CN102493519B - 装载机自动变速控制系统及控制方法 - Google Patents
装载机自动变速控制系统及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种装载机自动变速控制系统及其控制方法。其特点是具有微处理器，所述的微处理器用于接收发动机转速、变矩器涡轮转速、车速、工作液压系统压力、制动压力、档位和方向操作手柄的信号并向变速操纵电磁阀发送控制信号；所述的微处理器具有驾驶员意图判断控制器、档位运算控制器、档位切换时机控制器。其优点是设置3个控制环节，首先通过对输入信号的分析，对驾驶员意图进行判断，决定是否需要换档，再通过换档策略选择控制环节选择合适的换档规律，最后通过换档时机控制环节确定前一档位脱开和后一档位啮合的换档时机，以保证换档平顺性、动力连续性及减小油耗，从而实现舒适、节能、高效的控制目的。
Description
技术领域
本发明是涉及一种装载机自动变速控制系统及控制方法。
背景技术
目前国内外生产或使用的装载机自动变速控制系统都是通过检查变速箱输入齿轮转速及输出齿轮转速，获得当前的输入转速及当前机器行驶速度，依靠车速作为判断依据来进行自动变速控制。
在传统的变速控制器，通常采用附图一所示的车速换档点进行换档控制。从附图一上看，为使车辆换档平顺，一般换档点选取各档位的两两交叉点，即A、B、C点，I档换II档为A点，II档换III档为B点，III档换IV档为C点，因为在这三点的前后两档车速是一致的，通常情况下不会产生换档冲击。
但这种方法有如下不足：
1、无法及时了解驾驶人员的意图。由于装载机作为自行式土石方铲运机械，不仅存在汽车那样为单纯的行走作业工况，同时也存在行走和液压系统铲装作业同时进行的工况，如在铲装过程中，驾驶员踩下油门的意图有两种，一种是加速，另一种是加快工作装置的动作，在传统变速控制器中并没有考虑，在另一种情况下，如在长距离下坡时，为减少制动器的磨损，避免过热失效，通常可利用发动机的反拖进行车辆减速，此时应当降档，但由于此时车速在增加，传统变速控制器却是在进行升档操作，与驾驶员的操作意图洽洽相反。如何正确识别操作人员的意图成为装载机自动变速的首要问题。
2、这种换档方式仅考虑了车速的平顺性，没有考虑装载机对牵引力的需求，当装载机行驶阻力发生变化时，如上坡、下坡、在行驶中举升铲斗，则无法保证换档时动力的连续性。
3、没有考虑到换档时对机器效率的影响，装载机为解决行走负荷冲击，普遍采用液力变矩器作为发动机和变速箱的耦合器，附图二为液力变矩器的工作特性。从液力变矩器的特性可知，液力变矩器的传动效率比机械传动的效率低，当泵轮工作在某一转速时，从效率角度来看，当涡轮转速/泵轮转速的比值在某一值区间时如0.5~0.9时，动力及动力传递效率相对较高，从动力传递结果来看，当传动比i(涡轮转速/泵轮转速的比值)趋近于1时，传递扭矩最小，当比值趋近于0时，扭矩传递值最大。考虑到传动效率，应当选取适当的换档点作为最佳换档点，保证变矩器工作在高效区，从而达到高效、节能的要求。
发明内容
本发明的目的就是提供一种通过对整机运行状态的收集，准确判断驾驶员的操作意图，并选择合适的换档规律，在保证车辆行驶平顺的情况下，满足动力输出的需求，同时降低整机油耗的装载机自动变速控制系统及其控制方法。
本发明的解决方案是这样的：
本发明的控制系统包括有：
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，判断操作人员的意图，输出操作人员意图信号；
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，将驾驶员意图与当前车辆运行状态相结合，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，按算法运算出换档时机，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换档信号，选择换档的时机，使用模糊算法计算当前档位脱开和目标档位啮合的时间，调节当前档位脱开和下一档位啮合的时间，实现档位的平稳过渡；对换挡执行机构输出驱动信号执行换挡；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。
上述的车速、变矩器涡轮转速信号是取自变速箱上的转速传感器；发动机转速是取自发动机飞轮；油门开度是取自油门踏板办位移传感器；工作泵油压取自工作泵上的压力开关；刹车信号取自脚制动踏板位移传感器；换挡操纵手柄信号取自换挡操纵手柄上的电信号。
对上述控制系统进行控制的方法步骤包括：
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。
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。所述的驾驶员意图判定使用的阈值比较法为：驾驶员意图类型分为4类，当工作装置动力性权重高于设定值I2a时判定为铲装举升意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重高于设定值I1b时判定为加速行驶意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重低于I1a时判定为减速停车意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重在I1a至I1b之间时判定为匀速行驶意图。其中I2a、I1b、I1a为预先设定的阈值，可为0-1之间的小数。
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，计算动力换挡点、效率换挡点；其中动力换挡点的计算方法为,测试相同油门开度下的各档位的整车牵引力-车速曲线图，取相邻两档位牵引力曲线交点处的车速为该油门开度下的动力换挡点；效率换挡点的计算方法为，测试相同油门开度下的各档位的变矩器效率-车速曲线图，取相邻两档位变矩器效率曲线交点处的车速为该油门开度下的效率换挡点。
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。
所述的控制策略如下：
驾驶员意图为加速行驶，车速变化类型为加速：若当前车速高于动力换挡点，则目标档位为下一高档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为加速行驶，车速变化类型为减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为匀速行驶，车速变化类型为加速或减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位；若当前车速高于效率换挡点，则目标档位为下一高档位；
驾驶员意图为铲装、举升，车速变化类型为加速或减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位。增大档间延时，以避免循环换挡；
驾驶员意图为减速停车，车速变化类型为减速：若当前车速低于效率换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为减速停车，车速变化类型为加速：提高换挡点车速，若当前车速远高于动力换挡点，则目标档位为下一高档位，否则目标档位为当前档位。
普通档间延时选取为2秒，延长的档间延时选取为3秒，手柄的档位调整范围定为：位置I-1档，位置II-1档至2档，位置III-1档至3档，位置IV-1档至4档。
所述的档位切换时机控制器所使用的模糊算法，以车速变化率(δV)、变矩器传动比(i)为输入量，以啮合中断时间为输出量，使用模糊算法判定换挡时机；其中变矩器传动比通过变矩器涡轮转速与发动机转速的比值计算得到，车速变化率通过车速变化值与时间的比值计算得到；对于车速变化率δV，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) ；对于变矩器传动比i，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；对于啮合中断时间T，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；各输入、输出量的隶属度函数均采用正态分布的形式；此后根据驾驶员意图的类别制定不同的模糊控制规则表。
所述的模糊控制规则表为：
对于加速意图、铲装和举升意图，所制定模糊控制规则表如下表:
对于匀速意图、减速停车意图，所制定模糊控制规则表如下表:
而后利用Mamdani算法进行模糊推理，得到反映啮合中断时间的模糊输出量；将模糊输出量通过重心法进行去模糊化，最终得到啮合中断时间。
依据所述的动力性权重模糊算法，各输入输出量的隶属度函数采用高斯函数
具体参数为：
油门开度变化率δα：负大(μ=-600δ=100 ）、负小(μ=-300δ=100 ）、零（μ=0δ=100）、正小(μ=300δ=100 ）、正大(μ=600δ=100 ）；整车车速：极小(μ=0δ=5 ）、小(μ=10δ=4 ）、大(μ=20δ=4 ）、极大(μ=30δ=5 ）；工作泵油压：无(μ=0δ=0.1 ）、有(μ=1δ=0.1 ）；制动踏板brake：无(μ=0δ=0.1 ）、有(μ=1δ=0.1 ）；行驶动力性权重和工作装置动力性权重：极小(μ=0δ=0.1 ）、小(μ=0.33δ=0.1 ）、大(μ=0.66δ=0.1 ）、极大(μ=1δ=0.1 ）；算法的计算过程可根据标准模糊算法流程，通过编程在微处理器中实现。
本发明的优点是自动变速控制器中设置3个控制环节，分别为驾驶员操作意图控制环节、换档策略选择环节和换档时机控制环节，通过对工作泵油压、制动踏板、发动机转速、当前车速、变矩器涡轮转速及档位和方向操作手柄为输入信号，通过驾驶员操作意图控制环节对驾驶员意图进行判断，再通过换档策略选择控制环节选择合适的换档规律，结合驾驶员意图和车辆运行状况决定目标档位，最后通过换档时机控制环节确定前一档位脱开和后一档位啮合的换档时机，以保证换档平顺性。采用本发明可使装载机铲装行驶和长距行驶过程中，根据操作人员的意图，通过算法运算，保证行驶速度平顺和动力连续，从而实现舒适、节能、高效的控制目的。
附图说明
附图是本发明的实施例。
附图1是本发明控制器的原理框图。
附图2是本发明的控制原理示意图。
附图3是传统的变速控制器对车速换档点进行换档控制的示意图。
附图4是液力变距器的工作特性图。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
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。
在本实施例中，如附图1所示，采用微处理器用于接收发动机转速、变矩器涡轮转速、车速、工作液压系统压力、制动压力、档位和方向操作手柄的信号，对接收的信号进行处理后向变速操纵电磁阀发送处理后的信号。
所述的驾驶员意图识别控制器、目标档位运算控制器、档位切换时机控制器均由微处理器进行处理，
上述的车速、变矩器涡轮转速信号是取自变速箱上的转速传感器；发动机转速是取自发动机飞轮；油门开度是取自油门踏板办位移传感器；工作泵油压取自工作泵上的压力开关；刹车信号取自脚制动踏板位移传感器；换挡操纵手柄信号取自换挡操纵手柄上的电信号。
对上述控制系统进行控制的方法步骤包括：
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。
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。
依据所述的动力性权重模糊算法，各输入输出量的隶属度函数采用高斯函数
具体参数为：
油门开度变化率δα：负大(μ=-600δ=100 ）、负小(μ=-300δ=100 ）、零（μ=0δ=100）、正小(μ=300δ=100 ）、正大(μ=600δ=100 ）；整车车速：极小(μ=0δ=5 ）、小(μ=10δ=4 ）、大(μ=20δ=4 ）、极大(μ=30δ=5 ）；工作泵油压：无(μ=0δ=0.1 ）、有(μ=1δ=0.1 ）；制动踏板brake：无(μ=0δ=0.1 ）、有(μ=1δ=0.1 ）；行驶动力性权重和工作装置动力性权重：极小(μ=0δ=0.1 ）、小(μ=0.33δ=0.1 ）、大(μ=0.66δ=0.1 ）、极大(μ=1δ=0.1 ）；算法的计算过程可根据标准模糊算法流程，通过编程在微处理器中实现。
所述的驾驶员意图判定使用的阈值比较法为：比较驶动力性权重值和工作装置动力性权重值与预设的阈值（I1a=0.25，I1b=0.5，I2a=0.5）的大小，当工作装置动力性权重高于设定值I2a时判定为铲装举升意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重高于设定值I1b时判定为加速行驶意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重低于I1a时判定为减速停车意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重在I1a至I1b之间时判定为匀速行驶意图，I2a、I1b、I1a为预先设定的阈值，可为0-1之间的数值，用于与计算所得权重值的比较。举某一实例来说，可选取I2a=0.5，I1b=0.5，I1a=0.25。输出信号1、2、3、4分别表示加速行驶、匀速行驶、铲装举升、减速停车四种驾驶员意图类型。
最终计算得到的驾驶员意图近似如下表：
实际使用时为减轻微处理器的工作量，也可将该表作为依据，根据实际运行情况查询该表得到驾驶员意图输出信号。
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，计算不同发动机转速下的动力换挡点、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。
所述的控制策略如下：
驾驶员意图为加速行驶，车速变化类型为加速：若当前车速高于动力换挡点，则目标档位为下一高档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为加速行驶，车速变化类型为减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为匀速行驶，车速变化类型为加速或减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位；若当前车速高于效率换挡点，则目标档位为下一高档位；
驾驶员意图为铲装、举升，车速变化类型为加速或减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位。增大档间延时，以避免循环换挡；
驾驶员意图为减速停车，车速变化类型为减速：若当前车速低于效率换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为减速停车，车速变化类型为加速：提高换挡点车速，若当前车速远高于动力换挡点，则目标档位为下一高档位，否则目标档位为当前档位。
本实施例使用的具体换挡点参数如下表：
本实施例普通档间延时选取为2秒，延长的档间延时选取为3秒，手柄的档位调整范围定为：位置I-1档，位置II-1档至2档，位置III-1档至3档，位置IV-1档至4档。
算法的计算过程可根据查表、数学计算、逻辑计算等方法，通过编程在微处理器中实现。
所述的档位切换时机控制器所使用的模糊算法，以车速变化率(δV)、变矩器传动比(i)为输入量，以啮合中断时间为输出量，使用模糊算法判定换挡时机；其中变矩器传动比通过变矩器涡轮转速与发动机转速的比值计算得到，车速变化率通过车速变化值与时间的比值计算得到；对于车速变化率δV，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) ；对于变矩器传动比i，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；对于啮合中断时间T，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；各输入、输出量的隶属度函数均采用正态分布的形式；此后根据驾驶员意图的类别制定不同的模糊控制规则表。
所述的模糊控制规则表为：
对于加速意图、铲装和举升意图，由于动力的持续是需要主要保证的目标，因此，在变速阀可承受的范围内，快速地啮合下一档位，脱开档位与啮合档位的时间可以有一定的重叠，以保证动力的不间断。以上述条件为原则制定模糊控制规则表如下表:
对于匀速意图、减速停车意图，动力不作为主要考虑因素，因此啮合中断时间可以适当增加。以上述条件为原则制定模糊控制规则表如下表:
而后利用Mamdani算法进行模糊推理，得到反映啮合中断时间的模糊输出量；将模糊输出量通过重心法进行去模糊化，最终得到啮合中断时间。算法中的参数可根据实际整机机型灵活调整。
所述的档位切换时机控制器所使用的模糊算法，各输入输出量的采用正态分布隶属度函数
具体参数为：
车速变化率(δV)：负大(μ=-8δ=2）、负小(μ=-4δ=2）、零(μ=0δ=2）、正小(μ=4δ=2）、正大(μ=8δ=2 ）；变矩器传动比i：极小(μ=0.3δ=0.1）、小(μ=0.5δ=0.1）、大(μ=0.7δ=0.1）、极大(μ=0.9δ=0.1）；啮合中断时间T：极小(μ=0δ=0.1）、小(μ=0.15δ=0.1）、大(μ=0.3δ=0.1）、极大(μ=0.45δ=0.1）；
算法的计算过程可根据标准模糊算法流程，通过编程在微处理器中实现。对于加速意图、铲装和举升意图计算得到的啮合中断时间近似于下表：
实际使用时为减轻微处理器的工作量，也可将该表作为依据，根据实际运行情况查询该表得到啮合中断时间输出信号。
Claims (10)
1.一种装载机自动变速控制系统的控制方法，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。
2.根据权利要求1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：
。
3.根据权利要求1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。
4.根据权利要求1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。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于所述的控制策略如下：
驾驶员意图为加速行驶，车速变化类型为加速：若当前车速高于动力换挡点，则目标档位为下一高档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为加速行驶，车速变化类型为减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为匀速行驶，车速变化类型为加速或减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位；若当前车速高于效率换挡点，则目标档位为下一高档位；
驾驶员意图为铲装、举升，车速变化类型为加速或减速：若当前车速低于动力换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；增大档间延时，以避免循环换挡；
驾驶员意图为减速停车，车速变化类型为减速：若当前车速低于效率换挡点，则目标档位为下一低档位，否则目标档位为当前档位；
驾驶员意图为减速停车，车速变化类型为加速：提高换挡点车速，若当前车速远高于动力换挡点，则目标档位为下一高档位，否则目标档位为当前档位。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的档位切换时机控制器所使用的模糊算法，以车速变化率(δV)、变矩器传动比(i)为输入量，以啮合中断时间为输出量，使用模糊算法判定换挡时机；其中变矩器传动比通过变矩器涡轮转速与发动机转速的比值计算得到，车速变化率通过车速变化值与时间的比值计算得到；对于车速变化率(δV)，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) ；对于变矩器传动比(i)，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；对于啮合中断时间T，采用4个模糊集合来描述：极小(VS)、小(S)、大(B)、极大(VB)；各输入、输出量的隶属度函数均采用高斯函数的形式；此后根据驾驶员意图的类别制定不同的模糊控制规则表。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于所述的模糊控制规则表为：
对于加速意图、铲装和举升意图，所制定模糊控制规则表如下表:
对于匀速意图、减速停车意图，所制定模糊控制规则表如下表:
而后利用Mamdani算法进行模糊推理，得到反映啮合中断时间的模糊输出量；将模糊输出量通过重心法进行去模糊化，最终得到啮合中断时间。
8.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于依据所述的模糊算法，各输入输出量的隶属度函数采用高斯函数
具体参数为：
油门开度变化率(δα)：负大(μ=-600δ=100 ）、负小(μ=-300δ=100 ）、零（μ=0δ=100）、正小(μ=300δ=100 ）、正大(μ=600δ=100 ）；整车车速：极小(μ=0δ=5 ）、小(μ=10δ=4 ）、大(μ=20δ=4 ）、极大(μ=30δ=5 ）；工作泵油压：无(μ=0δ=0.1 ）、有(μ=1δ=0.1 ）；制动踏板brake：无(μ=0δ=0.1 ）、有(μ=1δ=0.1 ）；行驶动力性权重和工作装置动力性权重：极小(μ=0δ=0.1 ）、小(μ=0.33δ=0.1 ）、大(μ=0.66δ=0.1 ）、极大(μ=1δ=0.1 ）；算法的计算过程可根据标准模糊算法流程，通过编程在微处理器中实现。
9.根据权利要求3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：驾驶员意图类型分为4类，当工作装置动力性权重高于设定值I2a时判定为铲装举升意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重高于设定值I1b时判定为加速行驶意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重低于I1a时判定为减速停车意图，当工作装置动力性权重低于I2a且行驶动力性权重在I1a至I1b之间时判定为匀速行驶意图，其中I2a、I1b、I1a为预先设定的阈值，可为0-1之间的小数；4种驾驶员意图类型分别用整数1、2、3、4表示。
10.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于所述的动力换挡点的计算方法为,测试相同油门开度下的各档位的整车牵引力-车速曲线图，取相邻两档位牵引力曲线交点处的车速为该油门开度下的动力换挡点；所述的效率换挡点的计算方法为，测试相同油门开度下的各档位的变矩器效率-车速曲线图，取相邻两档位变矩器效率曲线交点处的车速为该油门开度下的效率换挡点；普通档间延时选取为2秒，延长的档间延时选取为3秒，手柄的档位调整范围定为：位置I-1档，位置II-1档至2档，位置III-1档至3档，位置IV-1档至4档。
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