DE102018211378A1 - Verfahren und System zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad sowie Antriebsachse und Flurförderzeug - Google Patents

Verfahren und System zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad sowie Antriebsachse und Flurförderzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad (11, 11', 7), wobei der Lenkwinkel mittels eines elektrischen Aktuators (12) eingestellt wird, indem der Aktuator (12) eine Stellbewegung ausführt (2) und wobei die Stellbewegung und der Lenkwinkel in einem mathematisch eindeutigen Zusammenhang stehen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus dass die Stellbewegung direkt erfasst wird (3) und aus der Stellbewegung indirekt der Lenkwinkel bestimmt wird (7). Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes System (10), eine Antriebsachse (15) und ein Flurförderzeug (18).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein System zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6, eine entsprechende Antriebsachse sowie ein Flurförderzeug.
  • Im Stand der Technik sind Flurförderzeuge bekannt, welche entweder über mechanische Lenksysteme, hydraulische Lenksysteme oder über elektrische sog. „steer-by-wire“-Lenksysteme verfügen. Bei hydraulischen oder mechanischen Lenksystemen besteht eine direkte Kopplung zwischen einem Lenkrad und dem oder den gelenkten Rädern, wodurch derartige Lenksysteme unabhängig von einer elektrischen Energieversorgung sind und damit vergleichsweise zuverlässig und ausfallsicher sind. Demgegenüber werden die Lenkwinkel der gelenkten Räder bei „steer-by-wire“-Lenksystemen elektromotorisch geregelt. Die Lenkmotoren werden dabei nach Maßgabe der Betätigung eines Lenkwinkelgebers angesteuert, um die lenkbaren Räder einzuschlagen. Dadurch bieten „steer-by-wire“-Lenksysteme gegenüber hydraulischen oder mechanischen Lenksystemen einen vergleichsweise hohen Bedienkomfort, z.B. eine lenkwinkel- und geschwindigkeitsunabhängig aufzubringende Bedienkraft zur Betätigung des Lenkwinkelgebers sowie die Möglichkeit, entsprechende Flurförderzeuge auf einfache Weise beliebig in Längs-, Quer- oder Diagonalfahrt zu betreiben. Insbesondere bei den letztgenannten Flurförderzeugen, welche über ein elektrisches „steer-by-wire“-Lenksystem verfügen, ist dabei stets eine Erfassung des aktuell eingestellten Ist-Lenkwinkels notwendig, um den am Lenkwinkelgeber vorgegebenen Soll-Lenkwinkel mit dem tatsächlich eingestellten Ist-Lenkwinkel zu vergleichen und letzteren ggf. nachregeln zu können.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt die WO 2011/128222 ein Lenkverfahren und ein Lenksystem eines Flurförderzeugs, bei dem mittels eines Lenkrads zumindest ein lenkbares Rad des Flurförderzeugs durch eine hydraulische oder mechanische Verbindung mit dem Lenkgeber manuell gelenkt wird. Die Winkelposition des gelenkten Rads wird mittels eines Lenkwinkelaufnehmers erfasst, wobei der Lenkwinkelaufnehmer direkt am lenkbaren Rad vorgesehen ist und dort den Lenkwinkel erfasst.
  • Die bekannten Verfahren zum Erfassen bzw. zum Bestimmen eines eingestellten lenkwinkels sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, dass sie einen gesonderten Sensor zum Erfassen des Lenkwinkels benötigen, welcher unabhängig von der Lenkaktuatorik am gelenkten Rad angeordnet werden muss. Dadurch muss nicht nur das entsprechende Lenksystem an die jeweils spezifischen Erfordernisse des Flurförderzeugs angepasst werden, sondern regelmäßig auch der Sensor zum Erfassen des Lenkwinkels. Somit sind die bekannten Lenkverfahren bzw. Lenksysteme vergleichsweise wenig flexibel.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad, wobei der Lenkwinkel mittels eines elektrischen Aktuators eingestellt wird, indem der Aktuator eine Stellbewegung ausführt und wobei die Stellbewegung und der Lenkwinkel in einem mathematisch eindeutigen Zusammenhang stehen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Stellbewegung direkt erfasst wird und aus der Stellbewegung indirekt der Lenkwinkel bestimmt wird.
  • Daraus ergibt sich der Vorteil, dass fahrzeugseitig kein gesonderter Lenkwinkelsensor mehr vorgesehen sein muss, um den jeweils aktuellen Lenkwinkel eines oder beider gelenkten Räder zu erfassen und anschließend zu bestimmen. Vielmehr sind erfindungsgemäß einem Lenksystem, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, entsprechend zum direkten Erfassen der Stellbewegung des Aktuators geeignete Erfassungsmittel zugeordnet, wobei aus der direkt erfassten Stellbewegung dann indirekt der Lenkwinkel bestimmt werden kann. Da das Lenksystem üblicherweise als eine Komponente des Flurförderzeugs unabhängig vom restlichen Flurförderzeug hergestellt und verkauft wird, kann ein Lenksystem, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, besonders flexibel und ohne ansonsten übliche Anpassungsarbeiten für eine Vielzahl von Flurförderzeugen verwendet werden. Insbesondere eine in der Regel notwendige Schnittstellenanpassung sowie das Aufspielen einer an einen fahrzeugseitig vorhandenen Lenkwinkelsensor geeigneten Steuer- bzw. Auslesesoftware ist nicht erforderlich. Da ein derartiges Lenksystem, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, durch den Wegfall der ansonsten üblichen Anpassungsarbeiten vergleichsweise kostengünstig angeboten kann, ergibt sich zudem ein wirtschaftlicher Vorteil.
  • Da die Stellbewegung des Aktuators direkt erfasst wird, kann über den mathematisch eindeutigen Zusammenhang aus der Stellbewegung indirekt der Lenkwinkel bestimmt werden. Der mathematisch eindeutige Zusammenhang beschreibt dabei die Auswirkung einer beliebigen Stellbewegung des Aktuators auf den eingestellten Lenkwinkel des gelenkten Rads. Der Zusammenhang ist geprägt durch z.B. eine Getriebeübersetzung oder verschiedene Hebelarmlängen einer Mechanik, welche die Stellbewegung in den Lenkwinkel übersetzt.
  • Bevorzugt wird der Lenkwinkel nicht nur an einem gelenkten Rad, sondern an beiden gelenkten Rädern bzw. an allen gelenkten Rädern erfasst und für alle gelenkten Räder bestimmt. Dazu kann das erfindungsgemäße Verfahren an jedem gelenkten Rad einzeln ausgeführt werden oder aber es wird, z.B. über den sog. Ackermannwinkel, der Lenkwinkel eines weiteren gelenkten Rads derselben Achse bestimmt.
  • Eine Bestimmung des Lenkwinkels eines weiteren gelenkten Rads über mathematische Zusammenhänge, wie z.B. über den Ackermannwinkel, ausgehend vom erfindungsgemäß bestimmten Lenkwinkel, ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Räder einer gemeinsamen Achse zugeordnet sind und ein Einstellen eines ersten Lenkwinkel an einem ersten Rad aufgrund der mechanischen Ausbildung der gemeinsamen Achse zwangsläufig zu einem entsprechenden Einstellen eines zweiten Lenkwinkels an einem zweiten Rad führt. Sofern beiden gelenkten Rädern einer gemeinsamen Achse jeweils ein eigener Aktuator zugeordnet ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren alternativ bevorzugt auch für jedes Rad einzeln ausgeführt werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren in einem rein elektrischen oder in einem elektromechanischen Lenksystem ausgeführt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Stellbewegung eine Drehbewegung einer Motorwelle des elektrischen Aktuators oder eine Drehbewegung eines Motorritzels des elektrischen Aktuators oder eine Linearbewegung einer Kugelumlaufmutter eines Gewindetriebs oder eine Linearbewegung eines Riementriebs erfasst wird. All diesen Arten von Stellbewegungen ist gemein, dass sie vergleichsweise einfach erfasst werden können, insbesondere auch durch geeignete Erfassungsmittelen, welche dem das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden Lenksystem unmittelbar zugeordnet sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Stellbewegung mittels eines Sensors erfasst wird. Beispielsweise sind Drehwinkelsensoren bekannt, die sich zum Erfassen der Drehbewegung der Motorwelle oder des Motorritzels eignen. Ebenso sind Linearsensoren bekannt, welche sich zum Erfassen der Linearbewegung der Kugelumlaufmutter oder des Riementriebs eignen. Derartige Drehwinkelsensoren bzw. Linearsensoren eignen sich ohne besondere Modifikation zur Verwendung für das erfindungsgemäße Verfahren, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren vergleichsweise einfach und kostengünstig in ein rein elektrisches oder in elektromechanisches Lenksystem implementierbar ist.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Drehbewegung der Motorwelle aus einem Wellenmuster einer am elektrischen Aktuator anliegenden Betriebsspannung erfasst wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass kein gesonderter Sensor aufgewandt werden muss, um die Drehbewegung der Motorwelle zu überwachen. Stattdessen wird aus einem Wellenmuster der am Aktuator anliegenden Betriebsspannung auf eine Drehposition des elektrischen Aktuators geschlossen. Da die Betriebsspannung des Aktuators ohnehin zu dessen Betätigung und Regelung permanent überwacht wird, kann das Wellenmuster der Betriebsspannung ohne jeglichen zusätzlichen Hardware-Aufwand erkannt werden. Lediglich eine Anpassung bzw. Ergänzung in der Software einer Steuereinheit bzw. Regeleinheit eines an sich bekannten Lenksystems kann ggf. erforderlich werden. In diesem Fall sind die Erfassungsmittel also in Form eines Software-Algorithmus in die Steuereinheit bzw. Regeleinheit integriert.
  • Beim Erfassen der Stellbewegung mittels des Wellenmusters in der Betriebsspannung wird ausgenutzt, dass Elektromotoren, insbesondere Bürstenmotoren, ihre Betriebsspannung durch die Drehausrichtung ihrer Motorwelle bzw. ihrer Wicklungen beeinflussen, insofern dass eine Drehbewegung um 360 ° der Betriebsspannung eine sinusförmige Welle aufprägt. Die Anzahl der erzeugten Wellenberge und Wellentäler kann vergleichsweise einfach erfasst werden, um sodann ausgehend von einer bekannten Start-Stellposition anhand der gezählten Wellenberge bzw. Wellentäler auf eine eingestellte Ist-Stellposition bzw. auf die ausgeführte Stellbewegung zu schließen.
  • Derartige Wellenmuster in der Betriebsspannung sind auch als sog. „Stromrippel“ bekannt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Zusammenhang in einem elektronisch auslesbaren Speicher hinterlegt ist. Somit kann der mathematisch eindeutige Zusammenhang, welcher die Stellbewegung des Aktuators und den eingestellten Lenkwinkel korreliert, z.B. von einem Mikrokontroller ausgelesen werden, um jederzeit anhand der erfassten Stellbewegung den eingestellten Lenkwinkel zu bestimmen. Der mathematisch eindeutige Zusammenhang kann dabei beispielsweis in Form einer mathematischen Formel oder einer Kennlinie oder eine Tabelle hinterlegt sein, wobei es nur darauf ankommt, dass der Zusammenhang jeder Stellbewegung eindeutig einen Lenkwinkel zuweist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad, umfassend mindestens ein gelenktes Rad, einen elektrischen Aktuator, Erfassungsmittel und Bestimmungsmittel, wobei der Lenkwinkel mittels des elektrischen Aktuators einstellbar ist, indem der Aktuator eine Stellbewegung ausführt und wobei die Stellbewegung und der Lenkwinkel in einem mathematisch eindeutigen Zusammenhang stehen. Das erfindungsgemäße System zeichnet sich dadurch aus, dass die Erfassungsmittel dazu ausgebildet sind, die Stellbewegung direkt zu erfassen und dass die Bestimmungsmittel dazu ausgebildet sind, aus der Stellbewegung indirekt den Lenkwinkel zu bestimmen. Das erfindungsgemäße System umfasst mit den Erfassungsmitteln und den Bestimmungsmitteln alle benötigten Mittel zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Der elektrische Aktuator ist bevorzugt als Elektromotor ausgebildet, der mit einer Mechanik zusammenwirkt. Bei dem Elektromotor kann es sich um einen Bürstenmotor handeln oder um einen bürstenlosen Motor. Bei der Mechanik kann es sich beispielsweise um ein Zahnradgetriebe, einen Riementrieb, ein Gestänge oder einen Gewindetrieb handeln.
  • Die Erfassungsmittel sind bevorzugt an die Art des elektrischen Aktuators angepasst und entsprechend als Drehwinkelsensoren oder als Linearsensoren ausgebildet. Ebenso bevorzugt können die Erfassungsmittel auch in Form eines Software-Algorithmus ausgebildet sein, der in eine Steuereinheit bzw. Regeleinheit des elektrischen Aktuators implementiert ist und eine Stellbewegung anhand des Wellenmusters erkennt, das der elektrische Aktuator im Betrieb seiner Betriebsspannung aufprägt.
  • Die Bestimmungsmittel sind bevorzugt als elektronisches Rechenwerk ausgebildet, beispielsweise als Mikrokontroller mit einer elektronischen Speichereinheit. Die Speichereinheit umfasst bevorzugt den mathematisch eindeutigen Zusammenhang, welcher die Stellbewegung des Aktuators und den eingestellten Lenkwinkel korreliert und kann vom Mikrokontroller zumindest ausgelesen werden besonders bevorzugt auch beschrieben werden.
  • Alternativ bevorzugt sind die Bestimmungsmittel in Form eines Software-Algorithmus ausgebildet, welcher von einer ohnehin vorhandenen Steuereinheit bzw. Regeleinheit eines an sich bekannten Lenksystems ausgeführt wird.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass das erfindungsgemäße System als ein rein elektrisches oder elektromechanisches Lenksystem ausgebildet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das System dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile auch für das erfindungsgemäße System.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Antriebsachse, umfassend ein erfindungsgemäßes System. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System beschriebenen Vorteile auch für die erfindungsgemäße Antriebsachse.
  • Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Flurförderzeug, umfassend eine erfindungsgemäße Antriebsachse. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Antriebsachse und dem erfindungsgemäßen System beschriebenen Vorteile auch für das erfindungsgemäße Flurförderzeug.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Flurförderzeug als Vierradstapler mit zwei gelenkten Rädern ausgebildet ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1 eine lenkbare Antriebsachse für ein Flurförderzeug mit einem aus dem Stand der Technik bekannten System zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad,
    • 2 beispielhaft eine lenkbare Antriebsachse, bei welcher das erfindungsgemäße System zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad implementiert wurde,
    • 3 beispielhaft einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad in Form eines Flussdiagramms,
    • 4 beispielhaft und schematisch ein als Vierradstapler ausgebildetes Flurförderzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes System.
  • Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
  • 1 zeigt eine lenkbare Antriebsachse 15 für ein Flurförderzeug 18 mit einem aus dem Stand der Technik bekannten System 10 zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad 11. Bei dem bekannten System 10 handelt es sich um ein rein elektrisches Lenksystem für ein Flurförderzeug 18. Das bekannte System 10 umfasst neben dem gelenkten Rad 11 ein weiteres gelenktes Rad 11'. Die Räder 11 und 11' werden gemeinsam von einem elektrischen Aktuator 12 angesteuert, der beispielsgemäß als elektrischer Bürstenmotor 12 ausgebildet ist. Über eine Mechanik 13, welche aus einem gekapselten Riementrieb 13' und einem Spindeltrieb 13" besteht, kann der Aktuator 12 einen gewünschten Lenkwinkel nach Maßgabe eines (nicht dargestellten) Lenkwinkelgebers einstellen. Das Einstellen des gewünschten Lenkwinkels erfolgt dabei, indem der Aktuator 12 eine Stellbewegung ausführt, welche unmittelbar einen entsprechenden Lenkwinkeleinschlag an den Rädern 11, 11' bewirkt. Die Antriebsachse 15 umfasst weiterhin einen Lenkwinkelsensor 14, der unmittelbar dem Rad 11 zugeordnet ist und den jeweils eingestellten Lenkwinkel am Rad 11 direkt erfasst. Eine indirekte Bestimmung des Lenkwinkels aus den erfassten Informationen des Lenkwinkelsensors 14 ist daher nicht notwendig, da diese den Lenkwinkel bereits direkt beschreiben. Der Lenkwinkelsensor 14 verfügt über eine Schnittstelle 14' in Form eines Steckers 14', über welchen der Lenkwinkelsensor 14 einerseits mit elektrischer Energie versorgt wird und andererseits den erfassten Lenkwinkel an eine (nicht dargestellte) Steuereinheit bzw. Regeleinheit 20 des Systems 10 überträgt. Da der Lenkwinkelsensor 14 mit der Schnittstelle 14' Bestandteil der Antriebsachse 15 ist und nicht Bestandteil des Systems 10 ist, muss eine entsprechende Schnittstelle des Systems 10 an den Stecker 14' sowie den Leistungsbedarf und die Programmierung des Lenkwinkelsensors 14 angepasst werden.
  • 2a zeigt beispielhaft eine lenkbare Antriebsachse 15, bei welcher das erfindungsgemäße System 10 zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad 11 implementiert wurde. Das erfindungsgemäße System 10 wurde beispielsgemäß in eine Antriebsachse 15 für ein Flurförderzeug 18 implementiert. Das System 10 umfasst zwei gelenkte und angetriebene Räder 11, 11', einen als elektrischen Bürstenmotor 12 ausgebildeten Aktuator 12 sowie Erfassungsmittel 16 und Bestimmungsmittel 17. Die Erfassungsmittel 16 sind in der Vergrößerung der 2b dargestellt. Die Bestimmungsmittel 17 sind in 2 nicht dargestellt. In der Darstellung der 2b fehlt der besseren Anschaulichkeit wegen zudem die Kapselung des Riementriebs 13'. Beispielsgemäß handelt es sich bei den Erfassungsmitteln 16 um einen Drehwinkelsensor 16, der eine Drehbewegung des Motorritzels 12' erfasst. Der Drehwinkelsensor 16 erzeugt ein dem erfassten Drehwinkel des Motorritzels 12' entsprechendes Signal, welches er an die Bestimmungsmittel 17 ausgibt. Bei den Bestimmungsmitteln 17 handelt es sich beispielsgemäß um einen Mikrokontroller 17 mit einem elektronischen Speicher 19, wobei auf dem Speicher 19 ein mathematisch eindeutiger Zusammenhang zwischen einer Stellbewegung des Aktuators 12 und einem eingestellten Lenkwinkel der Räder 11 und 11' abrufbar hinterlegt ist. Um den eingestellten Lenkwinkel zu bestimmen, ruft der Mikrokontroller 17 den Zusammenhang aus dem Speicher 19 ab, wobei der Zusammenhang beispielsgemäß als Kennlinie abgelegt ist und der Speicher 19beispielsgemäß als SSD-Speicher 19 ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße System 10 umfasst somit vorteilhaft alle benötigten Mittel zur Bestimmung des eingestellten Lenkwinkels, insbesondere ist kein fahrzeugseitiger, gesonderter Lenkwinkelsensor 14 vorgesehen. Somit ist das erfindungsgemäße System 10 besonders flexibel und ohne die ansonsten üblichen Anpassungsarbeiten für eine Vielzahl von Flurförderzeugen verwendbar.
  • 3 zeigt beispielhaft einen möglichen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad 11, 11' in Form eines Flussdiagramms. Das Verfahren wird beispielsgemäß in einem rein elektrisch gelenkten Flurförderzeug 18 ausgeführt. In Verfahrensschritt 1 wird über einen Lenkwinkelgeber ein Soll-Lenkwinkel vorgegeben. In Schritt 2 wird ein Aktuator 12 nach Maßgabe des Soll-Lenkwinkels angesteuert, so dass er eine Stellbewegung ausführt. Im folgenden Verfahrensschritt 3 wird die Stellbewegung mittels Erfassungsmitteln 16 erfasst und in Schritt 4 als elektrisches Signal an Bestimmungsmittel 17 zum Bestimmen des Lenkwinkels übertragen. In Schritt 5 wird das elektrische Signal von den Bestimmungsmitteln 17 empfangen und in Schritt 6 wird ein Zusammenhang zwischen der Stellbewegung und dem eingestellten Lenkwinkel aus einem elektronischen Speicher 19 ausgelesen. In dem nun folgenden Verfahrensschritt 7 wird von den Bestimmungsmitteln 17 mittels des ausgelesenen Zusammenhangs der Ist-Lenkwinkel bestimmt. In Verfahrensschritt 8 wird der Ist-Lenkwinkel mit dem Soll-Lenkwinkel verglichen. Sofern in Schritt 9 festgestellt wird, dass der Ist-Lenkwinkel und der Soll-Lenkwinkel übereinstimmen, wird in Verfahrensschritt 1 auf die Vorgabe eines neuen Soll-Lenkwinkels gewartet. Sofern jedoch in Schritt 9' festgestellt wird, dass der Ist-Lenkwinkel und der Soll-Lenkwinkel nicht übereinstimmen, wird der Aktuator 12 in Schritt 2 solange erneut angesteuert, bis der Soll-Lenkwinkel dem Ist-Lenkwinkel entspricht.
  • 4 zeigt beispielhaft und schematisch ein als Vierradstapler 18 ausgebildetes Flurförderzeug 18, umfassend ein erfindungsgemäßes System 10 zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad 11, 11'. Das System umfasst einen elektrischen Aktuator 12, Erfassungsmittel 16 und Bestimmungsmittel 17. Eine Stellbewegung des Aktuators 12 bewirkt die Einstellung eines der Stellbewegung entsprechenden Lenkwinkels, da die Stellbewegung und der Lenkwinkel in einem mathematisch eindeutigen Zusammenhang stehen. Um den eingestellten Lenkwinkel zu bestimmen, wird die Stellbewegung des Aktuators 12 von den Erfassungsmitteln 16 erfasst, indem beispielsgemäß aus einem Wellenmuster der am Aktuator 12 anliegenden Betriebsspannung auf eine Drehposition bzw. Stellbewegung des elektrischen Aktuators 12 geschlossen wird. Da die Betriebsspannung des Aktuators 12 ohnehin zu dessen Betätigung und Regelung permanent überwacht wird, kann das Wellenmuster der Betriebsspannung ohne jeglichen zusätzlichen Hardware-Aufwand von den Erfassungsmitteln 16 erfasst werden und daraus von den Bestimmungsmitteln 17 mittels des Zusammenhangs, der als Tabelle in einem elektronischen Speicher 19 abgelegt ist, der Lenkwinkel bestimmt werden. Da die zur Überwachung der Betriebsspannung des Aktuators 12 benötigte Hardware ohnehin vorhanden ist, sind die Bestimmungsmittel 17 in diesem Beispiel ausschließlich als Software-Algorithmus ausgebildet, der von einer Regeleinheit 20 des Flurförderzeugs 18 ausgeführt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorgabe eines Soll-Lenkwinkels
    2
    Ansteuern eines elektrischen Aktuators
    3
    Erfassen einer Stellbewegung
    4
    Übertragen eines elektrischen Signals
    5
    Empfangen eines elektrischen Signals
    6
    Auslesen eines Zusammenhangs
    7
    Bestimmung eines Ist-Lenkwinkels
    8
    Vergleichen eines Ist-Lenkwinkels mit einem Soll-Lenkwinkel
    9
    Übereinstimmung eines Ist-Lenkwinkels mit einem Soll-Lenkwinkel
    9'
    Nicht-Übereinstimmung eines Ist-Lenkwinkels mit einem Soll-Lenkwinkel
    10
    System zum Bestimmen eines Lenkwinkels
    11
    Rad
    11'
    Rad
    12
    elektrischer Aktuator
    12'
    Motorritzel
    13
    Mechanik
    13'
    Riementrieb
    13"
    Spindeltrieb
    14
    Lenkwinkelsensor
    14'
    Schnittstelle, Stecker
    15
    Antriebsachse
    16
    Erfassungsmittel
    17
    Bestimmungsmittel, Mikrokontroller
    18
    Flurförderzeug, Vierradstapler
    19
    elektronischer Speicher, SSD-Speicher
    20
    Regeleinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2011/128222 [0003]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad (11, 11', 7), wobei der Lenkwinkel mittels eines elektrischen Aktuators (12) eingestellt wird, indem der Aktuator (12) eine Stellbewegung ausführt (2) und wobei die Stellbewegung und der Lenkwinkel in einem mathematisch eindeutigen Zusammenhang stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellbewegung direkt erfasst wird (3) und aus der Stellbewegung indirekt der Lenkwinkel bestimmt wird (7).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellbewegung eine Drehbewegung einer Motorwelle des elektrischen Aktuators (12) oder eine Drehbewegung eines Motorritzels (12') des elektrischen Aktuators (12) oder eine Linearbewegung einer Kugelumlaufmutter eines Gewindetriebs oder eine Linearbewegung eines Riementriebs (13') erfasst wird (3).
  3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellbewegung mittels eines Sensors erfasst wird (3).
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung der Motorwelle aus einem Wellenmuster einer am elektrischen Aktuator (12) anliegenden Betriebsspannung erfasst wird (3).
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusammenhang in einem elektronisch auslesbaren Speicher (19) hinterlegt ist.
  6. System (10) zum Bestimmen eines Lenkwinkels an einem gelenkten Rad (11, 11'), umfassend mindestens ein gelenktes Rad (11, 11'), einen elektrischen Aktuator (12), Erfassungsmittel (16) und Bestimmungsmittel (17), wobei der Lenkwinkel mittels des elektrischen Aktuators (12) einstellbar ist, indem der Aktuator (12) eine Stellbewegung ausführt und wobei die Stellbewegung und der Lenkwinkel in einem mathematisch eindeutigen Zusammenhang stehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel (16) dazu ausgebildet sind, die Stellbewegung direkt zu erfassen und dass die Bestimmungsmittel (17) dazu ausgebildet sind, aus der Stellbewegung indirekt den Lenkwinkel zu bestimmen.
  7. System (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das System (10) dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen.
  8. Antriebsachse (15), umfassend ein System (10) nach mindestens einem der Ansprüche 6 und 7.
  9. Flurförderzeug (18), umfassend eine Antriebsachse (15) nach Anspruch 8.
  10. Flurförderzeug (18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug (18) als Vierradstapler (18) mit zwei gelenkten Rädern (11, 11') ausgebildet ist.
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