Verfahren zum Steuern einer mobilen Arbeitsmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere eines Flurförderzeugs, wobei eine Bedienperson eine Arbeitsfunktion der mobilen Arbeitsmaschine durch Bedienung eines Arbeitsfunktions-Bedienelements steuert.

In mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere Flurförderzeugen, werden Arbeitsfunktionen üblicherweise mittels Arbeitsfunktions-Bedienelementen angesteuert und/oder ausgewählt. Häufig verfügt das Arbeitsfunktions-Bedienelement über ein Stellglied, zum Beispiel in Form eines auslenkbaren Hebels. Die Arbeitsfunktionen können proportional zur Auslenkung des Stellglied sein. Zum Beispiel ist die Hubgeschwindigkeit einer Hubeinrichtung abhängig von der Hebelauslenkung eines Heben-Bedienelements. Ein anderes Beispiel ist ein Fahrpedal, bei dem ein weiteres Drücken zu höheren Fahrgeschwindigkeiten führt. Es gibt auch digitale Funktionen, also An- / Ausfunktionen, wie z.B. bei einem Scheibenwischer.

Bei den proportionalen Arbeitsfunktions-Bedienelementen hat grundsätzlich eine weitere Auslenkung eine größere Bewegung der mit dem Arbeitsfunktions- Bedienelementen gesteuerten Arbeitsfunktion zur Folge. Die größere Bewegung ist nur und eindeutig abhängig von der Auslenkung des Arbeitsfunktions-Bedienelements.

Bei der Auslegung von Komponenten der mobilen Arbeitsmaschine hinter dem Arbeitsfunktions-Bedienelement sind zwei Betriebspunkte relevant, der Betriebspunkt mit Nennlast und der Betriebspunkt ohne Last. Mit Nennlast ergeben sich häufig die größten Kräfte und Momente und ohne Last können die höchsten Geschwindigkeiten bedient werden. Beispielsweise wird die Hubgeschwindigkeit einer Hubeinrichtung ohne Last auf den Maximalwert der Pumpendrehzahl ausgelegt. Im Teillastbereich bzw. Teilleistungsbereich ergeben sich dadurch Nachteile. Der Teillastbereich, der sich durch die Auslegung ergibt, bietet Raum für Optimierung, insbesondere da viele Betreiber von mobilen Arbeitsmaschinen die Arbeitsmaschine nicht immer mit der gleichen Last, sondern auch oft im Teillastbereich bewegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die Leistung der Arbeitsfunktion der mobilen Arbeitsmaschine verbessert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bedienperson in einem Teilleistungsbereich der Arbeitsfunktion durch Betätigung eines Autorisierungs- Betätigungselements gleichzeitig zur Bedienung des Arbeitsfunktions-Bedienelements eine Leistungssteigerung der Arbeitsfunktion autorisiert.

Dabei liegt der Erfindung die Überlegung zu Grunde, der Bedienperson der mobilen Arbeitsmaschine die Möglichkeit zu geben, durch eine Zwei-Faktor-Autorisierung, nämlich der Betätigung des Arbeitsfunktions-Bedienelements und gleichzeitiger Betätigung des Autorisierungs-Betätigungselements, zusätzliche Leistung einer Arbeitsfunktion der mobilen Arbeitsmaschine, insbesondere in Teilleistungsbereichen, freizuschalten. Die Bedienperson soll die Möglichkeit haben, die Arbeitsfunktion wie bisher auswählen zu können, also zum Beispiel einen Hubantrieb mittels eines Heben- Hebels zu betätigen, und dann durch aktives und gleichzeitiges Betätigen des Autorisierungs-Betätigungselements, zum Beispiel durch Drücken eines weiteren Knopfes, mehr oder zusätzliche Leistung der Arbeitsfunktion zu aktivieren.

Die Bedienperson bestätigt durch die Autorisierung, dass die Leistungssteigerung beispielsweise mit der aufgenommenen Last zulässig ist. Die Bedienperson wird zum Teil eines Regelkreises und übernimmt eine Entscheidung, die Leistungssteigerung freizugeben. Im Teillastbereich, der nicht optimal ausgelegt werden kann, lässt sich damit in einfacher Weise zusätzliche Leistung zur Verfügung stellen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Arbeitsfunktions-Bedienelement ein proportional wirkendes Bedienelement mit einem Stellglied verwendet, wobei die Arbeitsfunktion proportional zur Bewegung des Stellglieds ausgeführt wird. Außerdem wird als Autorisierungs-Betätigungselement ein Schaltelement mit einer Ein-Aus-Funktionalität verwendet, wobei in einer Ein-Stellung des Schaltelements die Leistungssteigerung autorisiert wird und in einer Aus-Stellung des Schaltelements die Leistungssteigerung nicht autorisiert wird.

Dabei wird zweckmäßigerweise als proportional wirkendes Bedienelement ein manuell auslenkbarer Hebel verwendet. Der Hebel kann so ausgebildet sein, dass er mit einer Hand der Bedienperson ausgelenkt werden kann, um die Arbeitsfunktion auszuführen. Beispielsweise kann der Hebel in Form eines Joysticks ausgebildet sein.

Außerdem kann das Autorisierungs-Betätigungselement so im Bereich des Arbeitsfunktions-Bedienelements angeordnet sein, dass es mit derselben Hand, beispielsweise mit einem Daumen betätigt werden kann.

Das Autorisierungs-Betätigungselement, also zum Beispiel der weitere Knopf, muss aber nicht zwingend am gleichen Arbeitsfunktions-Bedienelement angebracht sein, sondern kann von dem Arbeitsfunktions-Bedienelement räumlich getrennt angeordnet sein, beispielsweise als separates Fußpedal oder separater Fußtaster ausgebildet sein.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass als proportional wirkendes Bedienelement ein Pedal verwendet wird. Dabei kann das Autorisierungs-Betätigungselement als weiteres Pedal oder als manuell betätigbarer Knopf ausgebildet sein.

Mit besonderem Vorteil wird als Arbeitsfunktion eine Lasthandhabungsfunktion verwendet, wobei die Bedienperson in einem Teillastbereich durch Betätigung des Autorisierungs-Betätigungselements gleichzeitig zur Bedienung des Arbeitsfunktions- Bedienelements eine Leistungssteigerung der Lasthandhabungsfunktion bis zu einem Volllastbereich autorisiert. Als Lasthandhabungsfunktion kann beispielsweise eine Hubfunktion einer Hubeinrichtung verwendet werden, mit der ein Lastaufnahmemittel, zum Beispiel eine Lastgabel, angehoben und abgesenkt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Arbeitsfunktion eine hydraulische Funktion der Arbeitsmaschine verwendet, wobei die Bedienperson durch Betätigung des Autorisierungs-Betätigungselements gleichzeitig zur Bedienung des Arbeitsfunktions-Bedienelements eine Druckerhöhung der hydraulischen Funktion autorisiert. Dabei kann beispielsweise durch gleichzeitige Betätigung des Autorisierungs- Betätigungselements zusätzliche, leistungsmodifizierende Ventiltechnik aktiviert werden. Zum Beispiel kann ein Bypass für das Senken der Hubeinrichtung ohne Last frei geschaltet, so dass eine Senken mit höherer Geschwindigkeit ermöglicht wird.

Ein andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, zusätzliche Ventile für spezielle Anwendungen zu aktivieren. Beispielsweise kann ein Ventil in einer Zusatzhydraulik eines Flurförderzeugs geöffnet werden, welches einen Neutralumlauf eines Zinkenverstellers einer Lastgabel erlaubt. Durch eine schwimmende Lagerung der Gabeln können die Gabeln sich selbst den Weg in eine Lastaufnahme suchen, so dass die Bedienperson die Lastgabel nicht genau in die Lastaufnahme einfädeln muss.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als hydraulische Funktion eine Lastbewegungsfunktion verwendet, wobei die Last mittels eines Lasthandhabungsmittels translatorisch bewegt und/oder gedreht wird und die Bedienperson zur Überwindung eines initialen Trägheitsmoments zu Beginn der Bewegung der Last durch Betätigung des Autorisierungs-Betätigungselements gleichzeitig zur Bedienung des Arbeitsfunktions-Bedienelements eine Druckerhöhung der hydraulischen Funktion autorisiert.

Hierzu kann beispielsweise bei Last-Drehgeräten durch Betätigung des Autorisierungs- Betätigungselements ein hydraulisches Druckregelventil betätigt werden, das künstlich den Druck erhöht, um das initiale Trägheitsmoment zur Drehung der Last zu überwinden. Wenn die Last sich dreht, kann die Autorisierung wieder beendet werden und die Leistung des Last-Drehgeräts wieder normalisiert werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass mittels eines Sensors die Leistung der Arbeitsfunktion überwacht wird und bei Erreichen einer vorgegebenen Leistungsgrenze der Arbeitsfunktion eine weitere Leistungssteigerung verhindert wird.

Hierzu kann der Sensor mit einer Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung stehen, die ihrerseits mit dem Arbeitsfunktions-Bedienelement und dem Autorisierungs- Betätigungselement in Wirkverbindung steht und die Arbeitsfunktion der mobilen Arbeitsmaschine steuert. Mittels einer, in der Steuerungseinrichtung hinterlegten, Software können die übermittelten Sensordaten mit einer vorgegebenen Abschaltgrenze abgeglichen werden, so dass keine Leistungsgrenzen überschritten werden.

Beispielsweise kann durch Auswertung eines Lastdrucksensors der gewünschte Lastbereich eingehalten werden. Durch den Lastdrucksensor kann nur die Last, aber weder der Lastschwerpunkt noch die Art der Last erkannt werden. Diese Aufgabe übernimmt die Bedienperson und schaltet die Leistungssteigerung durch die Zwei- Faktor-Autorisierung entsprechend frei.

Die Bedienperson stellt somit ein zusätzliches Stellglied im Regelkreis für die Entscheidung dar, in welchem Leistungsbereich gearbeitet wird. Die Bedienperson muss weiterhin, wie bisher, auf die Umgebung, den Lastschwerpunkt, Personen in der Nähe etc. achten, kann aber durch das Erkennen der Art der Last und der Umgebung selbst entscheiden, ob sie mehr Leistung möchte.

Die Erfindung ist nicht auf eine hydraulische Arbeitsfunktion beschränkt, sondern zielt darauf ab, durch die Zwei-Faktor-Autorisierung durch die Bedienperson mehr Leistung in Teilleistungsbereichen aller verfügbaren Arbeitsfunktionen zur Verfügung zu stellen.

Es wäre auch denkbar, die Erfindung für eine Beleuchtung der mobilen Arbeitsmaschine anzuwenden. Eine exzessiv grelle Beleuchtung kann im normalen Arbeitsbetrieb störend sein, aber möglicherweise gibt es Situationen, in denen man für einen speziellen Arbeitsvorgang viel Licht braucht, oder Rotlicht oder grünes Licht. In diesem Fall kann die Bedienperson das Licht über das zusätzliche Autorisierungs- Betätigungselement zuschalten.

Generell können von der Erfindung alle energieverbrauchenden Arbeitsfunktionen der mobilen Arbeitsmaschine profitieren.

Die Erfindung bietet eine ganze Reihe von Vorteilen:

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es die Zwei-Faktor- Autorisierung der Bedienperson der Arbeitsmaschine erlaubt, diverse Vorgänge für die Leistungssteigerung selbst entsprechend ihrer Bedürfnisse freizugeben bzw. die mobile Arbeitsmaschine besser für ihre Prozesse einzusetzen und auch hier selbst zu entscheiden, wann eine Leistungssteigerung sinnvoll ist und wann nicht.

Da die Bedienperson mehr Einfluss auf das Fahrzeugverhalten nehmen kann, wird ihr Autonomie und Verantwortung gegeben und somit sein Gefühl von Freiheit im Umgang mit der Maschine erhöht. Dies verbessert die Benutzererfahrung (User Experience) für die Bedienperson.

Insbesondere im Teillastbereich hat die mobile Arbeitsmaschine Leistungsreserven, die durch die Erfindung genutzt werden können.

In einer Zusatzhydraulik der mobilen Arbeitsmaschine kann mit der Erfindung die Anzahl der zusätzlichen Funktionen verdoppelt werden, da zum Beispiel eine Sektion mit zwei verschiedenen Drehzahlen bedient werden kann. Bei einem Seitenschieber eines Flurförderzeugs ist es beispielsweise hierdurch möglich, eine Last mit der Lastgabel mit langsamer Geschwindigkeit des Seitenschiebers abzustellen, die leere Lastgabel nach Autorisierung durch eine Betätigung des Autorisierungs- Bedienelements mit hoher Geschwindigkeit des Seitenschiebers wieder zurückzuverfahren.

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

Figur ein Arbeitsfunktions-Bedienelement mit integriertem Autorisierungs- Betätigungselement.

Das Arbeitsfunktions-Bedienelement 1 umfasst im vorliegenden Fall einen auslenkbaren Hebel 2, während das Autorisierungs-Betätigungselement 3 als Knopf 4 ausgebildet ist, der seitlich am Hebel 2 angeordnet ist.

Durch Auslenkung des Hebels 2 mit der Hand der Bedienperson in Pfeilrichtung 5 wird eine Arbeitsfunktion, beispielsweise ein hydraulisches Lasthandhabungsgerät, der mobilen Arbeitsmaschine gesteuert. Sofern die Bedienperson erkennt, dass sich die Arbeitsmaschine in einem Teillastbereich befindet, kann sie durch eine Zwei-Faktor- Autorisierung eine Leistungssteigerung der Arbeitsfunktion, beispielsweise durch Öffnung eines zusätzlichen Hydraulikventils, freischalten. Hierzu drückt die Bedienperson gleichzeitig zur Auslenkung des Hebels 2 in Pfeilrichtung 5 mit dem Daumen der Hand den Knopf 4 und hält den Knopf 4 so lange gedrückt, so lange die Leistungssteigerung gewünscht ist.