DE102016101990A1 - Method for load weight measurement in an industrial truck - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Lastgewichtsmessung bei einem Flurförderzeug, bei dem die Last auf einer höhenbeweglichen Lastaufnahmevorrichtung aufliegt, die durch eine hydraulische Hubvorrichtung, insbesondere einen Hubzylinder, angehoben wird, und bei dem Erfassungsmittel für den Hydraulikdruck (24) eines Hydraulikfluids, sowie weitere Erfassungsmittel zur Erfassung von mindestens einem oder mehreren der Parameter Hydraulikfluidtemperatur (23), Hubhöhe (h) und Hydraulikfluiddurchfluss vorgesehen sind, wobei ein Lastgewichtswert durch den Hydraulikdruck (24) bestimmt wird mithilfe einer auf den erfassten Parametern basierenden Korrekturfunktion, stellt die Korrekturfunktion eine mehrdimensionale Korrekturmatrix (37) dar, in der Druckkorrekturwerte für eine Mehrzahl von Arbeitspunkten der hydraulischen Hubvorrichtung abgelegt sind, und werden Druckkorrekturwerte von einem Datenqualitätsbeobachter (35) in die Korrekturmatrix (37) übermittelt, wenn der Datenqualitätsbeobachter (35) aufgrund einer heuristischen Beurteilung die erfassten Parameter und den Hydraulikdruck (24) als gut beurteilt.In a method for measuring the load weight of an industrial truck, wherein the load rests on a vertically movable load receiving device which is lifted by a hydraulic lifting device, in particular a lifting cylinder, and in the hydraulic pressure detecting means (24) of a hydraulic fluid, and further detecting means for detecting of at least one or more of the parameters hydraulic fluid temperature (23), lift height (h), and hydraulic fluid flow, wherein a load weight value is determined by the hydraulic pressure (24) using a correction function based on the sensed parameters, the correction function provides a multidimensional correction matrix (37). in which pressure correction values are stored for a plurality of operating points of the hydraulic lifting device, and pressure correction values are transmitted from a data quality observer (35) to the correction matrix (37) when the data quality observer (35) Based on a heuristic assessment, the detected parameters and the hydraulic pressure (24) are assessed as good.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lastgewichtmessung bei einem Flurförderzeug. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Lastgewichtsmessung bei einem Flurförderzeug, bei dem die Last auf einer höhenbeweglichen Lastaufnahmevorrichtung aufliegt, die durch eine hydraulische Hubvorrichtung, insbesondere einen Hubzylinder, angehoben wird, und bei dem Erfassungsmittel für den Hydraulikdruck eines Hydraulikfluids, sowie weitere Erfassungsmittel zur Erfassung von mindestens einem oder mehreren der Parameter Hydraulikfluidtemperatur, Hubhöhe und Hydraulikfluiddurchfluss vorgesehen sind, wobei ein Lastgewichtswert durch den Hydraulikdruck bestimmt wird mithilfe einer auf den erfassten Parametern basierenden Korrekturfunktion. The invention relates to a method for load weight measurement in a truck. In particular, the invention relates to a method for measuring the load weight of an industrial truck in which the load rests on a height-adjustable load-lifting device which is lifted by a hydraulic lifting device, in particular a lifting cylinder, and in the hydraulic-fluid-pressure detecting means, and further detecting means at least one or more of the parameters hydraulic fluid temperature, lift height and hydraulic fluid flow rate are provided, wherein a load weight value is determined by the hydraulic pressure using a correction function based on the detected parameters.
Flurförderzeuge weisen für den Transport von Lasten Lastaufnahmevorrichtungen auf. Diese sind mit einer Hubvorrichtung ausgestattet, um beispielsweise eine Palette vom Boden anzuheben. Bei einer Vielzahl von Flurförderzeugen besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Lastaufnahmevorrichtung an einem Hubmast höher anzuheben, um beispielsweise Lagerplätze in Regalen zu erreichen. Ein Beispiel für die letztere Art von Flurförderzeugen sind etwa Gabelstapler oder Schubmaststapler im Gegensatz zum Beispiel zu Niederhubgabelwagen, bei denen nur ein kurzer Hub von Gabelarmen vorgesehen ist, um einen Last auf einer Palette vom Boden abheben und bewegen zu können. Im Regelfall wird die Lastgabel durch zwei Gabelzinken gebildet, die an einem Gabelträger montiert sind und mit denen eine Palette aufgenommen werden kann. Industrial trucks have load handling devices for transporting loads. These are equipped with a lifting device, for example, to lift a pallet from the ground. In the case of a large number of industrial trucks, moreover, it is possible to lift the load-carrying device higher on a lifting mast in order, for example, to reach storage bins in shelves. An example of the latter type of material handling equipment are, for example, forklifts or reach trucks, in contrast to the example of low-lift fork cars, in which only a short stroke of fork arms is provided in order to be able to lift and move a load on a pallet off the ground. As a rule, the fork is formed by two forks, which are mounted on a fork carriage and with which a pallet can be accommodated.
Für Assistenzsysteme, wie auch zur Verhinderung einer Überlast oder unsicherer Betriebszuständen können Flurförderzeuge Lastmesssysteme aufweisen, mit denen das Gewicht einer auf der Lastaufnahmevorrichtung aufliegenden Last erfasst werden kann. Neben direkten Sensoren an der Lastaufnahmevorrichtung, wie Dehnmessstreifen oder die Gewichtskraft aufnehmenden Sensoren, beispielsweise Druckdosen, sind für die Erfassung des Gewichtes einer Last vor allem Systeme bekannt, die den Druck in einem Hubzylinder einer hydraulischen Hubvorrichtung erfassen und aus diesem Druck indirekt das Lastgewicht berechnen. For assistance systems, as well as for preventing an overload or unsafe operating conditions, industrial trucks may have load measuring systems with which the weight of a load resting on the load receiving device can be detected. In addition to direct sensors on the load receiving device, such as strain gauges or the weight-absorbing sensors, such as pressure boxes, systems are known for detecting the weight of a load, which detect the pressure in a lifting cylinder of a hydraulic lifting device and indirectly calculate the load weight from this pressure.
Um die Genauigkeit zu verbessern, ist es bekannt, weitere Sensoren einzusetzen, die beispielsweise einen Hydraulikölfluss, bzw. den Durchfluss eines Hydraulikfluids, und die Temperatur des Hydrauliköls erfassen, um dynamische Druckverluste in Hydraulikleitungen kompensieren zu können. Auch ist es bekannt, die Lastmessung an verschiedene Arbeitspunkte einer hydraulischen Hubvorrichtung anzupassen, beispielsweise durch einen Hubhöhensensor bei einem Hubmast mit mehreren Stufen, um unterschiedliche mitangehobenen Gewichtsanteile der Hubmaststufen und/oder wirksamen Flächen der Hubzylinder zu berücksichtigen. In order to improve the accuracy, it is known to use other sensors that detect, for example, a hydraulic oil flow, or the flow of hydraulic fluid, and the temperature of the hydraulic oil to compensate for dynamic pressure losses in hydraulic lines can. It is also known to adapt the load measurement to different operating points of a hydraulic lifting device, for example, by a lifting height sensor in a mast with multiple stages to account for different mitebehobenen weight shares of Hubmaststufen and / or effective areas of the lifting cylinder.
Nachteilig an dem geschilderten Stand der Technik ist, dass dieser sehr ungenau sein kann, wenn eine Erfassung des Lastgewichts über den Hydrauliköldruck allein erfolgt. Dies kann den Einsatzbereich der Lastgewichtmessung sehr stark einschränken. Eine sehr umfangreiche Korrektur und Berücksichtigung aller Parameter, die den Messwert für die Lastgewichtbestimmung beeinflussen könnten, führt zu einem großen Aufwand bei der Parametrisierung und setzt insbesondere voraus, dass alle diese Werte zu jedem Betriebszeitpunkt stets zur Verfügung stehen. Auch ergibt sich ein hoher Aufwand bei der Fertigung des Flurförderzeugs, da ein System zur Bestimmung des Lastgewichts in sämtlichen Arbeitspunkten bzw. Betriebszuständen, oder zumindest in einer hohen Anzahl von diesen, geprüft sowie eingestellt werden muss, um die entsprechenden Korrekturfaktoren zu ermitteln. A disadvantage of the described prior art is that it can be very inaccurate when a detection of the load weight via the hydraulic oil pressure alone. This can severely limit the range of application of the load weight measurement. A very extensive correction and consideration of all parameters that could influence the measured value for the load weight determination, leads to a great effort in the parameterization and requires in particular that all these values are always available at each operating time. Also, there is a high cost in the production of the truck, since a system for determining the load weight in all operating points or operating conditions, or at least in a large number of these, must be checked and adjusted to determine the appropriate correction factors.
Weiterhin nachteilig ist, dass zum Teil Verfahren zur Bestimmung des Lastgewichts auf bestimmte Arbeitspunkte beschränkt sind, beispielsweise nur eine erste Hubstufe bei einem mehrstufigen Hubmast oder einen bestimmten Temperaturbereich des Hydrauliköls, beispielsweise eine Hydrauliköltemperatur von 85 °C. Dies schränkt die Verwendbarkeit der Lastgewichtmessung erheblich ein. A further disadvantage is that in some cases methods for determining the load weight are limited to certain operating points, for example only a first lifting step in a multi-stage lifting mast or a certain temperature range of the hydraulic oil, for example a hydraulic oil temperature of 85 ° C. This considerably limits the usability of the load weight measurement.
Es ist auch bekannt, die Messgenauigkeit einer Erfassung des Lastgewichtes durch eine spezielle Messprozedur zu verbessern, beispielsweise indem eine Last über eine festgelegte Strecke zuerst nach oben angehoben und sodann nach unten bewegt werden muss. Hierdurch können beispielsweise Reibungseffekte ausgeglichen werden, die dadurch entstehen, dass eine Verschiebung der Symmetrie zwischen Aufwärtsbewegung und Abwärtsbewegung entsteht. Eine solche Verschiebung rührt typischerweise von Asymmetrien der Hydraulikdichtungen her, insbesondere der Hydraulikdichtungen von Hubzylindern. It is also known to improve the measurement accuracy of a detection of the load weight by a special measuring procedure, for example by first lifting a load upwards over a set distance and then having to move it downwards. As a result, for example, friction effects can be compensated, which arise from the fact that a shift in the symmetry between upward movement and downward movement arises. Such a shift typically results from asymmetries of the hydraulic seals, in particular the hydraulic seals of lifting cylinders.
Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist jedoch, dass es relativ zeitaufwendig ist und die Umschlagsleistung des Flurförderzeugs vermindert wird. A disadvantage of this known method, however, is that it is relatively time-consuming and the handling capacity of the truck is reduced.
Eine Messung des Gewichts einer aufgenommenen Last, bei der die Beschaffenheit der Hydraulikflüssigkeit, deren Temperatur und Volumenstrom berücksichtigt werden, offenbart beispielsweise die
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist jedoch, dass nur ein Mittelwert für die Kenngröße der Reibung berücksichtigt wird und insbesondere bei sehr kleinen, sehr langsamen Bewegungen oder im Moment des Anfahrens einer Hubbewegung sich daher große Ungenauigkeiten und Schwankungen ergeben. A disadvantage of this prior art, however, is that only an average value for the characteristic of the friction is taken into account and especially for very small, very slow movements or in the Moment of the start of a lifting movement therefore result in large inaccuracies and fluctuations.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Lastmessung bei einem Flurförderzeug zur Verfügung zu stellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und mit dem möglichst in jeder Betriebssituation eine schnelle und genaue Erfassung einer auf einer Lastaufnahmevorrichtung aufliegenden Last möglich wird. The present invention has for its object to provide a method for load measurement in a truck available, which avoids the aforementioned disadvantages and with the possible in any operating situation, a fast and accurate detection of a load on a load bearing device load is possible.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method having the features of independent patent claim 1. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren zur Lastgewichtsmessung bei einem Flurförderzeug, bei dem die Last auf einer höhenbeweglichen Lastaufnahmevorrichtung aufliegt, die durch eine hydraulische Hubvorrichtung, insbesondere einen Hubzylinder, angehoben wird, und bei dem Erfassungsmittel für den Hydraulikdruck eines Hydraulikfluids, sowie weitere Erfassungsmittel zur Erfassung von mindestens einem oder mehreren der Parameter Hydraulikfluidtemperatur, Hubhöhe und Hydraulikfluiddurchfluss vorgesehen sind, wobei ein Lastgewichtswert durch den Hydraulikdruck bestimmt wird mithilfe einer auf den erfassten Parametern basierenden Korrekturfunktion, die Korrekturfunktion eine mehrdimensionale Korrekturmatrix darstellt, in der Druckkorrekturwerte für eine Mehrzahl von Arbeitspunkten der hydraulischen Hubvorrichtung abgelegt sind, und Druckkorrekturwerte von einem Datenqualitätsbeobachter in die Korrekturmatrix übermittelt werden, wenn der Datenqualitätsbeobachter aufgrund einer heuristischen Beurteilung die erfassten Parameter und den Hydraulikdruck als gut beurteilt. The object is achieved in that in a method for measuring the load weight in an industrial truck, wherein the load rests on a height-adjustable load receiving device, which is lifted by a hydraulic lifting device, in particular a lifting cylinder, and in the detection means for the hydraulic pressure of a hydraulic fluid, and further detection means are provided for detecting at least one or more of the parameters hydraulic fluid temperature, lift height and hydraulic fluid flow, wherein a load weight value is determined by the hydraulic pressure using a correction function based on the detected parameters, the correction function represents a multidimensional correction matrix in the pressure correction values for a plurality are stored from operating points of the hydraulic lifting device, and pressure correction values are transmitted from a data quality observer to the correction matrix when the data quality tsbeobachter the parameters detected and the hydraulic pressure judged to be good due to a heuristic evaluation.
Das Lastgewicht kann über eine lineare Gleichung bestimmt werden, indem ein Proportionalwert zum Hydraulikdruckwert berechnet wird plus einem Offsetwert, der beispielsweise durch eine Hubstufe, Reibungsfehler, einen dynamischen Druckabfall oder sonstige Effekte bestimmt werden kann. Die Koeffizienten dieser linearen Gleichung werden durch die Druckkorrekturwerte der Korrekturmatrix bestimmt. Der Datenqualitätsbeobachter erhält als Eingabedaten neben dem Hydraulikdruck zunächst einen oder mehrere der Parameter Hydraulikfluidtemperatur, Hubhöhe und Hydraulikfluiddurchfluss. Als weitere Parameter sind auch die Auslenkung bzw. Durchflusswerte der Hydraulikventile zu einem Joystick bzw. einer Handhebelsteuerung des Hydrauliksystems denkbar, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Lenkwinkel des Flurförderzeugs aber auch beispielsweise eine Drehzahl einer Hydraulikpumpe. In einem durch den Datenqualitätsbeobachter gebildeten Modell wird dann heuristisch auf die Qualität bzw. Güte der erfassten Parameterdaten bzw. Messdaten geschlossen. Dabei wird beispielsweise durch eine nicht vollständige Betrachtung, sondern aufgrund einer begrenzten Datenbasis eine wahrscheinliche Aussage getroffen. Durch die Bewertung der Qualität der Daten wird beispielsweise sichergestellt, dass nur als ausreichend gut bewertete Daten bzw. Druckkorrekturwerte in der Korrekturmatrix abgelegt werden. Dadurch wird ein Filtern erreicht und bei der Datenspeicherung dafür gesorgt, dass das System nicht mit Daten überfüllt wird bzw. mit Daten gefüllt wird, die aus Messungen und Erfassungen mit mangelhafter Messgüte stammen. Es ist alternativ und zusätzlich auch denkbar, anstatt einer heuristischen Bewertung eine rein analytische Bewertung vorzunehmen. The load weight may be determined via a linear equation by calculating a proportional value to the hydraulic pressure value plus an offset value that may be determined, for example, by a lift level, friction error, dynamic pressure drop, or other effects. The coefficients of this linear equation are determined by the pressure correction values of the correction matrix. The data quality observer receives as input data in addition to the hydraulic pressure first one or more of the parameters hydraulic fluid temperature, lift height and hydraulic fluid flow. As a further parameter and the deflection or flow values of the hydraulic valves to a joystick or a hand lever control of the hydraulic system are conceivable, a vehicle speed, a steering angle of the truck but also, for example, a speed of a hydraulic pump. In a model formed by the data quality observer, heuristically concludes the quality or quality of the acquired parameter data or measurement data. In this case, a probable statement is made, for example, by a not complete consideration, but on the basis of a limited database. By evaluating the quality of the data, it is ensured, for example, that only data or pressure correction values evaluated sufficiently well are stored in the correction matrix. This achieves filtering and data storage to ensure that the system is not overcrowded or filled with data from measurements and poor quality metrics. It is alternatively and additionally also conceivable to carry out a purely analytical evaluation instead of a heuristic evaluation.
Durch die andauernde Fehlerkompensation ist das System sehr genau und durch die Druckkorrekturmatrix werden alle Arbeitspunkte im Sinne eines mehrdimensionalen Raums durch die mehrdimensionale Korrekturmatrix erfasst. Dadurch besteht keine Abhängigkeit der Bestimmung des Lastgewichts von einem bestimmten Arbeitspunkt. Es besteht auch eine Selbstlerneigenschaft und ist keine aufwendige Parametrisierung bei der Fertigung bzw. Produktion des Flurförderzeugs nötig. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein erster Satz von Druckkorrekturwerte, der jedoch beispielsweise auch nicht alle Werte der Korrekturmatrix besetzen muss, bei der Fertigung softwaremäßig hinterlegt wird. Für eine Bewertung, beispielsweise eine heuristische Bewertung, sind verschiedene Kriterien denkbar. In einer hydraulischen Hubvorrichtung kann es grundsätzlich zu der Erscheinung einer schwingenden Hydraulikölsäule kommen, bei der es aufgrund von Wellenausbreitung zu Interferenzen kommt und somit Fehlern bei der Druckerfassung. Das Maß der Interferenz kann zumeist nicht mit geringem Aufwand und einfachen Messmittel erfasst werden. Beispielsweise kann hier eine experimentell ermittelte Einschwingdauer benutzt werden, da nach hinreichend langer Zeit von einem vollständigen Abklingen der Schwingungen ausgegangen werden kann. Die Hydraulikölsäule wird durch Beschleunigungen des Hydraulikölflusses angeregt, beispielsweise einem Ruck. Ursachen hierfür können Hubhöhenbeschleunigungen sein, die direkt über diese Größe als Parameter als auch indirekt über das Öffnen oder Veränderungen der Ventilstellung eines Hydraulikventils ermittelt werden können, beispielsweise bei einer Bedienvorrichtung durch eine Bewegung eines Joystick. Weiterhin kann eine Fahrzeugbewegung auf unebenem Grund eine Schwingungsanregung einer Hubvorrichtung, beispielsweise eines Hubmastes, bewirken und somit der Hydraulikölsäule. Dies lässt sich durch eine Erfassung von Fahrgeschwindigkeiten als Parameter feststellen. Es ist auch möglich, durch einen entsprechenden Algorithmus die Alterung des Hydrauliksystems bzw. Flurförderzeugs zu berücksichtigen und dadurch beispielsweise den Wartungszustand mit einfließen zu lassen. Due to the continuous error compensation, the system is very accurate and the pressure correction matrix detects all operating points in the sense of a multi-dimensional space through the multidimensional correction matrix. As a result, there is no dependence of the determination of the load weight from a specific operating point. There is also a self-learning feature and no complex parameterization in the production or production of the truck is necessary. For example, it is conceivable that a first set of pressure correction values, which, for example, however, does not have to occupy all values of the correction matrix, is stored in software during production. For a rating, such as a heuristic rating, various criteria are conceivable. In a hydraulic lifting device, it may in principle come to the appearance of a vibrating hydraulic oil column, which comes due to wave propagation to interference and thus errors in the pressure detection. The degree of interference can usually not be detected with little effort and simple measuring means. For example, an experimentally determined settling time can be used here since, after a sufficiently long time, a complete decay of the oscillations can be assumed. The hydraulic oil column is stimulated by accelerations of the hydraulic oil flow, such as a jerk. Causes for this can be lifting height accelerations, which can be determined directly via this variable as a parameter as well as indirectly via the opening or changes in the valve position of a hydraulic valve, for example in an operating device by a movement of a joystick. Furthermore, a vehicle movement on uneven ground can cause a vibration excitation of a lifting device, for example a lifting mast, and thus the hydraulic oil column. This can be determined by capturing driving speeds as parameters. It is also possible to take into account by means of a corresponding algorithm the aging of the hydraulic system or industrial truck and thereby, for example, to incorporate the maintenance condition.
Die Hubhöhe als Parameter kann beispielsweise messtechnisch über eine Abstandsmessung durch einen Sensor einer Lastaufnahmevorrichtung zu einer Referenzposition bestimmt werden. Eine Hydraulikfluidtemperatur bzw. Öltemperatur kann über eine Auswertung eines Hydraulikfluid-umströmten Temperatursensors bestimmt werden. Als weiterer Parameter kann der Hydraulikfluiddurchfluss herangezogen werden, der beispielsweise über die Auslenkung eines Handhebelventils bestimmt werden kann oder über den Spulenstrom eines elektrischen Hydraulikventils, das beispielsweise bei einem Joystick angesteuert wird. Hierzu kann eventuell über eine hinterlegte Tabelle und Druckmessungen der wirkliche Durchfluss an Hydraulikfluid bestimmt werden. The lifting height as a parameter can be determined, for example, metrologically via a distance measurement by a sensor of a load-receiving device to a reference position. A hydraulic fluid temperature or oil temperature can be determined via an evaluation of a hydraulic fluid-flow temperature sensor. As a further parameter of the hydraulic fluid flow can be used, which can be determined for example via the deflection of a hand lever valve or via the coil current of an electric hydraulic valve, which is driven for example in a joystick. For this purpose, the actual flow rate of hydraulic fluid can possibly be determined via a stored table and pressure measurements.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sind in einer oder mehreren Deltamatrizen mit zu der Korrekturmatrix identischer Dimension und Arbeitsraum statistische Informationen zur Güte der gesammelten Daten gespeichert, insbesondere Werte zur Streuung der Druckkorrekturwerte und/oder der Datenhistorie der Druckkorrekturwerte. In an advantageous embodiment of the method, statistical information about the quality of the collected data is stored in one or more delta matrices with dimension and working space identical to the correction matrix, in particular values for scattering the pressure correction values and / or the data history of the pressure correction values.
In der eigentlichen Korrekturmatrix, sind zu einzelnen Arbeitspunkten Druckkorrekturwerte als Funktion mehrerer Parameter oder zumindest eines Parameters hinterlegt. Dies kann beispielsweise ein Deltawert für den Druck bzw. ein Korrekturfaktor das Lastgewicht sein, abhängig von Hubhöhe, Hydrauliköltemperatur, Hubgeschwindigkeit, Last und Lastabstand. Hierzu werden in einer oder mehreren getrennten, zusätzlichen Deltamatrizen statistische Informationen zur Güte der gesammelten Daten der Korrekturmatrix gespeichert. Eine solche Deltamatrix weist eine identische Dimension und den identischen Arbeitsraum auf wie die Korrekturmatrix. Beispielsweise hat sie maximal jeweils Werte für dieselben Arbeitspunkte. Die statistischen Informationen können beispielsweise die Streuung der Korrekturdaten umfassen. Ebenso kann auch die Größe der Datenhistorie hinterlegt sein. Basierend hierauf können Korrekturdatenwerte bzw. Einträge in der Korrekturmatrix mit einer korrespondierenden geringen Datenhistorie, d.h. etwa einer geringen Anzahl von zuvor hinterlegten Werten, und/oder großer Streuung dann als von geringer Güte bewertet werden und entsprechend weiterverarbeitet werden. In the actual correction matrix, pressure correction values are stored for individual operating points as a function of several parameters or at least one parameter. This can be, for example, a delta value for the pressure or a correction factor the load weight, depending on the lifting height, hydraulic oil temperature, lifting speed, load and load distance. For this purpose, statistical information about the quality of the collected data of the correction matrix is stored in one or more separate, additional delta matrices. Such a delta matrix has an identical dimension and the same working space as the correction matrix. For example, it has a maximum of values for the same operating points. The statistical information may include, for example, the scatter of the correction data. Likewise, the size of the data history can be stored. Based on this, correction data values or entries in the correction matrix with a corresponding low data history, i. about a small number of previously stored values, and / or large dispersion then be rated as of low quality and be further processed accordingly.
Vorteilhaft speichert der Datenqualitätsbeobachter einen letzten guten Wert für den Lastgewichtswert ab und wird im Fall, dass die erfassten Parameter und der Hydraulikdruck aufgrund einer weiteren heuristischen Beurteilung oder derselben heuristischen Beurteilung als schlecht bewertet werden, dieser gespeicherte Lastgewichtswert als Lastgewichtswert genommen. Advantageously, the data quality observer stores a last good value for the load weight value, and in case the detected parameters and the hydraulic pressure are judged to be bad due to another heuristic judgment or heuristic judgment, this stored load weight value is taken as the load weight value.
Durch den Datenqualitätsbeobachter wird somit sowohl verhindert, dass aufgrund von als schlecht bewerteten Parameterwerten ein Lastgewichtswert berechnet wird, als auch, dass solche als schlecht bewerteten Parameterwerte für die Auffüllung der Korrekturmatrix herangezogen werden. Dabei können die Bewertungsalgorithmen, die grundsätzlich sowohl heuristisch, als auch analytisch aufgebaut sein können, identisch sein mit denjenigen zur Auffüllung der Korrekturmatrix. Alternativ können jedoch auch abweichende Kriterien angewendet werden, insbesondere solche mit einer abweichenden Strenge. The data quality observer thus prevents both that a load weight value is calculated on the basis of parameter values rated as poor, and also that those parameter values evaluated as poorly valued are used for filling the correction matrix. In this case, the evaluation algorithms, which in principle can be constructed both heuristically and analytically, may be identical to those for filling the correction matrix. Alternatively, however, deviating criteria may be used, especially those with a different severity.
In einer Weiterbildung des Verfahrens werden durch einen Interpolator Zwischenwerte für die Druckkorrekturwerte zwischen den Arbeitspunkten gebildet. In one development of the method, intermediate values for the pressure correction values between the operating points are formed by an interpolator.
Die Korrekturmatrix muss aufgrund ihrer numerischen Endlichkeit bzw. Beschränktheit klassiert arbeiten und kann nur für bestimmte Arbeitspunkte Werte hinterlegen. Weiterhin füllt sich die Korrekturmatrix auch eventuell erst zur Laufzeit auf, etwa wenn nur ein Minimalsatz an Druckkorrekturwerte anfänglich hinterlegt wird. Durch den Interpolator erfolgt eine Interpolation für Zwischenwerte zwischen zwei hinterlegten Druckkorrekturwerten für zwei Arbeitspunkte. Auch, wenn beispielsweise ein bestimmter Parameter in der Dimensionalität der Korrekturmatrix nicht berücksichtigt ist, kann durch den Interpolator eine Berücksichtigung erfolgen, beispielsweise durch ein analytisches Modell, das eine entsprechende Berechnung durchführt. The correction matrix must be classified based on its numerical finiteness or limitedness and can only store values for certain operating points. Furthermore, the correction matrix eventually also fills up at runtime, for example if only a minimal set of pressure correction values is initially stored. The interpolator interpolates intermediate values between two stored pressure correction values for two operating points. Even if, for example, a certain parameter is not taken into account in the dimensionality of the correction matrix, the interpolator can take account of it, for example by means of an analytical model which carries out a corresponding calculation.
Die erfassten Parameter und der Hydraulikdruck können durch einen Filter, insbesondere einen Tiefpassfilter, geleitet werden, bevor aus diesen ein Lastgewichtswert berechnet wird. The detected parameters and the hydraulic pressure may be passed through a filter, in particular a low-pass filter, before a load weight value is calculated therefrom.
Als Filter dient eine allgemeine Filtereinheit, die beispielsweise als Softwaremodul umgesetzt ist. Im einfachsten Fall ist eine solche allgemeine Filtereinheit ein Tiefpassfilter zur Glättung der Eingangsdaten. The filter is a general filter unit, which is implemented as a software module, for example. In the simplest case, such a general filter unit is a low-pass filter for smoothing the input data.
In einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens wird von einem Laständerungsbeobachter aufgrund einer heuristischen Beurteilung der erfassten Parameter und des Hydraulikdrucks beurteilt, ob sich der Lastgewichtswert geändert haben kann. In a favorable embodiment of the method, it is judged by a load change observer on the basis of a heuristic evaluation of the detected parameters and of the hydraulic pressure whether the load weight value may have changed.
Gestützt beispielsweise auf die Eingangsdaten einer Fahrzeuggeschwindigkeit, des Hydraulikdrucks, der Hubhöhe und einer Hubgeschwindigkeit sowie im Fall einer für die Lastaufnahmevorrichtung vorgesehene Neigevorrichtung auch eines Neigedrucks, wird durch den Laständerungsbeobachter überprüft, ob sich das auf der Lastaufnahmevorrichtung aufgenommene Lastgewicht geändert hat. Dies erfolgt durch eine heuristische Bewertung bzw. heuristische Algorithmen, die auf die Eingangsparameter angewandt werden. Auch hier ist es denkbar, stattdessen eine analytische Bewertung vorzunehmen. Neben den genannten Parametern können auch weitere Parameter herangezogen werden. Based on, for example, the input data of a vehicle speed, the hydraulic pressure, the lift height, and a lift speed, as well as a tilting pressure in the case of a tilting device provided for the load handling device, the load change observer checks whether the load weight received on the load handling device has changed. This is done by a heuristic evaluation or heuristic algorithms applied to the input parameters. Again, it is conceivable to perform an analytical assessment instead. In addition to the parameters mentioned, other parameters can also be used.
Vorteilhaft werden, wenn der Lastgewichtswert sich geändert haben kann, keine Druckkorrekturwerte von dem Datenqualitätsbeobachter in die Korrekturmatrix übermittelt. Advantageously, if the load weight value may have changed, no pressure correction values are transmitted from the data quality observer to the correction matrix.
Dadurch wird ein Sammeln von Druckkorrekturwerten bei gemischten Lastgewichten ausgeschlossen. So werden etwa bei Laständerungen die letzten Daten in Zwischenspeichern oder ähnlichem verworfen und nicht berücksichtigt. This eliminates the possibility of collecting pressure correction values on mixed load weights. For example, in the case of load changes, the last data in buffers or the like is discarded and ignored.
Die Druckkorrekturwerte können über einen Datensammler der Korrekturmatrix zugeführt werden. The pressure correction values can be fed to the correction matrix via a data collector.
Vorteilhaft werden dem Datensammler die Druckkorrekturwerte von dem Datenqualitätsbeobachter nicht übermittelt, wenn der Laständerungsbeobachter eine Änderung des Lastgewichtswerts anzeigt. Advantageously, the pressure collector values are not transmitted to the data collector by the data quality observer when the load change observer indicates a change in the load weight value.
Dem Datensammler werden die Parameterwerte zur Bestimmung der Druckkorrekturwerte bzw. die Druckkorrekturwerte, die von dem Datenqualitätsbeobachter überprüft und für gut befunden wurden, sowie Informationen des Laständerungsbeobachters zugeführt. Dabei ist der Datensammler nach Vorgaben des Datenqualitätsbeobachters aktiv und sammelt Druckkorrekturwerte in Abhängigkeit der Größen des Arbeitsraumes bzw. der Parameter wie zuvor aufgezählt und nachfolgend benannt. Bei der Sammlung von Druckkorrekturwerte würde sich Reibung in einem idealen System richtungssymmetrisch verhalten. In einem realen System ergibt sich jedoch im Allgemeinen eine Symmetrieverschiebung die beispielsweise systemtypisch in hinreichender Genauigkeit experimentell bestimmt werden kann und sich in den Druckkorrekturwerte niederschlägt. Sie wird beispielsweise typischerweise von Asymmetrien der Hydraulikdichtungen in dem hier beschriebene System verursacht. The data collector is supplied with the parameter values for determining the pressure correction values or the pressure correction values which were checked and found to be good by the data quality observer, as well as information of the load change observer. In this case, the data collector is active according to specifications of the data quality observer and collects pressure correction values as a function of the sizes of the working space or the parameters as previously enumerated and named below. When collecting pressure correction values, friction would be directionally symmetric in an ideal system. In a real system, however, there is generally a symmetry shift which, for example, can be determined experimentally with sufficient accuracy in the system and which is reflected in the pressure correction values. For example, it is typically caused by asymmetries of the hydraulic seals in the system described herein.
Eine Bewertungs- und Anzeigeeinheit kann Daten des Datenqualitätsbeobachters erhalten und einen Wert für die Güte des Lastgewichtswertes bestimmen sowie anzeigen. An evaluation and display unit may obtain data of the data quality observer and determine and display a value for the quality of the load weight value.
Dabei muss die Bewertungseinheit nicht zwingend mit einer Anzeigeeinheit verbunden sein und kann beispielsweise ein solcher Gütewert auch anderweitig durch eine dritte Vorrichtung angezeigt werden oder nur in einer Steuerung verwendet werden. Durch heuristische und statistische Algorithmen wird eine Bewertung des momentan bestimmten Lastgewichtswerts vorgenommen. Der ermittelte Wert für die Güte wird dem Bediener dargestellt. Eine geeignete Form hierfür kann zum Beispiel ein Balken sein. In this case, the evaluation unit does not necessarily have to be connected to a display unit and, for example, such a quality value can also be otherwise displayed by a third device or used only in one control. Heuristic and statistical algorithms are used to evaluate the currently determined load weight value. The determined value for the quality is displayed to the operator. A suitable form for this may be, for example, a beam.
Vorteilhaft erhält die Bewertungs- und Anzeigeeinheit Daten des Laständerungsbeobachters und/oder des Interpolators. Advantageously, the evaluation and display unit receives data of the load change observer and / or the interpolator.
Ein großer Abstand zu einem Stützpunkt eines Druckkorrekturwertes der Korrekturmatrix bei Interpolation in dem Interpolator ist potentiell mit einer schlechten Genauigkeit verbunden und kann entsprechend bewertet werden. A large distance to a vertex of a pressure correction value of the correction matrix when interpolated in the interpolator is potentially associated with a poor accuracy and can be evaluated accordingly.
Die Bewertungs- und Anzeigeeinheit kann Daten der Korrekturmatrix erhalten und die Güte anhand des Abstands zu dem Druckkorrekturwert bewerten. The evaluation and display unit may obtain data of the correction matrix and evaluate the quality based on the distance to the pressure correction value.
Die Bewertungs- und Anzeigeeinheit kann Daten der einen oder mehreren Deltamatrizen erhalten und anhand dieser die Güte bewertet. The evaluation and display unit can obtain data of the one or more delta matrices and evaluate the quality based on these.
Dadurch werden die statistischen Informationen zur Güte der gesammelten Daten berücksichtigt. This takes into account the statistical information on the quality of the data collected.
Vorteilhaft können die erfassten Parameter Hubgeschwindigkeit und/oder Hubbeschleunigung und/oder Hydraulikpumpendrehmoment und/oder Hydraulikpumpendrehzahl und/oder Fahrgeschwindigkeit des Flurförderzeugs und/oder einen Lenkwinkel des Flurförderzeugs und/oder Ventilöffnungen von Hydrauliksteuervorrichtungen und/oder einen Lastabstand umfassen. Advantageously, the detected parameters may comprise lifting speed and / or lifting acceleration and / or hydraulic pump torque and / or hydraulic pump speed and / or ground speed of the industrial truck and / or a steering angle of the industrial truck and / or valve openings of hydraulic control devices and / or a load distance.
Die Hubgeschwindigkeit und die Hubbeschleunigung können aus der ersten und zweiten Ableitung der Hubhöhe bestimmt werden. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann aus einer rechten und linken Raddrehzahl sowie den entsprechenden Reifendurchmessern bestimmt werden, wobei ein Lenkwinkel beispielsweise neben einer direkten Messung auch durch eine Differenzbildung der Raddrehzahlen erfasst werden kann. The lifting speed and the lifting acceleration can be determined from the first and second derivation of the lifting height. The vehicle speed can be determined from a right and left wheel speed and the corresponding tire diameters, wherein a steering angle can be detected, for example, in addition to a direct measurement by a subtraction of the wheel speeds.
Falls das Flurförderzeug eine Neigevorrichtung für eine Lastaufnahmevorrichtung aufweist, können die Parameter einen Hydraulikdruck in einer Neigevorrichtung und/oder einen Neigewinkel umfassen. If the truck has a tilting device for a load handling device, the parameters may include a hydraulic pressure in a tilting device and / or a tilting angle.
Der Neigedruck kann beispielsweise über einen Sensor ermittelt werden, wobei bei Verwendung von Differenzzylindern ein Äquivalenter Druck über eine flächengewichtete Differenzdruckmessung ermittelt wird. The tilting pressure can be determined for example via a sensor, wherein when using differential cylinders, an equivalent pressure is determined via an area-weighted differential pressure measurement.
Das Flurförderzeug kann einen Hubmast umfassen, insbesondere einen Hubmast mit mehreren Hubstufen, und als Parameter die ausgefahrene Hubstufe erfasst werden. The truck may include a lifting mast, in particular a mast with several Strokes, and as parameters the extended Stroke level are detected.
Mit den unterschiedlichen Hubstufen können auch unterschiedliche wirksame Zylinderflächen bei beispielsweise einem Hubzylinder als Hubvorrichtung wirksam werden. Dies kann entsprechend als Parameter bzw. bei dem Druckkorrekturwert berücksichtigt werden. Weiterhin verändert sich auch mit jeder ausgefahrenen Hubstufe eines mehrstufigen Hubmastes das Leergewicht der Hubmastanteile, das mit angehoben wird und sich ebenfalls auf den Hydraulikdruck auswirkt. With the different lifting stages and different effective cylinder surfaces can be effective in, for example, a lifting cylinder as a lifting device. This can be taken into account accordingly as a parameter or at the pressure correction value. Furthermore, the empty weight of the lifting mast parts, which is also increased and also has an effect on the hydraulic pressure, changes with every extended lifting step of a multi-stage lifting mast.
In einem Messdatenberechnungsmodul, beispielsweise durch Software umgesetzt, werden die Hydraulikdruckwerte mit den interpolierten Koeffizienten über eine lineare Gleichung in einen Lastgewichtswert umgerechnet. Der Lastgewichtswert kann als Masse auf einer Anzeige dargestellt werden. Dabei kann auf den letzten als gültig gefundenen Wert zurückgegriffen werden. Es kann jedoch auch zum Beispiel durch Filterung einer Messwerthistorie ein solcher ermittelt werden, oder es kann in dem Fall kein Wert dargestellt werden, wenn ein solcher aufgrund der vorliegenden Daten nicht bestimmt werden kann. In a measurement data calculation module, implemented by software for example, the hydraulic pressure values with the interpolated coefficients are converted into a load weight value via a linear equation. The load weight value can be displayed as mass on a display. The last valid value can be used. However, it can also be determined, for example by filtering a measured value history, or no value can be displayed in the case if such a value can not be determined on the basis of the available data.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt Further advantages and details of the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures. This shows
Die
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1953114 B1 [0009] EP 1953114 B1 [0009]
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