EP3070046A1 - Verfahren zur bestimmung der kippstabilität eines flurförderzeugs - Google Patents

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EP3070046A1
EP3070046A1 EP16158079.0A EP16158079A EP3070046A1 EP 3070046 A1 EP3070046 A1 EP 3070046A1 EP 16158079 A EP16158079 A EP 16158079A EP 3070046 A1 EP3070046 A1 EP 3070046A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
truck
values
hydraulic
lifting
tilting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP16158079.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dr. Kai Haake
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.)
STILL GmbH
Original Assignee
STILL GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STILL GmbH filed Critical STILL GmbH
Publication of EP3070046A1 publication Critical patent/EP3070046A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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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
    • B66F17/00—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
    • B66F17/003—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for fork-lift trucks

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the tipping stability of a truck.
  • the invention relates to a method for detecting the tipping stability of an industrial truck, such as a counterweight forklift, with a load handling device with hydraulic actuators, in particular hydraulic cylinders, wherein in the method by detecting the pressures in the hydraulic actuators acting by a load and / or lifting height forces and a tilting torque is determined by the latter, as well as with at least one further sensor for detecting one or more further parameter values of the industrial truck by a control device.
  • a tilting moment of an industrial truck, in particular of a counterweight forklift truck can be considered with respect to different tilting lines defined by the contact points of the wheels.
  • the most important of these tipping lines is the connecting line between the two points of contact of the front wheels on the front axle.
  • a known system in particular of counterbalanced forklifts, uses a weighing device for the determination of the load on the rear axle for measuring the overturning moment about the front axle.
  • the rear axle load is measured by, for example, the elastic deformation of components, in particular a change in length, according to Hook's law. This is done via strain gauges, which are attached to these components.
  • a tipping stability or tilting moments may be used, for example, displayed for a driver of a truck in a display device, if it can be assumed that these values are also valid.
  • the quality of the calculated or measured values for the tipping stability can be determined by a type of quality value which states whether the calculated values of the tipping stability are plausible with a sufficiently high probability.
  • the object is achieved in that in a method for detecting the tipping stability of a truck, in particular a forklift, with a load handling device with hydraulic actuators, in particular with hydraulic cylinders, wherein in the method by detecting the pressures in the hydraulic actuators by a load and and / or lift-acting forces and via this a tilting moment is determined, and with at least one further sensor for detecting one or more further parameter values of the truck by a control device, the control device from the further parameter values and the detected values a quality value for the detection of the tilting moment determines and, depending on the quality value, the overturning torque is qualified as inadmissible or provided with a safety margin, wherein by the parameter values plausible values for the hydraulic pressures and / or dynamic change the pressures are evaluated to form the quality value.
  • a method for determining the tilt stability is a safety system in which the calculated value for a tilting moment or the calculated tilting stability may only be used if it is a valid value is.
  • a bad quality value for example a false, in particular too low a value for the tipping stability
  • this can be indicated in the display.
  • the normally displayed value for the tilt stability can be completely hidden and a corresponding warning display can be displayed.
  • the quality value is determined by means of an underlying calculation model. A poor quality value can be determined by static and / or dynamic errors arise.
  • the load handling device may be a lifting mast.
  • the parameter values detect position states of the load handling device, in particular end stops of the hydraulic actuators, such as end stops of hydraulic cylinders.
  • a static error can occur if, in a lifting mast, the moving positions of the moving parts are such that an end position, for example, of inclination or lifting movement is achieved and thus part of the force is directly supported, but the corresponding opposing force is measured as pressure in the hydraulic actuator becomes. Positions of the lifting mast can be monitored here as further parameter values.
  • accelerations and / or speeds of the movements of the load handling device can be detected.
  • Dynamic errors are caused by pressure fluctuations and a pressure drop in the hydraulic system depending on the dynamics of movement and have in a first approximation a monotonously increasing course.
  • changes in the flow rates in a hydraulic system wave-shaped pressure fluctuations whose impact on the pressure sensors leads to errors that can be advantageously recognized by a poor quality value due to other parameters.
  • These may be waves due to reflections of the shock waves in the hydraulic system.
  • the behavior of the propagation of pressure fluctuations in a hydraulic system is also heavily dependent on elasticities of the hoses, pipes and their lengths. Frequency response or modeling is therefore difficult to create. The effects of such pressure fluctuations can only be taken into account with simple measuring means of the pressure sensors themselves.
  • limit values can be determined, in particular experimentally, from which values lie outside of tolerances and therefore a poor quality value must be assigned to the system.
  • it is possible to use as further parameter values for example the tilting angular acceleration of a lifting mast or a vehicle speed of the industrial truck.
  • the vehicle speed leads to that extent Pressure fluctuations, as potentially the movement of the truck on uneven ground to fluctuations due to the shocks, for example, when a raised load is supported on a mast via a hydraulic cylinder and the pressure of the hydraulic fluid.
  • the valve opening speed of the hydraulic actuator such as a lift cylinder or tilt cylinder, as well as a speed of a pressure supply of the hydraulic system can also be used as another parameter.
  • corresponding sensors for both electrically operated and manual valves already exist and can therefore be used inexpensively for these purposes.
  • It can be detected as parameter values changes and / or a size of a valve opening of a hydraulic valve, by which a hydraulic actuator is controlled.
  • the poor quality value in the case of a poor quality value, is retained in each case because of dynamic changes in the pressures by a timing function for a follow-up time.
  • the timing function can be used to achieve a follow-up time in which the poor quality value still applies.
  • a decay of vibrations or pressure vibrations can be ensured, which have led to the poor quality value.
  • ergonomics so that, for example, in an optical display of the tilt stability in a display device in the border region it comes to fewer fluctuations and a lower flicker of the display.
  • the overturning moment is displayed in a display device for a driver of the industrial truck and, in the case of a rating as not permissible, no display takes place.
  • the use of the calculated value for the tipping stability can take the form of a warning to a driver, for example visually or acoustically. It is also possible to record the utilization of the truck and the loads, for example, a lifting mast to represent the tipping stability in a display device, as well as the load and the load arm. This ad can take the form of a Traglastdiagramms done with a representation of the driving state and / or lifting state. In addition, it is also possible to perform interventions in the dynamics of the truck as part of a vehicle control, such as a reduction of the vehicle speed, acceleration and also the speed of movement and accelerations of the functions of a mast.
  • the sensed pressures may include one or more of the following: lift pressure of a lift cylinder, Tilting pressure of a tilt cylinder on a rod side and / or Tilting pressure of a tilting cylinder on a ground side.
  • a Hubschersensor By a Hubviksensor the measurement of the load pressure can be detected, for example, when using a hydraulic cylinder as a hydraulic actuator, when the mitebehobenen weight fractions of a load receiving device or a lifting mast are excluded.
  • an additional lifting height sensor or sensor for the lifting stage of a lifting mast which can be extended in several mast shots, a more accurate measurement can be carried out in particular with lifting masts with a free lift.
  • the inclination of a lifting mast or a load receiving device is usually determined by a hydraulic tilting cylinder, which has a bottom side and a rod side with different effective areas, as long as no synchronizing cylinder is used. Through the two sides of the piston of the tilting cylinder, which are under pressure, the mast is set in its inclination in both directions of movement.
  • parameter values detected by at least one further sensor include one or more of the following: acceleration values of inertial sensors on a lift mast, acceleration values of inertial sensors on a fork carriage, acceleration values of inertial sensors of the industrial truck in one or more of the three translational directions, acceleration values inertial sensors of the truck in one or more of the three rotational directions, a temperature of a hydraulic fluid, a flow rate of a hydraulic fluid, a lifting height of a load receiving means of the load handling device, a step value of a stroke level sensor of a lifting mast with one or more extension stages, an inclination angle of a lifting mast, an angle of inclination of the truck, a travel speed of the truck, a steering angle of the truck, a steering speed of the truck, a valve opening of the hydraulic actuator, a valve opening speed of the hydraulic actuator and / or a degree of wear of a tire of the truck.
  • a simplified solution here is the detection of an absolute position, for example, the tilt angle or a lifting height with subsequent differentiation by time.
  • the temperature of the hydraulic fluid or an oil temperature sensor can compensate for measuring errors of the pressure sensors during operation and calibration in the production of the truck.
  • the flow rate of a hydraulic fluid also allows the measurement of a dynamic pressure drop in a hydraulic circuit. This is particularly important when multiple hydraulic consumers are used simultaneously and the flow rate, for example, can not be determined from a pump speed. If, for example, a step transition of a lifting mast can not be detected accurately enough, this does not allow any conclusions as to the flow rate.
  • a lifting height in a lifting height sensor or additionally a step sensor makes it possible to detect the reaching of an end stop. In such a state, for example, supports a mast shot in the end stop on the steel structure and from the hydraulic pressure can not be closed to the actual load.
  • the tilt sensor for the entire truck detects a vehicle inclination, which may be caused by the ground inclination, tire wear, tire elasticity and / or a deflection.
  • the driving speed of the truck in turn affects the unevenness of the ground and resulting vibrations of the entire vehicle to the pressure in the hydraulic system.
  • a valve opening sensor for determining the valve opening and / or valve opening speed, the flow can be determined as an alternative to the determination of the hydraulic flow via the delivery rate of the hydraulic pump.
  • the speed and / or acceleration of the truck is reduced by the control device when an allowable overturning torque is exceeded.
  • the movement range and / or the movement speeds of the load handling device can be limited by the control device when an allowable tilting torque is exceeded, in particular a lifting height, inclination, lifting speed and / or tilting speed of a lifting mast.
  • the truck is a counterbalance forklift with a mast.
  • an automatic identification unit for a lifting mast and / or an attachment which automatically transfers parameter values when it is mounted on an industrial truck. This allows a more accurate determination of the overturning moment, in particular a zero display in a truck with lowered load-carrying means and be set without load, since the weights and moments of the implements or a respective embodiment of the mast can be considered.
  • a further restriction of the possibilities of movement and action of the attachments and / or of the lifting mast is conceivable for ergonomic reasons, in particular beyond a degree that would be physically necessary to force a still controllable load handling.
  • Such an automatic identification system may provide that paired devices are provided on both the mast or implement, as well as on the truck.
  • the Fig. 1 shows schematically in a diagram the sequence of the method according to the invention.
  • a control device 1 receives the value of a tilting cylinder valve port 2, a lift cylinder valve port 3, and a flow rate of a hydraulic fluid 4 and a temperature of the hydraulic fluid 5.
  • the control device 1 also receives a lift pressure 6, a pitch pressure on a bottom side 7, a pitch pressure on a Rod side 8, the values of a Hub Whyn sensor 9, the values of a Hubmonynsensors 10, values of inertial sensors 11 of the mast, a tilt angle 12 of the mast, values of Inertialsensoren 13 of the truck, an absolute tilt angle 14 of the truck, a steering angle 15 and a vehicle speed 16 supplied ,
  • the control device 1 still requires a time signal 17 and mast parameters 18, other vehicle parameters 19 and information 20 from an identification device for the mast and / or attachments.
  • the calculated value for a tilting moment is used for further processing 21, which in use is used as the value for the tilting stability 22, as the value for the load 23, as the value for a load arm 24, for restricting vehicle speed and / or vehicle accelerations, for limiting 26 Movement speeds and / or accelerations of the mast of, for the formation of a load-bearing diagram 27, for warnings 28 or for other 29 may exist.
  • the Fig. 2 schematically shows a further aspect of the method according to the invention, in which is determined schematically by forming a quality value, whether a display 30 of a tilt stability is performed or the value is considered invalid.
  • a parameter value for the mast tilt 31 it is first determined by means of a lower constant 32 and an upper constant 33 whether the values lie in a permitted range.
  • an absolute value 35 of the acceleration of the mast tilt is formed and compared with a maximum permissible value 36.
  • an absolute value of the lifting speed 39 is formed for a stroke value 37 by differentiating 38 and compared with a maximum permissible constant value 40.
  • a speed value 41 is compared with a maximum allowable constant value 42.
  • a quality value is assumed after which a display 30 of the tipping stability is not permitted.
  • the assessment based on the quality value is regularly reset and made again. This will ensure that the dump stability indicator 30 will only occur when a legal value is displayed.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Erfassung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Gegengewichtsgabelstaplers, mit einer Lasthandhabungsvorrichtung mit hydraulischen Aktuatoren, insbesondere Hydraulikzylindern, wobei bei dem Verfahren durch Erfassen der Drücke (6,7,8) in den hydraulischen Aktuatoren die durch eine Last und/oder Hubhöhe (37) wirkenden Kräfte und über diese ein Kippmoment bestimmt wird, sowie mit mindestens einem weiteren Sensor zur Erfassung von einem oder mehreren weiteren Parameterwerten des Flurförderzeugs durch eine Steuerungsvorrichtung (1), bestimmt die Steuerungsvorrichtung (1) aus den weiteren Parameterwerten sowie den erfassten Werten einen Gütewert für die Erfassung des Kippmoments und qualifiziert abhängig von dem Gütewert das Kippmoment als nicht zulässig oder versieht dieses mit einem Sicherheitszuschlag, wobei durch die Parameterwerte plausible Werte für die hydraulischen Drücke (6,7,8) und/oder dynamische Veränderungen der Drücke (6,7,8) zur Bildung des Gütewertes bewertet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs, etwa eines Gegengewichtgabelstaplers, mit einer Lasthandhabungsvorrichtung mit hydraulischen Aktuatoren, insbesondere Hydraulikzylindern, wobei bei dem Verfahren durch Erfassen der Drücke in den hydraulischen Aktuatoren die durch eine Last und/oder Hubhöhe wirkenden Kräfte und über diese ein Kippmomente bestimmt wird, sowie mit mindestens einem weiteren Sensor zur Erfassung von einem oder mehreren weiteren Parameterwerten des Flurförderzeugs durch eine Steuerungsvorrichtung.
  • Flurförderfahrzeuge mit einem Hubgerüst zum Anheben von Lasten werden mit unterschiedlichen Tragfähigkeiten hergestellt. Die Tragfähigkeit und insbesondere die maximale Traglast des Flurförderzeuges werden dabei über das Traglastdiagramm angegeben, in das sowohl der Lastabstand einer Last zu dem Hubgerüst wie auch die Hubhöhe einbezogen werden. So kann dem Traglastdiagramm entnommen werden, dass eine Last X bei einem Lastabstand Y bis zu der Höhe Z angehoben werden darf.
  • Diese Werte sind jedoch nur für Eckpunkte des Traglastdiagramms, wie zum Beispiel bestimmte Lasten, angegeben und vom Fahrer müssen die Werte für die aktuelle Situation etwa durch das Ablesen von Liniendiagrammen des Traglastdiagramms interpoliert werden. Häufig sind dem Fahrer die Last, der Lastschwerpunkt sowie die Hubhöhe nicht bekannt, so dass er die Stabilität des Flurförderzeugs nur schätzen kann.
  • Zur Unterstützung des Fahrers sind Systeme zur Messung und Anzeige der aktuellen Last bzw. der aktuellen Hubhöhe bekannt. Durch die Anzeige dieser Werte kann der Fahrer die Resttragfähigkeit des Flurförderzeugs besser, aber immer noch nicht genau bestimmen, da ihm die Lage des Schwerpunkts nicht bekannt ist und er die Angaben in dem Traglastdiagramm interpolieren muss.
  • Ein Kippmoment eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Gegengewichtsgabelstaplers, kann in Bezug auf verschiedene Kipplinien, die durch die Aufstandspunkte der Räder festgelegt werden, betrachtet werden. Die wichtigste dieser Kipplinien stellt die Verbindungslinie der beiden Aufstandspunkte der Vorderräder an der Vorderachse dar. Ein bekanntes System im Bereich insbesondere von Gegengewichtsgabelstaplern nutzt zur Messung des Kippmoments um die Vorderachse eine Wiegeeinrichtung für die Bestimmung der Last auf der Hinterachse. Dabei wird die Hinterachslast über beispielsweise die elastische Verformung von Bauelementen, insbesondere eine Längenänderung, nach dem Hookschen-Gesetz gemessen. Dies geschieht etwa über Dehnungsmessstreifen, die an diesen Bauelementen angebracht sind.
  • Es ist auch bekannt, bei hydraulisch betätigten Hub- und Neigevorrichtungen für die Lastaufnahmevorrichtung an einem Mast das auffliegende Lastgewicht bzw. ein Kippmoment durch Erfassung der hydraulischen Drücke in dem System, beispielsweise in einem Hubzylinder oder auf den beiden Seiten eines doppelt wirkenden Neigezylinders zu erfassen.
  • Dabei treten jedoch Probleme durch statische und dynamische Fehler auf. In Zuständen des Systems, bei denen die äußeren Kräfte der Last bzw. des Mastes nicht vollständig über hydraulische Zylinder als Betätigungsvorrichtungen abgestützt werden, sondern beispielsweise ein Teil der Kräfte von der Struktur aufgenommen wird, insbesondere in dem Fall, dass einer der Zylinder an einem Endanschlag anliegt, entstehen statische Fehler.
  • Aus Sicherheitsgründen dürfen jedoch nur Werte für eine Kippstabilität bzw. Kippmomente verwendet werden, beispielsweise für einen Fahrer eines Flurförderzeugs in einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, wenn davon ausgegangen werden kann, dass diese Werte auch gültig sind. Die Qualität der berechneten oder gemessenen Werte für die Kippstabilität kann dabei durch eine Art Gütewert bestimmt werden, der aussagt ob mit einer hinreichend großen Wahrscheinlichkeit die berechneten Werte der Kippstabilität plausibel sind.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs zur Verfügung zu stellen, mit dem die Kippstabilität des Flurförderzeugs möglichst genau erfasst werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erfassung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zur Erfassung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Gabelstaplers, mit einer Lasthandhabungsvorrichtung mit hydraulischen Aktuatoren, insbesondere mit Hydraulikzylindern, wobei bei dem Verfahren durch Erfassen der Drücke in den hydraulischen Aktuatoren die durch eine Last und/oder Hubhöhe wirkenden Kräfte und über diese ein Kippmoment bestimmt wird, sowie mit mindestens einem weiteren Sensor zur Erfassung von einem oder mehreren weiteren Parameterwerten des Flurförderzeugs durch eine Steuerungsvorrichtung, die Steuerungsvorrichtung aus den weiteren Parameterwerten sowie den erfassten Werten einen Gütewert für die Erfassung des Kippmoments bestimmt und abhängig von dem Gütewert das Kippmoment als nicht zulässig qualifiziert oder mit einem Sicherheitszuschlag versieht, wobei durch die Parameterwerte plausible Werte für die hydraulischen Drücke und/oder dynamische Veränderungen der Drücke zur Bildung des Gütewertes bewertet werden.
  • Durch das Verfahren kann vorteilhaft das Problem gelöst werden, dass es sich bei einem Verfahren zur Bestimmung der Kippstabilität um ein Sicherheitssystem handelt, bei dem der errechnete Wert für ein Kippmoment bzw. die berechnete Kippstabilität nur verwendet werden darf, wenn es sich um einen gültigen Wert handelt. Beispielsweise bei einer Anzeige in einer Anzeigevorrichtung für einen Fahrer kann bei einem schlechten Gütewert, etwa einem falschen, insbesondere zu geringen Wert für die Kippstabilität, dies in der Anzeige kenntlich gemacht werden. Beispielsweise kann der normalerweise angezeigte Wert für die Kippstabilität vollständig ausgeblendet werden und eine entsprechende Warnanzeige dargestellt werden. Alternativ ist es auch möglich, einen Wert mit einem Sicherheitszuschlag anzuzeigen, der unter der Annahme ungünstigster Werte (Worst Case) bestimmt wird. Anhand der weiteren Parameter wird der Gütewert bestimmt mithilfe eines zugrunde gelegten Berechnungsmodells. Ein schlechter Gütewert kann dabei durch statische und/oder dynamische Fehler entstehen. Die Lasthandhabungsvorrichtung kann dabei ein Hubmast sein.
  • Vorteilhaft erfassen die Parameterwerte Positionszustände der Lasthandhabungsvorrichtung, insbesondere Endanschläge der hydraulischen Aktuatoren, etwa Endanschläge von Hydraulikzylindern.
  • Ein statischer Fehler kann entstehen, wenn bei einem Hubmast die Bewegungspositionen der beweglichen Teile so sind, dass eine Endposition beispielsweise der Neigung oder einer Hubbewegung erreicht wird und somit ein Teil der Kraft direkt abgestützt wird, jedoch die entsprechende Gegenkraft als Druck in dem hydraulischen Aktuator gemessen wird. Hier können als weitere Parameterwerte Positionen des Hubmastes überwacht werden.
  • Durch die Parameterwerte können Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten der Bewegungen der Lasthandhabungsvorrichtung erfasst werden.
  • Dynamische Fehler entstehen durch Druckschwankungen und einen Druckabfall im Hydrauliksystem abhängig von der Bewegungsdynamik und besitzen in erster Näherung einen monoton steigenden Verlauf. Zusätzlich breiten sich bei Änderungen der Durchflussmengen in einem Hydrauliksystem wellenförmig Druckschwankungen aus, deren Auswirkung auf die Drucksensoren zu Fehlern führt, die vorteilhaft über einen schlechten Gütewert aufgrund weiterer Parameter erkannt werden können. Dies können durch Reflexionen der Stoßwellen stehende Wellen in dem Hydrauliksystem sein. Das Verhalten der Ausbreitung von Druckschwankungen in einem Hydrauliksystem ist auch stark abhängig von Elastizitäten der Schläuche, Leitungen sowie deren Längen. Ein Frequenzverlauf oder eine Modellierung ist daher nur schwer zu erstellen. Die Auswirkungen solcher Druckschwankungen können mit einfachen Messmitteln der Drucksensoren selbst nur schwer berücksichtigt werden. Es können jedoch Grenzwerte bestimmt werden, insbesondere experimentell, ab denen Werte außerhalb von Toleranzen liegen und daher ein schlechter Gütewert dem System zugeordnet werden muss. Insbesondere können zur Bestimmung eines Gütewerts im Hinblick auf dynamische Fehler als weitere Parameterwerte, beispielsweise die Neigewinkelbeschleunigung eines Hubmastes oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Flurförderzeugs herangezogen werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit führt insofern zu Druckschwankungen, da potenziell die Bewegung des Flurförderzeugs auf unebenem Untergrund zu Schwankungen aufgrund der Erschütterungen führt, wenn etwa eine angehobener Last an einem Hubmast über einen Hydraulikzylinder und den Druck des Hydraulikfluid abgestützt ist. Die Ventilöffnungsgeschwindigkeit des hydraulischen Aktuators, etwa eines Hubzylinders oder Neigezylinders, ebenso wie eine Drehzahl einer Druckversorgung des Hydrauliksystems kann ebenso als weiterer Parameter eingesetzt werden. Oftmals sind entsprechende Sensoren sowohl für elektrisch betätigte als auch für manuelle Ventile bereits vorhanden und können daher kostengünstig für diese Zwecke verwendet werden.
  • Es können als Parameterwerte Änderungen und/oder eine Größe einer Ventilöffnung eines Hydraulikventils erfasst werden, durch das ein hydraulischer Aktuator angesteuert wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einem schlechten Gütewert wegen dynamischer Veränderungen der Drücke durch eine Timingfunktion für eine Nachlaufzeit der schlechte Gütewert in jedem Fall beibehalten.
  • Sowohl bei statischen Fehlern wie auch bei dynamischen Fehlern kann durch die Timingfunktion eine Nachlaufzeit erreicht werden, in der noch der schlechte Gütewert gilt. Dadurch kann ein Abklingen von Schwingungen bzw. Druckschwingungen sichergestellt werden, die zu dem schlechten Gütewert geführt haben. Weiterhin ergibt sich auch eine Verbesserung der Ergonomie, so dass beispielsweise bei einer optischen Anzeige der Kippstabilität in einer Anzeigevorrichtung im Grenzbereich es zu weniger Schwankungen und einem geringeren Flackern der Anzeige kommt.
  • Vorteilhaft wird das Kippmoment in einer Anzeigevorrichtung für einen Fahrer des Flurförderzeugs angezeigt und bei einer Bewertung als nicht zulässig erfolgt keine Anzeige.
  • Die Nutzung des errechneten Wertes für die Kippstabilität kann in Form von einer Warnung für einen Fahrer, beispielsweise visuell oder akustisch, erfolgen. Es ist auch möglich, die Auslastung des Flurförderzeugs und die Belastungen beispielsweise eines Hubmastes aufzuzeichnen, die Kippstabilität in einer Anzeigevorrichtung darzustellen, ebenso wie die Last und den Lastarm. Diese Anzeige kann in Form eines Traglastdiagramms mit einer Darstellung des Fahrzustands und/oder Hubzustandes erfolgen. Darüber hinaus ist es auch möglich, im Rahmen einer Fahrzeugsteuerung Eingriffe in die Dynamik des Flurförderzeugs durchzuführen, wie beispielsweise eine Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit, der Beschleunigung und ebenso der Bewegungsgeschwindigkeit sowie Beschleunigungen der Funktionen eines Hubmastes.
  • Die erfassten Drücke können einen oder mehreren Werte der folgenden umfassen: Hubdruck eines Hubzylinders,
    Neigedruck eines Neigezylinders auf einer Stangenseite und/oder
    Neigedruck eines Neigezylinders auf einer Bodenseite.
  • Durch einen Hubdrucksensor kann die Messung des Lastdrucks beispielsweise bei Verwendung eines Hydraulikzylinders als hydraulischem Aktuator erfasst werden, wenn die mitangehobenen Gewichtsanteile einer Lastaufnahmevorrichtung bzw. eines Hubmastes herausgerechnet werden. Durch einen zusätzlichen Hubhöhensensor bzw. Sensor für die Hubstufe eines in mehreren Mastschüssen ausfahrbaren Hubmastes kann insbesondere bei Hubmasten mit einem Freihub eine genauere Messung erfolgen. Die Neigung eines Hubmastes bzw. einer Lastaufnahmevorrichtung wird zumeist durch einen hydraulischen Neigezylinder festgelegt, der eine Bodenseite und eine Stangenseite mit unterschiedlichen wirksamen Flächen aufweist, soweit kein Gleichlaufzylinder eingesetzt wird. Durch die beiden Seiten des Kolbens des Neigezylinders, die unter Druck stehen, wird der Hubmast in seiner Neigung in beiden Bewegungsrichtungen festgelegt.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens umfassen durch mindestens einen weiteren Sensor erfasste Parameterwerte einen oder mehreren Werte der folgenden: Beschleunigungswerte von Inertialsensoren an einem Hubmast, Beschleunigungswerte von Inertialsensoren an einem Gabelträger, Beschleunigungswerte von Inertialsensoren des Flurförderzeugs in einer oder mehreren der drei translatorischen Richtungen, Beschleunigungswerte von Inertialsensoren des Flurförderzeugs in einer oder mehreren der drei rotatorischen Richtungen,
    eine Temperatur eines Hydraulikfluids,
    eine Durchflussmenge eines Hydraulikfluids,
    eine Hubhöhe eines Lastaufnahmemittels der Lasthandhabungsvorrichtung,
    einen Stufenwert eines Hubstufensensors eines Hubmastes mit einer oder mehreren Ausfahrstufen,
    einen Neigungswinkel eines Hubmastes,
    einen Neigungswinkel des Flurförderzeugs,
    eine Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs,
    einen Lenkwinkel des Flurförderzeugs,
    eine Lenkgeschwindigkeit des Flurförderzeugs,
    eine Ventilöffnung des hydraulischen Aktuators,
    eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des hydraulischen Aktuators und/oder
    ein Verschleißmaß einer Bereifung des Flurförderzeugs.
  • Durch die Inertialsensoren können dynamische Kraftkomponenten, die durch Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Flurförderzeugs selbst wie auch die Bewegungen eines Hubmastes entstehen, berücksichtigt werden. Eine vereinfachte Lösung ist hier die Erfassung einer absoluten Position, beispielsweise der des Neigewinkels oder einer Hubhöhe mit anschließender Differentiation nach der Zeit. Durch die Temperatur des Hydraulikfluids bzw. einen Öltemperatursensor kann eine Kompensation von Messfehlern der Drucksensoren während des Betriebs erfolgen und eine Kalibrierung bei der Produktion des Flurförderzeugs. Die Durchflussmenge eines Hydraulikfluids ermöglicht auch die Messung eines dynamischen Druckabfalls in einem Hydraulikkreis. Dies ist besonders wichtig, wenn mehrere hydraulische Verbraucher gleichzeitig benutzt werden und die Durchflussmenge beispielsweise nicht aus einer Pumpendrehzahl bestimmt werden kann. Wenn etwa ein Stufenübergang eines Hubmastes nicht genau genug erfasst werden kann, ermöglicht dies keinen Rückschluss auf die Durchflussmenge. Die Erfassung einer Hubhöhe in einem Hubhöhensensor bzw. zusätzlich ein Stufensensor ermöglicht es, das Erreichen eines Endanschlages zu erfassen. In einem solchen Zustand stützt sich beispielsweise ein Mastschuss im Endanschlag an der Stahlkonstruktion ab und aus dem hydraulischen Druck kann nicht auf die tatsächliche Last geschlossen werden. Gleiches gilt in Bezug auf einen Neigungssensor eines Hubmastes. Der Neigungssensor für das gesamte Flurförderzeug erfasst eine Fahrzeugneigung, die durch die Bodenneigung, Reifenabrieb, Reifenelastizität und/oder eine Einfederung verursacht sein kann. Durch eine Erfassung des Lenkwinkels wie auch einer Lenkbeschleunigung kann eine hiermit verbundene Aufteilung des Hydraulikfluidstroms durch eine hydraulische Lenkung berücksichtigt werden. Die Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs wiederum wirkt sich über Unebenheiten des Untergrunds und resultierende Schwingungen des gesamten Fahrzeugs auf den Druck in dem hydraulischen System aus. Durch einen Ventilöffnungssensor zur Bestimmung der Ventilöffnung und/oder Ventilöffnungsgeschwindigkeit kann alternativ zu der Bestimmung des Hydraulikflusses über die Fördermenge der Hydraulikpumpe der Durchfluss bestimmt werden. Bei entsprechender Auslegung können so auch Drücke und Stöße in dem System erfasst werden, bei denen die direkte Beziehung zwischen Druck, wirkenden Kräften und einem eventuell Einfluss auf das Kippmoment bzw. die Kippstabilität nicht gegeben ist und beispielsweise eine Warnanzeige daher ausgeblendet werden kann.
  • Vorteilhaft wird durch die Steuerungsvorrichtung bei Überschreiten eines zulässigen Kippmoments die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Flurförderzeugs reduziert.
  • Es können durch die Steuerungsvorrichtung bei Überschreiten eines zulässigen Kippmoments der Bewegungsbereich und/oder die Bewegungsgeschwindigkeiten der Lasthandhabungsvorrichtung beschränkt werden, insbesondere eine Hubhöhe, Neigung, Hubgeschwindigkeit und/oder Neigegeschwindigkeit eines Hubmastes.
  • Vorteilhaft ist das Flurförderzeug ein Gegengewichtsgabelstapler mit einem Hubmast.
  • Es ist möglich, für einen Hubmast und/oder ein Anbaugerät eine automatische Identifizierungseinheit vorzusehen, die bei deren Montage an einem Flurförderzeug automatisch Parameterwerte übergibt. Dadurch kann eine genauere Bestimmung des Kippmoments erfolgen, insbesondere eine Nullanzeige bei einem Flurförderzeug mit abgesenkten Lastaufnahmemittel und ohne Last eingestellt werden, da die Gewichte und Momente der Anbaugeräte bzw. einer jeweiligen Ausführung des Hubmastes berücksichtigt werden können. Darüber hinaus ist auch eine weiter gehende Beschränkung der Bewegungs- und Aktionsmöglichkeiten der Anbaugeräte und/oder des Hubmastes denkbar aus ergonomischen Gründen, insbesondere über ein Maß hinaus, das physikalisch erforderlich wäre, um ein noch kontrollierbares Lasthandling zu erzwingen. Ein solches System für eine automatische Identifizierung kann vorsehen, dass sowohl auf dem Hubmast bzw. dem Anbaugerät, wie auch auf dem Flurförderzeug paarweise zusammenwirkende Vorrichtungen vorgesehen sind.
  • Es ist auch denkbar, Eigenschaften der Bereifung eines Flurförderzeugs in die Berechnung des Kippmoments bzw. Gütewerts als weiteren Parameterwert einfließen zu lassen.
  • Es ist möglich, zur Vereinfachung mit reduzierter Genauigkeit auch mit einer Untermenge der zuvor beschriebenen weiteren Parameter bzw. Sensorwerten einen Gütewert zu bestimmen. Mögliche denkbare bzw. erforderliche Kombinationen zwischen Sensorwerten, deren Verwendung sowie der Erforderlichkeit für unterschiedlich genaue Systeme, zeigen die nachfolgenden drei Tabellen für das Beispiel eines Gegengewichtsgabelstaplers.
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
    Figure imgb0007
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt
    • Fig. 1
    schematisch in einem Diagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    Fig. 2
    schematisch einen weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die Fig. 1 zeigt schematisch in einem Diagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine Steuerungsvorrichtung 1 erhält den Wert einer Neigezylinderventilöffnung 2, eine Hubzylinderventilöffnung 3, sowie eine Durchflussmenge eines Hydraulikfluid 4 und eine Temperatur des Hydraulikfluids 5. Als weitere Parameterwerte werden der Steuerungsvorrichtung 1 auch ein Hubdruck 6, ein Neigedruck auf einer Bodenseite 7, ein Neigedruck auf einer Stangenseite 8, die Werte eines Hubhöhensensors 9, die Werte eines Hubstufensensors 10, Werte von Inertialsensoren 11 des Hubmastes, ein Neigewinkel 12 des Hubmastes, Werte von Inertialsensoren 13 des Flurförderzeugs, ein absoluter Neigewinkel 14 des Flurförderzeugs, ein Lenkwinkel 15 und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 16 zugeführt. Für die Berechnungen benötigt die Steuerungsvorrichtung 1 noch ein Zeitsignal 17 sowie Hubmastparameter 18, sonstige Fahrzeugparameter 19 und Informationen 20 aus einer Identifikationsvorrichtung für den Hubmast und/oder Anbaugeräte.
  • Mit dem errechneten Wert für ein Kippmoment erfolgt eine Weiterverarbeitung 21, die in einer Nutzung als Wert für die Kippstabilität 22, als Wert für die Last 23, als Wert für einen Lastarm 24, zur Beschränkung 25 von Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugbeschleunigungen, zur Beschränkung 26 von Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen des Hubmast des, für die Bildung eines Traglastdiagramms 27, für Warnhinweise 28 oder für Sonstiges 29 bestehen kann.
  • Die Fig. 2 zeigt schematisch einen weiteren Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem schematisch durch Bildung eines Gütewert festgelegt wird, ob eine Anzeige 30 einer Kippstabilität erfolgt oder der Wert als ungültig betrachtet wird. Bei einem Parameterwert für die Mastneigung 31 wird mithilfe einer unteren Konstante 32 sowie einer oberen Konstante 33 zunächst bestimmt, ob die Werte in einem erlaubten Bereich liegen. Weiterhin wird durch zweimaliges Differenzieren 34 nach der Zeit ein Absolutbetrag 35 der Beschleunigung der Mastneigung gebildet und mit einem maximal zulässigen Wert 36 verglichen.
  • Ebenso wird für einen Hubwert 37 durch Differenzieren 38 ein Absolutbetrag der Hubgeschwindigkeit 39 gebildet und mit einem maximal zulässigen Konstantwert 40 verglichen. Schließlich wird ein Geschwindigkeitswert 41 mit einem maximal zulässigen Konstantwert 42 verglichen.
  • Ist einer der zuvor beschriebenen Werte in einem unzulässigen Bereich, wird ein Gütewert angenommen, nach dem eine Anzeige 30 der Kippstabilität nicht zulässig ist. Abhängig von einem Zähler 43 mit einer Zeitkonstante 44 wird die Beurteilung anhand des Gütewerts regelmäßig zurückgesetzt und erneut vorgenommen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anzeige 30 der Kippstabilität nur erfolgt, wenn ein zulässiger Wert angezeigt wird.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Erfassung der Kippstabilität eines Flurförderzeugs, insbesondere eines Gegengewichtsgabelstaplers, mit einer Lasthandhabungsvorrichtung mit hydraulischen Aktuatoren, insbesondere Hydraulikzylindern, wobei bei dem Verfahren durch Erfassen der Drücke (6,7,8) in den hydraulischen Aktuatoren die durch eine Last und/oder Hubhöhe (37) wirkenden Kräfte und über diese ein Kippmoment bestimmt wird, sowie mit mindestens einem weiteren Sensor zur Erfassung von einem oder mehreren weiteren Parameterwerten des Flurförderzeugs durch eine Steuerungsvorrichtung (1),
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuerungsvorrichtung (1) aus den weiteren Parameterwerten sowie den erfassten Werten einen Gütewert für die Erfassung des Kippmoments bestimmt und abhängig von dem Gütewert das Kippmoment als nicht zulässig qualifiziert oder mit einem Sicherheitszuschlag versieht, wobei durch die Parameterwerte plausible Werte für die hydraulischen Drücke (6,7,8) und/oder dynamische Veränderungen der Drücke (6,7,8) zur Bildung des Gütewertes bewertet werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Parameterwerte Positionszustände der Lasthandhabungsvorrichtung erfassen, insbesondere Endanschläge der hydraulischen Aktuatoren, etwa Endanschläge von Hydraulikzylindern.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Parameterwerte Beschleunigungen (35) und/oder Geschwindigkeiten (39) der Bewegungen der Lasthandhabungsvorrichtung erfasst werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Parameterwerte Änderungen und/oder eine Größe einer Ventilöffnung (2,3) eines Hydraulikventils erfasst werden, durch das ein hydraulischer Aktuator angesteuert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei einem schlechten Gütewert wegen dynamischer Veränderungen der Drücke durch eine Timingfunktion für eine Nachlaufzeit der schlechte Gütewert in jedem Fall beibehalten wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Kippmoment in einer Anzeigevorrichtung (30) für einen Fahrer des Flurförderzeugs angezeigt wird und bei einer Bewertung als nicht zulässig keine Anzeige erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erfassten Drücke (6,7,8) einen oder mehreren Werte der folgenden umfassen:
    Hubdruck (6) eines Hubzylinders,
    Neigedruck (8) eines Neigezylinders auf einer Stangenseite und/oder
    Neigedruck (7) eines Neigezylinders auf einer Bodenseite.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch mindestens einen weiteren Sensor erfasste Parameterwerte einen oder mehreren Werte der folgenden umfassen:
    Beschleunigungswerte von Inertialsensoren (11) an einem Hubmast,
    Beschleunigungswerte von Inertialsensoren an einem Gabelträger,
    Beschleunigungswerte von Inertialsensoren (13) des Flurförderzeugs in einer oder mehreren der drei translatorischen Richtungen,
    Beschleunigungswerte von Inertialsensoren (13) des Flurförderzeugs in einer oder mehreren der drei rotatorischen Richtungen,
    eine Temperatur eines Hydraulikfluids (5),
    eine Durchflussmenge eines Hydraulikfluids (4),
    eine Hubhöhe (9,37) eines Lastaufnahmemittels der Lasthandhabungsvorrichtung,
    einen Stufenwert (10) eines Hubstufensensors eines Hubmastes mit einer oder mehreren Ausfahrstufen,
    einen Neigungswinkel (12,31) eines Hubmastes,
    einen Neigungswinkel (14) des Flurförderzeugs,
    eine Fahrgeschwindigkeit (16,41) des Flurförderzeugs,
    einen Lenkwinkel (15) des Flurförderzeugs,
    eine Lenkgeschwindigkeit des Flurförderzeugs,
    eine Ventilöffnung (2,3) des hydraulischen Aktuators,
    eine Ventilöffnungsgeschwindigkeit des hydraulischen Aktuators und/oder
    ein Verschleißmaß einer Bereifung des Flurförderzeugs.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuerungsvorrichtung bei Überschreiten eines zulässigen Kippmoments die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Flurförderzeugs reduziert wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass durch die Steuerungsvorrichtung bei Überschreiten eines zulässigen Kippmoments der Bewegungsbereich und/oder die Bewegungsgeschwindigkeiten der Lasthandhabungsvorrichtung beschränkt werden, insbesondere eine Hubhöhe, Neigung, Hubgeschwindigkeit und/oder Neigegeschwindigkeit eines Hubmastes.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Flurförderzeug ein Gegengewichtsgabelstapler mit einem Hubmast ist.
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