuig wordt in de eerste plaats bepaald door verschillende voertuigparameters zoals afmetingen, type, banden, gewicht, zwaartepunt-hoogte, spoorbreedte en andere. In het bijzonder leiden stuurbekrachtiging en luchtvering tot een zekere "ongevoeligheid" van de bestuurder met betrekking tot de voertuigreacties.

Naast de eigenlijke voertuigparameters is de belading van het voertuig een belangrijke factor, waar de bestuurder zich van tevoren op moet instellen. Een voertuig in lege toestand gedraagt zich beduidend anders dan een voertuig met volle belading. Verder heeft met name de bewegingsvrijheid van de lading invloed op het dynamisch gedrag. Het gedrag van een vloeistoflading is voor de bestuurder vaak moeilijk te voorspellen (ervaring speelt een grote rol), hetgeen tot een verdere onberekenbaarheid van het voertuig leidt.

Tijdens het afremmen van het voertuig zal de lading de neiging hebben om naar voren te bewegen en deze beweging leidt ertoe dat de rem-kracht zal moeten worden vergroot of de remkrachtverdeling zal moeten worden aangepast om dezelfde voertuigvertraging te kunnen handhaven. Bij het nemen van een bocht of bij een niet horizontaal wegdek zal de lading in dwarsrichting gaan bewegen en dat kan ertoe leiden dat het voertuig in een situatie komt waarin voldaan wordt aan alle voorwaarden om het voertuig te doen kantelen. De bewegingen van de lading in lengterichting van het voertuig zijn weliswaar bijzonder hinderlijk maar de bestuurder heeft in elk geval de mogelijkheid om daarop adequaat te reageren. De bewegingen in dwarsrichting zijn echter in hoge mate onvoorspelbaar en kunnen, zoals boven al gezegd, een zodanige invloed hebben op de dwars-stabiliteit van het voertuig dat kantelen van het voertuig nagenoeg onvermijdelijk wordt. De uitvinding houdt zich in het bijzonder bezig met deze dwarsstabiliteit.

Niet alleen vloeistoffen maar ook ladingen bestaande uit materiaal dat meer of minder kan "stromen", zoals diverse soorten poeders, granen en andere stoffen die in hoofdzaak in bulk worden vervoerd, vallen binnen de boven gebezigde term "lading met een zekere beweeglijkheid". Ook bij dergelijke ladingen is het dynamisch gedrag van het voertuig juist als gevolg van de beweeglijkheid van de lading tenminste gedeeltelijk onvoorspelbaar, in het bijzonder als het gaat om bewegingen van de lading in dwarsrichting van het voertuig.

De uitvinding heeft overigens niet alleen betrekking op bulk-ladin-gen. Voor andere ladingen met een zekere beweeglijkheid kan worden gewezen op het veetransport, zoals het transport van varkens, paarden, schapen, koeien en dergelijke. Zeker als de dieren nog enige bewegingsvrijheid bezitten is het niet ondenkbaar dat de dieren, om welke reden dan ook, binnen de laadruimte gaan bewegen naar de ene of de andere zijde van het voertuig waardoor het zwaartepunt van de lading verschuift hetgeen, zoals duidelijk zal zijn, een directe invloed heeft op het dynamisch gedrag van het voertuig zodanig dat ook in dit geval de bestuurder te maken krijgt met een zekere onberekenbaarheid van het voertuig.

Andere ladingen die een zekere beweeglijkheid kunnen bezitten zijn ladingen kisten, pakjes of dozen. Dergelijke ladingen worden vaak vervoerd op pallets door voertuigen die telkens een deel van hun lading bij verschillende adressen moeten afleveren. Daarbij kan het voorkomen dat er door het verwijderen van een deel van de lading een ongelijkmatige en van tijd tot tijd variërende verdeling van de lading ontstaat waardoor aan de meest belaste zijkant de neiging tot kantelen van het voertuig in een te snel genomen bocht kan toenemen. In het bijzonder echter als de lading door welke omstandigheid dan ook gaat schuiven wordt het dynamisch gedrag van het voertuig althans gedeeltelijk onberekenbaar en komt de dwarsstabiliteit in gevaar.

De problemen, die zich kunnen voordoen bij ladingen met een zekere beweeglijkheid treden niet alleen op in het wegtransport maar ook in het railtransport. Spoorwagons die geladen zijn met een vloeistof of wagons die ingericht zijn voor veetransport hebben een zekere onvoorspelbaar heid in hun dynamisch gedrag en vormen dan ook een onzekere, onvoorspelbare factor voor de treinmachinist.

De hierboven aangestipte onberekenbaarheid in het voertuiggedrag heeft tot gevolg gehad dat in de loop der tijd reeds verscheidene voertuigen op onverwachte momenten zijn gekanteld. Vooral bij het transport van licht ontvlambare vloeistoffen zoals vloeibaar gas of het transport van gevaarlijke stoffen (chemicaliën en/of giftige stoffen) brengt een dergelijk voorval grote risico’s met zich mee.

Ook het kantelen van een veetransportwagen kan, in het bijzonder voor het getransporteerde vee, ernstige gevolgen hebben.

Het doel van de uitvinding is nu een oplossing voor dit probleem te verschaffen. Dat doel wordt bereikt door middel van een stelsel voor het bepalen van de dwarsstabiliteit van een voertuig, zoals een weg- of een spoorvoertuig, welk stelsel voorzien is van sensormiddelen voor direct of indirect bepalen van de in verticale richting en in dwarsrichting op het zwaartepunt van het voertuig inwerkende krachten, een processor die zodanig is uitgevoerd en/of geprogrammeerd dat deze de uitgangssignalen van de sensormiddelen kan verwerken en daaruit aan de hand van een vooraf bepaald algoritme kan vaststellen of onder invloed van de gecombineerde vectoren de stabiliteit van het voertuig in dwarsrichting al dan niet in gevaar komt, en uitvoermiddelen waarmee het resultaat van het in de processor uitgevoerde algoritme aan de buitenwereld ter beschikking wordt gesteld.

Met het stelsel volgens de uitvinding beschikt de bestuurder nu over een objectieve maatstaf voor de dwarsstabiliteit van zijn voertuig. Hij hoeft niet meer alleen op zijn eigen indrukken af te gaan bij het inschatten van de omstandigheden waarin zijn voertuig verkeerd maar wordt op objectieve manier via de uitvoermiddelen gewaarschuwd dat er gevaar voor kantelen bestaat en heeft dan nog de mogelijkheid om in te grijpen. Daardoor kan het risico met betrekking tot kantelen van het voertuig aanzienlijk worden verkleind.

Vrachtwagens kunnen uitgerust zijn met luchtvering, spiraalveren of bladveren. In het geval van luchtvering kan nog onderscheid worden gemaakt tussen systemen die links en rechts een gelijke druk hebben en systemen waarbij links en rechts de balgen gescheiden zijn. In het volgende zullen een aantal voorkeursuitvoeringsvormen worden besproken bestemd voor verschillende typen vering.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van het stelsel, in het bijzonder bestemd voor voertuigen met een gescheiden vering links en rechts, is zodanig uitgevoerd dat de sensormiddelen voorzien zijn van tenminste een drukopnemer voor het meten van de druk op een linkerwiel of -wielen van het voertuig en tenminste een drukopnemer voor het meten van de druk op een rechterviel of -wielen van het voertuig. Zolang de druk op het linkerwiel (of -wielen) en op het rechterviel (of -wielen) althans bij benadering gelijk is, is er met de stabiliteit niets aan de hand. Zodra echter de druk aan één zijde toeneemt en daarmee aan de andere zijde afneemt is er sprake van een verplaatsing van het totale gewicht van het voertuig naar één zijde en draait derhalve de totale vector van krachten, die op het zwaartepunt van het voertuig inwerkt, in de richting van het kantelpunt aan de betreffende zijde van het voertuig. Zou deze druk-variatie zover doorgaan dat de druk aan de ene zijde nul wordt en de druk derhalve aan de andere zijde maximaal dan is precies de labiele toestand bereikt. Op grond van de waarnemingen van tenminste twee dru-kopnemers is het dus mogelijk om te bepalen of het voertuig een labiele toestand heeft bereikt. Beter is echter om uit het drukverloop aan beide zijden de gradiënt te bepalen omdat deze gradiënt samenhangt met de versnelling die op het voertuig in dwarsrichting inwerkt. Een snel toenemende druk aan de ene zijde (gepaard gaande met een snel afnemende druk aan de andere zijde) wijst op een relatief sterke dwarsversnelling. In zo een situatie moet de bestuurder al gewaarschuwd worden ruim voordat de labiele toestand is bereikt zoals in het volgende nog nader zal worden besproken.

Bij voorkeur is het stelsel zodanig uitgevoerd dat aan beide zijden van het voertuig drukopnemers zijn aangebracht die de druk meten op het voorste en achterste wiel aan de betreffende zijde van het voertuig. In een dergelijke uitvoeringsvorm wordt rekening gehouden met een eventuele ongelijkmatige ladingverdeling over de voor- en achterzijde van het voertuig. Een dergelijke uitvoering kan bijvoorbeeld worden toegepast bij een trekker-oplegger, maar ook bij een aanhanger-combinatie.

In een andere uitvoeringsvorm van het stelsel, in het bijzonder, maar zeker niet uitsluitend, bestemd voor voertuigen waarbij de vering links en rechts niet is gescheiden, is het stelsel voorzien van een afzonderlijke dwarsversnellingsopnemer. De processor kan in een relatief eenvoudig algoritme aan de hand van de signalen van deze dwarsversnellingsopnemer in combinatie met de signalen van ten minste een drukopnemer uitrekenen in welke richting de totale vector, die inwerkt op het zwaartepunt van het voertuig, verloopt en aan de hand daarvan vaststellen of het kantelpunt eventueel wordt benaderd. Bovendien kan op grond van de dwarsversnelling eveneens worden vastgesteld of, bij het aanhouden van een gevaarlijke situatie, het voertuig zal gaan kantelen als er door de bestuurder niet wordt ingegrepen.

Bij voorkeur is het stelsel zodanig uitgévoérd dat het stelsel voorzien is van een tabel waarin voor diverse belastingsverdelingen de maximaal toelaatbare dwarsversnelling is aangegeven en dat bij het uitvoeren van het algoritme in de processor de via de opnemer gemeten dwarsversnelling wordt vergeleken met de uit de tabel afkomstige maximaal toelaatbare dwarsversnelling. Het algoritme wordt in een dergelijk stelsel vereenvoudigd tot een aantal vergelijkingen die snel en direct aangeven of de kantelsituatie wordt benaderd.

Om een analyse van een uitgevoerde rit achteraf mogelijk te maken, verdient het de voorkeur om een aantal gegevens tijdens de rit te registreren.

Het stelsel kan verder zodanig uitgevoerd zijn dat aan de processor een van de tachograaf van het voertuig afkomstig snelheidssignaal wordt toegevoerd. Het stelsel volgens de uitvinding kan daarbij tevens functioneren als registratiestelsel. Aan de hand van de in dat registratieste-lsel verzamelde gegevens kan een rit worden geanalyseerd met behulp van een computer. Aldus kan bij voorbeeld worden nagegaan bij welke snelheden, of in welk gedeelte van het afgelegde traject relatief hoge dwars-versnellingen optraden.

Oe voorkeur gaat daarom uit naar een stelsel waarbij een geheugen is voorzien voor het opslaan van ritgegevens.

Teneinde het stelsel zo goed mogelijk af te schermen van uitwendige invloeden en een zo compact mogelijke opbouw te verkrijgen verdient het de voorkeur om, met uitzondering van de sensormiddelen die noodzakelijkerwijze op andere plaatsen in het voertuig moet worden gemonteerd, alle componenten van het stelsel onder te brengen in een behuizing die ge-plaatst/gemonteerd kan worden in de cabine van het voertuig.

Vervolgens zal de uitvinding nader toegelicht worden aan de hand van de figuren.

Figuur 1 toont de algemene lay-out van het stelsel volgens de uitvinding .

Figuren 2A en 2B tonen diverse situaties tijdens bedrijf van een voertuig.

Figuur 3 toont een stroomschema volgens welk een uitvoeringsvorm van het stelsel functioneert.

De in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm van het stelsel omvat een processor 1, waaraan signalen worden toegevoerd afkomstig van de dwars-versnellingsopnemer 2. Deze opnemer is direct of indirect verbonden met het voertuig en meet de dwarsvernelling van het voertuig. Dergelijke dwarsversnellingsopnemers, die een elektrisch signaal a£geven waarvan een parameter, bijvoorbeeld de amplitude of de frequentie, varieert afhankelijk van de gemeten versnelling zijn op zich bekend en behoeven derhalve geen gedetailleerde toelichting.

Verder worden aan de processor 1 signalen toegevoerd die afkomstig zijn van de beladingssensormiddelen, die gevormd worden door de linker en rechter drukopnemers 3 resp. 4, die bijvoorbeeld zijn aangebracht in of aan de linker en rechter luchtbalg van het veerstelsel van een vrachtwagen. Opgemerkt wordt dat in principe een enkele drukopnemer voldoende is in combinatie met de al genoemde dwarsversnellingsopnemer 2. In figuur 1 wordt echter een algemeen beeld geschetst. Beide drukopnemers 3 en 4 geven een elektrisch signaal af waarvan een parameter varieert afhankelijk van de gemeten druk welke druk op zijn beurt afhankelijk is van de totale belading van het voertuig en de verdeling daarvan over het voertuig. Ook dergelijke drukopnemers worden op zich voor de deskundige bekend verondersteld.

Als optie kan het stelsel voorzien zijn van een snelheidsopnemer 5, waarmee de momentane snelheid van het voertuig wordt gemeten. Door integratie van het snelheidssignaal kan de afgelegde afstand worden berekend. Indien het voertuig voorzien is van een tachograaf die normaal gesproken een afstandssignaal afgeeft, dan kan deze tachograaf als snelheidsopnemer 5 worden benut. Het door de snelheidsopnemer 5, respectievelijk de tachograaf 5 afgegeven signaal wordt eveneens aangeboden aan de processor 1. Zoals echter gezegd vormt deze snelheidsopnemer 5 een optie die voor het correct functioneren van de inrichting niet noodzakelijk is.

De processor 1 en eventueel de opnemers 2, 3, 4, 5 worden gevoed via leiding 6, welke aangesloten is aan de boordspanning van het voertuig en die ook voorzien kan zijn van een back-up-stelsel 7 in de vorm van een batterij-eenheid. Dit back-up-stelsel 7 treedt in werking wanneer de boordspanning wordt uitgeschakeld, hetgeen altijd moet gebeuren wanneer bijvoorbeeld een voertuig met vloeibaar gas wordt geladen of gelost. Het back-up-stelsel 7 voorkomt dat er informatie, die voor een eventuele latere analyse nodig is, verloren gaat indien de boordspanning wordt afgeschakeld. Wordt echter gebruik gemaakt van niet-vluchtige geheugenmiddelen voor het opslaan van de benodigde gegevens, die bij uitval van de spanning in elk geval bewaard moeten blijven, dan kan het back-up-stelsel 7 eventueel vervallen.

Tijdens bedrijf worden de diverse sensoren door de processor 1 periodiek afgetast en de verkregen signalen worden aan de hand van een vooraf bepaald algoritme verwerkt. De wijze waarop dit gebeurt zal in het volgende nog in meer detail worden besproken. Indien het algoritme als uitkomst aangeeft dat het voertuig gevaar loopt te kantelen dan geeft de processor 1 een signaal af aan de uitvoerinrichting 9, die op zijn beurt bijvoorbeeld een auditief of visueel waarneembaar signaal kan afgeven.

De processor 1 kan verder zodanig uitgevoerd zijn dat deze na interne check een signaal naar een verdere uitvoerinrichting 9' voert, indien een der componenten van de processor of de sensoren defect is.

Wordt gebruik gemaakt van een louter digitaal functionerende processor 1 dan zal het in veel gevallen noodzakelijk zijn om tussen de diverse opnemers 2, 3, 4, 5 een aanpassingsschakeling op te nemen waarmee het signaal van de betreffende opnemer zodanig wordt omgevormd en aangepast dat aan de betreffende ingang van de processor 1 een digitaal signaal wordt aangeboden dat zich zodanig gedraagt dat het signaal door de processor 1 kan worden verwerkt. Geeft de sensor bijvoorbeeld een analoog signaal af dat binnen een bepaald analoog spanningstraject kan variëren dan zal het veelal nodig zijn om ten eerste dit spanningstraject te versterken of te verzwakken, eventueel een niveau-aanpassing uit te voeren, en vervolgens zal het nodig zijn om het analoge signaal te digitaliseren voordat het aan de ingang van de processor 1 kan worden aangeboden.

Dergelijke aanpassingsschakelingen, die op zichzelf overigens voor een deskundige bekend worden verondersteld en derhalve niet nader zullen worden besproken, kunnen althans gedeeltelijk worden vermeden indien gebruik wordt gemaakt van een processor waarmee niet alleen digitale ingangssignalen maar ook analoge ingangssignalen kunnen worden verwerkt. Dergelijke processoren zijn op zichzelf bekend en behoeven dan ook geen nadere toelichting.

In figuur 2a is zeer schematisch een tankauto 20 weergegeven voorzien van een tank 21 en tenminste een rechterwiel 22 en linkerwiel 23. In de stabiele situatie zal de resulterende vector Ft van alle krachten die inwerken op het zwaartepunt van de tankauto in hoofdzaak verticaal gericht zijn zoals in figuur 2a is getoond. De opnemers, die de druk meten, opgenomen door de wielen 22 en 23, zullen de verticaal opwaarts gerichte krachten F1 en F2 meten die bij benadering aan elkaar gelijk zijn.

Werkt er op het zwaartepunt van het voertuig een dwarsversnelling, die in figuur 2b schematisch met Fd is aangegeven dan zal de resulterende vector Ft gevonden worden als samenstelling van deze dwarsversnelling

Fd en het totale gewicht Fg die op zijn beurt weer wordt gevonden door het combineren van F1 en F2. Da resulterende vector Ft zal schuin verlopen en daarbij dicht in de buurt komen van het contactpunt s van het linkerachterwiel 23 met de grond. Tegelijkertijd zal de door de betreffende drukopnemer gemeten druk F1 toenemen en de door de andere drukop-nemer gemeten druk F2 afnemen. Indien de dwarsversnelling Fd zo groot wordt dat de vector Ft door het punt s gaat, dan is tevens een situatie bereikt waarbij F2 gereduceerd is tot nul terwijl F1 een maximale waarde heeft. Op dat moment heeft het voertuig een labiele situatie bereikt en zal gaan kantelen.

De snelheid waarmee de vectoren F1 en F2 veranderen is nauw gerelateerd aan de sterkte van de dwarsversnelling Fd. In de processor 1 kan derhalve op grond van de snelheid waarmee de waarden F1 en F2 veranderen worden vastgesteld hoe groot de snelheidsvector Fd is en kan bovendien worden vastgesteld of deze snelheidvector zo groot is dat, indien er geen correcties worden uitgevoerd door de bestuurder, het voertuig inderdaad zal gaan kantelen. Het algoritme dat in de processor moet worden uitgevoerd kan echter sterk worden vereenvoudigd indien het stelsel voorzien is van een afzonderlijke dwarsversnellingsopnemer zoals de in figuur 1 geïllustreerde dwarsversnellingsopnemer 2.

De processor 1 is verder verbonden met een geheugen 8 waarin voor diverse beladingstoestanden, dat wil zeggen voor diverse combinaties van de verschillende waarden van F1 en F2, de maximaal toelaatbare dwarsversnelling is opgenomen, dat wil zeggen de dwarsversnelling die leidt tot een labiele toestand van het voertuig. Door toepassing van een dergelijk geheugen kan het algoritme, waarin de processor 1 moet worden uitge-voerd, nog verder worden vereenvoudig doordat alleen vastgesteld hoeft te worden welke combinatie van F1 en F2 momentaan aanwezig is waarna uit het geheugen 8 de bijbehorende maximaal toelaatbare waarde voor de dwarsversnelling kan worden afgeleid en deze kan worden vergeleken met het signaal dat afkomstig is van de dwarsversnellingsopnemer 2. Is de momentane dwarsversnelling lager dan de maximaal toelaatbare waarde dan is er in principe geen kantelgevaar. Komen de beide waarden dicht bij elkaar dan wordt de dreiging voor kantelen groot: afhankelijk van de mate waarin de beide waarden elkaar naderen zal de bestuurder moeten worden gewaarschuwd doordat een signaal aan de uitvoerinrichting 9 wordt afgegeven.

Bij voorkeur is de tabel in het geheugen 8 zodanig uitgevoerd dat daarin voor elke combinatie van F1 en F2 niet alleen de maximaal toelaatbare dwarsversnelling is aangegeven maar ook nog een aantal verdere dwarsversnellingswaarden corresponderend met de variërende veiligheidsmarges. De processor kan nu de momentaan gemeten dwarsversnelling vergelijken met diverse waarden en vaststellen binnen welke veiligheidsmarge op het betreffende meetmoment wordt geopereerd. Afhankelijk daarvan kan de bestuurder via de uitvoerinrichting een signaal krijgen dat bijvoorbeeld van groen via oranje varieert naar rood afhankelijk van de mate waarin er dreiging tot kantelen bestaat.

Het 2al duidelijk zijn dat het geheugen 8 een integraal deel kan uitmaken van de processor 1. veel processoren die voor dit doel geschikt zijn zijn voorzien van een voldoende intern geheugen om daarin de benodigde referentiewaarden te kunnen opslaan. Anderzijds kan het gebruik van een extern geheugen 8 het voordeel hebben dat het gehele systeem door eenvoudig verwisselen van het geheugen gemakkelijk aan een specifiek voertuig kan worden aangepast.

In het in figuur 3 weergegeven stroomschema is aangegeven hoe het genoemde algoritme functioneert en welke bewerkingen plaatsvinden in de processor 1. In figuur 2 worden in blok 10 allereerst de processor en de diverse sensoren na het inschakelen geïnitialiseerd zodat het gehele stelsel zich in de normale bedrijfstoestand bevindt. Tijdens de initialisatieprocedure worden om te beginnen de verschillende opne-mers in het stelsel gecontroleerd en eventueel gekalibreerd en wordt verder een algehele controle van het gehele systeem op de goede werking ervan uitgevoerd.

Vervolgens worden in blok 11 de diverse opnemers 2, 3 en 4 afgetast en bemonsterd. De verkregen waarden worden eventueel onderworpen aan een voorbewerking zoals een linearisering en/of niveauverschuiving en/of filtering en vervolgens tijdelijk in de processor 1 opgeslagen.

In blok 12 wordt de momentane belastingstoestand berekend uit de waarden, verkregen van de beide drukopnemers. In het eenvoudigste geval gebeurt dit door de beide meetwaarden gewoon bij elkaar op te tellen, waardoor een waarde voor de totale belading van het voertuig wordt verkregen. Staat het voertuig perfect horizontaal en ligt het zwaartepunt van de belading in hetzelfde verticale vlak als het zwaartepunt van het voertuig dan zullen de waarden, verkregen van de linker en de rechter drukopnemer, aan elkaar gelijk zijn. In het algemeen zal dat echter niet het geval zijn omdat het voertuig in dwarsrichting gezien meer of minder schuin staat en omdat ook het zwaartepunt van de lading niet altijd verticaal in hetzelfde vlak ligt met het zwaartepunt van het voertuig. Gaat het om een tankauto die vloeistoffen vervoert of bulkmateriaal dat kan gaan schuiven dan zal, indien het voertuig schuin staat, ook de lading zich meer of minder naar een zijkant van het voertuig bewegen waardoor die zijkant veel zwaarder wordt belast dan de andere zijkant. Gaat het om een voertuig voor het transporteren van vaste goederen, dan kan, bijvoorbeeld door het afladen van een deel van de goederen, een ongelijkmatige belasting van de linker en de rechter zijkant van het voertuig ontstaan. Bij veevervoer kan zich de tegengestelde situatie voordoen omdat dieren bij schuinstand de neiging zullen hebben zich naar de hoogste kant van het voertuig te bewegen. De signalen van de beide dru-kopnemers kunnen, behalve voor het bepalen van de totale belasting, ook worden gebruikt voor het bepalen van de belastingverdeling over de linker en rechter wielen van het voertuig, in het eenvoudigste geval te bepalen als de verhouding tussen de waarden van de beide drukopnemers.

Afhankelijk van de oneffenheid van het wegdek waarop het voertuig rijdt zullen de waarden, verkregen van de diverse sensoren, meer of minder sterk schommelen rond een gemiddelde waarde. Wordt als gevolg van een oneffen wegdek momentaan door een van de sensoren een signaal geleverd dat zou duiden op een zeer zware belasting, dan wordt in de processor een bijbehorende zeer lage toelaatbare dwarsversnelling berekend en zal eventueel de bestuurder een waarschuwing krijgen alhoewel, gezien de feitelijke situatie helemaal niet nodig is. Gebeurt dit teveel dan zal het effect van het gehele systeem geleidelijk aan verminderen omdat dan de aandacht die aan het systeem wordt gegeven door de bestuurder geleidelijk aan zal verslappen. Om te voorkomen dat door een momentane sterke pulsbelasting van bijvoorbeeld een der druksensoren het waarschuwings-signaal onnodig wordt geactiveerd en om verder te voorkomen dat bij een momentane ontlasting van een der drukopnemers een gewenste activering toch achterwege blijft verdient het de voorkeur om bij het berekenen van de momentane belastingstoestand rekening te houden met een aantal in de tijd eerder bepaalde waarden van de belastingstoestand. Daarbij kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van de volgende formule:

waarin: B(m) = gemeten momentane beladingstoestand, B(m-n)= n - de voorafgaande gemeten beladingstoestand, n = aantal voorafgaande metingen dat in de berekening wordt meegenomen.

Op deze wijze wordt telkens een gemiddelde over een aantal opeenvolgende meetwaarden genomen waardoor plotselinge piekvormige variaties, die worden veroorzaakt door bijvoorbeeld een ruw wegdek, worden uitgemiddeld.

Vervolgens wordt in blok 13 de op deze wijze bepaalde belastings-toestand gebruikt als ingangsgegeven waarmee in het geheugen 6 een bijbehorende toelaatbare dwarsversnelling wordt opgezocht. Om de correcte toelaatbare dwarsversnelling te bepalen kan het nodig zijn om een interpolatie uit te voeren tussen twee in het geheugen 8 aanwezige waarden. Ook kan gekozen worden voor een algoritme dat gebruik maakt van de eerstvolgend lagere toelaatbare dwarsversnelling die wel in het geheugen 8 aanwezig is.

In blok 14 wordt antwoord gegeven op de vraag of de gemeten dwarsversnelling groter is dan de toelaatbare dwarsversnelling.

wordt de vraag in blok 14 met "ja" beantwoord dan levert de processor 1 een activeringssignaal aan de indicatiemiddelen 9 waarmee aan de bestuurder van het voertuig duidelijk wordt gemaakt dat hij zich met zijn voertuig in de gevarenzone bevindt. Wordt de vraag in blok 14 met "nee" beantwoord dan is er geen risico en gaat het programma verder met blok 16. In blok 16 worden eventueel de momentane waarden voor de belasting en de versnelling in het geheugen opgeslagen voor later evaluatie waarna het programma terugkeert naar de ingang van blok 11 om opnieuw de diverse opnemers af te tasten en de daaruit verkregen waarden op de bovenbeschreven wijze te verwerken.

In het bovenstaande wordt bij overschrijden van een grenswaarde een waarschuwing aan de bestuurder gegeven. Het is echter ook mogelijk om het systeem zodanig uit te voeren dat er waarschuwingen worden gegeven bij bijvoorbeeld twee of eventueel meer verschillende drempelwaarden. Overschrijdt de dwarsversnelling een grensniveau dan wordt een signaal afgegeven, bijvoorbeeld in de vorm van een oplichtend oranje lampje. Overschrijdt de dwarsversnelling een tweede hoger niveau dan wordt een sterker signaal afgegeven bijvoorbeeld in de vorm van het oplichten van een rood lampje.

In plaats van een signalering bij twee discrete niveaus is ook mogelijk om een veel groter aantal niveaus te betrekken in de berekening en bijvoorbeeld op een display met een heen en weer gaande balk of iets dergelijks aan te geven in welke mate de kantelstabiliteit de momentane maximale grenswaarde nadert.

Claims (17)

1. Stelsel voor het bepalen van de dwarsstabiliteit van een voertuig, zoals een weg- of een spoorvoertuig, welk stelsel voorzien is van sensormiddelen voor direct of indirect bepalen van de in verticale richting en in dwarsrichting op het zwaartepunt van het voertuig inwerkende krachten, een processor die zodanig is uitgevoerd en/of geprogrammeerd dat deze de uitgangssignalen van de sensormiddelen kan verwerken en daaruit aan de hand van een vooraf bepaald algoritme kan vaststellen of onder invloed van de gecombineerde vectoren de stabiliteit van het voertuig in dwarsrichting al dan niet in gevaar komt, en uitvoermiddelen waarmee het resultaat van het in de processor uitgevoerde algoritme aan de buitenwereld ter beschikking wordt gesteld.

2. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de sensormiddelen voorzien zijn van tenminste een drukopnemer voor het meten van de druk op een linkerwiel of -wielen van het voertuig of tenminste een drukopnemer voor het meten van de druk op een rechterwiel of -wielen van het voertuig.

3. Stelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat aan beide zijden van het voertuig drukopnemers zijn aangebracht.

4. Stelsel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de drukopnemers de druk meten op het voorste en achterste wiel aan de betreffende zijde van het voertuig.

5. Stelsel volgens conclusie 2, 3 of 4, toegepast bij een voertuig met een van luchtbalgen voorziene luchtveringinrichting, met het kenmerk, dat de drukopnemers elk in verbinding staan met een der luchtbalgen van de luchtveerinrichting van een as van het voertuig.

6. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de sensormiddelen voorzien zijn van een dwarsversnellingsopnemer.

7. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de sensormiddelen voorzien zijn van een schuinstandmeter voor het meten van de schuinstand van het langsmiddendeelvlak van het voertuig.

8. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies 2 tot en met 7, met het kenmerk, dat in de processor de signalen afkomstig van alle drukopnemers worden gebruikt voor het berekenen van de momentane belas-tingsverdeling van het voertuig, in het bijzonder de momentane belas-tingsverdeling over beide zijden van het voertuig.

9. Stelsel volgens conclusie 8 terugverwijzend naar conclusie 5, met het kenmerk, dat het stelsel voorzien is van een tabel waarin voor diverse belastingsverdelingen de maximaal toelaatbare dwarsversnelling is aangegeven en dat bij het uitvoeren van het algoritme in de processor de via de opnemer gemeten dwarsversnelling wordt vergeleken met de uit de tabel afkomstige maximaal toelaatbare dwarsversnelling.

10. Stelsel volgens conclusie 8 terugverwijzend naar conclusie 5, met het kenmerk, dat het stelsel voorzien is van een tabel waarin voor diverse belastingsverdelingen en voor een aantal verschillende marges ten opzichte van de labiele kantelsituatie de telkens maximaal toelaatbare dwarsversnelling is aangegeven en dat bij het uitvceren van het algoritme in de processor de via de opnemer gemeten dwarsversnelling wordt vergeleken met de uit de tabel afkomstige maximaal toelaatbare dwarsversnallingen voor de diverse marges.

11. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het stelsel voorzien is van middelen voor het genereren van een signaal dat evenredig is met de snelheid van het voertuig.

12. Stelsel volgens conclusie 9, met het kenmerk dat de genoemde middelen worden gevormd door de tachograaf in het voertuig die een signaal levert waaruit in de processor in combinatie met een intern klok-signaal een met de snelheid van het voertuig evenredig signaal kan worden afgeleid.

13. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het stelsel voorzien is van een geheugen voor het periodiek opslaan van rit-gegevens, in het bijzonder de dwarsversnelling, de snelheid van het voertuig en de geografische plaats van het voertuig.

14. Stelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de uitvoermiddelen zijn verbonden met een indicatoreenheid die afhankelijk van het in de processor berekende resultaat een melding aan de bestuurder van het voertuig afgeeft.

15. Stelsel volgens conclusie 14, waarbij de uitvoermiddelen voorzien zijn van een generator voor het opwekken van een akoestisch signaal, een gesproken boodschap of dergelijke en dat de indicatoreenheid is uitgevoerd voor het weergeven van het akoestisch signaal dan wel de gesproken boodschap.

16. Stelsel volgens conclusie 14 terugverwijzend naar conclusie 10, met het kenmerk, dat de indicatoreenheid een aantal verschillende meldingen kan afgeven afhankelijk van de mate waarin de kantelsituatie wordt benaderd.

17. Stelsel volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de uitvoermiddelen zijn uitgevoerd voor het uitlezen en afgeven van de geaccumuleerde periodiek opgeslagen ritgegevens.