DE102019118669A1 - Method and system for determining a position signal in an industrial truck - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals (56) bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung (54) einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors (40) durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal (50) umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein System (2) zur Bestimmung eines Positionssignals (56) sowie ein Flurförderzeug.Das Verfahren ist dadurch weitergebildet, dass mittels eines neuronalen Netzwerks (60) aus dem stufenförmigen Positionssignal (50) ein den Verlauf der Auslenkung (54) der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal (56) berechnet wird.The invention relates to a method for determining a position signal (56) in an industrial truck, which reproduces the time profile of a deflection (54) of a mechanical component of the industrial truck, with at least one discontinuous sensor signal by means of at least one sensor (40) by recording discrete measured values of a measured variable is generated, which is converted into a step-shaped position signal (50). The invention also relates to a system (2) for determining a position signal (56) and an industrial truck. The method is further developed in that, by means of a neural network (60), the course of the deflection (54) of the mechanical component approximate constant position signal (56) is calculated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft zudem ein System zur Bestimmung eines Positionssignals sowie ein Flurförderzeug umfassend ein solches System.The invention relates to a method for determining a position signal in an industrial truck, which reproduces the temporal course of a deflection of a mechanical component of the industrial truck, at least one discontinuous sensor signal being generated by means of at least one sensor by recording discrete measured values of a measured variable, which is converted into a stepped position signal becomes. The invention also relates to a system for determining a position signal and an industrial truck including such a system.

Flurförderzeuge werden eingesetzt, um Lasten an einem Ort aufzunehmen, an einen anderen Ort zu verbringen und dort abzuladen. Das Be- und Entladen erfordert in vielen Fällen eine hohe Präzision und erfolgt zunehmend maschinenunterstützt. Flurförderzeuge umfassen eine Vielzahl beweglicher mechanischer Komponenten, u.a. die Lenkung einschließlich des Lenkrads, oder elektrisch oder hydraulisch angetriebener Hebemittel, sowie vielfach Fluidzylinder, z.B. Hydraulikzylinder, mittels derer sich verschiedene Komponenten des Flurförderzeugs ansteuern lassen. Beispiele hierfür sind hydraulische Lenkzylinder zum Stellen der Räder des Flurförderzeugs, wobei bei Flurförderzeugen mit einem Hubmast sind zudem vielfach Hochhubzylinder, Seitenschubzylinder und Neigezylinder vorgesehen sind, mittels derer die Ausrichtung eines Lasttragmittels einstellbar ist.Industrial trucks are used to pick up loads in one place, to move them to another place and to unload them there. In many cases, loading and unloading requires high precision and is increasingly being carried out with the aid of machines. Industrial trucks include a large number of movable mechanical components, including the steering including the steering wheel, or electrically or hydraulically driven lifting devices, as well as many fluid cylinders, e.g. hydraulic cylinders, by means of which various components of the industrial truck can be controlled. Examples of this are hydraulic steering cylinders for adjusting the wheels of the industrial truck, with industrial trucks with a lifting mast also often providing high-lift cylinders, side-shift cylinders and tilt cylinders, by means of which the alignment of a load-carrying means can be adjusted.

Solche Fluidzylinder umfassen eine Kolbenstange, die entlang einer Zylinderlängsrichtung auslenkbar ist. Um eine präzise Steuerung zu ermöglichen, ist es von Vorteil, wenn der aktuelle Zustand, also z.B. die Auslenkung, der Kolbenstange möglichst exakt ermittelbar ist. Beispielsweise lassen sich durch genaue Bestimmung der Hubhöhe einer Lastgabel beim Aufladen und Abladen Zeit sparen und Unfälle vermeiden.Such fluid cylinders comprise a piston rod which can be deflected along a cylinder longitudinal direction. In order to enable precise control, it is advantageous if the current state, e.g. the deflection, of the piston rod can be determined as precisely as possible. For example, by precisely determining the lifting height of a load fork when loading and unloading, time can be saved and accidents avoided.

Aus DE 10 2016 117 800 A1 ist ein Fluidzylinder mit einer in einem Zylindermantel geführten Kolbenstange bekannt, deren Auslenkung mittels einer optischen Sensoreinheit bestimmbar ist. Dazu weist die Kolbenstange eine Vielzahl von Markierungen auf, die in regelmäßigen Abständen auf der Kolbenstange aufgebracht sind. Die Sensoreinheit erkennt die Übergänge zwischen markierten und nicht markierten Abschnitten, so dass durch Abzählen der Übergänge unter Berücksichtigung eines bekannten Abstands zwischen den Markierungen die Auslenkung der Kolbenstange abgeschätzt werden kann.Out DE 10 2016 117 800 A1 a fluid cylinder is known with a piston rod guided in a cylinder jacket, the deflection of which can be determined by means of an optical sensor unit. For this purpose, the piston rod has a large number of markings that are applied to the piston rod at regular intervals. The sensor unit detects the transitions between marked and unmarked sections, so that the deflection of the piston rod can be estimated by counting the transitions taking into account a known distance between the markings.

Da diese Abschätzung der Auslenkung der Kolbenstange auf der Messung von diskreten Messwerten einer optischen Messgröße beruht, also der Erfassung von Helligkeitsunterschieden zwischen den Markierungen und den markierungsfreien Abschnitten der Kolbenstange, ist die Auslenkung der Kolbenstange nur an den genauen Positionen der Übergänge zwischen hellen und dunklen Bereichen exakt bestimmbar. Das resultierende Positionssignal der Auslenkung der Kolbenstange ist daher stufenförmig.Since this estimation of the deflection of the piston rod is based on the measurement of discrete measured values of an optical measured variable, i.e. the detection of differences in brightness between the markings and the mark-free sections of the piston rod, the deflection of the piston rod is only at the exact positions of the transitions between light and dark areas exactly determinable. The resulting position signal of the deflection of the piston rod is therefore step-shaped.

Um die Auslenkung der Kolbenstange auch zwischen den Übergängen abzuschätzen, ist es bekannt, einen gleitenden Mittelwert durch das stufenförmige Positionssignal zu legen.In order to estimate the deflection of the piston rod between the transitions as well, it is known to place a moving average value through the stepped position signal.

Ein Beispiel diskreter Auslenkungsmesssignale an Fahrzeugen ist die in DE 100 40 372 A1 dargestellte berührungslose, insbesondere optische, Messung des Lenkwinkels einer Fahrzeuglenkung, bei dem ein mit einer Lenkwelle verbundenes Codierelement mit einer Codespur an einem den Code der Codespur erfassenden stationären Sensor vorbeibewegt wird.An example of discrete deflection measurement signals on vehicles is in DE 100 40 372 A1 illustrated contactless, in particular optical, measurement of the steering angle of a vehicle steering system, in which a coding element connected to a steering shaft with a code track is moved past a stationary sensor that detects the code of the code track.

Eine weitere beispielhafte Auslenkungsmessung betrifft die Hubhöhenmessung eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzugs mittels eines Rollenkörpers, wie sie in DE 197 31 687 A1 offenbart ist. Der Rollenkörper rollt bei Bewegung des Lastaufnahmemittels an einer sich bewegenden Fläche ab, wobei der Rollenkörper mit einem als inkrementalen Winkelgeber ausgebildeten digitalen Winkelsensor zusammenwirkt.Another exemplary deflection measurement relates to the measurement of the lifting height of a load handling device of an industrial truck by means of a roller body, as shown in FIG DE 197 31 687 A1 is revealed. When the load suspension device moves, the roller body rolls on a moving surface, the roller body interacting with a digital angle sensor designed as an incremental angle sensor.

Eine Hubhöhenmessung bei einer Hubvorrichtung eines Flurförderzeugs mittels eines Seilzugs ist in EP 1 203 743 A1 offenbart. Der Seilzug umfasst ein auf eine Seilrolle aufwickelbares Seil. Die Seilrolle treibt zwei voneinander unabhängige Messwertgeber an, von denen einer als Inkrementalgeber ausgebildet ist.A lifting height measurement for a lifting device of an industrial truck using a cable is shown in EP 1 203 743 A1 disclosed. The cable pull comprises a cable that can be wound onto a cable pulley. The pulley drives two independent transducers, one of which is designed as an incremental encoder.

Vor dem Hintergrund dieses Standes der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren, ein verbessertes System und ein verbessertes Flurförderzeug anzugeben, mittels deren bzw. bei denen ein aktueller Zustand einer mechanischen Komponente, insbesondere ihre Auslenkung, möglichst exakt ermittelbar ist.Against the background of this prior art, the object of the invention is to provide an improved method, an improved system and an improved industrial truck, by means of which or in which a current state of a mechanical component, in particular its deflection, can be determined as precisely as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs, wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal umgewandelt wird, wobei das Verfahren dadurch weitergebildet ist, dass mittels eines neuronalen Netzwerks aus dem stufenförmigen Positionssignal ein den Verlauf der Auslenkung der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal berechnet wird.This object is achieved by a method for determining a position signal in an industrial truck, which reproduces the time profile of a deflection of a mechanical component of the industrial truck, at least one discontinuous sensor signal being generated by means of at least one sensor by recording discrete measured values of a measured variable, which is converted into a step-shaped position signal is converted, the method being further developed in that, by means of a neural network, the course of the deflection of the mechanical component approximate constant position signal is calculated.

Im Rahmen der Erfindung wird unter einem neuronalen Netzwerk ein künstliches neuronales Netzwerk verstanden. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass sich durch das Berechnen eines den Verlauf der Auslenkung der Kolbenstange annähernden stetigen Positionssignals mittels eines neuronalen Netzwerks die Auslenkung der Kolbenstange besser als bisher und äußerst präzise bestimmen lässt. Das auf diese Weise bestimmte stetige Positionssignal gibt die Auslenkung der Kolbenstange deutlich exakter wieder, als dies beispielsweise herkömmlich durch einen gleitenden Mittelwert möglich ist. Durch das neuronale Netzwerk lässt sich die Auslenkung nicht nur an den Positionen besonders präzise bestimmen, bei denen die Auslenkung durch Erfassung und Auswertung der diskreten Messwerte genau berechenbar ist, sondern auch in den Abschnitten zwischen diesen Positionen. Dadurch wird eine höhere Präzision als mit anderen Methoden erreicht.In the context of the invention, a neural network is understood to mean an artificial neural network. The invention is based on the basic idea that by calculating a constant position signal approximating the course of the deflection of the piston rod by means of a neural network, the deflection of the piston rod can be determined better than before and extremely precisely. The constant position signal determined in this way reproduces the deflection of the piston rod much more precisely than is conventionally possible, for example, using a sliding mean value. The neural network allows the deflection to be determined particularly precisely not only at the positions in which the deflection can be precisely calculated by recording and evaluating the discrete measured values, but also in the sections between these positions. This achieves greater precision than with other methods.

Zudem lassen sich aus dem berechneten stetigen Positionssignal nicht nur die aktuelle und zurückliegende Auslenkungen der mechanischen Komponente bestimmen, sondern auch die zukünftige Auslenkung abschätzen.In addition, not only the current and past deflections of the mechanical component can be determined from the calculated continuous position signal, but also the future deflection can be estimated.

Die mechanische Komponente ist in Ausführungsformen eine Kolbenstange eines Fluidzylinders oder ein Steuerrad, ohne auf diese Komponenten beschränkt zu sein.In embodiments, the mechanical component is a piston rod of a fluid cylinder or a steering wheel, without being limited to these components.

Der Sensor ist vorzugsweise direkt auf die mechanische Komponente, insbesondere die Kolbenstange, ausgerichtet. Dadurch wird eine genaue Erfassung der diskreten Messwerte der, insbesondere optischen, Messgröße erzielt. Im Fall der optischen Messung wird vorzugsweise mittels einer Lichtquelle ein Abschnitt der mechanischen Komponente, insbesondere Kolbenstange, ausgeleuchtet, in dem ein Detektionsbereich des wenigstens einen Sensors liegt. Auf diese Weise lassen sich Unterschiede der optischen Messgröße besonders gut nachweisen. Die optische Messgröße ist vorteilhafterweise eine Intensität.The sensor is preferably aligned directly with the mechanical component, in particular the piston rod. In this way, precise detection of the discrete measured values of the, in particular optical, measured variable is achieved. In the case of optical measurement, a section of the mechanical component, in particular a piston rod, in which a detection area of the at least one sensor is located, is preferably illuminated by means of a light source. In this way, differences in the optical measured variable can be proven particularly well. The optical measured variable is advantageously an intensity.

Bevorzugt ist wenigstens eine Markierung auf der mechanischen Komponente aufgebracht, wobei der wenigstens eine Sensor einen Übergang zwischen einer Markierung und einem nicht markierten Abschnitt der mechanischen Komponente als sprunghafte Änderung einer optischen Messgröße detektiert und in einen Sprung im stufenförmigen Positionssignal umwandelt.At least one marking is preferably applied to the mechanical component, the at least one sensor detecting a transition between a marking and an unmarked section of the mechanical component as a sudden change in an optical measured variable and converting it into a jump in the stepped position signal.

Durch die Markierungen lassen sich Änderungen in der optischen Größe, also insbesondere der Intensität bzw. Helligkeit, besonders deutlich erfassen. Dazu sind die Markierungen insbesondere dunkler oder heller als die dazwischen liegenden Abschnitte. Vorteilhafterweise erkennt der wenigstens eine Sensor den Übergang als Wechsel von hell nach dunkel und umgekehrt. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von Markierungen auf der mechanischen Komponente aufgebracht, die in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Markierungen sind insbesondere in Längsrichtung der mechanischen Komponente hintereinander angeordnet, oder für eine rotatorische Bewegung in Umfangsrichtung hintereinander.The markings allow changes in the optical size, that is to say in particular the intensity or brightness, to be recorded particularly clearly. For this purpose, the markings are in particular darker or lighter than the sections in between. The at least one sensor advantageously recognizes the transition as a change from light to dark and vice versa. A multiplicity of markings are preferably applied to the mechanical component, which markings are arranged at regular intervals from one another. The markings are in particular arranged one behind the other in the longitudinal direction of the mechanical component, or one behind the other for a rotary movement in the circumferential direction.

Gemäß einer Ausführungsform sind zwei optische Sensoren vorgesehen, deren Abstand zueinander sich von dem Abstand der Markierungen auf der mechanischen Komponente unterscheidet. Auf diese Weise lässt sich eine Bewegungsrichtung der mechanischen Komponente bestimmen. Dabei wird ausgenutzt, dass bei einer Bewegung der mechanischen Komponente die beiden Sensoren die Übergänge mit zeitlichem Abstand zueinander erfassen. Die Bewegungsrichtung lässt sich bestimmen, indem ermittelt wird, welcher Sensor einen Übergang als erstes erfasst hat. Zusätzlich ergibt sich eine feinere zeitliche Abstufung des kombinierten Ausgangssignals oder einer Kombination der Ausgangssignale, was zu einer erhöhten Annäherungsgenauigkeit führt.According to one embodiment, two optical sensors are provided, the distance between which differs from the distance between the markings on the mechanical component. In this way, a direction of movement of the mechanical component can be determined. This makes use of the fact that when the mechanical component moves, the two sensors detect the transitions with a time interval between them. The direction of movement can be determined by determining which sensor detected a transition first. In addition, there is a finer temporal gradation of the combined output signal or a combination of the output signals, which leads to an increased approximation accuracy.

Vorzugsweise wird das wenigstens eine unstetige Sensorsignal in das stufenförmige Positionssignal umgewandelt, indem die durch den Sensor erfassten Übergänge abgezählt werden und mittels bekannter Abstände zwischen den Übergängen eine stufenförmige Approximation der Auslenkung der mechanischen Komponente berechnet wird.The at least one discontinuous sensor signal is preferably converted into the stepped position signal by counting the transitions detected by the sensor and calculating a stepped approximation of the deflection of the mechanical component using known distances between the transitions.

Direkt hinter den Kanten des stufenförmigen Positionssignals, die einem Übergang zwischen einer Markierung und einem nicht markierten Abschnitt entsprechen, gibt das stufenförmige Positionssignal im Wesentlichen exakt die Auslenkung der mechanischen Komponente wieder. Durch das neuronale Netzwerk lässt sich zudem in dem Bereich zwischen den Kanten die Auslenkung der mechanischen Komponente präzise bestimmen.Directly behind the edges of the step-shaped position signal, which correspond to a transition between a marking and an unmarked section, the step-shaped position signal essentially reproduces the deflection of the mechanical component exactly. The neural network also enables the deflection of the mechanical component to be precisely determined in the area between the edges.

Gemäß einer Ausführungsform wird aus dem stetigen Positionssignal ein Geschwindigkeitssignal berechnet, das einen zeitlichen Verlauf einer Geschwindigkeit der mechanischen Komponente wiedergibt, wobei insbesondere aus dem Geschwindigkeitssignal ein Beschleunigungssignal berechnet wird, das einen zeitlichen Verlauf einer Beschleunigung der mechanischen Komponente wiedergibt.According to one embodiment, a speed signal is calculated from the constant position signal, which reproduces a time profile of a speed of the mechanical component, with an acceleration signal being calculated in particular from the speed signal, which shows a time profile of an acceleration of the mechanical component.

Der aktuelle Zustand der mechanischen Komponente umfasst über seine Auslenkung hinaus auch seine derzeitige Geschwindigkeit und Beschleunigung. Durch Bestimmung dieser Größen lässt sich die mechanische Komponente noch präziser steuern. Die Berechnung des Geschwindigkeitssignals und/oder des Beschleunigungssignals geschieht vorzugsweise nummerisch durch Ermittlung der Änderung des Positionssignals mit der Zeit. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren die Auslenkung der mechanischen Komponente sehr exakt bestimmbar ist, werden auch die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der mechanischen Komponente sehr präzise berechnet. Vorteilhaft wird durch eine genauere Berechnung der Geschwindigkeit und der Beschleunigung der mechanischen Komponente z.B. eine Verbesserung der Funktionalität von Regelungssystemen erreicht, denen diese Größen als Eingangsgrößen zugeführt werden.The current state of the mechanical component includes its deflection in addition, its current speed and acceleration. By determining these variables, the mechanical component can be controlled even more precisely. The calculation of the speed signal and / or the acceleration signal is preferably done numerically by determining the change in the position signal over time. Since the deflection of the mechanical component can be determined very precisely by the method according to the invention, the speed and the acceleration of the mechanical component are also calculated very precisely. A more precise calculation of the speed and acceleration of the mechanical component, for example, advantageously improves the functionality of control systems to which these variables are supplied as input variables.

Bei der Berechnung des stetigen Positionssignals mittels des neuronalen Netzwerks wird bevorzugt ein zeitlicher Verlauf von wenigstens einem Parameterwert berücksichtigt, wobei der zeitliche Verlauf des Parameterwerts einen Einfluss auf das stetige Positionssignal hat, wobei insbesondere der wenigstens eine Parameterwert einer Eingabeschicht des neuronalen Netzwerks übermittelt wird. When calculating the constant position signal by means of the neural network, a temporal course of at least one parameter value is preferably taken into account, the temporal course of the parameter value having an influence on the constant position signal, the at least one parameter value in particular being transmitted to an input layer of the neural network.

Durch die Berücksichtigung des wenigstens einen Parameterwerts wird die Genauigkeit der Berechnung der Auslenkung der Kolbenstange verbessert. Insbesondere wird der wenigstens eine Parameterwert über einen CAN-Bus (Controller Area Network-Bus) übermittelt. Über den CAN-Bus lassen sich beispielsweise Steuergrößen des Flurförderzeugs an das neuronale Netzwerk übermitteln. Der Parameterwert ist in einer Ausführungsform die Stellung eines Steuerknüppels, über den die Auslenkung der Kolbenstange des Fluidzylinders gesteuert wird. In einer weiteren Ausführungsform ist der Parameterwert ein Steuerstrom an einem Hydraulikventil. Ein Anwendungsbeispiel für letztgenannten Fall ist das Heben oder Senken einer Last. Weitere Parameterwerte können andere, in der Wirkreihenfolge der Messgröße vorgeschaltete Größen sein, die eine Veränderung der Messgröße durch die eigene Veränderung ankündigen. Es kann sich auch um eine Größe handeln, die eine Veränderung der Messgröße wahrscheinlich macht, beispielsweise ein Hub, der durch Annäherung an einen Anschlag die Veränderung z.B. einer Geschwindigkeit wahrscheinlich macht.By taking into account the at least one parameter value, the accuracy of the calculation of the deflection of the piston rod is improved. In particular, the at least one parameter value is transmitted via a CAN bus (Controller Area Network bus). For example, control variables of the industrial truck can be transmitted to the neural network via the CAN bus. In one embodiment, the parameter value is the position of a control stick via which the deflection of the piston rod of the fluid cylinder is controlled. In a further embodiment, the parameter value is a control current to a hydraulic valve. An application example for the latter case is lifting or lowering a load. Further parameter values can be other variables preceding the sequence of action of the measured variable, which announce a change in the measured variable through their own change. It can also be a variable that makes a change in the measured variable probable, for example a stroke which, by approaching a stop, makes the change, e.g. of a speed, probable.

Zur Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Parameterwerts werden in Ausführungsformen Delay-Neuronen im neuronalen Netzwerk verwendet oder Parameterwerte aus vergangenen Zeitschritten in ein oder mehrere zusätzliche Neuronen einer Eingabeschicht des neuronalen Netzwerks eingeführt.In order to take into account the time profile of the parameter value, delay neurons are used in the neural network in embodiments or parameter values from past time steps are introduced into one or more additional neurons of an input layer of the neural network.

Zum Training des neuronalen Netzwerks werden vorzugsweise Eingangs- und Ausgangssignale benutzt. Die zum Training vorgegeben Trainingsausgangssignale sind bevorzugt Positionssignale, die den tatsächlichen Verlauf der Auslenkung einer mechanischen Komponente möglichst exakt wiedergeben. Als Eingangssignale werden bevorzugt stufenförmige Trainingseingangssignale verwendet, die bei Messung der diskreten Messwerte der optischen Messgröße mittels des wenigstens einen Sensors durch Umwandlung aus den vorgegeben Trainingsausgangssignalen resultieren.Input and output signals are preferably used to train the neural network. The training output signals specified for training are preferably position signals which reproduce the actual course of the deflection of a mechanical component as precisely as possible. Step-like training input signals are preferably used as input signals, which result when the discrete measured values of the optical measured variable are measured by means of the at least one sensor by converting the predetermined training output signals.

Die Trainingsausgangssignale werden alternativ aus vorgegebenen stufenförmigen Trainingseingangssignalen ermittelt, beispielsweise, indem per Hand ein Verlauf durch ein vorgebendes stufenförmiges Trainingseingangssignal gezogen wird, oder durch Bilden eines Mittelwertsignals.The training output signals are alternatively determined from predetermined step-shaped training input signals, for example by drawing a curve manually through a predetermined step-shaped training input signal, or by forming an average value signal.

Zum Trainieren des neuronalen Netzwerks werden vorteilhafterweise sowohl solche Trainingssignale benutzt, die aus einer konstanten Geschwindigkeit der mechanischen Komponente resultieren, als auch Trainingssignale, die aus einer sich zeitlich verändernden Geschwindigkeit der mechanischen Komponente resultieren. Bei dem Training werden zudem vorzugsweise Trainingssignale mit sich zeitlich verändernder Beschleunigung berücksichtigt, wie sie beispielsweise beim Anfahren und Abbremsen der mechanischen Komponente auftreten können.To train the neural network, both training signals that result from a constant speed of the mechanical component and training signals that result from a speed of the mechanical component that changes over time are advantageously used. During the training, training signals with acceleration that change over time are also preferably taken into account, such as can occur, for example, when starting and braking the mechanical component.

Ein Vorteil der Berechnung des stetigen Positionssignals mittels des neuronalen Netzwerks besteht darin, dass das neuronale Netzwerk in Zeitabschnitten mit einer konstanten Geschwindigkeit der mechanischen Komponente eine deutlich exaktere Bestimmung der Auslenkung der mechanischen Komponente erzielt, als dies bei einem gleitenden Mittelwert der Fall ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der gleitende Mittelwert aus dem resultierenden stufenförmigen Positionssignal eine Approximation der Auslenkung der Kolbenstange bestimmt, die der Stufenform zumindest näherungsweise als wellenförmiges Signal folgt. Demgegenüber berechnet das neuronale Netzwerk, das mit einem Positionssignal mit einem, insbesondere linearen, Verlauf in diesem Zeitabschnitt trainiert wurde, ein im Wesentlichen lineares Positionssignal. Folglich gibt das durch das neuronale Netzwerk berechnete Positionssignal die tatsächliche Auslenkung der mechanischen Komponente deutlich präziser wieder.One advantage of calculating the constant position signal by means of the neural network is that the neural network achieves a much more precise determination of the deflection of the mechanical component in time segments with a constant speed of the mechanical component than is the case with a moving average. This is due to the fact that the sliding mean value from the resulting step-shaped position signal determines an approximation of the deflection of the piston rod, which at least approximately follows the step shape as a wave-shaped signal. In contrast, the neural network, which was trained with a position signal with an, in particular linear, course in this time segment, calculates an essentially linear position signal. As a result, the position signal calculated by the neural network reproduces the actual deflection of the mechanical component much more precisely.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein System zur Bestimmung eines Positionssignals, insbesondere mittels eines Verfahrens nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen, wobei das Positionssignal den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung einer mechanischen Komponente eines Flurförderzeugs wiedergibt, wobei das System wenigstens einen optischen Sensor umfasst, der zur Erzeugung wenigstens eines unstetigen Sensorsignals durch Erfassung diskreter Messwerte einer optischen Messgröße eingerichtet ist, wobei das System eine Auswerteinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, das unstetige Sensorsignal in ein stufenförmiges Positionssignal umzuwandeln, wobei das System dadurch weitergebildet ist, dass die Auswerteeinheit ferner dazu eingerichtet ist, mittels eines neuronalen Netzwerks aus dem stufenförmigen Positionssignal ein den Verlauf der Auslenkung der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal zu berechnen.The object is further achieved by a system for determining a position signal, in particular by means of a method according to one of the aforementioned embodiments, the position signal reproducing the time profile of a deflection of a mechanical component of an industrial truck, the system at least comprises an optical sensor which is set up to generate at least one discontinuous sensor signal by detecting discrete measured values of an optical measured variable, the system having an evaluation unit which is set up to convert the discontinuous sensor signal into a stepped position signal, the system being further developed as a result, that the evaluation unit is further set up to calculate a constant position signal approximating the course of the deflection of the mechanical component from the stepped position signal by means of a neural network.

Das System zur Bestimmung eines Positionssignals verwirklicht die gleichen Merkmale wie das erfindungsgemäße Verfahren und teilt aufgrund dessen die Merkmale und Vorteile sowie Eigenschaften des Verfahrens.The system for determining a position signal realizes the same features as the method according to the invention and on the basis of this shares the features and advantages as well as properties of the method.

Die Auswerteeinheit ist insbesondere ein Computer.The evaluation unit is in particular a computer.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das System eine Ausgabeeinheit, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, das stetige Positionssignal an die Ausgabeeinheit zu übermitteln, wobei die Ausgabeeinheit dazu eingerichtet ist, das stetige Positionssignal und/oder eine aus dem stetigen Positionssignal ermittelte aktuelle Auslenkung der mechanischen Komponente anzuzeigen.According to one embodiment, the system comprises an output unit, the evaluation unit being set up to transmit the constant position signal to the output unit, the output unit being set up to display the constant position signal and / or a current deflection of the mechanical component determined from the constant position signal .

Die Ausgabeeinheit ist beispielsweise ein Bildschirm oder ein anderes Anzeigegerät. Mittels der Ausgabeeinheit lässt sich vorteilhaft die derzeitige, zurückliegende und/oder zukünftige Auslenkung der mechanischen Komponente an einen Benutzer des Systems ausgeben. Alternativ oder zusätzlich ist die Ausgabeeinheit dazu eingerichtet, das stetige Positionssignal an eine Datenverarbeitungseinheit weiterzugeben und/oder selbst weiterzuverarbeiten. Beispielsweise ist vorgesehen, aus dem stetigen Positionssignal Eingangswerte für ein Regelungssystem zu bestimmen.The output unit is, for example, a screen or another display device. The current, past and / or future deflection of the mechanical component can advantageously be output to a user of the system by means of the output unit. Alternatively or additionally, the output unit is set up to forward the constant position signal to a data processing unit and / or to process it further itself. For example, it is provided that input values for a control system are determined from the continuous position signal.

Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein Flurförderzeug, umfassend ein System nach einem der zuvor genannten Ausführungsformen und wenigstens einen Fluidzylinder mit einer mechanischen Komponente, deren Auslenkung vom Sensor des Systems erfasst wird oder erfassbar ist.Finally, the object is achieved by an industrial truck comprising a system according to one of the aforementioned embodiments and at least one fluid cylinder with a mechanical component, the deflection of which is detected or can be detected by the sensor of the system.

Auch das Flurförderzeug verwirklicht die gleichen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile wie das zuvor beschriebene erfindungsgemäße System und das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren.The industrial truck also realizes the same properties, features and advantages as the system according to the invention described above and the method according to the invention described above.

Vorzugsweise ist auf der mechanischen Komponente wenigstens eine Markierung aufgebracht, wobei der wenigstens eine Sensor dazu eingerichtet ist, einen Übergang zwischen einer Markierung und einem nicht markierten Abschnitt der mechanischen Komponente als sprunghafte Änderung der optischen Messgröße zu detektieren, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, die sprunghafte Änderung der optischen Messgröße in einen Sprung im stufenförmigen Positionssignal umzuwandeln.At least one marking is preferably applied to the mechanical component, the at least one sensor being designed to detect a transition between a marking and an unmarked section of the mechanical component as a sudden change in the optical measured variable, the evaluation unit being designed to detect the to convert sudden changes in the optical measured variable into a jump in the stepped position signal.

Die Auswerteeinheit ist bevorzugt dazu eingerichtet, das unstetige Sensorsignal in das stufenförmige Positionssignal umzuwandeln, indem die durch den wenigstens einen Sensor erfassten Übergänge abgezählt werden und mittels bekannter Abstände zwischen den Übergängen eine stufenförmige Approximation der Auslenkung der mechanischen Komponente berechnet wird.The evaluation unit is preferably set up to convert the discontinuous sensor signal into the stepped position signal by counting the transitions detected by the at least one sensor and calculating a stepped approximation of the deflection of the mechanical component using known distances between the transitions.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments according to the invention can fulfill individual features or a combination of several features.

Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“, „vorteilhafterweise“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.In the context of the invention, features that are identified with “in particular”, “advantageously” or “preferably” are to be understood as optional features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

  • 1 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht eines Flurförderzeugs mit mehreren Fluidzylindern und einem System zur Bestimmung eines Positionssignals,
  • 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Fluidzylinders mit einem Sensor,
  • 3a eine schematisch vereinfachte Darstellung eines stufenförmigen Positionssignals sowie eines aus dem stufenförmigen Positionssignal mittels eines gleitenden Mittelwerts berechneten Positionssignals,
  • 3b eine schematisch vereinfachte Darstellung eines stufenförmigen Positionssignals sowie eines aus dem stufenförmigen Positionssignal mittels eines neuronalen Netzwerks berechneten stetigen Positionssignals sowie einem Mittelwertsignal,
  • 4 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines neuronalen Netzwerks zum Berechnen eines stetigen Positionssignals aus einem stufenförmigen Positionssignal.
The invention is described below without restricting the general inventive concept on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings, with express reference being made to the drawings with regard to all inventive details not explained in more detail in the text. Show it:
  • 1 a schematically simplified side view of an industrial truck with several fluid cylinders and a system for determining a position signal,
  • 2 a schematically simplified representation of a fluid cylinder with a sensor,
  • 3a a schematically simplified representation of a stepped position signal as well as a position signal calculated from the stepped position signal by means of a moving average,
  • 3b a schematically simplified representation of a stepped position signal and a continuous position signal calculated from the stepped position signal by means of a neural network and a mean value signal,
  • 4th a schematically simplified representation of a neural network for calculating a continuous position signal from a stepped position signal.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that they are not presented again.

1 zeigt in einer schematisch vereinfachten Seitenansicht ein Flurförderzeug 10, bei dem es sich in der gezeigten beispielhaften Ausführungsform um einen Hochhubstapler handelt. Das Flurförderzeug 10 umfasst einen Antriebsteil 12 und einen Lastteil 14. Zudem umfasst das Flurförderzeug 10 mehrere Fluidzylinder 15, 18, 24, 26, bei denen es sich beispielsweise um Hydraulikzylinder handelt. Mittels eines Lenkzylinders 15 lassen sich die Hinterräder 16 des Flurförderzeugs stellen. Zur Einstellung der Ausrichtung eines Hubmasts 22 ist ein Hochhubzylinder 24 vorgesehen, mittels dessen eine Lastgabel 28 in vertikaler Richtung verstellbar ist. Weiterhin ist ein Seitenschubzylinder 26 zur seitlichen Verschiebung der Lastgabei 28 und ein Neigezylinder 18, zur Neigung des Hubmastes 22 über einen Anlenkpunkt 20, vorgesehen. Diese Komponenten sind Beispiele auslenkbarer mechanischer Komponenten des Flurförderzeugs 10. 1 shows an industrial truck in a schematically simplified side view 10 , which is a high-lift truck in the exemplary embodiment shown. The industrial truck 10 comprises a drive part 12 and a load part 14th . It also includes the industrial truck 10 multiple fluid cylinders 15th , 18th , 24 , 26th , which are, for example, hydraulic cylinders. By means of a steering cylinder 15th let the rear wheels 16 of the truck. For setting the alignment of a lifting mast 22nd is a high-lift cylinder 24 provided, by means of which a fork 28 is adjustable in the vertical direction. There is also a sideshift cylinder 26th for lateral displacement of the load carrier 28 and a tilt cylinder 18th , to the inclination of the lift mast 22nd via a pivot point 20th , intended. These components are examples of deflectable mechanical components of the industrial truck 10 .

Zudem umfasst das Flurförderzeug 10 ein System 2 zur Bestimmung eines Positionssignals. Das System 2 weist eine Auswerteeinheit 80, beispielsweise einen Computer, und eine Ausgabeeinheit 82, beispielsweise einen Bildschirm, auf. Auf der Ausgabeeinheit 82 lässt sich beispielsweise eine Auslenkung einer Kolbenstange der Fluidzylinder 15, 18, 24, 26 und/oder eine daraus berechnete Größe, wie z.B. eine Hubhöhe, anzeigen.It also includes the industrial truck 10 a system 2 for determining a position signal. The system 2 has an evaluation unit 80 , for example a computer, and an output unit 82 , for example a screen. On the output unit 82 For example, a deflection of a piston rod of the fluid cylinder can be achieved 15th , 18th , 24 , 26th and / or display a variable calculated therefrom, such as a lifting height.

In 2 ist eine schematisch vereinfachte Ansicht einer hydraulisch betätigten Kolbenstange 30 des Fluidzylinders 24 gezeigt. Die Kolbenstange 30 ist in einem Zylindermantel 32 geführt, auf dem ein Zylinderkopf 34 mit einer Dichtung angeordnet ist. In dem Zylindermantel 32 ist die Kolbenstange 30 in vertikaler Richtung, also in der Zeichnung von oben nach unten, verfahrbar.In 2 Figure 3 is a schematically simplified view of a hydraulically actuated piston rod 30th of the fluid cylinder 24 shown. The piston rod 30th is in a cylinder jacket 32 guided on which a cylinder head 34 is arranged with a seal. In the cylinder jacket 32 is the piston rod 30th can be moved in the vertical direction, i.e. from top to bottom in the drawing.

Auf der Kolbenstange 30 sind mehrere Markierungen 36 aufgebracht. Die Markierungen 36 reflektieren einfallendes Licht weniger stark als die übrigen Bereiche der Kolbenstange 30. In der gezeigten Ausführungsform ist der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Markierungen 36 konstant.On the piston rod 30th are multiple marks 36 upset. The markings 36 reflect incident light less strongly than the other areas of the piston rod 30th . In the embodiment shown, the distance between each two adjacent markings is 36 constant.

Das System 2 umfasst einen Kolbenstangensensor 40, der auf den Bereich der Kolbenstange 30 ausgerichtet ist, auf dem die Markierungen 36 aufgebracht sind. Gemäß einer Ausführungsform ist ein in 2 nicht gezeigtes Leuchtmittel umfasst, mit dem der Bereich auf der Kolbenstange 30, auf den der Kolbenstangensensor 40 gerichtet ist, ausgeleuchtet wird. Die Markierungen 36 sind in Längsrichtung der Kolbenstange 30 aufgebracht, so dass sie bei einer Auslenkung der Kolbenstange 30 nacheinander an dem Kolbenstangensensor 40 vorbeigeführt werden.The system 2 includes a piston rod sensor 40 pointing to the area of the piston rod 30th is aligned on which the markings 36 are upset. According to one embodiment, an in 2 includes illuminant, not shown, with which the area on the piston rod 30th that the piston rod sensor 40 is directed, is illuminated. The markings 36 are in the longitudinal direction of the piston rod 30th applied so that they are with a deflection of the piston rod 30th one after the other on the piston rod sensor 40 be led past.

Der Kolbenstangensensor 40 erfasst eine Intensität bzw. Helligkeit des Abschnitts der Kolbenstange 30, auf den der Kolbenstangensensor 40 ausgerichtet ist. Bei einer Auslenkung der Kolbenstange 30 detektiert der Kolbenstangensensor 40 einen Übergang 38 zwischen einer Markierung 36 und einem nicht markierten Abschnitt der Kolbenstange 30 als ein Sprung in der Intensität bzw. der Helligkeit. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 2 nur einer der Übergänge 38 mit einem Bezugszeichen versehen.The piston rod sensor 40 detects an intensity or brightness of the section of the piston rod 30th that the piston rod sensor 40 is aligned. If the piston rod is deflected 30th the piston rod sensor detects 40 a transition 38 between a mark 36 and an unmarked portion of the piston rod 30th as a jump in intensity or brightness. For the sake of clarity, in 2 just one of the transitions 38 provided with a reference number.

Durch Erfassung der Intensitätssprünge an den Übergängen 38 als diskrete Messwerte, und Auftragung dieser Messwerte gegen die Zeit wird ein unstetiges Sensorsignal erzeugt. Aus dem unstetigen Sensorsignal wird unter Berücksichtigung des bekannten Abstands zwischen den Übergängen 38 ein stufenförmiges Positionssignal 50 erzeugt, das in den 3a und 3b schematisch vereinfacht dargestellt ist.By recording the jumps in intensity at the transitions 38 as discrete measured values, and plotting these measured values against time, a discontinuous sensor signal is generated. From the discontinuous sensor signal, taking into account the known distance between the transitions 38 a stepped position signal 50 generated in the 3a and 3b is shown schematically simplified.

In den 3a und 3b ist jeweils die Auslenkung 54 der Kolbenstange 30 gegen die Zeit 72 dargestellt. Das stufenförmige Positionssignal 50 ist lediglich eine Approximation der tatsächlichen Auslenkung 54 der Kolbenstange 30, da nur an den Übergängen 38 die Auslenkung 54 exakt bestimmbar ist. In den Bereichen zwischen den Übergängen 38, also mittig auf den Markierungen 36 oder auf den Bereichen zwischen den Markierungen 36, lässt sich die Auslenkung 54 aus den Messwerten des Kolbenstangensensors 40 nicht direkt bestimmen. Um auch in diesen Bereichen die Auslenkung 54 zu berechnen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen gleitenden Mittelwert 57 aus dem stufenförmigen Positionssignal 50 zu berechnen, wie in 3a schematisch dargestellt. Das resultierende Positionssignal 57 ist jedoch keine exakte Wiedergabe des tatsächlichen zeitlichen Verlaufs der Auslenkung 54 der Kolbenstange 34, da der gleitende Mittelwert 57 zumindest in gewissem Maße dem stufenförmigen Positionssignal 50 folgt, was in einem wellenförmigen Profil resultiert.In the 3a and 3b is the deflection 54 the piston rod 30th against the time 72 shown. The stepped position signal 50 is only an approximation of the actual deflection 54 the piston rod 30th because only at the transitions 38 the deflection 54 is exactly determinable. In the areas between the transitions 38 , so in the middle of the markings 36 or on the areas between the marks 36 , the deflection 54 from the measured values of the piston rod sensor 40 do not determine directly. To reduce the deflection in these areas too 54 To calculate, it is known from the prior art to use a moving average 57 from the stepped position signal 50 to calculate as in 3a shown schematically. The resulting position signal 57 however, it is not an exact representation of the actual course of the deflection over time 54 the piston rod 34 , as the moving average 57 at least to some extent the stepped position signal 50 follows, resulting in a wavy profile.

Zur Verbesserung der Präzision der Berechnung der Auslenkung 54 wird das Positionssignal aus dem stufenförmigen Positionssignal 50 mittels eines neuronalen Netzwerks 60 berechnet. Das resultierende stetige Positionssignal 56 ist in 3b als gestrichelte Linie schematisch dargestellt. Das stetige Positionssignal 56 ist eine deutlich präzisere Approximation des tatsächlichen Verlaufs der Auslenkung 54 der Kolbenstange 30. So sind in den 3a und 3b die Flanken des stufenförmigen Positionssignals 50 mit einem gleichen zeitlichen Abstand zueinander angeordnet. Ein solches stufenförmiges Positionssignal 50 resultiert aus einer gleichmäßigen Bewegung der Kolbenstange 30, so dass der tatsächliche Verlauf der Auslenkung 54 ein lineares Signal ist. Dies wird durch das stetige Positionssignal 56 in 3b deutlich besser wiedergebeben als durch den gleitenden Mittelwert 57 in 3a.To improve the precision of the calculation of the deflection 54 becomes the position signal from the stepped position signal 50 by means of a neural network 60 calculated. The resulting steady position signal 56 is in 3b shown schematically as a dashed line. The continuous position signal 56 is a much more precise approximation of the actual course of the deflection 54 the piston rod 30th . So are in the 3a and 3b the edges of the stepped position signal 50 arranged at the same time interval from one another. Such a stepped one Position signal 50 results from a smooth movement of the piston rod 30th so that the actual course of the deflection 54 is a linear signal. This is made possible by the steady position signal 56 in 3b much better than the moving average 57 in 3a .

Zum Training des neuronalen Netzwerks 60 werden als Trainingsausgangssignale z.B. die Positionssignale benutzt, die die tatsächliche Auslenkung 54 der Kolbenstange 30 wiedergeben. Als Trainingseingangssignale werden beispielsweise die daraus resultierenden stufenförmigen Positionssignale 50 dem neuronalen Netzwerk 60 zugeführt. In 3b ist ein Trainingsausgangssignal schematisch dargestellt, bei dem es sich aufgrund der gleichmäßigen Geschwindigkeit um einen als gepunktete Linie dargestellten Mittelwertverlauf 58 handelt.For training the neural network 60 For example, the position signals that indicate the actual deflection are used as training output signals 54 the piston rod 30th reproduce. The resulting stepped position signals, for example, are used as training input signals 50 the neural network 60 fed. In 3b a training output signal is shown schematically in which, due to the uniform speed, it is a mean value curve shown as a dotted line 58 acts.

4 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung des neuronalen Netzwerks 60. Das neuronale Netzwerk 60 umfasst mehrere Knoten 61, von denen zur besseren Übersichtlichkeit nur einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Knoten 61 sind jeweils einer Eingabeschicht 62, einer verborgenen Schicht 64 oder einer Ausgabeschicht 66 zugeordnet. In der Eingabeschicht 62 wird dem neuronalen Netzwerk das stufenförmige Positionssignal 50 zugeführt. In der in 4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird zudem ein Parameterwert 68 zugeführt, bei dem es sich beispielsweise um die Stellung eines Hebels zur Bedienung des Fluidzylinders 24 oder um einen Steuerstrom an einem Hydraulikventil handelt. Die verborgene Schicht 64 ermittelt aus den Werten in der Eingabeschicht 62 das stetige Positionssignal 56, welches in der Ausgabeschicht 66 ausgegeben wird. 4th shows a schematically simplified representation of the neural network 60 . The neural network 60 includes multiple nodes 61 , of which only one is provided with a reference number for better clarity. The knots 61 are each an input layer 62 , a hidden layer 64 or an output layer 66 assigned. In the input layer 62 the stepped position signal becomes the neural network 50 fed. In the in 4th The exemplary embodiment shown is also a parameter value 68 supplied, which is, for example, the position of a lever for operating the fluid cylinder 24 or a control current to a hydraulic valve. The hidden layer 64 determined from the values in the input layer 62 the continuous position signal 56 which is in the output layer 66 is issued.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein.All of the features mentioned, including those that can be taken from the drawings alone and also individual features that are disclosed in combination with other features, are considered to be essential to the invention alone and in combination. Embodiments according to the invention can be fulfilled by individual features or a combination of several features.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22
Systemsystem
1010
FlurförderzeugIndustrial truck
1212
AntriebsteilDrive part
1414th
LastteilLoad part
1515th
FluidzylinderFluid cylinder
1616
Radwheel
1818th
FluidzylinderFluid cylinder
2020th
AnlenkpunktPivot point
2222nd
HubmastLifting mast
2424
FluidzylinderFluid cylinder
2626th
FluidzylinderFluid cylinder
2828
LastgabelLoad fork
3030th
KolbenstangePiston rod
3232
ZylindermantelCylinder jacket
3434
ZylinderkopfCylinder head
3636
Markierungmark
3838
Übergangcrossing
4040
KolbenstangensensorPiston rod sensor
5050
stufenförmiges Positionssignalstepped position signal
5454
AuslenkungDeflection
5656
stetiges Positionssignalconstant position signal
5757
gleitender Mittelwertmoving average
5858
MittelwertverlaufMean value curve
6060
neuronales Netzwerkneural network
6161
Knotennode
6262
EingabeschichtInput layer
6464
verborgene Schichthidden layer
6666
AusgabeschichtOutput layer
6868
ParameterwertParameter value
7272
Zeittime
8080
AuswerteeinheitEvaluation unit
8282
AusgabeeinheitOutput unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016117800 A1 [0004]DE 102016117800 A1 [0004]
  • DE 10040372 A1 [0007]DE 10040372 A1 [0007]
  • DE 19731687 A1 [0008]DE 19731687 A1 [0008]
  • EP 1203743 A1 [0009]EP 1203743 A1 [0009]

Claims (14)

Verfahren zum Bestimmen eines Positionssignals (56) bei einem Flurförderzeug, das den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung (54) einer mechanischen Komponente des Flurförderzeugs wiedergibt, wobei mittels wenigstens eines Sensors (40) durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße wenigstens ein unstetiges Sensorsignal erzeugt wird, welches in ein stufenförmiges Positionssignal (50) umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines neuronalen Netzwerks (60) aus dem stufenförmigen Positionssignal (50) ein den Verlauf der Auslenkung (54) der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal (56) berechnet wird.Method for determining a position signal (56) in an industrial truck, which reproduces the temporal course of a deflection (54) of a mechanical component of the industrial truck, with at least one discontinuous sensor signal being generated by means of at least one sensor (40) by detecting discrete measured values of a measured variable is converted into a stepped position signal (50), characterized in that by means of a neural network (60) a constant position signal (56) approximating the course of the deflection (54) of the mechanical component is calculated from the stepped position signal (50). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Komponente eine Kolbenstange (30) eines Fluidzylinders (15, 18, 24, 26) oder ein Steuerrad ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the mechanical component is a piston rod (30) of a fluid cylinder (15, 18, 24, 26) or a steering wheel. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Markierung (36) auf der mechanischen Komponente aufgebracht ist, wobei der wenigstens eine Sensor (40) einen Übergang (38) zwischen einer Markierung (36) und einem nicht markierten Abschnitt der mechanischen Komponente als sprunghafte Änderung einer optischen Messgröße detektiert und in einen Sprung im stufenförmigen Positionssignal (50) umwandelt.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that at least one marking (36) is applied to the mechanical component, the at least one sensor (40) having a transition (38) between a marking (36) and an unmarked section of the mechanical component as a sudden change in an optical The measured variable is detected and converted into a jump in the stepped position signal (50). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine unstetige Sensorsignal in das stufenförmige Positionssignal (50) umgewandelt wird, indem die durch den Sensor (40) erfassten Übergänge (38) abgezählt werden und mittels bekannter Abstände zwischen den Übergängen (38) eine stufenförmige Approximation der Auslenkung (54) der mechanischen Komponente berechnet wird.Procedure according to Claim 3 , characterized in that the at least one discontinuous sensor signal is converted into the stepped position signal (50) by counting the transitions (38) detected by the sensor (40) and by means of known distances between the transitions (38) a stepped approximation of the deflection (54) of the mechanical component is calculated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem stetigen Positionssignal (56) ein Geschwindigkeitssignal berechnet wird, das einen zeitlichen Verlauf einer Geschwindigkeit der mechanischen Komponente wiedergibt, wobei insbesondere aus dem Geschwindigkeitssignal ein Beschleunigungssignal berechnet wird, das einen zeitlichen Verlauf einer Beschleunigung der mechanischen Komponente wiedergibt.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that a speed signal is calculated from the steady position signal (56) which reproduces a time profile of a speed of the mechanical component, wherein in particular an acceleration signal is calculated from the speed signal which shows a time profile of an acceleration of the mechanical component. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung des stetigen Positionssignals (56) mittels des neuronalen Netzwerks (60) ein zeitlicher Verlauf von wenigstens einem Parameterwert (68) berücksichtigt wird, wobei der zeitliche Verlauf des Parameterwerts (68) einen Einfluss auf das stetige Positionssignal (56) hat, wobei insbesondere der wenigstens eine Parameterwert (68) einer Eingabeschicht (62) des neuronalen Netzwerks (60) übermittelt wird.Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that, when calculating the constant position signal (56) by means of the neural network (60), a time profile of at least one parameter value (68) is taken into account, the time profile of the parameter value (68) having an influence on the continuous position signal ( 56), in particular the at least one parameter value (68) being transmitted to an input layer (62) of the neural network (60). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameterwert eine Stellung eines Steuerknüppels, über den die Auslenkung einer Kolbenstange eines Fluidzylinders gesteuert wird, oder ein Steuerstrom an einem Hydraulikventil ist.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the parameter value is a position of a control stick via which the deflection of a piston rod of a fluid cylinder is controlled, or a control current to a hydraulic valve. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufs des Parameterwerts Delay-Neuronen im neuronalen Netzwerk (60) verwendet werden oder Parameterwerte aus vergangenen Zeitschritten in ein oder mehrere zusätzliche Neuronen einer Eingabeschicht des neuronalen Netzwerks (60) eingeführt werden.Procedure according to Claim 6 or 7th , characterized in that delay neurons are used in the neural network (60) to take into account the time course of the parameter value or parameter values from past time steps are introduced into one or more additional neurons of an input layer of the neural network (60). System (2) zur Bestimmung eines Positionssignals (56), insbesondere mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Positionssignal (56) den zeitlichen Verlauf einer Auslenkung (54) einer mechanischen Komponente eines Flurförderzeugs wiedergibt, wobei das System (2) wenigstens einen Sensor (40) umfasst, der zur Erzeugung wenigstens eines unstetigen Sensorsignals durch Erfassung diskreter Messwerte einer Messgröße eingerichtet ist, wobei das System (2) eine Auswerteinheit (80) aufweist, die dazu eingerichtet ist, das unstetige Sensorsignal in ein stufenförmiges Positionssignal (50) umzuwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (80) ferner dazu eingerichtet ist, mittels eines neuronalen Netzwerks (60) aus dem stufenförmigen Positionssignal (50) ein den Verlauf der Auslenkung (54) der mechanischen Komponente annäherndes stetiges Positionssignal (56) zu berechnen.System (2) for determining a position signal (56), in particular by means of a method according to one of the Claims 1 to 8th , the position signal (56) reproducing the temporal course of a deflection (54) of a mechanical component of an industrial truck, the system (2) comprising at least one sensor (40) which is set up to generate at least one discontinuous sensor signal by capturing discrete measured values of a measured variable The system (2) has an evaluation unit (80) which is set up to convert the discontinuous sensor signal into a stepped position signal (50), characterized in that the evaluation unit (80) is also set up by means of a neural network (60) to calculate a constant position signal (56) approximating the course of the deflection (54) of the mechanical component from the stepped position signal (50). System (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das System (2) eine Ausgabeeinheit (82) umfasst, wobei die Auswerteeinheit (80) dazu eingerichtet ist, das stetige Positionssignal (56) an die Ausgabeeinheit (82) zu übermitteln, wobei die Ausgabeeinheit (82) dazu eingerichtet ist, das stetige Positionssignal (56) und/oder eine aus dem stetigen Positionssignal (56) ermittelte aktuelle Auslenkung (54) der mechanischen Komponente anzuzeigen.System (2) according to Claim 9 , characterized in that the system (2) comprises an output unit (82), the evaluation unit (80) being set up to transmit the continuous position signal (56) to the output unit (82), the output unit (82) being set up is to display the continuous position signal (56) and / or a current deflection (54) of the mechanical component determined from the continuous position signal (56). Flurförderzeug (10), umfassend ein System nach Anspruch 9 oder 10 und wenigstens eine mechanische Komponente, deren Auslenkung vom Sensor (40) des Systems (2) erfasst wird oder erfassbar ist.Industrial truck (10), comprising a system according to Claim 9 or 10 and at least one mechanical component whose deflection is or can be detected by the sensor (40) of the system (2). Flurförderzeug (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Komponente eine Kolbenstange (30) eines Fluidzylinders (15, 18, 24, 26) oder ein Steuerrad ist.Industrial truck (10) Claim 11 , characterized in that the mechanical component is a piston rod (30) of a fluid cylinder (15, 18, 24, 26) or a steering wheel. Flurförderzeug (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der mechanischen Komponente wenigstens eine Markierung (36) aufgebracht ist, wobei der wenigstens eine Sensor (40) dazu eingerichtet ist, einen Übergang (38) zwischen einer Markierung (36) und einem nicht markierten Abschnitt der mechanischen Komponente als sprunghafte Änderung der optischen Messgröße zu detektieren, wobei die Auswerteeinheit (80) dazu eingerichtet ist, die sprunghafte Änderung der optischen Messgröße in einen Sprung im stufenförmigen Positionssignal (50) umzuwandeln.Industrial truck (10) Claim 11 or 12 , characterized in that at least one marking (36) is applied to the mechanical component, the at least one sensor (40) being set up to define a transition (38) between a marking (36) and an unmarked section of the mechanical component as to detect sudden change in the optical measured variable, the evaluation unit (80) being set up to convert the sudden change in the optical measured variable into a jump in the stepped position signal (50). Flurförderzeug (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (80) dazu eingerichtet ist, das unstetige Sensorsignal in das stufenförmige Positionssignal (50) umzuwandeln, indem die durch den wenigstens einen Sensor (40) erfassten Übergänge (38) abgezählt werden und mittels bekannter Abstände zwischen den Übergängen (38) eine stufenförmige Approximation der Auslenkung (54) der mechanischen Komponente berechnet wird.Industrial truck (10) Claim 13 , characterized in that the evaluation unit (80) is set up to convert the discontinuous sensor signal into the stepped position signal (50) by counting the transitions (38) detected by the at least one sensor (40) and using known distances between the transitions (38) a step-shaped approximation of the deflection (54) of the mechanical component is calculated.
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