EP1318099B1

EP1318099B1 - Flurförderzeug mit einer Dynamikregelung für einen Fahrantrieb und/oder einen Arbeitsantrieb

Info

Publication number: EP1318099B1
Application number: EP20020026699
Authority: EP
Inventors: Joachim Dr. Tödter; Rainer Dr. Bavendiek
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: EP1318099A1; DE10159409A1; DE50206008D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Flurförderzeug mit einem Fahrantrieb und/oder einem Arbeitsantrieb, wobei das Beschleunigungs- und/oder das Bremsverhalten des Fahrantriebs und/oder des Arbeitsantriebs mittels eines oder einer Mehrzahl von Programmen einstellbar ist, die in einer in Wirkverbindung mit dem Fahrantrieb und/oder dem Arbeitsantrieb stehenden Steuereinrichtung gespeichert sind, wobei an die Steuereinrichtung eine Mehrzahl von Gebern zur Messung von für die Dynamik des Fahrantriebs und/oder des Arbeitsantriebs der Arbeitsmaschine relevanten Parametem angeschlossen ist und in Abhängigkeit von den erfassten Messgrößen automatisch zwischen den Programmen des Fahrantriebs und/oder des zwischen den Programmen des Arbeitsantriebs umgeschaltet wird.
Flurförderzeuge mit einem Fahrantrieb und/oder einem Arbeitsantrieb, wobei das Beschleunigungs- und/oder das Bremsverhalten des Fahrantriebs und/oder des Arbeitsantriebs mittels eines oder einer Mehrzahl von Programmen einstellbar ist, die in einer in Wirkverbindung mit dem Fahrantrieb und/oder dem Arbeitsantrieb stehenden Steuereinrichtung gespeichert sind, die als Gegengewichts-Gabelstapler ausgebildet sind, werden seit mehreren Jahren von der STILL GmbH, Hamburg, unter der Bezeichnung "Baureihe R70" hergestellt und vertrieben. Das Beschleunigungs- und Bremsverhalten des Fahrantriebs dieser Gabelstapler ist mittels eines 5-Stufenschalters einstellbar, mit dessen Hilfe die Bedienperson unter fünf verschiedenen Fahrprogrammen auswählen kann. Dadurch ist es möglich, abhängig von der Empfindlichkeit des zu transportierenden Ladeguts die Fahrdynamik, mit der der Gabelstapler reagiert, zu beeinflussen.
Um die manuell schaltbaren Fahrprogramme optimal nutzen zu können, muss die Bedienperson über deren Vorhandensein und Wirkungsweise informiert sein und muss ferner die Fahrprogramme bewusst einsetzen. Darüber hinaus ist es unter Umständen für Fahrten mit und ohne Last erforderlich, zwischen verschiedenen Fahrprogrammen hin- und herzuwechseln. Es werden also von der Bedienperson Zusatzaktivitäten gefordert, die von der eigentlichen Tätigkeit - Bedienen des Fahrantriebs und des Arbeitsantriebs des Flurförderzeugs - ablenken. Dadurch können sich negative Auswirkungen auf die Umschlagleistung und auf die Sicherheit ergeben. Wird andererseits die Möglichkeit der Auswahl unter verschiedenen Fahrprogrammen nicht genutzt, so wird die maximale Leistungsfähigkeit des Gabelstaplers nicht erreicht.
Aus der GB 2 099 184 A, die ein Flurförderzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart, ist bekannt, bei Flurförderzeugen mit Hubhöhenerfassung und automatischer Hubhöhensteuerung das Verhalten eines Arbeitsantriebs abhängig von Werten eines Messwertgebers zu steuern, indem die Maximalgeschwindigkeit des Hubantriebs in Abhängigkeit vom Signal eines Hubhöhensensors begrenzt wird. Beschleunigungswerte werden nicht vorgegeben, so dass eine definierte Veränderung des dynamischen Verhaltens unterhalb der vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit nicht möglich ist. Für den Benutzer wird dabei die Arbeit nur bedingt erleichtert, da weder eine besonders feinfühlige noch eine besonders schnelle und effektive Bewegung des Antriebs wählbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Flurförderzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei der die Beeinflussung der Dynamik des Fahrantriebs und/oder des Arbeitsantriebs vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fahr- und/oder Arbeitsprogramme in Form von Kennlinien gespeichert sind, mit denen einem Sollwert eine Stellgröße zugeordnet wird, wobei die Kennlinien als Kennlinienfelder und/oder als Parameterfelder vorliegen und wobei für den Funktionszusammenhang zwischen Sollwert und Stellgröße neben mindestens einer proportionalen Kennlinie mindestens eine degressive Kennlinie und/oder mindestens eine progressive Kennlinie in der Steuereinrichtung gespeichert ist.
Der erfindungswesentliche Gedanke besteht demnach darin, die dynamischen Eigenschaften des Flurförderzeugs automatisch an die Erfordernisse der Bedienperson anzupassen. Durch die in aller Regel bereits weitgehend vorhandene Sensorik des Flurförderzeugs können dabei das Bewegungsverhalten und die Lastsituation des Flurförderzeugs erfasst werden. In der Steuereinrichtung wird durch Auswertung der erfassten Signale (Sollwerte und Istwerte) erkannt, welchen Fahr- und/oder Arbeitsstil die Bedienperson bevorzugt und dementsprechend der Fahr- und/oder Arbeitsantrieb durch Wahl einer geeigneten Kennlinie beeinflusst.
Die Erkennung, wann welche Kennlinie einzusetzen ist, kann z. B. durch einen Abgleich der von den Gebern erfassten Messwerte mit einer katalogisierten Fahr- und/oder Arbeitssituation erfolgen. Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, nicht nur auf katalogisierte Muster zurückzugreifen, sondern Muster aus sich wiederholenden Arbeitsvorgängen des Flurförderzeugs selbst zu erzeugen und in der Steuereinrichtung abzulegen. Dadurch passt sich das Flurförderzeug automatisch an neue Einsatzfelder an.
Situationsabhängig kann dadurch die Proportionalität zwischen Sollwert-Vorgabe und Aktuator-Stellsignal aufgehoben und zwischen verschiedenen Kennlinienarten hin- und hergeschaltet werden. So lässt sich z. B. für den Fahrantrieb durch eine degressive Fahrpedal-Kennlinie, bei der auf der Abszisse die Fahrpedal-Stellung als Sollwert und auf der Ordinate die vom Fahrantrieb zur Verfügung gestellte Antriebsleistung als Stellwert aufgetragen ist, ein eher aggressives Fahrverhalten abbilden. Hierbei bewirken bereits geringe Auslenkungen des Fahrpedals eine deutliche Beschleunigung des Flurförderzeugs. Ein solches Fahrverhalten kann z. B. beim Anfahren des unbeladenen Flurförderzeugs erwünscht sein. Umgekehrt führt eine progressive Kennlinie zu einem eher weichen Fahrverhalten, was in anderen Fahrsituationen wünschenswert ist, z. B. beim Aufnehmen einer Last. Unter Umständen kann es sinnvoll sein, eine Kennlinie aus degressiven und progressiven Teilen zusammenzusetzen, so dass jeder gewünschte Verlauf entsteht.
Durch die Erfindung können die Leistungsfähigkeit und die Fahreigenschaften des Flurförderzeugs verbessert werden. So wird die Umschlagleistung erhöht. Da sich die Bedienperson ganz auf das Fahren und Bedienen des Arbeitsantriebs konzentrieren kann, ist die Sicherheit erhöht.
Im Idealfall beschränkt sich der Aufwand für die Erfindung lediglich auf die Programmierung der Steuereinrichtung, da die Sensorik bereits im Flurförderzeug vorhanden ist. So sind z. B. in Elektro-Gabelstaplern vielfach Geber zur Erfassung der Fahrmotordrehzahl, der Fahrpedalstellung, des Lenkwinkels und der Ventilhebelstellung vorhanden. Je nach Ausführung des Gabelstaplers können auch Geber für die Verbrennungsmotordrehzahl, die Drehzahl einer Hydraulikpumpe, die Erfassung der Hubgerüstneigung und die Erfassung des elektrischen Stromes im Fahrantrieb vorhanden sein. Selbstverständlich ist die Art der Geber nicht auf die genannten Typen eingeschränkt.
Besonders interessant ist bei Gabelstaplern eine kombinierte Auswertung von Hub- und Fahrbewegungen, weil dadurch die Erkennung von Arbeitssituationen verbessert ist und dementsprechend die Fahr- und/oder Arbeitsdynamik sehr rasch angepasst werden kann.
Im einfachsten Fall kann durch die Erfindung z. B. lastabhängig automatisch zwischen verschiedenen Fahrprogrammen des Fahrantriebs umgeschaltet werden. Es ist aber auch möglich, alternativ oder zusätzlich, das beschriebene Prinzip auf den Arbeitsantrieb anzuwenden, wobei dementsprechend eine Mehrzahl von Arbeitsprogrammen in der Steuereinrichtung gespeichert sind und die Steuereinrichtung in Wirkverbindung mit dem Arbeitsantrieb steht, wobei in Abhängigkeit von den erfassten Messgrößen automatisch zwischen den Arbeitsprogrammen des Arbeitsantriebs umgeschaltet wird. Sensibles Transportgut kann dabei durch besonders gutes Positionierverhalten des Arbeitsantriebs geschont werden.
Die Auswertung der Messgrößen in der Steuereinrichtung erfolgt mit Vorteil mit Methoden der Fuzzy-Logik. Hierbei müssen die erfassten Messgrößen nicht exakt mit den in der Steuereinrichtung katalogisierten Werten übereinstimmen, um eine Fahr- und/oder Arbeitssituation zu erkennen.
Beispiele für die drei Kennlinientypen sind in den Figuren dargestellt. Hierbei zeigt Figur 1 eine proportionale Kennlinie, Figur 2 eine progressive Kennlinie und Figur 3 eine degressive Kennlinie. Auf der Abszisse ist jeweils der Sollwert S aufgetragen, während der Ordinate als Ausgabegröße jeweils der Stellwert W eines Aktuators zugeordnet ist.
Zur Verdeutlichung seien folgende Beispiele für Gabelstapler-Arbeitsspiele erläutert: Das langsame Absenken einer Last um einige Zentimeter, gefolgt von einem Rücksetzen des Gabelstaplers um die Gabellänge mit gleichzeitigem Lenken (und ggf. deutlichem Absenken der Gabeln) wird durch entsprechend angepasste Geber erfasst und signalisiert, dass Last abgesetzt wurde und der nunmehr unbeladene Gabelstapler stark beschleunigt werden kann (so wie es die Bedienperson schon einige Male vorher praktiziert hat). Nun kann große Antriebsleistung im Fahrantrieb zur Verfügung gestellt werden und es kann eine degressive Fahrpedalkennlinie gemäß Figur 3 eingeschaltet werden, so dass schon kleine Fahrpedalwege zu einer starken Beschleunigung führen. Damit wird der Bedienperson das Gefühl vermittelt, dass der Gabelstapler besonders gut auf ihre Erfordemisse und Wünsche abgestimmt ist.
In einer anderen Fahrsituation, in der erkannt wird, dass das Fahrzeug positioniert werden muss, kann dagegen die Fahrpedalempfindlichkeit auf eine progressive Kennlinie gemäß Figur 3 umgeschaltet werden. Damit steht der Bedienperson für den Bereich kleiner Geschwindigkeiten ein großer Pedalweg zur Verfügung.
Die Umschaltung zwischen den Kennlinien kann abrupt erfolgen, was die Anpassung der Fahr- und/oder Arbeitseigenschaften des Flurförderzeugs an eine veränderte Situation augenfällig macht. Es ist jedoch in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auch möglich, dass zwischen der proportionalen Kennlinie und der degressiven Kennlinie und/oder zwischen der proportionalen Kennlinie und der progressiven Kennlinie und/oder zwischen der degressiven Kennlinie und der progressiven Kennlinie mindestens eine Übergangskennlinie in der Steuereinrichtung gespeichert ist. Dadurch ergibt sich ein weicherer Übergang zwischen den verschiedenen Fahr- und/oder Arbeitsprogrammen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Arbeitsantrieb als Hubantrieb, insbesondere Hubhydraulik, eines Gabelstaplers ausgebildet. Dabei kann z. B. beim Feinpositionieren der Last mit einer progressiven Kennlinie die Feinfühligkeit deutlich verbessert werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Hydraulikfunktion indirekt betätigt wird, z. B. mittels elektro-hydraulischer Wegeventile.
Sofern die Fahr- und/oder Arbeitsprogramme auf austauschbaren Speichermitteln der Steuereinrichtung abgelegt sind, lässt sich bei einem Wechsel der Bedienperson das individuelle Arbeitsprofil mitnehmen. Eine neue Bedienperson kann durch die mitgebrachten Speichermittel, die sich z. B. auf einer sogenannten Fahrerkarte befinden, nicht nur zum Betrieb des Flurförderzeugs autorisiert werden, sondern erhält automatisch auch die gewohnten Fahreigenschaften.

Claims

Flurförderzeug mit einem Fahrantrieb und/oder einem Arbeitsantrieb, wobei das Beschleunigungs- und/oder das Bremsverhalten des Fahrantriebs und/oder des Arbeitsantriebs mittels eines oder einer Mehrzahl von Programmen einstellbar ist, die in einer in Wirkverbindung mit dem Fahrantrieb und/oder dem Arbeitsantrieb stehenden Steuereinrichtung gespeichert sind, wobei an die Steuereinrichtung eine Mehrzahl von Gebern zur Messung von für die Dynamik des Fahrantriebs und/oder des Arbeitsantriebs des Flurförderzeugs relevanten Parametern angeschlossen ist und in Abhängigkeit von den erfassten Messgrößen automatisch zwischen den Programmen des Fahrantriebs und/oder zwischen den Programmen des Arbeitsantriebs umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahr- und/oder Arbeitsprogramme in Form von Kennlinien gespeichert sind, mit denen einem Sollwert eine Stellgröße zugeordnet wird, wobei die Kennlinien als Kennlinienfelder und/oder als Parameterfelder vorliegen und wobei für den Funktionszusammenhang zwischen Sollwert und Stellgröße neben mindestens einer proportionalen Kennlinie mindestens eine degressive Kennlinie und/oder mindestens eine progressive Kennlinie in der Steuereinrichtung gespeichert ist.
Flurförderzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Messgrößen in der Steuereinrichtung mit Methoden der Fuzzy-Logik erfolgt.
Flurförderzeug nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der proportionalen Kennlinie und der degressiven Kennlinie und/oder zwischen der proportionalen Kennlinie und der progressiven Kennlinie und/oder zwischen der degressiven Kennlinie und der progressiven Kennlinie mindestens eine Übergangskennlinie in der Steuereinrichtung gespeichert ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsantrieb als Hubantrieb, insbesondere Hubhydraulik, eines Gabelstaplers ausgebildet ist.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahr- und/oder Arbeitsprogramme auf austauschbaren Speichermitteln der Steuereinrichtung abgelegt sind.