DE102017124435A1 - Truck with brake assistance and procedure for its operation - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs mit zumindest teilweise elektrischem Fahrantrieb (14), wobei das Flurförderzeug zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit von einer Fahrzeugsteuerung (12) zumindest teilweise mittels elektrischer Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs (14) abgebremst wird, sowie ein Flurförderzeug zur Durchführung des Verfahrens. Es wird vorgeschlagen, dass das Flurförderzeug von der Fahrzeugsteuerung (12) automatisch zusätzlich mittels einer elektrisch aktuierten mechanischen Bremsunterstützung (20) abgebremst wird, wenn die elektrische Bremsleistung des Fahrantriebs (14) nicht ausreicht.

The invention relates to a method for operating a truck with at least partially electric traction drive (14), wherein the truck to reduce the vehicle speed by a vehicle control (12) is at least partially decelerated by means of electrical braking power of the electric traction drive (14), and an industrial truck to carry out of the procedure. It is proposed that the truck be automatically braked by the vehicle control (12) automatically by means of an electrically actuated mechanical brake assistance (20) when the electrical braking power of the traction drive (14) is insufficient.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs mit zumindest teilweise elektrischem Fahrantrieb, wobei das Flurförderzeug zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit von einer Fahrzeugsteuerung zumindest teilweise mittels elektrischer Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs abgebremst wird, sowie ein Flurförderzeug zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for operating a truck with at least partially electric traction drive, wherein the truck is at least partially braked to reduce the driving speed of a vehicle control by means of electrical braking power of the electric traction drive, and an industrial truck for performing the method.

Motorisch angetriebene Flurförderzeuge, insbesondere Gabelstapler, sind üblicherweise als batterie-elektrische Fahrzeuge (E-Stapler) oder verbrennungsmotorisch-betriebene Fahrzeuge (V-Stapler) aufgebaut. Hierbei treibt ein Verbrennungsmotor einen Generator an, der einen elektrischen Fahrmotor mit elektrischem Strom versorgt. Verbrennungsmotorisch-betriebene Fahrzeuge (V-Stapler) sind zum Teil auch als hybride verbrennungsmotorisch-elektrische Fahrzeuge (zum Beispiel mit diesel-elektrischem Antrieb) erhältlich.Motor-driven industrial trucks, in particular forklifts, are usually constructed as battery-electric vehicles (E-stacker) or internal combustion engine-powered vehicles (V-stacker). In this case, an internal combustion engine drives a generator which supplies an electrical drive motor with electric current. Internal combustion engine-powered vehicles (V-trucks) are also available in part as hybrid internal combustion engine electric vehicles (for example with diesel electric drive).

Bei E-Staplern allgemein und V-Staplern mit verbrennungsmotorisch-elektrischem Antrieb wird der Fahrantrieb über ein oder zwei elektrische Fahrmotoren, zumeist Asynchronmotoren, Umrichtern und eine übergeordnete Fahrzeugsteuerung ausgeführt. Dabei wird das Fahrzeug durch den Fahrantrieb sowohl angetrieben als auch elektrisch (in der Regel rekuperativ) gebremst. Die Bremsleistung wird dabei im Wesentlichen vom elektrischen Fahrmotor und durch Reibung im Antriebssystem aufgebracht. Das Fahrzeug wird im üblichen Betrieb nur selten über eine mechanische Betriebsbremse (z.B. mittels eines Bremspedals) abgebremst.In E-trucks general and V-trucks with internal combustion engine electric drive of the drive via one or two electric traction motors, mostly asynchronous motors, converters and a higher-level vehicle control is performed. The vehicle is both powered by the drive and also electrically (usually recuperative) braked. The braking power is applied essentially by the electric traction motor and by friction in the drive system. The vehicle is rarely braked in normal operation by a mechanical service brake (for example, by means of a brake pedal).

Fahrantriebe bei E-Staplern werden in der Regel so ausgelegt, dass sie eine Art Reihenschlusscharakteristik im Beschleunigungsverhalten aufweisen. Damit wird erreicht, dass der Antrieb aus dem Stand bei kleinen Drehzahlen (n) ein hohes Drehmoment (M) aufweist und bei maximaler Geschwindigkeit nur noch das erforderliche Drehmoment (M) aufgebracht wird, welches nötig ist, das Fahrzeug auf diese Geschwindigkeit zu beschleunigen. Diese Charakteristik ergibt in einem Drehzahl- / Drehmoment- Diagramm (n/M) eine annähernd hyperbelförmige Kurve und stellt damit eine Leistungsbegrenzung dar.Travel drives in electric forklifts are usually designed so that they have a kind of series closure characteristics in the acceleration behavior. This ensures that the drive from a standstill at low speeds ( n ) high torque ( M ) and at maximum speed only the required torque ( M ), which is necessary to accelerate the vehicle to this speed. This characteristic gives a nearly hyperbolic curve in a speed / torque diagram (n / M) and thus represents a power limitation.

Das Bremsverhalten wird bei E-Staplern durch den elektrischen Fahrmotor und den Umrichter sowie durch die Batterie bestimmt. Bei neueren Fahrzeuggenerationen wurden mit folgenden technologischen Veränderungen Verbesserungen hinsichtlich der Verlustleistung des Fahrantriebs erzielt:

1. 1. Konstruktiv werden moderne Antriebe zunehmend verlustärmer aufgebaut. Das wird insbesondere durch kurze elektrische Anschlussleitungen mit entsprechenden Querschnitten und geringen Übergangswiderständen in der Verbindungstechnik erreicht. Ziel ist es, die Summe der Leistungswiderstände gering zu halten.
2. 2. Außerdem kommen zunehmend Batterietechniken zum Einsatz, die ebenfalls geringe Innenwiderstände aufweisen. Insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien wird im Vergleich zur klassischen Blei-Säure-Batterie (zum Beispiel PzS) ein deutlich geringerer Innenwiderstand der Batterie erreicht (ca. ein Zehntel einer Blei-Säure-Batterie).

The braking behavior of electric forklifts is determined by the electric traction motor and the inverter as well as by the battery. In recent generations of vehicles improvements have been made with respect to the power loss of the traction drive with the following technological changes:

1. 1. Constructively, modern drives are being built increasingly loss less. This is achieved in particular by short electrical connection lines with corresponding cross sections and low contact resistance in connection technology. The aim is to keep the sum of the power resistances low.
2. 2. In addition, battery technologies are increasingly used, which also have low internal resistance. Particularly in the case of lithium-ion batteries, a significantly lower internal resistance of the battery is achieved in comparison to the classical lead-acid battery (for example PzS) (about one tenth of a lead-acid battery).

Durch diese Veränderungen zeigt sich jedoch ein Nachteil im Bremsverhalten der Fahrantriebe. Sind bei Fahrzeugen mit Blei-Säure-Batterien und längeren Anschlussleitungen noch höhere Bremsleistungen aufgrund der damit verbundenen Verluste möglich, so ist durch die oben beschriebenen technischen Veränderungen nur noch eine geringere elektrische Bremsleistung für den gleichen Fahrantrieb darstellbar.These changes, however, show a disadvantage in the braking behavior of the travel drives. If vehicles with lead-acid batteries and longer connecting lines even higher braking performance due to the associated losses are possible, then only a lower electrical braking power for the same drive can be represented by the technical changes described above.

Da bei Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien die Spannungslage beim Bremsen infolge der geringeren Innenwiderstände niedriger ist, muss die Bremsleistung bei gleichem Fahrmotor reduziert werden. Eine Reduzierung der Bremsleistung hat aber den Nachteil, dass ein Bremsvorgang zum einen länger dauert und zum anderen einen ungünstigen Verlauf annimmt. Dieser zeigt sich, indem die Bremsleistung mit sinkender Geschwindigkeit zunimmt. Es kann keine dynamische kontinuierliche Bremsverzögerung aufgebaut werden, da der Fahrantrieb durch die Bremsleistungshyperbel begrenzt wird.Since the voltage level is lower during braking due to the lower internal resistance when using lithium-ion batteries, the braking power must be reduced with the same traction motor. However, a reduction of the braking power has the disadvantage that a braking process takes on the one hand longer and on the other assumes an unfavorable course. This is shown by the braking power increases with decreasing speed. It can not be built dynamic continuous braking deceleration because the drive is limited by the Bremsleistungshyperbel.

Wegen der eingeschränkten Bremsleistung ist keine kontinuierliche Abbremsung elektrisch möglich. Daher werden E-Stapler häufig in ihrer maximalen Geschwindigkeit begrenzt, damit sie nicht das geschilderte nachteilige Bremsverhalten aufweisen.Because of the limited braking power is no continuous deceleration electrically possible. Therefore, E-trucks are often limited in their maximum speed, so they do not have the described adverse braking behavior.

Andere Fahrzeuge wiederum zeigen das geschilderte Bremsverhalten, was für die Fahrer gegebenenfalls eine Umgewöhnung bedeutet. Der Fahrer muss dann in bestimmten Fahrsituationen, in denen die maximale Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs nicht ausreicht, mit der manuell betätigten Betriebsbremse des Fahrzeugs den Bremsvorgang unterstützen.Other vehicles in turn show the described braking behavior, which may mean that the drivers get used to it. The driver must then assist in certain driving situations in which the maximum braking power of the electric traction drive is insufficient, with the manually operated service brake of the vehicle, the braking operation.

Auch V-Stapler mit elektrischem Getriebe (zum Beispiel mit verbrennungsmotorisch-elektrischem Fahrantrieb) haben beim Bremsen Einschränkungen, die konstruktiv begründet sind. Hier stellt ein Bremswiderstand, durch den die Bremsleistung des elektrischen Fahrmotors aufgenommen wird, die begrenzende Größe dar. Fahrzeuge mit dieser Technologie zeigen ebenfalls eine Bremscharakteristik, wie sie oben beschrieben ist.Even V-trucks with electric transmission (for example, with internal combustion engine-electric traction drive) have restrictions that are constructively justified when braking. Here is a braking resistor, through which the braking power of the electric traction motor is taken, the limiting size. Vehicles with this technology also show a braking characteristic, as described above.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Flurförderzeug zur Durchführung des Verfahrens so auszugestalten, dass auch bei modernen Fahrantrieben mit geringen Verlustleistungen ein kontinuierliches Bremsverhalten ermöglicht wird.The present invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a truck for performing the method so that even with modern travel drives with low power losses, a continuous braking behavior is possible.

Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Flurförderzeug von der Fahrzeugsteuerung automatisch zusätzlich mittels einer elektrisch aktuierten mechanischen Bremsunterstützung abgebremst wird, wenn die elektrische Bremsleistung des Fahrantriebs nicht ausreicht.This object is procedurally achieved according to the invention that the truck is automatically braked by the vehicle control automatically by means of an electrically actuated mechanical brake assistance, if the electric braking power of the drive is not sufficient.

Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, dass ein insbesondere bei modernen elektrischen Fahrantrieben mit geringen Verlustleistungen auftretendes ungünstiges Bremsverhalten des Fahrantriebs mittels einer automatischen Bremsunterstützung verbessert werden kann.The invention is based on the consideration that an unfavorable braking behavior of the traction drive occurring in particular in modern electric traction drives with low power losses can be improved by means of an automatic brake assist.

Dabei wird die Bremsunterstützung vorzugsweise mit einer solchen mechanischen Bremsleistung betrieben, dass die nicht ausreichende elektrische Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs ausgeglichen wird. Vorteilhafterweise greift die Bremsunterstützung immer nur dann und in dem Maße ein, wenn und wie die Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs begrenzt werden muss. Somit kann der Fahrantrieb bedarfsgerecht von der elektrisch aktuierten mechanischen Bremsunterstützung unterstützt werden. Dies hat den Vorteil, dass die mechanische Bremsunterstützung nicht unnötig verschleißt.The brake assistance is preferably operated with such a mechanical braking power that the insufficient electric braking power of the electric traction drive is compensated. Advantageously, the brake assistance engages only then and to the extent when and how the braking power of the electric traction drive must be limited. Thus, the traction drive can be supported as needed by the electrically actuated mechanical brake assistance. This has the advantage that the mechanical brake support does not wear out unnecessarily.

Zweckmäßigerweise wird als Bremsunterstützung eine elektrisch aktuierte Parkbremse des Flurförderzeugs verwendet. Solche Parkbremsen sind häufig bei Flurförderzeugen, beispielsweise Gabelstaplern, verbaut und werden auch als elektrische Feststellbremsen bezeichnet. Diese Parkbremsen sind in der Regel so ausgelegt, dass sie die mechanische Betriebsbremse (zum Beispiel eine Fußbremse) mit nutzen. Die elektrisch aktuierte mechanische Parkbremse kann zum Beispiel direkt im Bereich des Getriebes des Fahrantriebs eingreifen.Conveniently, an electrically actuated parking brake of the truck is used as a brake assistance. Such parking brakes are often installed in industrial trucks, such as forklifts, and are also referred to as electric parking brakes. These parking brakes are usually designed so that they use the mechanical service brake (for example, a foot brake) with. The electrically actuated mechanical parking brake can intervene, for example, directly in the region of the transmission of the traction drive.

Da heutige Parkbremsen häufig nicht ausreichend dosierbar sind, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Bremsunterstützung mit konstantem Bremsmoment betrieben wird. Es wird also mit einer betriebssituativen Bremsunterstützung eingegriffen, die eher statisch, d.h. mit einem konstanten Bremsmoment, wirkt. Dabei kann die Fahrzeugsteuerung mittels Geschwindigkeitsregelung des Fahrantriebs für eine kontinuierliche Bremsverzögerung sorgen. Dies geht zwar unter Umständen mit einem höheren mechanischen Verschleiß der Parkbremse einher. Andererseits kann dadurch aber der Investitionsaufwand für eine dosierbare Bremsunterstützung (dosierbare Parkbremse) vermieden werden.Since today's parking brakes are often not sufficiently dosed, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that the brake assistance is operated with a constant braking torque. It is therefore intervened with a situation-based brake assistance, which is more static, i. with a constant braking torque, acts. In this case, the vehicle control can provide continuous braking deceleration by means of cruise control of the traction drive. Although this is possibly accompanied by a higher mechanical wear of the parking brake. On the other hand, however, this can be the investment required for a metered brake assistance (metered parking brake) can be avoided.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Bremsunterstützung mit veränderlichem Bremsmoment betrieben, wobei das Bremsmoment der Bremsunterstützung automatisch so angepasst wird, dass in Kombination mit der elektrischen Bremsleistung des Fahrantriebs ein kontinuierlicher Bremsvorgang erreicht wird.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the brake assistance is operated with variable braking torque, wherein the braking torque of the brake assistance is automatically adjusted so that in combination with the electric braking power of the traction drive, a continuous braking operation is achieved.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass die Bremsunterstützung bei Erkennung einer Hangabfahrt durch die Fahrzeugsteuerung automatisch zugeschaltet wird. Dabei kann beispielsweise mittels eines Sensors, z.B. einer Kamera, die Umgebung im Vorfeld des Flurförderzeugs erfasst und über eine Auswertung der Sensordaten durch die Fahrzeugsteuerung eine bevorstehende Hangabfahrt erkannt werden. Die Fahrzeugsteuerung aktiviert dann automatisch die Bremsunterstützung, damit eine zu geringe Bremsleistung des Fahrantriebs bei der Hangabfahrt ausgeglichen werden kann. Dies ermöglicht eine Bergabfahrhilfe.A further development of the concept of the invention provides that the brake assistance is automatically activated when a downhill run is detected by the vehicle control. In this case, for example, by means of a sensor, e.g. a camera, the environment detected in advance of the truck and be detected by an evaluation of the sensor data by the vehicle control an imminent downhill. The vehicle control then automatically activates the brake assistance, so that a too low braking power of the traction drive can be compensated for downhill. This allows a downhill help.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Bremsunterstützung bei Erkennung eines Hindernisses durch die Fahrzeugsteuerung automatisch zugeschaltet. Auf diese Weise wird ein Fahrassistenzsystem zur Vermeidung von Hinderniskollisionen zur Verfügung gestellt. Wird beispielsweise durch ein Sensorsystem am Flurförderzeug ein Hindernis erkannt, dem sich das Flurförderzeug zu schnell nähert, so kann die Bremsunterstützung zugeschaltet werden. Hierdurch kann zusätzlich eine Redundanz erreicht werden die im Falle eines Ausfalls eines der Bremssysteme (Fahrantrieb oder Bremsunterstützung) immer mindestens ein Bremssystem wirken lässt. Dies ist insbesondere bei autonom oder teilautonom fahrenden Flurförderzeugen von Vorteil.According to another preferred embodiment of the invention, the brake assistance is automatically switched on detection of an obstacle by the vehicle control. In this way, a driver assistance system is provided to avoid obstacle collisions. If, for example, an obstacle is detected on the industrial truck by means of a sensor system to which the industrial truck is approaching too quickly, the brake assistance can be activated. In this way, in addition a redundancy can be achieved in the event of failure of one of the brake systems (drive or brake assistance) always at least one brake system act. This is particularly advantageous for autonomously or partially autonomously moving industrial trucks.

Die Erfindung betrifft ferner ein Flurförderzeug mit mindestens einem elektrischen Fahrantriebsmotor und einer Fahrzeugsteuerung, wobei Fahrantriebsmotor und Fahrzeugsteuerung nicht nur zum Fahrantrieb, sondern auch zum Abbremsen des Flurförderzeugs mittels elektrischer Bremsleistung des Fahrantriebsmotors ausgebildet sind.The invention further relates to an industrial truck with at least one electric traction drive motor and a vehicle control system, wherein traction drive motor and vehicle control are designed not only for traction drive but also for deceleration of the truck by means of electrical braking power of the traction drive motor.

Bei einem solchen Flurförderzeug wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fahrzeugsteuerung mit einer elektrisch aktuierten mechanischen Bremseinrichtung in Wirkverbindung steht, die automatisch von der Fahrzeugsteuerung zuschaltbar ist, wenn die elektrische Bremsleistung des Fahrantriebs nicht ausreicht.In such a truck, the stated object is achieved in that the vehicle control is in operative connection with an electrically actuated mechanical braking device, which can be activated automatically by the vehicle control is when the electric braking power of the traction drive is insufficient.

Zweckmäßigerweise ist die elektrisch aktuierte mechanische Bremseinrichtung als Parkbremse des Flurförderzeugs ausgebildet.Conveniently, the electrically actuated mechanical braking device is designed as a parking brake of the truck.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung steht die Fahrzeugsteuerung zusätzlich mit einem Sensor in Wirkverbindung, der zur Erkennung einer Hangabfahrt ausgebildet ist.According to one embodiment of the invention, the vehicle control is in addition to a sensor in operative connection, which is designed to detect a downhill.

Eine andere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Fahrzeugsteuerung zusätzlich mit einem Sensor in Wirkverbindung steht, der zur Erkennung von Hindernissen ausgebildet ist.Another preferred embodiment provides that the vehicle control is additionally operatively connected to a sensor which is designed to detect obstacles.

Die mit dem erfindungsgemäßen Flurförderzeug verbundenen praktischen Aspekte wurden bereits im Zusammenhang mit den entsprechenden Merkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Flurförderzeugs erläutert.The practical aspects associated with the truck according to the invention have already been explained in connection with the corresponding features of the method according to the invention for operating the truck.

Die Erfindung eignet sich für alle Arten von Flurförderzeugen, die mittels eines elektrischen Fahrantriebs angetrieben werden. Insbesondere ist die Erfindung für Gabelstapler und Schlepper geeignet, die einen batterie-elektrischen oder verbrennungsmotor-elektrischen Fahrantrieb aufweisen. Hierzu gehören z.B. sowohl E-Stapler mit batterie-elektrischem als auch V-Stapler mit verbrennungsmotorisch-elektrischem Antrieb. Auch Lagertechnik-Flurförderzeuge können mit der Erfindung ausgestattet werden.The invention is suitable for all types of industrial trucks, which are driven by means of an electric traction drive. In particular, the invention is suitable for forklifts and tractors, which have a battery-electric or internal combustion engine electric traction drive. These include e.g. Both E-stacker with battery-electric and V-stacker with internal combustion engine electric drive. Warehouse trucks can also be equipped with the invention.

Mit der Erfindung ist eine ganze Reihe von Vorteilen verbunden:There are a number of advantages associated with the invention:

Bei E-Staplern wird mit der Erfindung der Nachteil ausgeglichen, der durch neuere Batterietechnologien und wirkungsgradverbesserte Fahrantriebe beim Bremsen entsteht. Auch bei V-Staplern kann mit der Erfindung die eingeschränkte Bremsleistung des verbrennungs-elektrischen Fahrantriebs ausgeglichen werden. Es wird eine kontinuierliche Bremsverzögerung aus allen Geschwindigkeiten mit und ohne Last erreicht. Außerdem ist der Fahrantrieb für den Fahrer beim Bremsen besser einschätzbar. Insbesondere im Falle von Hangabfahrten kann bei höheren Geschwindigkeiten kontinuierlich abgebremst werden, was zu einer deutlichen Erhöhung der Betriebssicherheit des Flurförderzeugs führt.In E-stackers, the invention compensates for the disadvantage caused by newer battery technologies and efficiency-enhanced traction drives when braking. Even with V-trucks can be compensated with the invention, the limited braking power of the combustion-electric traction drive. A continuous braking deceleration is achieved from all speeds with and without load. In addition, the drive for the driver during braking is more predictable. Especially in the case of downhill slopes can be braked continuously at higher speeds, which leads to a significant increase in the reliability of the truck.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt

• 1 ein Drehzahl-/Drehmoment-Diagramm zur Veranschaulichung der Fahrantriebsleistung eines E-Staplers,
• 2 ein Drehzahl-/Drehmoment-Diagramm zur Veranschaulichung der reduzierten Bremsleistung bei Fahrantrieben mit verbesserter Verlustleistung,
• 3 ein Drehzahl-/Drehmoment-Diagramm zur Veranschaulichung der Bremsleistung bei Fahrantrieben mit Blei-Säure-Batterien und Geschwindigkeits-/Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung des Bremsverhaltens,
• 4 ein Drehzahl-/Drehmoment-Diagramm zur Veranschaulichung der Bremsleistung bei Fahrantrieben mit Lithium-Ionen-Batterien und Geschwindigkeits-/Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung des Bremsverhaltens,
• 5 ein Schaltbild eines Fahrantriebs mit elektrisch aktuierter mechanischer Bremsunterstützung und
• 6 ein Drehzahl-/Drehmoment-Diagramm zur Veranschaulichung der erhöhten Bremsleistung bei elektrisch aktuierter mechanischer Bremsunterstützung.

Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the schematic figures. This shows

• 1 a speed / torque diagram illustrating the traction drive power of an E-stacker,
• 2 a speed / torque diagram to illustrate the reduced braking power in traction drives with improved power dissipation,
• 3 a speed / torque diagram to illustrate the braking performance in traction drives with lead-acid batteries and speed / time diagram to illustrate the braking behavior,
• 4 a speed / torque diagram to illustrate the braking performance of lithium ion batteries and the speed / time diagram to illustrate the braking behavior,
• 5 a diagram of a traction drive with electrically actuated mechanical brake assistance and
• 6 a speed / torque diagram illustrating the increased braking power with electrically actuated mechanical brake assistance.

In 1 ist ein Diagramm dargestellt, das eine typische Fahrantriebsleistung eines batterie-elektrisch betriebenen Gabelstaplers (E-Stapler) wiedergibt. Auf der horizontalen Achse ist das Drehmoment M des elektrischen Fahrantriebs des Gabelstaplers aufgetragen, während auf der vertikalen Achse die Drehzahl n des aufgetragen ist. Die Kurve 1 gibt den Verlauf des Drehmoments M in Abhängigkeit von der Drehzahl n wieder. Der Fahrantrieb ist so ausgelegt, dass er aus dem Stand bei kleinen Drehzahlen n ein hohes Drehmoment M aufweist (siehe Punkt 2 der Kurve). Bei maximaler Geschwindigkeit wird dagegen nur noch das erforderliche Drehmoment M aufgebracht, welches für die Beschleunigung des Gabelstaplers auf diese Geschwindigkeit nötig ist (siehe Punkt 3 der Kurve).In 1 is a diagram showing a typical traction drive power of a battery electric forklift truck (E-stacker) reproduces. On the horizontal axis is the torque M applied to the electric drive of the forklift, while on the vertical axis, the speed n which is applied. The curve 1 gives the course of the torque M depending on the speed n again. The traction drive is designed so that it stands out at low speeds n a high torque M (see point 2 the curve). At maximum speed, however, only the required torque M applied, which is necessary for the acceleration of the forklift to this speed (see point 3 the curve).

2 zeigt ein Diagramm, das eine typische Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs eines E-Staplers wiedergibt. Die Achsen des Diagramms sind in derselben Weise bezeichnet wie in 1. Die Kurve 4 zeigt den Verlauf des Drehmoments M (in diesem Fall auch als Bremsmoment zu bezeichnen) in Abhängigkeit von der Drehzahl n des Fahrantriebs bei einem herkömmlichen E-Stapler, der eine übliche Blei-Säure-Batterie und lange elektrische Anschlussleitungen aufweist. Im Vergleich dazu zeigt die Kurve 5 den Verlauf bei einem modernen E-Stapler, bei dem die Verlustleistung z.B. durch Verwendung einer Lithium-Ionen-Batterie und von kurzen elektrischen Anschlussleitungen verbessert wurde. Das Bremsmoment M des elektrischen Fahrantriebs ist bei gleicher Drehzahl n niedriger. Während beim herkömmlichen E-Stapler noch höhere Bremsleistungen aufgrund der Verluste infolge der höheren Innenwiderstände von Batterie und Anschlussleitungen möglich sind (Kurve 4), so ist beim modernen E-Stapler aufgrund der geringeren Verlustleistung von Batterie und Anschlussleitungen nur noch eine geringere elektrische Bremsleistung für den gleichen Fahrantrieb darstellbar (Kurve 5). Die Reduzierung der Bremsleistung ist im Diagramm mit dem Pfeil 6 angedeutet. 2 shows a diagram that represents a typical braking power of the electric traction drive of an electric forklift. The axes of the diagram are labeled in the same way as in 1 , The curve 4 shows the course of the torque M (in this case also to be called braking torque) as a function of the speed n the traction drive in a conventional electric truck, which has a conventional lead-acid battery and long electrical leads. In comparison, the curve shows 5 the course in a modern electric truck, in which the power loss was improved, for example, by using a lithium-ion battery and short electrical leads. The braking torque M the electric traction drive is at the same speed n lower. While in the conventional electric forklift even higher braking performance due to the losses due to the higher internal resistance of the battery and connecting cables are possible (curve 4 ), so in the modern electric forklift due to the lower power loss of the battery and leads only a lower electric braking power for the same drive can be displayed (curve 5 ). The reduction of the braking power is in the diagram with the arrow 6 indicated.

In 3 ist auf der linken Seite ein Diagramm gezeigt, das die Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs eines herkömmlichen E-Staplers mit Blei-Säure-Batterie und langen Anschlussleitungen wiedergibt. Der Verlauf der Kurve 4 entspricht der Darstellung in 2. Auf der rechten Seite der 3 ist ein Diagramm gezeigt, das den Verlauf der Geschwindigkeit v des E-Staplers über die Zeit t betrifft. Beim Zeitpunkt to setzt der Bremsvorgang durch den elektrischen Fahrantrieb ein. Die Kurve 7 zeigt den Verlauf der Geschwindigkeit v des E-Staplers während des Bremsvorgangs bis zum Stillstand zum Zeitpunkt t_s . Durch die hohe Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs des herkömmlichen E-Staplers ist eine kontinuierliche elektrische Abbremsung durch den elektrischen Fahrantrieb möglich.In 3 On the left side is a diagram showing the braking performance of the electric traction drive of a conventional E-stacker with lead-acid battery and long connecting cables. The course of the curve 4 corresponds to the illustration in 2 , On the right side of the 3 is a diagram showing the course of the speed v of the E-truck over time t concerns. At the time to the braking operation begins by the electric traction drive. The curve 7 shows the course of the speed v of the electric truck during the braking process to a standstill at the time t _s , Due to the high braking performance of the electric traction drive of the conventional electric truck continuous electric deceleration is possible by the electric traction drive.

4 zeigt im Vergleich zu 3 auf der linken Seite das entsprechende Diagramm zur Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs eines modernen E-Staplers mit Lithium-Ionen-Batterie und kurzen Anschlussleitungen und auf der rechten Seite den entsprechenden Verlauf der Geschwindigkeit des modernen E-Staplers während des Bremsvorgangs. Aufgrund der geringeren Bremsleistung (siehe Kurve 5) des elektrischen Fahrantriebs des modernen E-Staplers infolge der geringeren Verlustleistung in der Lithium-Ionen-Batterie und den kurzen Anschlussleitungen ist keine kontinuierliche elektrische Abbremsung des E-Staplers durch den elektrischen Fahrantrieb mehr möglich (siehe Kurve 8). Die Abbremsung ist zu Beginn des Bremsvorgangs (unmittelbar nach dem Zeitpunkt t₀ ) sehr gering, was sich im flachen Verlauf der Kurve 8 in diesem Bereich ausdrückt, während zum Ende des Bremsvorgangs hin (kurz vor dem Stillstands-Zeitpunkt t_s ) die Abbremsung sehr stark wird, was sich in dem steileren Verlauf der Kurve 8 in diesem Bereich ausdrückt. 4 shows in comparison to 3 on the left side the corresponding diagram for the braking performance of the electric traction drive of a modern E-truck with lithium-ion battery and short connection cables and on the right the corresponding course of the speed of the modern E-Stacker during braking. Due to the lower braking power (see curve 5 ) of the electric traction drive of the modern electric truck due to the lower power loss in the lithium-ion battery and the short connecting lines is no continuous electrical deceleration of the electric truck by the electric traction drive longer possible (see curve 8th ). The deceleration is at the beginning of the braking process (immediately after the time t ₀ ) very low, resulting in the flat course of the curve 8th in this range, while towards the end of the braking process (shortly before the standstill time t _s ) the deceleration becomes very strong, resulting in the steeper course of the curve 8th in this area expresses.

In 5 ist ein Schaltbild eines elektrischen Fahrantriebs eines modernen E-Staplers mit erfindungsgemäßer zusätzlicher Bremsunterstützung dargestellt.In 5 is a diagram of an electric traction drive of a modern electric truck with inventive additional brake assistance shown.

Der Fahrer gibt über einen Fahrgeber 10 sowie weitere Bedieneinrichtungen 11 Steuerungsbefehle an die Fahrzeugsteuerung 12, die eine Fahrantriebssteuerung und einen Geschwindigkeitsregler umfasst. Die Fahrzeugsteuerung 12 steuert einen Umrichter 13, der einen elektrischen Fahrmotor 14 oder mehrere elektrische Fahrmotoren 14 steuert. Der Fahrmotor 14 wirkt über ein nachgeschaltetes Getriebe 15 auf ein Rad 16 des E-Staplers.The driver gives about a driver 10 as well as other operating devices 11 Control commands to the vehicle control 12 which includes a traction drive controller and a speed controller. The vehicle control 12 controls an inverter 13 , which is an electric traction motor 14 or more electric traction motors 14 controls. The drive motor 14 acts via a downstream gearbox 15 on a bike 16 of the E-truck.

Über eine Sensorik 17 werden Messdaten mittels Leitung 18 zum Umrichter 13 geleitet.About a sensor 17 Measured data are transmitted by line 18 to the inverter 13 directed.

Die Fahrzeugsteuerung 12 gibt im Bedarfsfall, wenn die Bremsleistung des elektrischen Fahrmotors 14 nicht ausreicht, Steuerungsbefehle über die Leitung 19 an eine elektrisch aktuierbare mechanische Bremseinrichtung 20, die beispielsweise in das Getriebe 15 eingreift.The vehicle control 12 if necessary, when the braking power of the electric traction motor 14 insufficient, control commands over the line 19 to an electrically actuatable mechanical braking device 20 For example, in the transmission 15 intervenes.

Der Umrichter 13 ist über eine Datenleitung 21 mit der Bremseinrichtung 20 verbunden.The inverter 13 is via a data line 21 with the braking device 20 connected.

Mess- und Regelungsdaten erreichen über Leitung 22 die Fahrzeugsteuerung 12.Measurement and control data reach via line 22 the vehicle control 12 ,

Mit dieser Verschaltung ist ein bedarfsgerechter automatischer Bremseingriff über die Bremseinrichtung 20 möglich, sobald die elektrische Bremsleistung des Fahrmotors 14 nicht mehr für eine kontinuierliche Abbremsung des E-Staplers genügt.With this interconnection is a demand-based automatic brake intervention via the braking device 20 possible as soon as the electric braking power of the drive motor 14 is no longer sufficient for continuous braking of the E-stacker.

Die elektrisch aktuierbare mechanische Bremseinrichtung 20 ist bevorzugt als elektrisch betätigbare Parkbremse des Flurförderzeugs ausgebildet. Die Parkbremse kann hierbei die mechanische Bremsvorrichtung, beispielsweise mehrere Bremslamellen, mitnutzen, die auch für eine Betriebsbremse genutzt werden, welche vom Fahrer durch Betätigen eines Bremspedals (Fußbremse) betätigbar ist.The electrically actuatable mechanical braking device 20 is preferably designed as an electrically operable parking brake of the truck. The parking brake can in this case use the mechanical braking device, for example a plurality of brake disks, which are also used for a service brake which can be actuated by the driver by actuating a brake pedal (foot brake).

In 6 ist ein Diagramm dargestellt, das dem in 2 gezeigtem entspricht. Die Kurve 25 gibt den Verlauf des Bremsmoments M des elektrischen Fahrantriebs in Abhängigkeit von der Drehzahl n bei einem modernen E-Stapler wieder, bei dem die Verlustleistung z.B. durch Verwendung einer Lithium-Ionen-Batterie und von kurzen elektrischen Anschlussleitungen verbessert wurde. Die Erhöhung der Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs aufgrund der elektrisch aktuierten mechanischen Bremsunterstützung 20 ist im Diagramm mit dem Pfeil 26 angedeutet. Der Verlauf des Bremsmoments M folgt mit der elektrisch aktuierten mechanischen Bremsunterstützung 20 der Kurve 24.In 6 a diagram is shown, which corresponds to the in 2 shown corresponds. The curve 25 gives the course of the braking torque M the electric traction drive as a function of the speed n in a modern E-stacker again, in which the power loss was improved, for example, by using a lithium-ion battery and short electrical leads. The increase in the braking power of the electric traction drive due to the electrically actuated mechanical brake assistance 20 is in the diagram with the arrow 26 indicated. The course of the braking torque M follows with the electrically actuated mechanical brake assistance 20 the curve 24 ,

Claims (11)

Verfahren zum Betreiben eines Flurförderzeugs mit zumindest teilweise elektrischem Fahrantrieb, wobei das Flurförderzeug zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit von einer Fahrzeugsteuerung zumindest teilweise mittels elektrischer Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Flurförderzeug von der Fahrzeugsteuerung (12) automatisch zusätzlich mittels einer elektrisch aktuierten mechanischen Bremsunterstützung (20) abgebremst wird, wenn die elektrische Bremsleistung des Fahrantriebs (14) nicht ausreicht.Method for operating a truck with at least partially electric traction drive, wherein the truck is at least partially decelerated by a vehicle control by reducing the vehicle speed by means of electrical braking power of the electric traction drive, characterized in that the truck of the vehicle control (12) automatically is additionally braked by means of an electrically actuated mechanical brake assistance (20) when the electric braking power of the traction drive (14) is insufficient. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsunterstützung (20) mit einer solchen mechanischen Bremsleistung betrieben wird, dass die nicht ausreichende elektrische Bremsleistung des elektrischen Fahrantriebs (14) ausgeglichen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the brake support (20) is operated with such a mechanical braking power that the insufficient electric braking power of the electric traction drive (14) is compensated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremsunterstützung (20) eine elektrisch aktuierte Parkbremse des Flurförderzeugs verwendet wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that an electrically actuated parking brake of the truck is used as brake support (20). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsunterstützung (20) mit konstantem Bremsmoment betrieben wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the brake assistance (20) is operated with a constant braking torque. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsunterstützung (20) mit veränderlichem Bremsmoment betrieben wird, wobei das Bremsmoment der Bremsunterstützung (20) automatisch so angepasst wird, dass in Kombination mit der elektrischen Bremsleistung des Fahrantriebs (14) ein kontinuierlicher Bremsvorgang erreicht wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the brake assistance (20) is operated with variable braking torque, wherein the braking torque of the brake support (20) is automatically adjusted so that in combination with the electric braking power of the traction drive (14), a continuous braking operation is achieved. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsunterstützung (20) bei Erkennung einer Hangabfahrt durch die Fahrzeugsteuerung (12) automatisch zugeschaltet wird.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the brake assistance (20) is automatically switched on detection of a downhill slope by the vehicle controller (12). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsunterstützung (20) bei Erkennung eines Hindernisses durch die Fahrzeugsteuerung (12) automatisch zugeschaltet wird.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the brake assistance (20) is automatically switched on detection of an obstacle by the vehicle controller (12). Flurförderzeug mit mindestens einem elektrischen Fahrantriebsmotor und einer Fahrzeugsteuerung, wobei der Fahrantriebsmotor und die Fahrzeugsteuerung nicht nur zum Fahrantrieb, sondern auch zum Abbremsen des Flurförderzeugs mittels elektrischer Bremsleistung des Fahrantriebsmotors ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerung (12) mit einer elektrisch aktuierten mechanischen Bremseinrichtung (20) in Wirkverbindung steht, die automatisch von der Fahrzeugsteuerung (12) zuschaltbar ist, wenn die elektrische Bremsleistung des Fahrantriebs (14) nicht ausreicht.Truck with at least one electric traction drive motor and a vehicle control, wherein the traction drive motor and the vehicle control are designed not only for traction drive, but also for braking the truck by means of electrical braking power of the traction drive motor, characterized in that the vehicle control (12) with an electrically actuated mechanical braking device (20) is in operative connection, which is automatically switched by the vehicle controller (12), if the electric braking power of the traction drive (14) is insufficient. Flurförderzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch aktuierte mechanische Bremseinrichtung (20) als Parkbremse des Flurförderzeugs ausgebildet ist.Truck after Claim 8 , characterized in that the electrically actuated mechanical braking device (20) is designed as a parking brake of the truck. Flurförderzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerung (12) zusätzlich mit einem Sensor in Wirkverbindung steht, der zur Erkennung einer Hangabfahrt ausgebildet ist.Truck after Claim 8 or 9 , characterized in that the vehicle controller (12) is additionally in operative connection with a sensor which is designed to detect a downhill. Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuerung (12) zusätzlich mit einem Sensor in Wirkverbindung steht, der zur Erkennung von Hindernissen ausgebildet ist.Truck after one of the Claims 8 to 10 , characterized in that the vehicle control (12) is additionally in operative connection with a sensor which is designed for the detection of obstacles.

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