EP1313664B1 - Redundantes sicherheitssystem eines fahrzeuges - Google Patents

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EP1313664B1
EP1313664B1 EP01978301A EP01978301A EP1313664B1 EP 1313664 B1 EP1313664 B1 EP 1313664B1 EP 01978301 A EP01978301 A EP 01978301A EP 01978301 A EP01978301 A EP 01978301A EP 1313664 B1 EP1313664 B1 EP 1313664B1
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EP
European Patent Office
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sensors
signals
safety system
control unit
redundant safety
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EP01978301A
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Volker Sigmund
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PAT GmbH
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PAT GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F11/00—Lifting devices specially adapted for particular uses not otherwise provided for
    • B66F11/04—Lifting devices specially adapted for particular uses not otherwise provided for for movable platforms or cabins, e.g. on vehicles, permitting workmen to place themselves in any desired position for carrying out required operations
    • B66F11/044—Working platforms suspended from booms
    • B66F11/046—Working platforms suspended from booms of the telescoping type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F17/00—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • B66F17/006—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for working platforms

Definitions

  • the invention relates to a redundant safety system of a vehicle, in particular a mobile work platform, according to the features of the preamble of claim 1.
  • a redundant safety system of a vehicle is known from EP-A-1 026 120 known.
  • Safety systems are known in vehicles, especially in work vehicles such as mobile work platforms or the like. In these safety systems, if an operating parameter leaves a predetermined range or reaches a certain setpoint, a warning or even a counter-control is performed in order to avoid safety-critical conditions.
  • the angle of the main arm or the load of the working basket are detected, wherein at an excess z. B. the angle or basket load must be reduced by appropriate counter-measures.
  • the sensors which detect the operating parameters are usually double, ie. H. designed redundant, so that in the event that a sensor is defective or fails, the signal of the still available sensor can be used.
  • the invention is therefore based on the object to provide a redundant security system of a vehicle, which does not have the disadvantages described above and thus safety-critical conditions can be effectively prevented and a protection against manipulation is given.
  • At least two sensors are designed to detect different parameters and the signals of the at least two sensors can be processed and evaluated separately from one another in the at least one control unit. This has the advantage that only a single sensor is required to detect an operating parameter, while - as explained below - it is ensured by the use of two sensors to avoid safety-critical conditions.
  • a first output signal is calculated from the signal detected by the first sensor, which represents a first operating parameter.
  • the at least two sensors may be the same design, but are in a particularly advantageous manner because of the manipulation security of different types. From the two output signals of the two sensors, which also more than two sensors and operating parameters can be present and detected, in each case an actual value to be compared for the respective operating parameter is calculated in the control unit. This means that a comparable actual value is formed on different calculation methods based on the output signals of similar or different sensors for different operating parameters.
  • two control units are present, which in each case the signals of a group of sensors can be supplied, wherein the control units process and evaluate the signals of their group independently of the other group.
  • the comparable actual value is calculated by the presence of at least one sensor or a group of sensors on a respective control unit in the respective control unit and supplied to the other control unit, so that an error can be detected if the comparable actual values deviate.
  • control unit in the mobile work platform, a control unit is installed in the cab of the vehicle of the work platform, while the second control unit is located in the basket of the work platform.
  • the error message will be displayed.
  • actuators drive elements
  • the vehicle can be controlled such that a safety-critical state is taken. This may mean, for example, in the mobile work platform, that the inclination angle of the main arm is changed in the direction that tipping of the vehicle is avoided.
  • a redundant safety system is described below for the purpose of explaining the invention using the example of a mobile working platform and explained with reference to the figures.
  • the invention is not limited to the application in a mobile work platform, but can generally be found in vehicles or work vehicles application.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a redundant safety system of a vehicle, in particular a work vehicle, which has a control unit 1.
  • This control unit 1 comprises an input unit 2, via which influence can be taken on the control unit 1 from outside (for example, to carry out an update).
  • the control unit 1 comprises a display unit 3, via the operating parameters, calculated values or the state of the control unit 1 information can be given.
  • the display unit 3 for example, the delivery of the error message is possible.
  • the control unit 1 comprises a computing unit 4 and a memory unit 5, wherein the arithmetic unit 4 process the signals supplied to it and evaluate them in cooperation with the memory unit 5 and can generate the comparable actual value or several comparable actual values.
  • FIG. 1 To control the vehicle similar or different actuators are still required in FIG. 1 as a first group of actuators 14-16 and as a second group of actuators 17, 18 are shown by way of example. Again, the number of the respective actuators or groups depends on the components to be controlled of the vehicle.
  • the control unit 1 is designed to z. B. from the signals of the sensors 6 to 9 of the first group to produce a first calculation method, a first actual value.
  • the sensors 10 to 13 of the second group are designed to detect further operating parameters and to calculate a further actual value in a different calculation manner than in the sensors 6 to 9 of the first group, although both calculated actual values are comparable with each other, ie. h. represent an operating parameter or a fictitious parameter.
  • comparable target parameters or actual values are calculated which are directly comparable with one another.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a redundant security system, with two control units, wherein each control unit comprises a respective display and control panel 100, 200 (which includes the display unit 3 and the input unit 2) and each having a mobile control 101, 201.
  • the display and control console 100, 200 is connected to the mobile control 101, 201 via a data transmission link 19, 20.
  • the two control units, in particular the mobile controllers 101 and 201 are connected to each other via a data transmission link 21 for the purpose of data exchange.
  • At least one sensor, in particular a group of sensors 22, 23 (at least two), and at least one actuator, in particular a group of actuators 24, 25 are connected to the mobile controllers 101, 201. This in FIG.
  • the embodiment of the security system according to FIG. 2 has the advantage that z. B. the display and control panels 100 and 200 can be installed once in the cab and once in the basket of the work platform to give the operators the appropriate information, in particular the error messages at these points.
  • the presence of the mobile controllers 101 and 201 has the advantage that z. B. the operation of the basket (the up and down and the deflection of the arm the work platform) can be remotely controlled by a person located next to the vehicle or in the basket.
  • the further mobile control can intervene in the control process.
  • the controllers 100/101 can also each as a control unit (analogous to the control unit 1 off FIG. 1 ) be formed.
  • FIG. 3 a preferred application of the invention in a mobile work platform 26 is shown.
  • a revolving platform 28 is installed, via which a basket 31 is arranged on a telescopic main arm 29 and via a movable basket 30.
  • the main arm 29 is adjustable by means of a hydraulic cylinder 32 in its inclination angle.
  • means are provided to enable the turntable 28 relative to the vehicle chassis 27 in a rotational movement.
  • These means, as well as the hydraulic cylinder 32 and means for adjusting the position of the basket 31 are those in the FIGS. 1 and 2 shown actuators. Also, in FIG.
  • control unit (s) may be configured to monitor and control processes (for example, the operation of the vehicle) or to monitor the process only and then intervene (for example, by driving an actuator) when a safety-critical condition has been reached or is about to be reached in order to prevent it.
  • the extension of the basket 31 could be stopped (switch-off function) if there is a danger of tipping over.
  • Detection of load and position of the working basket From the o.g. Length (n) and angles as well as the directly measured basket load also the overturning moment is calculated.
  • this basic concept can also be extended to the sub-vehicle. From the recorded values for torque and radius or load and position (radius) and idle torque, it is possible to calculate the center of gravity of the complete superstructures above the tilting table. From this information and the position detected by the angle of rotation can be recalculated to the supporting forces occurring. In this case, the length of the sliding beams measured by switches or analogue encoders is included (horizontal support position).

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein redundantes Sicherheitssystem eines Fahrzeuges, insbesondere einer fahrbaren Arbeitsbühne, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1. Ein derartiges redundantes Sicherheitssystem eines Fahrzeuges ist aus der EP-A-1 026 120 bekannt.
  • Sicherheitssysteme sind bei Fahrzeugen, insbesondere bei Arbeitsfahrzeugen wie fahrbaren Arbeitsbühnen oder dergleichen, bekannt. Bei diesen Sicherheitssystemen wird dann, wenn ein Betriebsparameter einen vorgegebenen Bereich verläßt oder einen bestimmten Sollwert erreicht, ein Warnhinweis oder sogar eine Gegensteuerung durchgeführt, um sicherheitskritische Zustände zu vermeiden. Bei den fahrbaren Arbeitsbühnen kann z. B. der Winkel des Hauptarmes oder auch die Belastung des Arbeitskorbes erfaßt werden, wobei bei einer Überschreitung z. B. der Winkel oder die Korblast durch entsprechende gegensteuernde Maßnahmen reduziert werden muß. Aus Sicherheitsgründen sind im Regelfall die Sensoren, die die Betriebsparameter erfassen, doppelt, d. h. redundant ausgeführt, so daß für den Fall, daß ein Sensor defekt ist oder ausfällt, auf das Signal des noch weiterhin zur Verfügung stehenden Sensors zurückgegriffen werden kann.
  • Dies hat jedoch verschiedene Nachteile:
  • Zum einen ist es erforderlich, daß für die Erfassung eines Betriebsparameters mindestens zwei baugleiche oder verschiedene Sensoren eingesetzt werden, so daß sich die Kosten für ein solches redundantes Sicherheitssystem erhöhen. Zum anderen ist es nicht möglich, bei einem korrekten Betriebsparameter auf ein fehlerhaftes Ausgangssignal des Sensors zu schließen, da bei bekannten Sicherheitssystemen ein Vergleich der Signale der beiden Sensoren nicht stattfindet. Denn wenn die von beiden Sensoren erfaßten physikalischen Werte oder die Signale der Sensoren beeinflußt werden (wenn beides Mal gleichzeitig die gleiche Manipulation vorgenommen wurde), entsteht ein sicherheitskritischer Zustand. Somit kann ein solches System manipuliert werden, so daß bei Vorliegen eines sicherheitskritischen Betriebsparameters der betreffende Sensor ein unkritisches Signal abgibt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein redundantes Sicherheitssystem eines Fahrzeuges bereitzustellen, welches die eingangs geschilderten Nachteile nicht aufweist und damit sicherheitskritische Zustände wirksam verhindert werden können und ein Schutz vor Manipulationen gegeben ist.
  • Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens zwei Sensoren zur Erfassung unterschiedlicher Parameter ausgebildet und die Signale der wenigstens zwei Sensoren getrennt voneinander in der zumindest einen Steuereinheit verarbeitbar und auswertbar sind. Dies hat zum einen den Vorteil, daß zur Erfassung eines Betriebsparameters nur ein einziger Sensor benötigt wird, während - wie im folgenden ausgeführt - es durch den Einsatz von zwei Sensoren sichergestellt ist, sicherheitskritische Zustände zu vermeiden.
  • So wird aus dem von dem ersten Sensor erfaßten Signal, das einen ersten Betriebsparameter darstellt, ein erstes Ausgangssignal berechnet. Gleiches gilt für den zweiten Sensor, der einen anderen Betriebsparameter erfaßt und ein diesen Betriebsparameter darstellendes Ausgangssignal erzeugt bzw. in der Steuereinheit berechnet wird. Die zumindest zwei Sensoren können gleicher Bauart sein, sind aber in besonders vorteilhafter Weise wegen der Manipuliersicherheit unterschiedlicher Bauart. Aus den beiden Ausgangssignalen der beiden Sensoren, wobei auch mehr als zwei Sensoren und Betriebsparameter vorhanden und erfaßt werden können, wird in der Steuereinheit jeweils ein zu vergleichender Istwert für den jeweiligen Betriebsparameter berechnet. Das heißt, daß auf unterschiedliche Berechnungsweise auf Basis der Ausgangssignale von gleichartigen oder unterschiedlichen Sensoren für voneinander verschiedene Betriebsparameter ein vergleichbarer Istwert gebildet wird. Diese vergleichbaren Istwerte werden miteinander verglichen, so daß bei Abweichung voneinander auf einen Fehler geschlossen werden kann. Dadurch wird ein schadhafter Sensor, ein fehlerhaftes Signal oder eine Manipulation sofort festgestellt, da die beiden vergleichbaren Istwerte auf Grundlage unterschiedlicher Betriebsparameter und unterschiedlicher Berechnungsweise gebildet werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei Steuereinheiten vorhanden sind, denen jeweils die Signale einer Gruppe von Sensoren zuführbar sind, wobei die Steuereinheiten die Signale ihrer Gruppe unabhängig von der anderen Gruppe verarbeiten und auswerten. Hierbei wird durch das Vorhandensein von wenigstens einem Sensor oder einer Gruppe von Sensoren an jeweils einer Steuereinheit in der jeweiligen Steuereinheit der vergleichbare Istwert berechnet und der anderen Steuereinheit zugeführt, so daß bei Abweichungen der vergleichbaren Istwerte auf einen Fehler festgestellt werden kann. Dabei muß nicht unbedingt ein Vergleich zwischen den Istwerten der beiden Steuereinheiten durchgeführt werden; denkbar ist auch, daß die vergleichbaren Istwerte mit abgespeicherten Sollwerten verglichen werden, d. h., daß dann, wenn der berechnete Istwert einen vorgegebenen Sollwert unter- oder überschreitet oder einen bestimmten Sollwertebereich verläßt oder einen vorgebbaren Sollwertebereich erreicht, zumindest eine Fehlermeldung erzeugt wird. Es ist also vorgesehen, daß beiden Steuereinheiten (Rechner) mit teilweise unterschiedlich erfaßten physikalischen Werten auf unterschiedliche Rechenwegen zu vergleichbaren Ergebnissen kommen und diese miteinander vergleichen.
  • Das Vorhandensein von zwei oder mehr Steuereinheiten hat darüber hinaus den Vorteil, daß z. B. bei der fahrbaren Arbeitsbühne die eine Steuereinheit in der Fahrerkabine des Fahrzeuges der Arbeitsbühne installiert ist, während sich die zweite Steuereinheit in dem Korb der Arbeitsbühne befindet. Damit kann für den Fall, daß ein sicherheitskritischer Zustand kurz vor dem Erreichen steht oder schon erreicht ist, sowohl in der Fahrerkabine des Fahrzeuges als auch im Korb die Fehlermeldung angezeigt werden. Neben der Erzeugung und Anzeige einer Fehlermeldung können auch Aktuatoren (Antriebselemente) des Fahrzeuges derart angesteuert werden, daß ein sicherheitsunkritischer Zustand eingenommen wird. Das kann beispielsweise bei der fahrbaren Arbeitsbühne bedeuten, daß der Neigungswinkel des Hauptarmes in die Richtung verändert wird, daß ein Umkippen des Fahrzeuges vermieden wird.
  • Ein redundantes Sicherheitssystem ist zwecks Erläuterung der Erfindung am Beispiel einer fahrbaren Arbeitsbühne im folgenden beschrieben und anhand der Figuren erläutert. Auf die Anwendung bei einer fahrbaren Arbeitsbühne ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, sondern kann allgemein bei Fahrzeugen bzw. Arbeitsfahrzeugen Anwendung finden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine erste Ausführungsform eines redundantes Sicherheitssystemes,
    Figur 2
    eine zweite Ausführungsform eines redundanten Sicherheitssystemes und
    Figur 3
    Anwendung des redundanten Sicherheitssytemes bei einer fahrbaren Arbeitsbühne.
  • Figur 1 zeigt eine erste Ausführung eines redundanten Sicherheitssystemes eines Fahrzeuges, insbesondere eines Arbeitsfahrzeuges, welches eine Steuereinheit 1 aufweist. Diese Steuereinheit 1 umfaßt eine Eingabeeinheit 2, über die von außen Einfluß auf die Steuereinheit 1 (beispielsweise zur Vornahme eines Updates) genommen werden kann. Weiterhin umfaßt die Steuereinheit 1 eine Anzeigeeinheit 3, über die Betriebsparameter, berechnete Werte oder den Zustand der Steuereinheit 1 Auskunft gegeben werden kann. Über die Anzeigeeinheit 3 ist auch beispielsweise die Abgabe der Fehlermeldung möglich. Weiterhin umfaßt die Steuereinheit 1 eine Recheneinheit 4 sowie eine Speichereinheit 5, wobei die Recheneinheit 4 die ihr zugeführten Signale verarbeiten und in Zusammenarbeit mit der Speichereinheit 5 auswerten und den vergleichbaren Istwert bzw. mehrere vergleichbare Istwerte erzeugen kann.
  • An der Steuereinheit 1 sind zumindest zwei Sensoren angeschlossen, die gleichartig oder voneinander verschieden sein können, jedoch unterschiedliche Betriebsparameter des Fahrzeuges erfassen. So ist in Figur 1 beispielsweise gezeigt, daß an der Steuereinheit 1 eine erste Gruppe von Sensoren 6 bis 9 sowie eine zweite Gruppe von Sensoren 10 bis 13 angeschlossen sind. Die Anzahl der Gruppen bzw. die Anzahl der Sensoren selber richtet sich nach den Betriebsparametern, die beim Betrieb des Fahrzeuges zu erfassen sind.
  • Zur Steuerung des Fahrzeuges sind weiterhin gleichartige oder voneinander verschiedene Aktuatoren erforderlich, die in Figur 1 als eine erste Gruppe von Aktuatoren 14 bis 16 und als eine zweite Gruppe von Aktuatoren 17, 18 beispielhaft gezeigt sind. Auch hier richtet sich die Anzahl der jeweiligen Aktuatoren bzw. der Gruppen nach den zu steuernden Komponenten des Fahrzeuges.
  • Die Steuereinheit 1 ist dazu ausgebildet, z. B. aus den Signalen der Sensoren 6 bis 9 der ersten Gruppe auf eine erste Berechnungsweise einen ersten Istwert zu erzeugen.
  • Ebenso sind die Sensoren 10 bis 13 der zweiten Gruppe dazu ausgebildet, weitere Betriebsparameter zu erfassen und auf eine andere Berechnungsweise als bei den Sensoren 6 bis 9 der ersten Gruppe einen weiteren Istwert zu berechnen, wobei allerdings beide berechneten Istwerte miteinander vergleichbar sind, d. h., einen Betriebsparameter oder einen fiktiven Parameter darstellen. Somit werden durch Erfassung unterschiedlicher, tatsächlicher Betriebsparameter auf zumindest zwei voneinander unterschiedlichen Berechnungsmethoden in der Steuereinheit 1 vergleichbare Zielparameter bzw. Istwerte berechnet, die direkt miteinander vergleichbar sind. Wird bei dem Vergleich festgestellt, daß eine Abweichung voneinander vorliegt oder auch daß eine Abweichung eines einzelnen Istwertes von einem beispielsweise in der Speichereinheit 5 abgespeicherten Sollwert vorliegt, kann über die Anzeigeeinheit 3 eine Fehlermeldung an die Bedienperson des Fahrzeuges abgegeben werden oder zumindest einer der Aktuatoren 14 bis 18 derart angesteuert werden, daß der augenblickliche Zustand beibehalten wird (Abschaltfunktion) oder wieder ein sicherheitsunkritischer Zustand erzielt wird. Die Art und Weise, wie der zumindest eine Aktuator angesteuert wird, wenn ein sicherheitskritischer Zustand erreicht wurde, kann in der Speichereinheit 5 ebenfalls abgespeichert werden.
  • Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines redundanten Sicherheitssystemes, mit zwei Steuereinheiten, wobei eine jede Steuereinheit jeweils eine Anzeigen- und Bedienkonsole 100, 200 (die die Anzeigeeinheit 3 sowie die Eingabeeinheit 2 umfaßt) und jeweils eine Mobilsteuerung 101, 201 umfaßt. Die Anzeige- und Bedienkonsole 100, 200 ist über eine Datenübertragungsstrecke 19, 20 mit der Mobilsteuerung 101, 201 verbunden. Ebenso sind die beiden Steuereinheiten, insbesondere die Mobilsteuerungen 101 und 201, über eine Datenübertragungsstrecke 21 zwecks Datenaustausch miteinander verbunden. An den Mobilsteuerungen 101, 201 ist wieder wenigstens ein Sensor, inbesondere eine Gruppe von Sensoren 22, 23 (mindestens zwei), sowie zumindest ein Aktuator, insbesondere eine Gruppe von Aktuatoren 24, 25 angeschlossen. Das in Figur 2 gezeigte Sicherheitssystem arbeitet nach dem gleichen Prinzip, wie es schon bei dem Sicherheitssystem gemäß Figur 1 beschrieben wurde. Die Ausgestaltung des Sicherheitssystems gemäß Figur 2 hat jedoch den Vorteil, daß z. B. die Anzeigen- und Bedienkonsolen 100 und 200 einmal in der Fahrerkabine und einmal in dem Korb der Arbeitsbühne installiert sein können, um an diesen Stellen den Bedienpersonen die entsprechenden Hinweise, insbesondere die Fehlermeldungen, geben zu können. Das Vorhandensein der Mobilsteuerungen 101 bzw. 201 hat den Vorteil, daß z. B. die Betätigung des Korbes (das Herauf- und Herabfahren sowie die Auslenkung des Armes der Arbeitsbühne) von einer sich neben dem Fahrzeug oder in dem Korb befindenden Person ferngesteuert werden kann. Außerdem kann gegebenenfalls von der weiteren Mobilsteuerung aus in den Steuerprozeß eingegriffen werden. Die Steuerungen 100/101 können auch jeweils als eine Steuereinheit (analog zu der Steuereinheit 1 aus Figur 1) ausgebildet sein.
  • Während sich die Erfindung auf beliebige Fahrzeuge, insbesondere jedoch bevorzugt auf Arbeitsfahrzeuge bezieht, ist in Figur 3 eine bevorzugte Anwendung der Erfindung bei einer fahrbaren Arbeitsbühne 26 gezeigt. Auf einem fahrbaren Fahrzeugchassis 27 mit Fahrerkabine ist eine Drehbühne 28 installiert, über die an einem teleskopierbaren Hauptarm 29 sowie über einen bewegbaren Korbarm 30 ein Korb 31 angeordnet ist. Im Betrieb der Arbeitsbühne 26 ist der Hauptarm 29 mittels eines Hydraulikzylinders 32 in seinem Neigungswinkel einstellbar. Ebenso sind Mittel vorhanden, um die Drehbühne 28 relativ zu dem Fahrzeugchassis 27 in eine Drehbewegung zu versetzen. Bei diesen Mitteln, genauso wie bei dem Hydraulikzylinder 32 sowie Mitteln zur Verstellung der Lage des Korbes 31 handelt es sich um die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Aktuatoren. Außerdem sind in Figur 3 diejenigen Betriebsparameter (wie beispielsweise Winkelhauptarm, Neigungswinkel Korbarm, Kraftsensor Korblast usw.) gezeigt, die von den Sensoren, die in Figur 1 und 2 gezeigt und beschrieben sind, erfaßt werden. Ebenso können als Betriebsparameter die Länge bzw. der Druck der Abstützung von Hydraulikstützpfeilern 33 erfaßt und ausgewertet werden, die im Betrieb der Arbeitsbühne 26 für die Stabilität erforderlich sind.
  • Es wird noch darauf hingewiesen, daß die Steuereinheit(en) so ausgebildet sein können, daß sie Prozesse überwachen und steuern können (zum Beispiel den Betrieb des Fahrzeuges) oder den Prozess nur überwachen und dann eingreifen (zum Beispiel durch Ansteuerung eines Aktuators), wenn ein sicherheitskritischer Zustand erreicht wurde oder vor dem Erreichen steht, um diesen zu verhindern. So könnte zum Beispiel das Ausfahren des Korbes 31 gestoppt werden (Abschaltfunktion), wenn eine Kippgefahr droht.
  • Bezogen auf die Figur 2 werden also zwei Sicherheitssysteme derart kombiniert, daß auf unterschiedliche Berechnungsweise mit teilweise unterschiedlichen Sensoren ein vergleichbares Ergebnis erzielt wird:
    • 1. Weg:
  • Hauptarm und Korbarm, Länge des / der Teleskoparme. Daraus wird, wie bei einer Lastmomentbegrenzung (LMB) üblich, die Sicherheitsabschaltung und die Korblast berechnet.
    • 2. Weg:
  • Erfassung von Last und Position des Arbeitskorbes: Aus den o.g. Länge(n) und Winkeln sowie der direkt gemessenen Korblast wird ebenfalls das Kippmoment berechnet.
  • Die Besonderheit liegt eben darin, daß die Kraftsensoren hierbei nicht redundant ausgeführt sind, sondern in Druckmessung und Kraftmessung aufgeteilt werden.
    Beide Steuereinheiten können durch Datenaustausch sowohl die zur Abschaltung führende Auslastungsberechnung vergleichen als auch die direkt gemessenen (Geometrie) bzw. die rückgerechneten Werte (Korblast aus Geometrie und Druck) vergleichen.
  • Alternativ hierzu ist auch ein System denkbar, bei dem alle Größen nur einfach erfasst werden und nur berechnete und gemessene (Korb-) Last verglichen werden. Bei der Forderung nach sofortigem Erkennen von Einfachfehlern wird trotzdem jeder einzelne Sensor überwacht. Ein Fehler in Druckerfassung oder Längenmessung oder Winkelmessung führt unweigerlich zu einer fehlerhaften Berechnung der Last und damit wird durch direkten Vergleich mit dem Messwert der Kraftmessung ein Fehler erkannt.
  • Besonderer Vorteil dieses Systems gegenüber der direkten redundanten Erfassung und Berechnung gleichartiger Messgrößen:
    • unterschiedliche Softwareabläufe, Vermeidung von gleichartigen Fehlern im Programm,
    • unterschiedliche Sensoren bzgl. Kraft- / Druckerfassung in Position und Bauart,
    • das System ist praktisch nicht durch Manipulation an einem Sensor negativ in bezug auf Abschaltsicherheit zu beeinflussen,
    • bisherige Systeme sind relativ einfach manipulierbar zwecks "Erhöhung" von Reichweite oder Belastung des Korbes.
  • Weitere Signale zur betriebsartenabhängigen Verringerung von Reichweite / Traglast müssen beiden Steuereinheiten weiterhin soweit gefordert getrennt zur Verfügung gestellt werden. Die ist insbesondere der Drehbereich, erfasst über Drehwinkelgeber oder -schalter, sowie die Abstützbasis.
  • Weiterhin kann dieses Grundkonzept auch auf das Unterfahrzeug ausgeweitet werden. Aus den erfassten Werten für Moment und Radius oder Last und Position (Radius) und Leermoment ist eine Berechnung des Schwerpunktes der kompletten Aufbauten oberhalb des Schwenktisches möglich. Aus dieser Angabe und der durch Drehwinkel erfassten Position kann auf die auftretenden Stützkräfte rückgerechnet werden. Hierbei geht auch die durch Schalter oder analoge Geber gemessene Länge der Schiebeholme mit ein (horizontale Stützenposition).
  • Per Druckmessung an allen vier Stützen kann direkt die tatsächliche Stützkraft erfasst werden und direkt mit dem berechneten Wert verglichen werden. Somit ist eine Überprüfung eines nur einfach ausgeführten Drehwinkelgebers möglich. Einfachfehler bei Stützdruck, Stützlänge oder falsche Position im Drehbereich werden erkannt. Dadurch ist ein zusätzlicher Schutz gegen Umkippen durch Messung der Stützkraft gegeben. Zumindest bei Annäherung an den Grenzbereich (das Fahrzeug steht nominal nur noch auf 3 Stützen) werden Fehler in dieser Berechnung durch "Verspannungen" im Chassis beherrschbar.

Claims (6)

  1. Redundantes Sicherheitssystem einer fahrbaren Arbeitsbühne (26), mit Sensoren (6 bis 13, 22, 23) zur Erfassung von Betriebsparametern der Arbeitsbühne (26), deren Signale zumindest einer Steuereinheit (1) zwecks Verarbeitung und Auswertung zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Steuereinheiten (1; 100, 101; 200, 201) vorhanden sind, denen jeweils die Signale zumindest eines Sensors, insbesondere einer Gruppe von Sensoren (22, 23), zuführbar sind, wobei die Steuereinheiten (1; 100, 101; 200, 201) die Signale ihres Sensors, insbesondere ihrer Gruppe von Sensoren unabhängig von der anderen Gruppe von Sensoren, verarbeiten und auswerten, wobei wenigstens zwei Sensoren zur Erfassung unterschiedlicher Betriebsparameter ausgebildet sind und die Signale der wenigstens zwei Sensoren, insbesondere der Gruppen von Sensoren, getrennt voneinander in den Steuereinheiten (1: 100, 101; 200, 201) verarbeitbar und zur Erzeugung vergleichbarer Istwerte auswertbar sind.
  2. Redundantes Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Steuereinheit (1; 100, 101; 200, 201) zum Vergleich der ausgewerteten Signale mit weiteren erfaßten Signalen und/oder vorgebbaren Signalen bzw. Signalbereichen ausgebildet ist.
  3. Redundantes Sicherheitssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewerteten Signale der einen Steuereinheit der weiteren Steuereinheit und/oder umgekehrt zuführbar sind.
  4. Redundantes Sicherheitssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Abgabe einer Fehlermeldung im Sinne eines Warnhinweises vorhanden sind, wenn der Vergleich der Istwerte voneinander abweicht oder ein Istwert von einem vorgebbaren Vergleichsergebnis abweicht.
  5. Redundantes Sicherheitssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Ansteuerung zumindest einen Aktuators vorhanden sind, wenn der Vergleich der Istwerte voneinander abweicht oder wenn der Vergleich eines Istwertes mit einem vorgebbaren Vergleichsergebnis abweicht.
  6. Redundantes Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Sensoren unterschiedlicher Bauart sind.
EP01978301A 2000-08-30 2001-08-24 Redundantes sicherheitssystem eines fahrzeuges Expired - Lifetime EP1313664B1 (de)

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DE10042816 2000-08-30
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DE10138898 2001-08-08
PCT/EP2001/009779 WO2002018264A1 (de) 2000-08-30 2001-08-24 Redundantes sicherheitssystem eines fahrzeuges

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EP1313664A1 EP1313664A1 (de) 2003-05-28
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US (1) US20040085184A1 (de)
EP (1) EP1313664B1 (de)
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