[发明专利]装载机自动变速控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种装载机自动变速控制系统，其特征在于所述的控制系统包括有：

驾驶员意图识别控制器，用于检测整车车速、油门开度、工作液压泵压力和整车制动信号，使用模糊算法和阈值比较法计算驾驶员意图的类别；

目标档位运算控制器，用于检测整车车速、换挡和方向操纵手柄信号、变矩器涡轮转速和接收驾驶员意图信号，并结合驾驶员意图识别控制器计算后的驾驶员意图类别，使用最佳动力换挡算法、最佳变矩器效率换挡算法及相应的换挡策略，计算目标档位；

档位切换时机控制器，用于接收目标档位运算控制器输出的信号，使用模糊算法计算当前档位脱开和目标档位啮合的时间，对换挡执行机构输出驱动信号执行换挡。

2.一种对权利要求1所述系统进行控制的控制方法，其特征在于其方法步骤包括：

提取油门开度信号、工作泵油压信号、整车制动信号和整车车速信号，使用滤波算法提取有效信号，利用油门开度单位采样时间的变化值计算得到油门变化率；

油门开度信号、整车制动信号、整车车速信号和经油门开度变化度计算后的油门变化率进行输入量模糊化计算；

以所述的输入量模糊化计算后的数据为模糊输入量，以行驶动力性权重和工作装置动力性权重为模糊输出量，参照制定的行驶动力性权重模糊规则库和制定的工作装置动力性权重模糊规则库，使用模糊算法计算行驶动力性权重和工作装置动力性权重；

根据检测到的行驶动力性权重和工作装置动力性权重信号使用阈值比较法计算驾驶员意图类别；

根据检测到的变速箱发出的换挡和方向操纵手柄信号、车速信号和变矩器涡轮转速信号，以及输出的驾驶员意图类别信号，将驾驶员意图与当前车辆运行状态相结合，选择换挡算法和换挡策略，按算法运算出目标档位，输出运算后的目标档位信号；

根据检测到的当前驾驶员意图类别信号和固定时间内前后车速的差值，选择相应的控制策略，计算得到目标档位，目标档位运算环节运算后的目标档位信号，计算当前档位脱开和下一档位啮合的时间，选择换档的时机，实现档位的平稳过渡；将档位驱动功率信号发送到变速操纵电磁阀，使变速阀开启或关闭，对装载机档位进行控制。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于所述的对动力性权重计算使用的模糊算法为：以工作泵油压(P)、制动踏板(brake)、油门踏板变化率(δα)、整车车速（V）为模糊输入量，行驶动力性权重（I1）和工作装置动力性权重（I2）为模糊输出量；对于工作泵油压P采用2个模糊集合来描述：无(S)、有(B)；对于制动踏板brake采用2个模糊集合来描述：无(S)、有(B)；对于油门变化率δα，采用5个模糊集合来描述：负大(NB)、负小(NS)、零(O)、正小(PS)、正大(PB) ；对于整车车速，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；对于行驶动力性权重（I1），采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；对于工作装置动力性权重（I2），采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；各输入、输出量选取隶属度函数对其模糊化计算；隶属度函数采用高斯函数的形式或者三角型函数的形式；根据专家经验制定模糊控制规则表如下表；利用Mamdani模糊算法进行模糊推理，得到反映各驾驶员意图的动力性权重模糊输出量；将模糊输出量通过重心法进行去模糊化，得到行驶动力性权重和工作装置动力性权重如下：

。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于所述的驾驶员意图判定使用的阈值比较法为：比较行驶动力性权重值和工作装置动力性权重值与预设的阈值的大小，根据比较结果，判定驾驶员意图类型。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：

所述的换档算法是：

根据发动机特性和传动系特性，使用标准的最佳动力换挡点和最佳变矩器效率换挡点计算方法，计算不同油门开度下的动力换挡点、效率换挡点；

根据检测到的车速信号计算固定时间内前后车速的差值，区分为加速、减速两种车速变化类型

所述的换挡策略是根据加速行驶、匀速行驶、铲装和举升、减速停车4种驾驶员意图类别和加速、减速2种车速变化类型，分别制定控制策略。