前移式叉车行驶时轮胎防打滑的控制方法及其前移式叉车与流程

本发明涉及前移式叉车，尤其涉及一种前移式叉车行驶时轮胎防打滑的控制方法及其前移式叉车。

背景技术：

1、前移式叉车因其结构紧凑、作业灵活，广泛应用于仓库、厂房等室内物流场景。目前，该类叉车普遍采用后置单驱动轮设计，由牵引电机经齿轮箱将动力传递至驱动轮，通过方向开关和加速器实现车辆的前进、后退及速度调节。驱动轮轮胎通常采用聚氨酯材质，以兼顾耐磨性和地面保护需求。

2、在车辆实际作业过程中，驾驶员经常需要进行前进与后退的快速切换（即换向操作），例如在窄通道内调整车位或进行短距离往复堆垛。在这种换向过程中，控制器根据方向开关的切换指令，迅速改变牵引电机的相序以产生反向驱动力。此时，由于整车存在较大的行驶惯性，驱动轮上会瞬间产生远大于正常起步工况的反向制动扭矩。经研究发现，这一反向制动扭矩对驱动轮与地面之间的附着稳定性构成显著挑战。当该反向扭矩超过地面所能提供的最大静摩擦力时，驱动轮将发生原地空转打滑。这种打滑现象会带来多方面的负面影响：

3、其一，驱动轮空转导致轮胎胎面与地面产生剧烈摩擦，不仅留下黑色印迹污染库区地面，更会造成轮胎的异常磨损甚至结构性开裂，大幅缩短轮胎使用寿命，增加维护成本。

4、其二，打滑期间驱动轮丧失有效附着力，导致车辆制动力矩无法正常建立，制动距离显著延长，尤其在环氧地坪、积水或油污等低附着系数路面条件下，安全隐患更为突出。

5、针对上述打滑问题，现有技术中已有部分方案提出了控制思路。例如，公布号为cn119975362a的中国发明专利申请公开了一种前移式叉车的行驶起步控制方法，其通过检测驱动轮与承载轮的线速度比值来判断打滑是否发生，并在检测到打滑后降低牵引电机起步扭矩，从而抑制起步阶段的驱动轮打滑。然而，该类方案属于事后补救式的反馈控制——即必须在打滑实际发生后，通过轮速差异才能识别并进行干预。这种控制逻辑存在的固有局限是：打滑已经发生，轮胎磨损和地面污染已经产生，且控制介入存在滞后性，难以有效应对快速换向时因惯性冲击所导致的瞬时、剧烈打滑。

6、此外，现有方案普遍侧重于单一工况（如起步阶段）的控制，未能充分考虑整车负载状态和门架位置对驱动轮附着力的影响。实际上，当叉车载有重物且门架处于前移位置时，整车重心大幅前移，驱动轮的正压力显著减小，附着力急剧下降，此时若仍按常规参数进行换向操作，打滑风险将成倍增加。而现有技术中尚未见有方案能够根据整车重心迁移状态，对换向过程中的加速度和速度进行预判式、多级柔化的适应性调节。

7、有鉴于此，确有必要提供一种能够在车辆换向指令发出时即主动识别打滑风险、并根据整车实时姿态自适应调节牵引力输出参数的控制方案，以从根源上抑制换向打滑，保障叉车作业安全性与经济性。

技术实现思路

1、本发明实际要解决的技术问题是：现有前移式叉车在行驶方向快速切换时，由于无法有效抑制惯性引起的驱动轮异常滑转，导致车辆行驶稳定性和轮胎耐用性下降。

2、本发明的第一方面，为了解决上述技术问题，提供了一种前移式叉车行驶时轮胎防打滑的控制方法，包括：

3、获取前移式叉车的方向切换指令和牵引电机的实际旋转方向；

4、响应于所述方向切换指令所指示的目标方向与所述牵引电机的实际旋转方向相反，控制所述牵引电机以预设的第二加速度和预设的第二速度上限运行；其中，所述第二加速度小于正常起步工况下的第一加速度，且所述第二速度上限小于正常起步工况下的第一速度上限。

5、进一步地，还包括：

6、响应于所述方向切换指令所指示的目标方向与所述牵引电机的实际旋转方向相同，控制所述牵引电机以所述第一加速度和所述第一速度上限运行。

7、进一步地，还包括：

8、获取所述前移式叉车的负载状态信息和门架前移位置信息；

9、当根据所述负载状态信息判定所述前移式叉车处于重载状态，且根据所述门架前移位置信息判定门架前移距离超过预设位置阈值时，控制所述牵引电机以预设的第三加速度和预设的第三速度上限运行；

10、其中，所述第三加速度小于所述第二加速度，且所述第三速度上限小于所述第二速度上限。

11、进一步地：

12、所述第一加速度、所述第二加速度和所述第三加速度满足：a1＞a2＞a3；

13、所述第一速度上限、所述第二速度上限和所述第三速度上限满足：v1＞v2＞v3；

14、其中，a1为所述第一加速度，a2为所述第二加速度，a3为所述第三加速度；v1为所述第一速度上限，v2为所述第二速度上限，v3为所述第三速度上限。

15、进一步地，所述判定所述前移式叉车处于重载状态，包括：

16、获取设置于起升油缸油路中的压力传感器的输出信号；

17、当所述输出信号大于预设压力阈值时，判定所述前移式叉车处于重载状态。

18、进一步地，所述判定门架前移距离超过预设位置阈值，包括：

19、获取设置于门架与车架之间的表征门架相对于车架前移位移量的拉线编码器输出信号；

20、当所述前移位移量大于门架最大前移距离的预设百分比时，判定门架前移距离超过所述预设位置阈值。

21、进一步地，所述牵引电机的实际旋转方向通过设置于所述牵引电机上的编码器检测获得。

22、进一步地，所述方向切换指令通过操作方向开关产生，所述方向切换指令所指示的目标方向包括前进方向和后退方向。

23、本发明的第二方面，提供一种前移式叉车，包括：

24、牵引电机，用于输出驱动力以驱动车轮转动；所述牵引电机设置有编码器，以检测所述牵引电机的实际旋转方向；

25、方向操作装置，用于接收驾驶员的方向切换操作并输出方向切换指令；

26、控制器，分别与所述牵引电机和所述方向操作装置电连接，所述控制器用于执行所述的前移式叉车行驶时轮胎防打滑的控制方法。

27、进一步地，还包括：

28、传感器组件，包括压力传感器和拉线编码器；所述压力传感器设置于起升油缸的油路中，并与所述控制器电连接，用于检测油缸压力以表征整车负载状态；所述拉线编码器设置于门架与车架之间，并与所述控制器电连接，用于检测门架相对于车架的前移位移量；

29、加速器，与所述控制器电连接，用于向所述控制器输出表征驾驶员加速意图的模拟量信号；以及

30、齿轮箱，连接于所述牵引电机的输出端与车轮之间。

31、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

32、本发明通过在方向切换指令发出的第一时间即识别车辆正处于前进与后退相互转换的换向工况，并提前、主动地以低于正常起步工况的加速度和速度上限控制牵引电机运行，有效抑制了换向瞬间因整车惯性所导致的反向制动扭矩冲击，从根源上避免了驱动轮克服地面附着力而发生空转打滑，提升了车辆在湿滑、低附着系数路面及频繁换向作业场景下的行驶稳定性和制动安全性，同时减少了轮胎异常磨损和地面污染，延长了轮胎使用寿命，降低了维护成本。此外，本发明完全依赖软件逻辑控制实现，无需增加额外硬件，具有良好的经济性和通用性。