一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统及其控制方法，属于叉车节能技术领域，包括中央控制单元、发动机、车速传感器、转速传感器和压力传感器，所述车速传感器、所述转速传感器、所述压力传感器与所述中央控制单元输入端相连，所述发动机输入端与所述中央控制单元输出端相连。本发明专利技术的有益效果是：传感器将实时检测车速和外负载的变化，并将检测信号传输给中央控制单元，中央控制单元根据信号将叉车运行工况状态分为前进、后退、货物举升、货物下降四种，按运行工况采用不同的发动机输出模式，综合考虑了叉车整体功率需求，避免能量浪费，有更高的效率。有更高的效率。有更高的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统及其控制方法


[0001]本专利技术属于叉车节能
，具体而言，涉及一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]叉车是一种工业搬运车辆，应用于港口、车站、工厂车间和配送中心等场所，并可进入船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运作业。用户在选择和购买叉车时主要希望用最少的使用成本达到最大的工作效率，因此，减少叉车在工作中的油耗具有重要意义。叉车具有在运行过程中需频繁举升与下降、频繁启动与停车以及搬运负载质量大的特点。
[0003]现有技术中，发动机的功率转速输出主要基于动力传动系统间的动力匹配或液压系统的功率需求，没有综合考虑叉车整体功率消耗。叉车在不同的工况下对于发动机的功率、扭矩需求有巨大的差异。由发动机的万有特性和调速特性可知，发动机在每个工况都对应着最佳节能工作点和最大功率点，由于叉车工况的多变性，使整车的功率需求发生巨大变化，现有技术中叉车发动机没有结合不同运行工况综合考虑整体功率消耗，发动机时常偏离最佳节能点和最大功率点造成发动机输出和动力传动系统及液压系统的不匹配，引起能量损失，增大油耗和排放。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中叉车发动机没有结合不同运行工况综合考虑整体功率消耗，发动机时常偏离最佳节能点和最大功率点造成发动机输出和动力传动系统及液压系统的不匹配，引起能量损失，增大油耗和排放的问题，本专利技术提供了一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统包括中央控制单元、发动机、车速传感器、转速传感器和压力传感器，所述车速传感器、所述转速传感器、所述压力传感器与所述中央控制单元输入端相连，所述发动机输入端与所述中央控制单元输出端相连。
[0005]优选的，所述发动机输入端与所述中央控制单元输出端之间通过转速调整装置连接。
[0006]优选的，还包括用于控制叉车前进后退的传动系统和用于控制叉车举升的液压系统，所述传动系统输入端、所述液压系统输入端与所述发动机输出端相连。
[0007]优选的，所述液压系统输出端与所述压力传感器输入端相连；所述传动系统输出端与所述车速传感器输入端连接，所述转速传感器输入端与所述发动机输出端相连。
[0008]优选的，所述中央控制单元输入端设有用于对参数进行设定的参数设定端口。
[0009]优选的，所述中央控制单元控制所述发动机的功率根据不同工况采用两种公式得到，其中叉车前进后退工况功率平衡公式：
[0010][0011]式中：P为叉车行驶需求功率；η
t
为传动系统效率；m为整车质量；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；i为道路坡度；C为风阻系数；A为迎风面积；δ为旋转质量换算系数；为加速度；v为车速；
[0012]当叉车在举升工况时，液压系统需要提供的功率为
[0013][0014]式中：P1为带载起升时液压泵所需功率；m2为载荷质量；m3为货架货叉质量；m4为内门架质量；v3为起升速度；η2为起升系统效率。
[0015]本专利技术还提供了一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统的控制方法，包括如下步骤：
[0016]步骤一，安装在车轮上的车速传感器采集车速信号，压力传感器测量叉车液压系统的液压压力，转速传感器检测发动机的转速，分别将信号传送给中央控制单元；
[0017]步骤二，中央控制单元识别叉车的运行工况，并根据不同工况条件下制定的燃油节能方案得到发动机的输出功率；
[0018]步骤三，根据发动机的输出功率对应的等功能曲线，对照发动机万能特性曲线，找到最省油的点，确定发动机的转速和转矩，并将信号传递给发动机。
[0019]优选的，所述燃油节能方案根据不同工况采用两种公式得到，其中叉车前进后退工况功率平衡公式：
[0020][0021]式中：P为叉车行驶需求功率；η
t
为传动系统效率；m为整车质量；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；i为道路坡度；C为风阻系数；A为迎风面积；δ为旋转质量换算系数；为加速度；v为车速；
[0022]当叉车在举升工况时，液压系统需要提供的功率为
[0023][0024]式中：P1为带载起升时液压泵所需功率；m2为载荷质量；m3为货架货叉质量；m4为内门架质量；v3为起升速度；η2为起升系统效率。
[0025]优选的，步骤三中，根据发动机转速传感器反馈的当前实际转速大小进行转速PID闭环控制调节。
[0026]故内燃叉车通过设置本专利技术的内燃叉车自动驾驶节能辅助系统可实现：叉车在行驶和作业过程中，传感器将实时检测车速和外负载的变化，并将检测信号传输给中央控制单元，中央控制单元根据信号将叉车运行工况状态分为前进、后退、货物举升、货物下降四种，根据不同的运行状态通过中央控制单元调整发动机转速及输出功率模式，其中前进及货物举升工况为中、重载模式，货物下降及后退工况为轻载模式；当检测到叉车处于行驶状
态时依据发动机的最佳油耗曲线，中央控制单元根据发动机与传动系统的匹配及负载压力，计算出发动机转速；检测到叉车处于货物举升下降工况时依据发动机的最佳油耗曲线，按照系统的工况，中央控制单元根据负载压力和发动机功率匹配的关系，计算出发动机的转速；中央控制单元发送信号给转速调整装置，转速调整装置直接作用于发动机的油门从而控制发动机的转速，并根据发动机转速传感器反馈的当前实际转速大小进行转速PID闭环控制调节，使转速与设定转速一致；在不同工况下，通过发动机与传动系统及液压系统之间的合理匹配，使发动机工作在节能效果突出的转速范围内，提高功率利用率和整机效率，达到较好的节能效果。
[0027]有益效果：
[0028]采用本专利技术技术方案产生的有益效果如下：
[0029](1)传感器将实时检测车速和外负载的变化，并将检测信号传输给中央控制单元，中央控制单元根据信号将叉车运行工况状态分为前进、后退、货物举升、货物下降四种，根据不同的运行状态通过中央控制单元调整发动机转速及输出功率模式，综合考虑了叉车整体功率需求，避免能量浪费，有更高的效率；不同的发动机输出功率模式既能保证叉车对前进、货物举升工况的能量需求，又在货物下降、后退的低能量需求工况下节省能耗。
[0030](2)在不同工况下，通过发动机与传动系统及液压系统之间的合理匹配，避免空载或低载荷时出现大功率、低负荷的情况，使发动机工作在节能效果突出的转速范围内，提高功率利用率和整机效率，达到较好的节能效果。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1是本专利技术的内燃叉车自动驾驶节能辅助系统流程示意图。
[0033]图中：
[0034]1-中央控制单元；2-发动机；3-车速传感器；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统，其特征在于，包括中央控制单元、发动机、车速传感器、转速传感器和压力传感器，所述车速传感器、所述转速传感器、所述压力传感器与所述中央控制单元输入端相连，所述发动机输入端与所述中央控制单元输出端相连。2.根据权利要求1所述的一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统，其特征在于，所述发动机输入端与所述中央控制单元输出端之间通过转速调整装置连接。3.根据权利要求2所述的一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统，其特征在于，还包括用于控制叉车前进后退的传动系统和用于控制叉车举升的液压系统，所述传动系统输入端、所述液压系统输入端与所述发动机输出端相连。4.根据权利要求3所述的一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统，其特征在于，所述液压系统输出端与所述压力传感器输入端相连；所述传动系统输出端与所述车速传感器输入端连接，所述转速传感器输入端与所述发动机输出端相连。5.根据权利要求4所述的一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统，其特征在于，所述中央控制单元输入端设有用于对参数进行设定的参数设定端口。6.根据权利要求5所述的一种内燃叉车自动驾驶节能辅助系统，其特征在于，所述中央控制单元控制所述发动机的功率根据不同工况采用两种公式得到，其中叉车前进后退工况功率平衡公式：式中：P为叉车行驶需求功率；η
t
为传动系统效率；m为整车质量；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；i为道路坡度；C为风阻系数；A为迎风面积；δ为旋转质量换算系数；为加速度；v为车速；当叉车在举升工况时，液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘显贵，王晖年，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：