车辆自动变速技术已经进入了智能化时代，设计和开发智能化程度较高的自动变速系统是当前车辆自动变速技术的发展趋势。传统车辆基本上是纯粹的机械系统，现代车辆已演变为机电一体化系统和多种新技术综合集成的载体，车辆内在特征正发生革命性的变化。本文结合国家自然科学基金项目（50075033）“工程机械智能自动变速技术研究”，主要针对现有工程车辆液力机械传动系统中普遍存在的承受重载、超载时传动系统效率下降的问题，以提高工程车辆传动系统的效率为目的，围绕车辆自动变速技术的理论与试验进行了系统的研究。本文通过分析发动机与液力变矩器和变速器的共同工作，用解析法得出ZL50轮式装载机的效率自动换挡规律，应用模糊控制技术实现了以提高传动系统效率为目的的工程车辆自动变速的理论研究与实践。文中还结合仿真技术，对车辆自动变速系统进行了仿真研究。最后在液力机械传动试验台上进行了自动变速控制系统性能的测试试验。试验结果表明，车辆能够根据负载的变化自动变换挡位，模糊控制系统对工程车辆自动变速的智能控制是有效和可靠的，能够保持液力变矩器工作在高效区。以下分章节介绍本文的内容：第一章绪论。综述了车辆自动变速技术的发展历史和国内外自动变速技术的发展现状，介绍了自动变速在工程车辆上的应用成果。分析了自动变速技术的主要研究内容，确定了车辆自动变速系统研究的发展方向。结合我国国情，阐述了在工程车辆上实现自动变速以及自主开发工程车辆自动换挡系统的重要意义。并指出控制系统智能化、车辆电子一体化是自动变速技术发展趋势的两大特征，进而确定了本文的研究内容。第二章轮式装载机传动系统动力学模型。这一章对工程车辆动力传动系统进行了分析，以ZL50轮式装载机为研究对象，运用理论分析与试验数据相结合的方法建立了发动机、液力变矩器、定轴式变速器、车体和负载阻力等部分<WP=74>的数学模型，并进行了发动机、液力变矩器共同工作特性的匹配计算，还建立了控制器的模型，并在此基础上建立了工程车辆动力学模型。在理论上为后续的仿真开发工作做了准备。在对液力变矩器与发动机共同工作的输入特性和输出特性进行分析的基础上，给出了共同工作点的多种计算方法：几何近似算法、解析算法、优化算法和加速算法。所进行的探讨适用于所有带有液力变矩器的液力传动系统，对液力变矩器的合理设计也有重要的意义。第三章液力机械传动系统与效率换挡规律的研究。首先介绍了液力机械传动的特点，分析了液力变矩器的特性，通过分析发动机与液力变矩器和变速器的共同工作，用解析法得出ZL50轮式装载机的效率自动换挡规律，并且用模糊控制实现此规律。目的就是在油门开度不变的情况下根据负载变化能够自动换挡，保持液力变矩器在高效区工作。分析了效率换挡规律与其它现有的换挡规律的关系，提出了换挡规律的综合运用思想。它克服了因采用其中某一单一换挡规律而产生的不能适应车辆工况变化的问题。第四章工程车辆自动变速系统仿真与试验研究。仿真自动变速系统开发的重要手段和工具。本章在MATLAB计算仿真环境下，结合第二章建立的ZL50装载机的动力传动系统、车体、作业工况等部分的动力学数学模型，建立了自动变速系统的MATLAB仿真模型，其中包括动力传动系统模型、工况模型、车体模型和模糊换挡控制器模型等几部分，并利用MATLAB的SIMULINK工具箱对仿真模型进行了测试分析和仿真模拟。应用该仿真模型能够快速安全地预测控制系统中的参数的改变对车辆动力学性能的影响，从而为智能换挡策略的设计提供依据。仿真结果说明了以效率换挡规律为依据的模糊控制器可以通过变速器换挡来保持液力变矩器在高效区工作。本章还介绍了自动换挡试验的目的和过程，最后对试验结果进行了分析，达到验证换挡策略和仿真系统的目的。试验结果表明，仿真系统模型正确，仿真结果可信，自动变速控制系统工作可靠，本文所提出的以提高传动系统效率为目的的模糊换挡策略是可行的。第五章全文总结。本章是全文的总结，阐述了本论文的研究成果。