EP1431236B1 - Method for controlling the winch of a ski track maintenance vehicle and said vehicle - Google Patents

Method for controlling the winch of a ski track maintenance vehicle and said vehicle Download PDF

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EP1431236B1
EP1431236B1 EP03023400A EP03023400A EP1431236B1 EP 1431236 B1 EP1431236 B1 EP 1431236B1 EP 03023400 A EP03023400 A EP 03023400A EP 03023400 A EP03023400 A EP 03023400A EP 1431236 B1 EP1431236 B1 EP 1431236B1
Authority
EP
European Patent Office
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cable
velocity
proportional
winch
speed
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03023400A
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German (de)
French (fr)
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EP1431236A3 (en
EP1431236A2 (en
Inventor
Helmut Kanzler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
Original Assignee
Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG
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Publication date
Application filed by Kassbohrer Gelandefahrzeug AG, Kaessbohrer Gelaendefahrzeug AG filed Critical Kassbohrer Gelandefahrzeug AG
Publication of EP1431236A2 publication Critical patent/EP1431236A2/en
Publication of EP1431236A3 publication Critical patent/EP1431236A3/en
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Publication of EP1431236B1 publication Critical patent/EP1431236B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66D—CAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00—Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/28—Other constructional details
    • B66D1/40—Control devices
    • B66D1/48—Control devices automatic
    • B66D1/50—Control devices automatic for maintaining predetermined rope, cable, or chain tension, e.g. in ropes or cables for towing craft, in chains for anchors; Warping or mooring winch-cable tension control
    • B66D1/505—Control devices automatic for maintaining predetermined rope, cable, or chain tension, e.g. in ropes or cables for towing craft, in chains for anchors; Warping or mooring winch-cable tension control electrical
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H4/00—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow
    • E01H4/02—Working on surfaces of snow or ice in order to make them suitable for traffic or sporting purposes, e.g. by compacting snow for sporting purposes, e.g. preparation of ski trails; Construction of artificial surfacings for snow or ice sports ; Trails specially adapted for on-the-snow vehicles, e.g. devices adapted for ski-trails

Definitions

  • the invention relates to a method for cable winch control of a piste grooming vehicle.
  • a device for automatic control of the tensile force of a rope for a piste grooming device in which a pressure in the hydrostatic drive of the piste grooming vehicle and an angle of the rope are detected relative to the vehicle.
  • a setpoint for the cable pull force is determined.
  • the desired value thus obtained is compared with a detected actual value of the cable traction force and the traction force is regulated to the desired value.
  • the pressure in the hydrostatic drive is detected separately after the pressure on the forward side of the traction drive and after the pressure on the reverse side of the traction drive.
  • the setpoint for the winch tension is chosen to be correspondingly higher to relieve the traction drive. If, on the other hand, there is a high pressure on the rearward side of the traction drive in a cable pulling direction in the forward direction of travel, this means that the winch is working against the traction drive. In this case, the wind tensile force should be withdrawn. If a drive chain slips suddenly when driving uphill, the pressure on the forward side of the travel drive inevitably decreases. This leads to a reduction in the cable traction, although due to the slip occurring even a higher cable traction would be required.
  • a method for controlling the winch of a piste grooming vehicle is provided with the following steps:
  • a detected current tensile force in the rope and a predeterminable maximum value for the tensile force are taken into account in the determination of the desired value.
  • a tensile force limitation of the rope can be considered and ensured that a maximum permissible tensile force is not exceeded.
  • the maximum permissible value can be set, for example according to ambient conditions, rope age and rope type and vehicle type.
  • a speed of the drive chains and a speed of a cable drum or a pulley of known diameter is easily and reliably detected and proportional to the chain or rope speed.
  • the cable speed or a variable proportional thereto is detected according to its amount and its direction relative to a direction of travel or a vehicle longitudinal axis of the piste care vehicle.
  • a climbing angle between the direction of travel or the longitudinal axis of the vehicle and the horizontal as well as a direction of the cable speed relative to the direction of travel is taken into account in the determination of the desired value.
  • the setpoint for the cable speed is chosen to be less than or equal to the chain speed in order to achieve a braking effect.
  • the setpoint for the rope speed is greater than or equal to the chain speed selected to maintain a tensile force in the rope and to support the travel drive.
  • the rope should be kept taut and under tension in all driving situations.
  • slippage of the chains of the piste care vehicle is detected and the detected slip taken into account in the setpoint determination.
  • a setpoint for the rope speed may be increased so that the traction force increases and the slope grooming vehicle is pulled over the critical point by means of the winch.
  • Ground speed and rope speed are directly comparable because the rope of a winch is anchored to off-road points.
  • a ground speed can, for example, be determined by means of a satellite navigation system alone or the coupling of multiple navigation systems with good accuracy.
  • a slope maintenance vehicle with winch for performing the method according to the invention, the means for detecting a chain speed, a size proportional thereto and / or a ground speed, means for detecting a rope speed or a size proportional thereto, means for comparing the detected rope speed and the detected chain speed or the quantities proportional thereto and / or the ground speed over ground and means for determining a set value for the rope speed taking into account the comparison result.
  • an inventive piste care vehicle 10 can be seen, which is equipped with a so-called overhead winch 12.
  • the overhead winch 12 is rotatably mounted on a chassis of the piste grooming vehicle 10, so that a pulling direction of the winch 12 to the direction of travel of the piste grooming vehicle 10 is substantially adjustable.
  • the winch 12 is used, for example, on very steep slopes to be worked. After anchoring the rope in the terrain, the piste care vehicle 10 can edit a slope, for example, in upward and downward travel, without a traction cable 14 of the winch 12 would have to be re-anchored or implemented.
  • a travel speed of the piste care vehicle 10 is determined by a rotational speed of its traction drive chains 16 and possibly occurring slip. Due to the known diameter of the drive wheels 18 for the drive drive chains 16, the rotational speed of the drive drive chains 16 can be determined via a speed detection of the drive wheels 18.
  • a rope speed of the traction cable 14 is detected, for example by detecting the rotational speed of a deflection roller 20 with a constant diameter.
  • the changing drum diameter must be taken into account by wound rope layers, if necessary.
  • a tensile force monitoring of the traction cable 14 is also provided in a conventional manner. This can be recognized for the life of the rope detrimental tensile forces and prevented if possible.
  • FIG. 2 The schematic block diagram of Fig. 2 shows in the Pistennostintz 10 of Fig. 1 provided elements for carrying out the method according to the invention.
  • a central control unit 22 receives data from various sensors and outputs drive signals to the cable winch 12 in order to control the cable speed of the pull cable 14.
  • the winch 12 has sensors 24 which detect a rotational speed of a Seilumlenkrolle with known diameter and transferred to the central control unit 22.
  • the sensors 24 also detect an angle of the cable pulling direction to a longitudinal axis of the piste grooming vehicle 10 and pass the measured angle also to the control unit 22.
  • the winch 12 also has a drive motor 26, for example, a hydraulic motor, via drive signals is controlled by the control unit 22.
  • control unit 22 Further input signals to the control unit 22 from a sensor 28 which detects a rotational speed of the drive wheel 18 of the traction drive chains 16. Due to the known diameter of the drive wheel 18, the control unit 22 from the speed supplied by the sensor 28 of the drive wheel 18, a rotational speed of the drive drive chains 16 determined. In the same way, the tax and control unit 22 from the supplied from the sensors 24 pulley speed determine a rope speed.
  • the rope speed of the traction cable 14 optionally determined by amount and direction to the direction of travel or vehicle longitudinal axis, and the chain speed based on the signals of the sensors 24 and 28 respectively.
  • the determined rope speed and the determined chain speed are compared with each other and based on the comparison result, a set value for the rope speed is determined.
  • the set point for the rope speed is corrected upwards.
  • the chain speed increases when slipping the drive chains in the short term, since the chain drive suddenly less resistance is opposed.
  • the ratio of the chain speed to the line speed changes, and the control unit 22 sets the rope speed command value upward.
  • the drive motor 26 tries to increase the rope speed, which increases the tensile force in the rope. In this way, when slip occurs on the traction drive chains 16, the cable traction force is briefly increased in order to pull the runway care vehicle 10 over a critical point.
  • the tensile force in the rope is limited to a maximum permissible value in order to avoid damaging the rope.
  • the currently acting in the rope force is detected by means of a tension sensor 30 and passed a corresponding value to the control unit 22. If it is determined within the control and regulation unit 22 that the tensile force in the rope threatens to exceed the maximum permissible value, the drive motor 26 is driven accordingly in order to reduce the tensile force in the rope.
  • control unit 22 can receive input signals from a navigation system 32, by means of which a ground speed of the snow grooming vehicle is determined.
  • a navigation system 32 by means of which a ground speed of the snow grooming vehicle is determined.
  • a navigation system 32 by means of the combination of a plurality of navigation subsystems, for example satellite navigation, terrestrial Peilnavigation and the like, an accurate position determination of a Pistennosti flirts and thus an accurate determination of the ground speed above ground possible. Since the pull rope 14 of the winch 12 is fixed at immovable points in the field, the speed of travel over ground and a rope speed can be compared directly without having to consider slip.

Abstract

Process for controlling the hoisting winch of a piste maintenance vehicle (10) comprises determining a chain speed or a variable proportional to the drive chain speed, determining a cable speed or a variable proportional to the cable speed, comparing the chain speed and the cable speed or the proportional variables, and determining a nominal value for the cable speed or the proportional variable taking into account the comparison result for the hoisting winch control. An Independent claim is also included for a piste maintenance vehicle with a hoisting winch for carrying out the above process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Seilwindenregelung eines Pistenpflegefahrzeugs.The invention relates to a method for cable winch control of a piste grooming vehicle.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 118580 A1 ist eine Einrichtung zur automatischen Regelung der Zugkraft eines Seiles für ein Pistenpflegegerät bekannt, bei der ein Druck im hydrostatischen Fahrantrieb des Pistenpflegefahrzeugs und ein Winkel des Seils relativ zum Fahrzeug erfasst werden. Anhand dieser erfassten Größen wird ein Sollwert für die Seilzugkraft ermittelt. In einem geschlossenen Regelkreis wird der so gewonnene Sollwert mit einem erfassten Istwert der Seilzugkraft verglichen und die Zugkraft auf den Sollwert geregelt. Der Druck im hydrostatischen Fahrantrieb wird getrennt nach dem Druck auf der Vorwärtsseite des Fahrantriebs sowie nach dem Druck auf der Rückwärtsseite des Fahrantriebs erfasst. Zieht das Windenseil z.B. in Fahrtrichtung nach vorne und gleichzeitig liegt ein hoher Druck auf der Vorwärtsseite des Fahrantriebs an, so wird der Sollwert für die Windenzugkraft entsprechend höher gewählt, um den Fahrantrieb zu entlasten. Liegt dahingegen bei einer Seilzugrichtung in Fahrtrichtung nach vorne ein hoher Druck auf der Rückwärtsseite des Fahrantriebs an, so bedeutet dies, dass die Seilwinde gegen den Fahrantrieb arbeitet. In diesem Fall sollte die Windenzugkraft zurückgenommen werden. Rutscht bei Bergauffahrt eine Antriebskette plötzlich durch, so verringert sich zwangsläufig der Druck auf der Vorwärtsseite des Fahrantriebs. Dies führt zu einer Verringerung der Seilzugkraft, obgleich aufgrund des auftretenden Schlupfes sogar eine höhere Seilzugkraft erforderlich wäre.From the European Patent Application EP 1 118580 A1 a device for automatic control of the tensile force of a rope for a piste grooming device is known in which a pressure in the hydrostatic drive of the piste grooming vehicle and an angle of the rope are detected relative to the vehicle. On the basis of these acquired variables, a setpoint for the cable pull force is determined. In a closed control loop, the desired value thus obtained is compared with a detected actual value of the cable traction force and the traction force is regulated to the desired value. The pressure in the hydrostatic drive is detected separately after the pressure on the forward side of the traction drive and after the pressure on the reverse side of the traction drive. Pulls the winch cable, for example in the direction of travel forward and at the same time there is a high pressure on the forward side of the traction drive, the setpoint for the winch tension is chosen to be correspondingly higher to relieve the traction drive. If, on the other hand, there is a high pressure on the rearward side of the traction drive in a cable pulling direction in the forward direction of travel, this means that the winch is working against the traction drive. In this case, the wind tensile force should be withdrawn. If a drive chain slips suddenly when driving uphill, the pressure on the forward side of the travel drive inevitably decreases. This leads to a reduction in the cable traction, although due to the slip occurring even a higher cable traction would be required.

Aus der japanischen Patentzusammenfassung JP 56057542 ist ein Radfahrzeug mit darauf angeordneter Seilwinde bekannt, wobei die Seilwinde zum Überwinden extremer Steigungen an einem festen Punkt oberhalb des zu befahrenden Abhanges befestigt wird und das Fahrzeug dann unter gleichzeitiger Verwendung von Seilwinde und Radantrieb den Abhang hinaufbewegt wird. Seilwinde und Radantrieb werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben. Ein Differential verteilt die Antriebsenergie auf die Seilwinde bzw. den Radantrieb. Zwischen Seilwinde und Differential sowie zwischen Radantrieb und Differential ist jeweils eine Kupplung vorgesehen. Es ist ausgeführt, dass sowohl eine Differenz der Geschwindigkeiten von Seilwinde und Antriebsrädern ausgeglichen werden soll als auch eine gleichmäßige Lastverteilung zwischen Seilwinde und Antriebsrädern erreicht werden soll.From the Japanese Patent Abstract JP 56057542 is a wheeled vehicle with arranged winch known, the winch is attached to overcome extreme gradients at a fixed point above the slope to be traveled and the vehicle is then moved up the slope with the simultaneous use of winch and wheel drive. Winch and wheel drive are driven by a common drive motor. A differential distributes the drive energy to the winch or the wheel drive. Between winch and differential and between the wheel drive and differential one clutch is provided. It is stated that both a difference in the speeds of winch and drive wheels to be compensated as well as a uniform load distribution between winch and drive wheels to be achieved.

Mit der Erfindung soll eine schnell ansprechende und zuverlässige Regelung einer Seilwinde erreicht werden.With the invention, a fast-response and reliable control of a winch is to be achieved.

Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zur Seilwindenregelung eines Pistenpflegefahrzeugs mit folgenden Schritten vorgesehen:According to the invention, a method for controlling the winch of a piste grooming vehicle is provided with the following steps:

Erfassen einer Kettengeschwindigkeit oder einer der Kettengeschwindigkeit proportionalen Größe mit einem Sensor,
Erfassen einer Seilgeschwindigkeit oder einer der Seilgeschwindigkeit proportionalen Größe mit einem Sensor,
Vergleichen der erfassten Kettengeschwindigkeit und der erfassten Seilgeschwindigkeit oder der hierzu proportionalen Größen in einer zentralen Steuer- und Regeleinheit und
Bestimmen eines Sollwerts für die Seilgeschwindigkeit oder die hierzu proportionale Größe unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses für die Seilwindenregelung mittels der zentralen Steuer- und Regeleinheit.Detecting a chain speed or a size proportional to the chain speed with a sensor,
Detecting a rope speed or a size proportional to the rope speed with a sensor,
Compare the detected chain speed and the detected rope speed or the proportions proportional thereto in a central control unit and
Determining a setpoint for the rope speed or the size proportional thereto taking into account the result of the comparison of the winch control by means of the central control unit.

Indem eine Kettengeschwindigkeit und eine Seilgeschwindigkeit zur Regelung der Seilwinde herangezogen werden, kann eine schnelle und zuverlässige Regelung realisiert werden, da die Regelung der Seilwinde im Prinzip unabhängig von der Seilzugkraft erfolgt. Dies ist insbesondere bei den großen für Pistenpflegefahrzeuge verwendeten Seillängen von Vorteil, da bei großer Seillänge aufgrund der stets vorhandenen Seilelastizität die Zugspannung im Seil großen Schwankungen unterworfen ist. Im Falle des Durchrutschens einer Fahrantriebskette erhöht sich die gemessene Kettengeschwindigkeit, so dass auch die Seilgeschwindigkeit wenigstens kurzfristig erhöht wird. Dadurch kann sichergestellt werden, dass beim Durchrutschen der Fahrantriebsketten die Zugkraft der Seilwinde kurzfristig erhöht wird, um eine gleichmäßig Fortbewegung des Pistenpflegefahrzeugs zu gewährleisten.By using a chain speed and a rope speed to control the winch, a fast and reliable control can be realized, since the control of the winch is in principle independent of the cable pulling force. This is particularly advantageous in the case of the large pitches used for piste maintenance vehicles, since the tensile stress in the rope is subject to great fluctuations due to the ever-present rope elasticity in the case of long cable lengths. In the case of slippage of a drive chain increases the measured chain speed, so that the rope speed is increased at least in the short term. This can ensure that the traction of the cable winch is briefly increased when slipping the traction drive chains to ensure a smooth locomotion of the piste grooming vehicle.

In Weiterbildung der Erfindung werden bei der Bestimmung des Sollwerts eine erfasste aktuelle Zugkraft im Seil und ein vorgebbarer Höchstwert für die Zugkraft berücksichtigt.In a further development of the invention, a detected current tensile force in the rope and a predeterminable maximum value for the tensile force are taken into account in the determination of the desired value.

Auf diese Weise kann eine Zugkraftbegrenzung des Seils berücksichtigt und sichergestellt werden, das eine maximal zulässige Zugkraft nicht überschritten wird. Gegebenenfalls ist der zulässige Höchstwert einstellbar, beispielsweise nach Umgebungsbedingungen, Seilalter und Seiltyp sowie Fahrzeugtyp.In this way, a tensile force limitation of the rope can be considered and ensured that a maximum permissible tensile force is not exceeded. If necessary, the maximum permissible value can be set, for example according to ambient conditions, rope age and rope type and vehicle type.

In Weiterbildung der Erfindung werden eine Kettendrehzahl und eine Seilwindendrehzahl erfasst.In a further development of the invention, a chain speed and a winch speed are detected.

Eine Drehzahl der Fahrantriebsketten sowie eine Drehzahl einer Seiltrommel oder einer Umlenkrolle mit bekanntem Durchmesser ist auf einfache Weise und zuverlässig erfassbar und zur Ketten- bzw. Seilgeschwindigkeit proportional.A speed of the drive chains and a speed of a cable drum or a pulley of known diameter is easily and reliably detected and proportional to the chain or rope speed.

In Weiterbildung der Erfindung wird die Seilgeschwindigkeit oder eine hierzu proportionale Größe nach ihrem Betrag und ihrer Richtung relativ zu einer Fahrtrichtung oder einer Fahrzeuglängsachse des Pistenpflegefahrzeugs erfasst.In a further development of the invention, the cable speed or a variable proportional thereto is detected according to its amount and its direction relative to a direction of travel or a vehicle longitudinal axis of the piste care vehicle.

Beispielsweise ist dann, wenn eine Seilwinde schräg zur Fahrtrichtung bzw. zur Längsachse des Pistenpflegefahrzeugs zieht, eine Berücksichtigung des Seilzugwinkels sinnvoll. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn bei flachen Zwischenstücken das Seil straff gehalten werden soll.For example, if a cable winch obliquely to the direction of travel or to the longitudinal axis of the piste grooming vehicle, a consideration of the cable angle makes sense. This is the case, for example, if the rope is to be kept taut in the case of flat intermediate pieces.

In Weiterbildung der Erfindung wird bei der Bestimmung des Sollwerts ein Steigwinkel zwischen der Fahrtrichtung oder der Fahrzeuglängsachse und der Horizontalen sowie eine Richtung der Seilgeschwindigkeit relativ zur Fahrtrichtung berücksichtigt.In a further development of the invention, a climbing angle between the direction of travel or the longitudinal axis of the vehicle and the horizontal as well as a direction of the cable speed relative to the direction of travel is taken into account in the determination of the desired value.

Auf diese Weise kann eine Seilwindenregelung in Abhängigkeit der Fahrtrichtung auf einem Hang erfolgen. Beispielsweise wird bei Fahrtrichtung hangabwärts und Zugrichtung entgegen der Fahrtrichtung der Sollwert für die Seilgeschwindigkeit kleiner oder gleich der Kettengeschwindigkeit gewählt, um eine Bremswirkung zu erreichen. Bei einer Fahrt hangaufwärts und Zugrichtung des Seils in Fahrtrichtung wird der Sollwert für die Seilgeschwindigkeit größer oder gleich der Kettengeschwindigkeit gewählt, um eine Zugkraft im Seil aufrechtzuerhalten und den Fahrantrieb zu unterstützen. Grundsätzlich soll das Seil in allen Fahrsituationen straff und unter Spannung gehalten werden.In this way, a winch control depending on the direction of travel can be done on a slope. For example, in the direction of travel downhill and pulling direction opposite to the direction of travel, the setpoint for the cable speed is chosen to be less than or equal to the chain speed in order to achieve a braking effect. When driving uphill and pulling direction of the rope in the direction of travel, the setpoint for the rope speed is greater than or equal to the chain speed selected to maintain a tensile force in the rope and to support the travel drive. Basically, the rope should be kept taut and under tension in all driving situations.

In Weiterbildung der Erfindung wird ein Schlupf der Ketten des Pistenpflegefahrzeugs erfasst und der erfasste Schlupf bei der Sollwertbestimmung berücksichtigt.In a development of the invention, slippage of the chains of the piste care vehicle is detected and the detected slip taken into account in the setpoint determination.

Beispielsweise kann bei Erkennen eines übermäßigen Schlupfes an den Fahrantriebsketten ein Sollwert für die Seilgeschwindigkeit erhöht werden, so dass die Seilzugkraft ansteigt und das Pistenpflegefahrzeug mit Hilfe der Seilwinde über die kritische Stelle hinweggezogen wird.For example, upon detection of excessive slip on the traction drive chains, a setpoint for the rope speed may be increased so that the traction force increases and the slope grooming vehicle is pulled over the critical point by means of the winch.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Verfahren zur Seilwindenregelung eines Pistenpflegefahrzeugs mit folgenden Schritten gelöst:

  • Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit über Grund des Pistenpflegefahrzeugs nach Richtung und Betrag,
  • Erfassen einer Seilgeschwindigkeit nach Richtung und Betrag oder einer der Seilgeschwindigkeit proportionalen Größe,
  • Vergleichen der erfassten Fahrgeschwindigkeit über Grund und der erfassten Seilgeschwindigkeit oder der hierzu proportionalen Größe und
  • Bestimmen eines Sollwerts für die Seilgeschwindigkeit oder die hier zu proportionale Größe für die Seilwindenregelung unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses.
The problem underlying the invention is also solved by a method for cable winch control of a piste grooming vehicle with the following steps:
  • Detecting a ground speed of the piste grooming vehicle according to direction and amount,
  • Detecting a rope speed in direction and magnitude or a size proportional to the rope speed,
  • Comparing the detected ground speed and the detected rope speed or the size and proportional thereto
  • Determining a setpoint for the rope speed or the here too proportional size for the winch control taking into account the comparison result.

Eine Fahrgeschwindigkeit über Grund und die Seilgeschwindigkeit sind unmittelbar vergleichbar, da das Seil einer Seilwinde an geländefesten Punkten verankert wird. Eine Fahrgeschwindigkeit über Grund kann beispielsweise mittels eines Satellitennavigationssystems alleine oder der Koppelung mehrer Navigationssystems mit guter Genauigkeit ermittelt werden.Ground speed and rope speed are directly comparable because the rope of a winch is anchored to off-road points. A ground speed can, for example, be determined by means of a satellite navigation system alone or the coupling of multiple navigation systems with good accuracy.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Pistenpflegefahrzeug mit Seilwinde zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, das Mittel zum Erfassen einer Kettengeschwindigkeit, einer hierzu proportionalen Größe und/oder einer Fahrgeschwindigkeit über Grund, Mittel zum Erfassen einer Seilgeschwindigkeit oder einer hierzu proportionalen Größe, Mittel zum Vergleichen der erfassten Seilgeschwindigkeit und der erfassten Kettengeschwindigkeit oder der hierzu proportionalen Größen und/oder der Fahrgeschwindigkeit über Grund und Mittel zum Bestimmen eines Sollwerts für die Seilgeschwindigkeit unter Berücksichtigung des Vergleichsergebnisses aufweist.The problem underlying the invention is also solved by a slope maintenance vehicle with winch for performing the method according to the invention, the means for detecting a chain speed, a size proportional thereto and / or a ground speed, means for detecting a rope speed or a size proportional thereto, means for comparing the detected rope speed and the detected chain speed or the quantities proportional thereto and / or the ground speed over ground and means for determining a set value for the rope speed taking into account the comparison result.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1
eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Pistenpflegefahrzeugs mit Seilwinde und
Fig. 2
ein Blockdiagramm einer Regeleinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description of a preferred embodiment of the invention taken in conjunction with the drawings. In the drawings show:
Fig. 1
a side view of a piste grooming vehicle according to the invention with winch and
Fig. 2
a block diagram of a control device for carrying out the method according to the invention.

In der Darstellung der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Pistenpflegefahrzeug 10 zu erkennen, das mit einer sogenannten Überkopfseilwinde 12 ausgerüstet ist. Die Überkopfseilwinde 12 ist drehbar auf einem Fahrgestell des Pistenpflegefahrzeugs 10 befestigt, so dass eine Zugrichtung der Seilwinde 12 zur Fahrtrichtung des Pistenpflegefahrzeugs 10 im wesentlichen beliebig einstellbar ist. Die Seilwinde 12 wird beispielsweise an sehr steilen, zu bearbeitenden Hängen eingesetzt. Nach Verankerung des Seiles im Gelände kann das Pistenpflegefahrzeug 10 einen Hang beispielsweise in Aufwärts- und Abwärtsfahrt bearbeiten, ohne dass ein Zugseil 14 der Seilwinde 12 neu verankert oder umgesetzt werden müsste.In the presentation of the Fig. 1 is an inventive piste care vehicle 10 can be seen, which is equipped with a so-called overhead winch 12. The overhead winch 12 is rotatably mounted on a chassis of the piste grooming vehicle 10, so that a pulling direction of the winch 12 to the direction of travel of the piste grooming vehicle 10 is substantially adjustable. The winch 12 is used, for example, on very steep slopes to be worked. After anchoring the rope in the terrain, the piste care vehicle 10 can edit a slope, for example, in upward and downward travel, without a traction cable 14 of the winch 12 would have to be re-anchored or implemented.

Eine Fahrgeschwindigkeit des Pistenpflegefahrzeugs 10 ist durch eine Umlaufgeschwindigkeit seiner Fahrantriebsketten 16 sowie gegebenenfalls auftretenden Schlupf bestimmt. Aufgrund des bekannten Durchmessers der Antriebsräder 18 für die Fahrantriebsketten 16 kann die Umlaufgeschwindigkeit der Fahrantriebsketten 16 über eine Drehzahlerfassung der Antriebsräder 18 ermittelt werden.A travel speed of the piste care vehicle 10 is determined by a rotational speed of its traction drive chains 16 and possibly occurring slip. Due to the known diameter of the drive wheels 18 for the drive drive chains 16, the rotational speed of the drive drive chains 16 can be determined via a speed detection of the drive wheels 18.

Während des Windenbetriebs sollte das Zugseil 14 stets unter Spannung gehalten werden. Bei der erfindungsgemäßen Seilwindenregelung wird hierzu eine Seilgeschwindigkeit des Zugseils 14 erfasst, beispielsweise durch Erfassen der Drehzahl einer Umlenkrolle 20 mit konstantem Durchmesser. Bei Erfassung der Drehzahl einer Seiltrommel muss gegebenenfalls der sich verändernde Trommeldurchmesser durch aufgewickelte Seillagen berücksichtigt werden. Neben der Erfassung der Fahrgeschwindigkeit des Pistenpflegefahrzeugs 10 sowie der Seilgeschwindigkeit des Zugseils 14 ist in an und für sich konventioneller Weise darüber hinaus eine Zugkraftüberwachung des Zugseils 14 vorgesehen. Dadurch können für die Seillebensdauer abträgliche Zugkräfte erkannt und nach Möglichkeit verhindert werden.During winching operation, the traction cable 14 should always be kept under tension. In the winch control according to the invention For this purpose, a rope speed of the traction cable 14 is detected, for example by detecting the rotational speed of a deflection roller 20 with a constant diameter. When detecting the speed of a rope drum, the changing drum diameter must be taken into account by wound rope layers, if necessary. In addition to the detection of the driving speed of the piste care vehicle 10 and the rope speed of the traction cable 14, a tensile force monitoring of the traction cable 14 is also provided in a conventional manner. This can be recognized for the life of the rope detrimental tensile forces and prevented if possible.

Das schematische Blockschaltbild der Fig. 2 zeigt in dem Pistenpflegefahrzeug 10 der Fig. 1 vorgesehene Elemente zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine zentrale Steuer- und Regeleinheit 22 erhält Daten von verschiedenen Sensoren und gibt Ansteuersignale an die Seilwinde 12 aus, um die Seilgeschwindigkeit des Zugseils 14 zu regeln. Die Seilwinde 12 weist Sensoren 24 auf, die eine Drehzahl einer Seilumlenkrolle mit bekanntem Durchmesser erfassen und an die zentrale Steuer- und Regeleinheit 22 übergeben. Darüber hinaus erfassen die Sensoren 24 auch einen Winkel der Seilzugrichtung zu einer Längsachse des Pistenpflegefahrzeugs 10 und übergeben die gemessenen Winkel ebenfalls an die Steuer- und Regeleinheit 22. Die Seilwinde 12 weist darüber hinaus einen Antriebsmotor 26 auf, beispielsweise einen hydraulischen Motor, der über Ansteuersignale von der Steuer- und Regeleinheit 22 gesteuert wird.The schematic block diagram of Fig. 2 shows in the Pistenpflegefahrzeug 10 of Fig. 1 provided elements for carrying out the method according to the invention. A central control unit 22 receives data from various sensors and outputs drive signals to the cable winch 12 in order to control the cable speed of the pull cable 14. The winch 12 has sensors 24 which detect a rotational speed of a Seilumlenkrolle with known diameter and transferred to the central control unit 22. In addition, the sensors 24 also detect an angle of the cable pulling direction to a longitudinal axis of the piste grooming vehicle 10 and pass the measured angle also to the control unit 22. The winch 12 also has a drive motor 26, for example, a hydraulic motor, via drive signals is controlled by the control unit 22.

Weitere Eingangssignale erhält die Steuer- und Regeleinheit 22 von einem Sensor 28, der eine Drehzahl des Antriebsrads 18 der Fahrantriebsketten 16 erfasst. Aufgrund des bekannten Durchmessers des Antriebsrads 18 kann die Steuer- und Regeleinheit 22 aus der vom Sensor 28 gelieferten Drehzahl des Antriebsrads 18 eine Umlaufgeschwindigkeit der Fahrantriebsketten 16 bestimmten. In gleicher Weise kann die Steuer- und Regeleinheit 22 aus der von den Sensoren 24 gelieferten Seilrollendrehzahl eine Seilgeschwindigkeit ermitteln.Further input signals to the control unit 22 from a sensor 28 which detects a rotational speed of the drive wheel 18 of the traction drive chains 16. Due to the known diameter of the drive wheel 18, the control unit 22 from the speed supplied by the sensor 28 of the drive wheel 18, a rotational speed of the drive drive chains 16 determined. In the same way, the tax and control unit 22 from the supplied from the sensors 24 pulley speed determine a rope speed.

In der Steuer- und Regeleinheit 22 werden somit die Seilgeschwindigkeit des Zugseils 14, gegebenenfalls nach Betrag und Richtung zur Fahrtrichtung oder Fahrzeuglängsachse, sowie die Kettengeschwindigkeit anhand der Signale der Sensoren 24 bzw. 28 bestimmt. Die ermittelte Seilgeschwindigkeit und die ermittelte Kettengeschwindigkeit werden miteinander verglichen und anhand der Vergleichsergebnisses wird ein Sollwert für die Seilgeschwindigkeit bestimmt. Um das Zugseil 14 straff zu halten, wird folglich bei einer Kettengeschwindigkeit, die über der Seilgeschwindigkeit liegt, der Sollwert für die Seilgeschwindigkeit nach oben korrigiert. Beispielsweise erhöht sich die Kettengeschwindigkeit beim Durchrutschen der Antriebsketten kurzfristig, da dem Kettenantrieb plötzlich weniger Widerstand entgegengesetzt wird. Infolgedessen verändert sich das Verhältnis der Kettengeschwindigkeit zur Seilgeschwindigkeit und die Steuer- und Regeleinheit 22 setzt den Sollwert für die Seilgeschwindigkeit nach oben. Daraufhin versucht der Antriebsmotor 26 die Seilgeschwindigkeit zu erhöhen, wodurch sich die Zugkraft im Seil erhöht. Auf diese Weise wird bei auftretendem Schlupf an den Fahrantriebsketten 16 die Seilzugkraft kurzfristig erhöht, um das Pistenpflegefahrzeug 10 über eine kritische Stelle hinwegzuziehen.In the control unit 22 thus the rope speed of the traction cable 14, optionally determined by amount and direction to the direction of travel or vehicle longitudinal axis, and the chain speed based on the signals of the sensors 24 and 28 respectively. The determined rope speed and the determined chain speed are compared with each other and based on the comparison result, a set value for the rope speed is determined. Thus, to keep the pull rope 14 taut, at a chain speed higher than the line speed, the set point for the rope speed is corrected upwards. For example, the chain speed increases when slipping the drive chains in the short term, since the chain drive suddenly less resistance is opposed. As a result, the ratio of the chain speed to the line speed changes, and the control unit 22 sets the rope speed command value upward. Then the drive motor 26 tries to increase the rope speed, which increases the tensile force in the rope. In this way, when slip occurs on the traction drive chains 16, the cable traction force is briefly increased in order to pull the runway care vehicle 10 over a critical point.

Die Zugkraft im Seil wird auf einen maximal zulässigen Wert begrenzt, um Beschädigungen des Seils zu vermeiden. Hierzu wird mittels eines Zugkraftsensors 30 die aktuell im Seil wirkende Kraft erfasst und ein entsprechender Wert an die Steuer- und Regeleinheit 22 übergeben. Wird innerhalb der Steuer- und Regeleinheit 22 festgestellt, dass die Zugkraft im Seil den maximal zulässigen Wert zu überschreiten droht, wird der Antriebsmotor 26 entsprechend angesteuert, um die Zugkraft im Seil zu verringern.The tensile force in the rope is limited to a maximum permissible value in order to avoid damaging the rope. For this purpose, the currently acting in the rope force is detected by means of a tension sensor 30 and passed a corresponding value to the control unit 22. If it is determined within the control and regulation unit 22 that the tensile force in the rope threatens to exceed the maximum permissible value, the drive motor 26 is driven accordingly in order to reduce the tensile force in the rope.

Schließlich kann die Steuer- und Regeleinheit 22 Eingangssignale von einem Navigationssystem 32 erhalten, mittels dem eine Fahrgeschwindigkeit des Pistenpflegefahrzeugs über Grund ermittelt wird. Beispielsweise ist mittels der Kombination mehrerer Navigations-Subsysteme, beispielsweise Satellitennavigation, terrestrische Peilnavigation und dergleichen, eine genaue Positionsbestimmung eines Pistenpflegefahrzeugs und damit eine genaue Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit über Grund möglich. Da auch das Zugseil 14 der Seilwinde 12 an unbeweglichen Punkten im Gelände befestigt wird, lassen sich die Fahrgeschwindigkeit über Grund und eine Seilgeschwindigkeit direkt vergleichen, ohne Schlupf berücksichtigen zu müssen.Finally, the control unit 22 can receive input signals from a navigation system 32, by means of which a ground speed of the snow grooming vehicle is determined. For example, by means of the combination of a plurality of navigation subsystems, for example satellite navigation, terrestrial Peilnavigation and the like, an accurate position determination of a Pistenpflegefahrzeugs and thus an accurate determination of the ground speed above ground possible. Since the pull rope 14 of the winch 12 is fixed at immovable points in the field, the speed of travel over ground and a rope speed can be compared directly without having to consider slip.

Claims (7)

  1. A process for controlling the cable winch of a ski-run maintenance vehicle (10) with the following steps:
    - acquiring a chain velocity or proportional variable for the drive chain velocity by means of a sensor (28),
    - acquiring a cable velocity or proportional variable for the cable velocity by means of a sensor (24),
    - comparing the acquired chain velocity and the acquired cable velocity or the proportional variable in a central open-loop and closed-loop control unit (22) and
    - determining a nominal value for the cable velocity or for the proportional variable by considering the comparative result for the cable winch control by means of the central open-loop and closed loop control unit (22).
  2. The process according to Claim 1 characterised in that when determining the nominal value, an acquired tensile force present in the cable and a presettable maximum value are considered for determining the tensile force.
  3. The process according to Claim 1 or 2 characterised in that a chain rotation speed and a cable-winch rotation speed are acquired.
  4. The process according to one of the preceding claims characterised in that the cable velocity or a variable proportional to the latter is acquired according to its magnitude and its direction relative to a direction of travel or relative to a longitudinal axis of the strip and slope maintenance vehicle (10).
  5. The process according to one of the preceding claims characterised in that when determining the nominal value, an ascending angle between the direction of travel or the vehicular longitudinal axis and the horizontal axis and a direction of cable velocity relative to the direction of travel is considered.
  6. The process for controlling the cable winch of a strip and slope maintenance vehicle according to one of the preceding claims, with the following steps:
    - acquiring a travel velocity of the strip and slope maintenance vehicle (10) over ground according to the direction and magnitude
    - acquiring a cable velocity according to the direction and magnitude or a variable proportional to the cable velocity
    - comparing the acquired travel velocity over ground and the acquired cable velocity or the proportional variable and
    - determining a nominal value for the cable velocity or the proportional variable by considering the comparative result for the cable winch.
  7. The ski-run maintenance vehicle with a cable winch (12) for executing the process according to one of the preceding claims, with means (28, 32) for acquiring a chain velocity, a variable proportional to the latter and/or a travel velocity over ground, means (24) for acquiring a cable velocity or a variable proportional to the latter, means (22) for comparing the acquired cable velocity and the acquired chain velocity or the variable proportional to the latter and/or the travel velocity over ground and means (22) for determining a nominal value for the cable velocity by considering the comparative result.
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