本發明涉及軌道工程機械技術領域，尤其是涉及一種應用于鋼軌打磨車的走行換擋方法。

背景技術：

目前，車輛換擋主要是通過驅動換擋裝置推動脫掛撥叉從而帶動滑動移套移動，達到滑動移套的內花鍵與輸入軸和輸出軸的外花鍵之間的嚙合。滑動移套將輸入軸和輸出軸連接在一起，從而實現動力傳輸，或者是通過滑動移套的外花鍵或齒輪與輸出部件的花鍵或齒輪嚙合來實現動力傳遞。但在實際操作過程中，由于需要嚙合的花鍵或齒輪的嚙合槽并不一定處于對正狀態，所以會經常出現“齒頂齒”掛不上檔的情況，有時甚至由于重復掛檔頂齒，導致嚙合件端面崩裂等問題，因此很有必要對現有掛檔系統進行改進。

目前國內現有的換擋裝置都是通過操作者操作換擋按鈕來硬件激活液壓系統回路，從而驅動走行軸轉動達到換擋的目的，而換擋是否到位是通過操作者肉眼察看得知的。現有的點動換擋裝置，也是一種硬件實現方式，即通過點動按鈕點動，硬件激活液壓回路換擋，與前述方式不同的是點動按鈕操作給定液壓泵排量的時間是通過點動時間的長短決定的。

現有換擋方式由于是通過操作換擋按鈕給定走行液壓泵排量，因此走行液壓泵排量大小和液壓驅動力保持時間只能人為控制，同時存在操作困難、頂齒現象嚴重、換擋效率低下等技術缺陷。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋼軌打磨車走行換擋方法，以解決現有換擋方式走行液壓泵排量大小和液壓驅動力保持時間只能人為控制，存在操作困難、頂齒現象嚴重、換擋效率低下的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種鋼軌打磨車走行換擋方法的技術實現方案，一種鋼軌打磨車走行換擋方法，包括以下步驟：

S100)操作者通過上位機向底層DO模塊發送點動指令；

S200)所述底層DO模塊對比并根據所述點動指令中由所述上位機給出的目標檔位與通過底層DI模塊采集到的走行軸的當前檔位計算出需要給定排量控制閥的控制信號；

S300)發動機以固定轉速帶動走行液壓泵，所述底層DO模塊通過所述排量控制閥控制所述走行液壓泵向馬達輸出給定的液壓流量，并由所述馬達帶動所述走行軸。

優選的，所述步驟S300還包括以下過程：

在所述馬達流量一定的情況下，通過EDA調節所述馬達的排量來調節所述馬達的轉速。

優選的，給定所述排量控制閥的控制信號包括給定所述走行液壓泵的排量大小和施加至所述走行軸的液壓驅動力的保持時間。

優選的，所述步驟S200還包括以下過程：

如果所述底層DO模塊對比所述上位機給出的目標檔位與通過所述底層DI模塊采集到的走行軸的當前檔位不匹配，則所述底層DO模塊根據所述上位機設定的液壓驅動力驅動對應的走行軸微動，如果目標檔位和當前檔位匹配則不需再給所述走行軸施加液壓驅動力。

優選的，所述步驟S100還包括以下過程：

所述底層DO模塊實時檢測所述上位機是否發出點動指令，如果檢測到有點動指令，則計算所述鋼軌打磨車的當前車速，只有車速小于設定的最大換擋速度情況下，所述點動指令有效。

優選的，所述步驟S200進一步包括以下過程：

S201)當所述點動指令有效，所述底層DO模塊判斷所述點動指令是點動向前指令還是點動向后指令；

S202)如果是點動向前指令，并且所述走行軸的當前檔位和目標檔位不一致，則根據設置值給定所述排量控制閥相應的排量；如果所述走行軸的當前檔位和目標檔位匹配，則無需再給所述排量控制閥排量；

S203)如果是點動向后指令，并且所述走行軸的當前檔位和目標檔位不一致，則根據設置值給定所述排量控制閥相應的排量；如果所述走行軸的當前檔位和目標檔位匹配，則無需再給所述排量控制閥排量。

優選的，當操作者點擊點動按鈕1次，則所述上位機自動下發該點動指令至所述底層DO模塊。

優選的，所述底層DO模塊給定的所述走行液壓泵的排量大小和施加至所述走行軸的液壓驅動力的保持時間能通過所述上位機的界面參數進行修改設置。

優選的，所述底層DO模塊通過PWM端口輸出控制信號驅動所述排量控制閥動作。

通過實施上述本發明提供的鋼軌打磨車走行換擋方法的技術方案，具有如下有益效果：

(1)本發明采用智能化電動換擋控制取代傳統的硬件換擋方式，走行液壓泵排量大小和液壓驅動力保持時間可以通過上位機設定并實現自動控制，從而解決頂齒現象嚴重的問題；

(2)本發明無需專門設計換擋控制電路，無需設計換擋按鈕和點動開關，具有設計成本更低，走行液壓泵排量大小和液壓驅動力保持時間更加優化，操作簡便，換擋成功率高等優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的實施例。

圖1是本發明方法所基于的鋼軌打磨車走行換擋系統一種具體實施例的系統結構框圖；

圖2是本發明系統的鋼軌打磨車走行換擋方法一種具體實施例的程序流程示意圖；

圖中：1-上位機，2-底層DI模塊，3-底層DO模塊，4-排量控制閥，5-發動機，6-走行液壓泵，7-EDA，8-馬達，9-走行軸。

具體實施方式

為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫記載如下：

底層DO模塊：底層數字量輸出模塊的簡稱；

底層DI模塊：底層數字量輸入模塊的簡稱；

PWM：Pulse Width Modulation，脈沖寬度調制的簡稱；

EDA：馬達排量調節電路板的簡稱。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如附圖1和附圖2所示，給出了本發明鋼軌打磨車走行換擋方法的具體實施例，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

如附圖1所示，一種本發明方法所基于的鋼軌打磨車走行換擋系統的具體實施例，用于控制走行軸10換擋，系統包括：上位機1、底層DI模塊2、底層DO模塊3、排量控制閥4、發動機5、走行液壓泵6和馬達8。操作者通過上位機1向底層DO模塊3發送點動指令，底層DO模塊3對比并根據點動指令中由上位機1給出的目標檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當前檔位計算出需要給定排量控制閥4的控制信號。發動機5以固定轉速帶動走行液壓泵6，底層DO模塊3通過排量控制閥4控制走行液壓泵6向馬達8輸出給定的液壓流量，馬達8帶動走行軸9。上位機1帶有觸摸屏，當操作者通過操作帶由觸摸屏的上位機1，點擊點動按鈕1次，則上位機1自動下發該點動指令至底層DO模塊3。

鋼軌打磨車走行換擋系統還包括與馬達8相連的EDA 7，在馬達8流量一定的情況下，EDA 7通過調節馬達8的排量來調節馬達8的轉速。給定排量控制閥4的控制信號進一步包括給定走行液壓泵6的排量大小(通過控制排量控制閥4的開度實現)和施加至走行軸9的液壓驅動力的保持時間(通過控制排量控制閥4的保持時間實現)。底層DO模塊3給定的走行液壓泵6的排量大小和施加至走行軸9的液壓驅動力的保持時間能通過上位機1的界面參數進行修改設置。如果底層DO模塊3對比上位機1給出的目標檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當前檔位不匹配，則底層DO模塊3根據上位機1設定的液壓驅動力驅動對應的走行軸9微動，如果目標檔位和當前檔位匹配則不需再給走行軸9施加液壓驅動力。底層DO模塊3可通過PWM端口輸出控制信號驅動排量控制閥4動作，排量控制閥4采用比例閥，底層DO模塊3通過調節排量控制閥4的開度來控制走行液壓泵6的排量，從而控制馬達8的排量。

底層DO模塊3實時檢測上位機1是否發出點動指令，如果檢測到有點動指令，則計算鋼軌打磨車的當前車速，只有車速小于設定的最大換擋速度情況下，點動指令有效。在點動指令有效的情況下，底層DO模塊3判斷點動指令是點動向前指令還是點動向后指令。如果是點動向前指令，并且述走行軸9的當前檔位和目標檔位不一致，則根據設置值給定排量控制閥4相應的排量。如果走行軸9的當前檔位和目標檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量。如果是點動向后指令，并且走行軸9的當前檔位和目標檔位不一致，則根據設置值給定排量控制閥4相應的排量。如果走行軸9的當前檔位和目標檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量。

一種鋼軌打磨車走行換擋方法的具體實施例，包括以下步驟：

S100)操作者通過上位機1向底層DO模塊3發送點動指令；

S200)底層DO模塊3對比并根據點動指令中由上位機1給出的目標檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當前檔位計算出需要給定排量控制閥4的控制信號；

S300)發動機5以固定轉速帶動走行液壓泵6，底層DO模塊3通過排量控制閥4控制走行液壓泵6向馬達8輸出給定的液壓流量，由馬達8帶動走行軸9。給定排量控制閥4的控制信號包括給定走行液壓泵6的排量大小和施加至走行軸9的液壓驅動力的保持時間。

步驟S300還包括以下過程：

在馬達8流量一定的情況下，通過EDA 7調節馬達8的排量來調節馬達8的轉速。

步驟S200還包括以下過程：

如果底層DO模塊3對比上位機1給出的目標檔位與通過底層DI模塊2采集到的走行軸9的當前檔位不匹配，則底層DO模塊3根據上位機1設定的液壓驅動力驅動對應的走行軸9微動，如果目標檔位和當前檔位匹配則不需再給走行軸9施加液壓驅動力。

步驟S100還包括以下過程：

底層DO模塊3實時檢測上位機1是否發出點動指令，如果檢測到有點動指令，則計算鋼軌打磨車的當前車速，只有車速小于設定的最大換擋速度情況下，點動指令有效。

如附圖2所示，鋼軌打磨車走行換擋方法進一步包括以下步驟：

A)底層DO模塊3檢測是否有點動指令；

B)如果有點動指令，則計算鋼軌打磨車的走行速度；

C)如果鋼軌打磨車的走行速度小于或等于設定的最大換擋速度，則換擋指令有效，并存儲此次點動指令；

D)如果鋼軌打磨車的走行速度大于設定的最大換擋速度，則走行速度過快，不允許進行換擋(因為在高速走行情況下換擋容易打壞換擋齒)，并存儲此次點動指令；

E)當點動指令有效，底層DO模塊3判斷點動指令是點動向前指令還是點動向后指令；

F)如果是點動向前指令，并且走行軸9的當前檔位和目標檔位不一致，則根據設置值給定排量控制閥4相應的排量；如果走行軸9的當前檔位和目標檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量；

G)如果是點動向后指令，并且走行軸9的當前檔位和目標檔位不一致，則根據設置值給定排量控制閥4相應的排量；如果走行軸9的當前檔位和目標檔位匹配，則無需再給排量控制閥4排量；

H)排量的大小及其保持時間可由上位機1的界面設置，當調試出最優參數后可通過界面保存下來(該步驟圖中未示出)。

在上述步驟中，當操作者點擊點動按鈕1次，則上位機1自動下發該點動指令至底層DO模塊3。底層DO模塊3給定的走行液壓泵6的排量大小和施加至走行軸9的液壓驅動力的保持時間能通過上位機1的界面參數進行修改設置。

本發明上述具體實施例描述的鋼軌打磨車走行換擋方法通過智能化控制實現點動換擋功能，換擋時底層DO模塊3自動監測當前檔位，通過對比目標檔位和反饋檔位，對于檔位不匹配的走行軸9給予一定驅動力微動直到到位。對于已經到位的則不給驅動力，大大減少了換擋齒輪箱的磨損，同時也大大提高了換擋的成功率。同時，底層DO模塊3自動檢測換擋到位與否，沒有到位的會給一定微動力去驅動走行軸9直到到位，微動力的大小及保持時間是可通過上位機1的界面進行設置和修改的，這樣可以保證在調試過程中選擇一個最佳微動力和微動力的保持時間。

通過實施本發明具體實施例描述的鋼軌打磨車走行換擋方法的技術方案，能夠產生如下技術效果：

(1)本發明具體實施例描述的鋼軌打磨車走行換擋系統采用智能化電動換擋控制取代傳統的硬件換擋方式，走行液壓泵排量大小和液壓驅動力保持時間可以通過上位機設定并實現自動控制，從而解決頂齒現象嚴重的問題；

(2)本發明具體實施例描述的鋼軌打磨車走行換擋系統無需專門設計換擋控制電路，無需設計換擋按鈕和點動開關，具有設計成本更低，走行液壓泵排量大小和液壓驅動力保持時間更加優化，操作簡便，換擋成功率高等優點。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制。雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限定本發明。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神實質和技術方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍。