DE10015707A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen kritischer Fahrzustände für Transportfahrzeuge mit höhenveränderlicher Lastlage - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die es gestatten, mit Hilfe nur eines Sensors, der Aussagen zum Schwingungsverhalten liefern kann, den momentanen Fahrzustand eines Transportfahrzeuges, wie beispielsweise eines Gabelstaplers, zu identifizieren. Das Verhalten beruht auf der dynamischen Analyse des Signals in einer Auswerteeinheit, diese veranlaßt auf Grund der Ergebnisse notwendige Reaktionen. Im Gegensatz zu bekannten Lösungen kann somit die Anzahl der Sensoren stark reduziert werden, das wirkt sich in Zuverlässigkeit und Preis aus.

Description

Die Erfindung betrifft die Identifikation kritischer Fahrzustände von Transportfahrzeugen mit höhenveränderlicher Lastlage für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Sie ist insbesondere bei Gabelstaplern zur Verhinderung des Kippens beim Transport schwerer Lasten anwendbar.

Flurförderzeuge wie Gabelstapler sind durch ihre höhenveränderliche Last einer last- und lasthöhenabhängigen Kippgefährdung ausgesetzt. Dabei sind Kippungen in Fahrtrichtung und quer dazu getrennt zu bewerten. So hat z. B. ein unbeladener Stapler eine geringe Querstabilität, jedoch eine große Kippsicherheit in Fahrtrichtung. Mit einer großen Last in unterster Maststellung drehen sich die Verhältnisse um. Großen Einfluß auf das Kippverhalten haben die dynamischen Einflüsse aus den Zuständen Fahren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, Fahren auf unterschiedlichen Böden, Fahren auf geneigten Ebenen und Kurvenfahrten.

Bekannt sind eine Vielzahl von Lösungen zu dieser Problematik. Allen ist gemeinsam, dass viele Meßgrößen erfaßt und in Abhängigkeit von der Bewegung des Flurförderzeuges bewertet werden müssen. Diese beschreiben den momentanen Zustand des Flurförderzeuges und eine Bewertungseinheit errechnet daraus Grenzwerte für die Fahrgeschwindigkeit, den zulässigen Kurvenradius usw.

In den Patentschriften DE 198 30 561, DE 198 22 481 und DE 44 05 093 werden verschiedene Systeme beschrieben. Sensoren für Fahrgeschwindigkeit, Fahrzeugneigung, Fahrkurs, Beschleunigungen in Fahrtrichtung und quer dazu, Mastneigung, Lastgröße und -höhe liefern die Eingangsgrößen für die Auswerteeinheit. Deren Ausgangsgrößen haben Einfluß auf Größen wie Geschwindigkeit oder Aktoren, wie z. B. in ihrer Kennlinie veränderbare Dämpfer oder Federn.

Auf ähnlicher Basis arbeiten aktive Federsysteme und Stabilisatoranordnungen in Kraftfahrzeugen, so beschrieben in den Patentschriften nach DE 38 18 188, DE 16 30 278 und DE 26 30 698.

Nachteilig ist bei all diesen Lösungen der sehr hohe Aufwand für Sensorik. Neben den konstruktiven Aufwendungen erfordert die große Anzahl an Sensoren in der Entwicklung das Erstellen mehrdimensionaler Kennfelder. Zur Fehlerminimierung müssen die Temperatur- und Driftanfälligkeit aller Sensoren in engen Grenzen gehalten werden. Unter strengen Umweltbedingungen ist über lange Zeit deren Funktion zu garantieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile durch ein einfaches, durch eine einfache Vorrichtung realisierbares Verfahren zu zu beseitigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Identifikation des Zustandes eines Transportmittels, das mit der Auswertung nur eines Sensors auskommt. Der Zustand kann sich durch Lastgröße und -ort ändern und diese Zustandskenntnis hat über eine Auswerteeinheit Auswirkungen auf die Grenzwerte von Fahrzuständen des Transportmittels.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an einer besonders signifikanten Stelle eines Transportmittels, wie z. B. bei einem Gabelstapler am Mast ein Sensor montiert wird, der vorzugsweise die Größe des Lastmomentes erfasst. Dieser Sensor kann z. B. eine Dehnmessstreifenmessstelle direkt am Mast sein oder wird durch einen Messbolzen in der Mastneigevorrichtung gebildet. Verbunden ist dieser Sensor mit einer elektronischen Signalverarbeitungseinheit deren Ausgänge zu z. B. Stellgliedern, Anzeigeelementen usw. führen. Mit Hilfe des Ausgangssignals des montierten Sensors wird in der Auswertung das Schwingungsverhalten des Gabelstaplers beschrieben. Über eine Frequenzauswertung erhält man Aussagen zur Lastgröße und zur Lasthöhe. Wertet man das Signal bezüglich seines Energiegehaltes aus, erhält man Aussagen zur Charakterisierung der Fahrt, z. B. über ungleichmäßiges Fahren oder die schlechte Beschaffenheit des Fahrweges. Mit diesen gewonnenen Aussagen veranlasst die Bewertungseinheit Reaktionen, z. B. das Anschalten einer Warnlampe oder das Festlegen einer zustandsabhängigen Maximalgeschwindigkeit.

Ein großer Vorteil dieser Art der Identifikation ist die hohe Betriebssicherheit durch das Vorhandensein nur eines Sensors. Damit kann die Ausfallwahrscheinlichkeit auf ein Minimum reduziert werden.

Kombiniert werden kann dieses Verfahren mit Einrichtungen, die Aussagen über die Stabilität des Fahrzeuges im Stand liefern. So kann z. B. das Stehen auf einer schiefen Ebene über Neigungssensoren erfaßt und diese Signale ebenfalls in der Auswerteeinheit verarbeitet werden. Ebenso ist die Messung der Radlasten möglich. Die Veränderung einer Radlast in Richtung des Wertes 0 zeigt eine Kippgefahr an.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem nachstehenden Ausführungsbeispiel, in dem die Erfindung näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt einen Gabelstapler. Das Schwenken seines Hubmastes 1 erfolgt über den Hydraulikzylinder 2. Die Schwenkkraft wird über einen zwischen dem Hydraulikzylinder 2 und Hubmast 1 angeordneten Kraftmessbolzen 3 erfaßt. Das Kraftsignal wird einer Auswerteeinheit 4 zugeleitet. Nach Auswertung und Bewertung des Signals erfolgt das Einschalten der Warnlampe 5. Sie zeigt dem Fahrer des Gabelstaplers an, dass ein kritischer Zustand erreicht ist. Solche kritischen Zustände können sein:

• 1. Der Schwerpunkt der aufgenommenen Last liegt ungünstig. Die Last kann nicht transportiert und muß deshalb wieder abgesetzt werden.
• 2. Die positive oder negative Beschleunigung des Transportfahrzeuges ist zu hoch. Sie muß verringert werden.
• 3. Der Kurvenradius des Transportfahrzeuges ist im Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit zu gering. Beide Größen sind so zu verändern, dass die Stabilität des Fahrzeuges wieder hergestellt wird.

Der Fahrer verlangsamt daraufhin die Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Verzögerung des Transportfahrzeuges oder vergrößert nach Möglichkeit den Fahrradius und beendet somit den Gefährdungszustand seines Fahrzeuges. Dies kann auch durch ein Programm erreicht werden, was den Gefährdungszustand erkennt und die Fahrzeugantriebe so beeinflußt, dass sich das Transportfahrzeug von selbst durch geeignete Gegenmassnahmen aus dem Gefahrenbereich hinaus bewegt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Identifikation des Fahrzustandes von Transportfahrzeugen durch die Erfassung und Auswertung von Messgrößen und die Erzeugung von Befehlen zum Beenden von erkannten Gefährdungszuständen, gekennzeichnet durch folgende Schritte

• - vorzugsweise nur eine Größe, die durch die Fahrdynamik beeinflußt wird, wie z. B. das Biegemoment des Hubmastes oder die Beschleunigung des Fahrzeuges oder eines Bauteiles desselben wird erfaßt.
• - das Signal wird einer elektronischen Auswerteeinheit zugeführt,
• - es erfolgt eine Analyse durch Hardware oder ein Programm bzgl. der dynamischen Bestandteile des Signals und deren Ergebnis wird mit Grenzwerten verglichen
• - und beim Überschreiten eines Grenzwertes ein Signal entweder zur Warnung des Bedienpersonals oder zum selbständigen Reagieren der z. B. Fahrantriebe des Transportfahrzeuges gebildet wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass zusätzliche Sensoren montiert werden können, die Aussagen über den Stabilitätszustand im Stand liefern und deren Ausgangssignale ebenfalls von der elektronischen Auswerteeinheit verarbeitet werden.