DE20021901U1

DE20021901U1 - Antriebsregelung eines Flurförderfahrzeugs

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Publication number: DE20021901U1
Application number: DE20021901U
Authority: DE
Original assignee: Lust Antriebstechnik GmbH; ABM Greiffenberger Antriebstechnik GmbH
Current assignee: ABM Greiffenberger Antriebstechnik GmbH; Keba Industrial Automation Germany GmbH
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2010-12-24

Description

Patentanwälte Tergau & Pohl, Nürnberg ; · *» «**· .*'..*·. Seite -|

2 Beschreibung

4 Antriebsregelung eines Flurförderfahrzeugs

6 Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsregelung eines Flurförderfahrzeugs.

7 Sie bezieht sich weiter auf ein Flurförderfahrzeug mit einer solchen Antriebsrege-

8 lung.

&iacgr;&ogr; Ein elektromotorisch betriebenes Flurförderfahrzeug wird üblicherweise im Bereich

11 des Hebens oder Förderns von Lasten eingesetzt, wobei Lasten gehoben und im

12 Innen- und Außenbereich transportiert werden können. Dazu weist ein solches

13 Flurförderfahrzeug einen oder mehrere Antriebsmotoren auf und verfügt über eine &eegr; Hubeinrichtung. Die üblicherweise hohe Anzahl von Einzelantrieben, insbesonde-

15 re mindestens einen Fahrantrieb, einen Hydraulikpumpenantrieb und einen Len-

16 kungsantrieb, werden vom Flurförderfahrzeug mitgeführt. Außerdem umfasst ein &igr;? derartiges Flurförderfahrzeug eine eingebaute Energiequelle, insbesondere in

is Form einer Batterie, um ohne Versorgungskabel und somit mobil die bestim-

19 mungsgemäße Aufgabe durchzuführen.

21 Aus der DE 40 42 041 A1 ist es bekannt, ein Flurförderfahrzeug mit einem Gleich-

22 strommotor in Reihenschlussausführung ohne zusätzliche Sensoren zur Drehzahl-

23 regelung zu betreiben. Nachteilig bei einem solchen Reihenschlussmotor ist je-

24 doch der Verschleiss des Kommutators und insbesondere der Kohlebürsten, so

25 dass in unerwünschter Weise regelmäßige Wartungsarbeiten erforderlich sind.

27 Demgegenüber zeichnen sich bürstenlose Drehfeldantriebe, insbesondere Asyn-

28 chron- oder Synchronmotoren - mit Ausnahme der Lager - durch eine wartungs-

29 freie und kostengünstige sowie robuste Technik aus. Dabei ist gegenüber einer so Synchronmaschine mit einer Asynchronmaschine eine vergleichsweise einfache

31 Regelung oder Steuerung möglich. Zudem kann die für Elektrofahrzeuge wichtige

32 Feldschwächung vergleichsweise effektiv eingesetzt werden. Demgegenüber ist

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&igr; die Synchronmaschine hinsichtlich des Wirkungsgrades im Teillastbereich vorteil-

₂ haft.

4 Bezüglich der Steuerverfahren kommt derzeit überwiegend eine U/f-Kennlinien-

5 steuerung zum Einsatz, die von einem stationären Betrieb der Asynchronmaschi-

6 ne ausgeht. Diese Steuerverfahren können auch in Kombination mit überlagerten

7 Drehzahl- und Schlupfregelung betrieben werden, die jedoch einen zusätzlichen

&bgr; Drehzahl- oder Drehwinkelgeber erfordern. Die von einem stationären Betrieb der

9 Asynchronmaschine ausgehenden einfachen Steuerungen oder Regelungen ha-

10 ben jedoch ihrerseits gravierende Nachteile, wenn kein eingeschwungener Zu-

11 stand und somit eine Änderung der Drehzahl oder des Drehmoments vorliegt. In

12 diesen Fällen kann die Asynchronmaschine &ldquor;kippen". Auch können Überströme &eegr; auftreten, oder es wird bei niedrigen Drehzahlen das Nennmoment nicht erreicht, 14 so dass ein Anfahren des Motors praktisch nicht möglich ist.

16 Ein weiterer Nachteil dieser einfacheren Steuerverfahren oder -strukturen ist, dass

&eegr; die Maschine im Teillastbereich nicht mit optimalem Wirkungsgrad betrieben wird.

is Dies ist insbesondere bei einem Flurförderfahrzeug mit einer begrenzten Kapazi-

19 tat der mitgeführten Batterie kritisch, da hierdurch die Einsatzzeit pro Batteriela-

20 dung drastisch verkürzt wird. Nachteilig ist zudem, dass mit einer U/f-Kennlinien-

21 steuerung zunächst nur die Möglichkeit einer Geschwindigkeitsvorgabe gegeben

22 ist. Häufig ist jedoch bei Flurförderfahrzeugen eine Möglichkeit zur Drehmoment-

23 vorgabe wünschenswert, da damit für den Fahrer die Bedienung des Fahrantrie-

24 bes der vertrauten Bedienung des PKW gleicht. In diesem Fall wird quasi der

25 Drehzahlregelkreis über den Fahrer geschlossen.

27 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vemeidung der genannten Nach-

28 teile eine besonders geeignete Antriebsregelung oder -steuerung eines Flurför-

29 derfahrzeugs anzugeben.

31 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des An-

32 spruchs 1. Dazu umfasst die Antriebsregelung für ein Flurförderfahrzeug einen mit

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&igr; einem Pulswechselrichter betriebenen Drehfeldmotor und ein Rechenwerk, das

2 aus mindestens einem mittels einer Sensorik gemessen Strangstrom und der er-

3 fassten Ständerspannung des Drehfeldmotors eine zur Flussverkettung des

4 Drehfeldmotors proportionale Größe berechnet und einen Ist-Wert zur sensorlo-

5 sen Antriebsregelung liefert.

&tgr; Bei dieser sensorlosen Antriebsregelung eines Flurförderfahrzeugs erfolgt mittels

&bgr; des Rechenwerkes, zweckmäßigerweise mittels eines entsprechenden mathema-

9 tischen Algorithmus, eine Bestimmung oder Schätzung insbesondere der Rotor-

10 oder Ständerflussverkettung. Unter sensorlos wird hierbei die Vermeidung und

11 Einsparung des Einsatzes eines Drehzahl- oder Drehmomentgebers bzw. -sen-

12 sors verstanden.

14 Die erfindungsgemäße Antriebsregelung ermöglicht eine besonders vorteilhafte,

15 zweckmäßige und effektive Bestimmung relevanter Zustandsgrößen oder An-

16 triebsparameter, wie insbesondere des Motordrehmomentes und der Motordreh-

17 zahl, für ein derartiges elektrisch betriebenes Flurförderfahrzeug, insbesondere is mit Drehfeldantriebstechnik. Des Weiteren sind in besonders einfacher sowie ef-

19 fektiver Art und Weise weitere Parameter oder Zustandsgrößen, nämlich der

20 Drehwinkel, der Rotorfluss, der Ständerfluss oder der Luftspaltfluss, eines mit ei-

21 nem Pulswechselrichter betriebenen Asynchronmotors oder Synchronmotors ei-

22 nes elektrisch betriebenen Flurförderfahrzeugs bestimmbar.

24 Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die genannten Nachteile

25 vermieden werden können, wenn einerseits ein höherwertiges Verfahren - wie

26 beispielsweise die feldorientierte Regelung - zum Einsatz kommt, und wenn ande-

27 rerseits bei Verwendung einer Asynchronmaschine als Drehfeldmotor eine geeig-

28 nete Flussverkettung berechnet und damit sensorlos ein Ist-Wert der aktuellen

29 Drehzahl, des Drehmomentes und/oder des Drehwinkels für die Antriebsregelung so bereitgestellt wird. Dadurch ist ein bei der Regelung einer Asynchronmaschine mit si Orientierung an Ständer- oder Rotorflussverkettung ansonsten notwendiger, ko-

32 stenintensiver Drehzahl- bzw. Drehmomentgeber oder -sensor mit aufwendiger

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&igr; Verkabelung gerade nicht erforderlich. Unter den rauhen Einsatzbedingungen für

2 derartige Flurförderfahrzeuge wäre nämlich die Funktion dieser Komponenten

3 gefährdet mit der Folge einer verminderten Robustheit des Gesamtsystems.

5 Zusätzlich kann der Wirkungsgrad verbessert werden, da im Vergleich zurU/f-

6 Regelung oder-steuerung der verkettete Fluß optimal eingestellt werden kann.

7 Auch kann - abgesehen von der Möglichkeit einer effizienten Feldschwächung -

8 eine Synchronmaschine als Drehfeldmotor für den Antrieb eines Flurförderfahr-

9 zeugs eingesetzt werden.

11 Mit Kenntnis der Flussverkettungen ist - analog zu einem geberbehafteten Sy-

12 stern - eine hochwertige feldorientierte Regelung möglich. Die sensorlose Rege-

13 lung zielt dabei auf Traktionsanwendungen oder auf netzgebundene Antriebe ab. &mgr; Die Flussverkettung kann mathematisch beschrieben werden gemäß der Bezie-15 hung

16 &psgr;=&Sgr; \^Bdä

&igr;? Hierbei handelt es sich um eine aus der Grundüberlegung abgeleitete Hilfsgröße,

18 wonach zunächst bekanntlich der eine Fläche durchströmende Fluss als Flä-

19 chenintegral der Flussdichte definiert ist. Betrachtet man nun die Wirkung auf eine

20 Wicklung, so ist für die Bestimmung der induzierten Spannung oder anderer Grö-

21 ßen die Windungszahl mit einzubeziehen.

23 Bei elektrischen Maschinen werden in der Regel nicht alle Windungen vom glei-

24 chen Fluss durchflossen, so dass die genannte Hilfsgröße, d.h. die sogenannte

25 Flussverkettung gemäß der genannten Beziehung definiert werden kann. Dabei

26 wird die Wirkung aller Windungen zusammengefasst, so dass in die damit reali-

27 sierte mathematische Beziehung oder Darstellung die Windungszahl nicht mehr

28 eingeht. Mit anderen Worten: Die Flussverkettung fasst die Wirkung des magneti-

29 sehen Flusses auf die Summe der Windungen einer Wicklung zusammen, indem so die Gesamtwirkung durch einen gedanklichen oder fiktiven bzw. virtuellen Fluss

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&igr; beschrieben wird, der genau eine (gedachte) Wicklung mit einer einzigen Win-

2 dung durchströmt.

4 Bei der erfindungsgemäßen Antriebsregelung wird die Spannung des Energie-

5 Speichers gemessen und mit den gegebenenfalls bekannten Tastverhältnissen

6 eines Pulswechselrichters zu den Ständerspannungen verrechnet. Alternativ wird

7 die Ständerspannung direkt erfasst. Zudem werden mindestens n-1 Strangströme &bgr; bei einem Motor mit &eegr; Strängen oder &eegr; Phasen gemessen, wobei &eegr; eine beliebige

9 natürliche Zahl mit &eegr; > 1 ist. Diese Eingangsgrößen werden mittels eines Re-

10 chenwerkes oder eines Algorithmus zur Flussverkettung verrechnet. Mit dieser

11 Größe wiederum können dann die weiteren zu bestimmenden Größen oder Pa-

12 rameter, insbesondere das Drehmoment, die Drehzahl, der Drehwinkel, der Ro-

13 tor-, Ständer- bzw. Luftspaltfluss oder dazu jeweils proportionale Größen ermittelt &mgr; werden. Das Rechenwerk stellt die berechneten Größen als analoge und/oder

is digitale Größen in Form entsprechender Ist-Werte zur Verfügung. Auch können

16 diese Größen in einem Speicher eines digitalen Rechenwerkes abgelegt werden.

18 So wird zur Regelung des Drehmoments - oder einer dazu proportionalen Größe

is des Drehfeldantriebes - als Ist-Wert für die Regelung eine entsprechende Größe

20 des Rechenwerkes verwendet. Analog wird zur Regelung der Drehzahl - oder ei-

21 ner dazu proportionalen Größe - als Ist-Wert für die Regelung die entsprechende

22 Größe des Rechenwerkes verwendet. Ebenso wird zur Regelung des Drehwinkels

23 oder einer dazu proportionalen Größe als Ist-Wert für die Regelung die entspre-

24 chende Größe des Rechenwerkes verwendet werden.

26 Zweckmäßigerweise wird mindestens eine der Ausgangsgrößen des Rechenwer-

27 kens für Betriebsdatenschreiber, Diagnosetools, Servicetools oder Lebenszyklus-

28 Überwachungstools genutzt. Auch wird vorteilhafterweise eine der Ausgangsgrö-

29 ßen des Rechenwerkes dazu genutzt, die Antriebseinheit wirkungsgradoptimiert so zu betreiben, indem die bekannten Größen von Drehzahl, Drehmoment oder

si Drehmomentsollwert oder einer dazu jeweils proportionalen Größe einem weiteren

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&igr; Rechenwerk zugeführt werden. Mit diesem Rechenwerk werden die Ständerfluss-

2 verkettung, die Rotorflussverkettung oder die Luftspaltflussverkettung beeinflusst.

4 In vorteilhafter Ausgestaltung wird mit den berechneten Größen von Drehmoment

5 und/oder Drehzahl - oder dazu jeweils proportionalen Größen - und mit den gege-

6 benenfalls bekannten hydraulischen und mechanischen Konstanten, wie bei-

7 spielsweise dem Wirkungsgrad, dem spezifischen Fördervolumen der Hydraulik-

8 pumpe, der Zylinderfläche des Hubzylinders und/oder der Übersetzung des Hub-

9 gerüstes, in einem weiteren Rechenwerk die Hublast und/oder die Fahrgeschwin-

10 digkeit der Last bestimmt. Diese Größen können auch zur Anzeige, Überwachung

11 oder Regelung der Verfahrgeschwindigkeit genutzt werden.

13 Zweckmäßigerweise wird zudem in denjenigen Zeiten, in denen die Hydraulik-

u pumpe über Ventile entkoppelt von den hydraulischen Lasten arbeitet, mit den

is berechneten Größen von Drehmoment und/oder Drehzahl - oder dazu jeweils

16 proportionalen Größen - und mit den gegebenenfalls bekannten hydraulischen

&igr;? und mechanischen Konstanten oder Parametern, insbesondere dem Wirkungs-

18 grad oder dem spezifischen Förderverhalten der Hydraulikpumpe, die Viskosität

19 und/oder die Temperatur des Hydrauliköls und/oder die Temperatur des Hydrau-

20 liksystems mittels eines weiteren Rechenwerkes bestimmt. Auch können diese

21 Größen wiederum zur Anzeige oder Überwachung genutzt werden.

23 Die oder jede Ausgangsgröße des Rechenwerkes kann mit den Messwerten eines

24 Drehwinkelgebers oder eines Drehzahlgebers oder eines Drehmomentgebers

25 mittels eines weiteren Rechenwerkes verglichen werden, wobei das Ergebnis des

26 Vergleichs zur Fehlererkennung von eingesetzten Sensoren oder des Antriebs

27 genutzt wird. Im Falle eines auftretenden Defektes eines Sensors kann dann die

28 Regelung oder Steuerung mit der entsprechenden Ausgangsgröße des Rechen-

29 Werkes fortgeführt werden, so dass vorteilhafterweise ein redundantes System so entsteht.

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1 Die Messung der Ströme erfolgt zweckmäßigerweise mittels Magnetfeldgradio-

2 meiern, wobei die oder jede Messung auf der Basis des magnetoresistiven Effek-

3 tes oder des GMR-Effektes (giant magneto resisistiv effect) oder des CMR-

4 Effektes (collosal magneto resisistiv effect) durchgeführt wird.

Die Bestimmung der Ständerspannung wird zweckmäßigerweise direkt durch Messung von n-1 Leiterspannungen oder &eegr; Strangspannungen bei einem Motor

&bgr; mit &eegr; Strängen vorgenommen. Die erforderlichen Berechnungen mittels oder in-

9 nerhalb des Algorithmus bzw. Rechenwerkes werden zweckmäßigerweise mittels

10 eines gemeinsam genutzten MikroControllers oder Signalprozessors durchgeführt. 11

12 Der mit der sensorlosen Antriebsregelung verbundene Inbetriebnahmeaufwand

13 kann vorteilhaft durch eine Selbstinbetriebnahme reduziert werden. Diese umfasst

14 dabei eine vorzugsweise automatische Indentifikation der Parameter der Dreh-

15 feldmaschine und eine Arbeitspunkteinstellung bezüglich der vorgegebenen

is Flussverkettung sowie einen Abgleich des oder jedes Regelkreises. Die Mecha-17 nismen zur automatischen Parameteridentifikation können darüber hinaus im Serie vicefall oder während Stillstandszeiten des Antriebs zur Fehlererkennung und 19 Fehlerdiagnose genutzt werden.
20

21 Die Qualität und Leistungsfähigkeit der sensorlosen Regelung kann deutlich er-

22 höht werden, wenn die Drehfeldmaschine geeignet modifiziert wird. So kann der

23 sogenannte Blechschnitt des Rotors oder des Stators verändert werden, so dass

24 sich in Abhängigkeit einerseits unterschiedlicher Bestromungsrichtungen und an-

25 dererseits der Rotorlage deutliche Induktivitätsunterschiede ergeben. Diese wie-

26 derum können bestimmt werden, wobei mit den entsprechenden Ergebnissen auf

27 die aktuelle Rotorlage zurückgeschlossen werden kann. Insbesondere kann auch 2a bei kleinen Drehzahlen eine hochwertige sensorlose Regelung erreicht werden, da

29 die Möglichkeit der Aufschaltung von Testsignalen besteht, die wiederum eine zu-

30 verlässige Identifikation der Induktivitäten ermöglichen.

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&igr; Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung

&zgr; näher erläutert. Darin zeigen:

4 Fig. 1 u. 2 in einer Seitenansicht bzw. in einer Draufsicht ein Flurförderfahrzeug

5 mit einem elektromotorischen Antrieb und einer sensorlosen Rege-

6 lung,

7 Fig. 3 schematisch in einem Blockschaltbild Funktionskomponenten der &bgr; sensorlosen Antriebsregelung,

9 Fig. 4 in einem Blockschaltbild die Einbettung eines Rechenwerkes zur Be-

10 Stimmung von Parametern oder Zustandgrößen des Antriebssystems

11 des Flurförderfahrzeugs,

12 Fig. 5 eine gegenüber Fig. 2 alternative Realisierung einer Spannungser-

13 fassung, und

&eegr; Fig. 6 eine Verkopplung zweier Rechenwerke zur wirkungsgradoptimalen

is Antriebsregelung.

&igr;? Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Flurförderfahrzeug 1 führt eine Batterie 11 als

18 Gleichspannungsquelle sowie eine Regelvorrichtung 2 und einen elektromotori-

19 sehen Antrieb 3 in Form eines bürstenlosen Drehfeldantriebes, vorzugsweise ei-

20 nen Asynchronmotor mit. Das batteriebetriebene Flurförderfahrzeug umfasst zwei

21 Zinken 4, die sich jeweils auf Laufrollen 5 abstützen. Die Zinken 4 bilden von oben

22 gesehen zusammen mit einer Basiskonsole 6 einen U-förmigen Rahmen. Im Be-

23 reich der Basiskonsole 6 befindet sich zumindest die eine elektrische Antriebsein-

24 heit 3 mit einem Laufrad 7, die mit Hilfe einer Handdeichsel 8 um eine vertikale

2s Achse 9 geschwenkt werden kann und zum Lenken des Flurförderfahrzeugs oder

26 Gabelhubwagens dient. Die Antriebseinheit 3 wird über die Steuer- oder Regelein-

27 richtung 2 von einem Energiespeicher in Form einer Gleichspannungsquelle 11,

28 insbesondere einer Batterie, z.B. einer 24V- oder einer 48V-Batterie, gespeist, die

29 in der Basiskonsole 6 angeordnet ist.

31 Die erfindungsgemäß sensorlos arbeitende Antriebsregelung 2 umfasst gemä'ß

32 Fig. 3 einen Wechselrichter oder Pulswechselrichter 10, eine Sensorik 12 und ein

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&igr; Rechenwerk 14. Die dem Wechselrichter 10 über Gleichspannungsleitungen 16

2 zugeführte Gleichspannung wird mittels des Wechselrichters 10 in eine Drei-

3 Phasen-Wechselspannung umgewandelt, die - bzw. der entsprechende Strom -

4 über drei Phasenleitungen 17 (L1,L2,L3 bzw. u,v,w) dem Drehfeldantrieb oder s Elektromotor 3 zugeführt wird.

7 Die Fig. 4 und 5 zeigen vergleichsweise detailliert die Antriebsregelung 2 mit dem

&bgr; Pulswechselrichter 10 sowie mit einem Sensorikmodul 12a zur Spannungserfas-

9 sung und einem Sensorikmodul 12b zur Stromerfassung. Mit VS ist dabei die je-

10 weilige Ventilsteuerung des Pulswechselrichter 10 bezeichnet. Die Sensorikmo-

11 dule 12a,12b sind ausgangsseitig mit Eingängen des Rechenwerks 14 verbunden.

13 Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird die Spannung des Energiespeichers

&eegr; bzw. der Batterie 11 gemessen und mit den bekannten Tastverhältnissen des

is Pulswechselrichters 10 zu den Ständerspannungen verrechnet. Hierzu werden

16 dem Rechenwerk 14 eingangsseitig Soll-Tastverhältnisse Za,z_b,z_c zugeführt, die

&igr;? von einem dem Pulswechselrichter 10 zugeordneten Pulsweitenmodulator 17 aus

18 Sollwerten U_s(a,b bzw. c) der Ständerspannungen generiert sind. Demgegenüber

is werden bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 die Ständerspannungen direkt er-

2o fasst und über das Sensorikmodul 12a dem Rechenwerk 14 zugeführt.

22 Die mit dem Rechenwerk 14 bestimmten Zustandsgrößen oder Parameter, insbe-

23 sondere die Flussverkettung &PSgr;, die Drehzahl &ohgr;, das Drehmoment &egr; und der Dreh-

24 winkel T, lassen sich für die Regelung des Antriebs 3 vielfältig nutzen. Sie erlau-

25 ben eine indirekte Regelung des Drehmomentes, der Drehzahl, der Lage oder der

26 Flussverkettung. Der Anwender hat damit bezüglich seiner Schnittstelle zum An-

27 trieb 3 keine Beschränkungen.

29 Ein weiterer wichtiger Einsatzfall ist die Verwendung der ermittelten Daten für

so Datenlogger oder Lebenszyklusüberwachungen. Dabei werden z.B. Überlastfälle

31 erkannt und bei einem abzusehenden Ausfall der Fahrantriebe oder der Hydrau-

32 likpumpe wird rechtzeitig eine Warnung an den Anwender ausgelöst, so dass eine

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&igr; prädiktive Wartung vorgenommen wird. Ebenfalls hilfreich sind diese Ausgangs-

2 großen für Diagnosetools, die im Störungsfall dem Servicetechniker entscheiden-

3 de Hilfestellungen bei der Fehlersuche geben, so dass Ausfallzeiten verkürzt wer-

4 den können.

6 Ferner ist ein wichtiger Einsatzfall die Verwendung der ermittelten Daten mit dem

7 Ziel einer wirkungsgradoptimalen Einstellung des Arbeitspunktes der Regelung 2 &bgr; der Asynchronmaschine 3. Mit bekannter Drehzahl und bekanntem Drehmoment

9 sowie bekannten Parametern der Asynchronmaschine kann deren Flussverket-

10 tung derart eingestellt werden, dass die Summe von Eisenverlusten und Kupfer-

11 Verlusten minimal ist. Im Teillastbereich lässt sich damit eine deutliche Steigerung

12 des Wirkungsgrades erreichen, was bei batteriebetriebenen Flurförderfahrzeugen

13 von großem Nutzen ist.

is Außerdem ist ein wichtiger Einsatzfall die Verwendung der ermittelten Daten für

16 eine Berechnung der Hublast des Flurförderfahrzeugs, indem aus Größen von

&eegr; Drehmoment und Drehzahl unter Berücksichtigung der physikalischen Gesetzmä-

18 ßigkeiten, insbesondere dem Wirkungsgrad von Hydraulikpumpen und dem Wir-

19 kungsgrad der Mechanik sowie das spezifische Fördervolumen der Hydraulik-

20 pumpe, zunächst der Hydraulikdruck bestimmt werden kann. Unter Berücksichti-

21 gung der Zylinderfläche des Hubzylinders und der Übersetzung des Hubgerüsts

22 kann die Hublast und die Verfahrensgeschwindigkeit des Hubgerüsts bestimmt

23 werden. Falls die Hydraulikpumpe über Ventile von dem Hubzylinder abgekoppelt

24 werden kann, kann mit einer ähnlichen Vorgehensweise die Viskosität des Hy-

25 drauliköls und damit die Temperatur des Hydrauliköls bzw. des Hydrauliksystems

26 bestimmt werden. Das Drehmoment, welches der Antrieb zum Betreiben der Hy-

27 draulikpumpe mit einer definierten Drehzahl aufwenden muss, hängt dann allein

28 von der Viskosität des Hydrauliköls ab.

30 Darüber hinaus ist ein wichtiger Einsatzfall die Verwendung der ermittelten Daten

si für ein redundantes System gemäß Figur 6. Wird nämlich zusätzlich ein Drehzahl-

32 oder Drehwinkelgeber zum Einsatz gebracht, so können die entsprechenden

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&igr; Messgrößen mit Ausgangsgrößen des Rechenwerkes 14 verglichen werden. Dazu

2 werden mittels eines weiteren Rechenwerkes 18 die Ausgangsgrößen des Re-

3 chenwerkes 14 mit den Messwerten eines Drehwinkelgebers oder eines Dreh-

4 zahlgebers oder eines Drehmomentgebers verglichen, wobei das Ergebnis des

5 Vergleichs zur Fehlererkennung von eingesetzten Sensoren oder des Antriebs 3

6 genutzt wird. Im Falle eines auftretenden Defektes eines Sensors kann dann die

7 Regelung oder Steuerung 2 mit der entsprechenden Ausgangsgröße des Re-

8 chenwerkes 14 fortgeführt werden, so dass ein vorteilhaftes redundantes System

9 entsteht. Bei nennenswerten Abweichungen liegt ein Fehler im Antriebssystem

10 oder bei den Gebern vor und der Antrieb kann abgeschaltet werden oder der An-

11 trieb kann in einer Art Notbetrieb ohne die Sensoren betrieben werden, bis der

12 Fehler beim nächsten Service- oder Wartungstermin behoben werden kann.

14 Da aufgrund der verwendeten kleinen Batteriespannungen mit sehr hohen Strö-

15 men gearbeitet werden muss, ist die im Gegensatz zur U/f-Kennliniensteuerung is für diese Anwendung erforderliche Stromsensorik 12b zur Messung der Ströme

&igr;? als Magnetfeldgradiometer auf Basis des MR-Effektes (magneto resistiven Effek-

18 tes), des GMR-Effektes (giant magneto resistive) oder des CMR-Effektes (colos-

19 sal magneto resistive) ausgeführt. Diese Magnetfeldgradiometer erlauben eine

20 Messung der Ströme auf engstem Raum, da aufgrund der hohen Empfindlichkeit

21 eine Messung ohne mangetischen Flusskonzentrator möglich ist.

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Claims

1. Antriebsregelung eines Flurförderfahrzeug (1) mit einem Drehfeldmotor (3), der mit einem von einer mitbewegten Energiequelle (11) bespeisbaren Pulswechselrichter (10) betrieben ist,

- mit einer Sensorik (12), die mindestens einen Strangstrom und einen zur Bestimmung mindestens einer Ständerspannung des Drehfeldmotors (3) relevanten Spannungswert erfasst, und

- mit einem Rechenwerk (14), das anhand des Strangstroms und der Ständerspannung eine zur Flussverkettung (W) des Drehfeldmotors (3) proportionale Größe berechnet sowie einen Ist-Wert zur sensorlosen Antriebsregelung (2) des Drehfeldmotors (3) liefert.

2. Antriebsregelung nach Anspruch 1, wobei eine direkte Messung der Ständerspannung oder deren indirekte Ermittlung aus der gemessenen Spannung des vom Flurförderfahrzeugs (1) mitgeführten Energiespeichers (11) erfolgt.

3. Antriebsregelung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Rechenwerk (14) als Ist-Wert das Ist-Drehmoment (&epsi;) des Drehfeldantriebs (3) oder eine dazu proportionale Größe berechnet.

4. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rechenwerk () als Ist-Wert die Ist-Drehzahl (ω) des Drehfeldantriebs (3) oder eine dazu proportionale Größe berechnet.

5. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Rechenwerk (14) als Ist-Wert den Ist-Drehwinkel (T) des Drehfeldantriebs (3) oder eine dazu proportionale Größe berechnet.

6. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein vom Rechenwerk (14) gelieferter Ist-Wert zu Diagnosezwecken herangezogen wird.

7. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei anhand mindestens eines vom Rechenwerk (14) gelieferten Ist-Wertes eine Einstellung der Ständerflussverkettung und/oder der Luftspaltflussverkettung des Drehfeldmotors (3) erfolgt.

8. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mittels des Rechenwerkes (14) aus für unterschiedliche Bestromungsrichtungen bestimmten Induktivitäten eine Ermittlung der Rotorlage des Drehfeldmotors (3) erfolgt.

9. Antriebsregelung nach Anspruch 8, wobei durch Einkopplung mindestens eines Testsignal in die oder jede Ständerspannung eine Bestimmung der Induktivitäten erfolgt.

10. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei anhand von aufgenommen Motorkenndaten des Drehfeldmotors (3) eine Parametrierung eines im Rechenwerk (14) hinterlegten Motormodells erfolgt.

11. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei anhand des Ergebnisses einer automatisch ablaufenden Parameteridentifikation des Drehfeldantriebs (3) eine Überwachung dessen Lebenszyklus und/oder dessen Funktion erfolgt.

12. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Erfassung des oder jedes Strangstroms nach dem magnetoresistiven Effekt erfolgt.

13. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Drehfeldmotor ein Asynchronmotor (3) ist.

14. Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Drehfeldmotor (3) einen zu einer unsymmetrischen Induktivitätsverteilung führenden Aufbau aufweist.

15. Flurförderfahrzeug mit einer Antriebsregelung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.