EP1318099B1

EP1318099B1 - Industrial truck with dynamic control for drive

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.The invention relates to an industrial truck with a traction drive and / or a working drive, wherein the acceleration and / or braking behavior of the traction drive and / or the working drive is adjustable by means of one or a plurality of programs, which are in operative connection with the traction drive and / or the control device is stored, wherein the control device is connected to a plurality of encoders for measuring relevant for the dynamics of the traction drive and / or the working drive of the machine parameters and depending on the detected parameters automatically between the programs of the traction drive and / or that is switched between the programs of the working drive.

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.Forklift trucks with a traction drive and / or a working drive, wherein the acceleration and / or braking behavior of the traction drive and / or the working drive is adjustable by means of one or a plurality of programs that are in operative connection with the traction drive and / or the working drive Control devices are stored, which are designed as counterweight forklift, are manufactured and distributed for several years by the STILL GmbH, Hamburg, under the name "series R70". The acceleration and braking behavior of the traction drive of these forklifts is adjustable by means of a 5-speed switch, with the help of which the operator can choose from five different driving programs. This makes it possible to influence the driving dynamics with which the forklift reacts, depending on the sensitivity of the cargo to be transported.

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.In order to be able to optimally use the manually switchable driving programs, the operator must be informed about their presence and mode of action and must also consciously use the driving programs. In addition, it may be for journeys with and without load, it is necessary to switch between different driving modes. Thus, the operator requires additional activities that distract from the actual activity - operating the traction drive and the working drive of the industrial truck. This can have a negative impact on cargo handling and safety. On the other hand, if the possibility of selecting different driving programs is not used, the maximum performance of the forklift is not achieved.

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.From GB 2 099 184 A, which discloses an industrial truck according to the preamble of claim 1, it is known to control the behavior of a working drive depending on values of a transmitter in forklifts with lifting height detection and automatic lifting height control by the maximum speed of the lifting drive in response to the signal a lift height sensor is limited. Acceleration values are not specified, so that a defined change of the dynamic behavior below the given maximum speed is not possible. For the user, the work is only partially relieved, since neither a particularly sensitive, nor a particularly fast and effective movement of the drive is selectable.

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.The present invention is based on the object to provide an industrial truck of the type mentioned, in which the influence of the dynamics of the traction drive and / or the working drive is simplified.

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.This object is achieved in that the driving and / or work programs are stored in the form of characteristics with which a setpoint is assigned a control variable, the curves are present as characteristic fields and / or as parameter fields and wherein for the functional relationship between setpoint and Manipulated variable next to at least one proportional characteristic at least one degressive characteristic and / or at least one progressive characteristic is stored in the control device.

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.The idea essential to the invention therefore consists in automatically adapting the dynamic properties of the truck to the requirements of the operator. By usually already largely existing sensors of the truck while the movement behavior and the load situation of the Truck are detected. By evaluating the detected signals (setpoints and actual values), it is detected in the control device which driving and / or working style the operator prefers and accordingly influences the driving and / or working drive by selecting a suitable characteristic curve.

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.The detection of when which characteristic is to be used, z. B. by a comparison of the measured values recorded by the donors with a cataloged driving and / or work situation. It is within the scope of the invention, however, also possible to resort not only to cataloged pattern, but to generate patterns of repetitive operations of the truck itself and store in the controller. As a result, the truck automatically adapts to new fields of application.

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.Depending on the situation, the proportionality between setpoint specification and actuator control signal can be canceled and switched back and forth between different characteristic types. So can be z. B. for the traction drive by a degressive accelerator pedal characteristic, in which the abscissa represents the accelerator pedal position as the setpoint and the ordinate the drive provided by the drive power provided as a control value, a more aggressive driving behavior. Here already cause slight deflections of the accelerator pedal a significant acceleration of the truck. Such a driving behavior can, for. B. be desired when starting the unloaded truck. Conversely, a progressive characteristic leads to a rather soft driving behavior, which is desirable in other driving situations, eg. B. when picking up a load. Under certain circumstances, it may be useful to compile a characteristic curve from degressive and progressive parts, so that every desired course is created.

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.By the invention, the performance and the handling characteristics of the truck can be improved. This increases the throughput. Since the operator can concentrate entirely on driving and operating the working drive, safety is increased.

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.Ideally, the cost of the invention is limited only to the programming of the control device, since the sensor is already present in the truck. So z. B. in electric forklifts many donors to capture the Fahrmotordrehzahl, the accelerator pedal position, the steering angle and the valve lever position available. Depending on the version of the forklift, donors for the engine speed, the speed of a hydraulic pump, the detection of the mast tilt tendency and the detection of the electric current in the drive can be present. Of course, the type of donor is not limited to the types mentioned.

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.Particularly interesting for forklifts is a combined evaluation of lifting and driving movements, because it improves the detection of work situations and accordingly the driving and / or working dynamics can be adapted very quickly.

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.In the simplest case, by the invention z. B. load-dependent automatically switched between different driving programs of the traction drive. However, it is also possible, alternatively or additionally, to apply the described principle to the working drive, wherein accordingly a plurality of work programs are stored in the control device and the control device is in operative connection with the work drive, wherein depending on the detected measured variables automatically between the work programs the work drive is switched. Sensitive cargo can be spared by particularly good positioning behavior of the working drive.

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.The evaluation of the measured variables in the control device is advantageously carried out using methods of fuzzy logic. In this case, the acquired measured variables do not have to coincide exactly with the values cataloged in the control device in order to detect a driving and / or working situation.

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.Examples of the three characteristic types are shown in the figures. Here, Figure 1 shows a proportional characteristic, Figure 2 is a progressive characteristic and Figure 3 shows a degressive characteristic. The abscissa in each case the desired value S is plotted, while the ordinate is assigned as the output variable in each case the control value W of an actuator.

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.To illustrate, the following examples of forklift work cycles are explained: The slow lowering of a load by a few centimeters, followed by a reset of the forklift by the fork length with simultaneous steering (and possibly significant lowering of the forks) is detected by appropriately adjusted donors and signals that load has been discontinued and the now unloaded forklift can be greatly accelerated (as the operator has practiced a few times before). Now large drive power can be provided in the drive and it can be turned on a degressive accelerator characteristic according to Figure 3, so that even small accelerator pedal paths lead to a strong acceleration. This gives the operator the feeling that the forklift is particularly well matched to their requirements and desires.

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.In another driving situation in which it is recognized that the vehicle must be positioned, on the other hand, the accelerator pedal sensitivity can be switched to a progressive characteristic according to FIG. This gives the operator a large pedal travel for the low speed range.

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.The switching between the curves can be abrupt, which makes the adaptation of the driving and / or working characteristics of the truck to a changed situation obvious. However, in an advantageous development of the invention, it is also possible for at least one transition characteristic to be stored in the control device between the proportional characteristic curve and the declining-balance characteristic curve and / or between the proportional characteristic curve and the progressive characteristic curve and / or between the degressive characteristic curve and the progressive characteristic curve , This results in a smoother transition between the various driving and / or work programs.

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.In one embodiment of the invention, the working drive is designed as a lifting drive, in particular lifting hydraulics, of a forklift. It can be z. B. the fine positioning of the load with a progressive characteristic, the sensitivity can be significantly improved. Prerequisite is that the hydraulic function is operated indirectly, z. B. by means of electro-hydraulic directional control valves.

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.If the driving and / or work programs are stored on exchangeable storage means of the control device, the individual work profile can be taken with a change of the operator. A new operator can by the brought storage means, the z. B. are on a so-called driver card, not only authorized to operate the truck, but automatically receives the usual driving characteristics.

Claims

Industrial truck having a transport drive and/or an operating drive, it being possible for the acceleration and/or braking behaviour of the transport drive and/or of the operating drive to be set by means of one or a plurality of programs which are stored in a control device which is operatively connected to the transport drive and/or to the operating drive, a plurality of sensors being connected to the control device for the purpose of measuring parameters which are relevant to the dynamics of the transport drive and/or of the operating drive of the industrial truck, and automatic changeover taking place between the programs of the transport drive and/or between the programs of the operating drive as a function of the measured variables detected, characterized in that the transport and/or operating programs are stored in the form of characteristics, by means of which a desired value is associated with a manipulated variable, the characteristics being present as sets of characteristics and/or as sets of parameters, and, in addition to at least one proportional characteristic, at least one degressive characteristic and/or at least one progressive characteristic being stored in the control device for the functional relationship between the desired value and the manipulated variable.
Industrial truck according to Claim 1, characterized in that the evaluation of the measured variables takes place in the control device using fuzzy logic methods.
Industrial truck according to Claim 1 or 2, characterized in that at least one transfer characteristic is stored in the control device between the proportional characteristic and the degressive characteristic and/or between the proportional characteristic and the progressive characteristic and/or between the degressive characteristic and the progressive characteristic.
Industrial truck according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the operating drive is in the form of a lifting drive, in particular lifting hydraulics, of a fork-lift truck.
Industrial truck according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the transport and/or operating programs are stored on exchangeable storage media of the control device.