本发明涉及驱动系统的技术领域，更具体地说是涉及车辆驱动系统及其挡位控制方法的技术领域。
背景技术
液压马达是液压系统中的一种执行元件，它通过液压来驱动液压马达的输出轴转动，主要应用于注塑机械、起扬机、工程机械、建筑机械、煤矿机械、矿山机械、冶金机械、船舶机械、石油化工和港口机械等领域，它具有体积小、重量轻、结构简单、工艺性好、对油液的污染不敏感、耐冲击和惯性小等优点。
目前市面上常见车辆的驱动系统主要由发动机、离合器、变速箱和传动轴等部件组成，通过变速箱进行换挡，将发动机的动力通过传动轴传递至车轮，来驱动车辆行走。然而采用上述传统驱动系统进行动力传递和换挡，存在以下几点弊端：一是使用成本高，由于离合器、变速箱等部件的结构复杂，并且后驱车辆的传动轴长度较长、重量较重，因此制造成本高，增加了使用成本，并且保养及维修成本高；二是传动效率较低，由于传统驱动系统的动力在传递过程中，存在严重的摩擦等动力损耗，因此大大降低了传动效率；三是不易操作，采用传统的变速箱进行换挡，尤其是采用手动变速箱进行换挡时，需要手脚并用，操作十分不方便，挡位控制麻烦，并且由于换挡机构机械结构的限制，无法实现对挡位的远距离控制；四是安全系数低，传统的变速箱可能出现脱挡或跳挡现象，从而造成失去动力或刹不住车的现象，因此存在重大的安全隐患。并且传统采用气动刹车的车辆在启动初期由于气泵气压不足容易导致刹车制动力不足，因此为了防止刹车制动力不足，在车辆启动时往往需要等待一段时间用于刹车气泵进行打气，从而浪费了时间。五是传统车辆发动机的输出扭矩较小，为了增大扭矩则需要采用减速器进行减速增矩，而这样一来，则大大增加了传动系统的重量和结构复杂程度。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决上述之不足而提供一种结构简单，可有效降低使用成本，传动效率高，并且换挡操作十分方便，同时可大大提高安全系数的数码驱动系统及其挡位控制方法。
本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：
数码驱动系统，它包括有液压马达、液压分泵、plc控制器、油箱和液压阀，所述油箱分别与液压分泵和液压马达相连通，所述液压分泵分别通过液压阀与液压马达相连通，所述plc控制器分别与液压分泵和液压阀电连接。
所述液压阀包括有单向阀、电磁换向阀和溢流阀，所述液压分泵的进油口分别与油箱相连通，所述液压分泵的出油口分别与单向阀相连通，所述单向阀分别与电磁换向阀相连通，所述电磁换向阀分别与液压马达和油箱相连通，所述溢流阀的一端分别与液压分泵的出油口和单向阀相连通，溢流阀的另一端与油箱相连通，所述电磁换向阀分别与plc控制器电连接。
数码驱动系统的挡位控制方法，其控制方法如下：所述液压马达的挡位数a与液压马达输出轴的转速呈比例对应，将液压马达十进制的挡位数a转换为n位数的二进制数（bn-1bn-2…b1b0），所述液压马达十进制挡位数a的最大值所对应的二进制数的位数为m，将液压分泵的个数设置为m个，第一个液压分泵为1液压分泵，第二个液压分泵为2液压分泵…第m个液压分泵为2m-1液压分泵，第一个至第m个液压分泵的额定流量分别与其标号（1、2、…2m-1）呈比例对应，液压马达的挡位数a=（bn-1×2n-1＋bn-2×2n-2＋…＋b1×21＋b0×20），通过plc控制器控制bn-1×2n-1液压分泵、bn-2×2n-2液压分泵…b1×21液压分泵和b0×20液压分泵同时向液压马达泵油，使液压马达达到相应的挡位数a。
本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
1、使用成本低。本数码驱动系统取消了传统驱动系统的离合器和变速箱等复杂的传动部件，并且省去了传统后驱车辆的传动轴，通过plc控制器控制液压分泵即可对液压马达输出轴的转速进行控制，实现了对液压马达的挡位控制，并可实现对挡位的远距离控制，从而极大地简化了驱动系统的传动系统结构、换挡机构结构和换挡操作过程，降低了驱动系统的制造成本和使用成本，并且大幅降低了驱动系统的故障率，有效降低了保养成本，同时维修起来也十分方便。并且通过本数码驱动系统的挡位控制方法对液压马达的挡位进行控制，从而最大程度地精简了本数码驱动系统的结构，降低了本数码驱动系统的制造成本，同时换挡逻辑简单易行，实现了高效稳定的换挡，有效降低了换挡过程中的故障率。
2、传动效率高。由于省去了离合器和变速箱等传动部件，从而减少了动力经过离合器和变速箱进行传递过程中发生的摩擦等动力损耗，从而大大提高了传动效率，减少了油耗，并且降低了噪音，十分环保。
3、易操作。通过plc控制器控制不同的液压分泵进行组合，对液压马达进行控制，即可获得不同的液压马达的挡位数，并且plc控制器操作起来十分方便，可根据需要将plc控制器放置在合适位置，并可通过身体相应部位对plc控制器进行操作，操作十分方便快捷，尤其相对于传统手动挡的换挡机构而言，无需使用换挡杆配合离合器进行换挡，从而大大减轻了换挡时的劳动强度、省时省力。
4、安全系数高。由于液压马达的输出动力时刻与车轮处于连接状态，避免了传统变速箱出现跳挡或脱挡，而导致的动力与车轮断开的现象，尤其对于重型卡车等重型机械，避免了在长上坡或长下坡过程中出现的跳挡、挂不上挡或换挡溜车等现象，从而大大提高了安全系数；并且本数码驱动系统还可起到很好的制动效果，配合传统驱动系统中的刹车装置，可有效避免刹不住车的现象，进一步提高了安全系数；同时，车辆启动后即可行驶，避免了传统气动刹车在车辆启动初期由于气泵气压不足而导致的制动力不足的现象，节省了传统气动刹车气泵的打气时间。
5、采用了一轴多泵。将多个液压分泵分别同时与一个液压马达进行连接，从而实现了一轴多泵，不仅大幅提高了液压马达的输出扭矩，而且有效提高了液压马达的挡位控制精度，同时简化了液压马达的换挡逻辑；
6、节能效果好。本驱动系统在加速时，随着档位的增加，车辆速度自然提高，改变了传统燃油动力系统在加速时，当档位处在最高档时，只能通过增加燃油供给量来提高车速的不足，节能效果十分明显。
具体实施方式
图1为本发明数码驱动系统的结构示意图；
图2为本发明的plc控制程序。
具体实施方式
由图1所示，数码驱动系统，它包括有液压马达1、液压分泵、plc控制器2、油箱5和液压阀，所述液压阀包括有单向阀7、电磁换向阀8和溢流阀9，所述液压分泵的进油口10分别与油箱5相连通，所述液压分泵的出油口12分别与单向阀7相连通，所述单向阀7分别与电磁换向阀8相连通，所述电磁换向阀8分别与液压马达1和油箱5相连通，所述溢流阀9的一端分别与液压分泵的出油口12和单向阀7相连通，溢流阀9的另一端与油箱5相连通，所述plc控制器2分别与液压分泵和电磁换向阀8电连接。上述液压马达1、液压分泵、油箱5和液压阀均可直接从市场上购买得到，plc控制器2的控制程序如图2所示，其连接方式为本领域的常见技术，可由本领域的普通技术人员实现。
数码驱动系统的挡位控制方法，其控制方法如下：所述液压马达1的挡位数a与液压马达1输出轴的转速呈比例对应，将液压马达1十进制的挡位数a转换为n位数的二进制数（bn-1bn-2…b1b0），所述液压马达1十进制挡位数a的最大值所对应的二进制数的位数为m，将液压分泵的个数设置为m个，第一个液压分泵为1液压分泵，第二个液压分泵为2液压分泵…第m个液压分泵为2m-1液压分泵，第一个至第m个液压分泵的额定流量分别与其标号（1、2、…2m-1）呈比例对应，液压马达1的挡位数a=（bn-1×2n-1＋bn-2×2n-2＋…＋b1×21＋b0×20），通过plc控制器2控制bn-1×2n-1液压分泵、bn-2×2n-2液压分泵…b1×21液压分泵和b0×20液压分泵同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到相应的挡位数a。
例如当液压马达1的挡位数a最大值为15时，将十进制的挡位数1~15分别转换为二进制数：1d=1b，2d=10b，3d=11b，4d=100b，5d=101b，6d=110b，7d=111b，8d=1000b，9d=1001b，10d=1010b，11d=1011b，12d=1100b，13d=1101b，14d=1110b，15d=1111b。
将液压分泵的个数设置为4个，并分别为1液压分泵40、2液压分泵41、4液压分泵42和8液压分泵43。
当需要将液压马达1的挡位数a控制为1时，1=1，则此时通过plc控制器2控制1液压分泵40向液压马达1泵油，使液压马达1达到1挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为2时，2=2，则此时通过plc控制器2控制2液压分泵41向液压马达1泵油，使液压马达1达到2挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为3时，3=2+1，则此时通过plc控制器2控制2液压分泵41和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到3挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为4时，4=4，则此时通过plc控制器2控制4液压分泵42向液压马达1泵油，使液压马达1达到4挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为5时，5=4+1，则此时通过plc控制器2控制4液压分泵42和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到5挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为6时，6=4+2，则此时通过plc控制器2控制4液压分泵42和2液压分泵41同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到6挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为7时，7=4+2+1，则此时通过plc控制器2控制4液压分泵42、2液压分泵41和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到3挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为8时，8=8，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43向液压马达1泵油，使液压马达1达到8挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为9时，9=8+1，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到9挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为10时，10=8+2，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43和2液压分泵41同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到10挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为11时，11=8+2+1，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43、2液压分泵41和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到11挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为12时，12=8+4，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43和4液压分泵42同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到12挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为13时，13=8+4+1，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43、4液压分泵42和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到13挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为14时，14=8+4+2，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43、4液压分泵42和2液压分泵41同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到14挡；
当需要将液压马达1的挡位数a控制为15时，15=8+4+2+1，则此时通过plc控制器2控制8液压分泵43、4液压分泵42、2液压分泵41和1液压分泵40同时向液压马达1泵油，使液压马达1达到15挡。
本数码驱动系统在工作时可将液压马达1的输出轴与车辆车桥13进行传动连接，通过液压分泵向液压马达1泵油，驱动液压马达1的输出轴转动，进而通过车桥13驱动车轮6转动，使车辆前进。由于液压马达1输出轴的转速取决于供油量，因此可通过plc控制器2根据不同的挡位控制相应的液压分泵进行泵油，通过不同液压分泵的组合，可获得精确的泵油量，从而在液压马达1的载荷为一定值时，可对液压马达1输出轴的转速进行控制，达到对液压马达1的挡位进行精确控制的目的。