Brevet FR2929934A1 — publié le 20091016

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de commande d'un chariot élévateur. Etat de la technique Dans le cas des chariots élévateurs tels que les chariots élévateurs à contrepoids ou à mât de levage, la consommation en énergie est relativement élevée bien que l'entraînement de roulage soit optimisé ; cela se traduit par un coût élevé lié au coût de l'énergie tel que le coût en carburant dans le cas de chariots élévateurs entraînés par des moteurs à combustion interne. A l'avenir, il est prévisible que l'augmentation des coûts de l'énergie se poursuivra tant pour le courant électrique de charge dans le cas de chariots élévateurs alimentés par batterie, que pour celui des carburants de chariots élévateurs entraînés par des moteurs à combustion interne. Le profil d'utilisation des chariots élévateurs est très différent et dans de nombreux cas, il s'agit de profils particuliers selon lesquels, le chariot élévateur ne circule pas de manière continue, ni reçoit ou dépose une charge, mais travaille selon des durées d'utilisation entrecoupées de temps d'attente. Lorsqu'un chariot élévateur circule à sa vitesse et à son accélération maximales possibles, la consommation en énergie calculée par rapport au trajet parcouru est la plus élevée. Si toutefois, le conducteur n'utilise pas la vitesse ou l'accélération maximales possibles, il est difficile de savoir si la réduction résultante de la vitesse de fonctionnement est justifiée par l'économie d'énergie et, de plus, si l'économie d'énergie est suffisante pour par exemple avoir la durée souhaitée jusqu'à un changement de batterie. De plus, en général, le conducteur branche et maintient en fonctionnement des consommateurs supplémentaires d'énergie, jusqu'à ce qu'il les coupe de nouveau. Cela peut se traduire par exemple par le maintien en fonctionnement d'un chauffage de siège bien que le conducteur ne l'occupe pas. En particulier, lorsque le conducteur quitte brièvement le chariot élévateur à cause d'une autre activité, souvent il ne coupe pas les consommateurs qui continuent de consommer l'énergie d'une batterie ou d'autres sources d'énergie telles que par exemple celle fournies par une génératrice entraînée par un moteur Diesel ou un moteur à gaz. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un procédé de commande d'un chariot élévateur permettant une réduction de la consommation d'énergie sans détérioration perceptible du rendement d'activité du chariot élévateur. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un procédé de commande d'un chariot élévateur comportant un entraînement de roulage dont le couple est régulé par une unité de commande en fonction de la vitesse de rotation, selon lequel un signal appliqué à l'unité de commande, permet de régler un mode normal et au moins un autre mode d'économie d'énergie, et dans le mode normal l'unité de commande règle une courbe caractéristique normale pour le couple en fonction de la vitesse de rotation, et dans le mode d'économie d'énergie, l'unité de commande règle une courbe caractéristique, réduite, du couple en fonction de la vitesse de rotation. L'invention concerne également un chariot élévateur appliquant un tel procédé. En d'autres termes, le but de l'invention est atteint par un procédé de commande d'un chariot élévateur équipé d'un entraînement de roulage dont le couple est régulé en fonction de la vitesse de rotation par une unité de commande. Un signal de l'unité de commande permet d'établir le mode normal et au moins un autre mode d'économie d'énergie ; dans le mode normal, l'unité de commande fixe une courbe caractéristique normale du couple en fonction de la vitesse de rotation ; dans le mode d'économie d'énergie, on a une courbe caractéristique réduite pour le couple en fonction de la vitesse de rotation. Cela permet d'influencer de manière avantageuse la consommation d'énergie du chariot élévateur par la régulation de la courbe caractéristique du couple en fonction de la vitesse de rotation et ainsi en fonction de la vitesse. La diminution du couple ne diminue que légèrement la dynamique du chariot élévateur, car on diminue l'accélération. Toutefois, la consommation d'énergie diminue d'une manière plus que proportionnelle. Le procédé selon l'invention permet une adaptation à différents profils d'utilisation des chariots élévateurs. Dans le cas d'un profil d'utilisation ayant de fréquents et brefs temps d'attente, l'état d'économie d'énergie fait que les temps de fonctionnement du chariot élévateur durent plus longtemps et les temps d'arrêt se raccourcissent, car les temps d'accélération s'allongent. Globalement, on arrive à la même distribution de produits mais avec une consommation d'énergie plus faible. De façon avantageuse, la réduction du couple se fait principalement dans une plage correspondant aux vitesses de rotation moyennes de la bande des vitesses de rotation de l'entraînement de roulage, notamment pour une bande de vitesses de rotation allant de 0 T/min jusqu'à 5000 T/min dans une plage comprise entre 500 T/min et 3000 T/min. En réduisant la puissance dans la plage des vitesses de rotation moyennes, on abaisse considérablement la consommation d'énergie. Toutefois, la perte de dynamique est comparativement faible et n'est pas perçue comme gênante. Comme la réduction se fait dans la partie moyenne de la courbe caractéristique, on conserve à l'identique la vitesse finale et le comportement au démarrage. La capacité en durée et la force de traction du chariot élévateur sont conservées. Cependant on n'atteint la vitesse finale qu'après un temps légèrement plus long. De façon avantageuse, on peut régler plusieurs modes d'économie d'énergie avec des courbes caractéristiques de couple réduit. Cela permet une adaptation précise à différents profils d'utilisation. Le moyen d'entraînement de roulage peut être un moteur électrique, notamment un moteur électrique asynchrone à courant alternatif et l'unité de commande de l'électronique de puissance assure la commande de l'alimentation électrique du moteur. Dans le cas d'un moyen d'entraînement de roulage constitué par un moteur électrique, notamment un moteur à courant alternatif, le couple se règle bien de manière économique par la commande de l'onduleur. Selon une forme de réalisation avantageuse, l'alimentation en courant de l'entraînement de roulage comporte une batterie et l'unité de commande mesure et calcule la consommation d'énergie du chariot sur une période de temps de mesure et à partir de l'état de charge de la batterie et de la durée de fonctionnement souhaitée jusqu'au remplacement de la batterie, elle calcule le mode d'énergie nécessaire et règle celui-ci. La mesure ou le calcul de la consommation de courant et le réglage du mode d'économie d'énergie peuvent se faire de manière répétée. Cela permet une adaptation automatique garantissant qu'il n'y aura pas de changement prématuré des batteries ce qui conduirait à des inconvénients graves et à des coûts plus importants que si l'on utilisait une vitesse de fonctionnement plus lente. En variante, on peut également envisager que l'unité de commande mesure les temps d'arrêt ou les vitesses utilisées pendant les temps de fonctionnement, pour en déduire un profil d'utilisation. A partir du profil d'utilisation, on peut déterminer un état d'énergie utilisable et ainsi une économie maximale d'énergie pour la poursuite du fonctionnement du chariot élévateur. De façon avantageuse, lors de la mise en route du chariot élévateur, il se règle un mode initial d'économie d'énergie. Cela permet de régler un mode d'économie d'énergie dès la mise en route par exemple au début d'une période de travail et d'éviter l'impression subjective, donnée au conducteur, que le chariot élévateur perd de sa puissance. De manière très avantageuse, le signal est envoyé à l'unité de commande par un commutateur actionné par le conducteur. Cela permet de brancher l'économie d'énergie souhaitée ou de régler plusieurs niveaux. Le signal appliqué à l'unité de commande peut être envoyé par une unité de réception, notamment une unité de réception RFID, et l'unité de réception sans fil établit la liaison avec un calculateur central. Ainsi, en fonction de la plage de mouvement du chariot élévateur, on peut régler le mode d'économie d'énergie par exemple si, en fonction des conditions du terrain ou des missions de transport habituelles, il est nécessaire d'appliquer une consommation économe pour veiller à ce qu'une batterie dure pendant toute la période de travail. Plusieurs chariots élévateurs appliquant le procédé de l'invention utilisés peuvent être reliés à un calculateur central, par exemple celui d'un stock, et envoyer en continu leurs données concernant par exemple l'état de la batterie et le profil d'utilisation, au calculateur central, qui peut attribuer à chaque chariot élévateur un mode d'économie d'énergie optimum, selon les conditions d'utilisation prévues. De façon avantageuse, on peut couper des utilisateurs lorsque le chariot élévateur est inactif pendant une durée minimale ou si le siège du conducteur n'est pas occupé ; ces consommateurs seront de nouveau branchés, lorsque le siège du conducteur est de nouveau occupé ou si un ordre de commande est appliqué au chariot élévateur. Cela permet une économie allant jusqu'à 50 % de l'énergie demandée par ces consommateurs. De manière avantageuse, les consommateurs sont constitués par le chauffage du poste de conduite et/ou le chauffage du siège du conducteur et/ou celui de projecteur de recherche. Comme autre consommateur on a les feux de route qui sont commutés sur les feux de stationnement. Selon une forme de réalisation avantageuse, on peut couper les consommateurs en fonction du sens de déplacement, notamment le projecteur de recherche et l'essuie-glace, lorsque le véhicule circule en marche arrière. Le but de l'invention est également atteint par un chariot transporteur équipé d'un moyen d'entraînement de roulage dont le couple est réglé par une unité de commande en fonction de la vitesse de rotation ou dont l'unité de commande exécute un procédé décrit précédemment. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un chariot élévateur à contrepoids en vue de côté, ce chariot appliquant le procédé de commande selon l'invention, - la figure 2 montre un diagramme représentant le couple en fonction de la vitesse de rotation du moteur de roulage du chariot élévateur à contrepoids de la figure 1, - la figure 3 montre un diagramme de phases de fonctionnement du chariot élévateur à contrepoids de la figure 1, utilisant le procédé de commande selon l'invention dans des conditions de fonctionnement normales, et - la figure 4 montre un diagramme de paramètres de fonctionnement du chariot élévateur à contrepoids de la figure 1, avec le procédé de commande selon l'invention en mode d'économie d'énergie. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un chariot élévateur appliquant le procédé de commande selon l'invention. Le chariot est représenté en vue de côté ; il comporte un mât de levage 1 dont la fourche de réception de charge 2, permet de soulever une charge. Un projecteur de conduite 3 est dirigé vers l'avant et un projecteur de recherche 4 équipe la cabine de conduite 5. La cabine de conduite 5 est munie d'un siège de conduite 6. Les roues motrices 7 du chariot élévateur à contrepoids à entraînement électrique équipé d'un contrepoids 8, sont entraînées par un moteur à courant alternatif non représenté. Une unité de commande qui n'est pas non plus représentée, permet de réguler le couple fourni par le moteur à courant alternatif en fonction de la vitesse de rotation. La figure 2 montre un diagramme de couple en fonction de la vitesse de rotation du moteur de roulage du chariot élévateur à contrepoids de la figure 1 ; le moteur est un moteur à courant alternatif. Le couple est représenté sur l'axe vertical sous la forme d'un pourcentage de la valeur maximale. L'axe horizontal représente les vitesses de rotation allant de 0 T/min à 6000 T/min. La courbe tracée en haut et qui passe par des points constitués de petits cercles, montre l'évolution du couple pour le mode de fonctionnement normal 20. En commençant à la vitesse à 0 T/min, le couple reste à 100 % de sa valeur jusqu'à environ 100 T/min, puis il chute en dessous de 20 0/0 pour 3000 T/min. 7 La courbe caractéristique tracée en dessous et passant par des points rectangulaires, donne l'évolution du couple pour le mode d'économie d'énergie 21. Jusqu'à 500 T/min, le couple reste à environ 100 %, puis il descend en dessous de la courbe caractéristique de couple correspondant au mode normal soit de 20 T/min à 3000 T/min. A partir de cette valeur, les deux courbes caractéristiques 20, 21 se rejoignent de nouveau. La figure 3 montre un diagramme de phases de fonctionnement du chariot élévateur à contrepoids de la figure 1 appliquant le procédé de commande selon l'invention pour le mode de fonctionnement normal. On a représenté les phases de fonctionnement qui se suivent chronologiquement selon la flèche. Une période de fonctionnement 30 de 160 minutes pour un mode de charge final de batterie de 63 % est suivi d'un temps d'attente 31 d'une durée de 15 minutes. La période de fonctionnement 32, d'une durée de 180 minutes pour un état final de charge de batterie de 22 % se poursuit par une période d'attente 33, d'une durée de 10 minutes. Après un autre état de fonctionnement 34 correspondant à 90 minutes, la batterie est déchargée, et dans une autre période 35 qui reste, par exemple dans une partie de la période de travail, le chariot élévateur ne peut plus être utilisé. La figure 4 montre, à titre de comparaison, le diagramme des phases de fonctionnement du chariot élévateur à contrepoids de la figure 1 fonctionnant selon le procédé de commande de l'invention pendant le mode d'économie d'énergie. Là encore on a représenté les phases de fonctionnement successives selon un déroulement chronologique schématisé par la flèche. La période de fonctionnement 40 d'une durée de 165 minutes et se terminant par un état de charge final de batterie de 66 %, est suivie d'un temps d'attente 41 de 10 minutes. La période de fonctionnement 42 d'une durée de 185 minutes avec un état final de charge de batterie de 28 %, se poursuit par temps d'attente 43 de 4 minutes. Après une autre période de fonctionnement 44 de 93 minutes, la batterie est dans un état de charge de 9 % et pendant la période restante 45 d'une durée de 22 minutes, le chariot élévateur ne peut plus être s'utilisé. C'est pourquoi, toutefois, jusqu'à la période 45 qui subsiste, on arrive à la même manutention de produits, mais les durées d'attente 41, 43 se sont raccourcies et les périodes de temps de fonctionnement 40, 42, 44 se sont prolongées de manière correspondante. Ainsi, le procédé de l'invention permet une économie d'énergie et une utilisation plus efficace d'un chariot élévateur par une adaptation du profil d'utilisation et des durées d'arrêt. Comme le couple est seulement diminué dans la plage des vitesses de rotation moyennes, on conserve la vitesse maximale et la force de traction au démarrage. Seule l'accélération est diminuée. Mais cela conduit à une économie considérable d'énergie. De plus, on peut couper les projecteurs de roulage 3 et de recherche 4 ou les commuter sur un éclairage de veille si le chariot élévateur recule ou si le siège 6 du conducteur n'est pas occupé. Lorsque le siège est de nouveau occupé, il est de nouveau branché. 30 REVENDICATIONS1 °) Procédé de commande d'un chariot élévateur comportant un entraînement de roulage dont le couple est régulé par une unité de commande en fonction de la vitesse de rotation, selon lequel un signal appliqué à l'unité de commande, permet de régler un mode normal et au moins un autre mode d'économie d'énergie, et dans le mode normal l'unité de commande règle une courbe caractéristique normale pour le couple (20) en fonction de la vitesse de rotation, et dans le mode d'économie d'énergie, l'unité de commande règle une courbe caractéristique, réduite, du couple (21) en fonction de la vitesse de rotation. 2°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réduction du couple se fait principalement dans la plage des vitesses de rotation moyennes de la bande des vitesses de rotation de l'entraînement de roulage. 3°) Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réduction du couple se fait dans une bande de vitesses de rotation allant de 0 T/min jusqu'à 5000 T/min, dans une plage comprise entre 500 T/min et 3000 T/min. 4°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il permet de régler plusieurs modes d'économie d'énergie avec des courbes caractéristiques de couple réduit. 5°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement de roulage se compose d'un moteur électrique, notamment d'un moteur asynchrone à courant triphasé, et l'unité decommande assure la commande de l'électronique de puissance de l'alimentation en courant du moteur électrique. 6°) Procédé de commande selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'alimentation électrique de l'entraînement de roulage est assurée par une batterie, et l'unité de commande mesure la consommation d'énergie du chariot élévateur pendant une durée de mesure ou calcule cette consommation et à partir de l'état de charge de la batterie et d'une durée de fonctionnement souhaitée jusqu'au changement de batterie, l'unité définit les règles d'un mode d'économie d'énergie, nécessaire. 7°) Procédé de commande selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mesure ou le calcul de la consommation en courant et le réglage du mode d'économie d'énergie, se font de manière répétée. 8°) Procédé de commande selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu' à la mise en route du chariot, on règle un mode initial d'économie d'énergie. 9°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal est envoyé à l'unité de commande par un commutateur actionné par le conducteur. 10°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal est envoyé à l'unité de commande par une unité de réception sans fil, notamment une unité de réception RFID. 11 °) Procédé de commande selon la revendication 10, caractérisé en ce queIl l'unité de réception sans fil établit une liaison avec un calculateur central. 12°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on coupe l'alimentation du consommateur si le chariot élévateur est au repos pendant une durée minimale ou si le siège (6) du conducteur n'est pas occupé et on la branche de nouveau lorsque le siège (6) du conducteur est de nouveau occupé ou si un ordre de commande est appliqué au chariot élévateur. 13°) Procédé de commande selon la revendication 12, caractérisé en ce que les consommateurs sont le chauffage du poste de conduite et/ou le chauffage du siège et/ou un projecteur de recherche (4). 14°) Procédé de commande selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que un consommateur est constitué par les feux de circulation (3) qui sont commutés sur les feux de stationnement. 15°) Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les consommateurs utilisés en fonction de la direction de déplacement, notamment les projecteurs de recherche (4) et les essuie-glaces sont coupés pendant le déplacement en marche arrière. 16°) Chariot élévateur équipé d'un entraînement de roulage dont le couple est régulé en fonction de la vitesse de rotation par une unité de commande, l'unité de commande exécutant un procédé selon les revendications 1 à 15.35