DE3610254A1 - Fahrzeugverband fuer grossraeumige lasten und verfahren zur steuerung des fahrzeugverbands - Google Patents
Fahrzeugverband fuer grossraeumige lasten und verfahren zur steuerung des fahrzeugverbandsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugverband zum Befördern
und Heben großräumiger Lasten, bestehend aus einer Anzahl
gleichartiger selbstfahrender Schwerlastfahrzeuge, deren
Hubplattformen die Last gemeinsam tragen, und von denen
ein Fahrzeug als manuell gesteuertes Fahrzeug dient. Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung
eines derartigen Fahrzeugverbands, bei dem lediglich eines
der Fahrzeuge von einem Fahrer manuell gesteuert wird,
während die übrigen unbemannten Fahrzeuge automatisch
nachgeführt werden.
Zum Transport und Umschlag überdimensionaler Lasten,
beispielsweise vorgefertigter Schiffssektionen oder
kompletter vorgefertigter Teile von Anlagen und Fabriken,
werden üblicherweise Spezialfahrzeuge mit hydraulisch
heb- und senkbarer Ladefläche mit Nutzlasten bis über 1000
Tonnen eingesetzt. Durch ihre elektronisch gesteuerte
Allradlenkung sind diese Schwerlastfahrzeuge trotz ihrer
außerordentlichen Abmessungen extrem wendig. Abmessungen
und Nutzlast eines einzelnen Schwerlasttransportfahrzeugs
sind jedoch Grenzen gesetzt. Um dennoch sehr großräumige
Lasten wie ganze Fabrikteile befördern zu können, werden
Fahrzeugverbände aus einer Anzahl von Einzelfahrzeugen
zusammengestellt, welche die Last gemeinsam tragen. Die
Aufteilung der größtmöglichen Last auf mehrere Fahrzeuge
hat auch den Vorteil, daß Abmessungen und Tragkraft des
einzelnen Fahrzeugs kleiner gewählt werden können, sodaß
jedes Fahrzeug auch für den Transport kleinerer Lasten
eingesetzt werden kann. Die Zusammenstellung mehrerer
einzelner Fahrzeuge zu einem Verband wirft jedoch
besondere Probleme hinsichtlich der Lenkung und auch der
sicheren Abstützung der gemeinsamen Last auf.
Im einfachsten Fall besteht eine Fahrzeugkombination zum
Transport von Schwerlasten aus einem angetriebenen,
manuell gesteuerten Führungsfahrzeug und einem oder
mehreren gezogenen Anhängern. Um die für den Vortrieb der
Fahrzeugkombination notwendige Traktion zu gewährleisten,
muß das allein angetriebene Führungsfahrzeug ein
entsprechendes Gewicht aufweisen oder mit zusätzlichen
Ballastgewichten versehen werden. Diese Lösung ist im
allgemeinen wirtschaftlich nicht vertretbar. Man wird also
versuchen, auch die dem Antriebsfahrzeug folgenden
Fahrzeuge zumindest mit einem Zusatzantrieb auszustatten.
So ist mit der deutschen Offenlegungsschrift 31 43 723
eine Schwerlast-Fahrzeugkombination bekannt geworden, bei
der zumindest ein Teil der die Last tragenden geführten
Fahrzeuge mittels separater, vom Motor der Zugmaschine
bzw. des führenden Fahrzeugs unabhängiger
Antriebsaggregate antreibbar sind. So können
beispielsweise die Radachsen der angetriebenen Räder der
geführten Fahrzeuge mit Hydromotoren verbunden sein,
welche über Hydraulikleitungen mit einem gemeinsamen, auf
dem Zugfahrzeug angeordneten Antriebsaggregat, bestehend
aus einem Dieselmotor und einer Hydraulikpumpe, verbunden
sind. Die Verteilung der Antriebsleistung zwischen
Zugmaschine und nachfolgenden Lastfahrzeugen erfolgt dabei
mittels einer elektronischen Steuereinrichtung, welche die
Leistung des Antriebsaggregats in Abhängigkeit vom
abgetasteten Lenkauschlag der Fahrzeuge steuert. Die
Lenkung dieses bekannten Fahrzeugverbunds geschieht in
herkömmlicher Weise, indem das Führungsfahrzeug von einem
Fahrer manuell gesteuert wird und die angehängten bzw.
über die Last mechanisch angekoppelten übrigen Fahrzeuge
der Spur des Führungsfahrzeugs zwangsweise folgen. Durch
Hintereinanderkoppeln einer entsprechenden Anzahl von
geführten Lastfahrzeugen kann auf diese Weise eine
Schwerlast-Fahrzeugkombination zum Transport von
überlangen Lasten geschaffen werden. Je mehr Fahrzeuge
aber hintereinander gekoppelt werden, desto schwerer läßt
sich der Fahrzeugverbund lenken und manövrieren.
Überdimensional breite Lasten können mit einer derartigen
Fahrzeugkombination überhaupt nicht transportiert werden,
da die Fahrzeuge nur in einer Reihe hinter dem
Zugfahrzeug, nicht jedoch parallel nebeneinander
angeordnet werden können. Die Aufteilung in ein speziell
konstruiertes Führungsfahrzeug und besonders ausgebildeten
geführten Lastfahrzeugen steht einer universellen
Verwendungsmöglichkeit der einzelnen Fahrzeuge entgegen.
Es ist daher Aufgabe vorliegender Erfindung, einen
Fahrzeugverband zum Befördern und Heben größräumiger
Lasten zu schaffen, welcher extrem wendig und manövrierbar
ist, und dessen ihn bildenden Einzelfahrzeuge in
beliebiger Anzahl und relativer Lage zueinander angeordnet
werden können. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, ein
Verfahren zur Steuerung eines solchen Fahrzeugverbands,
bei dem lediglich eines der Fahrzeuge von einem Fahrer
manuell gesteuert wird, während die übrigen unbemannten
Fahrzeuge automatisch nachgeführt werden, vorzuschlagen.
Bei der Lösung dieser Aufgabe wird ausgegangen von einem
Fahrzeugverband der eingangs erwähnten Art und gelöst wird
sie dadurch, daß jedes Fahrzeug ausgerüstet ist mit einer
Gebereinrichtung zum Erfassen der Ist-Lenkwinkel der
Fahrzeugachsen, einer Servoeinrichtung zur Einstellung des
Lenkwinkels der Fahrzeugachsen, einer elektronischen
Steuereinrichtung, die mit der Gebereinrichtung und der
Servoeinrichtung gekoppelt ist, und einer Schnittstelle
zur Verbindung der elektronischen Steuerungseinrichtungen
aller Fahrzeuge untereinander. Der das Verfahren
betreffende Teil der Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der
Ist-Lenkwinkel der Fahrzeugachsen eines jeden Fahrzeugs
erfaßt wird, der Ist-Lenkwinkel sowie Informationen über
Anzahl und Lage der geführten Fahrzeuge an die
elektronische Steuereinrichtung des manuell gesteuerten
Führungsfahrzeugs übermittelt werden, aus den
festgestellten Lenkabweichungen zwischen Ist-Lenkwinkeln
und Soll-Lenkwinkeln für jedes geführte Fahrzeug
Führungswinkel ermittelt werden, diese Führungswinkel an
die geführten Fahrzeuge übermittelt werden und schließlich
die Lenkwinkel der einzelnen Fahrzeugachsen eines jeden
geführten Fahrzeugs entsprechend den empfangenen
Führungswinkeln eingestellt werden.
Der erfindungsgemäße Fahrzeugverband besteht also aus
einer beliebigen Anzahl von gleichartigen selbstfahrenden
Schwerlastfahrzeugen, die außer über die gemeinsam
getragene Last lediglich elektrisch untereinander
verbunden sind. Jedes der Einzelfahrzeuge des Verbands
stellt dabei ein vollwertiges Schwerlastfahrzeug dar,
welches mit einem Fahrer besetzt und für beliebige
Transportaufgaben eingesetzt werden kann. Die Bildung des
Fahrzeugverbands geschieht auf einfachste Weise durch
Aufstellung einer gewünschten Anzahl der Fahrzeuge in
beliebiger, der zu befördernden Last angepaßter
geometrischer Konfiguration und Zusammenschaltung ihrer
elektronischen Steuerungseinrichtungen. Lediglich eines
der Fahrzeuge bleibt mit einem Fahrer besetzt
(Master-Fahrzeug), währen die übrigen Fahrzeuge
(Slave-Fahrzeuge) automatisch den elektronischen Befehlen
des Führungsfahrzeugs folgen. Das so gebildete
Verbundfahrzeug wird von einer einzigen Person von der
Fahrerkabine des als Führungsfahrzeug bestimmten
Lastfahrzeugs aus gelenkt. Infolge der losen Kopplung der
einzelnen Fahrzeuge untereinander lediglich über die
elektrische Verbindung ihrer Steuerungseinrichtungen
lassen sich die einzelnen Fahrzeuge in beliebiger Weise,
also nicht nur hintereinander, sondern auch nebeneinander
anordnen. Hierdurch wird es möglich, auch großräumige
Lasten großer Breite und mit beliebigem Grundriß sicher
abzustützen und zu verfahren. Last- und Einzelfahrzeuge
bilden während des Transports zusammen ein
Großraumfahrzeug, daß der jeweiligen Transportaufgabe
optimal angepaßt ist, ohne daß die universelle
Verwendungsmöglichkeit der Einzelfahrzeuge eingeschränkt
wird. Die vielen unabhängig voneinander elektronisch
lenkbaren Achsen des auf Zeit zusammengestellten
Großfahrzeugs gewährleisten eine extreme Wendigkeit und
Manövrierfähigkeit. Je nach Programmierung der
elektronischen Steuerung sind beispielsweise Querfahrt,
Diagonalfahrt und sogar Karusellfahrt möglich.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfingungsgemäßen
Fahrzeugverbands sind die hydraulischen Hubzylinder der
Hubplattform eines jeden Fahrzeugs mit Sensoren zur
Erfassung der Ist-Drücke ausgestattet, sind diese Sensoren
an die Steuerungseinrichtung angeschlossen und ist die
Steuerungseinrichtung an die Stellorgane der Hubzylinder
angekoppelt. Diese Ausstattung der einzelnen
Schwerlastfahrzeuge gestattet neben der Lenkung aller
Fahrzeugachsen zentral vom Führungsfahrzeug aus überdies
eine gemeinsame Steuerung bzw. Regelung aller
Hubplattformen der Fahrzeuge während des Transports. Dabei
werden die Ist-Drücke in den hydraulischen Hubzylindern
der Hubplattform eines jeden Fahrzeugs erfaßt, diese
Ist-Drücke an die elektronische Steuereinrichtung des
manuell gesteuerten Führungsfahrzeugs übermittelt, dort
Stellwerte für die Hubzylinder aller Fahrzeuge ermittelt,
diese Stellwerte an die jeweiligen Fahrzeuge rückgesendet
und die Soll-Drücke in den Hubzylindern der
Einzelfahrzeuge entsprechend den empfangenen Stellwerten
eingestellt.
Die Einstellung der Hubzylinder kann auf zwei verschiedene
Weisen geschehen: Entweder wird die Hubgeschwindigkeit vom
Führerstand des Führungsfahrzeugs aus manuell vorgegeben
und als Stellgröße auf die Hubzylinder aller Fahrzeuge
aufgeschaltet (gesteuerter Betrieb) oder die
Hubgeschwindigkeit wird durch die Auslenkung der
Hubzylinder des Führungsfahrzeugs vorgegeben und als
Stellgröße auf die Hubzylinder der geführten Fahrzeuge
aufgeschaltet (geregelter Betrieb). Der gesteuerte Betrieb
findet vornehmlich beim Heben und Absenken der Last
Anwendung, wohingegen während der Transportfahrt im
allgemeinen auf geregelten Betrieb übergegangen wird, um
Bodenunebenheiten auszugleichen, sodaß möglichst keine
Schwerpunktverschiebungen der Last auftreten.
Zweckmäßigerweise wird die manuell oder von der Auslenkung
der Hubzylinder des Führungsfahrzeugs vorgebbare
Hubgeschwindigkeit von der maximalen Hubgeschwindigkeit
der Hubzylinder des Fahrzeugs, dessen Hubplattform am
schlechtesten folgen kann, begrenzt. Auf diese Weise wird
gewährleistet, daß sich die Last stets gleichmäßig auf
alle Hubplattformen abstützt.
In weiterer, vorteilhafter Ausbildung der Erfindung ist
der Fahrantrieb eines jeden Fahrzeugs mit einer
Gebereinrichtung zur Erfassung der Ist-Drehzahl
ausgestattet, ist diese Gebereinrichtung an die
Steuerungseinrichtung angeschlossen und ist der
Fahrantrieb seinerseits mit der Steuerungseinrichtung
verkoppelt. Diese zusätzliche Ausstattung der Fahrzeuge
gestattet die Weiterbildung des Steuerungsverfahrens
dahingehend, daß die Ist-Drehzahl des Fahrantriebs eines
jeden Fahrzeugs erfaßt und an die elektronische
Steuerungseinrichtung des manuell gesteuerten
Führungsfahrzeugs übermittelt wird, daß eine Soll-Drehzahl
vorgegeben werden kann, die Drehzahlabweichungen zwischen
dieser Soll-Drehzahl und den Ist-Drehzahlen der einzelnen
Fahrantriebe ermittelt und diese an die geführten
Fahrzeuge gesendet werden können um die Drehzahl der
Fahrantriebe der geführten Fahrzeuge im Ansprechen auf die
empfangenen Drehzahlabweichungen einzustellen. Dies
erlaubt eine Steuerung der unabhängigen Fahrantriebe aller
Fahrzeuge gemeinsam vom Führerstand des Führungsfahrzeugs
aus. Dabei wird die zur Fahrt erforderliche
Gesamtantriebsleitung gleichmäßig auf die Fahrantriebe der
einzelnen Fahrzeuge verteilt. Die Lenkbarkeit des
Fahrzeugverbands wird weiter verbessert; außerdem zeichnet
sich diese Antriebsweise durch maximale Wirtschaftlichkeit
aus.
Es ist zweckmäßig, am Lenkrad eines jeden Fahrzeugs eine
Lenkradbremse vorzusehen, welche von der elektronischen
Steuerungseinrichtung angesteuert wird und mechanisch die
Drehung des Lenkrads bremst. Dies gestattet ein Anbremsen
des Lenkrads des manuell gesteuerten Führungsfahrzeugs,
wenn der Fahrer am Lenkrad zu schnell dreht und die Gefahr
besteht, daß eine oder mehrere Fahrzeugachsen eines
Fahrzeugs dem gewünschten Lenkeinschlag nicht nachkommen
könnten. Durch diese Maßnahme wird eine erhöhte
Lenksicherheit erzielt.
Die Fahrsicherheit des erfindungsgemäßen Fahrzeugverbands
kann noch weiter erhöht werden, wenn die Fahrantriebe
aller Fahrzeuge gemeinsam automatisch angehalten werden,
sobald eines der geführten Fahrzeuge dem Führungsfahrzeug
nicht folgen kann.
Als Einrichtung zum Erfassen der Ist-Lenkwinkel der
Fahrzeugachsen findet vorteilhaft ein mit dem Lenkrad des
jeweiligen Fahrzeugs gekoppelter Inkrementalgeber
Verwendung, dessen elektrische Impulse von den
elektronischen Steuerungseinrichtungen problemlos
verarbeitet werden können.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die elektronische
Steuerungseinrichtung eines jeden Fahrzeugs mit einem
Mikrorechner auszustatten. Ein handelsüblicher und damit
preiswerter Mikrorechner kann alle im Zusammenhang mit den
komplexen Steuer- und Regelaufgaben anfallenden Berechnungen
schnell und präzise ausführen. Außerdem lassen sich
spezielle Lenk- und Hubprogramme eingeben.
Enthalten die elektronischen Steuerungseinrichtungen der
Fahrzeuge einen Mikrorechner, so sind zweckmäßigerweise
alle Fahrzeuge untereinander mittels einer Bus-fähigen
Datenleitung verbunden. Über diese Datenleitung stehen die
Steuerungseinrichtungen aller Fahrzeuge in ständigem
Datenaustausch.
Die Flexibilität bei der Zusammenstellung eines
Fahrzeugverbands wird erhöht, wenn an jeder Seite eines
jeden Fahrzeugs ein Steckanschluß für den Anschluß der
Datenleitung vorgesehen ist, sodaß die elektrische
Kopplung der Fahrzeuge untereinander schnell und einfach
zu bewerkstelligen ist.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist im
Führerstand eines jeden Fahrzeugs ein Eingabetableau zur
Eingabe von Daten in den zugehörigen Mikrorechner
vorgesehen. Über dieses Eingabetableau lassen sich
beispielsweise Anzahl und Adressen der den Fahrzeugverband
bildenden Fahrzeuge, Lenkwinkelvorgaben und bestimmte
Fahrprogramme eingeben. Mittels dieses Eingabetableaus
wird auch das jeweilige Führungsfahrzeug definiert und die
anderen Fahrzeuge elektronisch verriegelt, sodaß immer nur
ein einziges Fahrzeug die Führungsfunktion übernehmen kann.
Zur Erleichterung der Wartung sind die elektronischen
Steuereinrichtungen eines jeden Fahrzeugs
zweckmäßigerweise mit einer weiteren Schnittstelle für den
Anschluß eines Diagnosegeräts zur Fehlersuche ausgestattet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den erfindungsgemäßen Fahrzeugverband, in einem
stark vereinfachten Prinzipbild, und
Fig. 2 die Anordnung von vier Schwerlastfahrzeugen zu
einem Fahrzeugverband.
In Fig. 1 ist im wesentlichen nur ein Schwerlastfahrzeug
des erfindungsgemäßen Fahrzeugverbands schematisch
dargestellt. Dieses Schwerlastfahrzeug besitzt eine Anzahl
(nicht dargestellter) Fahrzeugachsen, deren Lenkwinkel
mittels eines doppelseitig beaufschlagten, hydraulichen
Lenkzylinders 1 einstellbar sind. Der Lenkzylinder 1 wird
durch ein elektrisch betätigtes Mehrwegeventil 2
gesteuert. Der Ist-Lenkwinkel 4 der jeweiligen
Fahrzeugachse wird mittels einer Gebereinrichtung 3
erfaßt. Das Mehrwegeventil 2 und die Gebereinrichtung 3
sind an den Mikrorechner 4 einer elektronischen
Steuerungseinrichtung angekoppelt. Über eine Schnittstelle
5 und eine Bus-Datenleitung 6 steht der Mikrorechner 4 mit
dem Mikrorechner 7 in der elektronischen
Steuerungseinrichtung eines (nicht dargestellten) zweiten
Schwerlastfahrzeugs des Fahrzeugverbunds in
Kommunikationsverbindung. Die Mikrorechner aller
eventueller weiterer Fahrzeuge im Verbund sind in gleicher
Weise an die gemeinsame Bus-Datenleitung 6 angeschlossen.
Im Führerstand des Schwerlastfahrzeugs gemäß Fig. 1 ist
ein Lenkrad 8 vorgesehen, dessen Stellung mittels eines
Inkrementalgebers 9 abgetastet und dem Mikrorechner 7
übermittelt wird. Ferner ist an das Lenkrad 8 eine vom
Mikrorechner 7 angesteuerte Lenkradbremse 10 vorgesehen.
Die Hubplattform des Schwerlastfahrzeugs kann mittels
hydraulischer Hubzylinder 11 angehoben und abgesenkt
werden. Jeder Hubzylinder 11 ist mit einem Sensor 12 zur
Erfassung des Ist-Druckes ausgestattet, welcher an den
Mikrorechner 7 angeschlossen ist. Jeder Hubzylinder 11
wird mittels eines Stellorgans in Form eines elektrisch
betätigten und vom Mikrorechner 7 angesteuerten
Mehrwegeventils 13 betätigt.
Der Fahrantrieb 14 des Fahrzeugs ist mit einer
Gebereinrichtung 15 zur Erfassung seiner Ist-Drehzahl
ausgestattet. Diese Gebereinrichtung 15 ist mit dem
Mikrorechner 7 verbunden, der seinerseits den Fahrantrieb
14 ansteuert.
An den Mikrorechner 7 ist ferner ein im Führerhaus
vorgesehenes Eingabetableau 16 angeschlossen, über das
sich Daten und Befehle in den Mikrorechner 7 eingeben
lassen.
Fig. 2 zeigt einen aus vier Schwerlastfahrzeugen gemäß
Fig. 1 zusammengestellten Fahrzeugverband. Hierzu werden
die vier gleichartigen, selbstfahrenden
Schwerlastfahrzeuge 17, 18, 19 und 20 einzeln von Hand
unter die jeweils vorgesehene Stelle der gemeinsamen Last
21 gefahren. Zur Initialisierung des Verbandes werden
zunächst die Anzahl der Fahrzeuge (hier 4) und deren
Adressen festgelegt. Eines der Fahrzeuge, 17, wird als
Führungsfahrzeug definiert. Die relativen Lagen der
übrigen, nunmehr geführten Fahrzeuge 18, 19 und 20
bezüglich eines durch die Lenkmittelachse des
Führungsfahrzeugs 17 gelegten Koordinatensystems wird über
das Eingabetableau 16 (vergleiche Fig. 1) in den
Mikrorechner 4 des Führungsfahrzeugs eingegeben. Sobald
die Last 21 vollständig auf den Hubplattformen der
Fahrzeuge 17, 20 aufliegt, werden die Ist-Drücke in den
Hubzylindern 11 aller Fahrzeuge über die Sensoren 12 an
den Mikrorechner 4 des Führungsfahrzeugs übermittelt. Aus
den eingegebenen bzw. übermittelten Daten werden
Lastschwerpunkt, Lenkmittellinie und Mittellinie des nur
über die gemeinsame Bus-Datenleitung 6 zusammengekoppelten
Fahrzeugverbunds berechnet. Nach Festlegung des
gewünschten Fahrprogramms wird der Fahrzeugverbund vom
Fahrer des Führungsfahrzeugs 17 in Bewegung gesetzt.
Während der folgenden Transportfahrt werden die
Ist-Lenkwinkel der Fahrzeugachsen eines jeden Fahrzeugs
mittels der Gebereinrichtungen 3 an den Lenkzylindern 1
erfaßt und an den Mikrorechner 4 des manuell gesteuerten
Führungsfahrzeugs 17 übermittelt. Über den
Inkrementalgeber 9 am Lenkrad 8 des Führungsfahrzeugs
erhält der Mikrorechner 4 den vom Fahrer manuell
eingestellten Soll-Lenkwinkel und errechnet hieraus für
jedes geführte Fahrzeug einen Führungswinkel, welcher an
die geführten Fahrzeuge 18, 20 wiederum über die
gemeinsame Bus-Datenleitung 6, übermittelt wird.
Entsprechend den empfangenen Führungswinkeln errechnen
sich die Mikrorechner der geführten Fahrzeuge 18 bis 20
die erforderlichen Lenkwinkel der einzelnen
Fahrzeugachsen, wobei die jeweilige Lage der Fahrzeugachse
im Fahrzeugverbund berücksichtigt wird. Die Lenkwinkel der
Fahrzeugachsen werden mittels der Mehrwegventile 2 an den
Lenkzylindern 1, vom jeweiligen Mikrorechner angesteuert,
eingestellt. Durch die dauernde Rückfrage bei den
geführten Slave-Fahrzeugen über die augenblicklichen
Lenkwinkel 4 ihrer Achsen, den anschließenden Vergleich
mit der Stellung des Lenkrads 8 im Führungsfahrzeug 17 und
die Korrektur der Lenkwinkel in Abhängigkeit der
festgestellten Lenkwinkeldifferenzen wird der gesamte
Fahrzeugverband von einem einzigen Fahrer vom Führerhaus
des Führungsfahrzeugs 17 aus gelenkt, obwohl die einzelnen
Schwerlastfahrzeuge, außer über die gemeinsam getragene
Last, mechanich nicht verbunden sind.
In ähnlicher Weise werden die Hubplattformen der Fahrzeuge
exakt aufeinander abgestimmt gehoben bzw. gesenkt. Die
Ist-Drücke in den hydraulischen Hubzylindern 11 eines
jeden Fahrzeugs werden mittels der Sensoren 12 erfaßt und
an den Mikrorechner 4 des manuell gesteuerten
Führungsfahrzeugs 17 übermittelt. Der Fahrer kann zwischen
zwei Betriebsarten wählen:
Beim gesteuerten Hubbetrieb wird der Soll-Wert für die
Stellung der Hubplattformen manuell an einem Steuerknüppel
eingestellt und daraus die Stellwerte für die einzelnen
Hubzylinder aller Fahrzeuge ermittelt. Dabei
berücksichtigt der Mikrorechner 4 vorher eingegebene bzw.
errechnete Randbedingungen, wie beispielsweise
Verschaltungskonfiguration der Hubplattformen, Lage des
Schwerpunkts der Last und maximal zulässige Last auf jedem
Fahrzeug. Die ermittelten Stellwerte werden über die
Bus-Datenleitung 6 an die Mikrorechner der jeweiligen
geführten Fahrzeuge 18 bis 20 übermittelt. Entsprechend
den empfangenen Stellwerten werden die Drücke in den
Hubzylindern 11 über die vom Mikrorechner 4 angesteuerten
Mehrwegeventil 13 eingestellt.
Beim geregelten Betrieb der Hubhydraulik, der im
allgemeinen während der Fahrt gewählt wird, tritt an die
Stelle eines manuell eingestellten Sollwerts der Ist-Druck
eines bestimmten hydraulischen Hubzylinders eines der
Fahrzeuge des Verbunds, welcher als Referenzdruck dient,
wobei die Drücke in den übrigen Hubzylindern nachgeführt
werden. Auf diese Weise läßt sich die Last auch dann
waagrecht halten, wenn der Fahrzeugverband über
Bodenunebenheiten fährt.
In einer weiteren Regelschleife werden die Fahrantriebe 14
aller beteiligten Fahrzeuge aufeinander abgestimmt. Die
Ist-Drehzahl des Fahrantriebs 14 eines jeden Fahrzeugs
wird durch die jeweils vorgesehene Gebereinrichtung 15
erfaßt und an den Mikrorechner 4 des Führungsfahrzeugs 17
übermittelt. Die Vorgabe einer Soll-Drehzahl kann entweder
über die manuelle Einstellung eines Fahrreglers erfolgen
oder eine vorgewählte Konstante sein. Im Mikrorechner 4
werden die Drehzahlabweichungen zwischen den
Ist-Drehzahlen der einzelnen Fahrantriebe 14 und der
vorgegebenen Soll-Drehzahl ermittelt und an die
elektronischen Steuereinrichtungen der geführten Fahrzeuge
über die Bus-Datenleitung 6 übermittelt. Die Drehzahl
aller Fahrantriebe wird im Ansprechen auf die empfangenen
Drehzahlabweichungen auf den gleichen Wert eingeregelt.
Diese Drehzahlregelung arbeitet so genau, daß sämtliche
Fahrantriebe 14 der beteiligten Fahrzeuge 17, 20 zu
annähernd gleichen Teilen den erforderlichen Vortrieb zum
Transport der Last 21 aufbringen.
Claims (18)
1. Fahrzeugverband zum Befördern und Heben großräumiger
Lasten, bestehend aus einer Anzahl gleichartiger
selbstfahrender Schwerlastfahrzeuge, deren
Hubplattformen die Last gemeinsam tragen, und von
denen ein Fahrzeug als manuell gesteuertes
Führungsfahrzeug dient,
dadurch gekennzeichnet, daß
jedes Fahrzeug ausgerüstet ist mit
- - einer Gebereinrichtung (3) zum Erfassen der Ist-Lenkwinkel der Fahrzeugachsen,
- - einer Servoeinrichtung (1, 2) zur Einstellung des Lenkwinkels der Fahrzeugachsen,
- - einer elektronischen Steuerungseinrichtung (4), die mit der Gebereinrichtung (3) und der Servoeinrichtung (2) gekoppelt ist, und
- - einer Schnittstelle (5) zur Verbindung der elektronischen Steuerungseinrichtungen (4) aller Fahrzeuge untereinander.
2. Fahrzeugverband nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die hydraulischen Hubzylinder (11) der Hubplattform eines jeden Fahrzeugs mit Sensoren (12) zur Erfassung der Ist-Drücke ausgestattet sind,
- - diese Sensoren (12) an die Steuerungseinrichtung (4) angeschlossen sind und
- - die Steuerungseinrichtung (4) an die Stellorgane (13) der Hubzylinder (11) angekoppelt sind.
3. Fahrzeugverband nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - der Fahrantrieb (14) eines jeden Fahrzeugs mit einer Gebereinrichtung (15) zur Erfassung der Ist-Drehzahl ausgestattet ist,
- - diese Gebereinrichtung (15) an die Steuerungseinrichtung (4) angeschlossen ist und
- - die Steuerungseinrichtung (4) an den Fahrantrieb (14) angekoppelt ist.
4. Fahrzeugverband nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
am Lenkrad (8) eines jeden Fahrzeugs eine
Lenkradbremse (10) vorgesehen ist, die von der
elektronischen Steuerungseinrichtung (4) angesteuert
wird und mechanisch die Drehung des Lenkrads (8)
bremst.
5. Fahrzeugverband nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zum Erfassen der Ist-Lenkwinkel der
Fahrzeugachsen ein mit dem Lenkrad des jeweiligen
Fahrzeugs gekoppelter Inkrementalgeber (9) ist.
6. Fahrzeugverband nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die elektronische Steuerungseinrichtung (4) eines
jeden Fahrzeugs einen Mikrorechner enthält.
7. Fahrzeugverband nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
alle Fahrzeuge untereinander mittels einer Bus-fähigen
Datenleitung (6) verbunden sind.
8. Fahrzeugverband nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
an jeder Seite eines jeden Fahrzeugs ein Steckanschluß
für den Anschluß der Datenleitung vorgesehen ist.
9. Fahrzeugverband nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Führerstand eines jeden Fahrzeugs ein
Eingabetableau (16) zur Eingabe von Daten in den
zugehörigen Mikrorechner vorgesehen ist.
10. Fahrzeugverband nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die elektronische Steuereinrichtung (4) eines jeden
Fahrzeugs mit einer Schnittstelle für den Anschluß
eines Diagnosegeräts zur Fehlersuche ausgestattet ist.
11. Verfahren zur Steuerung des Fahrzeugverbands nach
Anspruch 1, bei dem lediglich eines der Fahrzeuge von
einem Fahrer manuell gesteuert wird, während die
übrigen unbemannten Fahrzeuge automatisch nachgeführt
werden,
gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
- - Erfassen der Ist-Lenkwinkel der Fahrzeugachsen eines jeden Fahrzeugs,
- - Übermittlung der Ist-Lenkwinkel sowie von Informationen über Anzahl und Lage der geführten Fahrzeuge an die elektronische Steuereinrichtung (4) des manuell gesteuerten Führungsfahrzeugs,
- - Ermittlung von Führungswinkeln für jedes geführte Fahrzeug aus den festgestellten Lenkabweichungen zwischen Ist-Lenkwinkeln und Soll-Lenkwinkeln,
- - Übermittlung dieser Führungswinkel an die geführten Fahrzeuge, und
- - Einstellen der Lenkwinkel der einzelnen Fahrzeugachsen eines jeden geführten Fahrzeugs entsprechend den empfangenen Führungswinkeln.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch folgende weitere
Verfahrensschritte:
- - Erfassen der Ist-Drücke in den hydraulischen Hubzylindern (11) der Hubplattform eines jeden Fahrzeugs,
- - Übermittlung der Ist-Drücke an die elektronische Steuereinrichtung (4) des manuell gesteuerten Führungsfahrzeugs,
- - Ermittlung von Stellwerten für die Hubzylinder (11) aller Fahrzeuge,
- - Übermittlung dieser Stellwerte an die jeweiligen Fahrzeuge,
- - Einstellen der Ist-Drücke in den Hubzylindern (11) der Fahrzeuge entsprechend den empfangenen Stellwerten.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hubgeschwindigkeit manuell vorgegeben und als
Stellgröße auf die Hubzylinder (11) aller Fahrzeuge
aufgeschaltet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hubgeschwindigkeit durch die Auslenkung der
Hubzylinder (11) des Führungsfahrzeugs vorgegeben und
als Stellgröße auf die Hubzylinder (11) der geführten
Fahrzeuge aufgeschaltet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die vorgebbare Hubgeschwindigkeit von der maximalen
Hubgeschwindigkeit der Hubzylinder (11) des Fahrzeugs,
dessen Hubplattform am schlechtesten folgen kann,
begrenzt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
gekennzeichnet durch folgende weitere
Verfahrensschritte:
- - Erfassen der Ist-Drehzahl des Fahrantriebs (14) eines jeden Fahrzeugs,
- - Übermittlung der Ist-Drehzahlen an die elektronische Steuereinrichtung (4) des manuell gesteuerten Führungsfahrzeugs,
- - Vorgabe einer Soll-Drehzahl,
- - Ermittlung der Drehzahlabweichungen zwischen Ist-Drehzahlen und Soll-Drehzahl,
- - Übermittlung dieser Drehzahlabweichungen an die geführten Fahrzeuge,
- - Einstellung der Drehzahl der Fahrantriebe (14) der geführten Fahrzeuge im Ansprechen auf die empfangenen Drehzahlabweichungen.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Lenkrad (8) des manuell gesteuerten
Führungsfahrzeugs mechanisch angebremst wird, wenn am
Lenkrad (8) zu schnell gedreht wird, sodaß eine oder
mehrere Fahrzeugachsen eines der Fahrzeuge dem
gewünschten Lenkeinschlag nicht nachkommen können.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Fahrantriebe (14) aller Fahrzeuge gemeinsam
angehalten werden, sobald eines der geführten
Fahrzeuge dem Führungsfahrzeug nicht folgen kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863610254 DE3610254C2 (de) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | Fahrzeugverband für großräumige Lasten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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