DE10146421A1

DE10146421A1 - Payload weight measuring method for loader, involves detecting weight of a payload on the basis of temperature and pressure value measurements performed in lifting two previous payloads

Info

Publication number: DE10146421A1
Application number: DE2001146421
Authority: DE
Inventors: Kevin J Lueschow; Dugan Um
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2002-05-08
Also published as: JP2002195870A

Abstract

Pressure values of activating fluid in a pressure cylinder are sensed during lifting of two payloads. Temperatures of activating fluid associated with corresponding lift operations are also measured. A payload weight is determined based on the temperatures and pressure values measured during two previous payload lifting operations. Independent claims are also included for the following: (a) Payload weight measuring apparatus; (b) Controller.

Description

Technical field

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Maschinen zur Übertragung von Massenmaterial und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Gewichtes des übertragenen Massenmaterials.This invention relates generally to machines for the transmission of Bulk material and in particular on a method and an apparatus to determine the weight of the bulk material transferred.

Technical background

Viele Maschinen, wie beispielsweise Lader werden im allgemeinen verwen det, um Massenmaterial von einem Lagerhaufen auf Transportmaschinen wie beispielsweise einen Lastwagen oder Schienenfahrzeuge zu übertragen. Bei solchen Maschinenladevorrichtungen ist es wünschenswert, daß die Transportmaschinen mit ihrer maximalen Nennkapazität beladen sind, je doch nicht darüber hinaus. Eine zu geringe Beladung verursacht einen schlechten Wirkungsgrad beim Materiallieferzyklus und einen zu geringen Gebrauch der Arbeitsmaschinen. Eine Überladung bewirkt zusätzliche In standhaltungskosten und zusätzliche Abnutzungen bei den Lastwagenrädern und Dämpfungssystemen. Darüber hinaus muß eventuell das überladene Material entladen werden, um das Lastgewicht zu verringern, was zusätzli che Kosten verursacht. Daher ist eine genaue Nutzlastmessung wün schenswert.Many machines, such as loaders, are generally used det to bulk material from a warehouse on transport machines such as transferring a truck or rail vehicles. In such machine loading devices, it is desirable that the Transport machines are loaded with their maximum nominal capacity, each but not beyond that. Too little loading causes you poor efficiency in the material delivery cycle and a too low one Use of work machines. Overloading causes additional In maintenance costs and additional wear and tear on the truck wheels and damping systems. In addition, the overloaded must Material can be unloaded to reduce the load weight, which is additional causes costs. Therefore, accurate payload measurement is essential rule worth.

Die Nutzlastmessung ist auch wünschenswert als ein Verfahren zur Bestim mung der Betriebsproduktivität. Die Möglichkeit, das Gewicht des Materials, das während eines einzigen Vorgangs geladen wird, des Materials, das wäh rend einer Periode von 24 Stunden oder während irgend einer anderen Zeit periode geladen wird, ansammeln bzw. aufaddieren zu können, ist für einen Betriebsmanager wertvoll. Payload measurement is also desirable as a method of determination production productivity. The possibility of weight of the material, that is loaded during a single operation, the material that is selected for a period of 24 hours or for any other time period, being able to accumulate or add up is for one Operations manager valuable.

Nutzlastmeßsysteme, die abgefühlte Hubzylinderdrücke verwenden, sind eingesetzt worden, die es dem System ermöglichen, unter Verwendung von bekannten Gewichten kalibriert zu werden, und dann verwendet zu werden, um das Nutzlastgewicht während des Betriebs der Maschine zu bestimmen. Dieses Meßverfahren hängt davon ab, daß das Verhältnis von Druck zu Gewicht konstant bzw. konsistent wischen dem Zeitpunkt bleibt, wo die Ma schine kalibriert wird, und dem Zeitpunkt, wo die Maschine die unbekannte Laste mißt. Diese Konsistenz bzw. Übereinstimmung wird gestört, wenn die Viskosität des Arbeitsströmungsmittels von der Strömungsmittelviskosität beim Kalibrierungszeitpunkt abweicht. Gewisse Gewichtsmeßsysteme, wie beispielsweise jenes, das im US-Patent 5 606 516 offenbart wurde, das an Douglas u. a. am 25. Februar 1997 ausgegeben wurde, sind entwickelt wor den, die versuchen, den Veränderungen der Umgebungstemperatur oder Veränderungen der Temperatur eines Druckwandlers Rechnung zu tragen. Das von Douglas offenbarte System läßt sich auf eine Wiegeplattform oder Waage anwenden, die geeignet ist, um das Gewicht einer Maschine zu be stimmen, wie beispielsweise von einem Lastwagen. Douglas offenbart das Vorsehen eines Temperatursensors zur Bestimmung der Temperatur der Druckwandler und der verwendeten Hydraulikwandler. Ein Druckwandler kann seine Abfühlcharakteristiken basierend auf Veränderungen seiner Kerntemperatur verändern. Temperaturveränderungen der Wandler können aufgrund von Veränderungen der Umgebungstemperatur und möglicherwei se aufgrund von Veränderungen der Temperatur des Strömungsmittels auf treten, das durch den Wandler läuft. Jedoch ist das Verwenden von Verän derungen der Temperatur des Wandlers, auch wenn diese teilweise auf grund von Veränderungen der Strömungsmitteltemperatur kommen, ein nicht wirkungsvolles Verfahren zum berücksichtigen von Veränderungen der Be tätigungsströmungsmittelviskosität während Messungen der Nutzlast. Es gibt beispielsweise keine direkte Beziehung zwischen Veränderungen der Strö mungsmittelviskosität und Temperaturveränderungen des Druckwandlers selbst. Dies kommt teilweise von der Tatsache, daß die Umgebungstempera turen die Temperatur des Druckwandlers beeinflussen. Zusätzlich können leichte Veränderungen der Betätigungsströmungsmitteltemperatur bemer kenswerte Veränderungen der Strömungsmittelviskosität zur Folge haben, können jedoch keine Temperaturveränderungen des Druckwandlers selbst zur Folge haben.Payload measurement systems that use sensed cylinder pressures are that enable the system to be used using known weights to be calibrated and then used to determine the payload weight while the machine is operating. This method of measurement depends on the ratio of pressure to The weight remains constant or consistent when the time remains machine is calibrated and the time when the machine hit the unknown Laste measures. This consistency or agreement is disturbed if the Viscosity of the working fluid from the fluid viscosity deviates at the time of calibration. Certain weight measurement systems, such as for example, that disclosed in U.S. Patent 5,606,516, to the Douglas et al. a. issued on February 25, 1997 are developed wor those who are trying to change the ambient temperature or To take changes in the temperature of a pressure transducer into account. The system disclosed by Douglas can be placed on a weighing platform or Use a scale that is suitable for weighing the weight of a machine agree, such as from a truck. Douglas reveals that Providing a temperature sensor to determine the temperature of the Pressure converter and the hydraulic converter used. A pressure converter can change its sensing characteristics based on its Change core temperature. Changes in temperature of the transducers can due to changes in ambient temperature and possibly se due to changes in the temperature of the fluid kick that runs through the converter. However, using changes changes in the temperature of the converter, even if this is partly due do not come due to changes in fluid temperature effective method to take into account changes in loading actuation fluid viscosity during measurements of the payload. There are for example, no direct relationship between changes in currents agent viscosity and temperature changes of the pressure transducer itself. This comes partly from the fact that the ambient temperature structures affect the temperature of the pressure transducer. In addition, you can slight changes in actuating fluid temperature cause noteworthy changes in fluid viscosity, cannot change the temperature of the pressure transducer itself have as a consequence.

Veränderungen der Strömungsmittelviskosität haben einen merklichen Effekt auf die Nutzlastberechnungen. Die Viskosität des Strömungsmittels verän dert sich, wenn sich die Temperatur verändert, wenn sich das Betätigungs strömungsmittel aufgrund des Gebrauches oder der Zeit verschlechtert, oder wenn ein Strömungsmittel mit einer anderen Viskosität zur Hydraulikschal tung hin zugegeben wird. Veränderungen der Strömungsmittelviskosität be einflussen den Druck des Strömungsmittels, wenn das Strömungsmittel durch die Ventile, Zylinder, die Pumpe und den Tank der Hydraulikschaltung läuft. Während daher die Drucksensoren genaue Auslesungen des Druckes liefern können, wenn sich die Temperatur verändert, korreliert der Druck nicht mit dem gleichen Nutzlastgewicht, das bei einer anderen Temperatur gemessen wurde, d. h. bei einer anderen Viskosität.Changes in fluid viscosity have a noticeable effect on the payload calculations. Change the viscosity of the fluid changes when the temperature changes, when the actuation changes fluid deteriorates due to use or time, or if a fluid with a different viscosity to the hydraulic scarf tion is added. Fluid viscosity changes affect the pressure of the fluid when the fluid through the valves, cylinders, the pump and the tank of the hydraulic circuit running. Therefore, during the pressure sensors accurate readings of the pressure can deliver, if the temperature changes, the pressure correlates not with the same payload weight that at a different temperature was measured, d. H. at a different viscosity.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.The present invention is directed to one or more of the above to overcome the problems outlined.

Disclosure of the invention

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur dynamischen Messung eines Nutzlastgewichtes für eine Maschine offenbart. Die Maschine hat mindestens einen Zylinder, um einen Nutzlastträger anzu heben. Der Zylinder ist mit einer Strömungsmittelschaltung mit einem Betäti gungsströmungsmittel verbunden. Das Verfahren weist die Schritte auf, eine erste Vielzahl von Druckwerten des Betätigungsströmungsmittels während des Anhebens einer ersten Nutzlast abzufühlen; eine zweite Vielzahl von Druckwerten des Betätigungsströmungsmittels während des Anhebens einer zweiten Nutzlast abzufühlen; eine dritte Vielzahl von Druckwerten des Betä tigungsströmungsmittels während des Anhebens einer dritten Nutzlast abzu fühlen; einen Parameter einzurichten, der die Viskosität des Betätigungs strömungsmittels anzeigt, die mit dem dritten Hubvorgang assoziiert ist; und ein Nutzlastgewicht der dritten Nutzlast ansprechend auf den Viskositätspa rameter und die ersten und zweiten und dritten Werte der Vielzahl von Betä tigungsströmungsmitteldruckwerten einzurichten.According to one aspect of the present invention, a method for dynamic measurement of a payload weight for a machine disclosed. The machine has at least one cylinder to engage a payload carrier to lift. The cylinder is with a fluid circuit with an actuator fluid connected. The method has the steps of one first plurality of actuation fluid pressure values during sensing lifting a first payload; a second variety of Actuating fluid pressures while lifting one to sense second payload; a third variety of pressures of the bet cleaning fluid during the lifting of a third payload feel; set up a parameter that determines the viscosity of the actuation displays fluid associated with the third stroke; and a payload weight of the third payload in response to the viscosity pa parameters and the first and second and third values of the plurality of bet set up fluid pressure values.

Gemäß eines weiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Vor richtung offenbart, die konfiguriert ist, um dynamisch ein Nutzlastgewicht für eine Arbeitsmaschine zu messen. Die Maschine hat mindestens einen Zylin der zum Anheben eines Nutzlastträgers. Der Zylinder ist mit einer Strö mungsmittelschaltung mit einem Betätigungsströmungsmittel verbunden. Die Vorrichtung weist einen Drucksensor auf, der konfiguriert ist, um einen Druck des Betätigungsströmungsmittels abzufühlen, der mit dem Zylinder assoziiert ist, und darauf ansprechend ein Drucksignal zu erzeugen; einen Ausfahr sensor, der konfiguriert ist, um eine Charakteristik abzufühlen, die das Aus fahren des Zylinders anzeigt, und darauf folgend ein Ausfahrsignal zu erzeu gen; und eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, um eine Vielzahl von Ausfahr- und Drucksignalen aufzunehmen, mindestens ein die Viskosität anzeigendes Parametersignal, das mit einem ersten Hubvorgang einer er sten Nutzlast mit einem ersten Nutzlastgewicht assoziiert ist, mit einem zweiten Hubvorgang einer zweiten Nutzlast mit einem zweiten Nutzlastge wicht und mit einem dritten Hubvorgang einer dritten Nutzlast mit einem dritten Nutzlastgewicht, und das Gewicht der dritten Nutzlast ansprechend auf die Vielzahl von Drucksignalen, die Vielzahl von Ausfahrsignalen, den die Viskosität anzeigenden Parameter und das erste Nutzlastgewicht und das zweite Nutzlastgewicht zu bestimmen.According to another aspect of the present invention, a pre direction that is configured to dynamically accommodate a payload weight to measure a work machine. The machine has at least one cylinder the one for lifting a payload carrier. The cylinder is with a flow fluid circuit connected to an actuation fluid. The The device includes a pressure sensor configured to sense pressure of the actuating fluid associated with the cylinder and responsive to generating a pressure signal; an exit sensor configured to sense a characteristic that the off drive the cylinder indicates, and then generate an exit signal gene; and a control device configured to a plurality of Exit and pressure signals to record, at least one the viscosity indicating parameter signal that he with a first lifting operation most payload is associated with a first payload weight, with a second lifting operation of a second payload with a second payload weight and with a third lifting operation of a third payload with one third payload weight, and the weight of the third payload appealing to the multitude of pressure signals, the multitude of exit signals that the Viscosity indicating parameters and the first payload weight and that to determine second payload weight.

Brief description of the drawings

Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Vorderteils einer Ladermaschine; Fig. 1 is a side view of the front part of a loader machine;

Fig. 2 ist ein Beispiel einer Hydraulikschaltung, die mit der vorliegen den Erfindung assoziiert ist; Fig. 2 is an example of a hydraulic circuit, which are present with the invention is associated;

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorlie genden Erfindung; Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the present invention;

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung des Zylinderdruckes gegenüber der Zylinderausfahrbewegung; Fig. 4 is a graph of cylinder pressure versus Zylinderausfahrbewegung;

Fig. 5A und 5B veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung; FIGS. 5A and 5B illustrate an embodiment of a method of the present invention;

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung einer Nutzlasteinstellung gegen über der Strömungsmitteltemperaturdifferenz; und Fig. 6 is a graphical representation of a payload attitude towards the fluid temperature difference; and

Fig. 7 ist eine grafische Darstellung der Nutzlastgewichtverschiebung. Fig. 7 is a graphical representation of the payload weight shift.

Best way to carry out the invention

In Fig. 1 wird ein Nutzlastüberwachungssystem im allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 dargestellt. Obwohl Fig. 1 einen vorderen Teil einer Radladermaschine 11 mit einem Nutzlastträger in Form einer Schaufel 16 zeigt, ist die vorliegende Erfindung gleichfalls auf Maschinen wie beispiels weise Raupenlader und andere Maschinen mit ähnlichen Ladewerkzeugen anwendbar. Die Schaufel 16 ist mit einer Hubarmanordnung 12 verbunden, die schwenkbar durch zwei hydraulische Hubzylinder 14 betätigt wird (von denen nur einer gezeigt ist) und zwar um ein Paar von Hubarmschwenkstif ten 13 (von denen nur einer gezeigt ist) die am Fahrzeugrahmen angebracht sind. Ein Paar von lasttragenden Schwenkstiften 19 für den Hubarm (von denen nur einer gezeigt ist) sind an der Hubarmanordnung 12 und an den Hubzylindern 14 angebracht. Die Schaufel 16 kann auch durch einen Schaufelkippzylinder 15 gekippt werden.In Fig. 1, a payload monitoring system is generally represented by reference numeral 10. Although Fig. 1 shows a front part of a wheel loader machine 11 having a payload carrier in the form of a bucket 16, the present invention is equally applicable to machines such as track type loaders, and other example of machines with similar loading tools. The bucket 16 is connected to a lift arm assembly 12 which is pivotally actuated by two hydraulic lift cylinders 14 (only one of which is shown) by a pair of lift arm pivot pins 13 (only one of which is shown) which are attached to the vehicle frame. A pair of load bearing pivot pins 19 for the lift arm (only one of which is shown) are attached to the lift arm assembly 12 and to the lift cylinders 14 . The blade 16 can also be tilted by a blade tilt cylinder 15 .

Das Nutzlastüberwachungssystem 10 weist einen Ausfahrsensor 20 auf, der konfiguriert ist, um eine Charakteristik abzufühlen, die die Ausfahrbewegung des Zylinders 14 anzeigt. Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist der Aus fahrsensor ein Drehsensor 20, der konfiguriert ist, um die Drehung von ei nem der Hubarmschwenkstifte 13 abzufühlen, woraus die Geometrie der Hubarmanordnung 12 oder die Ausfahrposition der Hubzylinder 14 abgeleitet werden kann. Der gleiche Drehsensor 20 kann alternativ an den lasttragen den Schwenkstiften 19 eingebaut sein, um die gleiche Information zu liefern. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Ausfahrsensor 20 ein Posi tionssensor, der konfiguriert ist, um die Ausfahrposition oder Position eines Zylinders 14 abzufühlen.The payload monitoring system 10 has an extension sensor 20 that is configured to sense a characteristic that indicates the extension movement of the cylinder 14 . According to one embodiment, the extension sensor is a rotation sensor 20 that is configured to sense the rotation of one of the lifting arm pivot pins 13 , from which the geometry of the lifting arm arrangement 12 or the extended position of the lifting cylinders 14 can be derived. The same rotation sensor 20 can alternatively be installed on the load-bearing pivot pins 19 in order to provide the same information. In an alternative embodiment, the extend sensor 20 is a position sensor configured to sense the extend position or position of a cylinder 14 .

Ein Druckwandler 21 fühlt den Hydraulikdruck in einem der Hubzylinder 14 ab. Obwohl es zwei Zylinder 14 gibt, ist der Druck in den Zylindern im allge meinen der gleiche bei einer gegebenen Nutzlast und einer gegebenen Hub armanordnungsgeometrie. Somit ist das Abfühlen des Strömungsmittel druckes, der mit einem der Zylinder 14 assoziiert ist, für die vorliegende An wendung ausreichend. Zusätzlich ist der Zylinder 14 mit einer Betätigungs strömungsmittelschaltung 202 verbunden, die in Fig. 2 veranschaulicht ist, und nimmt Betätigungsströmungsmittel von dieser auf. Fig. 2 veranschau licht nur ein Beispiel von einer Hydraulikschaltung 202, die mit zwei Hubzy lindern 14 und einem Kippzylinder 15 verbunden ist. Fig. 2 zeigt den Aus fahrsensor 20 als einen Drucksensor 20, der mit dem Zylinder assoziiert ist, um die Position des Kolbens 50 zu bestimmen. Der Druckwandler 21 kann an anderen Stellen der Betätigungsströmungsmittelschaltung 202 gelegen sein, solange der Druckwandler 21 in einer Weise angeordnet wird, die das Abfühlen eines Druckes ermöglicht, der den Strömungsmitteldruck innerhalb des Zylinders 14 anzeigt.A pressure transducer 21 senses the hydraulic pressure in one of the lifting cylinders 14 . Although there are two cylinders 14 , the pressure in the cylinders is generally the same for a given payload and lift assembly geometry. Thus, sensing the fluid pressure associated with one of the cylinders 14 is sufficient for the present application. In addition, the cylinder 14 is connected to and receives actuation fluid from an actuation fluid circuit 202 illustrated in FIG. 2. Fig. 2 illustrates light only one example of a hydraulic circuit 202 , which alleviate two Hubzy 14 and a tilt cylinder 15 is connected. Fig. 2 shows the driving sensor 20 as a pressure sensor 20 associated with the cylinder to determine the position of the piston 50 . The pressure transducer 21 may be located at other locations on the actuation fluid circuit 202 as long as the pressure transducer 21 is arranged in a manner that allows sensing pressure indicative of the fluid pressure within the cylinder 14 .

Zusätzlich kann ein Temperatursensor 25, wie in den Fig. 2 und 3 veran schaulicht, verwendet werden, um die Temperatur des Betätigungsströ mungsmittels abzufühlen, das in der Hydraulikschaltung 202 verwendet wird, die mit dem Hubzylinder 14 verbunden ist. In dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ist der Temperatursensor 25 in einer Weise angeordnet, die es ermöglicht, daß der Sensor die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels in dem Tank oder Strömungsmittelreservoir abfühlt, das mit der Hydraulik schaltung 202 assoziiert ist. Der Temperatursensor 25 erzeugt ein Signal, das die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels anzeigt. Im bevorzug ten Ausführungsbeispiel ist das Betätigungsströmungsmittel ein Hydrau likströmungsmittel, wie beispielsweise ein Hydrauliköl. In addition, a temperature sensor 25 as shown in FIGS. 2 and 3 veran illustrates, used to sense the temperature of the Betätigungsströ mung means that is used in the hydraulic circuit 202 which is connected to the lift cylinders 14. In the preferred embodiment, the temperature sensor 25 is arranged in a manner that enables the sensor to sense the temperature of the actuation fluid in the tank or fluid reservoir associated with the hydraulic circuit 202 . The temperature sensor 25 generates a signal that indicates the temperature of the actuation fluid. In the preferred embodiment, the actuating fluid is a hydraulic fluid, such as a hydraulic oil.

Mit Bezug auf Fig. 3 werden der Zylinderdruck, Ausfahrsensorsignale und Temperatursignale an einen Mikroprozessor oder eine Steuervorrichtung 24 geliefert. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Signale jeweils von Analog/Digitalwandlern (A/D-Wandler) 27 verarbeitet, bevor sie an die Steuervorrichtung 24 geliefert werden. Zusätzlich können die Signale in ei nem internen Speicher innerhalb der Steuervorrichtung 24 gespeichert wer den, oder auf einer getrennten Speichervorrichtung 30.With reference to FIG. 3, the cylinder pressure, Ausfahrsensorsignale and temperature signals are supplied to a microprocessor or controller 24. In the preferred embodiment, the signals are each processed by analog / digital converters (A / D converters) 27 before they are supplied to the control device 24 . In addition, the signals may be stored in an internal memory within the control device 24 , or on a separate storage device 30 .

Fig. 4 veranschaulicht grafisch die Beziehung zwischen dem Zylinderdruck und der Zylinderausfahrbewegung in einem Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung. Die Druck- und Ausdehnungsdaten sind in einer Kurven darstellung aufgezeichnet, die den Hubzylinderdruck auf der vertikalen Y- Achse und die Hubzylinderausfahrbewegung auf der horizontalen X-Achse hat. Eine erste Kurve 38 stellt den zur Kurve eingepaßten Druck gegenüber den Ausfahrpositionsdaten für ein erstes Gewicht einer leeren Laderschaufel 16 dar. Eine zweite Kurve 40 stellt den zur Kurve eingepaßten Druck gegen über den Ausfahrpositionsdaten für eine Nutzlast mit bekanntem Gewicht dar. Diese Kurven 38, 40 können während eines Kalibrierungsprozesses bestimmt werden. Das bekannte Gewicht ist vorzugsweise auf oder nahe der Nennlastkapazität der Maschine 11. Jedoch können andere Nutzlastgewich te anstelle der oder in Verbindung mit der bevorzugten leeren Last und der nahezu maximalen Nennlast während des Kalibrierungsprozesses verwendet werden. Die tatsächlichen Drucksignale, die von dem Druckwandler 21 auf genommen werden, sind zur Kurve eingepaßt worden und gemittelt worden, um zufällige Druckwellen zu entfernen, um die ersten und zweiten Kurven 38, 40 einzurichten, die in Fig. 3 veranschaulicht sind. Die Kurven 38, 40 können gesampelt bzw. aufgenommen und gespeichert werden, und zwar als Referenzgewichtskurven für das Nutzlastüberwachungssystem während des Kalibrierungsprozesses, wie unten beschrieben wird. Wie in Fig. 4 ge zeigt, steigt der Hubzylinderdruck, wenn die Zylinderausfahrposition größer wird, und zwar während des Anhebens des Nutzlastträgers 16. Fig. 4 graphically illustrates the relationship between the cylinder pressure and the cylinder extension movement in one embodiment of the vorlie invention. The pressure and expansion data are plotted in a graph that has the lift cylinder pressure on the vertical Y-axis and the lift cylinder extension movement on the horizontal X-axis. A first curve 38 represents the pressure fitted to the curve versus the extension position data for a first weight of an empty loader bucket 16. A second curve 40 represents the pressure fitted to the curve versus the extension position data for a payload of known weight. These curves 38 , 40 can be determined during a calibration process. The known weight is preferably at or near the nominal load capacity of the machine 11 . However, other payload weights can be used in place of or in conjunction with the preferred empty load and near maximum nominal load during the calibration process. The actual pressure signals received by the pressure transducer 21 have been fitted to the curve and averaged to remove random pressure waves to establish the first and second curves 38 , 40 illustrated in FIG. 3. The curves 38 , 40 can be sampled or recorded and stored as reference weight curves for the payload monitoring system during the calibration process, as described below. As shown in Fig. 4 ge, the lifting cylinder pressure increases as the cylinder extension position becomes larger, namely during the lifting of the payload carrier 16th

Eine dritte Hubkurve 43 veranschaulicht eine Hubkurve, die mit einem unbe kannten Gewicht assoziiert ist. Die Kurve 43, die über die Spur 42 überlagert gezeigt ist, ist zur Kurve eingepaßt und gemittelt worden, um die zufälligen Druckwellen zu entfernen. Die Kurve 42 ist eine Spur von tatsächlichen Druckmessungen in einem Beispiel eines Hubvorgangs. Die Kurve 43 ist ei ne Darstellung des Druckes gegenüber der Ausfahrposition des gemessenen Gewichtes. Experimente haben gezeigt, daß der Hubzylinderdruck linear mit dem Gewicht einer Nutzlast bei einer speziellen Zylinderausfahrposition vari iert. Daher kann das Nutzlastgewicht durch Interpolation berechnet werden, wenn die Kurve 43 zwischen die Referenzkurven 38, 40 fällt und durch Ex trapolation, wenn die Kurve 43 außerhalb der Referenzkurven 38, 40 ist.A third stroke curve 43 illustrates a stroke curve associated with an unknown weight. Curve 43 , shown superimposed on track 42 , has been fitted to the curve and averaged to remove the random pressure waves. Curve 42 is a trace of actual pressure measurements in an example of a lift. Curve 43 is a representation of the pressure relative to the extended position of the measured weight. Experiments have shown that the lift cylinder pressure varies linearly with the weight of a payload at a particular cylinder extension position. Therefore, the payload weight can be calculated by interpolation when the curve 43 falls between the reference curves 38 , 40 and by extrapolation when the curve 43 is outside the reference curves 38 , 40 .

Zusätzlich haben Experimente gezeigt, daß der Strömungsmitteldruck inner halb der Hydraulikschaltung 202 absinkt, wenn die Viskosität absinkt. Zu sätzlich sinkt die Viskosität, wenn die Strömungsmitteltemperatur ansteigt. Daher sinkt der Strömungsmitteldruck, wenn die Temperatur des Betäti gungsströmungsmittels bei einer gegebenen äquivalenten Nutzlast und äqui valenten Betriebszuständen der Hydraulikschaltung 202 ansteigt, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Die Veränderung des Druckes aufgrund der Veränderun gen der Strömungsmitteltemperatur führt zu einer irrtümlichen Gewichtsbe rechnung, außer wenn man die Änderung der Viskosität kompensiert.In addition, experiments have shown that the fluid pressure within the hydraulic circuit 202 decreases as the viscosity decreases. In addition, the viscosity drops when the fluid temperature rises. Therefore, the fluid pressure decreases as the temperature of the actuation fluid increases for a given equivalent payload and equivalent operating conditions of the hydraulic circuit 202 , as illustrated in FIG. 4. The change in pressure due to the changes in the fluid temperature leads to an erroneous weight calculation, unless the change in viscosity is compensated for.

Fig. 5A und 5B veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren wird konfiguriert zur Kompensati on der Veränderungen der Viskosität, die mit dem Betätigungsströmungsmit tel der Hydraulikschaltung assoziiert ist, die mit den Hubzylindern verbunden ist, und zwar während der dynamischen Messung eines Nutzlastgewichtes. Die vorliegende Erfindung weist ein Kalibrierungsverfahren für das Nutz lastmeßsystem auf. Das Kalibrierungsverfahren weist das Anheben von zwei Nutzlasten von unterschiedlichem Gewicht auf, und die Bestimmung der Veränderungen der Druckmessungen, die während des Hubvorgangs auftre ten. Ein Parameter, der die Viskosität des Betätigungsströmungsmittels an zeigt, wird während des Kalibrierungsverfahrens eingerichtet. Beispielsweise wird in einem Ausführungsbeispiel die Temperatur bestimmt, um eine Vis kositätskompensation für die gewogene Nutzlast auszuführen. D. h., in einem Ausführungsbeispiel werden Temperaturmessungen verwendet, um den Veränderungen der Viskosität des Betätigungsströmungsmittels von dem Zeitpunkt, zu dem das Kalibrierungsverfahren ausgeführt wird, bis zu dem Zeitpunkt Rechnung zu tragen, bei dem die Nutzlast mit unbekanntem Ge wicht angehoben wird. Fig. 5A and 5B illustrate an embodiment of the method of the present invention. The method is configured to compensate for the changes in viscosity associated with the actuation flow means of the hydraulic circuit connected to the lift cylinders during dynamic measurement of a payload weight. The present invention has a calibration method for the payload measurement system. The calibration process involves lifting two payloads of different weights and determining the changes in pressure measurements that occur during the lifting process. A parameter that indicates the viscosity of the actuating fluid is established during the calibration process. For example, in one embodiment, the temperature is determined to perform viscosity compensation for the weighed payload. That is, in one embodiment, temperature measurements are used to account for changes in the viscosity of the actuating fluid from the time the calibration procedure is performed to the time the payload is raised with an unknown weight.

In einem Ausführungsbeispiel kann die Einleitung des Kalibrierungsverfah rens beginnen, in dem der Bediener eine Nutzlastkalibrierungsoption aus einem (nicht gezeigten) Anzeigeschirm auswählt, der mit der Steuervorrich tung 24 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 24 kann dann die Kalibrie rungsroutine einleiten und das Anheben der Nutzlast überwachen. Sobald die Kalibrierungsroutine initialisiert ist, wird dann in einem ersten Steuerblock 502 eine erste Nutzlast mit bekanntem Gewicht angehoben. In dem bevor zugten Ausführungsbeispiel ist der Nutzlastträger 16 während einem der Ka librierhubvorgänge leer. Daher können Kalibrierungsmessungen unter Ver wendung eines leeren Nutzlastträgers 16 unternommen werden. In einem zweiten Steuerblock 504 wird eine Vielzahl von Druckwerten des Betäti gungsströmungsmittels während des Anhebens der ersten Nutzlast abge fühlt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird auch eine Vielzahl von Zylinderausfahrwerten während des Anhebens der ersten Nutzlast abgefühlt. Zusätzlich werden die Strömungsmitteldruckmessungen und die Ausfahr messungen vorzugsweise miteinander korreliert und im Speicher gespei chert. In einem Ausführungsbeispiel wird die Nutzlast vom Bodenniveau auf eine maximale Hubposition angehoben. Jedoch können andere Veränderun gen in dem Bereich des Hubvorgangs ausgeführt werden, um die Druckmes sungen zu erreichen.In one embodiment, the initiation of the calibration process may begin by the operator selecting a payload calibration option from a display screen (not shown) connected to the control device 24 . Controller 24 may then initiate the calibration routine and monitor the payload increase. As soon as the calibration routine is initialized, a first payload with a known weight is then raised in a first control block 502 . In the before ferred embodiment of the payload carrier 16 is during one of the Ka librierhubvorgänge empty. Therefore, calibration measurements can be made using an empty payload carrier 16 . In a second control block 504 , a plurality of pressure values of the actuation fluid are sensed during the lifting of the first payload. In the preferred embodiment, a plurality of cylinder extension values are also sensed during the lifting of the first payload. In addition, the fluid pressure measurements and the extension measurements are preferably correlated with one another and stored in the memory. In one embodiment, the payload is raised from the ground level to a maximum lifting position. However, other changes can be made in the area of the lift to achieve the pressure measurements.

Gemäß eines Ausführungsbeispiels überwacht das Nutzlastmeßsystem kon tinuierlich die Zylinderausfahrposition. Basierend auf der Analyse der Zylin derausfahrdaten kann eine Bestimmung bezüglich dessen vorgenommen werden, ob der Nutzlastträger 16 angehoben wird. Wenn beispielsweise die Zylinderausfahrposition eine Hubausfahrschwelle überschreitet, kann das System daraus schließen, daß eine Nutzlast angehoben wird, und der Strö mungsmitteldruck kann abgefühlt und gespeichert werden, und zwar zu sammen mit den assoziierten Zylinderausfahrmessungen. Wenn die Zylin derausfahrposition eine zweite Hubschwellenausfahrposition überschreitet, kann bestimmt werden, daß der Hubvorgang vollendet ist, und zwar zum Zwecke der Nutzlastberechnung. Wenn alternativ die Ausfahrbewegung an einer Position für mehr als eine festgelegte Zeitdauer stoppt, dann kann der Hubvorgang als abgeschlossen angesehen werden. Alternativ kann der Hubvorgang als abgeschlossen angesehen werden, wenn es einen schnel len Abfall des Strömungsmitteldruckes gibt. D. h., wenn ein Nutzlastträger 14 Material fallen läßt, fällt der Strömungsmitteldruck in den Zylindern 14 schnell ab.According to one embodiment, the payload measurement system continuously monitors the cylinder extension position. Based on the analysis of the cylinder extension data, a determination can be made as to whether the payload carrier 16 is raised. For example, if the cylinder extension position exceeds a stroke extension threshold, the system can conclude that a payload is being raised and the fluid pressure can be sensed and stored, along with the associated cylinder extension measurements. If the Zylin derausfahrposition exceeds a second lifting threshold extension position, it can be determined that the lifting process is complete, for the purpose of the payload calculation. Alternatively, if the extension movement stops at a position for more than a fixed period of time, then the lifting process can be regarded as complete. Alternatively, the stroke may be considered complete when there is a rapid drop in fluid pressure. That is, when a payload carrier 14 drops material, the fluid pressure in the cylinders 14 drops rapidly.

In einem dritten Steuerblock 506 wird eine zweite Nutzlast mit einem bekann ten Gewicht angehoben. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zweite Nutzlast nahe an einem maximalen Nutzlastgewicht. In einem vierten Steuerblock 508 wird eine Vielzahl von Druckwerten des Betätigungsströ mungsmittels während des Anhebens der zweiten Nutzlast abgefühlt. Im be vorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Zylinderausfahrwerten während des Anhebens der zweiten Nutzlast abgefühlt. In einem Ausfüh rungsbeispiel werden die abgefühlten Druckwerte und Ausfahrwerte, falls sie aufgenommen wurden, im Speicher gespeichert. Zusätzlich werden die Strömungsmitteldruckmessungen und Ausfahrpositionsmessungen vorzugs weise miteinander korreliert und im Speicher gespeichert.In a third control block 506 , a second payload is lifted with a known weight. In the preferred embodiment, the second payload is close to a maximum payload weight. In a fourth control block 508 , a plurality of pressure values of the actuation fluid are sensed while the second payload is being raised. In the preferred embodiment, a plurality of cylinder extension values are sensed while the second payload is being raised. In an exemplary embodiment, the sensed pressure values and extension values, if they have been recorded, are stored in the memory. In addition, the fluid pressure measurements and extension position measurements are preferably correlated with one another and stored in the memory.

In einem Ausführungsbeispiel sind die Hydraulikschaltungszustände die glei chen für jeden Hubvorgang. Beispielsweise ist die Geschwindigkeit für jeden Hubvorgang vorzugsweise die gleiche.In one embodiment, the hydraulic circuit states are the same chen for every lifting operation. For example, the speed is for everyone Lifting process preferably the same.

In einem fünften Steuerblock 510 wird ein erster Parameter eingerichtet, der die Viskosität des Strömungsmittels während der ersten und zweiten Hub vorgänge anzeigt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Betäti gungsströmungsmitteltemperatur als der Parameter abgefühlt, der die Vis kosität anzeigt. Daher wird die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels, die mit den ersten und zweiten Hubvorgängen assoziiert ist, eingerichtet. Die ersten und zweiten Hubvorgänge werden vom Standpunkt der Zeit aus rela tiv nah aneinander ausgeführt, so daß es eine minimale Veränderung der Betätigungsströmungsmitteltemperatur ergibt. Daher kann die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels während des zweiten Hubganges abge fühlt werden und gespeichert werden und als die Temperatur verwendet werden, die mit den ersten und zweiten Hubvorgängen assoziiert ist. In ei nem Ausführungsbeispiel werden die Temperaturen miteinander verglichen. Wenn eine Differenz zwischen den Temperaturen der ersten und zweiten Hubvorgänge eine Temperaturschwelle überschreitet, beispielsweise zwei Grad, dann kann der Kalibrierungsprozeß abgebrochen werden und erneut gestartet werden. Wenn die Temperaturdifferenz geringer ist als die Tempe raturschwelle, dann könnte irgendeiner der Temperaturwerte verwendet werden, um die Temperatur während der Hubvorgänge darzustellen, oder die Temperaturen können zusammen gemittelt werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Temperaturen einfach miteinander gemittelt werden. Auf jeden Fall wird eine Temperatur, die mit den ersten und zweiten Hubvorgängen assoziiert ist, eingerichtet und im Speicher gespeichert. In einem Ausführungsbeispiel sind die Messungen zur Kalibrierung aufgenom men worden, und das Nutzlastsystem ist nun bereit zum Betrieb.In a fifth control block 510 , a first parameter is set up, which indicates the viscosity of the fluid during the first and second stroke processes. In the preferred embodiment, the actuation fluid temperature is sensed as the parameter indicative of the viscosity. Therefore, the temperature of the actuation fluid associated with the first and second strokes is established. The first and second strokes are performed relatively close to one another from the standpoint of time so that there is a minimal change in actuating fluid temperature. Therefore, the temperature of the actuation fluid can be sensed and stored during the second stroke and used as the temperature associated with the first and second strokes. In one exemplary embodiment, the temperatures are compared with one another. If a difference between the temperatures of the first and second lifting operations exceeds a temperature threshold, for example two degrees, then the calibration process can be stopped and started again. If the temperature difference is less than the temperature threshold, then any of the temperature values could be used to represent the temperature during the lifts, or the temperatures can be averaged together. In an alternative embodiment, the temperatures can simply be averaged together. In any event, a temperature associated with the first and second lifts is established and stored in memory. In one embodiment, the measurements for calibration have been taken and the payload system is now ready for operation.

In einem sechsten Steuerblock 512 wird während des Betriebes der Maschi ne eine dritte Nutzlast mit unbekanntem Gewicht angehoben. In einem siebten Steuerblock 514 wird eine Vielzahl von Druckwerten während des Anhebens des unbekannten Gewichtes abgefühlt. In einem achten Steuer block 516 wird ein Parameter eingerichtet, der die Viskosität des Betäti gungsströmungsmittels anzeigt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der eingerichtete Parameter die Temperatur des Betätigungsströmungsmittels. Daher wird die Temperatur während des Anhebens des unbekannten Ge wichtes abgefühlt. Wie oben besprochen kann die Bestimmung, wann ein Hubvorgang beginnt oder endet basierend auf der Überwachung der Aus fahrbewegung der Zylinder und deren Veränderung vorgenommen werden und/oder aufgrund der Überwachung des Strömungsmitteldruckes und sei ner Veränderung. Daher versucht in einem Ausführungsbeispiel das Nutz lastsystem nicht kontinuierlich, ein Nutzlastgewicht zu bestimmen, auch wenn die Maschine keinen Hubvorgang ausführt.In a sixth control block 512 , a third payload with an unknown weight is raised during the operation of the machine. In a seventh control block 514 , a plurality of pressure values are sensed during the lifting of the unknown weight. In an eighth control block 516 , a parameter is set up that indicates the viscosity of the actuation fluid. In the preferred embodiment, the parameter set is the temperature of the actuation fluid. Therefore, the temperature is sensed while lifting the unknown weight. As discussed above, the determination of when a stroke begins or ends can be made based on monitoring the cylinder extension motion and its change, and / or monitoring the fluid pressure and its change. Therefore, in one embodiment, the payload system does not continuously attempt to determine a payload weight even when the machine is not lifting.

In einem neunten Steuerblock 518 wird ein Nutzlastgewicht der dritten Nutz last ansprechend auf die ersten und zweiten die Viskosität anzeigenden Pa rameter eingerichtet (d. h. ansprechend auf die ersten und zweiten Tempera turen), weiter ansprechend auf die ersten, zweiten und dritten der Vielzahl von Strömungsmitteldruckwerten und die ersten und zweiten Nutzlastgewich te. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Nutzlastgewicht der dritten Nutzlast nicht eingerichtet, bis der Hubvorgang der dritten Nutzlast vollendet ist. Alternativ kann die Nutzlast bestimmt werden, wenn die Daten gesam melt werden, oder sobald alle erwünschten Daten gesammelt wurden. Zu sätzlich werden in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Ausfahrsensor daten vorzugsweise verwendet, um das Nutzlastgewicht der dritten Nutzlast zu bestimmen.In a ninth control block 518 , a payload weight of the third payload is established in response to the first and second viscosity indicative parameters (ie, responsive to the first and second temperatures), further responsive to the first, second, and third of the plurality of fluid pressure values and the first and second payload weights. In the preferred embodiment, the payload weight of the third payload is not established until the lifting of the third payload is completed. Alternatively, the payload can be determined when the data is collected or once all of the desired data has been collected. In addition, in the preferred embodiment, the extension sensor data are preferably used to determine the payload weight of the third payload.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Einrichten des dritten Nutz lastgewichtes die Bestimmung eines unkompensierten Gewichtswertes für die Nutzlast auf. Das unkompensierte Nutzlastgewicht wird dann modifiziert, um die Viskositätsveränderungen zwischen der Kalibrierung und dem Betrieb des Nutzlastsystems zu kompensieren. Entsprechend wird ein erster Diffe renzdruck zwischen den Strömungsmitteldrücken, die während des Hebens des unbekannten Gewichtes abgefühlt werden, und den Strömungsmittel drücken bestimmt, die während des Hebens einer leeren Schaufel abgefühlt werden (d. h. während des ersten Hubvorgangs). Ein zweiter Differenzdruck zwischen den Strömungsmitteldrücken, die während des Hebens des be kannten Gewichtes abgefühlt werden, und den Strömungsmitteldrücken, die während des Hebens des leeren Nutzlastgewichtes abgefühlt werden, be stimmt. Die erste Druckdifferenz wird durch die zweite Druckdifferenz geteilt und das Ergebnis wird mit dem bekannten Nutzlastgewicht multipliziert. Die folgende Gleichung wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet, um das nicht kompensierte unbekannte Nutzlastgewicht zu bestimmen.
In the preferred embodiment, setting up the third payload weight includes determining an uncompensated weight value for the payload. The uncompensated payload weight is then modified to compensate for the viscosity changes between calibration and operation of the payload system. Accordingly, a first differential pressure is determined between the fluid pressures sensed during the lifting of the unknown weight and the fluid pressures sensed during the lifting of an empty bucket (ie, during the first stroke). A second differential pressure between the fluid pressures sensed during the lifting of the known weight and the fluid pressures sensed during the lifting of the empty payload weight is true. The first pressure difference is divided by the second pressure difference and the result is multiplied by the known payload weight. The following equation is used in the preferred embodiment to determine the uncompensated unknown payload weight.

wobei gilt:
Nutzlast ist das unbekannte Gewicht
kalibriertes Gewicht ist das bekannte Gewicht zum Zeitpunkt der Kalibrierung d. h. das zweite Gewicht minus das erste Gewicht
Pd ist die Differenz zwischen dem abgefühlten Strömungsmitteldruck bei ei ner gegebenen Zylinderausfahrposition während des Anhebens eines unbekannten Gewichtes und dem assoziierten Druck, der während des Anhebens einer leeren Schaufel abgefühlt wird
Cd ist die Differenz zwischen dem abgefühlten Strömungsmitteldruck für ei ne gegebene Zylinderausfahrposition während des Anhebens ei nes bekannten Gewichtes und dem assoziierten abgefühlten Druck für eine gegebene Zylinderausfahrbewegung während des Anhebens einer leeren Schaufel
n ist die Anzahl der Druckmessungen, die bei der Bestimmung verwendet wird. In einem Ausführungsbeispiel werden alle gültigen aufge nommenen Druckmessungen verwendet. Alternativ kann ein Un tersatz von einer oder mehreren Messungen verwendet werden.where:
Payload is the unknown weight
calibrated weight is the known weight at the time of calibration ie the second weight minus the first weight
Pd is the difference between the sensed fluid pressure at a given cylinder extension position during the lifting of an unknown weight and the associated pressure sensed during the lifting of an empty bucket
Cd is the difference between the sensed fluid pressure for a given cylinder extension position while lifting a known weight and the associated sensed pressure for a given cylinder extension movement while lifting an empty bucket
n is the number of pressure measurements used in the determination. In one embodiment, all valid pressure measurements taken are used. Alternatively, a subset of one or more measurements can be used.

Sobald ein nicht kompensiertes Gewicht für die dritte Nutzlast bestimmt wird, kann das Gewicht modifiziert werden, um Viskositätsveränderungen zu kom pensieren. Wie erwähnt, können im bevorzugten Ausführungsbeispiel die Viskositätsveränderungen durch Vorsehen von Strömungsmitteltemperatur messungen kompensiert werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gleichung zum Modifizieren des Nutzlastgewichtes als eine Funktion der Temperatur die folgende:
Nutzlast aktualisiert = Nutzlast + (M.dtemp)
wobei gilt
dTemp ist die Differenz zwischen der Temperatur des Betätigungsströ mungsmittels, die während des Anhebens des unbekannten Ge wichtes abgefühlt wird, und der Strömungsmitteltemperatur zum Zeitpunkt der Kalibrierung.
m ist ein Wert, der empirisch bestimmt wird, und der von der Einrichtung ab hängt. Beispielsweise kann sich der Wert von einer Maschinen bauart oder -konfiguration zur nächsten ändern.Once an uncompensated weight is determined for the third payload, the weight can be modified to compensate for changes in viscosity. As mentioned, in the preferred embodiment, the viscosity changes can be compensated for by providing fluid temperature measurements. In the preferred embodiment, the equation for modifying the payload weight as a function of temperature is as follows:
Payload updated = Payload + (M.dtemp)
where applies
dTemp is the difference between the temperature of the actuating fluid sensed during the lifting of the unknown weight and the fluid temperature at the time of calibration.
m is a value that is determined empirically and depends on the facility. For example, the value can change from one machine type or configuration to the next.

Fig. 6 ist eine Kurvendarstellung, die ein Ausführungsbeispiel einer reprä sentativen Nutzlasteinstellung veranschaulicht, die basierend auf der Tempe raturdifferenz erwünscht ist. Der Wert m wird empirisch bestimmt, um die Temperatur- (oder Viskositäts-)Kompensationskurve der Fig. 6 anzunähern. Fig. 6 is a graph illustrating an embodiment of a repre sentative payload setting that is based on the desired raturdifferenz Tempe. The value m is determined empirically to approximate the temperature (or viscosity) compensation curve of FIG. 6.

In einem alternativen Ausführungsbeispiel weist das Einrichten des dritten Nutzlastgewichtes die Bestimmung eines Durchschnittes der Druckwerte auf, die während des ersten Hubvorganges abgefühlt werden. Dieser durch schnittliche Druck kann nach der Vollendung des ersten Hubvorgangs be stimmt werden und zu diesem Zeitpunkt im Speicher gespeichert werden. Zusätzlich kann ein Durchschnitt der Druckwerte gemittelt werden, die wäh rend des zweiten Hubvorganges abgefühlt werden. Dieser Mittelwert kann auch nach dem zweiten Hubvorgang bestimmt und gespeichert werden. Die durchschnittlichen Druckwerte werden miteinander verglichen, um einen Differenzdurchschnittsdruck zu bestimmen. Die Druckwerte, die mit dem dritten Hubvorgang assoziiert sind, werden auch miteinander gemittelt. Die durchschnittlichen Druckwerte des ersten oder leeren Hubvorgangs und des dritten Hubvorgangs werden miteinander verglichen, um einen zweiten Diffe renzdurchschnittsdruck zu bestimmen. Zusätzlich kann eine Temperaturdif ferenz zwischen der ersten Temperatur, die mit der Temperatur des Betäti gungsströmungsmittels während der ersten und zweiten Hubvorgänge as soziiert ist, und der abgefühlten Temperatur bestimmt werden, die mit dem Betätigungsströmungsmittel während des dritten Hubvorgangs assoziiert ist. Das Nutzlastgewicht kann dann als eine Funktion des durchschnittlichen Differenzdruckes der ersten und zweiten Hubvorgänge bestimmt werden, aufgrund des Differenzdurchschnittsdruckes der ersten und dritten Hubvor gänge und der Temperaturdifferenz. Die Beziehung kann durch die folgende Gleichung gekennzeichnet werden:
Nutzlast aktualisiert = (kalibriertes Gewicht.dP2/dP3) + (m.dTemp)
wobei gilt:
kalibriertes Gewicht ist das bekannte Gewicht zum Zeitpunkt des Kalibrie rens, d. h. das zweite Gewicht minus das erste Gewicht
dP2 ist gleich der Differenzdurchschnittsdruck, der mit den ersten und zwei ten Hubvorgängen assoziiert ist
dP3 ist der Differenzdurchschnittsdruck, der mit den ersten und dritten Hub vorgängen assoziiert ist
m ist ein Wert, der empirisch bestimmt wird und von der Einrichtung ab hängt. Die Konstante m wird empirisch bestimmt, um die Tempe ratur- (oder Viskositäts-) Kompensationskurve der Fig. 6 anzu nähern.In an alternative exemplary embodiment, setting up the third payload weight comprises determining an average of the pressure values that are sensed during the first lifting operation. This average pressure can be determined after completion of the first lifting process and can be saved in memory at this time. In addition, an average of the pressure values that are sensed during the second lifting process can be averaged. This mean value can also be determined and saved after the second lifting process. The average pressure values are compared to determine a differential average pressure. The pressure values associated with the third lifting operation are also averaged together. The average pressures of the first or empty lift and the third lift are compared to determine a second differential average pressure. In addition, a temperature difference can be determined between the first temperature associated with the temperature of the actuation fluid during the first and second strokes and the sensed temperature associated with the actuation fluid during the third stroke. The payload weight can then be determined as a function of the average differential pressure of the first and second lifting operations, based on the differential average pressure of the first and third lifting operations and the temperature difference. The relationship can be characterized by the following equation:
Payload updated = (calibrated weight.dP2 / dP3) + (m.dTemp)
where:
calibrated weight is the known weight at the time of calibration, ie the second weight minus the first weight
dP2 is the differential average pressure associated with the first and second strokes
dP3 is the differential average pressure associated with the first and third strokes
m is a value that is determined empirically and depends on the institution. The constant m is determined empirically to approximate the temperature (or viscosity) compensation curve of FIG. 6.

Ein typischer Ladezyklus eines Laders 11 weist in Folge folgendes auf: Gra ben und/oder Ansammeln eines Materialhaufens, Rückkippen der Schaufel 16 zum Halten der Last, Umkehren und Rückwärtsherausfahren aus dem Haufen, während die Schaufel 16 angehoben wird, Fahren zu einer Ablade stelle oder einem Transportfahrzeug, während kontinuierlich die Schaufel 16 angehoben wird, und schließlich Abladen der Last aus der angehobenen Position. Die Maschine gräbt typischerweise zum Beginn eines Hubzyklus ses und lädt am Ende des Hubzyklusses ab. Daher kann der Zylinderdruck drastisch an jedem Ende des Hubzyklusses variieren, was dazu führt, daß das Abfühlen der Daten nicht anzeigt, wann die tatsächliche Nutzlast ange hoben wird. Zusätzlich kann die Zylinderausfahrposition während des Betrie bes variieren, und zwar abhängig davon, wo das Material abgeladen wird. Beispielsweise können unterschiedliche zu beladende Lastwägen unter schiedliche Höhen haben, die erreicht werden müssen, bevor das Material in den Lastwagen geladen werden kann. Zusätzlich kann ein Abladehaufen zu einer anderen Hubausfahrposition führen, als bei einem Lastwagen, damit das Material abgeladen wird, und zwar abhängig von der Höhe des Abla dehaufens. Daher wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein er wünschter Hubbereich eingerichtet, in dem angenommen werden kann, daß die abgefühlten Druckwerte anzeigen, daß die Nutzlast angehoben wird, d. h. die abgefühlten Druckwerte können als gültige Daten angesehen werden. In einem Ausführungsbeispiel ist der erwünschte Hubbereich zwischen 50 Pro zent (einer erwünschten minimalen Hubschwelle) und 80 Prozent (einer er wünschten maximalen Hubschwelle) der maximalen Ausfahrposition der Hubzylinder. Daher werden im bevorzugten Ausführungsbeispiel die abge fühlten Druckwerte von irgendeinem der ersten, zweiten oder dritten Hubvor gänge nur verwendet, wenn der assoziierte abgefühlte Zylinderausfahrwert innerhalb eines erwünschten Hubbereiches ist.A typical loading cycle of a loader 11 would result in: digging and / or accumulating a pile of material, tipping back the bucket 16 to hold the load, reversing and backing out of the pile while the bucket 16 is being raised, driving to an unloading site, or a transport vehicle while continuously lifting the bucket 16 and finally unloading the load from the raised position. The machine typically digs at the beginning of a lifting cycle and unloads at the end of the lifting cycle. Therefore, cylinder pressure can vary drastically at each end of the stroke cycle, with the result that sensing the data does not indicate when the actual payload is being raised. In addition, the cylinder extension position may vary during operation, depending on where the material is being dumped. For example, different trucks to be loaded may have different heights that must be reached before the material can be loaded into the truck. In addition, an unloading pile can lead to a different lift extension position than a truck, so that the material is unloaded, depending on the height of the unloading pile. Therefore, in a preferred embodiment, a desired lifting range is set up, in which it can be assumed that the sensed pressure values indicate that the payload is being raised, ie the sensed pressure values can be regarded as valid data. In one embodiment, the desired stroke range is between 50 percent (a desired minimum lift threshold) and 80 percent (a desired maximum lift threshold) of the maximum extended position of the lift cylinders. Therefore, in the preferred embodiment, the sensed pressure values from any of the first, second, or third strokes are used only when the associated sensed cylinder extension is within a desired stroke range.

Alternativ kann ein erwünschter Hubbereich basierend auf einer Analyse der abgefühlten Drücke eingerichtet werden. Beispielsweise können die abge fühlten Druckwerte analysiert werden, um zu bestimmen, wann die Druckdif ferenz zwischen zwei oder mehreren Druckauslesungen geringer ist als eine akzeptable Differenz. Wenn beispielsweise die sequentiellen Druckwerte große Veränderungen des Druckes während einer kleinen Veränderung der Zylinderausfahrbewegung anzeigen, können die Druckauslesungen aus der Nutzlastmessungskalibrierung oder dem Bestimmungsprozeß weggelassen werden. Andere Datenfilterungs- und Datenanalysetechniken können ver wendet werden, um zu bestimmen, wann die Daten gültig sind und einen Hubvorgang darstellen. In dieser Weise kann das System automatisch einer Instabilität der Daten Rechnung tragen, und wann ein Hubvorgang begonnen hat und geendet hat. Alternativ kann ein erwünschter Druckbereich so ein gerichtet werden, daß der abgefühlte Druck innerhalb des Druckbereiches sein muß, der während der Verarbeitung berücksichtigt wird.Alternatively, a desired stroke range may be based on an analysis of the sensed pressures. For example, the abge sensed pressure values are analyzed to determine when the pressure dif reference between two or more print readings is less than one acceptable difference. If, for example, the sequential pressure values large changes in pressure during a small change in Show cylinder extension movement, the pressure readings from the Payload measurement calibration or the determination process omitted become. Other data filtering and data analysis techniques can be used can be used to determine when the data is valid and one Represent lifting process. In this way, the system can automatically one Take into account data instability and when a lifting operation started has and has ended. Alternatively, a desired pressure range can be such directed that the sensed pressure within the pressure range must be taken into account during processing.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kalibrierungsprozeß ausge führt, wenn die Betätigungsströmungsmitteltemperatur über einer Kalibrie rungstemperaturschwelle ist. Experimente haben gezeigt, daß wenn das Betätigungsströmungsmittel unter einer Temperaturschwelle ist, beispiels weise bei 50 Grad Celsius, die Druckauslesungen stark während des Kali brierungsprozesses variieren können, was zu ungenauen Nutzlastmessun gen führt. In einem Ausführungsbeispiel wird gesagt, daß das System einen stetigen Zustand erreicht, wenn die Betätigungsströmungsmitteltemperatur auf oder über der Kalibrierungstemperaturschwelle ist. Daher wird das Sy stem im bevorzugten Ausführungsbeispiel keine Kalibrierung ausführen, wenn die Strömungsmitteltemperatur unter einer Kalibrierungstemperatur schwelle liegt. Wenn frühere Kalibrierungswerte verfügbar sind, können die verschiedenen Werte weiterhin für Nutzlastmessungen verwendet werden. Alternativ kann der Bediener der Maschine den Motor aufwärmen lassen, den Motor im hohen Leerlauf laufen lassen oder die Schaufel 16 einmal oder mehrmals anheben, bis die Betätigungsströmungsmitteltemperatur so an steigt, daß die Kalibrierung ausgeführt werden kann.In the preferred embodiment, the calibration process is performed when the actuating fluid temperature is above a calibration temperature threshold. Experiments have shown that when the actuation fluid is below a temperature threshold, for example at 50 degrees Celsius, the pressure readings can vary widely during the calibration process, resulting in inaccurate payload measurements. In one embodiment, the system is said to achieve a steady state when the actuation fluid temperature is at or above the calibration temperature threshold. Therefore, the system will not perform calibration in the preferred embodiment when the fluid temperature is below a calibration temperature threshold. If previous calibration values are available, the various values can still be used for payload measurements. Alternatively, the operator of the machine can warm up the engine, run the engine at high idle, or raise the blade 16 one or more times until the actuating fluid temperature rises so that the calibration can be performed.

In einem Ausführungsbeispiel kann das Kalibrierungsverfahren ausgeführt werden, wenn die Betätigungsströmungsmitteltemperatur unter der er wünschten Strömungsmittelkalibrierungstemperatur ist. Wenn in einem Ausführungsbeispiel die Temperatur unter der erwünschten Temperatur schwelle liegt, ist die Gleichung zur Modifikation des Nutzlastgewichtes als eine Funktion der Temperatur wie folgt:
Nutzlast aktualisiert = Nutzlast + (m.dTemp + B)
wobei gilt:
dTemp ist die Differenz zwischen der Temperatur des Betätigungsströ mungsmittels, die während des Anhebens des unbekannten Ge wichtes abgefühlt wurde, und der Strömungsmitteltemperatur zum Zeitpunkt der Kalibrierung
m und B sind Werte, die empirisch bestimmt wurden und von dem Aufbau abhängen. Beispielsweise kann sich der Wart von einer Bauart oder Konfiguration einer Maschine zur nächsten verändern.In one embodiment, the calibration procedure may be performed when the actuation fluid temperature is below the desired fluid calibration temperature. In one embodiment, if the temperature is below the desired temperature threshold, the equation for modifying the payload weight as a function of temperature is as follows:
Payload updated = Payload + (m.dTemp + B)
where:
dTemp is the difference between the temperature of the actuation fluid sensed during the lifting of the unknown weight and the fluid temperature at the time of calibration
m and B are values that have been determined empirically and depend on the structure. For example, the maintenance can change from one type or configuration of a machine to the next.

Der Wert B stellt eine Nutzlastversetzungseinstellung dar. Die Nutzlastver setzung ist eine Form der Nutzlastabweichung oder Nutzlastverschiebungs kompensation. D. h. beispielsweise, wenn ein Motor gestartet wird, ist das System in einem transienten Zustand. Das Nutzlastsystem kann Fluktuatio nen erfahren, und zwar aufgrund von mehreren Ausgaben bzw. Ausgangs größen, wie beispielsweise wenn sich die Betätigungsströmungsmittelviskosi tät zu verändern beginnt, wenn das Strömungsmittel beginnt, sich aufzu wärmen. Fig. 7 veranschaulicht Nutzlastfluktuationen, die für eine gegebe ne Nutzlast auftreten, wenn sich der Systemstatus verändert, wenn die Kali brierung unter einer erwünschten Temperaturschwelle ausgeführt wurde. Ein Beispiel einer Veränderung des Systemzustandes sind die Betätigungsströ mungsmittelfluktuationen, die auftreten, wenn sich die Strömungsmitteltem peratur verändert. Das Ergebnis ist, daß in diesem Ausführungsbeispiel ir gendwelche Nutzlastmessungen versetzt oder verschoben werden müßten, um zu berücksichtigen, daß man das System bei einer Temperatur unter der erwünschten Temperaturschwelle kalibriert hat. Daher wird in einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Wert B, der in der obigen Glei chung dargestellt ist, verwendet, um der Nutzlastverschiebung Rechnung zu tragen, die auftritt, wenn die Temperatur unter der Kalibrierungsschwelle ist. Die Verschiebungsvariable B kann eine Variable sein, die von der Strö mungsmitteltemperatur abhängt, bei der die Kalibrierung aufgetreten ist. Da her können unterschiedliche Werte von B gespeichert werden und basierend auf der Kalibrierungstemperatur verwendet werden. The B value represents a payload offset setting. The payload offset is a form of payload deviation or payload offset compensation. That is, for example, when an engine is started, the system is in a transient state. The payload system may experience fluctuations due to multiple outputs, such as when the actuating fluid viscosity begins to change when the fluid begins to warm up. Fig. 7 illustrates payload fluctuations that occur for a given payload when the system status changes when the calibration has been performed below a desired temperature threshold. An example of a change in the system state are the actuation flow fluctuations that occur when the fluid temperature changes. The result is that in this embodiment, any payload measurements would have to be offset or moved to take into account that the system was calibrated at a temperature below the desired temperature threshold. Therefore, in one embodiment of the present invention, the value B shown in the above equation is used to account for the payload shift that occurs when the temperature is below the calibration threshold. The displacement variable B can be a variable that depends on the fluid temperature at which the calibration occurred. Different values of B can therefore be stored and used based on the calibration temperature.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Kalibrierungsverfahren ausge führt, wenn das Nutzlastsystem einen stetigen Zustand erreicht hat. Wie er wähnt wird in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der stetige Zustand er reicht oder das System stabilisiert sich zumindestens bei einem erwünschten Zustand, beispielsweise werden nicht durchgängige Druckauslesungen we niger, wenn die Strömungsmitteltemperatur ungefähr 50 Grad erreicht. Je doch können andere Parameter abgefühlt werden, um zu bestimmen, wann das System ein System mit stetigem Zustand erreicht hat, wie beispielsweise die konstante Motorkühlmitteltemperatur oder Getriebeöltemperatur.In the preferred embodiment, the calibration procedure is performed leads when the payload system has reached a steady state. Like him In the preferred embodiment, the steady state is mentioned enough or the system stabilizes at least when one is desired Condition, for example, non-continuous print readings niger when the fluid temperature reaches about 50 degrees. ever however, other parameters can be sensed to determine when the system has reached a steady state system such as the constant engine coolant temperature or transmission oil temperature.

Andere Viskositätskompensationstechniken können als Alternativen zu der obigen Nutzlastmessungskalibrierungs- und -überwachungstechnik verwen det werden oder in Verbindung mit dieser. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel die Viskosität des Betätigungsströmungsmittels wäh rend des Kalibrierungsprozesses bestimmt werden. Der Bediener kann die Maschine und die assoziierte Hydraulikschaltung in einer definierten Position konfigurieren, beispielsweise im Lauf bei geringem Leerlauf, wobei der Nutzlastträger auf dem Boden ruht, und zwar mit einer konsistenten bzw. gleichbleibenden Last auf der Hydraulikschaltung. Der Nutzlastträger 16 kann vom Bediener zur Bewegung angewiesen werden, und die Ansprech zeit des Trägers 16 kann gemessen werden, um zu bestimmen, welche Ver zögerung es gibt, falls überhaupt. Ansprechzeiten können durch die Anwen dung der Ausfahrpositionssensoren bestimmt werden, d. h. durch Überwa chung der Verzögerung zwischen einer angewiesenen Handlung und der tatsächlichen Bewegung des Trägers 16. Die Ansprechzeiten können mit Standardansprechzeiten für unterschiedliche Strömungsmittelgüten bzw. Strömungsmittelarten verglichen werden. Eine gegenwärtige Viskosität des Betätigungsströmungsmittels kann basierend auf dem Vergleich der An sprechzeiten bestimmt oder abgeschätzt werden. Temperaturauslesungen können auch bei der Bestimmung der Viskosität vorgesehen werden. Von der Viskosität abhängige Variablen können dann während der Nutzlastmes sungen verwendet werden, um verbesserte Messungen vorzusehen. Bei spielsweise können mehrere Viskositätskompensationskurven, wie bei spielsweise jene, die in Fig. 6 veranschaulicht sind, empirisch entwickelt werden, um die erwünschte Nutzlasteinstellung darzustellen, und zwar basie rend auf der Temperaturdifferenz oder den unterschiedlichen Viskositäten. Zusätzlich können die tatsächlichen Temperaturen bei den Kompensations kurven berücksichtigt werden, so daß sie Veränderungen in den Nutz lastmessungen für eine eingerichtete Strömungsmittelviskosität, eine Tem peraturdifferenz und die absoluten Strömungsmitteltemperaturauslesungen darstellen. In dieser Weise kann zusätzliche Genauigkeit für die Nutz lastmessungen vorgesehen werden.Other viscosity compensation techniques can be used as alternatives to, or in conjunction with, the above payload measurement calibration and monitoring technique. For example, in one embodiment, the viscosity of the actuation fluid can be determined during the calibration process. The operator can configure the machine and associated hydraulic circuitry in a defined position, such as running at low idle with the payload carrier resting on the ground, with a consistent load on the hydraulic circuitry. The payload carrier 16 can be instructed by the operator to move, and the response time of the carrier 16 can be measured to determine which Ver delay there is, if any. Response times can be determined by the application of the extended position sensors, ie by monitoring the delay between an instructed action and the actual movement of the carrier 16 . The response times can be compared with standard response times for different fluid grades or fluid types. A current viscosity of the actuation fluid can be determined or estimated based on the comparison of the response times. Temperature readings can also be provided when determining the viscosity. Viscosity-dependent variables can then be used during payload measurements to provide improved measurements. For example, multiple viscosity compensation curves, such as those illustrated in FIG. 6, may be developed empirically to represent the desired payload setting based on the temperature difference or the different viscosities. In addition, the actual temperatures can be taken into account in the compensation curves, so that they represent changes in the payload measurements for an established fluid viscosity, a temperature difference and the absolute fluid temperature readings. In this way, additional accuracy can be provided for the payload measurements.

Industrial applicability

Der Betrieb der vorliegenden Erfindung wird am besten mit Bezugnahme auf ihre Anwendung bei Ladeanwendungen beschrieben, wobei es wichtig ist, das Gewicht der Nutzlast zu kennen. Dieses Nutzlastmeßsystem ist auch bei Vorgängen wertvoll, wo es wünschenswert ist, die Produktivität des Lader fahrzeuges zu überwachen.The operation of the present invention is best described with reference to FIG described their application in charging applications, where it is important know the weight of the payload. This payload measurement system is also at Operations valuable, where it is desirable, the productivity of the loader monitor vehicle.

Vor der Verwendung des Nutzlastmonitors 10 sollte das System kalibriert werden. Die Kalibrierung sollte auch immer dann wiederholt werden, wenn es eine Veränderung der Hubarmanordnungskonfiguration gegeben hat, wie beispielsweise wenn man auf eine andere Schaufel 16 umrüstet, oder bei einer wesentlichen Umrüstung von irgend einem der Hubarm anordnungsuntersysteme. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kalibrierung des Nutzlastüberwachungssystems 10 das Heben der Hu barmanordnung 12 vom Erdbodenniveau auf ein Abladeniveau mit leerer Schaufel 16 auf, das Einrichten des Nutzlastgewichtes und die Wiederholung des Verfahrens mit einem Material von unbekanntem Gewicht in der Schau fel 16. Vorzugsweise ist das bekannte Gewicht nahe bei der Nennkapazität des Laderfahrzeuges 11 oder auf der Nennkapazität. Zusätzlich sollte vor zugsweise die Schaufel 16 während des Hubverfahrens zurückgekippt sein, um sicher zu stellen, daß der Schwerpunkt (C.G. = center of gravity) des Nutzlastgewichtes nahe des Mittelpunktes der Schaufel 16 bleibt. Die Ein schränkung, daß die Schaufel 16 zurückgekippt ist, kann weggelassen wer den, wenn man einen Positionssensor im Kippzylinder 15 vorsieht, um den Grad der Schaufelverkippung abzufühlen, um die Verschiebung des Schwerpunktes zu kompensieren.The system should be calibrated before using the payload monitor 10 . The calibration should also be repeated whenever there has been a change in the lift arm assembly configuration, such as when converting to a different bucket 16 , or when there is a substantial upgrade from any of the lift arm assembly subsystems. In the preferred embodiment, the calibration of the payload monitoring system 10 includes lifting the lifting arm assembly 12 from the ground level to an unloading level with an empty bucket 16 , setting up the payload weight and repeating the process with a material of unknown weight in the bucket 16 . The known weight is preferably close to the nominal capacity of the loader vehicle 11 or to the nominal capacity. In addition, the bucket 16 should preferably be tilted back during the lifting process to ensure that the center of gravity (CG) of the payload weight remains close to the center of the bucket 16 . The restriction that the bucket 16 is tilted back can be omitted if one provides a position sensor in the tilt cylinder 15 to sense the degree of bucket tilting to compensate for the shift in the center of gravity.

Ein typischer Ladezyklus eines Laders 11 weist in Folge folgendes auf: Gra ben und/oder Ansammeln eines Materialhaufens, Rückkippen der Schaufel 16 zum Halten der Last, Umkehren und Rückwärtsherausfahren aus dem Haufen, während die Schaufel 16 angehoben wird, Fahren zu einer Ablade stelle oder einem Transportfahrzeug, während man kontinuierlich die Schaufel 16 anhebt, und schließlich Abladen der Last aus der angehobenen Position. Dieser Ladezyklus wird nicht durch die Verwendung der dynami schen Nutzlastüberwachungsvorrichtung 10 unterbrochen, da das Anhalten der Maschine 11 nicht erforderlich ist, und die Schaufel 16 nicht auf einer speziellen Höhe für eine Zeitperiode positioniert sein muß.A typical loading cycle of a loader 11 would result in: digging and / or accumulating a pile of material, tipping back the bucket 16 to hold the load, reversing and backing out of the pile while the bucket 16 is being raised, driving to an unloading site, or a transport vehicle while continuously lifting the bucket 16 and finally unloading the load from the raised position. This loading cycle is not interrupted by the use of the dynamic payload monitoring device 10 since stopping the machine 11 is not required and the bucket 16 need not be positioned at a specific height for a period of time.

Die vorliegende Erfindung ist auch erweiterbar auf andere Maschinen mit anderen Verbindungskonfigurationen durch Kompensation der Differenz da von. Vorhergesehene anwendbare Maschinenbauarten sind beispielsweise Bagger, Vorderschaufellader, Baggerlader und irgendwelche Maschinen, die mindestens ein Gelenk mit mindestens einem Hydraulikzylinder haben, um diese Gelenkkonfiguration zu modifizieren. Für diese Fahrzeuggelenkkonfi gurationen können zusätzliche Druck- und Ausfahrpositionssensoren nötig sein, um den Zylinderdruck und die Verbindungsgeometrie während des Ar beitszyklusses zu detektieren. Jedoch bleiben die grundlegenden Nutz lastgewichtsberechnungen gleich.The present invention can also be extended to other machines other connection configurations by compensating for the difference of. Foreseen applicable machine types are, for example Excavators, front loaders, backhoe loaders and any machines that have at least one joint with at least one hydraulic cylinder in order to modify this joint configuration. For this vehicle joint confi gurations may require additional pressure and extension position sensors be to the cylinder pressure and the connection geometry during the Ar detection cycle. However, the basic benefits remain load weight calculations same.

Andere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten An sprüche erhalten werden.Other aspects, objects and advantages of the present invention can be derived from a study of the drawings, the revelation and the attached app sayings will be received.

Claims

1. A method for dynamic measurement of a payload weight for a machine with at least one cylinder for lifting a payload carrier, the cylinder being connected to a fluid circuit with an actuating fluid, the method comprising the following steps:
Lifting a first payload with a first payload weight;
Sensing a first plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the first payload;
Lifting a second payload with a second payload weight;
Sensing a second plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the second payload;
Establishing a first temperature of the actuation fluid associated with the first stroke and the second stroke;
Lifting a third payload with a third payload weight;
Sensing a third plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the third payload;
Establishing a second temperature of the actuating fluid associated with the third stroke; and
Establish or determine a payload weight of the third payload responsive to the first actuating fluid temperature, the second actuating fluid temperature and the first and second and third varieties of actuating fluid pressure values and the first and second payload weights.

2. The method of claim 1, wherein the step of setting up or determining a payload weight further comprises the following steps:
Determining a first differential average pressure between the first and second plurality of pressure values;
Determining a second differential average pressure between the first and third plural numbers of pressure values;
Determining a fluid temperature difference between the first fluid temperature and the second fluid temperature; and
Setting up or determining the third payload weight in response to the first actuation fluid temperature, the second actuation fluid temperature, the first and second differential average pressures and the first and second payload weights.

3. The method of claim 2, wherein the step of determining a third average pressure of the third plurality of pressure values further comprises the steps of:
Setting up or determining a desired lifting range within half of the third lifting operation; and
Determining a third average pressure of the third plurality of pressure values sensed during the desired stroke range.

4. The method of claim 3, wherein the step of establishing a desired stroke range further comprises the following steps:
Establishing a desired minimum lift threshold; and
Setting up a desired maximum lifting threshold.

5. The method of claim 4, wherein the step of setting up or Determining a desired stroke range has the step, ei A large number of cylinder extension positions during the third stroke to determine the process.

6. The method of claim 2, wherein the step of determining a third average pressure of the third plurality of pressure values further comprises the following steps:
Establishing a desired pressure range within the third stroke; and
Determining a third average pressure of the third plurality of pressure values sensed within the desired pressure range.

7. The method of claim 1, wherein the step of sensing a first plurality of pressure values comprises the steps of:
Setting a temperature threshold; and
Sensing a temperature of the actuation fluid; and
Sensing the first plurality of pressure values in response to the sensed temperature exceeding the temperature threshold.

8. The method of claim 1, wherein the step of establishing the first temperature comprises the step of:
Sensing a first stroke temperature of the actuation flow means during the first stroke;
Sensing a second stroke temperature of the actuation flow means during the second stroke;
Forming the average of the first lifting temperature and the second lifting temperature; and
Set up the first temperature in response to the mean.

9. The method of claim 1, wherein the step of establishing the first temperature comprises the following steps:
Sensing a first stroke temperature of the actuation flow means during the first stroke;
Sensing a second stroke temperature of the actuation flow means during the second stroke; and
Setting up or setting the first temperature in response to the fact that the first lifting process temperature is within a temperature threshold of the second lifting process temperature.

10. An apparatus configured to dynamically measure a payload weight for a machine having at least one cylinder for lifting a payload carrier, the cylinder being connected to a fluid circuit having actuating fluid, the apparatus comprising:
a pressure sensor configured to sense pressure of the actuation fluid associated with the cylinder and responsive to generating a pressure signal;
an extended position sensor configured to sense a characteristic indicating a failure position of the cylinder and in response to generate an extended position signal;
a temperature sensor configured to sense a temperature of the actuation fluid and in response to generate a temperature signal; and
a control device configured to receive a plurality of the extended position signals and a plurality of the pressure signals during a first lift of a first payload with a first payload weight, during a second lift operation of a second payload with a second payload weight, and during a third hoist of a third payload with a third payload weight, continue to record at least one temperature signal during the first hoist and the second hoist, and record a temperature signal during the third hoist and a weight of the third payload in response to the plurality of pressure signals To determine a plurality of extension position signals, the at least one calibration temperature signal, the third lifting temperature signal, the first payload weight and the second payload weight.

11. The control device of claim 10, further configured to a temperature difference in response to the at least one potash temperature and the third lifting temperature agree, continue the third payload weight in response to the lot number of pressure signals, the plurality of extended position signals, the Temperature difference, the first payload weight and the second payload to determine load weight.

12. The apparatus of claim 11, wherein the control device further is suitable to a first pressure difference in response to the lot number of pressure signals to be determined with the first stroke gang and the second lifting operation, and a second Pressure difference responsive to the variety of pressure signals that associated with the first lifting operation and the second lifting operation are a weight difference between the first and the to determine second payload weight, an uncompensated third Weight in response to the first and second pressure differences and determine the weight difference, and the third payload important in response to the uncompensated weight and temp rature difference to determine.

13. A method for dynamically measuring a payload weight for a vehicle with at least one cylinder for lifting a payload carrier, the cylinder being connected to a fluid circuit with an actuating fluid, the method comprising the following steps:
Lifting a first payload with a first payload weight;
Lifting a second payload with a second payload weight;
Establishing a first viscosity of the actuation fluid during at least the first and second lifting operations;
Lifting a third payload with a third payload weight;
Sensing a first actuation fluid temperature during the third stroke;
Determining a change in viscosity in response to the first fluid temperature; and
Determining the third payload weight in response to the first payload weight, the second payload weight and the change in viscosity.

14. The method of claim 13, further comprising the steps of:
Sensing a first plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the first payload;
Sensing a second plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the second payload; and
Sensing a third plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the third payload.

15. The method of claim 14, wherein the step of determining a Weight of the third payload has the step, the third Payload weight responsive to the third payload responsive to the change in viscosity and on the first and second and third Variety of actuating fluid pressure values and the first and to determine second payload weights.

16. The method of claim 15, further comprising the step of:
Establishing a second fluid temperature of the actuation fluid associated with the first stroke and the second stroke; and
wherein the step of determining the viscosity change comprises the step of determining the viscosity change in response to the first and second temperatures.

17. A method for dynamic measurement of a payload weight for a machine with at least one cylinder for lifting a payload carrier, the cylinder being connected to a fluid circuit with an actuating fluid, the method comprising the following steps:
Lifting a first payload with a first payload weight;
Sensing a first plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the first payload;
Lifting a second payload with a second payload weight;
Sensing a second plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the second payload;
Setting up a parameter indicative of a viscosity of the actuating fluid associated with the first stroke and the second stroke;
Lifting a third payload with a third payload weight;
Sensing a third plurality of actuation fluid pressure values during the lifting of the third payload;
Establishing a second parameter indicative of the viscosity of the actuation fluid associated with the third stroke; and
Establishing a payload weight of the third payload in response to the first viscosity parameter, the second viscosity parameter, and the first and second and third plurality of actuation fluid pressure values and the first and second payload weights.