Die
Erfindung betrifft ein kurven geeignetes und dabei im Verhalten
optimiertes Bediengerät
für Regalbeschickung
und Entladung. In der Lagertechnik werden Regalfahrzeuge (RFZ),
insbesondere Regalbediengeräte
(RBG) eingesetzt, um das Lagergut von und an die vorgesehenen Lagerorte
zu transportieren.The
The invention relates to a curve suitable and thereby in behavior
optimized control unit
for shelf loading
and discharge. In warehouse technology, shelf vehicles (RFZ),
especially storage and retrieval machines
(RBG) used to transport the stored goods from and to the intended storage locations
to transport.
Die
Schienenfahrwege verlaufen zwischen den Regalreihen, wobei erforderliche
Kurven mit relativ kleinem Radius ausgeführt werden, um den zur Verfügung stehenden
Raum möglichst
effektiv für
die Lagerhaltung auszunutzen. Ein Beispiel einer solchen Bahnführung zeigt
die 2.The railways run between the rows of shelves, with required curves are performed with a relatively small radius in order to exploit the available space as effectively as possible for storage. An example of such a web guide shows the 2 ,
Diese
Fahrzeuge sollen hier Handhabungsfahrzeuge genannt werden, und sie
sollen so umschrieben werden, dass sie geeignet sind, eine Kurve
zu durchfahren, die von einer Bahn oder einer Spur vorgegeben ist.
Die Erfindung betrifft dabei die Ausprägung als Handhabungsfahrzeug
(in gegenständlicher
Beanspruchung), wie auch als Verfahren (als Arbeitsverfahren oder
Verwendungsanspruch), demzufolge auch mit unterschiedlichen Schwerpunkten.
So kann beispielsweise die Umschreibung einer engen Kurve, für die das Handhabungsfahrzeug
geeignet sein soll und die es optimiert durchfahren soll schlecht
auf die gegenständliche
Gestalt des Handhabungsfahrzeugs übertragen werden. Andererseits
ist aber genau dieser Aspekt hier relevant. Der Abstand der zwei
Radachsen des Handhabungsfahrzeugs soll groß gegenüber dem Radius des Bogenabschnitts
oder gegenüber
der Stecke sein, die als Sekante den Einlauf und den Auslauf des
Bogens verbindet. Für
eine solche Bahnführung
im Bogenabschnitt muss das Fahrzeug geeignet sein, was mittelbar auch
eine Umschreibung seiner Eigenschaft, Ausbildung und Fähigkeiten
ist.These
Vehicles should be called here handling vehicles, and they
should be rewritten so that they are suitable, a curve
to pass through, which is predetermined by a train or a lane.
The invention relates to the expression as a handling vehicle
(in figurative
Stress), as well as a procedure (as a working method or
Use claim), consequently also with different emphases.
For example, the description of a tight curve for which the handling vehicle
should be suitable and it should pass through optimized bad
to the objective
Shape of the handling vehicle to be transmitted. on the other hand
But exactly this aspect is relevant here. The distance of the two
Wheel axles of the handling vehicle should be large relative to the radius of the arc section
or opposite
the Stecke, which secante the inlet and the outlet of the
Bogens connects. For
such a track guide
in the bow section, the vehicle must be suitable, which also indirectly
a description of his property, education and skills
is.
Bei
der Eisenbahn oder auch beim Straßenverkehr sind die Radstände (als
Längsabstand
zwischen den Achsen) sehr viel kleiner als die zu durchfahrenden
Bogenlängen
oder Kurvenradien, so dass dort von nahezu gleichem Geschwindigkeitsverlauf
der Achsen im Kurvenverlauf ausgegangen werden kann, vergleichbar
einer Geraden.at
the railway or even in road traffic are the wheelbases (as
longitudinal distance
between the axles) much smaller than those to be traveled
arc lengths
or curve radii, so there by almost the same speed course
the axes can be assumed in the course of the curve, comparable
a straight line.
Regalfahrzeuge
RFZ hingegen weisen i.d.R. einen sehr viel größeren Radstand gegenüber dem
Kurvenradius auf. Bei der Kurvenfahrt eines RFZ fährt dadurch
jeweils nur eine Achse zurzeit tatsächlich im Bogenabschnitt (=
in der Kurve), während
sich die andere noch oder schon wieder auf einer Geraden bewegt. Daraus
resultieren beim RFZ erheblich unterschiedliche Geschwindigkeitsverläufe der
beiden Achsen während
der Kurvenfahrt. Auch die Drehmomentverläufe sind gänzlich unterschiedlich zueinander.
An bestimmten Kurvenabschnitten treten sehr starke Geschwindigkeits-Überhöhungen einer Achse auf, während die
andere Achse sogar langsamer wird. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten
der Achsen zueinander ändert
sich während
der Kurvenfahrt ständig,
weshalb die Sollwertgenerierung und Regelung der Antriebe (Regelung
und Umrichter für
den Motor der Achse) nicht einfach durch eine Mittelwertbildung
erfolgen kannRegal vehicles
RFZ, however, have i.d.R. a much larger wheelbase than that
Curve radius on. When cornering an RFZ drives through it
in each case only one axis actually in the arc section (=
in the curve) while
the other is still or already moving on a straight line. from that
result in the RFZ significantly different speed characteristics of
both axes during
the cornering. The torque curves are completely different from each other.
At certain sections of the curve very strong speed peaks of one axis occur while the
other axis is even slower. The ratio of speeds
the axes to each other changes
while
cornering constantly,
why the setpoint generation and control of the drives (control
and converters for
the motor of the axle) not simply by averaging
can be done
Ein
Regelungskonzept "elektronisches
Differential" dient – bei zweispurigen
Fahrzeugen mit zwei nebeneinander auf einer Achse angeordneten Rädern – dem Ausgleich
von Geschwindigkeitsunterschieden der Räder in einer Kurve. Unterschiedliche
Geschwindigkeiten treten hier aufgrund der unterschiedlichen Bogenlängen von
innerer und äußerer Fahrspur
auf.One
Regulatory concept "electronic
Differential "serves - in two-lane
Vehicles with two wheels arranged next to each other on one axle - balancing
of speed differences of the wheels in a curve. different
Speeds occur here due to the different arc lengths of
inner and outer lane
on.
Bei
der einspurigen Ausführung
von Fahrzeugen zwischen Regalreihen, bei denen die Räder mit
Abstand hintereinander fahren, ist das Verfahren des "e-Differentials" nicht erforderlich
oder ziel führend,
weder auf der Geraden, noch im Kurvenbereich. In den Kurven sind
zwar auch hier die Geschwindigkeiten unterschiedlich, jedoch lassen
sich diese erheblichen Unterschiede nicht durch das e-Differential
ausgleichen.at
the single-lane version
of vehicles between rows of shelves, where the wheels with
Traveling in succession, the procedure of the "e-differential" is not required
or goal-leading,
neither on the straight, nor in the curve area. In the curves are
Although here, the speeds vary, but leave
These significant differences are not due to the e-differential
compensate.
Zu
diesem Ergebnis kommt der Fachmann, wenn er die Kopplung der Raddrehzahlen über die
Schiene bei nicht vorhandenem Schlupf gemäss 2a beachtet.
Ein solches System aus Regelfahrzeug mit zwei beabstandeten Rädern, die
in Längsrichtung
einen größeren Abstand
haben, als der Kurvenradius (oder die Sekante zum Bogenabschnitt
der Kurve) würde
sich mit den Geschwindigkeiten der beiden Räder gemäß 2a verhalten.
Die horizontale Linie ist die Geschwindigkeit des ersten, vorderen
und zuerst in den Bogenabschnitt einlaufenden Rades. Sie wird künstlich
konstant gehalten, sei es durch eine Regelung oder durch eine Simulation.
Es ergibt sich dann bei einem frei-laufenden beabstandeten Rad am
hinteren Fahrzeugende ein Geschwindigkeitsverlauf gemäß der erst
absinkenden und dann stark überhöhten Funktion.
Eingezeichnet sind drei Zeitpunkte T0, dem
Beginn der Kurvenfahrt, T45, der Mitte der
Kurvenfahrt und T90, dem Ende der Kurvenfahrt.
Am Anfang, am Ende und zur Halbzeit sind die Geschwindigkeiten der
beiden Räder
gleich. Auch auf den beiden Geraden, links und rechts von dem Bild
der 2a sind die Geschwindigkeiten beider Räder gleich.
Während
der Kurvenfahrt aber sind die Geschwindigkeiten nur zu drei expliziten
Punkten T0, T45 und T90 gleich, im Übrigen erheblich unterschiedlich,
was die Geschwindigkeiten zeigen, die in mm/sec aufgetragen sind.
Das nachlaufende Rad sinkt bis auf etwa 25% seiner einfahrenden
Geschwindigkeit während
der ersten Hälfte
der Kurvenfahrt und beschleunigt während der zweiten Hälfte der
Kurvenfahrt auf etwa dreifache Einfahrdrehzahl, was verständlicher
maßen
zu einem Problem führen
würde,
wenn man die so durchfahrende Kurve bei einem Regalbediengerät – das mehrere
Tonnen wiegt – praktisch
realisieren würde.
Eine Geschwindigkeitsüberhöhung eines
Antriebsrades um den Faktor 3 ist nichts, was technisch realisierbar
ist, ohne mit wesentlich anderen Problemen kämpfen zu müssen.The expert comes to this conclusion, if he the coupling of the wheel speeds over the rail in the absence of slippage according 2a respected. Such a system of control vehicle with two spaced wheels, which have a greater distance in the longitudinal direction than the turning radius (or the secant to the arc portion of the curve) would with the speeds of the two wheels according to 2a behavior. The horizontal line is the speed of the first, front and first entering the arc section wheel. It is kept artificially constant, be it by regulation or simulation. It then results in a free-running spaced wheel at the rear end of a speed course according to the first sinking and then greatly inflated function. Shown are three times T 0 , the beginning of the cornering, T 45 , the middle of the cornering and T 90 , the end of the cornering. At the beginning, at the end and at half-time, the speeds of the two wheels are the same. Also on the two straights, left and right of the image of the 2a The speeds of both wheels are the same. During cornering, however, the speeds are the same only at three explicit points T 0 , T 45 and T 90 , otherwise significantly different, as shown by the velocities plotted in mm / sec are. The trailing wheel drops to about 25% of its incoming speed during the first half of the cornering and accelerates to about triple retracting speed during the second half of the cornering, which would more understandably lead to a problem if the so traversing corner on a stacker crane - which weighs several tons - would practically realize. A speed increase of a drive wheel by a factor of 3 is nothing that is technically feasible without having to struggle with significantly different problems.
Bei
einer Drehmoment-Verhältnisregelung
mit der Vorgabe eines gleichen Momenten-Sollwerts an beide Achsen, würde z.B.
das hintere Rad mit seinem Antriebsdrehmoment der eigentlich erforderlichen
Verlangsamung entgegenwirken, wodurch es zu einem Gegeneinanderarbeiten
der Räder
und damit zu erhöhtem Verschleiß käme.at
a torque ratio control
with the specification of an equal torque setpoint on both axes, e.g.
the rear wheel with its drive torque of the actually required
Slowing down counteracting, causing it to work against each other
the wheels
and thus to increased wear would come.
Daher
führt die
Besonderheit des langen Radstandes von Regalfahrzeugen gegenüber dem
relativ kleinen Kurvenradius (und alternativ bezogen auf die Sekante
oder einen Durchmesser des Rades) führt zu dem eingangs beschriebenen
besonderen Fahrverhalten und erfordert entsprechend zugeschnittene
Konzepte für
die Antriebssteuerung eines solchen, mechanisch vorgeprägten Bewegungsgebildes.Therefore
leads the
Special feature of the long wheelbase of shelf vehicles over the
relatively small radius of curvature (and alternatively relative to the secant
or a diameter of the wheel) leads to the one described above
special driving style and requires tailored accordingly
Concepts for
the drive control of such, mechanically pre-stamped movement structure.
Im
Stand der Technik sind deshalb mehrere Konzepte vorgeschlagen worden,
die sich mit der Vermeidung der starken Geschwindigkeitsüberhöhung bei
einem Regalbediengerät
befassen, das eine Kurve durchlaufen muss. So ist aus DE-B 195 09 423 (Gilgen
Logistics) ein Verfahren zur Sicherung der Geschwindigkeit eines
Regalbediengeräts
in kurvigen Abzweigungen dem Fachmann an die Hand gegeben. Die dortige
Beschreibung des Anwendungsortes und der normalerweise dort angetroffenen
Probleme entspricht einer realitätsbezogenen
Situationsbeschreibung und auf diese soll hier verwiesen werden,
vgl. dort Seite 1, Absätze
01 bis 06. Die dort beschriebenen kurvenartigen Regalbediengeräte sind
genau diejenigen, mit denen auch die hier betroffene Erfindung befasst
ist. Die Anwendungsgebiete, die dort beschrieben sind, betreffen
auch die hier betroffenen Anwendungsgebiete und die Problemstellung
ist praktisch gleich. Es geht darum, Zeitverluste beim Durchfahren
der Abzweigung (Synonym für
Kurve oder Bogenabschnitt) zu senken und damit auch eine höhere durchschnittliche
Fahrgeschwindigkeit (im Mittel gesehen) zu erreichen. Dabei sollten
naturgemäß nicht
die Grenzen des schweren Handhabungsfahrzeugs überschritten werden. Der apparative
Aufwand soll nicht zu stark steigen. Aus der dortigen 3 kann
der Fachmann entnehmen, dass die hier in 2a horizontal
aufgezeichnete Funktion dort auch sinngemäß zu erkennen ist, wobei sie
allerdings um den Kurvenradius und den Kurvenbogen herum gelegt
wurde, beginnend mit einer starken Überhöhung der Geschwindigkeit und
folgend von einer starken Reduzierung der Geschwindigkeit, basierend
darauf, dass dort das hintere Rad mit einer konstanten Geschwindigkeit
angetrieben wird und das vordere Rad in den Kurvenbogen hinein geschoben
wird, vgl. dort Seite 3, Absatz 13 und Seite 4, Absatz 24. Wenn
der hintere Radkopf also mit einer konstanten Geschwindigkeit den
vorderen, antriebslosen Radkopf in den Bogenabschnitt hinein schiebt,
ergibt das für
die erste Hälfte
der Bogenfahrt oder Kurvenfahrt, dass die Geschwindigkeit des vorderen
Radkopfes sehr stark erhöht
wird. Angegeben wird dort der Faktor 2,61 und in der hiesigen 2a der
Faktor 3. Dieser Faktor der Überhöhung ist
abhängig
vom Verhältnis
Radstand zu Radius des Bogens. Wird die Längsachse des Regalförderfahrzeug
in einem Winkel von 45° angenommen,
ist die Mitte des Durchlaufes erreicht und der mit konstanter Geschwindigkeit
angetriebene hintere Radkopf fährt
danach mit der selben konstanten Geschwindigkeit durch den Bogenabschnitt,
was zu der Absenkung U in der genannten Schrift führt, entsprechend
der Absenkung des nachlaufenden Rades zwischen T0 und
T45 in der hiesigen 2a. Die
beiden Kurvenverläufe
sind ineinander überführbar, wenn
man berücksichtigt,
dass bei unserer 2a das Rad mit der konstanten
Geschwindigkeit das vordere Rad ist, während es beim beschriebenen
Stand der Technik das hintere Rad des Regalbediengerätes ist.
Der Stand der Technik möchte
jetzt zur Vermeidung der starken Überhöhung des antriebslosen vorderen
Rades in seiner Geschwindigkeit eine Verbesserung herbeiführen und senkt
dabei in der dortigen 3 am Antriebskopf während der
Wegspanne a, zwischen X2 und Z2 die Geschwindigkeit dieses Radkopfes
ab, um eine reduzierte Geschwindigkeit zwischen den Punkten 16 und
15 der Kurve in der dortigen 3 zu erhalten
Sie ist zwar gegenüber
der normalen Geschwindigkeit, die dort strichliniert eingezeichnet
ist, erhöht,
hält sich
aber deutlich unterhalb des kritischen, so genannten Kulminationspunktes,
so dass keine zu starke Belastung auf das Regalbediengerät Einfluss
nimmt. An einer spezifischen Stelle der genannten Schrift auf Seite
4, Absatz 024 wird deshalb auch erwähnt, dass es nicht mehr erforderlich ist,
die gesamte Abzweigung mit stark verminderter Antriebsgeschwindigkeit
zu durchfahren und wertvolle Betriebszeit im bisherigen Ausmaß geopfert
werden muss. Demnach schafft der Stand der Technik schon eine Beschleunigung
bei der Durchfahrung der Abzweigung und vermeidet die starke Geschwindigkeitsüberhöhung am
Kulminationspunkt, entsprechend der Zeitspanne zwischen 40 und 50
gemäß der hiesigen 2a.
Diese Verbesserung der Durchfahrzeit wurde von einer späteren Schrift
des Standes der Technik aufgegriffen, vgl. dazu EP-B 997 430 (SEW). Die genannte
Passage der erstgenannten Schrift von Gilgen ist dort auch zitiert, vgl.
Spalte 1, Absatz 06. Die Vermeidung des Durchfahrens der gesamten
Abzweigung mit stark verminderter Antriebsgeschwindigkeit und die
Verbesserung dieses Konzeptes ist der '430-Schrift aber nicht genug. Es geht dort
weiterhin darum, die Durchfahrung noch schneller zu gestalten und
gleichzeitig kostengünstig
arbeiten zu können,
ohne dass das Regelförderfahrzeug
hinsichtlich seiner Querbeschleunigung zu hohe Werte erreicht und
ggf. umkippt, vgl. dort Absatz 07 und Absatz 012 auf Seite 2. Um
das zu erreichen, löst
die genannte '430-Patentschrift
die schnelle Durchfahrung so, dass zunächst eine konstante Geschwindigkeit
für das
angetriebene Rad erreicht wird und im Falle, dass das andere Rad
schneller werden würde,
dies durch Absenkung der Geschwindigkeit des angetriebenen Rades
unterbunden wird. In einem Versuch einer Interpretation wird so
eine konstante Geschwindigkeit praktisch durchgehend für die Kurvenfahrt
beim angetriebenen Rad erreicht. Das kann aber nur dadurch realisiert
werde, dass die '430-Schrift
das vordere Rad antreibt, vgl. dort Spalte 5, Absatz 037 und eine
Maximalwertauswahl geschieht. Diese betrifft den Istwert, der nach
dortigem Anspruch 1, letztes Merkmal, Spalte 8, Zeilen 8 bis 10
als Auswahl von Istwerten verwendet wird. Diese Umschaltung des
Istwertes der Regelung des vorderen Antriebs, und zwar einer Geschwindigkeitsregelung
des vorderen Antriebs, sorgt dafür,
dass die Geschwindigkeitsüberhöhung des
vorderen Rades in der zweiten Hälfte
der Kurvenfahrt reduziert wird. Während der ersten Hälfte der
Kurvenfahrt bleibt die Geschwindigkeitsregelung des Vorderrades
konsistent, sie erhält
einen konstanten Sollwert und der Istwert der erfasst oder beobachtet
wird, sorgt dafür,
dass das Vorderrad mit einer konstanten Geschwindigkeit, die der
Nenngeschwindigkeit entsprechen kann, den Kurvenbogen durchläuft. Nach
Erreichen der 45°-Stellung,
also der Hälfte
der Kurvenfahrt würde
sich nach der Qualifizierung der Geschwindigkeit gemäß unserer 2a das
hintere Rad beschleunigen, also so, wie bei der erstgenannten '423-Schrift in der 2 mit
einer Beschleunigung des vorderen Rades gezeigt, das von einem konstant
angetriebenen hinteren Rad in die Kurve eingeschoben wird. Diese beiden
Betrachtungsmodelle sind also symmetrisch. Zieht man das hintere
Rad durch die Kurve und lässt
die Geschwindigkeit des vorderen Rades konstant, das sich schon
außerhalb
des Bogens befindet, kann dieses mit einem Einschieben des vorderen
Rades in die Kurve verglichen werden, wenn das hintere, mit konstanter Geschwindigkeit
betriebene Rad noch auf der Geraden befindlich ist. Hier setzt die '430er Erfindung ein
und sorgt dafür,
dass bei einer Regelung des vorderen Antriebskopfes der Istwert
ausgetauscht wird. Der Istwert ist jetzt nicht mehr derjenige, der
tatsächlich
am vorderen Rad gemessen wird, sondern derjenige, der vom hinteren
Rad, das gerade den Bogenabschnitt durchläuft, gemessen wird. Das Maximum
der Drehzahl von Hinterrad und Vorderrad wird ausgewählt und
wird dem Drehzahlregler als Istwert suggeriert, so dass als Wirkung
der Regelung der Effekt eintritt, dass die Drehzahl des vorderen
Rades in der zweiten Hälfte
herabgesetzt wird, wie das im Bereich U bei 2 der '423 gezeigt wird,
auch geschehend bei '430.
Dadurch kann aber sichergestellt werden, dass das hintere Rad mit
konstanter Geschwindigkeit durch den Bogenabschnitt läuft, das
gegebenenfalls mit einem Drehmoment unterstützend angetrieben wird, vgl. '430-Druckschrift
Spalte 6, Zeile 5 oder Absatz 043.In the prior art, therefore, several concepts have been proposed that deal with the avoidance of the strong speed increase in a storage and retrieval unit, which must go through a curve. That's how it is DE-B 195 09 423 (Gilgen Logistics) a method for securing the speed of a storage and retrieval device in curvy branches the expert given to the hand. The local description of the place of application and the problems usually encountered there correspond to a realistic situation description and to this reference should be made, cf. there page 1, paragraphs 01 to 06. The curve-like storage and retrieval devices described there are exactly those with whom the invention concerned here is concerned. The fields of application described there also concern the fields of application concerned and the problem is practically the same. The aim is to reduce time losses when driving through the branch (synonym for curve or arc section) and thus also to achieve a higher average driving speed (on average). Naturally, the limits of the heavy handling vehicle should not be exceeded. The expenditure on equipment should not rise too much. From there 3 The expert can see that the here in 2a horizontally recorded function is also there to recognize mutatis mutandis, but it was placed around the curve radius and the curve around, starting with a strong increase in speed and then a strong reduction in speed, based on the fact that there the rear wheel with a constant Speed is driven and the front wheel is pushed into the curved arc, see. there page 3, paragraph 13 and page 4, paragraph 24. If the rear wheel head so at a constant speed pushes the front, non-driven wheel head into the arc section, this results in the first half of the arc or cornering, the speed of the front wheel head is greatly increased. Given there is the factor of 2.61 and in the local 2a the factor 3. This factor of the increase depends on the ratio of wheelbase to radius of the arc. If the longitudinal axis of the rack conveyor vehicle is assumed to be at an angle of 45 °, the center of the pass is reached and the constant speed driven rear wheel head then travels at the same constant speed through the arc section resulting in the draft U in the cited document the lowering of the trailing wheel between T 0 and T 45 in the local 2a , The two curves are interconvertible, considering that ours 2a the wheel with the constant speed is the front wheel, while it is the rear wheel of the storage and retrieval unit in the described prior art. The state of the art would now like to bring about an improvement in its speed in order to avoid the excessive elevation of the unpowered front wheel and thereby lower it in the latter 3 at the drive head during the path span a, between X2 and Z2, the speed of this wheel head to a reduced speed between the points 16 and 15 of the curve in the local 3 Although it is compared to the normal speed, which is drawn there in dashed lines, increased, but keeps well below the critical, so-called culmination point, so that no excessive load on the storage and retrieval device influence. At a specific point of the said document on page 4, paragraph 024 is therefore also mentioned that it is no longer necessary to drive through the entire branch with greatly reduced drive speed and valuable operating time must be sacrificed in the previous extent. Accordingly, the prior art already provides an acceleration in the passage of the branch and avoids the strong speed increase at the culmination point, corresponding to the period between 40 and 50 according to the local 2a , This improvement of the transit time was taken up by a later document of the prior art, cf. to EP-B 997 430 (SEW). The mentioned passage of the first mentioned book by Gilgen is also cited there, cf. Column 1, paragraph 06. Avoiding the passage of the entire branch with greatly reduced Drive speed and the improvement of this concept is the '430 font but not enough. It continues to be there to make the throughput even faster and at the same time to be able to work cost-effectively, without the regulating-vehicle reaching excessive values with regard to its lateral acceleration and possibly overturning, cf. there paragraph 07 and paragraph 012 on page 2. To accomplish this, the aforementioned '430 patent solves the rapid transit such that initially a constant speed is achieved for the driven wheel and in case the other wheel would become faster, this is prevented by lowering the speed of the driven wheel. In an attempt of interpretation, a constant speed is achieved practically throughout the cornering of the driven wheel. But this can only be realized if the '430-writing drives the front wheel, cf. there column 5, paragraph 037 and a maximum value selection happens. This relates to the actual value, which is used according to claim 1, last feature, column 8, lines 8 to 10 as a selection of actual values. This changeover of the actual value of the front drive control, namely the front drive speed control, ensures that the speed increase of the front wheel in the second half of the turn is reduced. During the first half of the cornering, the front wheel speed control remains consistent, receiving a constant setpoint, and the actual value being sensed or observed ensures that the front wheel traverses the curve at a constant speed that is commensurate with the rated speed. After reaching the 45 ° position, so half of the cornering would be after qualifying the speed according to our 2a accelerate the rear wheel, so as in the former '423 script in the 2 shown with an acceleration of the front wheel, which is inserted by a constantly driven rear wheel in the curve. These two viewing models are therefore symmetrical. If you pull the rear wheel through the curve and keep the speed of the front wheel constant, which is already outside the arc, this can be compared with an insertion of the front wheel in the curve, if the rear, operated at constant speed wheel still on the straight line is located. This is where the '430 invention begins and ensures that the actual value is exchanged when the front drive head is regulated. The actual value is now no longer the one actually measured at the front wheel, but the one measured from the rear wheel that is currently passing through the arc section. The maximum of the rotational speed of the rear wheel and front wheel is selected and the speed controller is suggested as the actual value, so that the effect of the regulation is the effect that the speed of the front wheel is reduced in the second half, as in the area U at 2 the '423 is shown, also happening at' 430. However, this can ensure that the rear wheel runs at a constant speed through the arc section, which is optionally supported by a supportive torque, see. 430-column 6, line 5 or paragraph 043.
Ziel
und Ergebnis beider hier ausführlich
erläuterten
Lösungen
des Standes der Technik ist es also immer, den angetriebenen Radsatz
mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Kurvenbogen laufen
zu lassen. Das ist bei der '423
der Fall, wenn der hintere angetriebene Radsatz den Kurvenbogen
durchläuft
und das ist bei der '430
der Fall, wenn der vordere, angetriebene Radsatz den Kurvenbogen
durchläuft.
Bei der jeweils anderen Hälfte
des Kurvendurchlaufs muss von der Seite der Regelungstechnik her
eingegriffen werden, um Schwierigkeiten und Überhöhungen von entweder Querbeschleunigungen
oder Geschwindigkeiten zu vermeiden. Diese eingehende Erklärung des
Standes der Technik soll den Blick dafür öffnen, welche Problematik man bei
solch schweren Bedienfahrzeugen zu lösen hat, wenn mit der hier
beschriebenen Erfindung die Kurvendurchfahrt weiter beschleunigt
werden soll oder zumindest ausgeglichener zu gestalten ist.aim
and result of both here in detail
explained
solutions
So it is always the state of the art, the driven wheelset
Run through the curve at a constant speed
allow. That's at the '423
the case when the rear driven wheelset the curve arc
goes through
and that's at the '430
the case when the front, driven wheelset the curve arc
passes.
At the other half
of the curve run must be from the side of control technology
be intervened to difficulties and elevations of either lateral accelerations
or to avoid speeds. This detailed explanation of the
The state of the art should open the view for what problem you at
has to solve such heavy operating vehicles, if with the here
described invention further accelerates the curve passage
should be or at least be more balanced.
Die
Erfindung sieht darin ihre Aufgabe, ein Regalfahrzeug, das als Handhabungsfahrzeug
kurvengeeignet ausgebildet sein soll, so schnell durch die Kurve
zu fahren, dass man von einem optimierten Verlauf sprechen kann,
gleichzeitig soll der Verschleiß an
den Antriebsrädern
reduziert werden, der Energieeinsatz für den Betrieb des einen oder
beider Antriebsköpfe
soll minimiert (optimiert) werden und die Antriebskomponenten sollen
keiner erhöhten
Belastung ausgesetzt werden.The
It is the object of the invention to provide a shelf vehicle that can be used as a handling vehicle
curve trained should be so fast through the curve
to drive, that one can speak of an optimized course,
At the same time, the wear is on
the drive wheels
be reduced, the use of energy for the operation of one or
both drive heads
should be minimized (optimized) and the drive components should
none increased
Be exposed to stress.
Diese
noch weiterreichende Lösung
der verbesserten Kurvendurchfahrt beruht auf der Erkenntnis, dass
der Blick von den Geschwindigkeiten der Räder zunächst gelöst werden muss. Es würde im Stand
der Technik nicht weiter führen,
wenn versucht würde,
entweder eine zu hohe Geschwindigkeit eines Rades durch Einflussnahme
auf das andere Rad zu begrenzen oder wenn versucht würde, eine
konstante Geschwindigkeit eines Rades im Kurvendurchlauf festzusetzen
oder zu regeln und das daraus Folgende einfach hinzunehmen. Die
Erfindung löst
sich deshalb von der Betrachtungsweise der Geschwindigkeit der Räder hin
zu einem ganzheitlichen Konzept und legt den Blick mehr auf die
Geschwindigkeit des Handhabungsfahrzeugs selbst, dessen Geschwindigkeit
möglichst
konstant gehalten werden soll. Dies am Regalfahrzeug, das um die
Kurve gelenkt wird, bei vielen Tonnen Gewicht und mit einem Drehwinkel
von nahezu ruckartig 90°,
wobei der Kurvenradius sehr viel kleiner ist als der Längsabstand
der beiden Räder
des Handhabungsfahrzeugs. Diese Darstellung mag zeigen, dass allein
ein regelnder oder begrenzender Eingriff nicht genügt.This even more far-reaching solution of the improved curve passage is based on the recognition that the view of the speeds of the wheels must first be solved. It would not continue in the prior art if one tried to either limit too high a speed of a wheel by influencing the other wheel, or if one tried to set or regulate a constant speed of a wheel in the turn and the ensuing simply to accept. The invention therefore dissolves from the point of view of the speed of the wheels towards a holistic concept and places the view more on the speed of the handling vehicle itself, whose speed should be kept as constant as possible. This on the shelf vehicle, which is steered around the bend, with many tons of weight and with a rotation angle of almost jerky 90 °, the curve radius is much smaller than the longitudinal distance of the two wheels of the handling vehicle. These images may show that only a regulatory or limiting intervention is not enough.
Die
Erfindung geht deshalb einen anderen Weg, die natürliche Kinematik
zu berücksichtigen
und dabei die elektrischen Antriebe nur unterstützend heranzuziehen.The
Invention therefore goes another way, the natural kinematics
to take into account
and at the same time to use the electric drives only supportive.
Die
mit elektrischer Energie und dem einen oder den zwei Antriebseinrichtungen
zu erreichende Beeinflussung soll bei dem tonnenschweren Regalfahrzeug
nicht die allein bestimmende Wirkung haben, sondern das Regalfahrzeug
soll bei der Kurvenfahrt mehr oder weniger sich selbst überlassen
bleiben und dem sich aus der Geometrie und der mechanischen Ausführung von
Rädern,
Radabstand und Kurvenradien ergebenden Bewegungsprofil folgen, nur
ergänzt
oder unterstützt
um notwendige Korrekturmaßnahmen
mit Blick auf die FahrzeuggeschwindigkeitThe
with electrical energy and the one or two drive means
to be achieved influencing should in the tons of heavy shelf vehicle
not the sole determining effect, but the shelf vehicle
should be more or less left to itself when cornering
remain and derive from the geometry and mechanical design of
wheels,
Wheel spacing and curve radii follow resulting motion profile, only
added
or supported
necessary corrective measures
looking at the vehicle speed
Dazu
ist erfindungsgemäß zunächst von
einer Energiebetrachtung auszugehen, welche im ersten Ansatz einige
Vereinfachungen vornimmt. Die Gesamtmasse wird auf die Mitte des
Handhabungsfahrzeugs konzentriert angenommen. Die Motoren, Getriebe
und Räder
sollen keine Masse und damit auch keine Massenträgheit aufweisen. Reibkräfte werden
zunächst
vernachlässigt.
Antriebsenergie soll als nicht zugeführt angenommen werden. Unter
Berücksichtigung
eines solches geschlossenen Systems hat das Regelfahrzeug, dessen
wesentliche Masse hier Kern der Betrachtung ist, beim Einfahren
in die Kurve dieselbe Energie, wie beim Ausfahren. Die translatorische
Energie des Fahrzeugs bleibt also gleich, und aus der Energiebetrachtung
ergibt sich, dass die Antriebsräder über die
gesamte Kurvenfahrt betrachtet nur ausgleichsweise helfen müssen. Die
Bewegungsenergie setzt sich dabei aus der translatorischen Energie
und der rotatorischen Energie der beiden Antriebe (Motor, Getriebe
und Rad) zusammen und im Verlauf der Kurvenfahrt kommt als Energie
die Rotation des Handhabungsfahrzeugs um eine senkrechte Achse durch
die Richtungsänderung
des Bogenabschnitts hinzu. Das Regalfahrzeug (das Handhabungsfahrzeug)
besteht also aus einer Anzahl von Energiespeichern, die abhängig vom
Verfahren der Geschwindigkeitsvorgabe während der Kurvenfahrt mehr
oder weniger große Energiemengen
zwischen diesen Energiespeichern austauschen. Die Zufuhr oder die
Abfuhr von Energie tritt im Grunde nur für die Drehzahländerung
der Antriebsräder
selbst auf, und da die Räder
sich gegenläufig
verhalten, wie 2a zeigt, ergibt sich durch
die mechanische Kopplung sogar ein automatischer Energieaustausch
ohne Umweg über
den elektrischen Antriebsregler. Falls doch ein Teil der Energie über diesen
Antriebsregler fließt,
dann kann die Bremsenergie des einen Antriebs zum Beschleunigen
eines anderen Antriebs bei zwei vorhandenen Antrieben verwendet
werden. Im Idealfall einer Kurvenfahrt wird also wenig Energie aus
dem Netz benötigt
und das System im wesentlich sich selbst überlassen. Ganz sicher vermieden werden
künstliche
Eingriffe durch zwei Antriebe oder durch einen gesteuerten Antrieb,
der seinen Blick nur auf die Geschwindigkeit eines der Räder legt
und dabei vernachlässigt,
dass das Regelfahrzeug als Ganzes zu betrachten wäre und seine
Geschwindigkeit v0 oder k·v0 der Kern der Überlegung und die Grundlage
der Problemlösung
ist. Die Erfindung stützt
sich auf die vorgenannte Überlegung
und die das ganze System betrachtende Denkweise, wenn sie vorschlägt, das
Fahrzeug so um die Kurve zu bewegen, das das vordere Rad angetrieben
wird dieses und mit einer Soll-Geschwindigkeit
versehen wird, welche sich beim Einlauf in den Kurvenbogen erhöht, und
zwar aktiv angetrieben von einer Antriebseinrichtung, die aus Steuereinrichtung,
Umrichter und Motor besteht. Der vorgegebene Sollwert entspricht
nicht einem konstanten Sollwert und nicht einer linearen Funktion,
sondern hängt
ab von einem Quotienten (einem Verhältnis) aus gemessenen oder
beobachteten Istbewegungen, insb. Istdrehzahlen oder Umfangsgeschwindigkeiten
an den Berührstellen
zur Bahn, der beiden beabstandeten Räder, welche Räder beide
auf der Bahn oder Spur ohne wesentlichen Schlupf mechanisch miteinander
gekoppelt bewegt werden (Anspruch 1).For this purpose, according to the invention, initially starting from an energy consideration, which undertakes some simplifications in the first approach. The total mass is assumed concentrated on the center of the handling vehicle. The motors, gears and wheels should have no mass and therefore no mass inertia. Frictional forces are initially neglected. Drive energy should be assumed to be not supplied. Taking into account such a closed system, the control vehicle, the essential mass of which is the core of consideration here, has the same energy when entering the curve as when deploying. The translational energy of the vehicle thus remains the same, and it follows from the consideration of energy that the drive wheels over the entire cornering must only be compensatory. The kinetic energy is composed of the translatory energy and the rotational energy of the two drives (engine, transmission and wheel) together and in the course of cornering comes as energy, the rotation of the handling vehicle about a vertical axis by the change in direction of the arc added. The shelf vehicle (the handling vehicle) thus consists of a number of energy storage devices that exchange more or less large amounts of energy between these energy storage devices, depending on the method of setting the speed during cornering. The supply or removal of energy occurs basically only for the speed change of the drive wheels themselves, and because the wheels behave in opposite directions, such as 2a shows, resulting from the mechanical coupling even an automatic energy exchange without detour via the electric drive controller. If some of the energy flows through this drive controller, then the braking energy of one drive can be used to accelerate another drive in two existing drives. In the ideal case of cornering, so little energy from the network is needed and the system essentially left to itself. Artificial interventions by two drives or by a controlled drive, which only focuses on the speed of one of the wheels and neglects to consider the control vehicle as a whole and its speed v 0 or k · v 0 , are certainly avoided the consideration and the basis of problem solving is. The invention relies on the above reasoning and thinking of the whole system when proposing to make the vehicle turn around the corner that drives the front wheel and provides it with a target speed which is set at the inlet in increases the arc, namely actively driven by a drive device consisting of control device, inverter and motor. The predetermined setpoint does not correspond to a constant setpoint and not to a linear function, but depends on a quotient of measured or observed actual movements, esp. Actual speeds or peripheral speeds at the points of contact with the web, the two spaced wheels, and both wheels the track or track without substantial slip mechanically coupled to each other are moved (claim 1).
Die
Istdrehzahlen, also die tatsächlichen
Drehzahlen der beiden Räder,
wobei diese als Drehzahl, Umfangsgeschwindigkeit oder Winkelgeschwindigkeit
erfasst, insbesondere gemessen werden können oder über repräsentative Größen, wie
Motordrehzahl oder Achsdrehzahl, erfasst wird, wobei die Erfassung
entweder eine unmittelbare Messung, eine mittelbare Messung oder
eine Beobachtung sein kann, werden zugrundegelegt. Eine Verhältnisbildung
von beiden tatsächlichen
Geschwindigkeiten beeinflusst den vorgegebenen Sollwert. Der Sollwert
hängt also
von diesem Quotienten ab oder ist über diesen beeinflussbar.The
Actual speeds, so the actual
Speeds of the two wheels,
these being speed, peripheral speed or angular speed
recorded, in particular, can be measured or over representative quantities, such as
Engine speed or axle speed, is detected, the detection
either an immediate measurement, an indirect measurement or
an observation can be used as a basis. A ratio formation
of both actual
Speeds influences the specified setpoint. The setpoint
hangs so
from this quotient or can be influenced by this quotient.
In
konkreter Ausgestaltung kann die Verhältnisbildung noch über eine
Funktion verändert
werden (Anspruch 14), welche als Wurzelfunktion im Idealfall einen
Exponenten von ½,
also eine Quadratwurzel darstellt und eine Multiplikation mit einem konstanten
Wert für
die Geschwindigkeit des Fahrzeuges noch hinzukommt (Anspruch 26,
Anspruch 27). Eine Wurzelfunktion soll hier nicht rein mathematisch
verstanden werden (Anspruch 19), sondern als eine Funktion, die
einen gewissen Spielraum eröffnet.
Eine Funktion, die eine genaue mathematische Wurzelfunktion abbildet,
ist eine, bei der auf einen Eingangswert der Exponent ½ angewendet wird.
Die Vorgabe eines Exponenten zwischen 0,3 und 0,7 hat sich aber
als ausreichend erwiesen, dass in diesen Bereichen auch noch eine
Wurzelfunktion im funktionellen Sinne verstanden werden kann, die
es erlaubt, die natürlichen
Vorgaben eines Regelfahrzeugs während
seiner Kurvenfahrt zu berücksichtigen
und dabei vielleicht nicht ganz ideal, aber doch noch praktisch
ausreichend und kurvenschnell genug um den Bogenabschnitt herumzufahren.In a concrete embodiment, the ratio formation can still be changed by a function (claim 14), which as root function ideally an exponent of ½, so a square root and multiplication with a constant value for the speed of the vehicle still added (claim 26, claim 27). A root function should not be understood purely mathematically (claim 19), but as a function that opens up a certain latitude. A function that maps an exact mathematical root function is one in which the exponent ½ is applied to an input value. The specification of an exponent between 0.3 and 0.7, however, has proved to be sufficient that in these areas also a root function in the functional sense can be understood that he allows to consider the natural specifications of a regular vehicle while cornering and perhaps not ideal, but still practically sufficient and fast enough to drive around the arc section.
Ein
Verhältnis
der Geschwindigkeiten der beiden Räder resultiert aus den mechanischen
Gegebenheiten, Kurvenradius, Radstand des Handhabungsfahrzeugs für die Verwendung
bei Regalen, insbesondere Hochregalen. Dabei kann die größere Geschwindigkeit
vorteilhaft immer im Zähler
stehen und die Beschleunigung der jeweils in den Bogenabschnitt
einlaufenden Radachse verursachen. Das gilt sowohl für das zuerst einlaufende
Rad (Anspruch 2, Merkmal (d), Anspruch 9) wie auch für das danach
einlaufende zweite Rad, welches das hintere Rad ist (Anspruch 10).
Diese Erhöhung
geschieht durch eine Veränderung
des Sollwertes, der durch die genannte Funktion beeinflusst ist.
Das hat erfindungsgemäß außerdem zur
Folge, dass das andere Rad in seiner Geschwindigkeit herabgesetzt
wird (Anspruch 2, Merkmal (e)), also weder das eine noch das andere
Rad in seiner Geschwindigkeit konstant gehalten werden. Das jeweils
die Kurve beginnende Rad wird beschleunigt, um schneller fahren
zu können,
es wird aber nicht beliebig oder subjektiv veranlasst beschleunigt,
sondern hängt
in seiner Beschleunigung von den Geschwindigkeiten der beiden Räder auf
der Bahn oder Spur ab. Die Erfindung verliert also nie den Spurkontakt
zur Realität,
sondern steuert das tonnenschwere Gefährt nur so, wie es die Mechanik
und die Gewichte sowie die Kurvendimensionierung zulassen. Alle
Sollwerte werden aus der Realität
abgeleitet, was ein völlig
anderer Ansatzpunkt ist, als die Lösungen des Standes der Technik
ihn bereitstellen.One
relationship
The speeds of the two wheels results from the mechanical
Conditions, curve radius, wheelbase of the handling vehicle for use
for shelves, especially high shelves. This can be the greater speed
always advantageous in the meter
stand and the acceleration of each in the arc section
cause incoming wheel axle. This applies to both the first incoming
Wheel (claim 2, feature (d), claim 9) as well as for thereafter
incoming second wheel, which is the rear wheel (claim 10).
This increase
happens through a change
the setpoint, which is influenced by the named function.
This has also according to the invention
Result that the other wheel is degraded in its speed
becomes (claim 2, feature (e)), so neither the one nor the other
Wheel be kept constant in its speed. The respectively
the curve starting wheel is accelerated to drive faster
to be able to
but it is not accelerated arbitrarily or subjectively,
but hangs
in its acceleration from the speeds of the two wheels up
the train or track. The invention never loses the track contact
to reality,
but controls the tons-heavy vehicle only as it does the mechanics
and allow weights and curve sizing. All
Setpoints become reality
derived, what a completely
other starting point than the solutions of the prior art
to provide him.
Die
mit der Erfindung erreichte Arbeitsweise oder das erreichte regelgeführte Steuern
des Handhabungsfahrzeugs sorgt dafür, dass der Sollwertverlauf
in beiden Hälften
der Kurvendurchfahrt, also in der ersten Hälfe zwischen beispielsweise
0° und 45° und in der
zweiten Hälfte
zwischen 45° und
90° bezogen
auf die Längsachse
des Handhabungsfahrzeugs vergleichbar ist (Anspruch 3). Diese Betrachtung
erfolgt betragsmäßig und
geht davon aus, dass immer die höhere
Geschwindigkeit im Zähler
steht. Geht man nicht davon aus, dass ein Verhältnis von Drehgeschwindigkeiten
verglichen wird, sondern reale Geschwindigkeiten (Umfangsgeschwindigkeiten,
Drehzahlen oder Winkelgeschwindigkeiten), so verhält sich
der Geschwindigkeitsverlauf des vorderen Rades während der ersten Hälfte der
Kurvenfahrt so, wie der Geschwindigkeitsverlauf des zweiten Rades
während
der zweiten Hälfte
des Kurvenverlaufs (Anspruch 40), nur spiegelbildlich an einer Spiegelachse,
welche durch den Schnittpunkt beider Funktionen läuft. Beide
steigen in erster Näherung
dreieckförmig
an, während
das jeweils andere Rad dreieckförmig
in seiner Geschwindigkeit abnimmt. Das Sollwertsignal ändert sich
fortlaufend (Anspruch 2, Merkmal (d')) und wird in nicht gleicher oder nicht
gleich bleibender Größe dem anderen
Antrieb vorgegeben, wenn zwei Antriebe anwesend sind.The
achieved with the invention operation or the achieved controlled taxes
of the handling vehicle ensures that the setpoint course
in both halves
the curve passage, so in the first half between, for example
0 ° and 45 ° and in the
second half
between 45 ° and
90 °
on the longitudinal axis
of the handling vehicle is comparable (claim 3). This consideration
takes place in terms of amount and
assumes that always the higher
Speed in the counter
stands. Do not assume that a ratio of rotational speeds
but real speeds (peripheral speeds,
Speeds or angular velocities), so behaves
the speed of the front wheel during the first half of the
Cornering as the speed of the second wheel
while
the second half
of the curve (claim 40), only in mirror image on a mirror axis,
which runs through the intersection of both functions. Both
rise to a first approximation
triangular
on, while
the other wheel is triangular
decreases in its speed. The setpoint signal changes
continuous (claim 2, feature (d ')) and will not be the same or not
constant size to the other
Drive specified if two drives are present.
Die
Erfindung arbeitet sowohl mit einem führenden Antrieb wie auch mit
zwei eigenständigen
Antrieben an beiden Radachsen (Anspruch 1 und Anspruch 9, 10). Das
zweite Rad kann dabei entweder aktiv in seiner Geschwindigkeit geregelt
werden, wie das erste Rad (Anspruch 2 Merkmal (e)), es kann aber
auch momentenlos mitlaufen, was einem Freilauf entspricht, wenn
nur das führende
Rad den Geschwindigkeitsverlauf annimmt, der von einem Sollwertgenerator
vorgegeben wird (Anspruch 32). Hier erfolgt eine natürliche Vorgabe
des Sollwertverlaufes für
das vordere Rad, das zuerst in den Bogenabschnitt einläuft und
während
der ersten Hälfte
in seiner Geschwindigkeit heraufgesetzt und in der zweiten Hälfte in
seiner Geschwindigkeit herabgesetzt wird, beides durch eine gesteuerte
Sollwertvorgabe, die dem mechanisch-natürlichen Verlauf des Systems
entspricht. Diese können
als zwei Sollwertverläufe
angesehen werden, die zeitlich nacheinander Einfluss nehmen (Anspruch
20), oder die zwei generierten Sollwertverläufe können den beiden vorhandenen
Antrieben zeitlich nacheinander aufgeschaltet werden (Anspruch 20,
letztes Merkmal).The
Invention works with both a leading drive as well
two independent ones
Drives on both axles (claim 1 and claim 9, 10). The
second wheel can either be actively regulated in its speed
can, as the first wheel (claim 2 feature (e)), but it can
also without torque, which corresponds to a freewheel, if
only the leading one
Wheel adopts the speed profile of a setpoint generator
is specified (claim 32). Here is a natural default
of the setpoint course for
the front wheel, which first enters the bow section and
while
the first half
increased in speed and in the second half in
its speed is reduced, both by a controlled
Setpoint specification, the mechanical-natural course of the system
equivalent. these can
as two setpoint curves
be considered one after the other (claim
20), or the two generated setpoint curves can match the two existing ones
Drives are connected in chronological order (claim 20,
last feature).
Istwerte,
die aus dem System erfasst werden, müssen nicht für den Erhalt
der Funktion, die hier beansprucht ist, umgeschaltet werden. Sollwerte
müssen
auch nicht umgeschaltet werden. Beide können aber umgeschaltet werden,
wenn bestimmte Ausprägungen
der Erfindung eingesetzt werden. Wird nur ein Drehzahlregler eingesetzt,
wirkt er alternativ auf den ersten oder den zweiten Antrieb eines
mit zwei Motoren und zugehörigen
Umrichtern versehenen Handhabungsfahrzeugs, so wird eine Umschaltung
des Sollwerts mit einer Umschaltung des Istwertes vorgenommen, jeweils
zusammenhängend
zu einem jeweiligen Antrieb, also Sollwert und Istwert für das vordere
Rad und Sollwert und Istwert für
das hintere Rad. Geht die Erfindung aber von zwei getrennten Reglern
aus, können
beide Regler ihre jeweiligen Soll- und Istwerte erhalten und nur
der Regeleingriff kann durch eine übergeordnete Steuerung verändert werden,
wenn die Kurve oder die Kurvenfahrt beginnt, wenn die Hälfte der
Kurvenfahrt erreicht ist und wenn die Kurvenfahrt endet.actual values,
which are covered by the system, do not have to for receipt
the function that is claimed here can be toggled. setpoints
have to
also not be switched. Both can be switched,
if certain characteristics
the invention can be used. If only one speed controller is used,
it acts alternatively on the first or the second drive of a
with two motors and associated
Inverters provided handling vehicle, so is a switch
the setpoint is made with a changeover of the actual value, respectively
coherently
to a respective drive, ie setpoint and actual value for the front
Wheel and setpoint and actual value for
the rear wheel. But is the invention of two separate controllers
out, can
both controllers receive their respective setpoints and actual values and only
the control intervention can be changed by a higher-level control,
when the turn or cornering starts when half of the
Cornering is reached and when the cornering ends.
Vor
und nach einer Kurvenfahrt können
weiterhin diejenigen Regelsysteme Anwendung finden, die für Geradeausfahrten
früher
schon Anwendung gefunden haben. Hier haben die beiden Räder in der
Regel dieselbe Geschwindigkeit, so dass man von einem Istwert ausgehen
kann, und bevorzugt die Räder
mit Drehmomenten angetrieben werden, die von dem übergeordneten
Geschwindigkeits- oder Lageregler vorgegeben werden. Lageregler
sind für
die Erreichung einer V-Position zwischen den Gängen oder einer X-Position
am Kopf des Regallagers einzusetzen und hier spielt weniger die
erhebliche Veränderung
der Geschwindigkeiten der Räder
eine Rolle, als die genaue Positionierung eines anzufahrenden Ziels
zur Entnahme einer Palette aus dem Regal oder zur Beschickung einer
Palette und Ablage einer solchen in dem Regal.Before and after cornering, those control systems that have previously been used for straight-ahead driving can continue to be used. Here, the two wheels usually have the same speed, so that one can assume an actual value, and prefers the wheels with torque driven by the higher speed or position controller. Positioners are used to achieve a V-position between the aisles or an X-position on the head of the racking and here less the significant change in the speeds of the wheels matters than the exact positioning of a target to be taken to remove a pallet from the shelf or to load a pallet and store it on the shelf.
Die
Schnittstelle wird durch ein Gleichsetzen von Werten ineinander übergeleitet
(Anspruch 5).The
Interface is merged by equating values into one another
(Claim 5).
Eine
Umschreibung der Eignung für
eine Kurvenfahrt ergibt sich auch daraus, dass die beiden Räder nie
gleichzeitig oder gemeinsam auf dem Bogenabschnitt fahren. Alternativ
kann man davon sprechen, dass der Abstand der Radachsen größer ist
als der Kurvenradius oder ein Bogenweg oder eine Sekante von Einlaufpunkt
und Auslaufpunkt des Bogenabschnitts, alternativ auch die Angabe,
dass der Abstand der Radachsen am Handhabungsfahrzeug mehr als fünfmal größer ist,
als der Durchmesser eines der Räder.
Damit soll gesagt werden, dass der Radstand größer als der Kurvenradius ist,
und nicht der Kurvenradius größer als
der Radstand.A
Description of the suitability for
A cornering also results from the fact that the two wheels never
driving simultaneously or together on the bow section. alternative
It can be said that the distance between the wheel axles is greater
as the curve radius or a bow path or a secant of entry point
and outlet point of the arch section, alternatively the indication
that the distance of the wheel axles on the handling vehicle is more than five times greater,
as the diameter of one of the wheels.
This is to say that the wheelbase is larger than the radius of curvature,
and not the radius of curvature greater than
the wheelbase.
Das
Handhabungsfahrzeug hat zumindest einen Motor, hat also einen oder
zwei Motoren, die über
Antriebseinrichtungen (mit Umrichter) betrieben werden. Sind zwei
Motoren vorhanden, wird jeweils derjenige durch Sollwert gesteuert
angetrieben, der in den Kurvenabschnitt einläuft (Anspruch 31, Merkmal (c)).
Das kann sowohl das vordere Rad wie auch das hintere Rad sein (Anspruch
9, 10). Ebenso können
die beiden Sollwertverläufe
aber auch parallel (gleichzeitig) an beide Motoren ausgegeben werden,
die dann bevorzugt über nicht
integrale Regler betrieben werden (Anspruch 31, Merkmal (b)). Ebenso
kann ein Überblendregler
Anwendung finden, bei dem der eine Motor angetrieben wird, der die
Drehzahlerhöhung
erhält
und der andere Motor in einem Freilauf betrieben wird, was Momentenlosigkeit
bedeutet (Anspruch 6, 28, 30). Das Überblenden kann dabei sowohl
beim Einlauf, wie bei der Mitte (Anspruch 8), wie auch am Auslauf
geschehen, insbesondere findet ein gegensinniges Überblenden
der Drehmoment-Sollwerteingriffe oder der entsprechenden Steuerungen des
Freilaufs in der Kurvenmitte statt, bei der die Drehzahlen der beiden
Räder gleich
sind. Eine besonders hervorzuhebende Möglichkeit ist diejenige mit
untergeordneten Drehmomentreglern zu arbeiten und ihre prozentuale
Aufteilung, Begrenzung oder Gewichtung zu verändern, von zunächst jeweils
100% für
eine Betriebsweise auf der Geraden hin zu einem Einfluss von 200%
des einlaufenden Motors und 0% des in den Freilauf gesteuerten Motors
bis zur Hälfte
der Kurvenfahrt. Danach wird der Eingriff invertiert. Bei einem
entsprechenden Ende des Eingriffs wird die prozentuale Aufteilung
der beiden Drehmomentregler wieder gleichgeschaltet, jeder der Motoren
erhält
also denselben Einfluss auf das Drehmoment (Anspruch 28). Zur Vermeidung
von Rucken oder ruckartigen Beschleunigungsänderungen können solche Eingriffe durch
Rampengeneratoren gesteuert vorgenommen werden, die eine relativ
kleine Zeitkonstante haben, die zwischen 50 msec und 250 msec liegen
(Anspruch 7, Ansprüche
37 bis 39).The
Handling vehicle has at least one engine, so has one or
two engines over
Drive devices (with inverter) are operated. Are two
Engines present, each one is controlled by setpoint
driven entering the curved section (claim 31, feature (c)).
This can be both the front wheel and the rear wheel (claim
9, 10). Likewise
the two setpoint curves
but also be output in parallel (simultaneously) to both motors,
which then prefers not over
integral regulators are operated (claim 31, feature (b)). As well
can be a fader
Application in which a motor is driven, the
Speed increase
receives
and the other engine is run in a freewheel, causing momentlessness
means (claim 6, 28, 30). The crossfading can both
at the inlet, as in the middle (claim 8), as well as at the outlet
happen, in particular finds an opposite crossfading
the torque setpoint interventions or the corresponding controls of the
Freewheel in the middle of the curve instead, at which the speeds of the two
Same wheels
are. A special possibility is the one with
subordinate torque controllers work and their percentage
Division, limitation or weighting, from first to next
100% for
a mode of operation on the straight line to an influence of 200%
of the incoming motor and 0% of the freewheeled motor
to the half
the cornering. Thereafter, the procedure is inverted. At a
the corresponding end of the procedure is the percentage distribution
the two torque controller again switched equal, each of the motors
receives
So the same influence on the torque (claim 28). To avoid
from jerking or jerky acceleration changes can cause such interference
Ramp generators are controlled, which are a relative
have small time constants that are between 50 msec and 250 msec
(Claim 7, claims
37 to 39).
In
einer qualitativen Betrachtung steigt damit die Geschwindigkeit
des einen Rades und die andere Geschwindigkeit des zweiten Rades
sinkt während
der ersten Hälfte
der Kurvenfahrt und bei der zweiten Hälfte der Kurvenfahrt ist es
umgekehrt. Die Vorgabe der zugehörigen
Geschwindigkeitswerte sorgt dafür,
dass zwar eine Steigerung der Geschwindigkeit oder der Drehzahl
des jeweils einlaufenden Rades erfolgt, das Maximum dieser Steigerung
ist aber wesentlich geringer und das Minimum der Reduzierung liegt
wesentlich höher,
als mit einer Regelung, die bei der gesamten Kurvenfahrt auf das
eine oder andere Rad einen konstanten Sollwert legt. Überhöhung und
Reduzierung folgen einem natürlichen
Drehzahlverlauf, der elegant und effizient aus den zwei Ist-Drehzahlen
der beiden Räder
abgelesen und errechnet werden kann. Genau genommen kann er aus dem
Verhältnis
der beiden Geschwindigkeiten der beiden Räder ermittelt werden, ohne
dass eine Lagerückführung, also
eine Erkennung der Position in der Kurve für das Handhabungsfahrzeug nötig ist.
Es wird nur erkannt, ob überhaupt
eine Kurve beginnt und das Fahrzeug in eine Kurvenfahrt eintritt
und ebenfalls erkannt wird das Ende einer solchen Kurvenfahrt. Dazu
bietet sich ein Vergleich der beiden Geschwindigkeiten auch als
Messgröße an. Ist
das Verhältnis
dieser beiden Größen anders
als Eins oder ist die Differenz Null, so befinden sich beide Räder auf
einer Geraden, eine Kurvenfahrt steht nicht an. Ein Quotient dieser
beiden Werte kann diese Kurvenerkennung auch zur Verfügung stellen.
Ein solcher Quotient ist im Stand der Technik schon einmal eingesetzt
worden, vgl. dazu EP-B
997 430 (SEW Eurodrive), dort aber ausschließlich zur
Erkennung einer Änderung
des Krümmungsradius', also dem Vorhandensein
einer Kurve, vgl. dort Spalte 6, Absatz 038. Der Krümmungsradius
wird dort so beschrieben, dass er für die geraden Strecken unendlich
ist und für
die Kurve einen endlichen Wert annimmt, vgl. dort Spalte 2, Absatz
010.In qualitative terms, this increases the speed of one wheel and the other speed of the second wheel decreases during the first half of the cornering and in the second half of the cornering it is reversed. The specification of the associated speed values ensures that although there is an increase in the speed or the speed of each incoming wheel, but the maximum of this increase is much lower and the minimum of the reduction is much higher than with a scheme that in the entire cornering on one or the other wheel sets a constant setpoint. Exaggeration and reduction follow a natural speed curve, which can be elegantly and efficiently read from the two actual speeds of the two wheels and calculated. Strictly speaking, it can be determined from the ratio of the two speeds of the two wheels, without a bearing return, so a detection of the position in the curve for the handling vehicle is necessary. It is only recognized whether a curve begins at all and the vehicle enters a cornering and also recognized the end of such cornering. For this purpose, a comparison of the two speeds also offers as a measure. If the ratio of these two variables is different than one, or if the difference is zero, then both wheels are on a straight line, cornering is not on. A quotient of these two values can also make this curve recognition available. Such a quotient has been used before in the prior art, cf. to EP-B 997 430 (SEW Eurodrive), but there only to detect a change in the radius of curvature ', ie the presence of a curve, cf. there column 6, paragraph 038. The radius of curvature is described there so that it is infinite for the straight lines and assumes a finite value for the curve, cf. there column 2, paragraph 010.
Eine
solche Kurvendetektion kann aber auch auf andere Weisen erfolgen,
sei es durch mechanische Sensoren, Magnetkopplung oder optische
Erkennungen. Es braucht dabei keine Position in der Kurve erkannt zu
werden, sondern nur die Signalisierung des Bestehens einer Kurvenfahrt,
also ihr Beginn und ihr Ende, mehr nicht. In der Kurve werden keine
Positionswerte verwendet und sie wären hinsichtlich ihrer Messung
bei einer Kurvenfahrt auch problematisch. Kurvenradien können sich ändern und
Toleranzen aufweisen, die tatsächliche
Lage in der Kurve kann nicht mit der gemessenen übereinstimmen. Bei einem ohnehin
in der Kurve schwingungsanfälligen
und deshalb sehr empfindlichen tonnenschweren Handhabungsfahrzeug
ist eine intelligente Geschwindigkeitssteuerung während der
Kurvenfahrt einer Lagesteuerung und Lageregelung während der
Kurvenfahrt um Längen
vorzuziehen.However, such a curve detection can also be done in other ways, be it by mechanical sensors, magnetic coupling or optical detections. It does not need to be recognized in the curve, but only the signaling of the existence of a cornering, so its beginning and end, not more. No position values are used in the curve and they would also be problematic in terms of their measurement when cornering. Curve radii may change and have tolerances, the actual position in the curve may not agree with the measured one. In a handling vehicle that is in any case susceptible to vibration in the curve, and therefore very sensitive, an intelligent speed control during cornering is preferable to position control and position control during cornering.
Diese
Geschwindigkeitsregelung arbeitet mit den Geschwindigkeitsverhältnissen
als Funktion und hängt
deshalb nicht von einer gemessenen Position ab, sondern orientiert
sich an den beiden Istbewegungen der mit der Bahn oder Spur verbundenen
Räder oder
Radachsen. Das so erhaltende Quotientensignal ist unabhängig von
der absoluten Höhe
einer Geschwindigkeit, kann also bei geringeren oder höheren Geschwindigkeiten
ebenso zur Steuerung der Sollwertverläufe eingesetzt werden. Jeder
Punkt des so ermittelten Verlaufs ist durch die geometrische Konstellation
bestimmt, selbst dann, wenn Geschwindigkeitsänderungen eintreten, bleibt
die Steuerung des Sollwertes an der Realität orientiert und geht von den
tatsächlichen
Istwerten der Räder
aus. Die Kurvendaten und der Verlauf der Kurve sind quasi in der
Mechanik gespeichert und werden über
die Ist-Werte der Drehzahl ausgelesen. Damit kann sichergestellt
werden, dass der Drehzahlverlauf immer praktisch ausreichend genau
zur tatsächlichen
Position in der Kurve passt und nicht durch falsche oder ungenaue
Eingaben oder Messungen verschoben ist. Selbst wenn Kurvenradien
variieren oder die Kurven nicht vollständig bogenförmig sind, wird die Verhältnisbildung
und die Steuerung über
den Sollwert überlegene Ergebnisse
erzielen.These
Cruise control works with the speed ratios
as a function and depends
Therefore, not from a measured position, but oriented
to the two actual movements of the rail or track connected
Wheels or
Wheel axles. The thus obtained quotient signal is independent of
the absolute height
a speed, so at lower or higher speeds
also be used to control the setpoint curves. Everyone
The point of the course thus determined is through the geometric constellation
certainly, even if speed changes occur remains
the control of the setpoint is based on reality and starts from the
actual
Actual values of the wheels
out. The curve data and the course of the curve are quasi in the
Mechanics are stored and over
the actual values of the speed are read out. This can be ensured
be that the speed curve is always practically accurate enough
to the actual
Position in the curve fits and not by wrong or inaccurate
Input or measurements is moved. Even if curve radii
vary or the curves are not completely arcuate, the ratio formation becomes
and the controller over
the target value superior results
achieve.
Ein
Bogenabschnitt ist dabei allgemein zu verstehen (Anspruch 21, 22
und Ansprüche
15 bis 18). Es können
Teilbögen
und Segmente die geradlinig verlaufen zwischengeschaltet sein. Der
hier meist abgebildete einfache Fall eines Bogens von 90° ist nicht
mehr als ein häufig
angetroffener Anwendungsfall, der sich grafisch zur Veranschaulichungszwecken
leicht darstellen lässt.
Andere Bogenwinkel für
den Bogenabschnitt sind erlaubt.One
Arc section is to be understood in general (claim 21, 22nd
and claims
15 to 18). It can
partial sheets
and segments which are rectilinear to be interposed. Of the
here most pictured simple case of a bow of 90 ° is not
more than one often
Applicable application that is graphically illustrative
easy to visualize.
Other bow angles for
the bow section is allowed.
Anhand
der Ansprüche
9 und 10 war erklärt
worden, dass sich ein aktiver Eingriff sowohl auf den ersten zeitlichen
Abschnitt (zumindest den Anfangsabschnitt des Beginns der Kurvenfahrt)
und den zweiten zeitlichen Abschnitt (zumindest den Beginn der zweiten
Hälfte
der Kurvenfahrt nach Erreichen der 45°-Lage der Längsachse des Fahrzeugs) bezieht.
Für den
einen wie für
den anderen Fall wirkt das Verhältnis
beeinflussend, einmal als das Verhältnis und einmal für die zweite
Hälfte
als sein Kehrwert (Anspruch 11). Der Sollwert verliert dabei bevorzugt
nicht seinen bestimmenden Einfluss auf die Kurvenfahrt. Das zuerst
einlaufende Rad ist bevorzugt während
der ganzen ersten Hälfte
mit einem Sollwert versehen, wie auch das danach in den Bogenabschnitt
einlaufende zweite Rad während
der ganzen zweiten Hälfte
der Kurvenfahrt mit einem Sollwert versorgt wird, wenn jeweils ein
getrennter Antrieb für
jeweils eine Achse/Rad vorhanden ist (Anspruch 12). In der Mitte
der Kurvenfahrt findet eine Umsteuerung statt. Sie hängt in ihrer
Wirkung davon ab, ob ein oder zwei Antriebe vorgesehen sind und
ob ein oder zwei vollständige
Sollwertverläufe
vorgegeben werden. Sind beide vollständige Sollwertverläufe für beide
Antriebe während
der gesamten Kurvenfahrt in Eingriff, braucht keine Umsteuerung
stattzufinden. Soll der Sollwert in seinem Verlauf zunächst das
vordere Rad und nach der Hälfte auf
das hintere Rad Einfluss nehmen, erfolgt die Umsteuerung, bevorzugt über eine
Anpassung der Momente eines untergeordneten Momentenregelkreises,
der den einen Antrieb ausblendet und den anderen Antrieb einblendet.
Damit können
ruckartige Änderungen
von Kräften
vermieden werden.Based
the claims
9 and 10 was explained
Been that an active intervention on both the first temporal
Section (at least the beginning section of the beginning of the cornering)
and the second temporal section (at least the beginning of the second
half
cornering after reaching the 45 ° position of the longitudinal axis of the vehicle).
For the
one as for
the other case affects the ratio
influencing, once as the ratio and once for the second
half
as its reciprocal (claim 11). The setpoint preferably loses
not his determining influence on the cornering. The first
incoming wheel is preferred during
the whole first half
provided with a set point, as well as the then in the arc section
incoming second wheel during
the whole second half
the cornering is supplied with a setpoint, if one each
separate drive for
in each case an axle / wheel is present (claim 12). In the middle
the cornering takes place a reversal. She is hanging in her
Effect of whether one or two drives are provided and
whether one or two complete
Setpoint profiles
be specified. Both are complete setpoint curves for both
Drives during
the entire cornering engaged, needs no reversal
take place. If the setpoint in its course, the first
front wheel and halfway up
the rear wheel influence, the reversal takes place, preferably via a
Adaptation of the moments of a subordinate torque control loop,
which hides one drive and fades in the other drive.
With that you can
jerky changes
of forces
be avoided.
Geeignete
Zeitspannen der rampenförmigen
Eingriffe an diesem erlaubten Drehmoment liegen zwischen 50 und
500 msec, bevorzugt zwischen 50 und 250 msec.suitable
Time periods of the ramp-shaped
Interventions on this permitted torque are between 50 and
500 msec, preferably between 50 and 250 msec.
Aus
dem Verhältnis
der beiden Drehzahlen bestimmend gebildete Sollwerte, die in ihrem
Verlauf über die
gesamte Kurvenfahrt vorgegeben werden, sind auch von einer funktionell
verstandenen Wurzelbildung beeinflusst (Anspruch 14, Anspruch 19).
In einem Spezialfall ist die Wurzelfunktion die mathematisch definierte Quadratwurzel,
die einen funktionellen Exponenten von 0,5 besitzt, der auf das
Verhältnis
angewendet wird. Dann ergibt der so aus dem System abgelesene Verlauf
der Rädergeschwindigkeiten
den tatsächlich
vorgegebenen Sollwert, der noch mit der Geschwindigkeit des Handhabungsfahrzeuges
multipliziert werden kann, um zwischen 10% und 90% dieser Geschwindigkeit
in der Kurvenfahrt anzuwenden (Anspruch 27). Die Symmetrie der hier
angewendeten Lösung äußert sich
so, dass bei Beginn der Kurvenfahrt und zum Ende der Kurvenfahrt
das jeweils hintere Rad langsamer wird (Anspruch 23, Anspruch 24).
Langsamer bezieht sich auf den Verlauf des Geschwindigkeitsprofils,
welches das jeweils hintere Rad besitzt. Das jeweils vordere Rad
steigt an den genannten Zeitbereichen bei Beginn und zum Ende der
Kurvenfahrt in seiner jeweiligen Geschwindigkeit (Anspruch 29).Out
the relationship
Determining the two speeds setpoints, which in their
Course over the
Whole cornering are given, are also of a functional
understood root formation influenced (claim 14, claim 19).
In a special case, the root function is the mathematically defined square root,
which has a functional exponent of 0.5, which depends on the
relationship
is applied. Then the result is the reading from the system
the wheel speeds
actually
predetermined setpoint, which is still at the speed of the handling vehicle
can be multiplied by between 10% and 90% of that speed
to use in cornering (claim 27). The symmetry of here
applied solution expresses itself
so that at the beginning of the cornering and at the end of the cornering
the respective rear wheel is slower (claim 23, claim 24).
Slower refers to the course of the velocity profile,
which has the respective rear wheel. The front wheel
increases at the mentioned time ranges at the beginning and at the end of the
Cornering in its respective speed (claim 29).
Daraus
bemessen sich die Beschleunigungen. Das jeweils schnellere Rad wird
angetrieben (Anspruch 29) und diese Antriebsweise ist eine Drehzahlregelung.from that
the accelerations are measured. The faster the bike gets
driven (claim 29) and this drive mode is a speed control.
In
einer ersten Näherung
kann man von dreieckförmigen
Sollwertverläufen
ausgehen. Diese Sollwertverläufe
betreffen zumindest einen Sollwertverlauf für zumindest einen Antriebsregler,
der zumindest ein Rad antreibt. Eine genauere Betrachtung zeigt,
dass die Dreiecke an ihren geneigten Flanken leicht eingebaucht sind
und eine sehr genaue Betrachtung zeigt, dass diese Dreiecke achssymmetrisch
zu einer vertikalen Achse sind, die im Schnittpunkt der Drehgeschwindigkeiten
(der Istgeschwindigkeiten auf der Bahn) der beiden Räder liegt,
also in der Mitte oder praktisch in der Mitte der Kurvenfahrt. Die
Drehgeschwindigkeiten der Räder
sind vor Beginn der Kurvenfahrt und nach Ende der Kurvenfahrt gleich
groß und
einmalig etwa in der Mitte der Kurvenfahrt ebenfalls gleich groß.In
a first approximation
one can of triangular
Setpoint sequences
out. These setpoint curves
concern at least one setpoint curve for at least one drive controller,
which drives at least one wheel. A closer look shows
that the triangles are slightly cambered on their inclined flanks
and a very close look reveals that these triangles are axisymmetric
to a vertical axis, which are at the intersection of the rotational speeds
(the actual speeds on the track) of the two wheels,
so in the middle or practically in the middle of the cornering. The
Rotational speeds of the wheels
are equal before the beginning of the cornering and after the cornering
big and
once in the middle of the cornering also the same size.
Durch
die Aufteilung der im Wesentlichen dreieckförmigen Verläufe auf beide Räder, haben
beide Räder
Spitzenwerte, die sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden
(Anspruch 43). Dadurch kann eine sehr gleichmäßige Kurvenfahrt erreicht werden.
Keines der Räder
ist bevorzugt viel schneller oder benachteiligt viel langsamer,
die Last der Kurvenfahrt im Sinne von Geschwindigkeitsverteilungen
wird auf beide Räder
gleichermaßen
aufgeteilt.By
the distribution of the substantially triangular courses on both wheels, have
both wheels
Peak values that are not significantly different from each other
(Claim 43). This allows a very smooth cornering can be achieved.
None of the wheels
is preferably much faster or disadvantaged much slower,
the burden of cornering in the sense of velocity distributions
will be on both wheels
equally
divided up.
Die
Beschleunigung des vorderen Rades, das zuerst in den Bogenabschnitt
einfährt
(Anspruch 48) führt
bis zu einem Maximum, ab welchem Maximum die Geschwindigkeit wieder
herabgesetzt wird und das langsamere Rad an Geschwindigkeit gewinnt
(Anspruch 48). In einem Endabschnitt der Kurvenfahrt dreht sich diese
Richtung erneut um und das den Bogenabschnitt umfahrende hintere
Rad wird erneut langsamer und das vordere Rad holt an Geschwindigkeit
wieder auf, bis sie sich am Ende der Kurvendurchfahrt wieder bei gleicher
Geschwindigkeit treffen, für
die folgende Gerade.The
Acceleration of the front wheel, the first in the arc section
retracts
(Claim 48) leads
up to a maximum, from which maximum the speed again
is lowered and the slower wheel gains speed
(Claim 48). In one end portion of the turn this turns
Direction again and the arc section around the rear
The bike slows down again and the front wheel gets faster
again, until they are at the end of the curve passage again at the same
Meet speed, for
the following straight line.
Dabei
kann das antreibende Beschleunigen durch die Sollwertvorgabe für das vordere
Rad bis zu dem Zeitpunkt andauern, zu dem dieses Rad das Ende des
Bogenabschnitts erreicht hat. Es soll hier darauf hingewiesen werden,
dass der Begriff des Bogenabschnitts, der geometrisch strukturell
gemeint ist, nicht mit dem Begriff der "Kurvendurchfahrt" gleichzusetzen ist. Der Begriff der
Kurvendurchfahrt ist eher zeitlich orientiert und beinhaltet naturgemäß die Durchfahrt
des Bogenabschnitts von jedem der beiden in Längsrichtung beabstandeten Räder.there
can accelerate driving by the setpoint input for the front
Continue until the time when this wheel is the end of the
Arc section has reached. It should be pointed out here
that the term of the bow section, the geometrically structural
is not to be equated with the term "curve passage". The concept of
Curve passage is more time-oriented and naturally includes the passage
the arch portion of each of the two longitudinally spaced wheels.
Das
als zweites in den Bogenabschnitt einfahrende Rad, also das hintere
Rad, wird bis zum Ende des Bogenabschnitts in seiner Geschwindigkeit
herabgesetzt, hat also zu Beginn des Einlaufens in den Bogenabschnitt
seine maximale Geschwindigkeit. Diese ist im Wesentlichen gleich
hoch, wie diejenige des zuerst einfahrenden Rades am Ende des Bogenabschnitts
(Anspruch 44, Anspruch 45).The
second wheel entering the arc section, ie the rear one
Wheel, is in its speed until the end of the arc section
lowered, so at the beginning of running into the arc section
his maximum speed. This is essentially the same
high, like that of the first entering wheel at the end of the arc section
(Claim 44, claim 45).
Zwischen
den beiden maximalen Geschwindigkeiten kann gesagt werden, dass
das vordere Rad von seiner maximalen Geschwindigkeit zu seiner minimalen
Geschwindigkeit gelangt, und das hintere Rad von einer minimalen
Geschwindigkeit zu seiner maximalen Geschwindigkeit gelangt (Anspruch
46). Der Schnittpunkt dieser beiden gegenläufigen Bewegungsverläufe ist
in demjenigen Punkt, der die Achse zur Achssymmetrie definiert (Anspruch
42).Between
the two maximum speeds can be said that
the front wheel from its maximum speed to its minimum
Speed reaches, and the rear wheel of a minimum
Speed reaches its maximum speed (claim
46). The intersection of these two opposing motion patterns is
in the point that defines the axis to axis symmetry (claim
42).
Die
gesamte Kurvendurchfahrt und die zugehörigen Änderungen der Geschwindigkeiten
von vorderem und hinterem Rad und ihre relativen Zuordnungen beschreiben
die Regeleinrichtung und ihre Arbeitsweise (Anspruch 48).The
entire curve passage and the associated changes in speeds
of front and rear wheel and their relative assignments
the control device and its operation (claim 48).
Werden
zwei Antriebe verwendet, wird das andere, langsamer drehende Rad
in den Freilauf gesteuert (Anspruch 30). Für eine solche Steuerung ergeben
sich mehrere technische Realisierungen. Die Stromgrenze kann auf
praktisch Null eingestellt werden, zumindest aber kann sie stark
reduziert werden. Der Momentensollwert kann in seinem Einfluss beendet
werden, durch Vorgabe seiner Grenzwerte. Dies ist dann möglich, wenn
ein unterlagerter Momentenregelkreis vorhanden ist.Become
used two drives, the other, slower turning wheel
controlled in the freewheel (claim 30). For such a control result
several technical implementations. The current limit can be up
practically zero, but at least it can be strong
be reduced. The torque setpoint can be ended in its influence
by specifying its limits. This is possible if
a subordinate torque control loop is present.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren
Ausführungsbeispielen
näher beschrieben.The
The invention is described below with reference to schematic drawings in several
embodiments
described in more detail.
1 ist
ein Bild eines Regalfahrzeugs zwischen zwei Regalreihen, wobei das
Fahrzeug 1 spur- oder bahngebunden in einer Geschwindigkeitsrichtung
v0 bewegbar ist. Es ist dabei an der Lagerhalle
oben an einem vertikalen Mast 2 durch eine Führung 3 stützend geführt. Mit
einem Greifer oder einer Gabel wird eine Palette 80 aus
dem linken Regal RL herausgenommen. 1 is an image of a shelf vehicle between two rows of shelves, the vehicle 1 track or web bound in a velocity direction v 0 is movable. It is at the warehouse at the top of a vertical mast 2 through a guide 3 led supportively. With a grab or a fork is a pallet 80 removed from the left shelf RL.
2 veranschaulicht
eine Aufsicht auf eine Lagerhalle mit sieben Spuren zwischen Regalwänden, welche
alle parallel verlaufen. Am Hallenkopf ist eine quer verlaufende
Sammelspur G1 vorhanden, von der die einzelnen vertikalen Spuren/Bahnen
G2 jeweils zwischen die Regalreihen über einen jeweiligen Kurvenabschnitt
B abzweigen. Die angegebenen Maße
sind Beispiele und zeigen die Verhältnisse für einen Radius R von 1 m, Spurabständen der
vertikalen Bahnen von etwa 5 m bis 6 m und einer Gesamtbreite der
Lagerhalle von ca. 42 m. Ein anzunehmendes Handhabungsfahrzeug für eine Regalbedienung
würde entsprechend
der Geschwindigkeit v0 auf der einen Schiene
oder Bahn G2 zwischen den beiden Regalen RR und
RL entlang fahren und dann über den
Kurvenabschnitt (B oder 50) in das quer verlaufende gerade Schienen-
oder Bahnstück G1
einlaufen. 2 illustrates a view of a warehouse with seven tracks between shelf walls, which all run parallel. At the hall head a transverse collecting track G1 is present, from which the individual vertical tracks / tracks G2 each branch off between the rows of shelves over a respective curved section B. The given dimensions are examples and show the conditions for a radius R of 1 m, track pitches of the vertical tracks of about 5 m to 6 m and a total width of the warehouse of about 42 m. An assumed handling vehicle for shelf operation would travel along the one rail or track G2 between the two racks R R and R L according to the speed v 0 and then over the curved section (B or 50) into the transverse straight rail or track G 1 enter.
2a Unter
Annahme einer konstanten Geschwindigkeit des vorderen Rades 10 ergibt
sich v10 des vorderen Rads und der dargestellte
v20 Verlauf als Geschwindigkeit des hinteren
Rads 20. 2a Assuming a constant speed of the front wheel 10 v 10 of the front wheel and the illustrated v 20 curve as the speed of the rear wheel 20 ,
2b, 2c, 2d andere
Formen von Kurven oder Bogenabschnitten, welche durchfahren werden
können. 2 B . 2c . 2d other shapes of curves or arc sections that can be traversed.
3 veranschaulicht
den Bahnverlauf, den ein Mittelpunkt 1c eines kurvengeeigneten
Handhabungsfahrzeugs mit einem Radstand C beim Durchfahren des Kurvenbogens 50 abfährt. Symbolisch
ist dabei ein kurvengeeignetes Handhabungsfahrzeug mit einem Radstand
C und den beiden Rädern 20, 10 beim
Verlassen des Kurvenbogens 50 oder B (hin zu der geraden
Bahn G2, also in invertierter Bewegungsrichtung gegenüber der 2)
gezeigt. Die hier dargestellte Bahn b ist der Mittelpunkt 1c (als
angenommener Massenmittelpunkt des Regalfahrzeugs), der eine Bahn
durchläuft,
die zweimalig einen Wechsel der Krümmung besitzt und damit zweimalig
eine Änderung
der Richtung der Fliehkräfte
bewirkt. Diese Fliehkräfte
wirken auch auf das Transportgut, das auf dem Regalfahrzeug transportiert
wird. 3 illustrates the trajectory that a midpoint 1c a curve-suitable handling vehicle with a wheelbase C when passing through the curve arc 50 departs. Symbolic is a curve-suitable handling vehicle with a wheelbase C and the two wheels 20 . 10 when leaving the curve 50 or B (towards the straight line G2, ie in an inverted direction of movement with respect to the 2 ). The path b shown here is the center point 1c (as the assumed center of mass of the shelf vehicle), which passes through a path which has twice a change of curvature and thus causes a change in the direction of the centrifugal forces twice. These centrifugal forces also act on the transported goods, which is transported on the shelf vehicle.
3a, 3b, 3c veranschaulichen
drei Zustände
des so symbolisierten Regalfahrzeugs mit der Längsachse und dem Radstand C
in drei unterschiedlichen Phasen der Kurvenfahrt. 3a . 3b . 3c illustrate three states of the thus symbolized shelf vehicle with the longitudinal axis and the wheelbase C in three different phases of cornering.
4 veranschaulicht
eine Seitenansicht eines kurvengeeigneten Handhabungsfahrzeugs mit
einem oder zwei Palettenträgern,
die Paletten 80 in Vertikalrichtung vH bewegen
können.
Die hier bevorzugt herangezogenen Räder 10 und 20 sind
auf einer Bahn oder Spur laufend am vorderen und hinteren Ende eines
Wagenchassis 4 zu erkennen, von dem der Mast 2 aufragend
absteht. 4 Figure 11 illustrates a side view of a cam-type handling vehicle with one or two pallet carriers, the pallets 80 in the vertical direction v H can move. The preferred here used wheels 10 and 20 are running on a track or track at the front and rear ends of a coach chassis 4 to recognize from which the mast 2 stands out towering.
5 veranschaulicht
ein Regelungskonzept für
die Erfassung der Ist-Drehzahlen und die Generierung von Sollwertverläufen für die Räder 10 und 20. 5 illustrates a control concept for the detection of the actual speeds and the generation of setpoint curves for the wheels 10 and 20 ,
6 veranschaulicht
eine übergeordnete
Positionsregelung mit einem Profilgenerator 35. 6 illustrates a higher level position control with a profile generator 35 ,
6a veranschaulicht die Signalerkennung
des Signals K für
die Erkennung der Kurvenfahrt nach Beginn T0 und
Ende T90. 6a illustrates the signal detection of the signal K for the detection of the cornering after beginning T 0 and end T 90 .
7 veranschaulicht
den mit der Steuerung nach den Beispielen der Erfindung erreichten
Sollwertverlauf für
die beiden Räder 10 und 20 während der
Kurvenfahrt. 7 illustrates the achieved with the control of the examples of the invention setpoint curve for the two wheels 10 and 20 while cornering.
8 veranschaulicht
zum Vergleich den Verlauf der Radgeschwindigkeiten gemäß 2a,
hier in direktem Vergleich zu 7. 8th illustrates for comparison the course of the wheel speeds according to 2a , here in direct comparison to 7 ,
9 veranschaulicht
das Verhältnis
der Radgeschwindigkeiten bei einer Fahrweise nach 7. 9 illustrates the ratio of wheel speeds in a driving style 7 ,
10 veranschaulicht
den Sollwertgenerator mit einer Wurzelfunktion in funktionell verstandenem Sinne. 10 illustrates the setpoint generator with a root function in a functionally understood sense.
11 zeigt
den Verlauf der Steuerung mit einem Überblendregler (Umschaltung)
bei der Hälfte
der Kurvenfahrt. 11 shows the course of the control with a fader (switching) at half the cornering.
12 zeigt
eine Steuerung mit einem Virtual Master 90 als einem Drehzahlregler,
der zwei Antriebszweige mit Slave-Momentenreglern ansteuert. 12 shows a controller with a Virtual Master 90 as a speed controller that controls two drive branches with slave torque controllers.
12a zeigt den Verlauf der Überblendung der Einflüsse der
beiden Momentenregler anhand einer Überblendsteuerung mit einem
Steuersignal K und c10, c20. 12a shows the course of the transition of the influences of the two torque controller based on a fade control with a control signal K and c 10 , c 20 .
13 zeigt
den Beschleunigungsverlauf von beiden Rädern 10, 20 während der
Kurvenfahrt. 13 shows the acceleration course of both wheels 10 . 20 while cornering.
14 veranschaulicht
die mit den Beispielen erreichte Steuerung der Geschwindigkeiten
V10, V20 und den
zugehörigen
Beschleunigungsverlauf der Räder. 14 illustrates the achieved with the examples control of the speeds V 10 , V 20 and the associated acceleration curve of the wheels.
15 zeigt
die Situation nach 14 für den Fall, dass ein Rad 10 als
v10 in seiner Geschwindigkeit konstant durch
den Kurvenabschnitt geführt
wird, bei zugehörigem
Beschleunigungsverlauf. 15 shows the situation 14 in the event that a wheel 10 as v 10 is constantly guided in its speed through the curve section, with associated acceleration curve.
16 zeigt
Messwerte einer Kurvenfahrt. Der Pfeil weist auf v10 und
v20, die zuvor eingehend erläutert worden
sind. 16 shows measured values of a cornering. The arrow points to v 10 and v 20 , which have been explained in detail before.
Es
soll zunächst
eine Übersicht über die
Funktionen gegeben werden und eine Übersicht über die Figuren, die ein zusammenhängendes
Bild ergeben. Das Anwendungsgebiet ist von den 1 und 2 erklärt und ein
Regalfahrzeug als Beispiel zeigt die 4, welches
auf den Spuren der 2 zu fahren vermag, insbesondere
um die dort eng eingezeichneten Kurven mit dem Radius von 1 m. Ein
Verlauf einer solchen Kurvendurchfahrt verläuft in drei Phasen nach den 3a bis 3c.First, an overview of the functions will be given and an overview of the figures, which give a coherent picture. The field of application is from the 1 and 2 explained and a shelf vehicle as an example shows the 4 , which follows in the footsteps of 2 to drive, in particular around the there closely drawn curves with the radius of 1 m. A course of such a curve passage runs in three phases after the 3a to 3c ,
Wenn
die Beispiele der Erfindung nicht eingesetzt werden und eine konstante
Geschwindigkeit des Vorderrades angenommen wird, ergibt sich ein
Verlauf der Geschwindigkeiten des Vorderrads und des nachlaufenden
Hinterrads gemäß der 2a,
welche Ausgangsmodell und Gegenstand der Verbesserungsüberlegung
ist. Die 5 bis 12 zeigen
Schaltbilder, mit denen die Erfindung ausgeführt werden kann, jeweils als
eigenständige
Beispiele. Das erhaltene oder erzielte und auch verbesserte Ergebnis
ist in der Gegenüberstellung
der 14 und 15 gezeigt.
Der zugehörige
verbesserte Beschleunigungsverlauf ist heraus vergrößert in
der 13.If the examples of the invention are not used and a constant speed of the front wheel is assumed, the course of the speeds of the front wheel and the trailing rear wheel according to the results 2a which is the starting model and the object of the improvement consideration. The 5 to 12 show circuit diagrams, with which the invention can be carried out, each as independent examples. The result obtained or achieved and also improved is in the comparison of the 14 and 15 shown. The associated improved acceleration curve is enlarged out in the 13 ,
1 veranschaulicht
das Anwendungsfeld mit einem Regalfahrzeug, das ausgebildet, angepasst und
geeignet ist, bahn- oder spurgebunden auf Rädern längs bewegbar zu sein. Die Spur
ist am unteren Rand bei G2 als Gerade zu ersehen. Dieses Regalfahrzeug 1 hat
einen vertikalen Mast 2, der als Zentralträger oder Vertikalträger benannt
werden soll. Diese Begriffe sind Synonyme. An seinem oberen Ende
ist eine Führung oder
ein Laufglied 3 vorgesehen, das in einer oben angeordneten
Gegenschiene G2',
die parallel zur unten liegenden Schiene G2 und genau darüber verlaufend
geführt
wird. 1 illustrates the application field with a shelf vehicle that is designed, adapted and suitable to be longitudinally movable track or track bound on wheels. The track can be seen at the bottom at G2 as a straight line. This shelf vehicle 1 has a vertical mast 2 , which should be named as a central carrier or vertical carrier. These terms are synonyms. At its upper end is a guide or a running member 3 provided, which is guided in an overhead counter rail G2 ', which is parallel to the underlying rail G2 and running exactly over it.
Der
Wagen, der hier als Handhabungsfahrzeug in Form eines Regelfahrzeugs
oder eines Regalbediengerätes
dargestellt ist, läuft
mit einem unteren Wagengestell, kurz: "Laufwagen" auf der unteren Spur G2. Dieser Laufwagen 4 hat
selbst zwei in Längsrichtung
beabstandete Räder,
die auf der Schiene G2 fahren. In diesem Fall gibt die Schiene die
Spur vor. Andere Bahnführungen
sind ebenfalls möglich.
Erzielt wird damit eine Bewegung senkrecht zur Papierrichtung nach
hinten, entsprechend der Bewegungsrichtung v0.The car, which is shown here as a handling vehicle in the form of a control vehicle or a storage and retrieval unit, running with a lower carriage frame, in short: "carriage" on the lower track G2. This carriage 4 itself has two longitudinally spaced wheels which ride on the rail G2. In this case, the track gives the track. Other web guides are also possible. This results in a movement perpendicular to the paper direction to the rear, corresponding to the direction of movement v 0 .
Zur
Veranschaulichung der Aufgaben sind links und rechts Regalreihen 71, 72 mit
Paletten dargestellt. Eine linke Reihe RL und eine rechte Reihe
RR sind vorgesehen, benannt nach der Blickrichtung vom Kopf des Regallagers
her, das senkrecht zur Papierrichtung hinten liegt. Ersichtlich
ist, wie eine Palette 80 von dem Regalbediengerät mit einer
entsprechenden Vorrichtung, die in der 1 nicht
näher ersichtlich
ist, herausgenommen wird und auf das Regalbediengerät aufgelegt
wird, um es in Längsrichtung
v0 weiter zu transportieren und seinem Zielort
zuzuführen.To illustrate the tasks are left and right rows of shelves 71 . 72 represented with pallets. A left row RL and a right row RR are provided, named after the direction of view from the head of the racking ago, which is perpendicular to the paper direction behind. It is obvious how a palette 80 from the storage and retrieval device with a corresponding device, which in the 1 is not apparent, is taken out and placed on the stacker crane to continue to transport it in the longitudinal direction v 0 and supply it to its destination.
Passend
zu der Abbildung der 1 und geeignet für eine Bahn-
oder Spurführung
eines Regalbediengerätes
gemäß der 4 ist
der Plan eines Lagers gemäß 2.
Hier sind sieben vertikal ausgerichtete, parallel verlaufende Spuren
G2 vorgesehen, von denen die eine Spur entsprechend der 1 in
Blickrichtung von unten nach oben der 2 dargestellt
ist. Ersichtlich ist, dass am Lagerkopf eine Spur G1 senkrecht zu den
anderen parallelen Spuren G2 vorgesehen ist, in die viele Bogenabschnitte
mit dem jeweiligen Radius von 1 m einmünden. Diese Bogenabschnitte
sind in den weiteren Figuren mit B oder der Bezugsziffer 50 angegeben.
Das Regelfahrzeug bewegt sich aus der Geraden G2 in der Geschwindigkeit
v0 über
den Bogen B in die Gerade G1 am Lagerkopf. In gleicher Weise ist
auch die umgekehrte Bewegungsrichtung möglich.Fits the picture of 1 and suitable for a web or tracking of a stacker crane according to the 4 is the plan of a warehouse according to 2 , Here, seven vertically aligned, parallel tracks G2 are provided, of which the one track corresponding to the 1 in the direction from bottom to top of the 2 is shown. It can be seen that at the bearing head a track G1 is provided perpendicular to the other parallel tracks G2, in which many arc sections with the respective radius of 1 m open. These arc sections are in the other figures with B or the reference numeral 50 specified. The control vehicle moves from the straight line G2 in the speed v 0 over the arc B in the straight line G1 on the bearing head. In the same way, the reverse direction of movement is possible.
Andere
Richtungen zueinander der Geraden G1 und G2 zeigen die 2b, 2c und 2d.
Sind bei 2 noch die beiden Geraden g1,
g2 senkrecht zueinander ausgerichtet, können die Geradenstücke nach 2b auch
einen Winkel größer 90°, wie auch
nach 2c einen Winkel kleiner 90° miteinander einschließen. Der
Bogenabschnitt B kann als kürzerer
Bobenabschnitt B einen anderen Radius R50' besitzen, wie auch einen geringeren
Bogen überspannen,
der bis herunter zu etwa 20° verlaufen
kann. Die beiden Geradenstücke
G1' und G2'' verlaufen nicht senkrecht zu einander.
In 2c verlaufen sie nicht parallel, aber in einem Winkel
kleiner 90° zueinander,
und der Bogen B wird gebildet aus mehreren einzelnen Bogenstücken B', B* und B''' sowie
zwischengeschaltete kurze Geradenstücke g. In 2d sind
schließlich
Bogenabschnitte mit zwei unterschiedlichen Krümmungsradien R50 und R50' miteinander verbunden
und bilden den "Bogenabschnitt", welcher an einem
Ende in einem Geradenstück
G1 mündet
(Einlauf K1) und am anderen Ende in ein dazu nicht paralleles Geradenstück G2 ausläuft (Auslauf
K2).Other directions to each other of the straight lines G1 and G2 show the 2 B . 2c and 2d , Are at 2 nor the two lines g1, g2 aligned perpendicular to each other, the line pieces after 2 B also an angle greater than 90 °, as well as after 2c enclose an angle smaller than 90 ° with each other. The arc section B may have a different radius R50 'as a shorter boulder section B, as well as span a smaller arc, which may extend down to about 20 °. The two straight line pieces G1 'and G2''are not perpendicular to each other. In 2c they do not run parallel, but in one Angle less than 90 ° to each other, and the arc B is formed of several individual elbows B ', B * and B''' and intermediate short line pieces g. In 2d are finally arc sections with two different radii of curvature R50 and R50 'connected to each other and form the "arc section", which opens at one end in a straight line G1 (inlet K1) and at the other end in a non-parallel straight line piece G2 expires (outlet K2).
Mit
anderen Worten kann auch gesagt werden, dass der Bogenabschnitt
B keinen konstanten Radius als Bogenkrümmung besitzen muss.With
In other words, it can also be said that the bow section
B does not need to have a constant radius arc of curvature.
Eine
genauere Darstellung zeigt die 4, welche
eine Seitenansicht eines leicht modifizierten Regalbediengerätes zeigt,
das als Beispiel eines Handhabungsfahrzeugs hier erläutert wird,
welches geeignet ist, die genannten Kurven zu durchfahren. Dieses hat
zwei deutlich beabstandete Räder,
die einen Randstand von C haben, welches der Abstand der beiden
Achsen 100, 200 der beiden Räder 10, 20 in
Längsrichtung
(in Bahn- oder Spurrichtung) ist. Je nachdem, in welche Fahrtrichtung
das Fahrzeug sich bewegt, ist das Rad 20 der vordere Antrieb
oder das Rad 10 der vordere Antrieb. Passend zur 1 ist
die Geschwindigkeit v0 in 4 nach rechts
gerichtet und das vordere Rad 10 bewegt sich nach rechts
in 4 und nach hinten in 1. Dieses Rad 10 fährt als
erstes in die Kurve ein, die in vergrößerter Darstellung in 3 gezeigt
ist, hier mit der Einfahrgeschwindigkeit v0 von
der Geraden G1 am Hallenkopf in den Kurvenbogen 50, B und
symbolisch ist dort der Achsabstand C der zwei Räder 20, 10 gezeigt,
die sich bereits im Auslauf zur Geraden G2 befinden, welche in 2 zwischen
den Regalen gelegen ist. Mit anderen Worten ist ein Bogenabschnitt
jeweils zwischen einer ersten geraden Bahn und einer zweiten geraden
Bahn vorgesehen. Eine gerade Bahn ist für alle Bogenabschnitte gleich.
K1 markiert den Beginn des Bogens aus der gleichen geraden Bahn
G1 und K2 markiert das Ende des Bogens in die jeweils individuelle
gerade Bahn zwischen jeweils zwei Regalwänden, die mit entnehmbaren
Palettenträgern
versehen sind. Der Bogen kann aus Segmenten oder unterschiedlichen
Radien R50, R50' bestehen
und hat beliebige Umfangswerte, beispielsweise π/2 oder Werte oberhalb π/4. Die beiden über den
Bogenabschnitt B verbundenen Geraden G1, G2 müssen also nicht orthogonal
laufen.A more detailed representation shows the 4 showing a side view of a slightly modified storage and retrieval device, which will be explained as an example of a handling vehicle here, which is suitable to pass through said curves. This has two clearly spaced wheels, which have a curb of C, which is the distance between the two axes 100 . 200 the two wheels 10 . 20 in the longitudinal direction (in the web or track direction). Depending on the direction in which the vehicle is moving, the wheel is 20 the front drive or the wheel 10 the front drive. Suitable for 1 is the velocity v 0 in 4 directed to the right and the front wheel 10 moves in to the right 4 and back in 1 , This wheel 10 enters first in the curve, which in an enlarged view in 3 is shown, here with the retraction speed v 0 from the straight line G1 on the hall head in the curve arc 50 , B and symbolically there is the axial distance C of the two wheels 20 . 10 already shown in the outlet to the straight line G2, which in 2 located between the shelves. In other words, an arc portion is provided between a first straight track and a second straight track, respectively. A straight lane is the same for all arc sections. K1 marks the beginning of the sheet from the same straight path G1 and K2 marks the end of the sheet in each individual straight path between two respective shelf walls, which are provided with removable pallet carriers. The arc may consist of segments or different radii R50, R50 'and has any circumferential values, for example π / 2 or values above π / 4. The two straight lines G1, G2 connected via the arc section B therefore do not have to run orthogonally.
Für Betrachtungen
zu einer Kurvenfahrt über
den Bogenabschnitt B oder 50 eines Regalfahrzeuges 1 nach 1 oder 4 können folgende
Voraussetzungen angenommen werden
- • Die geraden
Schienen des Fahrweges des Regalfahrzeuges (RFZ) sind im rechten
Winkel verlegt (Kurvenwinkel = 90°),
vgl. 2.
- • Der
Kurvenradius ist klein gegenüber
dem Radstand des RFZ, so dass sich dadurch immer nur ein Rad auf
dem Kurvenbogen befindet. Der Radstand ist mindestens größer als
die Sekante des 90°-Bogens.
Sekante (90°)
= Kurvenradius R mal SQRT 2.
- • Eine
Betrachtung des Systems beginnt mit dem Eintritt des vorderen Rades
(Rad 10) des RFZ in den Kurvenbogen B mit einer vorgegebenen
Geschwindigkeit v0 oder herabgesetzt auf
k·v0.
For consideration to cornering over the arc section B or 50 a shelf vehicle 1 to 1 or 4 the following conditions can be assumed - • The straight rails of the travel path of the shelf vehicle (RFZ) are laid at right angles (curve angle = 90 °), cf. 2 ,
- • The radius of curvature is small compared to the wheelbase of the RFZ, so that there is always only one wheel on the curve arc. The wheelbase is at least greater than the secant of the 90 ° arc. Secant (90 °) = Curve radius R times SQRT 2.
- • A consideration of the system starts with the entry of the front wheel (Rad 10 ) of the RFZ in the curve B at a predetermined speed v 0 or reduced to k · v 0 .
Eine
Kurvenfahrt des RFZ lässt
sich nach 3a bis 3c in
drei Phasen unterteilen.
- • Phase 1: Das vordere Rad 10 befindet
sich im Kurvenbogen B, das hintere Rad 20 fährt noch
auf der Geraden in x-Richtung.
- • Phase
2: Das vordere Rad 10 hat den Kurvenbogen verlassen und
befindet sich auf der Geraden in y-Richtung. Rad 20 befindet
sich weiterhin auf der Geraden in x-Richtung und noch nicht im Kurvenbogen B/50.
- • Phase
3: Das hintere Rad 20 hat den Kurvenbogen B erreicht und
steht in diesem.
A cornering of the RFZ relaxes 3a to 3c divide into three phases. - • Phase 1: The front wheel 10 is located in curve B, the rear wheel 20 still driving on the straight in x-direction.
- • Phase 2: The front wheel 10 has left the curve and is on the straight in y-direction. wheel 20 is still on the straight in the x-direction and not in the curve B / 50 ,
- • Phase 3: The rear wheel 20 has reached the curve B and stands in this.
Nur
am Anfang, am Ende und zur "Halbzeit" der Kurvenfahrt
sind die Geschwindigkeiten beider Räder gleich hoch, so wie bei
den Fahrten auf den Geraden. In allen anderen Phasen der Kurvenfahrt
ist das Verhältnis
der Geschwindigkeiten zueinander ungleich 1 und es ändert sich
auch ständig.Just
at the beginning, at the end and at the "half time" of the cornering
the speeds of both wheels are the same, as in
the rides on the straights. In all other phases of cornering
is the relationship
the speeds are not equal to 1 and it changes
also constantly.
Um
die Kurvenfahrt mit Kürzeln
benennen zu können,
können
zeitliche Abschnitte definiert werden. Der erste Zeitabschnitt zwischen
T0 bis T45 definiert
die Zeit zwischen dem 0°-Winkel
der Längsachse
oder der Längsebene
des Fahrzeugs bis zum 45°-Winkel,
bei dem die Halbzeit der Kurvenfahrt eingetreten ist und beide Geschwindigkeiten
der beiden Räder
gleich groß sind.
Der zweite zeitliche Abschnitt findet zwischen T45 und T90 statt, also dem Winkel 45° der Vertikalebene
und dem Winkel 90°,
bei dem die Ausfahrt des hinteren Rades aus dem Kurvenbogen beginnt,
respektive kein sich auf das hintere Rad 20 sich auf der
vertikalen Geraden G2 befindet, wie das vorlaufende erste Rad 10.
Der Gesamtzeitraum der Kurvendurchfahrt ist zwischen T0 und T90 zu sehen.To be able to name the turn with abbreviations, temporal sections can be defined. The first time segment between T 0 to T 45 defines the time between the 0 ° angle of the longitudinal axis or the longitudinal plane of the vehicle to the 45 ° angle at which the half-time of the cornering has occurred and both speeds of the two wheels are equal. The second time interval takes place between T 45 and T 90 , ie the angle 45 ° of the vertical plane and the angle 90 °, at which the exit of the rear wheel from the bend begins, respectively, not on the rear wheel 20 is on the vertical line G2, like the leading first wheel 10 , The total period of the curve passage can be seen between T 0 and T 90 .
Das
hintere Rad 20 wird im ersten zeitlichen Abschnitt T0 bis T45 der Kurvenfahrt
zunächst
langsamer als eine angenommene konstante Geschwindigkeit des vorderen
Rades, um im zweiten Abschnitt der Kurvenfahrt hingegen viel schneller
zu werden. Die Geschwindigkeitsüberhöhung hängt von
den Größen Kurvenradius
und Radstand ab. Im dargestellten Beispiel mit Kurvenradius = 1,0
m und Radstand = 3,4 m ergibt sich schon eine Überhöhung um mehr als Faktor drei.
Das Fahrzeug RFZ hat beispielsweise ein Gewicht von 5t, also 5000kg,
die um einen 90°-Schwenkwinkel
auf engstem Raum bewegt und dabei gedreht werden sollen.The rear wheel 20 is initially slower than an assumed constant speed of the front wheel to the second portion of the curves in the first temporal portion T 0 to T 45 of the cornering On the other hand, driving is much faster. The speed increase depends on the sizes curve radius and wheelbase. In the example shown with radius of curvature = 1.0 m and wheelbase = 3.4 m, there is already an elevation of more than a factor of three. The vehicle RFZ, for example, has a weight of 5 tons, ie 5000 kg, which are to be moved by a 90 ° swivel angle in the narrowest of spaces and thereby rotated.
Für das Verständnis der
Abläufe
bei der Kurvenfahrt eines Regalfahrzeuges 1 ist es hilfreich,
zunächst einige
Vereinfachungen zu betrachten. Der hier so genannte "natürliche" Geschwindigkeitsverlauf
der Räder des
RFZ stellt sich unter folgenden rein hypothetischen Voraussetzungen
ein
- • Die
Gesamtmasse ist auf die Mitte des RFZ 1 konzentriert,
- • die
Motoren, Getriebe und Räder
weisen keine Massenträgheit
auf,
- • es
existieren keine Reibkräfte
oder sonstige Energie zehrende Faktoren und
- • es
wird keine Antriebsenergie zugeführt,
also ein geschlossenes System betrieben.
For understanding the processes involved in cornering a shelf vehicle 1 it is helpful to first consider some simplifications. The so-called "natural" speed course of the wheels of the RFZ arises under the following purely hypothetical conditions - • The total mass is at the middle of the RFZ 1 concentrated,
- • the motors, gearboxes and wheels have no mass inertia,
- • there are no frictional or other energy-consuming factors and
- • There is no drive energy supplied, so operated a closed system.
Das
RFZ 1 würde
bei diesem Ansatz genau mit der gleichen Geschwindigkeit aus der
Kurve herausfahren, mit der es in die Kurve eingefahren ist, denn "es geht keine Energie
verloren". Die Bewegungsenergie wird
durch die Mechanik (Räder,
Schiene, usw.) nur umgelenkt oder ausgetauscht, nicht jedoch absorbiert.
Auf die Mechanik wirken während
der Kurvenfahrt natürlich
entsprechend hohe Kräfte,
für welche
die Mechanik des RFZ ausgelegt wird.The RFZ 1 In this approach, it would drive out of the curve at exactly the same speed with which it entered the curve, because "no energy is lost". The kinetic energy is only deflected or replaced by the mechanics (wheels, rail, etc.), but not absorbed. Naturally, correspondingly high forces act on the mechanics during cornering, for which the mechanics of the RFZ are designed.
Die
Fahrzeugmitte 1c oder RFZ 1 bewegt sich während der
Kurvenfahrt nicht auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius, sondern
auf einer Bahn mit variierenden Kurvenradien. Auf ein in der Fahrzeugmitte
platziertes Transportgut 80 wirken abhängig vom Kurvenradius des Bahnverlaufes
und der Bahngeschwindigkeit entsprechende Querkräfte aufgrund der Fliehkraft.
Die Richtung der Fliehkräfte
erfährt
während
der Kurvenfahrt zweimal einen Wechsel, wie sich aus dem Bahnverlauf
ableiten lässt
(Wendepunkte der Kurve von 3).The vehicle center 1c or RFZ 1 does not move during cornering on a circular path with a constant radius, but on a lane with varying curve radii. On a transported goods placed in the middle of the vehicle 80 Depending on the radius of curvature of the trajectory and the web speed corresponding shear forces due to centrifugal force. The direction of the centrifugal forces undergoes twice a change during cornering, as can be deduced from the trajectory (turning points of the curve of 3 ).
Ein
Verhältnis
der Geschwindigkeiten der beiden Räder zueinander und der sich
während
der Kurvenfahrt ergebende Funktionsverlauf resultiert aus den mechanischen
Gegebenheiten (Kurvenradius, Radstand des RFZ). Der Funktionsverlauf
ist daher unabhängig
von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.One
relationship
the speeds of the two wheels to each other and himself
while
The curve resulting function curve results from the mechanical
Conditions (curve radius, wheelbase of the RFZ). The function history
is therefore independent
from the speed of the vehicle.
Das
Geschwindigkeitsverhältnis
wird vorteilhafter Weise so dargestellt, dass jeweils die größere Geschwindigkeit
im Zähler
steht. α ist
der Lagewinkel der Längsachse
C, die den Radstand repräsentiert.The
speed ratio
is advantageously shown so that in each case the greater speed
in the counter
stands. α is
the attitude angle of the longitudinal axis
C, which represents the wheelbase.
T0 bis T45
Erste
Kurvenhälfte T 0 to T 45
First half of the curve
T45 bis T90
Zweite
KurvenhälfteT 45 to T 90
Second half of the curve
Das
Geschwindigkeitsverhältnis
der beiden Achsen 100/200 oder Räder 10/20 zueinander
erreicht an zwei Punkten der Kurvenfahrt ein Maximum, wobei die
Geschwindigkeitsüberhöhung einmal
am vorderen und einmal am hinteren Rad auftritt. Beide Maxima sind
gleich groß.The speed ratio of the two axes 100 / 200 or wheels 10 / 20 to each other reaches a maximum at two points of the cornering, the speed escalation occurs once at the front and once at the rear wheel. Both maxima are the same size.
Unsymmetrische
Verläufe
nach 8 ergeben sich aus einer willkürlichen Vorgabe einer konstanten Geschwindigkeit
für das
vordere Rad 10. Unter Annnahme einer konstanten Geschwindigkeit
für das
gesamte RFZ würden
sich dagegen für
beide Räder ähnliche
Verläufe
ergeben, wobei Rad 10 sein Maximum in der ersten Hälfte zwischen
T0 und T45 hätte und
Rad 20 in der zweiten Hälfte
zwischen T45 und Typ erreicht. Eine Symmetrie
bezöge
sich auf eine Spiegelachse in Y-Richtung bei T45.
Hier schneiden sich beide v-Verläufe.
Im Bereich des Schnittpunkts verlaufen sie gegensinnig linear (in
erster Näherung).Unsymmetrical gradients after 8th result from an arbitrary specification of a constant speed for the front wheel 10 , By assuming a constant speed for the entire RFZ, however, similar processes would result for both wheels, where Rad 10 his maximum in the first half between T 0 and T 45 would have and Rad 20 achieved in the second half between T 45 and type. A symmetry would refer to a mirror axis in the Y direction at T 45 . Here both v-curves intersect. In the area of the point of intersection, they run in opposite directions linearly (in the first approximation).
Die
maximale Geschwindigkeitsüberhöhung des
Vorderrades 10 tritt auf, wenn das Vorderrad das Ende K2
(oder 52) des Kurvenbogens B erreicht. Das Maximum für das hintere
Rad 20 tritt auf, wenn das Hinterrad den Anfang K1 (oder 51)
des Kurvenbogens erreicht. An diesen beiden Stellen treten auch
bei dem jeweils langsameren Rad die minimalen Geschwindigkeiten
auf. Das Geschwindigkeitsverhältnis
erreicht also an diesen zwei Stellen der Kurvenfahrt ein Maximum.The maximum speed increase of the front wheel 10 occurs when the front wheel ends the K2 (or 52 ) of the curve B is reached. The maximum for the rear wheel 20 occurs when the rear wheel starts K1 (or 51 ) of the curved curve. At these two points, even with the slower wheel, the minimum speeds occur. So the speed ratio reaches at these two points of cornering a maximum.
Gegeben
sind für
die Kurvenfahrt als Beispiel. Kurvenwinkel 90°
Kurvenradius R,
R50
Bogenlänge: B
= 2r·π·90°/360°
Radstand C
Zeitabschnitt Δt zwischen
T0 und T90
Anfangswert
für Weg
Rad 10: s1(t
= 0) = 0
Anfangswert
für Weg
Rad 20: s2(t
= 0) = –C
Given are for the cornering as an example. curve angle 90 °
turning radius R, R50
Arc length: B = 2r · π · 90 ° / 360 °
wheelbase C
period Δt between T 0 and T 90
Initial value for route wheel 10 : s1 (t = 0) = 0
Initial value for route wheel 20 : s2 (t = 0) = -C
Die
Gesamtmasse des Fahrzeuges inklusive Nutzlast liegt üblicher
Weise in der Mitte zwischen den beiden Rädern, so dass hier eine hälftige Aufteilung
der Antriebskraft erfolgen kann.The
Total mass of the vehicle including payload is more common
Way in the middle between the two wheels, so here is a halfway division
the driving force can be done.
Auf
der Geraden ist die Vorgabe eines gleichen Drehmoment-Sollwertes
parallel an beide Antriebe (Virtueller Master) sinnvoll, weil sich
beide Antriebe im Prinzip gleich verhalten müssen. Die Antriebskräfte wirken
beim Beschleunigen und Verzögern,
sowie bei der Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit immer gleichsinnig,
entweder in Fahrtrichtung oder genau entgegengesetzt. Ein virtueller
Master eignet sich besonders gut zur Regelung der beiden angetriebenen
Achsen auf den geraden Streckenabschnitten. Auf den Geraden fahren beide
Räder hintereinander,
so dass ihre Geschwindigkeitsverläufe gleich sind.On
the straight line is the specification of a same torque setpoint
parallel to both drives (virtual master) makes sense, because
In principle, both drives must behave the same way. The driving forces act
when accelerating and decelerating,
as well as when driving at constant speed always in the same direction,
either in the direction of travel or exactly opposite. A virtual
Master is particularly suitable for controlling the two driven
Axles on the straight sections. Both are driving on the straights
Wheels in a row,
so that their speed profiles are the same.
Beim "Virtuellen Master" 90 nach 11 werden
der Drehzahl- und ggf. der Lageregelkreis nur im Virtuellen Master
ausgeführt.
Es genügen
dafür ein
Gebersignal für
die Drehzahlregelung und ggf. ein Istwert von einem Lagegeber, z.B.
von einem Laser-Distanzmesssystem, einem Absolutwertgeber oder einem
Barcode-System. Der Virtuelle Master generiert Drehmoment-Sollwerte
für die
Antriebsregler, die in Drehmomentregelung betrieben werden. Beide
Antriebe erhalten parallel den gleichen Drehmoment-Sollwert für den jeweils eigenen
Drehmomenten-Regelkreis mit einem eigenen M-Istwert.At the "Virtual Master" 90 to 11 the speed and, if applicable, the position control loop are only executed in the virtual master. It suffice for a donor signal for the speed control and possibly an actual value of a position sensor, eg from a laser distance measuring system, an absolute encoder or a bar code system. The virtual master generates torque setpoints for the controllers that are operated in torque control. Both drives receive the same torque setpoint in parallel for their own torque control loop with their own M actual value.
Während der
Kurvenfahrt sind jedoch bei den einspurigen Regalfahrzeugen weder
die Geschwindigkeits- noch die Drehmomentverläufe der Antriebe gleich. Die
sich aus den Geschwindigkeitsverläufen ergebenden Beschleunigungen
sind in 13 zu ersehen. Die Verläufe der
Beschleunigungen sind im Grunde immer gegenläufig. Beschleunigt der eine
Antrieb, dann muss der andere bremsen. Die dargestellten Beschleunigungsverläufe stellen
noch nicht den Verlauf des tatsächlichen
Drehmomentbedarfes der Antriebe dar. Es fehlen noch die Einflüsse der
Massenträgheitskräfte der
Antriebe und der Einfluss der großen Masse des Regalfahrzeuges
selbst. Qualitativ bleibt es aber bei den gegensätzlichen Verläufen.During cornering, however, in the single-lane rack vehicles, neither the speed nor the torque curves of the drives are the same. The accelerations resulting from the speed profiles are in 13 to see. The course of the accelerations are basically always in opposite directions. If one drive accelerates, then the other has to brake. The acceleration curves shown do not yet represent the course of the actual torque requirement of the drives. It still lacks the influences of the inertia forces of the drives and the influence of the large mass of the shelf vehicle itself. Qualitatively, however, it remains in the opposite courses.
Energiebetrachtung.Energy consideration.
Ein
Regalfahrzeug hat beim Ausfahren aus einer Kurve B meist die gleiche
Geschwindigkeit, wie beim Einfahren. Die translatorische Energie
des Fahrzeugs (große
Masse) bleibt also gleich groß.
Aus der Energiebetrachtung ergibt sich daher, dass die Antriebsregler, über die
gesamte Kurvenfahrt betrachtet, nur die Energie für den Ausgleich
der Reibungsverluste zuführen
müssen.
Die Gesamt-Bewegungsenergie des RFZ setzt sich im Wesentlichen aus
der translatorischen Energie des RFZ und der rotatorischen Energie
der beiden Antriebe (Motor, Getriebe, Rad) zusammen. Das RFZ besteht
so gesehen aus einer Anzahl von Energiespeichern.One
Shelf vehicle has when extending from a curve B usually the same
Speed, as when retracting. The translational energy
of the vehicle (large
Mass) remains the same size.
From the energy consideration results therefore that the controllers, over the
total cornering, only the energy for the compensation
the frictional losses
have to.
The total kinetic energy of the RFZ is essentially made up
the translational energy of the RFZ and the rotational energy
the two drives (engine, transmission, wheel) together. The RFZ exists
as seen from a number of energy stores.
Im
Verlaufe der Kurvenfahrt kommt sogar noch ein weiterer hinzu: Die
Rotation des RFZ um eine senkrechte Achse durch die 90° Richtungsänderung.
Abhängig
vom Verfahren der Geschwindigkeitsvorgabe werden während der
Kurvenfahrt mehr oder weniger große Energiemengen zwischen den "Energiespeichern" des RFZ ausgetauscht.in the
During the cornering, even more is added: the
Rotation of the RFZ about a vertical axis due to the 90 ° change of direction.
Dependent
from the speed setting procedure will be during the
Cornering more or less large amounts of energy between the "energy storage" of the RFZ exchanged.
Beispiel Verfahren mit konstantem Drehzahlsollwert.Example Procedure with constant speed setpoint.
Bei
Vorgabe eines konstanten Drehzahl-Sollwertes für ein jeweils schneller werdendes
Rad, wird zwangsläufig
das andere stark verzögert,
um anschließend
bis zur Kurvenmitte wieder auf die gleiche Geschwindigkeit beschleunigt
zu werden. Für
die Erreichung einer konstanten Drehzahl des Vorderrades muss die
Bewegung des schweren Fahrzeuges 1 gebremst werden. In
dieser Phase fällt
also Bremsenergie für
die Verzögerung
des einen Rades und das Abbremsen des gesamten Fahrzeuges an. Sie
muss entsprechend abgeführt
und ggf. mittels Brems-Chopper entropiert werden. Bis zur Kurvenmitte
müssen
dann das Gesamtfahrzeug 1 und das hintere Rad 20 wieder
beschleunigt werden, mit entsprechend erforderlicher Energiezufuhr
aus dem Netz.When setting a constant speed setpoint for each faster wheel, inevitably the other is greatly delayed, then to be accelerated back to the center of the curve to the same speed. To achieve a constant speed of the front wheel must be the movement of the heavy vehicle 1 be slowed down. In this phase, therefore, braking energy falls for the Delay of the one wheel and the braking of the entire vehicle. It must be removed accordingly and, if necessary, entropiert by means of brake chopper. Until the middle of the curve then the entire vehicle 1 and the rear wheel 20 be accelerated again, with correspondingly required energy from the grid.
In
der zweiten Kurvenhälfte
zwischen T45 und T90 läuft das
gleiche Spiel erneut ab, nur umgekehrt.In the second half of the curve between T 45 and T 90 , the same game runs again, only the other way round.
Beispiel Verfahren mit "natürlichem" Verlauf des Drehzahlsollwertes.Example Procedure with "natural" course of the speed setpoint.
Die
Antriebe (Antriebsregler, Umrichter und Motoren), auch Antriebseinrichtung
genannt, brauchen im Wesentlichen nur noch für den Ausgleich der Reibungsverluste zu
sorgen, wenn die Räder
während
der Kurvenfahrt ihrem "natürlichen" Geschwindigkeitsverlauf
folgen können.
Die Bewegungs-Geschwindigkeit des Gesamtfahrzeuges auf seiner Kurvenbahn ändert sich
in diesem Fall nicht wesentlich, so dass auch keine Energie zu-
oder abzuführen
ist.The
Drives (controllers, inverters and motors), including drive unit
essentially only need compensation for friction losses
Worry when the wheels
while
cornering their "natural" speed course
can follow.
The movement speed of the entire vehicle on its curved path changes
not essential in this case, so that no energy is
or dissipate
is.
Zu-
oder Abfuhr von Energie tritt jetzt im Grunde nur für die Drehzahländerungen
der Antriebsräder selbst
auf. Da sich beide Räder
gegenläufig
verhalten – während das
eine beschleunigt, verzögert
das andere und umgekehrt – ergibt
sich durch die mechanische Kopplung sogar ein automatischer Energieaustausch, ohne
Umweg über
die Umrichter der Antriebseinrichtungen. Falls doch noch ein Teil
der Energie über
diese fließt,
dann kann aber die Bremsenergie des einen Antriebs zum Beschleunigen
des anderen genutzt werden (DC-Verbundbetrieb mit zwei gesonderten
Antrieben).To-
or dissipation of energy now basically occurs only for the speed changes
the drive wheels themselves
on. Because both wheels
opposite
behave - while that
one accelerates, one delays
the other and vice versa - results
even an automatic energy exchange through the mechanical coupling, without
Detour over
the converters of the drive equipment. If there is still a part
the energy over
this flows,
but then the braking energy of a drive to accelerate
the other can be used (DC-linked operation with two separate
Drives).
Im
Idealfall wird für
die Kurvenfahrt nur wenig Energie aus dem Netz bezogen und der Brems-Chopper braucht
keine Bremsenergie abzuführen,
dies im Sinne einer Entropie reduzierung.in the
Ideal case for
the cornering only little energy from the network related and the brake chopper needs
to dissipate no braking energy,
this in the sense of an entropy reduction.
Verschleißproblematik.Wear problems.
Verschleiß an den
Antriebsrädern
tritt grundsätzlich
immer auf, wenn Antriebskräfte
(inkl. Bremskräfte) übertragen
werden. Das Entstehen dieser Kräfte
bedingt Schlupf. Unvermeidlich ist daher der Verschleiß bei Beschleunigungs-
und Verzögerungsvorgängen durch
die erforderliche Übertragung
der Antriebskraft oder einer Bremskraft.Wear on the
drive wheels
occurs basically
always on when driving forces
(including braking forces) transmitted
become. The emergence of these forces
conditionally slip. Inevitably, the wear during acceleration
and delays through
the required transmission
the driving force or a braking force.
Vermeidbar
ist hingegen die Übertragung
von Antriebskräften,
die in die "falsche" Richtung wirken. Dies
kann bei einem kurvengängigen
RFZ z.B. in folgenden Fällen
auftreten:
- • ein
Rad befindet sich am Ende des Kurvenbogens B, wodurch das andere
Rad in einem ungünstigen
Winkel steht, um am Vortrieb mitzuwirken, vgl. 3b.
- • beide
Antriebe arbeiten gegeneinander aufgrund eines ungünstigen
Regelungskonzepts.
On the other hand, the transmission of driving forces acting in the "wrong" direction is avoidable. This can occur with a curve-driven RFZ, for example in the following cases: - • one wheel is located at the end of curve B, causing the other wheel to be at an unfavorable angle to assist in the propulsion, cf. 3b ,
- • Both drives work against each other due to an unfavorable control concept.
Die
während
der Kurvenfahrt auftretenden Geschwindigkeitsüberhöhungen werden wesentlich reduziert,
wenn dem vorderen Rad beim Durchfahren der Kurve ein Sollwert vorgegeben
wird, der dem "natürlichen" Verlauf dieses Rads 10 entspricht,
vgl. vorhergehende Erläuterungen.
Damit einher geht auch, dass das langsamere Rad jeweils nicht so
stark abbremsen muss, wie bei einer relativ subjektiven Vorgabe
einer konstanten Geschwindigkeit für das zum Schnelleren tendierende
Rad. Im Vergleich zum Verlauf mit konstanter Geschwindigkeit für eines
der Räder
ergibt sich ein wesentlich harmonischerer Verlauf für das RFZ 1.The speed peaks occurring during cornering are significantly reduced if the front wheel when driving through the curve, a setpoint is specified, the "natural" history of this wheel 10 corresponds, cf. previous explanations. This also means that the slower wheel does not have to decelerate as much as with a relatively subjective specification of a constant speed for the wheel that tends to faster. Compared to the course with constant speed for one of the wheels results in a much more harmonious course for the RFZ 1 ,
Auf
den geraden Streckenabschnitten G1, G2 angelangt, erhalten beide
Antriebe, die als Drehmoment-Slaves konfiguriert sind, jeweils den
gleichen Drehmoment-Sollwert von einem Virtuellen Master.On
the straight sections G1, G2 arrived, get both
Drives configured as torque slaves, respectively
same torque setpoint from a virtual master.
Der
Virtuelle Master 90 oder 35 beinhaltet die Positionier-Funktionalität mit der
Sollwertgenerierung für Lage
und Drehzahl, sowie den Lage- und Drehzahlregelkreis. Da beide Regler
nur einmal vorhanden sind, wird auch nur jeweils ein Istwert benötigt. Der
Lageistwert wird von einem Distanzmesssystem eingelesen. Der Drehzahl-Istwert
wird vom Master gebildet. Eine Mittelung aus beiden erfassten Werten
wäre denkbar,
würde aber
keine wesentlichen Vorteile erwarten lassen, da beide Räder auf
der Geraden die gleiche Geschwindigkeit aufweisen, kraft ihrer mechanischen
Kopplung über
die Bahn (Schiene) G1 oder G2.The virtual master 90 or 35 includes the positioning functionality with the setpoint generation for position and speed, as well as the position and speed control loop. Since both controllers are present only once, only one actual value is needed. The actual position value is read in by a distance measuring system. The actual speed value is generated by the master. An averaging of both recorded values would be conceivable, but would not expect any significant advantages, since both wheels have the same speed on the straight line, by virtue of their mechanical coupling via the rail (rail) G1 or G2.
Ein
Drehmoment-Sollwert wird parallel, insbesondere auch zeitgleich
beiden Slaves nach 11 vorgegeben. Des Weiteren
wird dieser Aufbau für
eine Umschaltung der Sollwerte während
der Kurvenfahrt verwendet.A torque setpoint is detected in parallel, in particular simultaneously with both slaves 11 specified. Furthermore, this structure is used for switching the setpoints during cornering.
Während der
Kurvenfahrt ergeben sich unterschiedliche Geschwindigkeits- und
Drehmomentverläufe für beide
Räder,
so dass das Steuerungskonzept gegenüber der Fahrt auf den Geraden
verändert
ist. Die Geschwindigkeiten beider Räder verhalten sich gegenläufig – während das
eine beschleunigt, verzögert
das andere und umgekehrt. Für
das zu beschleunigende Rad muss wesentlich mehr Energie zugeführt werden,
als beim zu verzögernden
abgeführt.
Das hat folgende Gründe:
Reibkräfte und
Verlustleistung der Antriebe müssen
beim Beschleunigen zusätzlich
aufgebracht werden, wo hingegen sie beim Bremsen sogar unterstützend wirken
und somit die abzuführende
Bremsenergie reduzieren,
Der Energiebedarf steigt zu höheren Drehzahlen
im Quadrat der Drehzahl an, beim Bremsen hingegen sinkt sie quadratisch
(E ~ J × n2).
Die Drehzahländerung des schnelleren Rades
ist zusätzlich
noch etwas größer als
beim langsameren Rad (Rad 10 beim Einlaufen, Rad 20 beim
Einlaufen in den Bogen B).
In Summe ist für die Drehzahländerungen
des jeweils langsameren Rades ein im Vergleich zum schnelleren Rad
wesentlich geringerer Energiefluss von Nöten.During cornering, different speed and torque curves result for both wheels, so that the control concept is changed compared to the drive on the straights. The speeds of both wheels behave in opposite directions - while one accelerates, the other delays and vice versa. For the wheel to be accelerated much more energy must be supplied, as dissipated in the delayed. This has the following reasons:
Friction forces and power losses of the drives must be additionally applied during acceleration, whereas, on the other hand, they even have a supporting effect during braking and thus reduce the braking energy to be dissipated.
The energy demand increases at higher speeds in the square of the speed, while braking decreases quadratically (E ~ J × n 2 ).
The speed change of the faster wheel is also slightly larger than the slower wheel (Rad 10 when entering, wheel 20 when entering the bow B).
In sum, for the speed changes of each slower wheel a much lower compared to the faster wheel energy flow is needed.
In
einem weiteren Beispiel wird für
den langsameren Antrieb ein entsprechender Drehzahl-Sollwertverlauf
generiert und damit ein separater Drehzahlregelkreis gebildet. Damit
würden
zwei Drehzahlregler auf eine Regelstrecke arbeiten, wodurch es schnell
zu Verspannungen kommen kann, falls die Sollwertverläufe nicht
ganz genau abgestimmt sind. Der Betrieb des zweiten Drehzahlreglers
rein P-geregelt ohne Integralanteil wäre dann sinnvoll für diese
Betriebsart.In
Another example is for
the slower drive a corresponding speed setpoint curve
generated and thus formed a separate speed control loop. In order to
would
Two speed controllers work on one controlled system, which makes it fast
tension can occur if the setpoint curves are not
are exactly matched. The operation of the second speed controller
purely P-regulated without Integralanteil would be useful for this
Mode.
Freilauf des langsameren Rades.Freewheel of the slower wheel.
Bei
zwei Regelkreisen wird eine Vereinfachung des Regelkonzepts vorgenommen.
Der im jeweiligen Kurvenabschnitt langsamere Antrieb wird im Freilauf
betrieben, indem seine Drehmomentgrenzen auf Null reduziert werden.
Die Reduzierung erfolgt über
eine Rampe, um ein Rucken beim Umsteuern zu vermeiden. Der Betrieb
im Freilauf ist wegen der vergleichsweise geringen Energieflüsse im langsamen
Antrieb möglich.
Die Steuerung in den Freilauf erzwingt ein Signal K, welches später erläutert wird.
Es ist aktiv während
einer Kurvenfahrt, wie zuvor mit den drei Phasen erläutert. Ist
diese Kurvenfahrt aktiv, ist einer der Antriebe im aktiven Eingriff
und treibt ein Rad aktiv an, während
der andere im Freilauf betrieben wird.at
Two control loops simplify the control concept.
The slower in each curve section drive is freewheeling
operated by reducing its torque limits to zero.
The reduction takes place over
a ramp to avoid jerking when reversing. The operation
in the freewheeling is because of the comparatively low energy flows in the slow
Drive possible.
The control in the freewheel forces a signal K, which will be explained later.
It is active during
cornering, as previously explained with the three phases. is
This cornering active, is one of the drives in active engagement
and actively drives a wheel while
the other is operated in freewheel.
Das
Nullstellen oder Nullsetzen erfolgt über einen Rampengenerator mit
einer relativ kurzen Rampenzeit zwischen 50 msec und 250 msec. So
kann der Lastwechsel beim Umsteuern ohne ein wesentliches Rucken
erfolgen. In der Geraden G1 oder G2 sind dagegen beide Antriebe
der beiden Räder
aktiv und teilen sich die Bereitstellung des Drehmomentenbedarfs
des Handhabungsfahrzeugs, wobei beide Räder auf derselben Geraden bewegt
werden.The
Zeroing or zeroing takes place via a ramp generator
a relatively short ramp time between 50 msec and 250 msec. So
can the load change when reversing without a significant jerk
respectively. In the straight line G1 or G2, however, both drives are
the two wheels
active and share the provision of torque demand
of the handling vehicle, with both wheels moving on the same straight line
become.
Wird
zu Beginn einer Kurvenfahrt, zum Zeitpunkt T0 ein
Antrieb in den Freilauf gesteuert, mit der Umsteuerung über den
Rampengenerator, wird sein Drehmomentenanteil auf den anderen Antrieb übertragen. Der
andere Antrieb übernimmt
ebenfalls mit einer gegenläufigen
Rampe und es erfolgt ein Ausgleichsvorgang. Ein solcher Ausgleichsvorgang
ist eine Art Lastwechsel und erzeugt vom Wesen her eine Unruhe,
die bei dem schweren Regalfahrzeug eine Schwingung verursachen kann,
deren Wirkung aber eher gering ist, da der Bogen mit einer konstanten
Geschwindigkeit des Regalfahrzeugs durchfahren werden kann und deshalb
kein großer
Drehmomentbedarf besteht, der das Umsteuern zu größeren Unruhen
aufschaukeln könnte.
Wenn das Umsteuern des einen Antriebs in den Freilauf und der Freigabe
des anderen Antriebs für
ein höheres
Drehmoment gleichermaßen über eine
Rampe erfolgt, einerseits reduzierend und andererseits aufbauend,
kann das zusätzlich
unterstützend
für die
Laufruhe des schweren Fahrzeugs sein. Aufbau und Abbau sind betragsmäßig in Prozenten
gleich.If at the beginning of a cornering, at time T 0 a drive is controlled in the freewheel, with the reversal via the ramp generator, its torque component is transmitted to the other drive. The other drive also takes over with an opposite ramp and there is a compensation process. Such a balancing process is a kind of load change and inherently creates a restlessness that can cause a vibration in the heavy shelf vehicle, but their effect is rather low, since the arc can be traversed at a constant speed of the rack vehicle and therefore no large torque demand exists that could spur the reversal to major riots. If the reversing of the one drive into the freewheel and the release of the other drive for a higher torque equally takes place via a ramp, on the one hand reducing and on the other building up, this can additionally be supportive for the smoothness of the heavy vehicle. Construction and dismantling are equal in terms of percentage.
Der
gleiche Vorgang erfolgt am Ende der Kurvenfahrt bei T90,
wenn das hintere Rad, das den aktuellen aktiven Antrieb bereitstellt,
umgesteuert wird auf das selbe Drehmoment, wie das vordere Rad,
welches auf der Geraden befindlich als freilaufendes Rad betrieben
wurde.The same process occurs at the end of cornering at T 90 when the rear wheel, which provides the current active drive, is reversed to the same torque as the front wheel which is located on the straight line was operated as a free-running wheel.
Die
Umsteuerung über
die Rampe kann ebenfalls dann erfolgen, wenn die Mitte der Kurvenfahrt
bei T45 erreicht ist und der Freilauf vom
hinteren Rad auf das vordere Rad übertragen wird, dagegen der
aktive Drehantrieb auf das hintere Rad verlagert wird. Dieses ist
jetzt das schneller werdende Rad, welches aktiv angetrieben wird
(drehzahlgeregelt ist). Im Zeitbereich der Umsteuerung sind die
Geschwindigkeiten der beiden Räder
im Wesentlichen gleich.The reversal of the ramp can also be done when the center of cornering at T 45 is reached and the freewheel is transmitted from the rear wheel to the front wheel, whereas the active rotary drive is shifted to the rear wheel. This is now the speeding wheel, which is actively driven (speed controlled). In the time range of the reversal, the speeds of the two wheels are substantially equal.
Andere
Möglichkeiten
der hier beschriebenen drei Varianten der Umsteuerung, respektive
der Lastverteilung während
der Kurvenfahrt, beim Einlauf in die Geradeausfahrt und beim Ende
der geraden Fahrt liegen darin, die Regler anders einzustellen.
So kann die Stromgrenze eines Drehzahlreglers auch heruntergefahren werden,
was von der Wirkung her einer Veränderung der Drehmomentgrenzen
gleichsteht. Dies ist auch dann möglich, wenn kein gesonderter,
unterlagerter Drehmomenten-Regelkreis vorhanden ist. Möchte man
keine vollständige
Reduzierung des Drehmoments auf Null erreichen, sondern ein geringes
Drehmoment belassen, kann die Stromgrenze oder die Drehmoment-Grenze
auch auf einen sehr geringen Wert heruntergeführt werden, der praktisch kaum
Einfluss nimmt.Other possibilities of the three variants of the reversal described here, respectively, the load distribution during cornering, when entering the straight ahead and at the end of the straight drive are to adjust the controls differently. Thus, the current limit of a speed controller can also be shut down, which is equal in effect to a change in the torque limits. This is possible even if no separate, subordinate torque control loop is present. If you do not want to achieve a complete reduction of the torque to zero, but leave a low torque, the current limit or the torque limit can also be reduced to a very low value, which has virtually no influence.
Sollwerte für das schnellere Rad.Setpoints for the faster wheel.
Während der
Kurvenfahrt wird für
das schnellere Rad ein Drehzahl-Sollwert, entsprechend dem natürlichen
Drehzahlverlauf mit einer charakteristischen Überhöhung, gebildet. Der Sollwert
wird aus der in der Kurvenfahrt existierenden Geschwindigkeit des
RFZ und dem jeweils aktuellen Verhältnis der beiden Drehzahl-Istwerte als Beispiele
der Istbewegung des Rads/Achse errechnet und dem Drehzahlregler
im Virtuellen Master zugeführt,
vgl. 10. Ein Lageregelkreis nimmt während der Kurvenfahrt keinen
Einfluss.During cornering, a speed setpoint, corresponding to the natural speed curve with a characteristic elevation, is formed for the faster wheel. The setpoint value is calculated from the speed of the RFZ that exists during cornering and the respective current ratio of the two actual speed values as examples of the actual movement of the wheel / axle and fed to the speed controller in the virtual master, cf. 10 , A position control loop does not influence during cornering.
Aufgrund
des erzwungenen Freilaufs des langsameren Rades, wirkt der Drehzahlregler
nur auf den schnelleren Antrieb. In der Mitte T45 der
Kurvenfahrt findet ein Wechsel zwischen den Antrieben statt. Beim Wechsel
zwischen führendem
und freilaufendem Antrieb kann simultan auch auf den anderen Drehzahlgeber umgeschaltet
werden; beide Drehzahlen sind hier gleich, ein Rucken tritt nicht
auf. Es ist auch weiter dadurch unterbindbar, dass die zuvor beschriebene
Rampen-Umsteuerung erfolgt.Due to the forced freewheel of the slower wheel, the speed controller only acts on the faster drive. In the middle T 45 cornering a change takes place between the drives. When changing between leading and free-running drive can be switched simultaneously to the other speed sensor; both speeds are the same here, a jerk does not occur. It can also be prevented by the fact that the ramp reversal described above takes place.
Generierung des Drehzahlsollwertes für die Kurve.Generation of the speed setpoint for the curve.
Der "natürliche" Drehzahl-Verlauf
kann zu jedem Zeitpunkt aus den beiden Ist-Drehzahlen der Räder 10 und 20 errechnet
werden; genau genommen aus dem Verhältnis der beiden Istwerte zueinander.
Die Lagerückführung ist
dabei nicht erforderlich. Obwohl eine Sollwertvorgabe für den zumindest
einen Drehzahlregler wiederum die Drehzahl der Räder beeinflusst, hat dies keine
Auswirkung auf das Verhältnis
der beiden Drehzahl-Istwerte zueinander. Das Verhältnis der
Raddrehzahlen ist für
jeden Punkt im Kurvenverlauf durch die geometrische Konstellation
bestimmt und damit eigentlich unabhängig von der aktuellen Geschwindigkeit.
Auch Geschwindigkeits-Änderungen
während
der Kurvenfahrt stören
nicht. Der Kurvenverlauf ist quasi in der Mechanik abgelegt und
er wird über
die Drehzahl-Istwerte "ausgelesen". Ein wesentlicher
Vorteil dieser Art der Steuerung liegt darin, dass der Drehzahlverlauf
immer hundertprozentig zur tatsächlichen
Kurvenposition passt und nicht durch falsche oder ungenaue Eingaben
verschoben wird.The "natural" speed curve can at any time from the two actual speeds of the wheels 10 and 20 be calculated; strictly speaking, the ratio of the two actual values to each other. The stock return is not required. Although a setpoint specification for the at least one speed controller in turn affects the speed of the wheels, this has no effect on the ratio of the two actual speed values to each other. The ratio of the wheel speeds is determined for each point in the curve by the geometric constellation and thus actually independent of the current speed. Also speed changes during cornering do not bother. The curve is quasi laid out in mechanics and it is "read out" via the actual speed values. An important advantage of this type of control is that the speed curve always fits one hundred percent to the actual curve position and is not displaced by incorrect or inaccurate entries.
Der
Drehzahl-Sollwert für
das jeweils schnellere (oder schneller werdende) Rad wird aus dem
Drehzahlverhältnis
und der für
die Kurvenfahrt vorgegebenen Kurvengeschwindigkeit errechnet, und
dadurch von diesem Verhältnis
beeinflusst.Of the
Speed setpoint for
the faster (or faster) wheel gets out of the
Speed ratio
and the for
the cornering calculated given cornering speed, and
from this ratio
affected.
Die
Formel für
die Sollwertberechnung lautet in einem Beispiel: The formula for calculating the target value in an example is:
Die
Berechnung über
die Wurzelfunktion bewirkt, dass bei einem Rad 10 die Geschwindigkeit überhöht wird,
während
beim anderen Rad 20 die Geschwindigkeit abgesenkt wird.
Die Geschwindigkeit des Gesamtfahrzeuges auf seiner Kurvenbahn bleibt
dadurch weitgehend konstant. Die Kurvengeschwindigkeit v0 oder k·v0 ist
der betragsmäßige Faktor.The calculation over the root function causes that at a wheel 10 the speed is increased, while the other wheel 20 the speed is lowered. The speed of the entire vehicle on its curved path remains largely constant. The curve speed v 0 or k · v 0 is the magnitude factor.
Ein
Drehzahlregler des Virtuellen Masters 90 erhält als Sollwert
den generierten Drehzahlsollwert. Für die Rückführung kann jeweils auf den
Drehzahl-Istwert des schnelleren und damit aktiv angetriebenen Antriebes
geschaltet werden. Der jeweils langsamere Antrieb wird beispielsweise
durch Absenken der Drehmomentgrenzen auf Null in den Freilauf geschaltet.
Nur dem aktuell schnelleren Antrieb ist es erlaubt, Drehmoment-Sollwerte
zu generieren, dies im Rahmen des übergeordneten aktiven Drehzahlreglers
und seiner Stellgröße.A speed controller of the virtual master 90 receives as setpoint the generated speed setpoint. For the feedback can be switched in each case to the actual speed value of the faster and thus actively driven drive. The slower drive is switched to zero, for example, by lowering the torque limits to zero. Only the currently faster drive is allowed to generate torque setpoints within the framework of the higher-level active speed controller and its manipulated variable.
Umschaltung zurück auf das Messsystem.Switching back to the measuring system.
Der
mittels beispielsweise Resolver am Motor gebildete Lageistwert und
der absolute Wert eines Längenwert-Gebers
können
mehr oder weniger stark differieren. Beim Umschalten vom Resolver
zurück
auf das Messsystem könnte
es ohne weitere Maßnahmen
zu einem Rucken des RFZ kommen. Zur Vermeidung wird beim Umschalten
auf den neuen Lageistwert vom Messsystem für nur einen Regelzyklus (beispielsweise
1 ms Abtastzeit) der Lage-Sollwert des RFZ mit dem Istwert gleich
gesetzt und es findet keine Ausgleichsbewegung statt.Of the
by means of, for example resolver on the motor formed Lageistwert and
the absolute value of a length value encoder
can
more or less different. When switching from the resolver
back
could on the measuring system
it without further action
come to a jerk of the RFZ. To avoid it is when switching
to the new actual position value of the measuring system for only one control cycle (for example
1 ms sampling time) the position setpoint of the RFZ is the same as the actual value
set and there is no compensation movement.
Nach
der zuvor erläuterten
allgemeinen Funktion der Kurvenfahrt des Regalfahrzeugs, das als
Beispiel des kurvengeeigneten Handhabungsfahrzeugs diente, soll
im Folgenden die Schaltungstechnik näher erläutert werden, die eine praktische
Realisierung der funktionell umschriebenen Möglichkeiten zeigt. Dabei soll bitte
vereinfacht verstanden werden, dass die Benennung eines "Fahrzeuges" der Kürze des Wortes
dient und kein anderes Fahrzeug gemeint ist, als das Handhabungsfahrzeug,
welches zwischen den ersten Regalreihen auf der Geraden, am Ende
einer ersten Regalreihe um eine Kurve und dann wieder auf einer
Geraden quer zu den ersten Regalreihen zu fahren in der Lage ist
und deshalb ausgebildet, angepasst und geeignet ist, bahn- oder
spurgebunden auf den Rädern
längs bewegbar
zu sein.To
the previously explained
general function of cornering of the shelf vehicle, as
Example of the curve-suitable handling vehicle served, should
in the following the circuit technology will be explained in more detail, which is a practical
Realization of the functionally circumscribed possibilities shows. It should please
be understood in a simplified manner that the designation of a "vehicle" of the brevity of the word
and no other vehicle is meant than the handling vehicle,
which is between the first rows of shelves on the straight, at the end
a first row of shelves around a curve and then again on one
Straight lines to drive to the first rows of shelves is able
and therefore trained, adapted and suitable, railway or
track bound on the wheels
longitudinally movable
to be.
Die
Räder sind
zwei axial beabstandete Räder,
deren Radstand C ist. Jedes der Räder ist um eine horizontale
Achse drehbar. Das Rad 10 um die Achse 100 und
das Rad 20 um die Achse 200. Das Fahrgestell mitsamt
dem Rad und der Radachse ist jeweils zusätzlich um eine vertikale Achse
drehbar gelagert, so dass das Rad immer tangential zur Bahn ausgerichtet
werden kann. Zumindest das vordere Rad wird elektrisch angetrieben
mit einem Motor, der von einem Antriebsregler mit Umrichter angetrieben
wird. Der Umrichter wird von einer Stellgröße einer Steuerschaltung angesteuert
und diese von einer näher
zu beschreibenden Reglereinrichtung, zu der auch der Sollwertgenerator
gehört,
der die Bahngeschwindigkeiten für
die Kurvenfahrt vorgibt. Es versteht sich, dass bei dem beschriebenen
Konzept der Abstand der Radachsen so groß ist, dass der Bogen zwischen
beiden Platz finden kann, also beide Räder so auf geraden Bahnen stehen
können,
dass sie zwischen sich den Bogenabschnitt aufnehmen. Das kann so
umschrieben werden, dass der Radstand der Achsen größer, bevorzugt
wesentlich größer ist,
als der Kurvenradius des zu durchfahrenden Bogenabschnitte B. Eine
andere Umschreibung lautet, dass eine Verbindungslinie vom Anfang
und Ende des Bogens, die in 3 mit K1,
K2 benannt sind, eine Sekante bildet. Diese Sekante ist kleiner
als der Radstand C. Eine andere. Umschreibung lautet so, dass nie
beide Räder
gemeinsam auf dem Bogenabschnitt fahren. Bezogen auf die Durchmesser
der Räder
kann der Abstand der Radachsen 100/200 dieser
Räder,
also der Radstand des Fahrzeugs mehr als fünfmal größer sein, als ein Durchmesser
der vom Durchmesser her gleichen Räder. Diese Umschreibung soll
zeigen, dass ein Differential von benachbarten Rädern, die deutlich beabstandet
auf der gleichen Achse angeordnet sind, nicht vorhanden ist. Sie
soll auch zeigen, dass dieses Fahrzeug eine Einrichtung besitzt,
welche es optimiert eine Kurvenfahrt durchlaufen lässt, was
bei solchen Fahrzeugen nicht der Fall ist, welche keine Kurven mit
engem Kurvenradius zu durchfahren haben. Bei diesen kann vielmehr
von einer im Wesentlichen gleichen Geschwindigkeit beider Räder auch
auf dem Kurvenbogen ausgegangen werden, so dass hierbei die Führung eines
anderweitigen automatisierten Bedienfahrzeugs während der Kurvenfahrt auch
von dem Wegemeßsystem
beeinflusst wird und eine Lageregelung auch während der Kurvenfahrt stattfindet.The wheels are two axially spaced wheels whose wheelbase is C. Each of the wheels is rotatable about a horizontal axis. The wheel 10 around the axis 100 and the wheel 20 around the axis 200 , The chassis together with the wheel and the wheel axle are each additionally rotatably mounted about a vertical axis, so that the wheel can always be aligned tangentially to the track. At least the front wheel is driven electrically by a motor which is driven by a drive controller with inverter. The converter is controlled by a manipulated variable of a control circuit and this of a closer to be described regulator means, which also includes the setpoint generator, which specifies the web speeds for cornering. It is understood that in the described concept, the distance of the wheel axles is so large that the arc can find space between them, so both wheels can stand on straight tracks so that they take up the arc section between them. This can be so circumscribed that the wheelbase of the axles is larger, preferably substantially larger, than the radius of curvature of the arcuate sections B to be traveled. Another paraphrasing is that a connecting line from the beginning and end of the arc, which is in 3 with K1, K2 named, forms a secant. This secant is smaller than the wheelbase C. Another. Umschreibung is such that never drive both wheels together on the arc section. Relative to the diameter of the wheels, the distance between the wheel axles 100 / 200 These wheels, so the wheelbase of the vehicle be more than five times greater than a diameter of the same diameter wheels. This description is intended to show that a differential of adjacent wheels, which are clearly spaced on the same axis, is not present. It is also intended to show that this vehicle has a device which allows it to undergo optimized cornering, which is not the case for those vehicles that do not have to drive through curves with a narrow curve radius. In these, it can rather be assumed that a substantially equal speed of both wheels on the curved path, so that in this case the leadership of another automated control vehicle during cornering is also influenced by the Wegemeßsystem and a position control takes place during cornering.
Das
ist bei dem hier umschriebenen kurvengeeigneten Handhabungsfahrzeug
nicht der Fall. Sie benötigen
und haben für
die Kurvenfahrt eine entsprechende Einrichtung, sei sie realisiert
in softwaretechnischer Lösung
im Rahmen eines Programms oder in regelungstechnischer diskreter
Lösung
durch Vorgabe einiger Regler oder in kundenspezifischer Bauweise
durch Zusammenstellung bestimmter Regelungskomponenten oder Verschalten
und Einrichten von vorhandenen Regelgeräten, die auf das Konzept zugeschnitten
und entsprechend angepasst werden.The
is the circumscribed handling vehicle described here
not the case. you need
and have for
the cornering a corresponding facility, be it realized
in software solution
as part of a program or in regulatory terms discrete
solution
by specifying some controllers or customized design
by putting together certain control components or interconnections
and setting up existing control devices tailored to the concept
and adjusted accordingly.
Die
Regeleinrichtung, welche hier angesprochen wird, setzt sich aus
vielen Bereichen zusammen. Wenn von einer Erfassung einer Drehzahl
gesprochen wird, soll das die Möglichkeit
umschreiben, diese Drehzahl in irgendeiner Weise zu erfassen, also
entweder direkt zu messen, zu beobachten oder zu berechnen. Die Kopplung
eines Istwertgebers für
die Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit ist so allgemein zu verstehen.The
Control device, which is addressed here, sets itself off
many areas together. If from a detection of a speed
is spoken, should that be the possibility
rewrite to capture that speed in any way, so
either directly to measure, observe or calculate. The coupling
of an actual value generator for
the speed or rotational speed is to be understood as general.
Ebenfalls
wird eine Antriebseinrichtung ( = "Antrieb" in einem Synonym) erläutert, wie
sie in 5 unter 61 für das Rad 10 gezeigt
ist. Sie besteht aus einem Geschwindigkeitsregler, dem ein Differenzsignal
aus Sollwert und Istwert vorgegeben wird. Der Geschwindigkeitsregler
steuert ggf. einen Drehmomentenregler 15a an, der seinerseits
einen Umrichter 16 ansteuert, der aus einem Netz Strom
und Spannung U, I als elektrische Energie so umsetzt, dass sie für den Motor 10a geeignet
ist und die Stellgröße des Drehmomentreglers
oder des Drehzahlreglers am Motor 10a einstellt. Der Motor 10a ist über eine
Welle mit dem Rad 10 verbunden, oder das Rad 10 hat
einen Direktantrieb, bei dem der Motor in das Rad eingefügt ist.
Auch kann zwischen Motor und Rad ein mechanisches Getriebe zur Anpassung
der Drehzahlen und -momente montiert sein. Das Rad bewegt sich dann
mit der Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit, welche das Ist-Signal
bildet, das von der genannten Istwert-Erfassung 21, ebenfalls in 5,
erfasst wird. Beginn und Ende der 5 ist also
dasselbe Rad 10. In diesem Kontext ist ein Antrieb oder
eine Antriebseinrichtung die Folge von Regler, Umrichter und Motor,
sowie ggf. Welle.Also, a drive device (= "drive" in a synonym) will be explained, as in 5 under 61 for the wheel 10 is shown. It consists of a speed controller, which is given a difference signal from setpoint and actual value. If necessary, the speed controller controls a torque controller 15a which in turn has an inverter 16 which converts from a grid current and voltage U, I as electrical energy so that they are responsible for the engine 10a is suitable and the manipulated variable of the torque controller or of the speed controller on the motor 10a established. The motor 10a is about a wave with the wheel 10 connected, or the wheel 10 has a direct drive with the motor inserted in the wheel. Also can be mounted between the engine and the wheel, a mechanical transmission to adjust the speeds and torques. The wheel then moves at the speed or rotational speed which forms the actual signal, that of the mentioned actual value detection 21 , also in 5 , is recorded. Beginning and end of 5 So it's the same bike 10 , In this context, a drive or a drive device is the result of controller, inverter and motor, and possibly shaft.
Das
Fahrzeug nach 4 hat in der Seitenansicht einen
vertikalen Mast 2, der auf einem Fahrgestell als Laufwagen 4 standfest
montiert ist. Der Mast 2 ist nicht drehbar und wird durch
das Fahrgestell auf seinen zwei Rädern 10, 20 bewegt,
die im Abstand C horizontal drehbar und auch in einer Vertikalachse
drehbar angeordnet sind. Am ersten und am zweiten Rad können Weggeber
angeordnet sein, die für
die gerade Fahrt verwendet werden. Ebenfalls können hier nicht dargestellte
Stromabnehmer vorhanden sein, die auf ein seitlich angeordnetes
Stromschienen-System zugreifen, um dem Fahrzeug elektrische Energie
zuführen
zu können,
die auch während
der Kurvenfahrt vorhanden ist. Für
eine kontinuierliche Stromversorgung sind meist zwei Stromabnehmer
vorgesehen, einer nahe dem einen und ein anderer nahe dem anderen
Rad. Das hier beschriebene Wegsystem und die Stromabnehmer sind
nicht näher
dargestellt. Es wird lediglich von ihren Ausgangsgrößen gesprochen,
der zur Verfügung
gestellten elektrischen Energie U, I und dem Wegesignal als Lage,
das für
die Kurvenfahrt aber nicht benötigt
wird, sondern nur an den Schnittstellen zu Beginn der Kurvenfahrt
und am Ende der Kurvenfahrt Beachtung findet, wenn die entsprechende Überleitung
von der Bogenfahrt in die gerade Fahrt oder von der geraden Fahrt
in die Bogenfahrt stattfindet. Hier ist für die Zeitdauer der Bogenfahrt
(oder der "Kurvenfahrt") die Zeitgröße T0 bis T90 umschrieben
worden, die sich an dem Winkel der Längsebene des Fahrzeugs orientiert,
relativ zu der Hauptgeraden G1, von der die mehreren parallelen
Zweitgraden G2 abzweigen.The vehicle after 4 has a vertical mast in the side view 2 standing on a chassis as a carriage 4 is firmly mounted. The mast 2 is not rotatable and is driven by the chassis on its two wheels 10 . 20 moves, which are horizontally rotatable at a distance C and rotatably arranged in a vertical axis. The first and second wheels may have displacement sensors used for the straight travel. Also not shown here pantographs may be present, which access a laterally arranged busbar system in order to be able to supply the vehicle with electrical energy which is also present during cornering. For a continuous power supply usually two pantographs are provided, one near the one and another near the other wheel. The path system described here and the pantographs are not shown in detail. It is only spoken of their output variables, the provided electrical energy U, I and the path signal as a location that is not needed for cornering, but only at the interfaces at the beginning of cornering and at the end of cornering attention, if the corresponding transition from the Bogenfahrt in the straight ride or from the straight ride takes place in the Bogenfahrt. Here, for the duration of the arc run (or "cornering"), the time variable T 0 to T 90 has been circumscribed, which is oriented at the angle of the longitudinal plane of the vehicle, relative to the main straight G1, from which the multiple parallel second degrees G2 branch off.
Die
Aufrichtung des Mastes 2 muss nicht in der Mitte des Laufwagens
geschehen, sondern kann deutlich nach hinten verlagert sein, um
Platz für
abzustellende Container oder andere Förderlasten zu haben, die mittels
Hubaggregat 5 aus den Regalreihen entnommen werden und
auf dem Laufwagen abzustellen sind. Dazu hat der Mast 2 ein
Hebewerk, welches diese Greifarme 5 anzuheben vermag, um
Paletten auf die geeignete Höhe
des Regals zu bringen oder von dort zu entnehmen. Die Greifsysteme
beinhalten zumeist zwei Gabeln, die unter die Paletten greifen können und
die seitlich zum Fahrzeug herausragen, wenn sie ausgefahren werden.
Dazu ist die Rolle 79 zu erkennen, die ein Hubsystem betätigt, bei
dem zumindest ein Gabelsystem 5 betrieben werden kann.
Die elektrische Steuerung des Gabelwerks und das Ausfahren der Gabeln
soll hier nicht näher
betrachtet werden.The erection of the mast 2 does not have to be in the middle of the carriage, but can be clearly shifted to the rear, in order to accommodate containers to be dropped or other transport loads, by means of Hubaggregat 5 are removed from the rows of shelves and are parked on the carriage. In addition has the mast 2 a lift, which these gripping arms 5 lift pallets to the appropriate height of the shelf or remove them from there. The gripping systems usually include two forks, which can reach under the pallets and which protrude laterally from the vehicle when they are extended. This is the role 79 to recognize that operates a lifting system, where at least one fork system 5 can be operated. The electric control of the fork and the extension of the forks should not be considered here.
Zur
Ansteuerung der Räder 10, 20 wird
die über
die Stromabnehmer zugeführte
Energie über
Umrichter, die in einem Schaltschrank 7 angeordnet sind,
aufbereitet. Der Schaltschrank 7 steht in einem Stützgestell 8.
Es ist beispielsweise am Mast befestigt.To control the wheels 10 . 20 The power supplied via the pantograph is via converters that are in a control cabinet 7 are arranged, prepared. The control cabinet 7 stands in a support frame 8th , It is attached to the mast, for example.
Am
oberen Ende des Mastes ist ein horizontaler Arm 4' vorgesehen,
der spiegelbildlich zum Laufwagen 4 angeordnet ist. Er
besitzt zwei Laufrollen 10' und 20', die in gleichem
Abstand und vertikal über
den Rädern 10, 20 des
Laufwagens 4 liegen. Die obere Traverse 4' ist somit spiegelbildlich
zu dem Laufwagen 4 zu sehen und erlaubt eine Führung des
Fahrzeugs in einer oberen und einer unteren Bahn, wobei die Führung in der
oberen Bahn zumeist passiv geschieht, ohne aktives Antreiben der
dort führenden
Laufrollen 10', 20' in der zugehörigen Schienenführung G2', die vertikal über und
parallel (vertikal fluchtend) zu der Hauptschiene G2 verläuft, dies
auch in den übrigen
Bereichen der Bahnführung,
den Bogenabschnitten 50 und der anderen Gerade G1. Bei
größeren Masthöhen können auch
dort aktive Antriebe vorhanden sein. Deren Steuerung und Regelung
erfolgt dann nach denselben Prinzipien, wie für die unteren ausführlich beschrieben.At the top of the mast is a horizontal arm 4 ' provided, the mirror image of the carriage 4 is arranged. He has two wheels 10 ' and 20 ' at the same distance and vertically above the wheels 10 . 20 of the carriage 4 lie. The upper crossbar 4 ' is thus a mirror image of the carriage 4 to see and allows a guidance of the vehicle in an upper and a lower lane, the leadership in the upper lane is usually passive, without actively driving the leading rollers there 10 ' . 20 ' in the associated rail guide G2 ', which extends vertically above and parallel (vertically aligned) to the main rail G2, this also in the remaining areas of the web guide, the bow sections 50 and the other straight G1. For larger mast heights active drives can also be present there. Their control and regulation then follows the same principles as described in detail for the lower.
Eine
Last 80 ist von einem Gabelsystem 5 aufgenommen
dargestellt und kann aufwärts
und abwärts vH verfahren werden. Die Quer-Mittelebene
des Fahrzeugs ist mit 1* gekennzeichnet. Hier ist auch
der Mittelpunkt 1c von 3 anzusehen,
der in der Fahrzeugmitte gelegen ist und der für eine abstrakte Betrachtung als
Mittelpunkt der Masse angesehen wird. Die Gewichtsverteilung auf
dem Fahrzeug ist so optimiert, dass die Aufnahme der Lasten den
Schwerpunkt etwa mittig liegen lässt.A burden 80 is from a fork system 5 recorded and can be moved up and down v H. The cross-median plane of the vehicle is with 1* characterized. Here is also the center 1c from 3 Located in the vehicle center, which is considered to be the center of mass for abstract viewing. The weight distribution on the vehicle is optimized so that the absorption of the loads leaves the center of gravity approximately in the middle.
Für die Erfassung
der Geschwindigkeit der Räder
sind Istwertgeber 11, 21 vorgesehen, die einem
jeweiligen Rad zugeordnet sind, also seine Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit
entweder beobachten oder direkt messen oder aus anderen Größen berechnen.
Diese Messwertgeber können
auf der Welle angeordnet sein, sie können als Resolver ausgebildet
werden oder sie können
andere bekannte Drehgeber sein. Hier sei erwähnt, dass das Geschwindigkeitssignal
die Umfangsgeschwindigkeit des Rades sein kann, welche der Bahngeschwindigkeit
(ohne Schlupf) entspricht. Ein anderes Geschwindigkeitssignal ist
die Drehzahl, ein wieder anderes Geschwindigkeitssignal ist die
Winkelgeschwindigkeit. Dies gilt ebenso für die Achse. All diese physikalischen
Größen sollen
als Geschwindigkeit in dem Sinne angesehen werden, dass sie von
dem zugehörigen
Regler zu beeinflussen ist und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs
repräsentiert,
welche in 4 mit v0 angegeben
ist.For the detection of the speed of the wheels are actual value encoders 11 . 21 provided, which are assigned to a respective wheel, so either watch its speed or rotational speed or directly measure or calculate from other sizes. These transducers can be arranged on the shaft, they can be designed as resolvers or they can be other known rotary encoders. It should be noted that the speed signal may be the peripheral speed of the wheel, which is the Web speed (without slip) corresponds. Another speed signal is the speed, another speed signal is the angular speed. This also applies to the axis. All these physical quantities should be considered as speed in the sense that they are to be influenced by the associated controller and represent the speed of the vehicle, which in 4 with v 0 is specified.
Die
noch eingezeichneten vertikalen Mittellinien von Last 80 als
Mittellinie 5' und
von Mast 2 als Mittellinie 2' sind Mittelebenen, die quer liegen
und die jeweils bestimmen, wo der von der Last her gebildete Mittelpunkt
des Fahrzeugs liegt. Der geometrische Mittelpunkt in Querrichtung
ist die Querebene 1, welche im Punkt 1c von 3 abgebildet
ist. Die Längsachse
des Fahrzeugs in Papierebene der 4 entspricht
der Verbindung der beiden Räder 10, 20 und
ist in 3 in der Länge
C symbolisch abgebildet. Dort ist das Fahrzeug nur schematisch dargestellt,
um seine Kurvenfahrt zu verdeutlichen.The still drawn vertical centerlines of Last 80 as the center line 5 ' and from mast 2 as the center line 2 ' are center planes that are transverse and that each determine where the center of the vehicle formed by the load is located. The geometric center in the transverse direction is the transverse plane 1 which in the point 1c from 3 is shown. The longitudinal axis of the vehicle in paper plane the 4 corresponds to the connection of the two wheels 10 . 20 and is in 3 symbolically represented in length C There, the vehicle is shown only schematically to illustrate its cornering.
Die
Kurvenfahrt eines solchen Fahrzeuges mit konstanter Geschwindigkeit
des Rades v10 entlang der gesamten Kurve
ergibt sich aus 2a. Diese war eingehend erläutert. Wird
eines der Räder
auf eine konstante Geschwindigkeit geregelt, hier beispielsweise
das einlaufende Rad 10, ergibt sich als Folge beim freilaufenden
Rad 21, das nicht angetrieben ist, eine Geschwindigkeitskurve
gemäß 2a,
einmal eine Absenkung bis auf nur 25% der Geschwindigkeit und einmal
eine Anhebung um etwa 200% in der zweiten Hälfte der Kurvenfahrt. Diese
Kurvenfahrt ist für
ein solch schweres Fahrzeug nach 4 ungeeignet.The cornering of such a vehicle with constant speed of the wheel v 10 along the entire curve emerges 2a , This was explained in detail. If one of the wheels is controlled to a constant speed, here for example the incoming wheel 10 , results as a consequence of the free-running wheel 21 Not powered, according to a speed curve 2a Once lowered to just 25% of the speed and once an increase of about 200% in the second half of the cornering. This cornering is after for such a heavy vehicle 4 not suitable.
Die
Kurvenfahrt selbst kann in drei Abschnitte eingeteilt werden, welche
anhand der 3a, 3b und 3c erläutert waren.
Die Bahnrichtung und damit die Wegegrößen sind entlang der X-Achse
und der Y-Achse, welche parallel zu G1 und zu G2 liegen, zu erklären.The cornering itself can be divided into three sections, which are based on the 3a . 3b and 3c were explained. The path direction and thus the path sizes can be explained along the X-axis and the Y-axis, which are parallel to G1 and to G2.
In
den drei beschriebenen Phasen ist die Kurvenfahrt bereits begonnen.
Die Längsebene
entlang des Achsabstandes C bildet das Fahrzeug nach 4 in
der Aufsicht der 3a bis 3c ab.In the three phases described, cornering has already begun. The longitudinal plane along the axial distance C imitates the vehicle 4 in the supervision of 3a to 3c from.
Das
hintere Rad 20 befindet sich noch auf der Geraden G1, das
vordere Rad 10 befindet sich im Bogenabschnitt B. In der
Phase 2 ist das Rad 10 am Ende des Bogenabschnitts B angelangt
und schon auf der zweiten Geraden G2. Das hintere Rad 20 befindet
sich noch auf der Geraden G1. Der Bogenabschnitt B ist zwischen
beiden Rädern 10, 20.
Das Fahrzeug bewegt sich mit der Geschwindigkeit v0.
In 3c hat auch das hintere Rad 20 den Bogen
B erreicht und befindet sich auf dem Bogenabschnitt. Es hat sich
dabei um seine Vertikalachse gedreht. Das vordere Rad 10 befindet
sich weiterhin auf der senkrechten Geraden G2. Die Kurvenfahrt dauert
noch an, bis das Rad 20 das Ende des Bogenabschnitts B
erreicht hat (bei der gestrichelten Linie). Der Kurvendurchlauf
des Fahrzeugs der 4 anhand der beschriebenen drei
Phasen nach 3a bis 3c kann
im Detail auch so abgebildet werden, wie das die 3 zeigt.
Hier ist der Mittelpunkt 1c im Kurvendurchlauf aufgezeichnet.
Er hat einen sinusartigen Verlauf, der drei Halbperioden zeigt,
woraus sich entsprechend wechselnde Fliehkräfte ableiten lasen, die sowohl
das Fahrzeug, als auch die darauf befindliche Last in der Kurve
belasten. Die Kurvendurchfahrt soll so gesteuert und geregelt werden,
dass die Schnelligkeit des Kurvendurchlaufs zumindest nicht verschlechtert,
bevorzugt aber verbessert wird und weder das Fahrzeug, noch die
darauf befindliche Last großen
Belastungen ausgesetzt werden. Eine möglichst weiche Kurvendurchfahrt
ist deshalb wünschenswert
und dieses ist die Steuerung nach der Vorgabe des natürlichen Drehzahlverlaufs
während
der Kurvendurchfahrt.The rear wheel 20 is still on the straight G1, the front wheel 10 is in arc section B. In phase 2 is the wheel 10 arrived at the end of the arc section B and already on the second straight G2. The rear wheel 20 is still on the straight G1. The bow section B is between both wheels 10 . 20 , The vehicle moves at the speed v 0 . In 3c also has the rear wheel 20 reaches the bow B and is located on the arc section. It has turned around its vertical axis. The front wheel 10 is still on the vertical line G2. The cornering still lasts until the wheel 20 has reached the end of the arc section B (at the dashed line). The curve of the vehicle of the 4 according to the described three phases 3a to 3c can be depicted in detail as well as the 3 shows. Here is the center 1c recorded in the curve run. It has a sinusoidal course, the three half periods shows, from which read correspondingly changing centrifugal forces, which load both the vehicle, as well as the load thereon in the curve. The curve passage should be controlled and regulated so that the speed of the curve run at least does not deteriorate, but preferably is improved and neither the vehicle, nor the load thereon are exposed to high loads. As soft a curve as possible is therefore desirable and this is the control according to the specification of the natural speed curve during the curve passage.
Die
Kurvendurchfahrt wird gemäß 6a an einem Steuersignal erkannt, welches
beispielsweise nach 11 erzeugt werden kann. Die
erfassten Istdrehzahlen der beiden Räder werden subtrahiert und
die Differenz wird, ggf. geglättet
einem Komparator 37 aufgeschaltet, der ein binäres oder
ein bipolares Signal abgibt. Das Ausgangssignal K kann nach 6a während
der ersten Hälfte
der Kurvenfahrt zwischen T0 und T45 positiv sein. Während der zweiten Hälfte der
Kurvenfahrt kehrt sich das Vorzeichen der Differenz vor dem Komparator 37 um
und das Signal der 6a wird während der
zweiten Hälfte
zwischen T45 und T90 der
Kurvenfahrt negativ. Eine Hysterese im Komparator 37 kann
eine Verdeutlichung der Schaltschwelle herbeiführen und Störungen ausblenden. Die Mitte
bei T45, bei der ebenfalls beide Geschwindigkeiten
v10, v20 gleich
sind, kann durch Glättung
oder durch andere Plausibilitätseinflüsse ausgeblendet
werden, alternativ auch durch einen oder mehrere Vergleiche der
Geschwindigkeiten der Räder 10 und 20.
Damit zeigt das Signal der 6a die
Kurvenfahrt an, Beginn, Ende und Wechsel zur Halbzeit der Kurvenfahrt.
Wird das Signal K gleichgerichtet, entsteht ein binäres Signal,
das zwischen Null und Eins wechselt, "Null" ist
es dann, wenn sich das Fahrzeug außerhalb einer Kurvenfahrt befindet, "Eins" ist es bei einer
aktivierten Kurvenfahrt, in der ein Regelungssystem eingreift, wie
im folgenden Beispiel der 5 beschrieben.The curve passage is according to 6a detected on a control signal which, for example, after 11 can be generated. The detected actual speeds of the two wheels are subtracted and the difference is, if necessary, smoothed a comparator 37 switched, which outputs a binary or a bipolar signal. The output signal K can after 6a be positive during the first half of the turn between T 0 and T 45 . During the second half of the turn, the sign of the difference is reversed before the comparator 37 um and the signal of 6a turns negative during the second half between T 45 and T 90 . A hysteresis in the comparator 37 can cause a clarification of the switching threshold and hide interference. The center at T 45 , at which both velocities v 10 , v 20 are equal, may be masked out by smoothing or other plausibility effects, alternatively by one or more comparisons of the speeds of the wheels 10 and 20 , This shows the signal of 6a the cornering, start, end and change at half-time cornering. If the signal K is rectified, a binary signal is generated which changes between zero and one, it is "zero" when the vehicle is out of cornering, "one" is in an activated cornering, in which engages a control system, as in the following example the 5 described.
Eine
Erfassung des Istwertes des Rades 10 erfolgt durch den
Istwertgeber 11. Istwertgeber 21 erfasst die Drehzahl
des Rades 20. Jedes dieser Räder wird mit einer Geschwindigkeit
angenommen, die v10, v20 als reale
Geschwindigkeit des Rades ist. In einem Sollwertgenerator 40 werden
diese beiden Istwerte an zwei Eingängen 40a, 40b aufgenommen
und es werden zwei Sollwerte ausgegeben, die als v1 und
v2 dem natürlichen Verlauf der Geschwindigkeiten
entsprechen. Die Erzeugung dieser Sollwertverläufe v1,
v2 wird aus einer Verhältnisbildung der beiden Geschwindigkeiten
abgeleitet, wie sie in 11 beschrieben ist.A recording of the actual value of the wheel 10 is done by the actual value transmitter 11 , actual value 21 detected the speed of the wheel 20 , Each of these wheels is assumed at a speed which is v 10 , v 20 as the real speed of the wheel. In a setpoint generator 40 These two actual values are connected to two inputs 40a . 40b and two setpoints are output, which correspond to the natural course of the speeds as v 1 and v 2 . The generation of these desired value curves v 1 , v 2 is derived from a ratio formation of the two speeds as shown in FIG 11 is described.
Fährt nach
der 3 und den 3a, 3b und 3c zuerst
das Rad 10 in den Bogenabschnitt ein, erhält es die
größere Geschwindigkeit.
Dieses Geschwindigkeitssignal wird dann durch das Geschwindigkeitssignal
des langsamer laufenden Rades geteilt. Diese Quotientenbildung ist
ein Verhältnis,
das mit q'(t) bezeichnet
wird. Dieses Verhältnis
kann zur Hälfte
der Bahnfahrt bei T45 umgekehrt werden,
also invertiert werden, was durch den Schalter S symbolisiert wird,
der bei Wechsel des Vorzeichens der Differenz der Geschwindigkeitssignale
umschaltet. Ohne Veränderung
der Quotientenbildung des Führungswertes
q'(t) durchläuft der umgeschaltete
Wert nach dem Schalter S, bei seiner nicht eingezeichneten Schaltstellung
das Invertierglied 38. Diese Umschaltung findet zum Zeitpunkt
T45 statt. Diese in 11 beschriebene
Sollwerterzeugung arbeitet dann in beiden Kanälen nach dem Schalter S mit
einer Wurzelbildung. Die Wurzelbildung betrifft das Führungssignal
q'(t), welches aus
dem Quotienten stammt (alternativ seinem Kehrwert) und wird über einen
Faktor k mit v0 multipliziert, der die Bahngeschwindigkeit
des Fahrzeuges in der Kurve B festlegt.Drives to the 3 and the 3a . 3b and 3c first the wheel 10 in the bow section, it gets the greater speed. This speed signal is then divided by the speed signal of the slower running wheel. This quotient formation is a ratio denoted by q '(t). This ratio can be reversed to half of the train journey at T 45 , that is to be inverted, which is symbolized by the switch S, which switches when changing the sign of the difference of the speed signals. Without changing the quotient formation of the guide value q '(t), the switched-over value after the switch S, at its switching position not shown, passes through the inverter 38 , This change takes place at time T 45 . This in 11 described setpoint generation then works in both channels after the switch S with a rooting. The rooting relates to the guide signal q '(t), which comes from the quotient (alternatively its reciprocal) and is multiplied by a factor k with v 0 , which determines the path velocity of the vehicle in the curve B.
Es
ergeben sich zwei Vorsteuersignale, die als Führungswerte v1 und
v2 für
zwei getrennte Regler geeignet sind. Diese Führungswertgenerierung aus einer
Quotientenbildung und einer Invertierung dieses Quotienten mit einem
Kehrwertbildner 38 ist auch anders realisierbar. Es können dabei
nach 10 zwei Quotientenbildner vorhanden sein, einer
dividiert v10 durch v20 und
ein anderer dividiert v20 durch v10. Die beiden vorhandenen Führungssignale
werden dann eigenständig über Wurzelbildner
gegeben, von denen 39 und 40 zwei solche sind.
Die Multiplikation mit der Fahrgeschwindigkeit k·v0 kann
vor oder nach der Wurzelbildung liegen. Sie kann als Faktor entsprechend
umgerechnet werden. Der Einfluss der Umschaltung des Schalters S wird
hierbei nicht benötigt.
Die Umschaltung der so vorgesteuerten Geschwindigkeitssignale mit
ihren Sollwerten v1, v2 kann
dann in den Drehzahlreglern erfolgen, wie das an 5 näher erläutert wird.This results in two pilot signals, which are suitable as guide values v 1 and v 2 for two separate controllers. This leading value generation from a quotient formation and an inversion of this quotient with a reciprocal value generator 38 can also be realized differently. It can after 10 two quotient formers exist, one divides v 10 by v 20 and another divides v 20 by v 10 . The two existing guide signals are then given independently via root formers, of which 39 and 40 two are such. The multiplication by the travel speed k · v 0 may be before or after the rooting. It can be converted accordingly as a factor. The influence of the switching of the switch S is not required here. The switching of the so-controlled speed signals with their desired values v 1 , v 2 can then be done in the speed controllers, as the on 5 is explained in more detail.
Unter
der Wurzelbildung nach 11 oder 10 werden
funktionelle Wurzeln verstanden. Eine Anwendung eines Exponenten
von ½ auf
die Eingangsgröße ist eine
mathematisch genaue Wurzelbildung. Diese bildet für die Geschwindigkeitsführung während der
Kurvenfahrt ein Optimum.Under the rooting after 11 or 10 are understood functional roots. Applying an exponent of ½ to the input is mathematically accurate rooting. This forms an optimum for the speed guidance during cornering.
Andere
funktionelle Wurzeln zu Geschwindigkeitswerten, die um bis zu ±40% abweichen
erlauben auch noch eine Bahnführung,
die funktionell brauchbar ist und für das eine oder andere Fahrzeug
geeignet ist. Das entspricht einem Bereich des Exponenten zwischen
0,3 und 0,7, jeweils 0,2 oberhalb und 0,2 unterhalb des optimierten
Wertes von 0,5.Other
functional roots to velocities that vary by up to ± 40%
also allow a web guide,
which is functionally useful and for one or the other vehicle
suitable is. This corresponds to a range of exponents between
0.3 and 0.7, 0.2 each above and 0.2 below the optimized one
Value of 0.5.
Aus 11 und
aus 5 ist damit abzulesen, dass die Sollwerte v1 und v2, welche
von dem Sollwertgenerator 40 vorgegeben werden, von der
Quotientenbildung, also dem Verhältnis
der Istdrehzahlen abhängen.
Diese werden noch einer Wurzelbildung unterworfen, die eine funktionelle
Wurzelbildung ist und mit einem Geschwindigkeitsfaktor k·v0 multipliziert, der über "k" vom
Benutzer vorgebbar ist. Er bestimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges
während
der Kurvenfahrt.Out 11 and from 5 is read off that the setpoints v 1 and v 2 , which of the setpoint generator 40 are given, depend on the quotient formation, ie the ratio of the actual speeds. These are still subjected to rooting, which is a functional rooting and multiplied by a speed factor k · v 0 , which can be specified by the user via "k". It determines the speed of the vehicle while cornering.
Die
beiden Geschwindigkeiten v1 und v2 werden einem oder zwei Reglern aufgeschaltet,
die als Drehzahlregler ausgestaltet sind, was näher erläutert wird.The two speeds v 1 and v 2 are switched to one or two controllers, which are designed as speed controller, which will be explained in more detail.
Es
soll nach 5 mit der Beschreibung begonnen
werden, dass ein Rad einen Antrieb aufweist, also motorisch betrieben
wird und von einem Umrichter 16, wie bereits erläutert, in
einem Antriebsstrang angetrieben wird. Der Sollwert v1 wird
mit dem Istwert v10 des gleichen Rades 10 verglichen
und einem Drehzahlregler 15 aufgeschaltet, dem bevorzugt
ein Regler 15a für
das Drehmoment unterlagert ist. Dieser Drehmomentenregler 15a steuert
den Umrichter 16 an, der das Drehmoment bei dem Motor 10a für die Welle
und das Rad 10 einstellt. Der Motor 10a kann als
Gleichstrommotor, Drehstrommotor und anderer geeigneter Servoantrieb ausgebildet
sein, bevorzugt sind bei Wechselrichtern robuste Synchron- oder
Asynchronmotoren.It should be after 5 be started with the description that a wheel has a drive, so it is powered by a drive and motor 16 , as already explained, is driven in a drive train. The setpoint v 1 is compared with the actual value v 10 of the same wheel 10 compared and a speed controller 15 switched on, preferably a regulator 15a is subordinated for the torque. This torque controller 15a controls the inverter 16 on, the torque at the engine 10a for the shaft and the wheel 10 established. The motor 10a can be designed as a DC motor, three-phase motor and other suitable servo drive, are preferred in inverters robust synchronous or asynchronous motors.
Das
Rad 10 ist bei der beschriebenen Kurvenfahrt das einlaufende
Rad, welches zuerst auf den Bogenabschnitt B einläuft. Es
tendiert damit dazu schneller zu werden und dieses schnellere Fahren
wird durch die Sollwertvorgabe vorgesteuert (oder unterstützt), wie
von 7 erläutert.
Das Rad 10 erhält
die Geschwindigkeits-Funktion
v10, die auch von dem Sollwert v1 vorgegeben wird und steigt damit bogenförmig aufwärts an, bis
zur Erreichung des Winkels von 90°,
also des Endes des Bogenabschnitts B. Danach reduziert sich seine Geschwindigkeit
in einem etwa spiegelbildlichen Bogen, der etwas flacher ausgebildet
ist, bis zur Erreichung der Mittelstellung T45,
bei der die Mittelebene des Fahrzeugs einen 45°-Winkel einnimmt und beide Räder 10 und 20 im
wesentlichen gleiche Geschwindigkeit besitzen. Die Geschwindigkeitsverläufe kreuzen
sich.The wheel 10 is in the described cornering the incoming wheel, which enters first on the arc section B. It tends to get faster, and this faster driving is preceded (or assisted) by the setpoint specification, such as 7 explained. The wheel 10 receives the velocity function v 10 , which is also specified by the desired value v 1 and thus increases arcuately upward until reaching the angle of 90 °, ie the end of the arc section B. Thereafter, its speed is reduced in an approximately mirror-image arc who is a bit flatter, to the point of achieving the middle position T 45 , in which the center plane of the vehicle occupies a 45 ° angle and both wheels 10 and 20 have substantially the same speed. The speed curves intersect.
Während das
vordere Rad in die Kurve einläuft
wird es aktiv von der elektrischen Antriebseinrichtung 61 angetrieben,
also zumindest während
eines Abschnitts der Kurvenfahrt ist das vordere Rad in seiner Drehzahl
geregelt. Es ist auf den geraden Bahnabschnitten bei gleicher Geschwindigkeit
beider Räder
meist durch ein Drehmoment geregelt, um die gleichen Drehgeschwindigkeiten
durch Kopplung der Schiene zu erreichen. In der Kurve aber wird
die Drehzahl des Rades vorgegeben und diese wird so vorgegeben und
ist so durch den Regler 15 regelbar, dass der Sollwert
des Sollwertgenerators aus der Regeleinrichtung von einem Quotienten
der Istbewegung der beiden Räder 10 und 20 abhängt. Durch
diesen Quotienten ist die Drehzahl also beeinflusst, dazuhin durch
die Wurzelbildung und einen Faktor gemäß 11, welche
bevorzugt hinzutreten.As the front wheel enters the bend, it becomes active from the electric drive device 61 driven, so at least during a portion of the cornering, the front wheel is controlled in its speed. It is usually controlled on the straight track sections at the same speed of both wheels by a torque in order to achieve the same rotational speeds by coupling the rail. In the curve but the speed of the wheel is specified and this is so specified and is so through the controller 15 adjustable, that the setpoint of the setpoint generator from the control device of a quotient of the actual movement of the two wheels 10 and 20 depends. By this quotient, the speed is thus influenced, in addition by the rooting and a factor according to 11 which prefer to occur.
Das
einlaufende Rad wird aktiv durch die Antriebseinrichtung 61 angetrieben.The incoming wheel becomes active by the drive device 61 driven.
Während der
zweiten Hälfte
zwischen T45 und T90 gibt
es mehrere Möglichkeiten,
die Steuerung vorzunehmen. Eine soll anhand der 5 erklärt werden.
Es ist ein spiegelbildlicher Regler vorhanden, der alle Komponenten
der schon beschriebenen Antriebseinrichtung 61 aufweist.
Einen Drehzahlregler 25, einen unterlagerten Momentenregler 25a,
einen Umrichter 26 und einen gesonderten zweiten Motor 20a,
der ggf. über ein
Getriebe und eine Welle das Rad 20 antreibt. Für dieses
Rad ist eine Istwerterfassung 21 vorgesehen, welche die
Drehzahl des Rades 20 oder die Drehgeschwindigkeit, also
eine die Geschwindigkeit repräsentierende Größe erfasst.
Diese wird zusammen mit der Erfassung der Geschwindigkeit des ersten
Rades, oder einer die Geschwindigkeit repräsentierenden Größe auf den
Sollwertgenerator geschaltet.During the second half between T 45 and T 90 there are several ways to do the control. One is based on the 5 be explained. There is a mirror image controller, all components of the drive device already described 61 having. A speed controller 25 , a subordinate torque controller 25a , an inverter 26 and a separate second motor 20a , possibly via a gearbox and a shaft, the wheel 20 drives. For this wheel is an actual value acquisition 21 provided, which is the speed of the wheel 20 or the rotational speed, that is to say a variable representing the speed. This is switched to the setpoint generator together with the detection of the speed of the first wheel, or a quantity representing the speed.
Der
Sollwertgenerator 40 gibt als zweites Sollwertsignal v2 das Sollwertsignal ab, welches in 7 mit v2 bezeichnet ist. Dieses Sollwertsignal übernimmt
als führendes
Sollwertsignal ab T45 und der zweiten Antriebseinrichtung 62 den
Antrieb des nachlaufenden Rades 20, das jetzt zu dem Bogenabschnitt 50 oder
B bewegt wird und darin einläuft.
Das erste Rad 10 befindet sich bereits wieder auf der Geraden
G2 und hat eine Geschwindigkeit, die sich aus dem Sollwertverlauf
v1 ergibt und die im Übergabezeitpunkt bei T45 gleich der Geschwindigkeit des Rades 20 ist.
Hier übernimmt
der zweite Regler 25 die Ansteuerung der Geschwindigkeit des
zweiten Motors 20a für
das nachlaufende Rad, das jetzt den aktiven Antrieb erhält. Es wird
gemäß der Funktion
gesteuert, die achs-gespiegelt die Funktion v1 ist,
hier als Funktion v2 mit einer gleichen
Geschwindigkeitsüberhöhung von
zwischen 50% und 75%. Für
den zweiten Abschnitt T45 bis T90 übernimmt
der zweite Motor 20a die Geschwindigkeitsführung des
Fahrzeugs.The setpoint generator 40 As a second setpoint signal v 2, the setpoint signal is output, which in 7 is designated by v 2 . This setpoint signal takes over as a leading setpoint signal from T 45 and the second drive device 62 the drive of the trailing wheel 20 that is now the bow section 50 or B is moved and enters it. The first bike 10 is already back on the straight line G2 and has a speed that results from the setpoint course v 1 and the transfer time at T 45 equal to the speed of the wheel 20 is. This is where the second controller takes over 25 the control of the speed of the second motor 20a for the trailing wheel, which now receives the active drive. It is controlled according to the function that is axis-mirrored the function v 1 , here as function v 2 with an equal speed increase of between 50% and 75%. For the second section T 45 to T 90 takes over the second motor 20a the speed control of the vehicle.
Je
nach Organisation der Regelung kann auch mit zwei Antrieben gleichzeitig
betrieben werden; es können
also alle beiden Antriebe in 5 über beide
Regler 15 und 25 betrieben werden. Der gestrichelt
eingezeichnete zweite Regler ist aber ebenso optional. Es kann nur
mit der Bahnführung
des ersten Reglers gearbeitet werden, also mit der Geschwindigkeit
v1 während
des gesamten Kurvenverlaufs zwischen T0 und
T90.Depending on the organization of the regulation, it is also possible to operate with two drives at the same time; So it can be all two drives in 5 over both controllers 15 and 25 operate. The dashed second control is also optional. It can only be worked with the web guide of the first controller, ie at the speed v 1 during the entire curve between T 0 and T 90 .
Werden
beide Regler 15 und 25 abwechselnd eingesetzt,
Regler 15 für
den Verlauf zwischen T0 und T45,
und danach Regler 25, empfehlen sich Proportionalregler
für die
Geschwindigkeitsregler 15 und 25, um ein Gegeneinanderarbeiten
von Integralanteilen zu vermeiden, wenn zwei über die Bahn gekoppelte Räder über zwei
Sollwerte für
zwei Regler vorgesteuert werden.Be both controllers 15 and 25 alternately used, regulator 15 for the course between T 0 and T 45 , and then regulator 25 , Proportional controllers for the speed controllers are recommended 15 and 25 in order to avoid a mutual working of integral components when two wheels coupled via the track are precontrolled via two setpoints for two controllers.
Eine
weitere Variante ist denkbar, bei der das hintere Rad nur mit dem
Regler 25 angetrieben wird. Diese Möglichkeit ist denkbar, ist
aber nicht so günstig,
weil der Antrieb des vorderen Rades beim Einlaufen des schweren
Fahrzeugs günstiger
anzutreiben ist, als ein von rückwärts schiebender
Antrieb, der mechanisch und von den Kraftrichtungen her ungünstiger
ist.Another variant is conceivable in which the rear wheel only with the regulator 25 is driven. This possibility is conceivable, but is not so cheap, because the drive of the front wheel when driving the heavy vehicle is cheaper to drive, as a pushing backward drive, which is less favorable mechanically and from the directions of force ago.
Gleichwohl
können
sowohl zwei Antriebe Einsatz finden, wie an 5 erläutert, als
auch ein vorderer Antrieb 10a, der während der ganzen Kurvenfahrt
aktiv ist.Nevertheless, both drives can be used, as on 5 explained as well as a front drive 10a which is active throughout the cornering.
Das Überblenden
von zwei vorhandenen Reglern, die jeweils abschnittsweise im Eingriff
sind, geschieht durch einen Einfluss des Steuerliedes 36.
Das Steuerglied 36 erlaubt es den Drehmomenten-Regelkreis
des Reglers 15a beim ersten Drehzahlregler 15 in
seinem maximalen Drehzahlwert zu begrenzen, oder ganz auszuschalten.
Gleiches ist für
den Drehmomentregler 25a unter dem Regler 25 des
zweiten Antriebsstranges möglich,
mit einem Steuersignal k2, die beide in 6a dargestellt
sind. Sie werden aus dem Signal K abgeleitet. k1 ist "Eins", wenn die erste
Hälfte
der Bahn durchfahren wird. k2 ist "Eins",
wenn die zweite Hälfte der
Kurve durchfahren wird. So wird der eine oder der andere Drehmomentregler
jeweils freigeschaltet zur Vorgabe von Drehmomenten über den
Umrichter 16 bzw. 26.The crossfading of two existing controllers, which are each engaged in sections, is done by an influence of the control song 36 , The control element 36 It allows the torque control loop of the controller 15a at the first speed controller 15 limit in its maximum speed value, or turn off completely. The same is true for the torque controller 25a under the regulator 25 of the second drive train possible, with a control signal k2, both in 6a are shown. They are derived from the signal K. k1 is "one" when the first half of the lane is traversed. k2 is "one" when the second half of the curve is traversed. Thus, one or the other torque controller is enabled in each case for specifying torques on the inverter 16 respectively. 26 ,
Das
Signal k1 und k2 kann auch an seinen vertikalen Flanken rampenartig
ausgebildet werden, so dass eine Übersteuerung vom einen zum
anderen Regler sanft geschieht, so dass jeglicher Einfluss von Ruck und
Unruhe vermieden werden kann.The
Signal k1 and k2 can also be ramped on its vertical flanks
be formed, so that an override from one to
other controller gently happens, so that any influence of jerk and
Unrest can be avoided.
Außerhalb
der Bahnfahrt um den Kurvenbogen sind die Drehzahlregler entweder
einem Lageregler untergeordnet, so dass eine Lageregelung nach Position
geschieht, abhängig
von der Position X, Y, je nachdem in welcher Geraden G1 oder G2
sich das Fahrzeug befindet, oder die Drehzahlregler sind gänzlich abgeschaltet,
zugunsten einer anderweitigen Steuerung durch einen Master, der
die Bahnführung
in den geraden Abschnitten übernimmt.
Befinden sich also beide Räder
auf einem jeweils geraden Bahnabschnitt, so werden sie wirkungsmäßig mit
gleicher Drehgeschwindigkeit betrieben, was aber nicht durch Drehzahlregler
erfolgt, sondern durch überlagerte
anderweitige Regler. Die gleiche Geschwindigkeit ergibt sich zwangsläufig durch die
Schiene, die als Spur oder Bahn den Weg des Fahrzeuges bestimmt.Outside
the train ride around the curve are the speed controller either
subordinate to a position controller, so that a position control by position
happens, depending
from the position X, Y, as the case may be, in which line G1 or G2
the vehicle is in or the speed controllers are completely off,
in favor of another control by a master, the
the web guide
in the straight sections takes over.
So are both wheels
on a respective straight track section, so they are effective with
operated the same rotational speed, but not by speed controller
takes place but superimposed by
other controllers. The same speed inevitably results from the
Rail, which determines the path of the vehicle as lane or train.
Eine
solche Positionsführung
erfolgt durch die Steuerung 35 nach 6, die als
Profilgenerator dient. Sie kann Momentensollwerte M1 und M2 für die Momentenregler
vorgeben und kann ihre Eingangswerte von der erfassten Position
X1 oder Y1 des Fahrzeugs ableiten. Dafür können Geber verwendet werden,
die eine Laser-Distanzmessung,
einen Absolutwertgeber oder ein Barcode-System verwenden. Dies sind
Beispiele. Nach der Erfassung über
den Istwertgeber 13 wird eine Signalaufbereitung im Funktionsblock 30 vorgenommen
und anschließend
von einem Sollwert subtrahiert und dem Profilgenerator 35 vorgegeben,
der die Momentenprofile für
die Antriebe 10, 20 auf den Geraden einstellt.
Hier ist das Kurvensignal Einfluss nehmend so, dass bei Vorhandensein
einer Kurvenfahrt dieser Profilgenerator nicht aktiv eingreift,
sondern nur während der
geraden Bahnfahrt, also wenn das Signal K "Null" ist.Such position guidance is performed by the controller 35 to 6 , which serves as profile generator. It can specify torque setpoints M1 and M2 for the torque controllers and can derive their input values from the detected position X1 or Y1 of the vehicle. It is possible to use encoders that use a laser distance measurement, an absolute encoder or a barcode system. These are examples. After acquisition via the actual value encoder 13 is a signal conditioning in the function block 30 and then subtracted from a setpoint and the profile generator 35 specified, the torque profiles for the drives 10 . 20 on the straights. Here, the curve signal is influencing so that in the presence of cornering this profile generator does not actively intervene, but only during the straight train journey, so when the signal K is "zero".
In
einem ebenfalls als virtuellen Master ausgeführten Beispiel, bei dem nur
ein Regler vorhanden ist, angelehnt an diejenige Lösung der 6 für den geraden
Abschnitt, würde
die 5 modifiziert sein. Der für die Drehzahlregelung zuständige Regler 15 würde dann
für beide
Antriebe verwendet werden, von denen nur jeweils einer während einer
Hälfte
aktiv ist. Nur dieser braucht einen Regler. Würde der Regler 15 mit
dem Umrichter 16 auf den zweiten Antrieb 20a umgelegt,
so würden
die Sollwerte ausgetauscht und auch die Istwerte ausgetauscht werden.
Der Sollwert gehört
jeweils zu demjenigen Motor, von dem auch die Istwerte abgenommen
werden. Das Steuersignal v2 würde dann
auf den Regler 15 geschaltet werden und zuvor von dem Istwert v20 subtrahiert werden, so dass der zugehörige Drehzahlregler
und Momentenregler den Antrieb 20a speisen würden. Dieses
geschieht für
die zweite Hälfte
zwischen T45 und T90 der
Kurvenfahrt.In an example also executed as a virtual master example in which only one controller is present, based on that solution of 6 for the straight section, the 5 be modified. The controller responsible for the speed control 15 would then be used for both drives, of which only one is active during one half. Only this one needs a controller. Would the controller 15 with the inverter 16 on the second drive 20a transferred, the setpoints would be exchanged and also the actual values would be exchanged. The setpoint belongs in each case to the motor from which the actual values are also taken. The control signal v 2 would then go to the controller 15 be switched and previously subtracted from the actual value v 20 , so that the associated speed controller and torque controller the drive 20a dine. This happens for the second half between T 45 and T 90 cornering.
Nicht
explizit erläutert,
aber doch sinngemäß mit erklärt wurde
das Herabsteuern des Drehmoments an 5, jeweils
bezogen auf den nicht mit aktiver Drehzahl angetriebenen Antrieb.
Beim Einlauf in die Kurvenbahn, also zumindest während eines Abschnitts der
Kurvenfahrt und bevorzugt bis zur Mitte der Kurvenfahrt ist der
erste Antrieb 10a aktiv drehzahlgeregelt. Der zweite Antrieb
wird von dem ggf. vorhandenen zweiten Regler 25 und seinem
untergeordneten Drehmomentregler 25a in den Freilauf gesteuert,
beteiligt sich also praktisch nicht an der Geschwindigkeitsvorgabe.
Diese Freilaufsteuerung ist nicht erforderlich, wenn alle beiden
Antriebe gleichzeitig mit Drehzahlsteuerung befasst sind und aktiv
an der Bewältigung
der Kurvenstrecke beteiligt werden. Wird nur jeweils ein Antrieb
angesteuert von einem Regler, der auf den anderen Antrieb umgeschaltet
wird, braucht der andere Antrieb gar nicht angesteuert zu sein und
ist damit rein passiv.Not explicitly explained, but with analogous explained with the down control of the torque 5 , in each case based on the not driven with active speed drive. When entering the curved path, so at least during a portion of the cornering and preferably to the middle of cornering is the first drive 10a actively speed-controlled. The second drive is from the possibly existing second controller 25 and its subordinate torque controller 25a controlled in the freewheel, thus participates virtually not at the speed limit. This freewheeling control is not required if both drives are simultaneously engaged in speed control and are actively involved in managing the curved path. If only one drive at a time is controlled by a controller which is switched over to the other drive, the other drive does not need to be activated at all and is thus purely passive.
Die
Anwendung der Schaltung wirkt so auf den Kurvenbetrieb, dass in
beiden Hälften
der Kurvenfahrt die Regeleinrichtung ein bestimmtes Verhalten erzwingt.
Das Verhalten ist aber nicht gegen die Natur und gegenüber dem
natürlichen
Drehzahlverlauf bei der Kurvenfahrt gerichtet, sondern greift sie
auf, durch ihre Sollwertvorgabe. In beiden Hälften der Kurvenfahrt ist die
Regeleinrichtung also so ausgebildet, dass ein Verlauf des Verhältnisses
der Drehgeschwindigkeiten (oder des Verhältnisses der Achs- oder Umfangsgeschwindigkeiten
der beiden Räder)
betragsmäßig im Wesentlichen
gleich ist. Dieses vergleicht ein Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten.
Das Verhältnis
der Geschwindigkeiten v1 und v2 nach 7 ist
während
der gesamten Kurvendurchfahrt aus 9 ersichtlich.
Dort zeigen sich zwei dreieckförmige
Verläufe,
die jeweils eingebaucht mit ihren Katheten ausgebildet sind und
bis zum Verhältnis
3,25 reichen, aber im Wesentlichen gleiche Form haben. Eine Steuerung
der Gestalt, dass das Verhältnis
der beiden Drehgeschwindigkeiten während der ersten Kurvenfahrt
und während
der zweiten Kurvenfahrt betragsmäßig im wesentlichen
gleich verläuft,
umschreibt auch einen natürlichen
Verlauf der Drehzahlwerte des um den Bogenabschnitt B fahrenden
Fahrzeugs. In gleicher Weise kann das übertragen werden auf die Drehgeschwindigkeiten
des vorderen Rades und die Drehgeschwindigkeit des hinteren Rades.The application of the circuit acts on the cornering operation so that in both halves of cornering, the control device enforces a certain behavior. The behavior is not directed against nature and the natural speed curve when cornering, but attacks them, by their setpoint specification. In both halves of the cornering, the control device is thus designed so that a profile of the ratio of the rotational speeds (or the ratio of the axial or peripheral speeds of the two wheels) in terms of magnitude is substantially equal. This compares a ratio of the rotational speeds. The ratio of velocities v 1 and v 2 after 7 is off during the entire curve passage 9 seen. There are two triangular progressions, which are each cammed with their catheters and up to the ratio of 3.25 rich, but have substantially the same shape. Control of the shape that the ratio of the two rotational speeds during the first cornering and during the second cornering is substantially equal in magnitude also circumscribes a natural history of the rotational speed values of the vehicle traveling around the arcuate section B. In the same way, this can be transmitted to the rotational speeds of the front wheel and the rotational speed of the rear wheel.
Die
Drehgeschwindigkeit des vorderen Rades entspricht im Verlauf während der
ersten Hälfte
im Wesentlichen derjenigen Drehgeschwindigkeit im Verlauf, die das
zweite Rad bei der zweiten Hälfte
der Bogenfahrt aufweist. In einer genauen Betrachtung ist der zweite
der Sollwert-Verläufe
der gespiegelte Verlauf des ersten Verlaufs, wobei die Spiegelachse
eine Vertikale ist, welche nach Art einer Y-Achse durch den Schnittpunkt
bei T45 verläuft, wie für die Sollwerte in 7 gezeigt.
Die Betrachtung erfolgt hier symmetrisch zur Mitte der Kurvenfahrt,
wobei die beiden nach links und rechts steigenden Äste von
v1 bzw. v2 oder
von dem Quotienten v10/v20 und
v20/v10 links und
rechts der vertikalen Spiegelachse durch T45 in 9,
dort wo die Geschwindigkeiten im wesentlichen gleich sind und die
beiden Funktionen sich schneiden auch anschaulich an einen Positionsplan
nach Art der 3a bis 3c erklärbar sind.
Die Mitte der Kurvenfahrt ist diejenige, bei der die Mittelebene
längs des
Fahrzeugs, anschaulich C bezeichnet, ihre beiden Radachsen jeweils
außerhalb
des Bogenabschnitts B besitzt. Das hintere Rad 20 bewegt
sich geradlinig auf den Bogenabschnitt zu, das vordere Rad 10 bewegt
sich geradlinig von dem Bogenabschnitt weg. Eine rückwärts gerichtete
anschauliche Betrachtung würde
das vordere Rad 10 geradlinig zurück zum Ende K2 des Bogenabschnitt
B bewegen und das hintere Rad 20 geradlinig vom Einlauf
K1 des Bogenabschnitts B weiter weg bewegen. Diese Bewegung kann man
anschaulich pendelmäßig ausführen, ohne
dass eines der zwei Räder
den Bogenabschnitt berührt,
so dass man sich dabei auf den beiden Funktionsästen von v10 und
v20 links und rechts des T45-Punktes
hin und her bewegt, was deren Achssymmetrie zur vertikalen Achse
durch den T45-Punkt bekräftigt.The rotational speed of the front wheel in the course during the first half substantially corresponds to that rotational speed in the course that the second wheel in the second half of the arc ride. In a close look, the second of the setpoint curves is the mirrored history of the first trace, where the mirror axis is a vertical that passes through the intersection at T 45 in the manner of a Y-axis, as for the setpoints in FIG 7 shown. The consideration here is symmetrical to the middle of the cornering, wherein the two rising branches to the left and right of v 1 and v 2 or of the quotients v 10 / v 20 and v 20 / v 10 left and right of the vertical mirror axis through T 45th in 9 where the velocities are essentially the same and the two functions also intersect vividly with a position plan in the manner of 3a to 3c are explainable. The center of cornering is that in which the median plane along the vehicle, illustratively C, has its two wheel axles each outside the arch portion B. The rear wheel 20 moves straight to the bow section, the front wheel 10 moves straight away from the bow section. A backward visual inspection would be the front wheel 10 move straight back to the end K2 of the bow section B and the rear wheel 20 move straight from the inlet K1 of the arch section B farther away. This movement can be graphically perform pendulum, without one of the two wheels touches the arc section, so that it moves on the two function branches of v 10 and v 20 left and right of the T 45 point back and forth, what their axis symmetry to vertical axis by the T 45 point affirmed.
Das
jeweils weiter außen
liegende Stück
des positiven Astes der Verläufe,
links und rechts des die Überhöhung festlegenden
Maximums ist stärker
ausgebaucht, aber wieder spiegelsymmetrisch zur Vertikalen durch
T45. Gleiches gilt für die Quotienten der Istwerte
von 9.The further outward piece of the positive branch of the progressions, to the left and right of the maximum determining the superelevation, is more bulged, but again mirror-symmetrical to the vertical by T 45 . The same applies to the quotients of the actual values of 9 ,
In
einer Näherungsbetrachtung
sind die Funktionen im Wesentlichen dreieckförmig mit leicht eingebauchten
Katheten, sowohl als Geschwindigkeitsverläufe, wie auch die Quotienten.
In einer ersten Näherung kann
man sagen, dass der Geschwindigkeitsverlauf v10 in
der ersten Hälfte
dem Geschwindigkeitsverlauf v20 in der zweiten
Hälfte
im wesentlichen entspricht. Das sind die positiven Äste in der
Darstellung von 7 und 9 (oberhalb
der Horizontalen bei etwa 95 in 7 und oberhalb
von 100 mm/sec von 9). Es gilt aber auch für die "negativen" Äste.In an approximation, the functions are essentially triangular with slightly bulged catheters, both as velocity gradients and the quotients. In a first approximation, it can be said that the velocity profile v 10 in the first half essentially corresponds to the velocity profile v 20 in the second half. These are the positive branches in the presentation of 7 and 9 (above the horizontal at about 95 in 7 and above 100 mm / sec of 9 ). But it also applies to the "negative" branches.
Eine
andere Umschreibung der natürlichen
Drehzahlsteuerung ist diejenige, dass das jeweils zuerst in den
Bogen einfahrende Rad mit einem Sollwert für seine Geschwindigkeit heraufgesetzt
wird, also aktiv angetrieben wird. Das Rad hat keine konstante Geschwindigkeit,
sondern eine steigende Geschwindigkeit, was der steigende Ast v1 der 7 verdeutlicht
(Sollwert gleich Istwert angenommen). Der Antrieb des bei Beginn der
Kurvenfahrt nicht auf dem Bogen befindlichen zweiten Rades, also
in 7 das Rad 20 wird in seinem Sollwert
herabgesetzt, wenn der zweite Regler 25 der 5 gleichzeitig
im Eingriff ist. Dieses Rad kann aber auch durch den Regler 25 und
das heruntergesetzte Drehmoment des Reglers 25a in seinem
Einfluss auf die Kurvenfahrt herabgesetzt und momentenlos geschaltet
werden, so dass es in seiner Geschwindigkeit herabgesetzt wird.
Diese Herabsetzung der Geschwindigkeit geschieht durch die mechanische
Spur- oder Bahnkopplung. Die Antriebseinrichtung 62 aus
Regler, Umrichter und Motor kann also entweder aktiv die Geschwindigkeit
mit herabsetzen oder kann sie passiv herabsetzen lassen, indem sie
ihrem natürlichen
Verlauf überlassen
bleibt und der zugehörige
Antrieb in den Freilauf gesteuert wird. In beiden Fällen wird
die Geschwindigkeit des zweiten Rades "von der Antriebseinrichtung herabgesetzt". Die Herabsetzung
geschieht immer durch die mechanische Kopplung der Schiene, zum
Ausdruck des natürlichen
Verlaufs, wird aber durch den Freilauf des Motors nicht behindert
oder wird durch die richtige Ansteuerung über einen Sollwert v2 richtig, also passend zur Kurvendurchfahrt
dieses Rades gesteuert.Another way of describing the natural speed control is that the wheel entering the arc first is raised with a setpoint for its speed, that is, it is actively driven. The wheel has no constant speed, but a rising speed, which is the rising branch v 1 of the 7 clarified (setpoint equal to actual value assumed). The drive of at the beginning of cornering not on the bow located second wheel, ie in 7 the wheel 20 is lowered in its setpoint when the second controller 25 of the 5 at the same time is engaged. This wheel can also be controlled by the controller 25 and the lowered torque of the controller 25a be lowered in its influence on cornering and switched torques, so that it is lowered in its speed. This speed reduction is achieved by mechanical track or track coupling. The drive device 62 From controller, inverter and motor can either actively reduce the speed or can passively reduce it by leaving it to their natural course and the associated drive is controlled in the freewheel. In both cases, the speed of the second wheel is "reduced by the drive means". The reduction is always done by the mechanical coupling of the rail, to express the natural course, but is not hindered by the freewheel of the engine or is controlled by the correct control of a setpoint v 2 properly, so suitable for the curve passage of this wheel.
Eine
weitere alternative Umschreibung der Steuerung über den natürlichen Drehzahlverlauf ist
diejenige, dass sich fortlaufend ein anderes Sollwertsignal bildet.
Dieses sich fortlaufend ändernde
Sollwertsignal bildet v1 in 7 ab.
Dies gilt gleichermaßen
für die
zweite Hälfte
des Kurvendurchlaufs hinsichtlich des Abschnitts v2 (oberhalb
der Schnittpunkte mit v1). Dieser sich ständig ändernde
Wert wird nicht in gleicher Weise und auch nicht in gleich bleibender
Höhe der
Antriebseinrichtung des anderen Rads vorgegeben. Das gilt sowohl
für die
erste Hälfte
hinsichtlich des Sollwertverlaufs v1, wie
auch für
die zweite Hälfte
hinsichtlich des Sollwertverlaufs v2.Another alternative description of the control over the natural speed curve is that continuously forms another setpoint signal. This continuously changing setpoint signal forms v 1 in 7 from. This is equally true for the second half of the curve sweep with respect to section v 2 (above the intersections with v 1 ). This constantly changing value is not predetermined in the same way and also not in a constant amount of the drive device of the other wheel. This applies both to the first half with respect to the setpoint course v 1 , as well as the second half with respect to the setpoint course v 2 .
Die
zwei Sollwertverläufe,
welche nach 5 erzeugt werden, werden bei
zwei vorhandenen Antrieben beispielsweise diesen beiden Antrieben
vorgegeben. Ist nur ein Antrieb jeweils aktiv an der Drehzahlregelung
beteiligt, kann von den zwei Verläufen jeweils ein Abschnitt
für einen
der Antriebe verwendet werden. Für eine
jeweilige Hälfte
der Kurvenfahrt wird jeweils der betragsmäßig größere Verlauf dem zugehörigen Antrieb vorgegeben.
Die zwei Verläufe
werden also für
die zwei Abschnitte der Kurvenfahrt des Fahrzeugs vorgegeben; v1 wird vorgegeben für die erste Hälfte und
v2 wird vorgegeben für die zweite Hälfte.The two setpoint curves, which after 5 are generated, for example, given these two drives in two existing drives. If only one drive is actively involved in the speed control, one section of one of the drives can be used for each of the two courses. For a respective half of the cornering each of the magnitude larger course is given to the associated drive. The two courses are thus given for the two sections of the cornering of the vehicle; v 1 is given for the first half and v 2 is given for the second half.
Im
Signalflussplan zeigt das die 11, die
den jeweils anderen Antrieb im Freilauf betreibt. Zwei Verläufe geben
zwei Abschnitte der Kurvenfahrt des Fahrzeugs vor; v1 den
ersten Abschnitt und v2 den zweiten Abschnitt.
Weder während
des ersten Abschnitts, noch während
des zweiten Abschnitts ist der Sollwert konstant, welcher vorgegeben
wird.In the signal flow chart this shows the 11 , which operates the other drive in the freewheel. Two Ver Runs provide two sections of the vehicle's cornering; v 1 the first section and v 2 the second section. Neither during the first section nor during the second section is the set point constant, which is given.
Ersichtlich
ist auch, dass das jeweils in den Bogenabschnitt einfahrende Rad 10 am
Anfang des Bogens und das zweite, weiter hinten liegende Rad 20 am
Anfang des Bogens im Sollwertverlauf vorgegeben wird; einmal von
dem Verlauf v1 und einmal von dem Verlauf
v2. Die Sollwertvorgabe impliziert, dass
auch der zugehörige
Antrieb angesprochen und seine über
den Umrichter verfügbare
Energie auf den Motor aufgesteuert wird. Eine Einflussnahme ist
also durchaus möglich,
nur keine solche, welche dem natürlichen
Verlauf der Drehzahlen während
der Kurvenfahrt zuwider läuft.
Dieser natürliche
Verlauf als mechanisch-natürlicher
Verlauf eines jeden Rades während
der gesamten Kurvendurchfahrt wird vielmehr durch die eine oder
andere oder beide Antriebseinrichtungen 61, 62 unterstützt.It can also be seen that the wheel entering the arc section in each case 10 at the beginning of the arch and the second, further back wheel 20 is specified at the beginning of the arc in the setpoint course; once from the course v 1 and once from the course v 2 . The setpoint specification implies that the associated drive is also addressed and its energy available via the inverter is switched to the motor. An influence is therefore quite possible, only no such, which runs counter to the natural course of the speeds during cornering. This natural course as a mechanical-natural course of each wheel during the entire curve passage is rather by one or the other or both drive means 61 . 62 supported.
10 veranschaulicht
einen Auszug aus 11 und eine genauere Darstellung
des Sollwertgenerators 40. Hier sind zwei getrennte interne
Generatoren für
beide Sollwerte von Geschwindigkeiten v1 und
v2 vorgesehen. Der jeweils größere Istwert
ist im Zähler
platziert. Im oberen Halbbild ist der Einlauf des hinteren Rades
v20 drehzahlgeregelt und dann drehzahlgeregelt
für die
gesamte zweite Hälfte
der Kurvendurchfahrt. Er steht im Zähler, so dass der Quotient
1/q als Verhältnis
der Istwerte der Geschwindigkeiten größer Eins ist. In der ersten
Hälfte
der Kurvendurchfahrt ist das Rad 10 einlaufend in den Bogenabschnitt
B und wird für
die gesamte erste Hälfte,
also zumindest den einlaufenden Abschnitt am Zähler des Quotienten beteiligt
und bildet damit den Quotienten q. 10 illustrates an excerpt from 11 and a more detailed representation of the setpoint generator 40 , Here, two separate internal generators are provided for both setpoints of velocities v 1 and v 2 . The larger actual value is placed in the meter. In the upper field, the inlet of the rear wheel v 20 is speed-controlled and then speed-controlled for the entire second half of the curve passage. It is in the counter, so that the quotient 1 / q is greater than one as the ratio of the actual values of the speeds. In the first half of the curve passage is the wheel 10 entering the arc section B and is involved for the entire first half, so at least the incoming section at the numerator of the quotient and thus forms the quotient q.
Jeweils
gefolgt ist das Signal 1/q oder q von einer funktionellen Wurzelbildung,
die im Idealfall eine mathematische Wurzelfunktion darstellt, bei
einem Exponenten 0,5. Hier ist der Exponent zwischen 0,3 und 0,7 variabel.
Der Ausgangswert wird multipliziert mit einer beispielsweise vorgegebenen
Geschwindigkeit des Fahrzeugs mal einem Faktor k, der die Geschwindigkeit
für die
Kurvenfahrt herabsetzen kann auf zwischen 10% und 90% der Geschwindigkeit
v0 auf der geraden Bahn.In each case, the signal 1 / q or q is followed by a functional rooting, which in the ideal case represents a mathematical root function, with an exponent of 0.5. Here the exponent is variable between 0.3 and 0.7. The output value is multiplied by, for example, a predetermined speed of the vehicle by a factor k which can reduce the speed for cornering to between 10% and 90% of the speed v 0 on the straight lane.
Es
ergibt sich aus diesem doppelt arbeitenden Funktionsgenerator für den Sollwert
ein solcher v1 für das vordere Rad und ein solcher
v2 für
das hintere Rad.It follows from this dual-function function generator for the setpoint such v 1 for the front wheel and such v 2 for the rear wheel.
An
dieser Stelle mag angemerkt sein, dass ein "vorderes Rad" und ein "hinteres Rad" Betrachtungssache ist. Wenn das Fahrzeug
in anderer Richtung fährt,
ist das Rad 20 das vordere Rad und das Rad 10 das hintere
Rad. Auch für
diese Bewegungsrichtung ist alles vorher beschriebene ebenso anwendbar,
nur mit der entsprechenden Anpassung der Bezugszeichen. Die Regelstruktur
und Regelcharakteristik ist insoweit symmetrisch und braucht nicht
zwischen vorne und hinten zu unterscheiden. Ein Rad als vorderes
oder hinteres Rad für
die Beschreibung und nur für
die Zwecke der klaren Erläuterung
zu definieren, ist eine Annahme, die nach Festlegen der Erklärung in
der einen Richtung der Bewegung auch zu verallgemeinern ist.It may be noted at this point that a "front wheel" and a "rear wheel" is a matter of consideration. When the vehicle is driving in a different direction, the wheel is 20 the front wheel and the wheel 10 the rear wheel. Also for this direction of movement, everything described above is equally applicable, only with the corresponding adaptation of the reference numerals. The control structure and control characteristic is so far symmetrical and need not distinguish between front and rear. To define a wheel as a front or rear wheel for the description, and only for the purpose of clear explanation, is an assumption which, after establishing the explanation in the one direction of motion, is also to be generalized.
12 veranschaulicht
eine Umsteuerung der Drehmomente. Es wird hier von einem "Virtual Master" 90 ausgegangen,
der nur einen Drehzahlregler aufweist und für die geraden Strecken auch
die Bahnsteuerung vornehmen kann. Ein solcher "virtual Master" 90 kann in einer vorgefertigten
Regeleinheit programmiert werden, die beliebige Regelstrukturen
ausbilden lässt
und in entsprechender Programmierung für einen Anwendungsfall auch
vorgeben lässt.
Ein solcher "virtual
Master" erlaubt
das Ausführen
der Drehzahlregelung und ggf. einer übergeordneten Lageregelung.
Für letztere
benötigt
er nur ein Gebersignal und ist für
die geraden Strecken (beide Räder
auf derselben Geraden) vorgesehen. 12 illustrates a reversal of the torques. It is here by a "Virtual Master" 90 assumed that has only one speed controller and can make the line control for the straight sections. Such a "virtual master" 90 can be programmed in a ready-made control unit that can form any control structures and can also specify in appropriate programming for an application. Such a "virtual master" allows the execution of the speed control and possibly a higher-level position control. For the latter, it requires only one encoder signal and is intended for the straight sections (both wheels on the same straight line).
Für eine Kurvensteuerung
wird er intern umgesteuert und besteht aus einem Drehzahlregler,
der dann Drehmomente ausgibt, die an Drehmomentregler abgegeben
werden. Nachdem die Drehmomentregelung für die Fahrsteuerung auf den
geraden Strecken auch Einsatz findet, kann die übergeordnete Steuerung 90 alle Regler
beinhalten und nur Momentenwerte als Sollwerte ausgeben. Die zuvor
eingehend erläuterte
Steuerung der Drehzahlregler findet hier in einem Block 90 statt,
dem alle Sollwerte für
die Bewegung, insbesondere auch die Lage des Fahrzeugs zugeführt werden,
die aber nur für
die geraden Bahnfahrten Verwendung findet. Es werden hier auch alle
Istwerte für
die Lage zugeführt.
Für die
Kurvenfahrt erhält
sie die Istwerte der Raddrehung v10 und
v20, ermittelt sich daraus das Profil der
Sollwertsteuerung und gibt Drehmomente als Sollwerte an die Antriebe
aus, welche als Drehmoment-Slaves 15a, 25a betrieben
werden.For a curve control, it is internally reversed and consists of a speed controller, which then outputs torques, which are delivered to torque controller. After the torque control for the driving control on the straight lines is also used, the higher-level control can 90 contain all controllers and only output torque values as setpoints. The previously explained in detail control of the speed controller is here in a block 90 instead, to which all set values for the movement, in particular also the position of the vehicle are supplied, but which is only used for the straight train journeys. All actual values for the position are also fed here. For cornering, it receives the actual values of the wheel rotation v 10 and v 20 , determines therefrom the profile of the setpoint control and outputs torques as setpoints to the drives, which as torque slaves 15a . 25a operate.
Damit
ein Umsteuern zwischen den Drehmomenten möglich ist, kann der Einfluss
der Drehmomente abhängig
von der Kurvenfahrt verändert
werden.In order to
a reversal between the torques is possible, the influence can
the torques dependent
changed from cornering
become.
Der
die Kurvenfahrt identifizierende Signalverlauf K (oder k1, k2) steuert über die
beiden Faktoren c10 und c20 die
Einflüsse
der Drehmomente der beiden Drehmomentregler 15a und 25a für die beiden
Antriebe 10a und 20a. Es soll nur jeweils der
schnellere Antrieb aktiv sein, also aktiv mit einer Drehzahlregelung
an der Fahrt des Fahrzeugs 1 beteiligt werden. Das Drehmoment
wird für
diesen Antrieb frei gesteuert über
die Vorgabe des Signals c10 für beispielsweise
den schneller werdenden Antrieb 10a. Das zugehörige Rad 10 beschleunigt und
das Signal c20 wird auf einen sehr kleinen
Wert im Bereich von Null herabgesteuert. Damit läuft der Motor 20a im
Freilauf, kann kein Drehmoment erzeugen, dagegen ist es dem Motor 10a erlaubt,
das volle Drehmoment zu erzeugen.The curve progression K (or k1, k2) identifying the two factors c 10 and c 20 controls the influences of the torques of the two torque controllers 15a and 25a for the two drives 10a and 20a , Only the faster drive should be active, ie active with a speed control on the drive of the vehicle 1 be involved. The torque is freely controlled for this drive on the specification of the signal c 10, for example, the faster becoming drive 10a , The associated bike 10 accelerated and the signal c 20 is controlled down to a very small value in the range of zero. This runs the engine 20a in the freewheel, can not generate torque, but it is the engine 10a allows to generate the full torque.
Möchte man
eine Symmetrie, kann der Faktor c10 auch
verdoppelt werden (von 100% auf 200%), so dass ein erlaubtes Drehmoment
doppelt so hoch und damit das Drehmoment des hinteren Antriebs auf
den vorderen Antrieb verlagert wird. Meist tritt dieser hohe Anteil
eines Drehmoments aber nicht auf.If you want a symmetry, the factor c 10 can also be doubled (from 100% to 200%), so that a permitted torque is twice as high and thus the torque of the rear drive is shifted to the front drive. Most of this high proportion of torque but does not occur.
Nach
Erreichen der Mitte der Kurvenfahrt bei T45 ändert sich
die Zuordnung der Werte c10 und c20, die durch den Steuerblock 41 erzeugt
werden; c20 wird auf 200% gesteuert und
c10 wird gegen Null gesteuert. Der Einfluss
des Motors 10a ist auf Freilauf beschränkt, während das gerade in den Bogenabschnitt 50 einlaufende Rad 20 von
dem Motor 20a mit einer Drehzahlregelung versorgt wird.After reaching the middle of the cornering at T 45 , the assignment of the values c 10 and c 20 changes through the control block 41 be generated; c 20 is controlled to 200% and c 10 is steered to zero. The influence of the engine 10a is limited to freewheel, while the straight in the bow section 50 incoming wheel 20 from the engine 20a is supplied with a speed control.
Das
Umsteuerverhalten nach 12 mit Steuerblock 41 kann
für die
Umsteuerphase auch mit Rampenformen versehen werden, um eine eventuelle
Unruhe im System weiter zu reduzieren. Die Rampen gelten für beide
Verläufe,
den steigenden wie den fallenden Verlauf. Eine solche Rampe kann
in ihrer Steilheit an die Systemgrößen angepasst werden und ist
in den meisten Fällen
zwischen 50 msec und 500 msec richtig adaptiert. Eine genauere Einschränkung einer "kleinen Zeitkonstante" oder so genannter
Rampensteigung liegt zwischen 50 msec und 250 msec.The Umsteuerverhalten after 12 with control block 41 may also be provided with ramp shapes for the Umsteuerphase to further reduce any restlessness in the system. The ramps apply to both gradients, the rising and the falling gradient. Such a ramp can be adapted in its steepness to the system sizes and is in most cases properly adapted between 50 msec and 500 msec. A more precise restriction of a "small time constant" or so-called ramp slope is between 50 msec and 250 msec.
Die
Werte c10 und c20 als
Einflussfaktoren für
das erlaubte oder gewichtete Moment der Drehmomenten-Regelkreise 15a, 25a ändern sich
demnach nicht plötzlich,
sondern nur stetig nach 12a.
Eine noch weitere Verbesserung ist die Verschleifung der Knickstellen
der Änderungen
bei den Werten c10, c20,
die ohne weiteres aus 12a abgelesen
werden können,
wo die Knickstellen deutlich sichtbar sind. 12a zeigt
im Übrigen
einen rampenförmigen
Verlauf der beiden Stellgrößen c10, c20 für die Kurvendurchfahrt
zwischen T0 und T90.The values c 10 and c 20 are influencing factors for the allowed or weighted torque of the torque control circuits 15a . 25a do not change suddenly, but only steadily 12a , A further improvement is the smoothing of the kinks of the changes in the values c 10 , c 20 , which are readily apparent 12a can be read, where the kinks are clearly visible. 12a shows, moreover, a ramp-shaped course of the two manipulated variables c 10 , c 20 for the curve passage between T 0 and T 90 .
Um
eine Überleitung
des Endes der Bogenfahrt zu verbessern und das Umschalten zurück auf das Meßsystem
ohne wesentliches Rucken des Fahrzeugs zu erreichen, kann dazu gegriffen
werden, Lageistwert und Lagesollwert für zumindest einen Regelzyklus
gleichzusetzen und eine unerwünschte
Ausgleichsbewegung so zu verhindern, wie das zuvor allgemein erklärt wurde.
Ein solches künstliches
Eingreifen braucht beim Lösen
vom Meßsystem
am Anfang der Kurvenfahrt nicht zu erfolgen. Hier wird das Meßsystem
für den
Lagewert abgekoppelt, zugunsten der Sollwertführung der Drehzahl. Sollen
eventuelle Ausgleichsbewegungen aber im Ansatz unterdrückt werden,
kann auch hier eine Gleichsetzung erfolgen. Dies für den Anfangswert
und für zumindest
eine Abtastzeit von Istwert der Drehzahl, respektive auch bei dem
aus dem Verhältnis
abgeleiteten Führungssignal.Around
a transition
to improve the end of the bow travel and switching back to the measuring system
Without reaching a significant jerk of the vehicle, can resorted to
, Actual position value and position setpoint for at least one control cycle
equate and an undesirable
Compensating movement to prevent, as previously explained in general.
Such an artificial one
Intervention needs to be solved
from the measuring system
not to be done at the beginning of the cornering. Here is the measuring system
for the
Position value decoupled, in favor of the setpoint control of the speed. Should
possible compensatory movements are suppressed in the beginning,
Here, too, an equation can be made. This for the initial value
and for at least
a sampling time of actual value of the speed, respectively in the case of
out of proportion
derived guide signal.
Das
mit den Beispielen der Erfindung erreichte Kurvenverhalten des Fahrzeugs
ist durch die Steuerung über
die Drehzahlen stark verbessert in den auftretenden Beschleunigungen.
Die auftretenden Beschleunigungen für die Räder 10 und 20 sind
aus 13 ersichtlich. Diese 13 ist
idealisiert und stark vergrößert und
zeigt, dass immer gegenläufige
Beschleunigungen auftreten.The curve behavior of the vehicle achieved with the examples of the invention is greatly improved by the control over the speeds in the occurring accelerations. The occurring accelerations for the wheels 10 and 20 are made 13 seen. These 13 is idealized and greatly enlarged and shows that always opposite accelerations occur.
Eine
Gegenüberstellung
von erreichter Geschwindigkeitsverteilung der beiden Räder mit
der Steuerung nach natürlichem
Geschwindigkeitsverlauf ist in 14 und 15 gezeigt. 14 entspricht
der 9 bei der Darstellung des Geschwindigkeits-Verlaufs während der
Kurvendurchfahrt (nur hier der Istwerte, statt der Sollwerte). Die
Gegenüberstellung
zeigt unmittelbar nebeneinander Geschwindigkeitsverläufe und
Beschleunigungsverläufe. 15 ist
dabei die Annahme, bei der ein Fahrzeug mit einem vorderen, angetriebenen
Rad bei einer konstanten Geschwindigkeit v10 durch
den Kurvenbogen geführt
wird. Es ergibt sich daraus in der zweiten Hälfte der Kurvenfahrt eine kaum
beherrschbare Geschwindigkeitsspitze des nachlaufenden Rades mit
entsprechenden Beschleunigungsspitzen, die ein Fahrzeug der hier
beschriebenen Art und Weise überlasten
und damit überfordern
würden.A comparison of achieved speed distribution of the two wheels with the natural speed control is shown in FIG 14 and 15 shown. 14 equals to 9 during the presentation of the velocity profile during the curve passage (here only the actual values, instead of the setpoints). The juxtaposition shows speed profiles and acceleration profiles directly next to each other. 15 is the assumption, in which a vehicle with a front, driven wheel at a constant speed v 10 is guided through the curved path. This results in the second half of the cornering a barely controllable speed peak of the trailing wheel with corresponding acceleration peaks that would overload a vehicle of the type described here and thus would be too much.
16 zeigt
Messgrößen der
Radgeschwindigkeiten v10, v20 an
einem realen System eines spurgebundenen Handhabungsfahrzeugs. 16 shows measurements of the wheel speeds v 10 , v 20 on a real system of a tracked handling vehicle.
