EP4615713A1 - Verfahren zum betreiben einer anlage mit fahrzeug und anlage zur durchführung eines solchen verfahrens - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer anlage mit fahrzeug und anlage zur durchführung eines solchen verfahrens

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Publication number
EP4615713A1
EP4615713A1 EP23790676.3A EP23790676A EP4615713A1 EP 4615713 A1 EP4615713 A1 EP 4615713A1 EP 23790676 A EP23790676 A EP 23790676A EP 4615713 A1 EP4615713 A1 EP 4615713A1
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EP
European Patent Office
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value
drive
controller
torque distribution
front wheel
Prior art date
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Pending
Application number
EP23790676.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Albert HUTZL
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a system with a vehicle and a system for carrying out such a method.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a smooth driving through a curve by means of a vehicle, in particular by means of a curve-capable storage and retrieval machine.
  • the object is achieved in the method according to the features specified in claim 1 and in the system according to the features specified in claim 12.
  • the method is provided for operating a system with a vehicle, in particular a rail vehicle, in particular a storage and retrieval machine that can navigate curves, in particular wherein the method is a method for controlling the longitudinal movement of a rail-bound storage and retrieval machine that is driven by at least two drive wheels that are guided on a common rail at a distance from one another in the direction of travel, namely by a front wheel and a rear wheel, in particular wherein a time-dependent course of target positions for the vehicle is specified, wherein the vehicle is moved along a trajectory in the system with a front wheel driven by a first drive operated in speed control and a rear wheel driven by a second drive operated in speed control, wherein the trajectory has straight areas and at least one curved area, in particular a curved area, wherein, in particular by a position controller, a target value specification is generated in such a
  • the first drive is given a target speed which is determined by a first correction value added to the target value specification, which is provided via a first path of a load balancing controller in such a way that a predetermined torque distribution between the first and second drive is regulated, in particular as long as the front wheel and rear wheel are each moved in a respective one of the straight areas of the trajectory, wherein the second drive is given a target speed which is determined by a negative second correction value added to the target value specification, which is provided via a second path of a load balancing controller such that the torque distribution between the first and second drive is regulated to a torque distribution target value, in particular as long as the front wheel and rear wheel are each moved in a respective one of the straight-line areas of the trajectory, wherein after detecting the entry of the front wheel or rear wheel into the curved area, in particular the curve area, one of
  • the advantage here is that as long as cornering is detected, i.e. either the front wheel or the rear wheel is in a curved area and/or curve area of the track curve, the path is switched off and the corresponding drive only receives its setpoint from the position controller, while the other drive, which drives the wheel in the straight area, still receives the setpoint corrected by the load balancing controller.
  • This enables smooth entry from the straight area into the curve area.
  • This also means that the vehicle is only subjected to low forces, jolts or shocks. This enables the transport of sensitive goods.
  • the position controller itself generates a speed target value, which is corrected by the load balancing controller, which receives a signal on the input side that depends on the torque distribution. This means that when driving straight ahead, the system is controlled to achieve a constant torque distribution and also to achieve the specified time-dependent target position curve.
  • the detection of cornering can be ensured by checking additional criteria and can be taken into account in the control logic by means of appropriate logical links.
  • the method according to the invention can alternatively also be used for non-rail-bound vehicles, although a rail guide results in increased driving stability.
  • the difference between the target position and the actual position of the vehicle is fed to a linear controller, in particular a PI controller, in particular the position controller, which makes the target value available on the output side as a control value.
  • a linear controller in particular a PI controller, in particular the position controller, which makes the target value available on the output side as a control value.
  • the advantage here is that the controller can be provided simply and inexpensively.
  • the actual position of the vehicle is realized either by a sensor for detecting the angular position of the respective wheel or by a separate system.
  • the respective drive is operated with speed control, in particular the motor current of this respective drive is set in such a way that the recorded actual speed of the front wheel or rear wheel driven by the drive is regulated to a target speed specified for the drive.
  • each drive has a controller to which the difference between the actual speed and the target speed of the respective wheel is fed and which specifies a target value for motor current to a current controller of the drive as a manipulated variable. This enables cost-effective and simple implementation.
  • the first correction value is generated by the load balancing controller in such a way that the currently determined torque distribution, in particular the actual value of the torque distribution, is regulated to the torque distribution setpoint.
  • the first correction value is generated by the load balancing controller in such a way that the currently determined torque distribution, in particular the actual value of the torque distribution, is fed to a first linear controller, in particular a PI controller, whose control value is limited by means of a first limiter and the control value limited in this way is used as the first correction value as long as the front wheel and the rear wheel are each moved in a straight line area of the trajectory, and otherwise the first correction value is zero.
  • a first linear controller in particular a PI controller
  • the control value limited in this way is used as the first correction value as long as the front wheel and the rear wheel are each moved in a straight line area of the trajectory, and otherwise the first correction value is zero.
  • the second correction value is generated by the load balancing controller in such a way that the currently determined torque distribution, in particular the actual value of the torque distribution, is inverted and the torque distribution inverted in this way is regulated to the torque distribution target value.
  • the advantage here is that when the rear wheel is cornering, it is also possible to switch off the drive assigned to the rear wheel.
  • the second correction value is generated by the load balancing controller in such a way that the currently determined torque distribution, in particular the actual value of the torque distribution, is inverted and the torque distribution inverted in this way is fed to a second linear controller, in particular a PI controller, whose control value is limited by means of a second limiter and the control value limited in this way is used as the second correction value as long as the front wheel and the rear wheel are each moved in a straight line area of the trajectory, and otherwise the second correction value is zero.
  • the load balancing controller generates correction signals, i.e. correction values, whereby the target specification of the position controller can be corrected so that a more even torque distribution can be achieved.
  • the correction signal for the associated drive is switched off, thus enabling a smooth entry into the curve area. It should be noted that only one of the two wheels is ever in one or the curve area.
  • the curve area is not curved more than 90°.
  • the detection is carried out with hysteresis.
  • the advantage here is that stable operating behavior can be achieved.
  • the first path of the load balancing controller has a linear controller, in particular a PI controller, as well as a limiter and control logic, which is supplied with the control value determined by the linear controller and limited by the limiter, with the currently determined torque distribution being supplied to the linear controller on the input side.
  • a control value can be generated from the difference between the actual values of the torques of the two drives, which can be added as a correction value to the target specification of the position controller as long as no cornering is carried out.
  • the torque distribution is equal to the quotient of the torque generated by the first drive and introduced into the front wheel and the torque generated by the second drive and introduced into the rear wheel.
  • the advantage here is that the torque distribution can be determined as the quotient of the actual values of the torques of the two drives and thus a target torque distribution can be easily adjusted.
  • the torque distribution setpoint is zero and the difference between a first product and a second product is used as the torque distribution, wherein the first product is the torque of the first drive multiplied by a first gain factor and the second product is the torque of the second drive multiplied by a second gain factor, in particular wherein the first gain factor is a predetermined constant value and the second gain factor is a different predetermined constant value.
  • control value of the first linear controller limited by the first limiter is a first speed compensation value and the control value of the second linear controller limited by the second limiter is a second speed compensation value, wherein the entry of the front wheel or rear wheel into the curved area, in particular curve area, is detected by comparing the difference between the first speed compensation value and the second speed compensation value with a threshold value, in particular with hysteresis, and by comparing the mean value formed from the first speed compensation value and the second speed compensation value with a second threshold value.
  • a threshold value in particular with hysteresis
  • the vehicle is guided by rails, with a curved area of the rail track, in particular in the rail direction, being bordered on both sides by a straight area of the rail track, with the front wheel of the vehicle being driven by the first drive and the rear wheel being driven by the second drive, with the front wheel and the rear wheel being spaced apart from one another in the rail direction.
  • the advantage here is that the trajectory can be fixed as a rail system and thus stable operation can be achieved.
  • the distance between the axis of rotation of the front wheel and the axis of rotation of the rear wheel is greater than 1.5 times the curve radius, in particular so that the front wheel and rear wheel are not in the curve at the same time, in particular where the curve has a maximum curve angle of 90°, in particular so that the deflection generated by the curve is a maximum of 90°.
  • the advantage here is that only one wheel is in the curve at any one time. The detection of the curve entry of one of the wheels can therefore be carried out quickly and easily, so that the path can be switched off so quickly that no significant jolt is generated when entering the curve area.
  • the first drive has a first electric motor fed by a first inverter and the second drive has a second electric motor fed by a second inverter.
  • each of the two electric motors is regulated, in particular speed-controlled.
  • a target speed is specified for each of the drives so that the respective drive then regulates to this speed, in particular by specifying a target motor current to which the actual motor current is regulated by setting the motor voltage appropriately.
  • the vehicle has a position controller, the output signal of which is fed to a first input of a summer, the second input of which is fed to a correction signal generated by a first path of a load balancing controller, wherein the output signal of the summer is fed to the first drive, in particular as a target speed, wherein a control logic of the vehicle is designed such that the first path is switched off depending on an enable signal, wherein the enable signal is generated by a means for curve detection, in particular wherein the means for curve detection has a comparison means to which a first compensation signal generated in the first path is fed and a second compensation signal generated in the second path is fed, wherein the first compensation signal is generated by a linear controller with a downstream limiter, wherein the linear controller is fed on the input side with the output signal of a difference former, which is designed in such a way that the output signal is the difference between
  • the vehicle has a position controller that is easy and inexpensive to implement, with the output signal of a load balancing controller being superimposed as a correction signal on the control value of the position controller, so that the setpoint for the respective drive is only provided directly by the position controller when cornering is carried out. Further advantages arise from the subclaims.
  • the invention is not limited to the combination of features in the claims. The person skilled in the art will recognize further useful combination options of claims and/or individual claim features and/or features of the description and/or the figures, in particular from the task and/or the task arising from a comparison with the prior art.
  • Figure 1 schematically shows a curve control of a vehicle 50 according to the invention, in particular a storage and retrieval machine, wherein a load balancing controller 3 of a control logic 7 provides speed correction values which are added to the manipulated variables of a position controller 2.
  • Figure 3 shows an example curve requirement.
  • Figure 4 shows a second part of the control logic 7, wherein the output signals control the first part.
  • a driving profile 1 which describes the position s of a vehicle 50, in particular a curved storage and retrieval machine, as a function of time t.
  • the aim is therefore that the vehicle adheres to this driving profile 1 along the trajectory curve, in particular as a target specification.
  • the vehicle has a first drive 11 and a second drive 12 spaced apart therefrom.
  • the two drives (11, 12) each have an electric motor that drives a respective wheel.
  • the first drive drives the front wheel of the vehicle 50 and the second drive 12 drives the rear wheel.
  • the chassis 13 of the vehicle 50 has the two drives (11, 12) and is preferably rail-guided, in particular designed as a rail-guided and/or curve-traveling storage and retrieval machine.
  • the torque distribution between the two drives (11, 12) is constant, for example, each of the two drives (11, 12) must provide the same torque share.
  • This distribution of the torque is specified with the parameters kM1 and kM2 and preferably always remains unchanged during operation.
  • the load balancing controller 3 would actually try to compensate for any change in the actual torque values and to do so would increase the setpoint nSOLLI for the speed of the front wheel. To prevent this, the corresponding path in the load balancing controller 3 is rendered ineffective after the front wheel has entered the curve by outputting a zero as n_Curve_max as the correction value n_Correction_1, thus leaving the setpoint specified by the position controller 2 for the first drive 11 unchanged.
  • n_Correction_2 a negative value, namely n_Correction_2, is added to the setpoint specified by the position controller 2 for the second drive 12, thus influencing the speed of the rear wheel in particular.
  • the invention therefore does not have a master-slave control, but treats both drives (11, 12) in a similar manner.
  • the target position value assigned to the respective current point in time is taken from the travel profile 1 and the difference between this target position value and the actual position value determined by the angle sensors (G1, G2) arranged on the drives 11, 12) is fed to the position controller, in particular a P controller or PI controller.
  • Angle sensors (G1, G2) record the rotational position of the respective rotor shaft of a respective electric motor of the respective drive (11, 12). These electric motors drive the wheels of the vehicle 50 either directly or via a gear, i.e. indirectly.
  • the position of the vehicle 50 is determined from the angular positions recorded by the angle sensors (G1, G2), in particular with the aid of an amplification factor which is proportional to the sum determined from the values recorded by the two angle sensors (G1, G2).
  • a first correction value n_Correction_1 is added to the manipulated variable determined from the difference between the actual position value and the target position value by the position controller 2, and the target speed nSolH determined in this way is specified to the first drive 11.
  • the manipulated variable determined from the difference between the actual position value and the target position value by the position controller 2 is summed up as a second correction value n_Correction_2 and the second target speed nSoll2 determined in this way is specified to the second drive 11.
  • Each drive (11, 12) has an inverter that feeds the electric motor of the respective drive (11, 12) so that the speed of the respective electric motor can be controlled or even regulated.
  • an estimated value or model value for the torque delivered by the electric motor is determined and used as the actual value (M1, M2) of the torque.
  • the first correction value n_correction_1 is determined by the load balancing controller 3 by feeding the difference to it.
  • the difference is then fed to a first controller 5, in particular PI controller, of the load balancing controller 3 with subsequent limiter 6, whose output signal N_Ausrete_1 is fed to the control logic 7.
  • a second correction value n_correction_2 is determined by the load balancing controller 3, wherein for this purpose the inverted difference is fed to a second controller 5, in particular a PI controller, of the load balancing controller 3 with a subsequent second limiter 6, whose output signal n_balancing_2 is also fed to the control logic 7.
  • the actual value of the torque M1 of the first drive 11 is multiplied by the first gain factor kM1, thus determining a first product.
  • the actual value of the torque M2 of the second drive 12 is multiplied by the second gain factor kM2, thus determining a second product.
  • the difference between the first product and the second product is fed to a first path, which has the first controller, in particular a PI controller, which is followed by a first limiter 6, the output signal n_Ausrete_1 of which is fed to the control logic 7, in particular at connection A of the switch arranged in the upper path of Figure 2, which is controlled by the control signal Switch_n1.
  • the switch When the vehicle 50 is traveling straight ahead, the switch remains in the switch position shown in Figure 2.
  • the signal n_Aus GmbH_1 is therefore output as n_korrektur_ 1 and, as shown in Figure 1, added to the output signal of the position controller 2, so that the sum thus formed is specified to the first drive 11 as the target speed nSOLLI.
  • control logic 7 has a second sub-area 40.
  • the two signals n_Ausrete_1 and n_Ausrete_2 are fed to the inputs of function blocks (41, 42, 43, 44), the first, upper input in Figure 4 is designated A and the second, lower input in Figure 4 is designated B.
  • the output signal of the respective function block (41, 42, 43, 44) is formed according to the function shown in each case.
  • the difference between the magnitudes of the signals n_Aus GmbH_1 and n_Ausrete_2 is formed and fed to a further function block 45, which has a hysteresis-affected switching behavior and whose binary output signal is fed to the logic element 47.
  • the second function block 42 determines the mean value of the two signals n_Aus GmbH_1 and n_Aus GmbH_2 as the output signal, which is monitored in a further function block 46 for exceeding a constant threshold value n_Kurve_min.
  • the binary output signal of the further function block 46 is also fed to the logic element 47.
  • a third function block 43 monitors whether the signal n_compensation_1 exceeds the signal n_compensation_2, whereby the binary output signal of the third function block 43 an AND gate, which is also fed with the output signal of the logic element 47.
  • the output signal of the first AND gate is the switching signal Switch_n1 for the upper switch in Figure 2.
  • a fourth function block 44 monitors whether the signal n_compensation_2 exceeds the signal n_compensation_1, whereby the binary output signal of the fourth function block 44 is fed to a second AND gate, which is also fed with the output signal of the logic gate 47.
  • the output signal of the second AND gate is the switching signal Switch_n2 for the lower switch in Figure 2.
  • the output signal of the gate indicates whether one of the wheels of the vehicle 50 is cornering or not.
  • the invention therefore enables smooth entry into the curve, while still being able to maintain a high speed. Even if the vehicle 50 has a very high center of gravity, tipping over along the curve can be prevented despite high driving speed. The same applies when exiting the curve. In addition, the vehicle 50 is not overloaded and a longer service life can therefore be achieved.
  • the distance between the front wheel and the rear wheel is greater than 1.5 times the curve radius.
  • the front wheel and the rear wheel are not in the curve at the same time, in particular where the curve has a maximum curve angle of 90°, in particular where the deflection generated by the curve is a maximum of 90°.

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fahrzeug und Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei das Fahrzeug mit einem von einem ersten Antrieb angetriebenen Vorderrad und einem von einem zweiten Antrieb angetriebenen Hinterrad entlang einer Bahnkurve in der Anlage verfahren wird, wobei die Bahnkurve geradlinige Bereiche und zumindest einen gekrümmten Bereich aufweist, wobei eine Sollwertvorgabe derart erzeugt wird, dass die Istposition des Fahrzeugs auf eine Sollposition hingeregelt wird, wobei dem ersten Antrieb eine Solldrehzahl vorgegeben wird, welche durch einen zur Sollwertvorgabe aufaddierten ersten Korrekturwert bestimmt wird, der über einen ersten Pfad eines Lastausgleichsreglers derart bereitgestellt wird, dass auf eine vorgegebene Drehmomentaufteilung zwischen dem ersten und zweiten Antrieb hingeregelt wird, wobei nach Erkennen des Eintretens des Vorderrads in den gekrümmten Bereich einer der Pfade des Lastausgleichsreglers abgeschaltet wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fahrzeug und Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fahrzeug und Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Aus der EP 0 997 430 B1 ist ein Verfahren zum Durchfahren einer Kurve mit einem kurvengängigen Regalbediengerät bekannt.
Aus der EP 2 736 832 B1 ist ein kurvengängiges Regalbediengerät, bei welchem das Drehmoment des Vorderrads mit dem Drehmoment des Hinterrads verglichen wird.
Aus der DE 10 2020 108 304 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein elektrisches Allradantriebssystem mit Stern-Dreieck-Verbindung für elektrifizierte Fahrzeuge bekannt.
Aus der DE 10 2012 014 012 A1 ist ein Verfahren zum Steuern der Längsbewegung eines schienengebundenen Fahrzeugs bekannt.
Aus der DE 198 49 276 A1 ist ein Verfahren zum Durchfahren einer Strecke bekannt.
Aus der DE 10 2016 200 006 A1 ist ein Anti-Ruckel-Verfahren bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein ruckfreies Durchfahren einer Kurve mittels eines Fahrzeugs, insbesondere mittels eines kurvengängigen Regalbediengeräts, weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren nach den in Anspruch 1 und bei der Anlage nach den in Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Verfahren sind, dass das Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, insbesondere kurvengängigem Regalbediengerät, vorgesehen ist, insbesondere wobei das Verfahren ein Verfahren zum Steuern der Längsbewegung eines schienengebundenen Regalbediengeräts, welches durch wenigstens zwei an einer gemeinsamen Schiene in Fahrrichtung beabstandet zueinander geführte Antriebsräder, nämlich durch ein Vorderrad und durch ein Hinterrad, angetrieben wird, ist, insbesondere wobei ein zeitabhängiger Verlauf von Sollpositionen für das Fahrzeug vorgegeben wird, wobei das Fahrzeug mit einem von einem ersten, in Drehzahlregelung betriebenen Antrieb angetriebenen Vorderrad und einem von einem zweiten, in Drehzahlregelung betriebenen Antrieb angetriebenen Hinterrad entlang einer Bahnkurve in der Anlage verfahren wird, wobei die Bahnkurve geradlinige Bereiche und zumindest einen gekrümmten Bereich, insbesondere Kurvenbereich, aufweist, wobei, insbesondere von einem Lageregler, eine Sollwertvorgabe derart erzeugt wird, dass die Istposition des Fahrzeugs auf eine Sollposition hingeregelt wird, insbesondere, dass die zum jeweils aktuellen Zeitpunkt erfasste oder bestimmte Istposition des Fahrzeugs auf eine vorgegebene, vom jeweils aktuellen Zeitpunkt abhängige Sollposition hingeregelt wird, insbesondere wobei das vom ersten Antrieb erzeugte, in das Vorderrad eingeleitete Drehmoment bestimmt wird und das vom zweiten Antrieb erzeugte, in das Hinterrad eingeleitete Drehmoment bestimmt wird, wobei dem ersten Antrieb eine Solldrehzahl vorgegeben wird, welche durch einen zur Sollwertvorgabe aufaddierten ersten Korrekturwert bestimmt wird, der über einen ersten Pfad eines Lastausgleichsreglers derart bereitgestellt wird, dass auf eine vorgegebene Drehmomentaufteilung zwischen dem ersten und zweiten Antrieb hingeregelt wird, insbesondere solange Vorderrad und Hinterrad jeweils in einem jeweiligen der geradlinigen Bereiche der Bahnkurve bewegt werden, wobei dem zweiten Antrieb eine Solldrehzahl vorgegeben wird, welche durch einen zur Sollwertvorgabe aufaddierten negativen zweiten Korrekturwert bestimmt wird, der über einen zweiten Pfad eines Lastausgleichsreglers derart bereit gestellt wird, dass die Drehmomentaufteilung zwischen dem ersten und zweiten Antrieb auf einen Drehmomentaufteilungs-Sollwert hingeregelt wird, insbesondere solange Vorderrad und Hinterrad jeweils in einem jeweiligen der geradlinigen Bereiche der Bahnkurve bewegt werden, wobei nach Erkennen des Eintretens des Vorderrads oder Hinterrads in den gekrümmten Bereich, insbesondere Kurvenbereich, einer der Pfade des Lastausgleichsreglers abgeschaltet wird, sodass die Sollvorgabe als Solldrehzahl für den jeweiligen Antrieb ist, verwendet wird und/oder vom Lageregler direkt bereitgestellt wird.
Von Vorteil ist dabei, dass solange Kurvenfahrt erkannt wird, also entweder das Vorderrad oder das Hinterrad in einem gekrümmten Bereich und/oder Kurvenberiech der Bahnkurve sich befindet, der Pfad abgeschaltet wird und somit der entsprechende Antrieb seinen Sollwert nur vom Lageregler erhält, während der andere Antrieb, welcher das im geradlinigen Bereich sich befindende Rad antreibt, noch den vom Lastausgleichregler korrigierten Sollwert erhält. Auf diese Weise ist ein ruckarmes Eintreten vom geradlinigen Bereich in den Kurvenbereich ermöglicht. Somit ist auch das Fahrzeug nur mit geringen Kräften bzw. Rucken oder Kraftstößen belastet. Auf diese Weise ist ein Transport empfindlicher Güter ermöglicht.
Der Lageregler selbst erzeugt eine Drehzahlsollvorgabe, die vom Lastausgleichsregler korrigiert wird, dem eingangsseitig ein von der Drehmomentaufteilung abhängiges Signal zugeführt wird. Somit wird bei Geradeausfahrt auf eine konstante Drehmomentaufteilung hingeregelt und auch auf den vorgegebenen zeitabhängigen Sollpositionsverlauf hingeregelt.
Das Erkennen der Kurvenfahrt ist durch Überprüfen weiterer Kriterien absicherbar und in der Steuerungslogik durch entsprechende logische Verknüpfungsglieder berücksichtigbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist alternativ auch bei nicht schienengebundenen Fahrzeugen verwendbar, wobei allerdings eine Schienenführung eine erhöhte Fahrstabilität bewirkt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Differenz zwischen der Sollposition und der Istposition des Fahrzeugs einem linearen Regler, insbesondere PI-Regler, insbesondere des Lagereglers, zugeführt, welcher die Sollwertvorgabe ausgangsseitig als Stellwert zur Verfügung stellt. Von Vorteil ist dabei, dass der Regler einfach und kostengünstig bereitstellbar ist. Die Istposition des Fahrzeugs wird entweder durch einen Sensor zur Erfassung der Winkelposition des jeweiligen Rades realisiert oder durch ein separates System.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der jeweilige Antrieb drehzahlgeregelt betrieben, insbesondere also der Motorstrom dieses jeweiligen Antriebs derart gestellt wird, dass die erfasste Istdrehzahl des vom Antrieb angetriebenen Vorderrads oder Hinterrades auf eine für den Antrieb vorgegebene Solldrehzahl hingeregelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass jeder Antrieb einen Regler aufweist, dem der Unterschied zwischen der Istdrehzahl und der Solldrehzahl des jeweiligen Rads zugeführt wird und der als Stellgröße einen Sollwert für Motorstrom einen Stromregler des Antriebs vorgibt. Somit ist eine kostengünstig und einfache Realisierung ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, auf den Drehmomentaufteilungs-Sollwert hingeregelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass zumindest bei Geradeausführt eine gewünschte Drehmomentaufteilung möglichst gut erreicht wird, also die Antriebe gleichmäßig belastet sind und somit eine hohe Standzeit erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, einem ersten linearen Regler, insbesondere einem PI- Regler, zugeführt wird, dessen Stellwert mittels eines ersten Begrenzers begrenzt wird und der so begrenzte Stellwert als erster Korrekturwert verwendet wird, solange das Vorderrad und das Hinterrad jeweils in einem geradlinigen Bereich der Bahnkurve bewegt wird, und ansonsten der erste Korrekturwert Null beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass die Wirkung des Lastausgleichsreglers bis zum Erkennen der Kurvenfahrt vorhanden ist und somit eine möglichst konstante Drehmomentaufteilung erreichbar ist. Nach Erkennen der Kurvenfahrt wird jedoch für denjenigen Pfad des Lastausgleichsreglers, welcher dem in den Kurvenbereich eingetretenen Rad zugeordnet ist, ein Abschalten des Pfads durchgeführt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, invertiert wird und die so invertierte Drehmomentaufteilung auf den Drehmomentaufteilungs-Sollwert hingeregelt wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei Kurvenfahrt des Hinterrads ebenfalls ein Abschalten des dem Hinterrad zugeordneten Antriebs ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der zweite Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, invertiert wird und die so invertierte Drehmomentaufteilung einem zweiten linearen Regler, insbesondere einem PI-Regler, zugeführt wird, dessen Stellwert mittels eines zweiten Begrenzers begrenzt wird und der so begrenzte Stellwert als zweiter Korrekturwert verwendet wird, solange das Vorderrad und das Hinterrad jeweils in einem geradlinigen Bereich der Bahnkurve bewegt wird, und ansonsten der zweite Korrekturwert Null beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass der Lastausgleichsregler Korrektursignale, also Korrekturwerte, erzeugt, wodurch die Sollvorgabe des Lagereglers korrigierbar ist, sodass eine gleichmäßigere Drehmomentaufteilung erreichbar ist. Bei Kurveneintritt wird jedoch das Korrektursignal für den zugehörigen Antrieb abgeschaltet und somit ein ruckfreies Eintreten in den Kurvenbereich ermöglichst. Dabei ist zu beachten, dass stets nur ein einziges der beiden Räder sich in einem oder dem Kurvenbereich befindet.
Hierzu ist der Kurvenbereich nicht mehr als 90° gekrümmt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Erkennen hysteresebehaftet ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein stabiles Betriebsverhalten erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der erste Pfad des Lastausgleichsreglers einen linearen Regler, insbesondere einem PI-Regler, aufweist sowie einen Begrenzer und Steuerungslogik, welcher der vom linearen Regler bestimmte und mittels des Begrenzers begrenzt Stellwert zugeführt, wobei dem linearen Regler eingangsseitig die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass aus der Differenz der Istwerte der Drehmomente der beiden Antriebe ein Stellwert erzeugbar ist, welcher als Korrekturwert der Sollvorgabe des Lagereglers aufaddierbar ist, solange keine Kurvenfahrt ausgeführt wird. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gleicht die Drehmomentaufteilung dem Quotienten aus dem vom ersten Antrieb erzeugten, ins Vorderrad eingeleiteten Drehmoment und dem vom zweiten Antrieb erzeugten, ins Hinterrad eingeleiteten Drehmoment. Von Vorteil ist dabei, dass die Drehmomentaufteilung als Quotient der Istwerte der Drehmomente der beiden Antriebe bestimmbar ist und somit in einfacher Weise ein Hinregeln auf eine Soll- Drehmomentaufteilung hinregelbar ist.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Drehmomentaufteilungs-Sollwert Null und als Drehmomentaufteilung wird die Differenz zwischen einem ersten Produkt und einem zweiten Produkt verwendet wird, wobei das erste Produkt das mit einem ersten Verstärkungsfaktor multiplizierte Drehmoment des ersten Antriebs ist und das zweite Produkt das mit einem zweiten Verstärkungsfaktor multiplizierte Drehmoment des zweiten Antriebs ist, insbesondere wobei der erste Verstärkungsfaktor ein vorgegebener konstanter Wert ist und der zweite Verstärkungsfaktor ein davon unterschiedlicher vorgegebener konstanter Wert ist. Von Vorteil ist dabei, dass als Drehmomentaufteilung die mit einem jeweiligen Verstärkungsfaktor gewichtete Drehmomentdifferenz der beiden Antriebe verwendbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der mittels des ersten Begrenzers begrenzte Stellwert des ersten linearen Reglers ein erster Drehzahlausgleichswert und der mittels des zweiten Begrenzers begrenzte Stellwert des zweiten linearen Reglers ist ein zweiter Drehzahlausgleichswert, wobei das Eintreten des Vorderrads oder Hinterrads in den gekrümmten Bereich, insbesondere Kurvenbereich dadurch erkannt wird, dass die Differenz zwischen dem ersten Drehzahlausgleichswert und dem zweiten Drehzahlausgleichswert mit einem Schwellwert insbesondere hysteresebehaftet verglichen wird, und dass der aus dem ersten Drehzahlausgleichswert und aus dem zweiten Drehzahlausgleichswert gebildete Mittelwert mit einem zweiten Schwellwert verglichen wird. Von Vorteil ist dabei, dass das Erkennen des Kurveneintritts eines der Räder mittels Vergleich der beiden Drehzahlausgleichswerte bestimmbar ist, die sowieso in den beiden Pfaden des Lastausgleichsreglers vorhanden sind.
Wichtige Merkmale bei der Anlage zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens sind, dass das Fahrzeug schienengeführt ist, wobei an einen gekrümmten Bereich der Schienenstrecke, insbesondere in Schienenrichtung, beidseitig jeweils ein geradliniger Bereich der Schienenstrecke angrenzt, wobei das Vorderrad des Fahrzeugs von dem ersten Antrieb antreibbar ist und das Hinterrad von dem zweiten Antrieb antreibbar ist, wobei das Vorderrad vom Hinterrad in Schienenrichtung voneinander beabstandet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Bahnkurve als Schienensystem fest vorgebbar ist und somit ein stabiler Betrieb erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Abstand zwischen der Drehachse des Vorderrads und der Drehachse des Hinterrads größer als das 1 ,5-fache des Kurvenradius, insbesondere sodass Vorderrad und Hinterrad nicht gleichzeitig in der Kurve sich befinden, insbesondere wobei die Kurve maximal 90° Kurvenwinkel aufweist, insbesondere also die durch die Kurve erzeugte Umlenkung maximal 90° beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass sich stets nur ein einziges Rad in der Kurve befindet. Das Erkennen des Kurveneintritts eines der Räder ist somit schnell und einfach ausführbar, so dass der Pfad derart schnell abschaltbar ist, dass kein wesentlicher Ruck beim Einfahren in den Kurvenbereich erzeugt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der erste Antrieb einen von einem ersten Wechselrichter gespeisten ersten Elektromotor auf und der zweite Antrieb weist einen von einem zweiten Wechselrichter gespeisten zweiten Elektromotor auf. Von Vorteil ist dabei, dass jeder der beiden Elektromotoren geregelt, insbesondere drehzahlgeregelt, betreibbar ist. Hierzu wird jedem der Antriebe eine Solldrehzahl vorgegeben, sodass der jeweilige antrieb dann auf diese Drehzahl hinregelt, insbesondere indem ein Motorsollstrom vorgegeben wird, auf den der Motoriststrom hingeregelt wird, indem die Motorspannung geeignet gestellt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Fahrzeug einen Lageregler auf, dessen Ausgangssignal einem ersten Eingang eines Summierers zugeführt wird, dessen zweiten Eingang ein von einem ersten Pfad eines Lastausgleichsreglers erzeugtes Korrektursignal zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal des Summierers dem ersten Antrieb, insbesondere als Solldrehzahl, zugeführt wird, wobei eine Steuerungslogik des Fahrzeugs derart ausgeführt ist, dass abhängig von einem Freigabesignal der erste Pfad abgeschaltet wird, wobei das Freigabesignal von einem Mittel zur Kurvenerkennung erzeugt wird, insbesondere wobei das Mittel zur Kurvenerkennung ein Vergleichsmittel aufweist, dem ein im ersten Pfad erzeugtes erstes Ausgleichssignal zugeführt wird und ein im zweiten Pfad erzeugtes zweites Ausgleichssignal zugeführt wird, wobei das erste Ausgleichssignal von einem linearen Regler mit nachgeschaltetem Begrenzer erzeugt wird, wobei dem linearen Regler eingangsseitig das Ausgangssignal eines Differenzbildners zugeführt wird, welcher derart geeignet ausgeführt ist, dass das Ausgangssignal die Differenz zwischen
- einem vom Antrieb des Vorderrads erzeugten, mit einem ersten Verstärkungsfaktor multiplizierten ersten Drehmoments und
- einem vom Antrieb des Hinterrads erzeugten, mit einem zweiten Verstärkungsfaktor multiplizierten zweiten Drehmoments darstellt. Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug einen Lageregler aufweist, der einfach und kostengünstig realisierbar ist, wobei das Ausgangssignal eines Lastausgleichreglers als Korrektursignal dem Stellwert des Lagereglers überlagert wird, sodass der Sollwert für den jeweiligen Antrieb nur dann direkt vom Lageregler bereitgestellt wird, wenn Kurvenfahrt ausgeführt wird. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine Kurvensteuerung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 50, insbesondere Regalbediengeräts, schematisch dargestellt, wobei ein Lastausgleichsregler 3 einer Steuerungslogik 7 einem Drehzahl-Korrekturwerte bereitstellt, welche den Stellgrößen eines Lagereglers 2 aufaddiert werden.
In der Figur 2 ist ein erster Teil der Steuerungslogik 7 schematisch dargestellt.
In der Figur 3 ist eine beispielhafte Kurvenanforderung dargestellt.
In der Figur 4 ist ein zweiter Teil der Steuerungslogik 7 dargestellt, wobei die Ausgangssignale den ersten Teil ansteuern.
In der Figur 5 ist die Kurvenfahrt des Fahrzeugs 50, insbesondere Regalbediengeräts, schematisch skizziert.
Wie in den Figuren dargestellt, wird ein Fahrprofil 1 vorgegeben, welches die Position s eines Fahrzeugs 50, insbesondere eines kurvengängigen Regalbediengeräts, in Abhängigkeit der Zeit t beschreibt. Ziel ist also, dass entlang der Bahnkurve das Fahrzeug dieses Fahrprofil 1 eingehalten wird, insbesondere als Sollvorgabe.
Das Fahrzeug weist einen ersten Antrieb 11 und einen davon beabstandeten zweiten Antrieb 12 auf. Die beiden Antriebe (11 , 12) weisen jeweils einen Elektromotor auf, der ein jeweiliges Rad antreibt. Vorzugsweise treibt der erste Antrieb das Vorderrad des Fahrzeugs 50 an und der zweiten Antrieb 12 treibt das Hinterrad an. Insbesondere weist das Fahrwerk 13 des Fahrzeugs 50 die beiden Antriebe (11 , 12) auf und ist vorzugsweise schienengeführt, insbesondere als schienengeführtes und/oder kurvengängiges Regalbediengerät ausgeführt.
Bei Geradeausfahrt ist die Drehmomentaufteilung auf die beiden Antriebe (11 , 12) konstant, beispielsweise muss jeder der beiden Antriebe (11 , 12) denselben Drehmomentanteil aufbringen. Diese Aufteilung des Drehmoments wird mit den Parametern kM1 und kM2 vorgegeben und bleibt im Betrieb vorzugsweise stets unverändert.
Wenn nun das Fahrzeug in die Kurve eintritt, also das Vorderrad im Kurvenbereich ist und das Hinterrad noch im geraden Bahnabschnitt sich befindet, würde der Lastausgleichsregler 3 eigentlich eine auftretende Änderung der Istwerte des Drehmoments auszuregeln versuchen und hierzu die Sollwertvorgabe nSOLLI für die Drehzahl des Vorderrads erhöhen. Um dies zu verhindern, wird der entsprechende Pfad im Lastausgleichsregler 3 nach Erkennen des Kurveneintritts des Vorderrads unwirksam gemacht, indem als Korrekturwert n_Korrektur_1 eine Null als n_Kurve_max herausgegeben wird und somit die vom Lageregler 2 für den ersten Antrieb 11 bestimmte Sollwertvorgabe unverändert bleibt. Hingegen wird aber sehr wohl die Drehmomentabweichung zwischen dem ersten und zweiten Antrieb (11 , 12) im anderen Pfad berücksichtigt und der Sollwertvorgabe des Lagereglers 2 für den zweiten Antrieb 12 ein negativer Wert, nämlich n_Korrektur_2 aufaddiert, insbesondere also die Drehzahl des Hinterrads beeinflusst.
Wie in Figur 5 erkennbar sind das Vorderrad und das Hinterrad derart weit voneinander beabstandet, dass der Kurvenbereich überbrückbar ist, also bei der gezeigten 45° Stellung beide Räder in den zum Kurvenabschnitt benachbarten geraden Abschnitten angeordnet sind.
Die Erfindung weist also keine Master-Slave-Regelung auf, sondern behandelt beide Antriebe (11 , 12) in gleichartiger Weise.
Wie in Figur 1 dargestellt, wird aus dem Fahrprofil 1 der zum jeweiligen aktuellen Zeitpunkt zugeordnete Sollpositionswert entnommen und dem Lageregler, insbesondere ein P-Regler oder PI-Regler, die Differenz aus diesem Sollpositionswert und der durch die an den Antrieben 11 , 12) angeordneten Winkelsensoren (G1 , G2) bestimmte Istpositionswert zugeführt. Die Winkelsensoren (G1 , G2) erfassen dabei die Drehlage der jeweiligen Rotorwelle eines jeweiligen Elektromotors des jeweiligen Antriebs (11, 12). Diese Elektromotoren trieben die Räder des Fahrzeugs 50 entweder direkt oder über ein Getriebe, also indirekt, an. Aus den mit den Winkelsensoren (G1 , G2) erfassten Winkelpositionen wird die Position des Fahrzeugs 50 bestimmt, insbesondere mit Hilfe eines Verstärkungsfaktors, der proportional zur aus den erfassten Werten der beiden Winkelsensoren (G1 , G2) bestimmten Summe. Insbesondere setzen die Räder, insbesondere also Vorderrad und Hinterrad, die Drehbewegung der Antriebe (11 , 12) in Streckenänderungen entlang der Bahnkurve um, insbesondere also in Bewegung in einer Fahrebene um. Daher ist die vom Fahrzeug 50 zurückgelegte Strecke proportional zur zurückgelegten Winkelstrecke der jeweiligen Rotorwelle der Antriebe (11 , 12). Mittels der Summenbildung ist die Bestimmung der Streckenänderung hochpräzise bestimmbar.
Der aus der Differenz zwischen dem Istpositionswert und dem Sollpositionswert durch den Lageregler 2 bestimmten Stellgröße wird ein erster Korrekturwert n_Korrektur_1 aufsummiert und die so bestimmte Sollgeschwindigkeit nSolH dem ersten Antrieb 11 vorgegeben.
Entsprechend wird die aus der Differenz zwischen dem Istpositionswert und dem Sollpositionswert durch den Lageregler 2 bestimmte Stellgröße ein zweiter Korrekturwert n_Korrektur_2 aufsummiert und die so bestimmte zweite Sollgeschwindigkeit nSoll2 dem zweiten Antrieb 11 vorgegeben.
Jeder Antrieb (11 , 12) weist eine den Elektromotor des jeweiligen Antriebs (11 , 12) speisenden Wechselrichter auf, sodass die Drehzahl des jeweiligen Elektromotors steuerbar oder sogar regelbar ist. Vorzugsweise in einer Signalelektronik des Antriebs (11 , 12) wird ein Schätzwert oder Modellwert für das vom Elektromotor abgegebene Drehmoment bestimmt und als Istwert (M1, M2) des Drehmoments verwendet.
Im Lastausgleichregler 3 wird die Differenz zwischen den so bestimmten, mit den Verstärkungsfaktoren km1 beziehungsweise km2 multiplizierten Werten M1 und M2 des Drehmoments bestimmt.
Der erste Korrekturwert n_Korrektur_1 wird von dem Lastausgleichsregler 3 bestimmt, indem diesem die Differenz zugeführt wird. Dabei wird die Differenz einerseits einem ersten Regler 5, insbesondere PI-Regler, des Lastausgleichsreglers 3 mit nachfolgendem Begrenzer 6 zugeführt, dessen Ausgangssignal N_Ausgleich_1 der Steuerungslogik 7 zugeführt wird.
Andererseits wird ein zweiter Korrekturwert n_Korrektur_2 von dem Lastausgleichsregler 3 bestimmt, wobei hierzu die invertierte Differenz einem zweiten Regler 5, insbesondere PI- Regler, des Lastausgleichsreglers 3 mit nachfolgendem zweitem Begrenzer 6 zugeführt, dessen Ausgangssignal n_Ausgleich_2 ebenfalls der Steuerungslogik 7 zugeführt wird.
Wie in Figur 1 konkret dargestellt, wird also der Istwert des Drehmoments M1 des ersten Antriebs 11 mit dem ersten Verstärkungsfaktor kM1 multipliziert, also ein erstes Produkt bestimmt.
Ebenso wird der Istwert des Drehmoments M2 des zweiten Antriebs 12 mit dem zweiten Verstärkungsfaktor kM2 multipliziert, also ein zweites Produkt bestimmt.
Die Differenz aus dem ersten Produkt und dem zweiten Produkt wird einem ersten Pfad zugeführt, welcher den ersten Regler, insbesondere PI-Regler, aufweist, dem ein erster Begrenzer 6 nachgeschaltet ist, dessen Ausgangssignal n_Ausgleich_1 der Steuerungslogik 7 zugeführt wird, insbesondere am Anschluss A des im oberen Pfad der Figur 2 angeordneten Schalters, der durch das Steuersignal Switch_n1 angesteuert wird. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs 50 bleibt der Schalter in der in der Figur 2 gezeigten Schalterstellung. Somit wird also das Signal n_Ausgleich_1 als n_korrektur_ 1 ausgegeben und, wie in Figur 1 dargestellt, dem Ausgangssignal des Lagereglers 2 aufaddiert, sodass die so gebildete Summe als Solldrehzahl nSOLLI auf diese Weise dem ersten Antrieb 11 vorgegeben wird.
Wenn jedoch das Einfahren des Vorderrads in die Kurve erkannt wird, wird das Steuersignal Switch_n1 aktiviert und die Schalterstellung des im oberen Pfad der Figur 2 angeordneten Schalters gewechselt, so dass dem Ausgangssignal des Lagereglers 2 nur der konstante Wert n_Kurve-Max, der beispielsweise Null gesetzt ist, aufaddiert wird und somit die Solldrehzahl dem Ausgangssignal des Lagereglers 2 folgt.
Wie in Figur 1 gezeigt, wird die invertierte Differenz aus dem ersten Produkt und dem zweiten
Produkt einem zweiten Pfad zugeführt, der den zweiten Regler 5 mit nachgeschaltetem zweiten Begrenzer 6 aufweist, dessen Ausgangssignal n_Ausgleich_2 der Steuerungslogik 7 zugeführt, insbesondere dem Anschluss A des im unteren Pfad der Figur 2 angeordneten Schalters, der durch das Steuersignal Switch_n2 angesteuert wird. Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs 50 bleibt der Schalter in der in der Figur 2 gezeigten Schalterstellung. Somit wird also das Signal n_Ausgleich_2 als n_korrektur_ 2 ausgegeben und, wie in Figur 1 dargestellt, dem Ausgangssignal des Lagereglers 2 aufaddiert, sodass die so gebildete Summe als Solldrehzahl nSOLL2 auf diese Weise dem zweiten Antrieb 12 vorgegeben wird.
Die Erkennung der Kurve mittels der Steuerlogik 7 erfolgt in der in Figur 3 dargestellten Weise. Hierbei wird die Differenz aus dem Ausgangssignal n_ausgleich_1 des ersten Begrenzers 6 und dem Ausgangssignal n_ausgleich_2 des zweiten Begrenzers 6 mit den beiden Schwellwerten n_Diff_AUS und n_Diff_EIN verglichen, sodass ein hysteresebehaftetes Erkennen der Kurve ausführbar ist.
Zur Durchführung dieser Erkennung weist die Steuerlogik 7 gemäß Figur 4 einen zweiten Teilbereich 40 auf. Hierzu werden die beiden Signale n_Ausgleich_1 und n_Ausgleich_2 den Eingängen von Funktionsblöcken (41 , 42, 43, 44) zugeführt, deren erster, in Figur 4 jeweils oberer Eingang mit A und deren zweiter, in Figur 4 jeweils unterer Eingang mit B bezeichnet wird. Das Ausgangssignal des jeweiligen Funktionsblocks (41 , 42, 43, 44) wird entsprechend der jeweils dargestellten Funktion gebildet.
Im ersten Funktionsblock 41 wird die Differenz der Beträge der Signale n_Ausgleich_1 und n_Ausgleich_2 gebildet und einem weiteren Funktionsblock 45 zugeführt, der ein hysteresebehaftetes Schaltverhalten aufweist und dessen binäres Ausgangssignal dem Verknüpfungsglied 47 zugeführt wird.
Der zweite Funktionsblock 42 bestimmt als Ausgangssignal den Mittelwert aus den beiden Signalen n_Ausgleich_1 und n_Ausgleich_2, der in einem weiteren Funktionsblock 46 auf Überschreiten eines konstanten Schwellwertes n_Kurve_min beobachtet wird. Das binäre Ausgangssignal des weiteren Funktionsblocks 46 wird ebenfalls dem Verknüpfungsglied 47 zugeführt.
Ein dritter Funktionsblock 43 beobachtet, ob das Signal n_Ausgleich_1 das Signal n_Ausgleich_2 überschreitet, wobei das binäre Ausgangssignal des dritten Funktionsblocks 43 einem UND-Glied zugeführt wird, dem auch das Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds 47 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des ersten UND-Glieds ist das Schaltsignal Switch_n1 für den in Figur 2 oberen Schalter.
Ein vierter Funktionsblock 44 beobachtet, ob das Signal n_Ausgleich_2 das Signal n_Ausgleich_1 überschreitet, wobei das binäre Ausgangssignal des vierten Funktionsblocks 44 einem zweiten UND-Glied zugeführt wird, dem auch das Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds 47 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des zweiten UND-Glieds ist das Schaltsignal Switch_n2 für den in Figur 2 unteren Schalter.
Das Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds zeigt an, ob eines der Räder des Fahrzeugs 50 in der Kurve fährt oder nicht.
Die Erfindung ermöglicht daher ein ruckfreies Einfahren in die Kurve, wobei trotzdem eine hohe Geschwindigkeit beibehalten werden kann. Auch wenn das Fahrzeug 50 einen sehr hoch angeordneten Schwerpunkt aufweist, ist ein Umkippen trotz hoher Fahrgeschwindigkeit entlang der Bahnkurve verhinderbar. Auch beim Ausfahren aus der Kurve gilt Entsprechendes. Darüber hinaus wird das Fahrzeug 50 nicht überbelastet und somit eine höhere Standzeit erreichbar.
Wie in Figur 5 dargestellt, ist der Abstand zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad größer als das 1 ,5-fache des Kurvenradius. Somit sind Vorderrad und Hinterrad nicht gleichzeitig in der Kurve, insbesondere wobei die Kurve maximal 90° Kurvenwinkel aufweist, insbesondere also die durch die Kurve erzeugte Umlenkung maximal 90° beträgt.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt der Differenz aus dem Ausgangssignal n_ausgleich_1 des ersten Begrenzers 6 und dem Ausgangssignal n_ausgleich_2 des zweiten Begrenzers 6 die obengenannte Differenz aus dem ersten Produkt und dem zweiten Produkt verwendet.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt eines Regalbediengeräts ein anderes schienengeführtes Fahrzeug 50 mit einem durch den ersten Antrieb 11 angetriebenes Vorderrad und mit einem durch den zweiten Antrieb 12 angetriebenen Hinterrad verwendet. Bezugszeichenliste
1 Fahrprofil
2 Lageregler
3 Lastausgleichsregler
4 Drehmomentvergleich
5 Regler, insbesondere PI-Regler
6 Begrenzer
7 Steuerungslogik
8 Parameter
9 Parameter
10 Parameter
11 drehzahlgeregelter erster Antrieb mit Winkelsensor
12 drehzahlgeregelter zweiter Antrieb mit Winkelsensor
13 Fahrwerk des Regalbediengeräts
14 Geberrückführung
15 Proportionalglied
20 erster Teilbereich der Steuerungslogik 7
40 zweiter Teilbereich der Steuerungslogik 7
41 Funktionsblock
42 Funktionsblock
43 Funktionsblock
44 Funktionsblock
45 Funktionsblock
46 Funktionsblock
47 logisches Verknüpfungsglied Funktionsblock
50 Fahrzeug, insbesondere Regalbediengerät
G1 Winkelsensor des ersten Antriebs 11
G2 Winkelsensor des zweiten Antriebs 12
Km1 erster Verstärkungsfaktor Km2 zweiter Verstärkungsfaktor n_Diff_EIN Schaltsignal n_Diff_AUS Schaltsignal n_Kurve_min Sollwert für minimale Drehzahl n_Kurve_max Sollwert für maximale Drehzahl M1 Drehmoment des ersten Antriebs 11 M2 Drehmoment des zweiten Antriebs 12 nlST1 Istdrehzahl des ersten Antriebs 11 nlST2 Istdrehzahl des zweiten Antriebs 12

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Betreiben einer Anlage mit Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, insbesondere kurvengängigem Regalbediengerät, insbesondere Verfahren zum Steuern der Längsbewegung eines schienengebundenen Regalbediengeräts, welches durch wenigstens zwei an einer gemeinsamen Schiene in Fahrrichtung beabstandet zueinander geführte Antriebsräder, nämlich durch ein Vorderrad und durch ein Hinterrad, angetrieben wird, insbesondere wobei ein zeitabhängiger Verlauf von Sollpositionen für das Fahrzeug vorgegeben wird, wobei das Fahrzeug mit einem von einem ersten, in Drehzahlregelung betriebenen Antrieb angetriebenen Vorderrad und einem von einem zweiten, in Drehzahlregelung betriebenen Antrieb angetriebenen Hinterrad entlang einer Bahnkurve in der Anlage verfahren wird, wobei die Bahnkurve geradlinige Bereiche und zumindest einen gekrümmten Bereich, insbesondere Kurvenbereich, aufweist, wobei, insbesondere von einem Lageregler, eine Sollwertvorgabe derart erzeugt wird, dass die Istposition des Fahrzeugs auf eine Sollposition hingeregelt wird, insbesondere, dass die zum jeweils aktuellen Zeitpunkt erfasste oder bestimmte Istposition des Fahrzeugs auf eine vorgegebene, vom jeweils aktuellen Zeitpunkt abhängige Sollposition hingeregelt wird, insbesondere wobei das vom ersten Antrieb erzeugte, in das Vorderrad eingeleitete Drehmoment bestimmt wird und das vom zweiten Antrieb erzeugte, in das Hinterrad eingeleitete Drehmoment bestimmt wird, wobei dem ersten Antrieb eine Solldrehzahl vorgegeben wird, welche durch einen zur Sollwertvorgabe aufaddierten ersten Korrekturwert bestimmt wird, der über einen ersten Pfad eines Lastausgleichsreglers derart bereitgestellt wird, dass auf eine vorgegebene Drehmomentaufteilung zwischen dem ersten und zweiten Antrieb hingeregelt wird, insbesondere solange Vorderrad und Hinterrad jeweils in einem jeweiligen der geradlinigen Bereiche der Bahnkurve bewegt werden, wobei dem zweiten Antrieb eine Solldrehzahl vorgegeben wird, welche durch einen zur Sollwertvorgabe aufaddierten negativen zweiten Korrekturwert bestimmt wird, der über einen zweiten Pfad eines Lastausgleichsreglers derart bereit gestellt wird, dass die Drehmomentaufteilung zwischen dem ersten und zweiten Antrieb auf einen Drehmomentaufteilungs-Sollwert hingeregelt wird, insbesondere solange Vorderrad und Hinterrad jeweils in einem jeweiligen der geradlinigen Bereiche der Bahnkurve bewegt werden, wobei nach Erkennen des Eintretens des Vorderrads oder Hinterrads in den gekrümmten Bereich, insbesondere Kurvenbereich, einer der Pfade des Lastausgleichsreglers abgeschaltet wird, sodass die Sollvorgabe als Solldrehzahl für den jeweiligen Antrieb ist, verwendet wird und/oder vom Lageregler direkt bereitgestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der Sollposition und der Istposition des Fahrzeugs einem linearen Regler, insbesondere PI-Regler, insbesondere des Lagereglers, zugeführt wird, welcher die Sollwertvorgabe ausgangsseitig als Stellwert zur Verfügung stellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Antrieb drehzahlgeregelt betrieben wird, insbesondere also der Motorstrom dieses jeweiligen Antriebs derart gestellt wird, dass die erfasste Istdrehzahl des vom Antrieb angetriebenen Vorderrads oder Hinterrades auf eine für den Antrieb vorgegebene Solldrehzahl hingeregelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt ist, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, auf den Drehmomentaufteilungs-Sollwert hingeregelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt ist, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, einem ersten linearen Regler, insbesondere einem PI-Regler, zugeführt wird, dessen Stellwert mittels eines ersten Begrenzers begrenzt wird und der so begrenzte Stellwert als erster Korrekturwert verwendet wird, solange das Vorderrad und das Hinterrad jeweils in einem geradlinigen Bereich der Bahnkurve bewegt wird, und ansonsten der erste Korrekturwert Null beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt ist, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, invertiert wird und die so invertierte Drehmomentaufteilung auf den Drehmomentaufteilungs- Sollwert hingeregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Korrekturwert vom Lastausgleichsregler derart erzeugt ist, dass die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung, insbesondere also Istwert der Drehmomentaufteilung, invertiert wird und die so invertierte Drehmomentaufteilung einem zweiten linearen Regler, insbesondere einem PI-Regler, zugeführt wird, dessen Stellwert mittels eines zweiten Begrenzers begrenzt wird und der so begrenzte Stellwert als zweiter Korrekturwert verwendet wird, solange das Vorderrad und das Hinterrad jeweils in einem geradlinigen Bereich der Bahnkurve bewegt wird, und ansonsten der zweite Korrekturwert Null beträgt.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen hysteresebehaftet ausgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pfad des Lastausgleichsreglers einen linearen Regler, insbesondere einem PI- Regler, aufweist sowie einen Begrenzer und Steuerungslogik, welcher der vom linearen Regler bestimmte und mittels des Begrenzers begrenzt Stellwert zugeführt wird, wobei dem linearen Regler eingangsseitig die jeweils aktuell bestimmte Drehmomentaufteilung zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentaufteilung dem Quotienten aus dem vom ersten Antrieb erzeugten, ins Vorderrad eingeleiteten Drehmoment und dem vom zweiten Antrieb erzeugten, ins Hinterrad eingeleiteten Drehmoment gleicht oder dass der Drehmomentaufteilungs-Sollwert Null beträgt und als Drehmomentaufteilung die Differenz zwischen einem ersten Produkt und einem zweiten Produkt verwendet wird, wobei das erste Produkt das mit einem ersten Verstärkungsfaktor multiplizierte Drehmoment des ersten Antriebs ist und das zweite Produkt das mit einem zweiten Verstärkungsfaktor multiplizierte Drehmoment des zweiten Antriebs ist, insbesondere wobei der erste Verstärkungsfaktor ein vorgegebener konstanter Wert ist und der zweite Verstärkungsfaktor ein davon unterschiedlicher vorgegebener konstanter Wert ist.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittels des ersten Begrenzers begrenzte Stellwert des ersten linearen Reglers ein erster Drehzahlausgleichswert ist und der mittels des zweiten Begrenzers begrenzte Stellwert des zweiten linearen Reglers ein zweiter Drehzahlausgleichswert ist, wobei das Eintreten des Vorderrads oder Hinterrads in den gekrümmten Bereich, insbesondere Kurvenbereich dadurch erkannt wird, dass Die Differenz zwischen dem ersten Drehzahlausgleichswert und dem zweiten Drehzahlausgleichswert mit einem Schwellwert insbesondere hysteresebehaftet verglichen wird, und dass der aus dem ersten Drehzahlausgleichswert und aus dem zweiten Drehzahlausgleichswert gebildete Mittelwert mit einem zweiten Schwellwert verglichen wird.
12. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug schienengeführt ist, wobei an einen gekrümmten Bereich der Schienenstrecke, insbesondere in Schienenrichtung, beidseitig jeweils ein geradliniger Bereich der Schienenstrecke angrenzt, wobei das Vorderrad des Fahrzeugs von dem ersten Antrieb antreibbar ist und das Hinterrad von dem zweiten Antrieb antreibbar ist, wobei das Vorderrad vom Hinterrad in Schienenrichtung voneinander beabstandet sind.
13. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Drehachse des Vorderrads und der Drehachse des Hinterrads größer als das 1 ,5-fache des Kurvenradius ist, insbesondere sodass Vorderrad und Hinterrad nicht gleichzeitig in der Kurve sich befinden, insbesondere wobei die Kurve maximal 90° Kurvenwinkel aufweist, insbesondere also die durch die Kurve erzeugte Umlenkung maximal 90° beträgt.
14. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antrieb einen von einem ersten Wechselrichter gespeisten ersten Elektromotor aufweist und dass der zweite Antrieb einen von einem zweiten Wechselrichter gespeisten zweiten Elektromotor aufweist.
15. Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen Lageregler aufweist, dessen Ausgangssignal einem ersten Eingang eines Summierers zugeführt wird, dessen zweiten Eingang ein von einem ersten Pfad eines Lastausgleichsreglers erzeugtes Korrektursignal zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal des Summierers dem ersten Antrieb, insbesondere als Solldrehzahl, zugeführt wird, wobei eine Steuerungslogik des Fahrzeugs derart ausgeführt ist, dass abhängig von einem Freigabesignal der erste Pfad abgeschaltet wird, wobei das Freigabesignal von einem Mittel zur Kurvenerkennung erzeugt wird, insbesondere wobei das Mittel zur Kurvenerkennung ein Vergleichsmittel aufweist, dem ein im ersten Pfad erzeugtes erstes Ausgleichssignal zugeführt wird und ein im zweiten Pfad erzeugtes zweites Ausgleichssignal zugeführt wird, wobei das erste Ausgleichssignal von einem linearen Regler mit nachgeschaltetem Begrenzer erzeugt wird, wobei dem linearen Regler eingangsseitig das Ausgangssignal eines Differenzbildners zugeführt wird, welcher derart geeignet ausgeführt ist, dass das Ausgangssignal die Differenz zwischen
- einem vom Antrieb des Vorderrads erzeugten, mit einem ersten Verstärkungsfaktor multiplizierten ersten Drehmoments und
- einem vom Antrieb des Hinterrads erzeugten, mit einem zweiten Verstärkungsfaktor multiplizierten zweiten Drehmoments darstellt.
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