DE10015707A1 - Detecting critical driving states for transport vehicles with height adjustable load position involves comparing measurement signal dynamic component analysis result with boundary values - Google Patents

Detecting critical driving states for transport vehicles with height adjustable load position involves comparing measurement signal dynamic component analysis result with boundary values

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Abstract

The method involves detecting and evaluating preferably one measurement parameter influenced by driving dynamics and generating commands to terminate detected hazard states. A detected signal is fed to an evaluation unit, analyzed with respect to dynamic components and the result compared with boundary values. If a boundary value is exceeded a signal is generated to warn the operator or cause e.g. the propulsive drive to respond automatically.

Description

Die Erfindung betrifft die Identifikation kritischer Fahrzustände von Transportfahrzeugen mit höhenveränderlicher Lastlage für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Sie ist insbesondere bei Gabelstaplern zur Verhinderung des Kippens beim Transport schwerer Lasten anwendbar.The invention relates to the identification of critical driving states of Transport vehicles with a variable load position for a process according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 2. It is particularly in forklifts to prevent the Tilting applicable when transporting heavy loads.

Flurförderzeuge wie Gabelstapler sind durch ihre höhenveränderliche Last einer last- und lasthöhenabhängigen Kippgefährdung ausgesetzt. Dabei sind Kippungen in Fahrtrichtung und quer dazu getrennt zu bewerten. So hat z. B. ein unbeladener Stapler eine geringe Querstabilität, jedoch eine große Kippsicherheit in Fahrtrichtung. Mit einer großen Last in unterster Maststellung drehen sich die Verhältnisse um. Großen Einfluß auf das Kippverhalten haben die dynamischen Einflüsse aus den Zuständen Fahren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, Fahren auf unterschiedlichen Böden, Fahren auf geneigten Ebenen und Kurvenfahrten.Due to their height-variable load, industrial trucks such as forklifts are one load and load height dependent risk of tipping. Are there Tilting in the direction of travel and across it to be assessed separately. So z. B. an unloaded stacker has little lateral stability, but great Tipping safety in the direction of travel. With a large load in the lowest mast position the situation is reversed. Have a major influence on the tipping behavior the dynamic influences from driving with different states Speeds, driving on different surfaces, driving on inclined surfaces Plains and cornering.

Bekannt sind eine Vielzahl von Lösungen zu dieser Problematik. Allen ist gemeinsam, dass viele Meßgrößen erfaßt und in Abhängigkeit von der Bewegung des Flurförderzeuges bewertet werden müssen. Diese beschreiben den momentanen Zustand des Flurförderzeuges und eine Bewertungseinheit errechnet daraus Grenzwerte für die Fahrgeschwindigkeit, den zulässigen Kurvenradius usw.A variety of solutions to this problem are known. Allen is common that many measured variables are recorded and depending on the Movement of the industrial truck must be assessed. Describe them the current state of the industrial truck and an evaluation unit calculates limit values for the driving speed, the permissible Curve radius etc.

In den Patentschriften DE 198 30 561, DE 198 22 481 und DE 44 05 093 werden verschiedene Systeme beschrieben. Sensoren für Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeugneigung, Fahrkurs, Beschleunigungen in Fahrtrichtung und quer dazu, Mastneigung, Lastgröße und -höhe liefern die Eingangsgrößen für die Auswerteeinheit. Deren Ausgangsgrößen haben Einfluß auf Größen wie Geschwindigkeit oder Aktoren, wie z. B. in ihrer Kennlinie veränderbare Dämpfer oder Federn.In the patents DE 198 30 561, DE 198 22 481 and DE 44 05 093 different systems are described. Driving speed sensors, Vehicle inclination, driving course, accelerations in the direction of travel and across, Mast inclination, load size and height provide the input variables for the Evaluation unit. Their output variables have an impact on variables such as  Speed or actuators such as B. in their characteristic curve damper or feathers.

Auf ähnlicher Basis arbeiten aktive Federsysteme und Stabilisatoranordnungen in Kraftfahrzeugen, so beschrieben in den Patentschriften nach DE 38 18 188, DE 16 30 278 und DE 26 30 698.Active spring systems and stabilizer arrangements work on a similar basis in motor vehicles, as described in the patents according to DE 38 18 188, DE 16 30 278 and DE 26 30 698.

Nachteilig ist bei all diesen Lösungen der sehr hohe Aufwand für Sensorik. Neben den konstruktiven Aufwendungen erfordert die große Anzahl an Sensoren in der Entwicklung das Erstellen mehrdimensionaler Kennfelder. Zur Fehlerminimierung müssen die Temperatur- und Driftanfälligkeit aller Sensoren in engen Grenzen gehalten werden. Unter strengen Umweltbedingungen ist über lange Zeit deren Funktion zu garantieren.The disadvantage of all these solutions is the very high outlay for sensors. In addition to the constructive expenses, the large number requires Sensors in development creating multi-dimensional maps. For Error minimization must make all sensors susceptible to temperature and drift be kept within narrow limits. Is under strict environmental conditions to guarantee their function over a long period of time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile durch ein einfaches, durch eine einfache Vorrichtung realisierbares Verfahren zu zu beseitigen.The invention has for its object to overcome these disadvantages by a simple to eliminate a method that can be implemented by a simple device.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Identifikation des Zustandes eines Transportmittels, das mit der Auswertung nur eines Sensors auskommt. Der Zustand kann sich durch Lastgröße und -ort ändern und diese Zustandskenntnis hat über eine Auswerteeinheit Auswirkungen auf die Grenzwerte von Fahrzuständen des Transportmittels.The invention relates to a method for identifying the state a means of transport that only needs evaluation of one sensor. The condition can change due to the load size and location and this State knowledge has an impact on the evaluation unit Limits of driving conditions of the means of transport.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an einer besonders signifikanten Stelle eines Transportmittels, wie z. B. bei einem Gabelstapler am Mast ein Sensor montiert wird, der vorzugsweise die Größe des Lastmomentes erfasst. Dieser Sensor kann z. B. eine Dehnmessstreifenmessstelle direkt am Mast sein oder wird durch einen Messbolzen in der Mastneigevorrichtung gebildet. Verbunden ist dieser Sensor mit einer elektronischen Signalverarbeitungseinheit deren Ausgänge zu z. B. Stellgliedern, Anzeigeelementen usw. führen. Mit Hilfe des Ausgangssignals des montierten Sensors wird in der Auswertung das Schwingungsverhalten des Gabelstaplers beschrieben. Über eine Frequenzauswertung erhält man Aussagen zur Lastgröße und zur Lasthöhe. Wertet man das Signal bezüglich seines Energiegehaltes aus, erhält man Aussagen zur Charakterisierung der Fahrt, z. B. über ungleichmäßiges Fahren oder die schlechte Beschaffenheit des Fahrweges. Mit diesen gewonnenen Aussagen veranlasst die Bewertungseinheit Reaktionen, z. B. das Anschalten einer Warnlampe oder das Festlegen einer zustandsabhängigen Maximalgeschwindigkeit.According to the invention the object is achieved in that a particular significant place of a means of transport, such as. B. on a forklift Mast a sensor is mounted, which is preferably the size of the load torque detected. This sensor can e.g. B. a strain gauge measuring point directly on Be mast or will be by a measuring bolt in the mast tilting device educated. This sensor is connected to an electronic one Signal processing unit whose outputs to z. B. actuators, Display elements, etc. With the help of the output signal of the assembled Sensor evaluates the vibration behavior of the forklift described. A frequency evaluation provides information on the Load size and load height. If you evaluate the signal in terms of its Energy content, you get statements about the characterization of the journey,  e.g. B. about uneven driving or the poor quality of the Route. With these statements, the Reaction assessment unit, e.g. B. switching on a warning lamp or that Define a state-dependent maximum speed.

Ein großer Vorteil dieser Art der Identifikation ist die hohe Betriebssicherheit durch das Vorhandensein nur eines Sensors. Damit kann die Ausfallwahrscheinlichkeit auf ein Minimum reduziert werden.A great advantage of this type of identification is the high level of operational security by the presence of only one sensor. So that Failure probability can be reduced to a minimum.

Kombiniert werden kann dieses Verfahren mit Einrichtungen, die Aussagen über die Stabilität des Fahrzeuges im Stand liefern. So kann z. B. das Stehen auf einer schiefen Ebene über Neigungssensoren erfaßt und diese Signale ebenfalls in der Auswerteeinheit verarbeitet werden. Ebenso ist die Messung der Radlasten möglich. Die Veränderung einer Radlast in Richtung des Wertes 0 zeigt eine Kippgefahr an.This procedure can be combined with facilities that make statements deliver about the stability of the vehicle when stationary. So z. B. standing on an inclined plane using inclination sensors and these signals can also be processed in the evaluation unit. So is the measurement of the wheel loads possible. The change of a wheel load in the direction of A value of 0 indicates a risk of tipping.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem nachstehenden Ausführungsbeispiel, in dem die Erfindung näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt einen Gabelstapler. Das Schwenken seines Hubmastes 1 erfolgt über den Hydraulikzylinder 2. Die Schwenkkraft wird über einen zwischen dem Hydraulikzylinder 2 und Hubmast 1 angeordneten Kraftmessbolzen 3 erfaßt. Das Kraftsignal wird einer Auswerteeinheit 4 zugeleitet. Nach Auswertung und Bewertung des Signals erfolgt das Einschalten der Warnlampe 5. Sie zeigt dem Fahrer des Gabelstaplers an, dass ein kritischer Zustand erreicht ist. Solche kritischen Zustände können sein:
Further advantages result from the exemplary embodiment below, in which the invention is explained in more detail. The drawing shows a forklift. The pivoting of its mast 1 takes place via the hydraulic cylinder 2 . The pivoting force is detected via a force measuring bolt 3 arranged between the hydraulic cylinder 2 and the lifting mast 1 . The force signal is fed to an evaluation unit 4 . After evaluation and evaluation of the signal, warning lamp 5 is switched on. It shows the forklift driver that a critical condition has been reached. Such critical conditions can be:

  • 1. Der Schwerpunkt der aufgenommenen Last liegt ungünstig. Die Last kann nicht transportiert und muß deshalb wieder abgesetzt werden.1. The center of gravity of the load taken is unfavorable. Weight cannot be transported and must therefore be put down again.
  • 2. Die positive oder negative Beschleunigung des Transportfahrzeuges ist zu hoch. Sie muß verringert werden.2. The positive or negative acceleration of the transport vehicle is too high. It must be reduced.
  • 3. Der Kurvenradius des Transportfahrzeuges ist im Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit zu gering. Beide Größen sind so zu verändern, dass die Stabilität des Fahrzeuges wieder hergestellt wird.3. The radius of the curve of the transport vehicle is in relation to Driving speed too low. Both sizes are to be changed so that the stability of the vehicle is restored.

Der Fahrer verlangsamt daraufhin die Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Verzögerung des Transportfahrzeuges oder vergrößert nach Möglichkeit den Fahrradius und beendet somit den Gefährdungszustand seines Fahrzeuges. Dies kann auch durch ein Programm erreicht werden, was den Gefährdungszustand erkennt und die Fahrzeugantriebe so beeinflußt, dass sich das Transportfahrzeug von selbst durch geeignete Gegenmassnahmen aus dem Gefahrenbereich hinaus bewegt.The driver then slows down the driving speed, acceleration or delay of the transport vehicle or enlarged if possible the bicycle radius and thus ends the dangerous state of his Vehicle. This can also be achieved through a program that does  Detects the state of danger and influences the vehicle drives so that the transport vehicle itself by taking suitable countermeasures moved out of the danger area.

Claims (2)

1. Verfahren zur Identifikation des Fahrzustandes von Transportfahrzeugen durch die Erfassung und Auswertung von Messgrößen und die Erzeugung von Befehlen zum Beenden von erkannten Gefährdungszuständen, gekennzeichnet durch folgende Schritte
  • - vorzugsweise nur eine Größe, die durch die Fahrdynamik beeinflußt wird, wie z. B. das Biegemoment des Hubmastes oder die Beschleunigung des Fahrzeuges oder eines Bauteiles desselben wird erfaßt.
  • - das Signal wird einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt,
  • - es erfolgt eine Analyse durch Hardware oder ein Programm bzgl. der dynamischen Bestandteile des Signals und deren Ergebnis wird mit Grenzwerten verglichen
  • - und beim Überschreiten eines Grenzwertes ein Signal entweder zur Warnung des Bedienpersonals oder zum selbständigen Reagieren der z. B. Fahrantriebe des Transportfahrzeuges gebildet wird.
1. Method for identifying the driving state of transport vehicles by recording and evaluating measured variables and generating commands to end recognized dangerous states, characterized by the following steps
  • - Preferably only one size that is influenced by the driving dynamics, such as. B. the bending moment of the mast or the acceleration of the vehicle or a component thereof is detected.
  • the signal is fed to an electronic evaluation unit,
  • - An analysis is carried out by hardware or a program with regard to the dynamic components of the signal and the result thereof is compared with limit values
  • - And when a limit value is exceeded, a signal either to warn the operating personnel or to react independently to the z. B. traction drives of the transport vehicle is formed.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zusätzliche Sensoren montiert werden können, die Aussagen über den Stabilitätszustand im Stand liefern und deren Ausgangssignale ebenfalls von der elektronischen Auswerteeinheit verarbeitet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that additional Sensors can be mounted, the statements about the Deliver stability state in the state and their output signals as well are processed by the electronic evaluation unit.
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