叉车自动变速器控制系统的设计.pdf

叉车自动变速器控制系统的设计 张炳力胡福建董彦文 合肥工业大学机械与汽车学院，合肥2 3 0 0 0 9 摘要：通过对叉车发动机与液力变矩器的参数进行匹配计算，建立基于车速和油门开度的基本动力性换挡规律；并利 用油泵压力作为修正参数建立不同载荷的换挡规律；对于坡道工况， 采用模糊修正策略， 对换挡规律输出的理论挡位进 行修正，并在实车试验中验证了控制方法的正确性。试验结果表明，基于油泵建立的修正策略，在载荷增加时能够使换 挡点车速延迟2 5 k m / h ， 使车辆获得最佳的动力性； 并且在坡道上始终以1 挡运行，防止叉车溜坡。 该研究丰富了叉车 控制理论，并给出了一种实际可用的控制方法。 变速器; 控制系统; 设计; 换挡规律; 油泵压力; 坡道控制; 快速原型 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 2 - 6 8 1 9 . 2 0 1 2 . 0 5 . 0 1 2 U 4 6 3 . 2A 1 0 0 2 - 6 8 1 9 ( 2 0 1 2 ) - 0 5 - 0 0 6 6 - 0 7 2 0 1 1 - 0 6 - 1 52 0 1 2 - 0 2 - 1 5 校企联合项目项目代号：2 0 1 0 - 0 8 2 2 作者简介： 张炳力（1 9 6 8 - ）， 男，安徽肥西人， 博士， 合肥工业大学副教 授， 硕士生导师， 研究方向为电动汽车技术和汽车动力学及控制。 合肥 合 肥工业大学机械与汽车学院， 2 3 0 0 0 9 。 E m a i l : b i n g l i _ z s i n a . c o m 模糊修正模块 聿互二 - 1 . 0 - 0 . 5 0 爬 时 ， 经 过 模 糊 1 劈 避免叉车在坡道上换挡 车爬坡的挡位模糊修正 1 常绿. 基于实时工况的装载机智能换挡规律 J . 农业工程 学报，2 0 0 9 ，2 5 ( 3 ) : 6 9 - 7 3 . C h a n g L . I n t e l l i g e n t s h i f t s c h e d u l e b a s e d o n w o r k i n g c o n d i t i o n s o f l o a d e r J . T r a n s a c t i o n s o f t h e C h i n e s e S o c i e t y o f A g r i c u l t u r a l E n g i n e e r i n g , 2 0 0 9 , 2 5 ( 3 ) : 6 9 - 7 3 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 2 陈亚辉. 基于模糊控制的工程车辆自动变速系统研究 D . 西安：长安大学，2 0 0 8 ，0 4 . C h e n Y a h u i . S t u d y o n A u t o m a t i c S h i f t S c h e d u l e A p p l i c a t i o n o f E n g i n e e r i n g V e h i c l e s B a s e d o n F u z z y C o n t r o l D . X i A n : C h a n g A n U n i v e r s i t y , 2 0 0 8 , 0 4 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 3 张志义，赵丁选，陈宁. 工程车辆模糊自动换挡策略研究 J . 农业机械学报，2 0 0 5 ，3 6 ( 1 0 ) : 2 6 - 2 9 . Z h a n g Z h i y i , Z h a o D i n g x u a n , C h e n N i n g . R e s e a r c h o n f u z z y a u t o m a t i c t r a n s m i s s i o n s t r a t e g y o f v e h i c l e s J . T r a n s a c t i o n s o f t h e C h i n e s e S o c i e t y f o r A g r i c u l t u r a l M a c h i n e r y , 2 0 0 5 , 3 6 ( 1 0 ) : 2 6 - 2 9 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 4 常绿， 王国强， 唐新星， 等. 装载机发动机与液力变矩器 功率匹配优化 J . 农业机械学报，2 0 0 6 ，3 7 ( 1 1 ) ：2 8 - 3 1 . C h a n g L i i , W a n g G u o q i a n g , T a n g X i n x i n g . O p t i m i z a t i o n o f p o w e r m a t c h i n g o n t o r q u e - c o n v e r t e r w i t h d i e s e l e n g i n e f o r w h e e l l o a d e r J . T r a n s a c t i o n s o f t h e C h i n e s e S o c i e t y f o r A g r i c u l t u r a l M a c h i n e r y , 2 0 0 6 , 3 7 ( 1 1 ) : 2 8 - 3 1 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 5 边淑君. 发动机与液力变矩器匹配计算的软件开发 J . 工 程机械，2 0 0 7 ，3 8 ( 6 ) : 1 0 - 1 3 . B i a n S h u j u n , C o m p u t e r a i d e d a n a l y s i s o n t h e m a t c h i n g b e t w e e n e n g i n e a n d t o r q u e c o n v e r t e r J . C o n s t r u c t i o n M a c h i n e r y a n d E q u i p m e n t , 2 0 0 7 , 3 8 ( 6 ) : 1 0 - 1 3 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 6 焦生杰，余亮. 工程机械液力传动匹配的计算机辅助计算 J . 西安公路交通大学学报，2 0 0 1 ，2 1 ( 4 ) ：8 9 - 9 1 . J i a o S h e n g j i e , Y u L i a n g . C o m p u t e r a i d e d c a l c u l a t i o n o n t h e m a t c h i n g o f t h e h y d r a u l i c t r a n s m i s s i o n o f e n g i n e e r i n g m a c h i n e r y J . J o u r n a l o f X i a n H i g h w a y U n i v e r s i t y , 2 0 0 1 , 2 1 ( 4 ) : 8 9 - 9 1 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 7 郑磊， 郭孔辉， 余天明， 等. 自动变速器换档规律的图解 方法 J . 吉林大学学报，2 0 0 9 ，3 9 ( 3 ) ：5 - 9 . Z h e n g L e i , G u o K o n g h u i , Y u T i a n m i n g , e t a l . G r a p h i c m e t h o d o n a u t o m a t i c t r a n s m i s s i o n s h i f t s c h e d u l e J . J o u r n a l o f J i l i n U n i v e r s i t y , 2 0 0 9 , 3 9 ( 3 ) : 5 - 9 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 8 陆中华，程秀生，冯巍. 湿式双离合器自动变速器的升挡 控制 J . 农业工程学报，2 0 1 0 ，2 6 ( 5 ) : 1 3 2 - 1 3 6 . L u Z h o n g h u a , C h e n g X i u s h e n g , F e n g W e i . U p - s h i f t c o n t r o l i n w e t d o u b l e c l u t c h t r a n s m i s s i o n J . T r a n s a c t i o n o f t h e C S A E , 2 0 1 0 , 2 6 ( 5 ) : 1 3 2 - 1 3 6 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 9 龚捷，赵丁选. 工程车辆自动变速器换档规律研究及自动 控制仿慎 J . 西安交通大学学报，2 0 0 1 ，3 5 ( 9 ) : 9 3 0 - 9 3 4 . G o n g J i e , Z h a o D i n g x u a n . S t u d y o n s h i f t s c h e d u l e a n d a u t o c o n t r o l l i n g s i m u l a t i o n o f a u t o m a t i c t r a n s m i s s i o n J . J o u r n a l o f X i a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y , 2 0 0 1 , 3 5 ( 9 ) : 9 3 0 - 9 3 4 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 0 李莺莺， 邵善锋， 李学忠， 等. 基于智能控制的装载机 自动换挡策略 J . 机械工程学报，2 0 0 9 ，4 5 ( 8 ) : 2 1 6 - 2 2 0 . L i Y i n g y i n g , S h a o S h a n f e n g , L i X u e z h o n g , e t a l . A u t o m a t i c g e a r s h i f t i n g s t r a t e g y f o r l o a d e r b a s e d o n i n t e l l i g e n t c o n t r o l J . J o u r n a l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , 2 0 0 9 , 4 5 ( 8 ) : 2 1 6 - 2 2 0 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 1 国香恩，李艳. 工程车辆动态换挡规律研究 J . 武汉理工 学学报：交通科学与工程版，2 0 0 9 ，3 3 ( 5 ) : 8 3 9 - 8 4 2 . G u o X i a n g e n , L i Y a n . S t u d y o n d y n a m i c s h i f t s c h e d u l e o f c o n s t r u c t i o n v e h i c l e J . J o u r n a l o f W u h a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y : T r a n s p o r t a t i o n S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g , 2 0 0 9 , 3 3 ( 5 ) : 8 3 9 - 8 4 2 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 2 葛安林， 李焕松， 武文治， 等. 动态三参数最佳换档规律 的研究 J . 汽车工程，1 9 9 2 ，1 4 ( 4 ) : 2 3 9 - 2 4 7 . G e A n l i n , L i H u a n s o n g , W u W e n z h i . O p t i m i z e d s h i f t s c h e d u l e c o n t r o l l e d b y d y n a m i c 3 - p a r a m e t e r J . A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g , 1 9 9 2 , 1 4 ( 4 ) : 2 3 9 - 2 4 7 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 3 吴子岳， 赵婷婷， 王世明. 工程车辆三参数自动换挡系统 的研究 J . 机电工程，2 0 0 7 ，2 4 ( 1 1 ) ：4 0 - 4 2 . W u Z i y u e , Z h a o T i n g t i n g , W a n g S h i m i n g . R e s e a r c h o f a u t o s h i f t s c h e d u l e s y s t e m w i t h t h r e e v a r i a b l e p a r a m e t e r s i n c o n s t r u c t i o n v e c h i c l e J . M e c h a n i c a l a n d E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g M a g a z i n e , 2 0 0 7 , 2 4 ( 1 1 ) : 4 0 - 4 2 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 4 张祥，杨志刚，张彦生. 汽车A M T 系统的M a t l a b / S i m u l i n k 建模与仿真 J . 系统仿真学报，2 0 0 7 ，1 9 ( 1 4 ) : 3 3 3 9 - 3 3 4 3 . Z h a n g X i a n g , Y a n g Z h i g a n g , Z h a n g Y a n s h e n g . M o d e l i n g a n d s i m u l a t i o n o f a u t o m o b i l e A M T s y s t e m a p p l i c a t i o n w i t h m a t l a b / s i m u l i n k J . J o u r n a l o f S y s t e m S i m u l a t i o n , 2 0 0 7 , 1 9 ( 1 4 ) : 3 3 3 9 - 3 3 4 3 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 5 牛秦玉， 张国胜， 方宗德， 等. 电控机械式自动变速器换 档规律仿真模型的研究 J . 西安： 机械科学与技术， 2 0 0 7 ， 2 6 ( 3 ) : 3 5 1 - 3 5 4 . N i u Q i n y u , Z h a n g G u o s h e n g , F a n g Z o n g d e , e t a l . S i m u l a t i o n m o d e l o f s h i f t l a w f o r A M T J . M e c h a n i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , 2 0 0 7 , 2 6 ( 3 ) : 3 5 1 - 3 5 4 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 6 陈然，孙冬野. 自动变速车辆起步模糊神经网络控制策略 仿真 J . 系统仿真学报，2 0 1 0 ，2 2 ( 4 ) : 9 1 2 - 9 1 4 . C h e n R a n , S u n D o n g y e . F u z z y n e u r a l n e t w o r k c o n t r o l o f a u t o m a t e d m e c h a n i c a l t r a n s m i s s i o n d u r i n g s t a r t i n g J . J o u r n a l o f S y s t e m S i m u l a t i o n , 2 0 1 0 , 2 2 ( 4 ) : 9 1 2 - 9 1 4 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 7 王骞，吴光强. 模糊控制在湿式双离合器式自动变速器电 控系统中的应用 J . 测控技术，2 0 0 8 ，2 7 ( 8 ) : 5 9 - 6 2 . W a n g Q i a n , W u G u a n g q i a n g . A p p l i c a t i o n o f f u z z y l o g i c c o n t r o l o n w e t D C T s T C U J . M e a s u r e m e n t a n d C o n t r o l T e c h n o l o g y , 2 0 0 8 , 2 7 ( 8 ) : 5 9 - 6 2 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 8 贾元华，周立元. 自动变速器模糊换挡及其控制理论研究 J . 农业装备与车辆工程，2 0 0 5 ，4 ：3 3 - 3 6 . J i a Y u a n h u a , Z h o u L i y u a n . A r e s e a r c h o n f u z z y g e a r - s h i f t a n d c o n t r o l t h e o r y o f a u t o m a t i c m e c h a n i c a l t r a n s m i s s i o n J . S h a n d o n g A g r i c u l t u r a l M a c h i n e r y , 2 0 0 5 , 4 : 3 3 - 3 6 . ( i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 1 9 董其慧， 胡建军， 秦大同. 液力机械自动变速传动系统快 速原型控制 J . 重庆大学学报，2 0 0 6 ，2 9 ( 1 2 )