Brevet FR2868764A1 — publié le 20051014

Domaine de l'invention La présente invention concerne un chariot élévateur notamment chariot élévateur à fourche, à contrepoids et siège frontal, comportant une installation de levage de charge susceptible d'être levée et inclinée, un entraînement de roulage et des entraînements de travail pour déplacer l'installation de levage de charge. Etat de la technique Dans les chariots élévateurs utilisés généralement en pratique, correspondant à l'état de la technique, le conducteur doit évaluer le poids de la charge à soulever (charge soulevée) et la hauteur à laquelle il doit soulever la charge (hauteur de levage). A partir de là il doit régler la vitesse de déplacement (vitesse de roulage) et le rayon de braquage du chariot élévateur pour éviter que le chariot élévateur ne bascule vers l'avant ou vers le côté. Bien que cette mission délicate puisse être satis- faite dans une plage de fonctionnement statique ou quasi statique c'est-à- dire dans une plage de fonctionnement à vitesse de roulage relativement faible, le conducteur risque néanmoins d'être facilement débordé. En dé- passant la capacité de transport du chariot élévateur ou lors de manoeuvres de conduite qui ne sont pas adaptées à la charge actuelle du mât de levage ou à la hauteur du mât de levage, le risque de basculement subsiste avec celui de blessures graves ou de mort du conducteur ou de per-sonnes à proximité, ainsi que des dommages matériels élevés. C'est pourquoi il existe de nombreuses tentatives pour créer des moyens de sécurité permettant d'éviter les accidents de chariots élévateurs. Ainsi que le document DE-29 09 667-C3 décrit un chariot élévateur du type défini ci-dessus qui, en fonction de l'angle de braquage, de la hauteur de levage et du couple de la charge, intervient sur l'entraînement de roulage et limite ainsi la vitesse de déplacement et le cas échéant également le freinage possible (par le moteur électrique). Cela se fait en remplaçant les valeurs de consigne prédéfinie par le conducteur par des signaux de correction émis par l'installation de commande. Le document EP-0 343 839-B 1 décrit un chariot élévateur qui en fonction de la charge levée, de la hauteur de levage et de l'angle de braquage ainsi que de la direction de roulage ou de la position du centre de gravité du véhicule limite la vitesse de déplacement. Il est en outre également prévu de limiter l'accélération du chariot élévateur en fonction de la hauteur de levage. Selon le document EP-1 078 878-Al il est connu de limiter la vitesse d'inclinaison du mât de levage d'un chariot élévateur en fonction de la charge levée et de la hauteur de levage. Enfin le document EP-1 019 315-B 1 décrit un chariot élé- vateur dont la vitesse de déplacement ou vitesse de roulage est limitée en fonction de la charge soulevée, de l'angle d'inclinaison et en l'absence de charge, la vitesse d'abaissement est plus importante. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un chariot 10 élévateur du type défini ci-dessus offrant une meilleure stabilité au fonctionnement. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un chariot élévateur du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'un modèle de calcul reposant sur des informations spécifiques au véhicule pour le comportement statique et/ou quasi statique du basculement du chariot élévateur est enregistré dans une installation de commande; des capteurs de saisie pour la charge de levée, la hauteur de levage, l'angle d'inclinaison, le couple de charge, la direction de déplacement, la vitesse de déplacement et l'angle de braquage sont reliés directement ou indirectement à l'installation de commande; l'installation de commande est réalisée pour déterminer un état de roulage et de charge reposant sur les grandeurs physiques saisies et sur le modèle de calcul enregistré en mémoire, et l'installation de commande coopère avec l'entraînement de roulage et les entraînements de travail pour réduire la vitesse de travail, l'accélération de démarrage ou de freinage et la vitesse de roulage atteintes ou susceptibles d'êtres atteintes chaque fois en fonction de l'état de roulage et de charge déterminé. La caractéristique essentielle de l'invention consiste à sur-veiller à l'aide d'une logique exécutée par une installation de commande le risque de basculement statique et/ou quasi statique (pour une hauteur de levage importante et un mât de levage à l'arrêt ou à faible vitesse de roulage), pour intervenir sur le comportement du véhicule pour éviter son basculement. L'installation de commande agit sur la vitesse de travail, l'accélération de démarrage et de freinage et la vitesse de roulage dans le sens d'une limitation de la valeur réelle possible, ou dans les cas extrêmes dans le sens d'un retour aux valeurs réelles déjà atteintes. Cela peut se faire par exemple en réduisant les valeurs de consigne prévues par le conducteur (commande subordonnée des valeurs de consigne prédéfinies par le conducteur en appliquant des corrections par l'installation de commande). Ainsi les valeurs réelles possibles correspondant à certaines excursions des leviers de commande et autres organes de commande en fonctionnement normal seront en conséquence réduites. Dans le cas particulier cela peut par exemple signifier que pour un chariot élévateur à l'arrêt, le conducteur actionnant un levier de commande ne pourra incliner vers l'avant la charge soulevée qu'avec une certaine vitesse et cette vitesse peut toutefois être ramenée à 0 par l'installation de commande à cause d'un risque de basculement de niveau lo inacceptable, c'est-à-dire que le mouvement de basculement vers l'avant sera totalement interdit. Il est toutefois également possible à l'installation de commande de réduire des valeurs réelles existantes (atteintes). Exemple: dans le cas d'un chariot élévateur démarrant en marche arrière, le conducteur veut soulever la charge. L'installation de commande autorise le soulève-ment (éventuellement à vitesse de levage réduite) mais réduit l'accélération de démarrage déjà atteinte et/ou vitesse de roulage déjà atteinte. La vitesse de travail de l'installation de soulèvement de charge dans le sens de la présente invention signifie en premier lieu la vi- tesse de levage et d'inclinaison. La vitesse d'abaissement est également englobée dans ce terme de manière préférentielle. On peut également tenir compte d'autres mouvements de l'installation de soulèvement de charge, par exemple le mouvement d'un poussoir latéral ou d'un dispositif de basculement. Quelques-uns uns des capteurs prévus pour la réalisation de l'invention (par exemple capteurs d'angle d'inclinaison, capteurs de hauteur de levage) existent fréquemment déjà comme équipements de série ou équipements spéciaux dans les chariots élévateurs du type défini cidessus de sorte que la réalisation de l'invention nécessite la mise en ceu- vre de moyens relativement réduits. Cela est également vrai pour les chemins de transmission de signaux entre l'installation de commande et les systèmes d'entraînement du chariot élévateur. Le capteur d'angle d'inclinaison peut suivant la réalisation du chariot transporteur, détecter l'angle d'inclinaison du mât de levage ou dans le cas d'un mât de levage fixe, l'angle d'inclinaison du chariot mobile le long du mât de levage. A partir du signal du capteur d'angle de braquage on peut également déduire la vitesse de braquage. Les capteurs complexes qui existent déjà globalement per-mettent la saisie de beaucoup de plus de points de fonctionnement que cela est le cas dans les solutions isolées, connues par l'état de la technique. Le chariot élévateur selon l'invention évite avant tous les accidents par basculement qui seraient provoqués par des ordres d'actionnement excessifs, trop rapides ou trop brusques envoyés par le conducteur. Selon un développement avantageux de l'invention on ré-duit de manière prioritaire l'accélération de démarrage ou de freinage et la vitesse de roulage atteintes ou susceptibles d'être atteintes. Pour cela on part de la considération qu'au niveau du basculement statique et/ou qua-si statique on utilise principalement l'entraînement de travail de l'installation de levage de charge et c'est pourquoi il est plus avantageux d'influencer l'entraînement de roulage de manière à augmenter la stabilité au basculement. De façon avantageuse les informations spécifiques au véhicule, enregistrées en mémoire dans l'installation de commande sont au moins des données relatives aux dimensions et aux masses du chariot élévateur ainsi qu'à l'installation de levage de charge (mât de levage) et à la charge embarquée, maximale. Selon un autre développement de l'invention, l'installation de commande surveille les informations existant spécifiques au véhicule et les grandeurs physiques saisies par les capteurs pour déterminer l'état de roulage et de charge et surveille au moins les manoeuvres de roulage critiques pour le basculement, c'est-à-dire le freinage en marche avant lorsque le véhicule est incliné vers l'avant, les accélérations en marche arrière, lorsque le véhicule est incliné vers l'avant, le freinage en marche arrière en courbe lorsque le véhicule est incliné perpendiculairement à l'axe de bas- culement et les accélérations en marche avant dans une courbe, lorsque le véhicule est incliné perpendiculairement à l'axe de basculement, pour prendre des actions requises. L'expression véhicule incliné dans le contexte de la pré-sente invention désigne une inclinaison du véhicule par rapport au plan. Cette position inclinée est par exemple celle d'un véhicule dans une pente (une pente descendante ou montante, par exemple inférieure à 3 %). Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels: s la figure 1 est une vue en perspective d'un chariot élévateur; - la figure 2 montre une structure de régulation; la figure 3 montre un schéma d'état. Description d'un mode de réalisation Selon la figure 1, le chariot élévateur est un chariot éléva- teur à fourche, à contrepoids et siège frontal. Une installation de levage de charge 1 équipe la face avant du véhicule; elle se compose d'un mât de levage télescopique et d'un chariot porte-charge lb mobile le long du mât de levage la; le chariot comporte des fourches le accrochées. Les fourches le permettent de soulever et de transporter des charges de différents types. Le mât de levage la peut être incliné autour d'un axe horizontal transversal situé dans sa zone inférieure. Il est possible d'avoir un mât de levage rigide non inclinable, ou au lieu de cela de rendre le chariot porte-charge mobile non seulement en hauteur mais également inclinable comme cela est par exemple le cas pour les appareils utilisés dans les entrepôts (par exemple un chariot élévateur à mât de poussée). Le chariot porte-charge lb peut suivant le cas recevoir également d'autres installations de transport de charge. Il est évident qu'en principe l'on peut égale-ment envisager des mouvements supplémentaires pour l'installation de levage de charge dans la mesure où les installations nécessaires à cet effet existent, comme par exemple un moyen de translation latéral. Le mât de levage la s'incline à l'aide de vérins d'inclinaison hydrauliques ld. Le déploiement télescopique du mât de levage la et le soulèvement du chariot porte-charge lb se font à l'aide de vérins de levage hydrauliques et le cas échéant en plus avec une ou plusieurs chaînes d'entraînement. Pour abaisser le chariot porte-charge lb ou rentrer le mât de levage la, on utilise le poids propre du chariot portecharge et des composants déployés vers le haut du mât de levage tel que par exemple le poids de la charge. Les différents consommateurs hydrauliques sont ali- mentés par une pompe hydraulique. En même temps que les vannes hy- drauliques et un moteur entraînant la pompe, ce système comprend également plusieurs entraînements de travail tels que des moyens pour exécuter les mouvements de levage, d'abaissement et d'inclinaison de l'installation de levage de charge. Le chariot élévateur selon l'invention comporte en outre un moyen d'entraînement dont l'essieu moteur est l'essieu avant 2 ainsi qu'un entraînement de direction commandant l'essieu directeur 3 installé à l'arrière. La figure 2 montre la structure de régulation du chariot élévateur selon l'invention. Les consignes P introduites par le conducteur au niveau des pédales de conduite, du volant et des leviers de manoeuvre, on io a un état de conduite et de charge Z qui est renvoyé au conducteur sous la forme d'une perception subjective W permettant ensuite de modifier le cas échéant les consignes P. Le chariot élévateur est équipé de capteurs S à l'aide des-quels on saisit les grandeurs physiques permettant de déterminer de ma- nière objective l'état de conduite et de charge Z du point de vue des risques de renversement statique et quasi statique. Ces grandeurs comprennent la charge soulevée L, la hauteur de soulèvement H, le couple exercé par la charge M, l'angle d'inclinaison du mât WM, l'angle de braquage WL au niveau de l'essieu directeur, la direction de déplacement R et la vitesse de déplacement V. Pour déterminer le couple de charge M on peut utiliser par exemple les forces des vérins d'inclinaison ou la charge de l'essieu directeur 3. La charge de levage L se détermine à partir des efforts des vérins de levage. Les valeurs de mesure saisies par les capteurs S sont transmises à une installation de commande SE qui utilise des données spécifiques au véhicule comme par exemple les dimensions et les masses du chariot élévateur et du mât de levage et la charge utile maximale dans un modèle de calcul D du chariot élévateur. Dans l'installation de commande SE, un observateur d'état de roulage FB détermine à partir du modèle de calcul B des valeurs de mesure fournies par les capteurs S, l'état de roulage et de charge actuel Z du chariot élévateur; il constate ainsi si les mouvements de travail et/ou de roulage sont critiques du point de vue du basculement et si des inter- ventions sont nécessaires. L'observateur d'état de roulage FB surveille les manoeuvres de roulage critiques FM en particulier la manoeuvre de roulage critique FM, de roulage, actionnement des freins pour une position inclinée du véhicule vers l'avant, accélération arrière lorsque le véhicule est incliné vers l'avant, freinage à partir de la marche arrière en courbe pour une position inclinée du véhicule perpendiculairement à l'axe de basculement et accélération en marche avant dans une courbe pour un véhicule incliné perpendiculairement à l'axe de basculement. On peut en déduire les interventions E le cas échéant nécessaires sur l'entraînement de roulage et l'entraînement de travail qui font que l'on n'atteint pas ou ne dépasse pas les limites de basculement. L'installation de commande SE travaille ainsi pour augmenter la stabilité au basculement. Les interventions exécutées sont des interventions (réduction de la vitesse de déplacement ou de travail) par lesquelles on corrige les consignes P du conducteur (liaison K1) par exemple par une commande subordonnée des valeurs de consigne. De plus il peut s'agir d'interventions par lesquelles on influence les consignes P au moment où elles sont développées (flèche K2), par exemple une résistance de service plus importante. Le schéma d'état représenté à la figure 3 dont les abscisses représentent la vitesse de roulage en km/h et les ordonnées, la hauteur de levage en MM, montre trois zones de fonctionnement I, II, III. Partant de l'origine des coordonnées, on a une hauteur de levage limite GH (qui se situe par exemple dans une plage comprise entre 300 et 600 mm) et une vitesse de roulage limite GF (qui se situe par exemple dans une plage comprise entre 1 et 4 km/h). En restant dans la vitesse de roulage limite GF, on a vers le haut une zone de fonctionnement II dans laquelle la hau- teur de levage est supérieure à la hauteur de levage limite GH. A droite des zones de fonctionnement I et II, c'est-à-dire en cas de dépassement de la vitesse de déplacement limite GF, on a une troisième zone de fonctionnement III qui n'est pas prise en compte ici. La zone de fonctionnement I représente la zone statique ou quasi statique dans laquelle le risque d'accident par basculement est la plus faible. C'est pourquoi dans la zone de fonctionnement I il n'est pas nécessaire que l'installation de commande intervienne pour augmenter la stabilité au basculement. Dans la zone de fonctionnement II, c'est-à-dire dans la zone correspondant à la hauteur de levage la plus grande mais néanmoins toujours à la vitesse de roulage faible ou à l'arrêt, il subsiste un risque de basculement statique ou quasi statique dépendant entre autres de la charge levée et du couple de charge. Dans cette zone de fonctionnement II, l'installation de commande réduit en fonction de l'état de roulage et de charge obtenu, en agissant sur la vitesse de travail réalisable ou réalisée par l'installation de levage de charge, sur l'accélération au démarrage et au freinage et sur la vitesse de roulage du chariot élévateur. Des ordres d'actionnement d'amplitude excessive, rapide ou brusque introduits par le conducteur sont ainsi remplacés par une commande subordonnée qui augmente la stabilité au basculement. Le degré et l'importance de l'intervention peuvent dépendre de ce que la manoeuvre de roulage se fait en ligne droite c'est-à-dire sasn angle de braquage, ou un angle de braquage seulement très faible (vitesse de braquage), ou si l'on est sur une trajectoire courbe quasi stationnaire pour laquelle on détecte par exemple un angle de braquage supérieur à 5 ou si la vitesse de braquage dépasse une certaine valeur. REVENDICATIONS 1 ) Chariot élévateur notamment chariot élévateur à fourche, à contrepoids et siège frontal, comportant une installation de levage de charge susceptible d'être levée et inclinée, un entraînement de roulage et des en- traînements de travail pour déplacer l'installation de levage de charge, caractérisé en ce qu' un modèle de calcul (D) reposant sur des informations spécifiques au véhicule pour le comportement statique et/ou quasi statique du bascule-ment du chariot élévateur est enregistré dans une installation de commande (SE) ; des capteurs (S) de saisie pour la charge de levée (L), la hauteur de levage (H), l'angle d'inclinaison (WM), le couple de charge (M), la direction de dé-placement (R), la vitesse de déplacement (V) et l'angle de braquage (WL) sont reliés directement ou indirectement à l'installation de commande; l'installation de commande (SE) est réalisée pour déterminer un état de roulage et de charge (Z) reposant sur les grandeurs physiques saisies (L, H, WM, M, R, V, WL) et sur le modèle de calcul (D) enregistré en mémoire, et l'installation de commande coopère avec l'entraînement de roulage et les entraînements de travail pour réduire la vitesse de travail, l'accélération de démarrage ou de freinage et la vitesse de roulage atteintes ou susceptibles d'êtres atteintes chaque fois en fonction de l'état de roulage et de charge (Z) déterminé. 2 ) Chariot élévateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on réduit en priorité les accélérations de démarrage ou de freinage et la vitesse de roulage atteintes ou susceptibles d'êtres atteintes. 3 ) Chariot élévateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les informations spécifiques au véhicule contenues dans l'installation de commande (SE) sont au moins des données relatives aux dimensions et aux masses du chariot élévateur et de l'installation de soulèvement de charge ainsi que de la capacité de charge. 4 ) Chariot élévateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que Io l'installation de commande (SE) surveille au moins la manoeuvre de roulage critique au basculement (FM), le freinage en marche avant lorsque le véhicule est incliné vers l'avant, les accélérations en marche arrière lors-que le véhicule est incliné vers l'avant, le freinage à partir de la marche arrière dans une courbe lorsque le véhicule est incliné perpendiculaire-ment à l'axe de basculement, et les accélérations en marche avant dans une courbe lorsque le véhicule est incliné perpendiculairement à l'axe de basculement. io