減速器換擋裝置對齒控制策略

李建輝　布濤濤

摘要：純電動汽車的動力傳動系統正在由常嚙合單擋傳動向多擋傳動方向發展，同步器為核心的換擋部件，換擋過程中對齒為常見工況。文中主要介紹了，通過合理的軟件邏輯，在自動換擋中實現對齒工況的處理，最終完成換擋動作。

關鍵詞：純電動;同步器：自動換擋;對齒

中圖分類號：U463

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）02-0052-02

0引言

隨著純電動汽車的發展，對車輛的動力性能、續航里程及百公里電耗要求越來越高，純電動汽車的動力傳動系統也在由原來的常嚙合單擋傳動向多擋傳動方向發展，同步器為核心的換擋部件，隨著機械加工水平能力的提升，同步器齒套及結合齒的齒距累積誤差越來越小，但也無法完全消除，換擋過程中對齒仍為常見工況。

1對齒定義

換擋過程中，在同步完成之后，齒套錐面已經經過同步環錐面，即將進入到進齒階段，即齒套錐面與結合齒錐面即將接觸的臨界點時，齒套與結合齒錐面的尖點相接觸，此時定義為對齒點。

因為齒套和結合齒的齒距誤差等加工誤差導致齒套不能通過對齒點，而停在對齒點的工況，稱為對齒”。

2對齒工況發生原因

因為齒套和結合齒的加工誤差，導致齒套及結合齒任意兩個齒的距離存在不相等的情況，這樣就會出現以下三種情況，情況1：齒套兩個齒的距離小于結合齒;情況2：齒套兩個齒的距離等于結合齒;情況3：齒套兩個齒的距離小于結合齒。

當以上1、3情況出現時，當距離小的兩個齒處于距離大的兩個齒中間時，由于錐面的存在，導致齒套被錐面產生的軸向反力所阻擋，不能完成進齒。當距離小的兩個齒只有一個齒處于距離大的兩個齒中間，而另外一個齒處于距離大的兩個齒之外時，則不會發生對齒情況，這也很好的說明對齒工況是一個概率事件，發生的概率與齒距誤差占齒距寬度的比例成正比。

3 對齒工況策略

3.1電驅動系統結構

與常規動力相比，電動驅動系統驅動單元一電機與傳動單元一變速器是直接相連的，中間不再有離合器等動力中斷裝置。

電機的轉子與變速器的輸入軸通過花鍵連接，動力傳遞到中間軸時通過同步器實現不同擋位的切換，實現輸出端不同轉速及扭矩的需求。

3.2網絡架構

車輛轉速等信息通過網關傳遞到換擋控制器;換擋控制器發送電機扭矩、轉速、模式等請求到電機控制器，電機控制器反饋實際值到換擋控制器;換擋控制器發送換擋位置、換擋力等請求到換擋機構，換擋機構反饋實際值到換擋控制器[2]，。

3.3對齒工況判定方法

換擋過程采用PID控制，即在實際位置未達到目標位置之前，換擋會根據距離差進行變化，在某個位置如果出現不移動之后換擋力會持續增加。利用這一特性設定單位時間內位置變化的目標值，即移動速度，同時設定換擋力的最大值，如果在規定的對齒區域范圍之內，在一定時間內移動速度小于規定的速度，且換擋力超過規定的電壓，則判定發生了對齒工況。3.4對齒工況解決

車輛行駛時：將齒套退出對齒區域，等待一段時間，因為車速和電機轉速都是變化的，所以同步器兩端會產生轉速差，對齒的兩對齒就發生了錯位，第3節的1、3情況就會消失，再次驅動換擋機構即可完成換擋動作。

車輛靜止時：將齒套退回到空擋，換擋控制器給電機發出一個小的轉速請求，電機響應該請求并轉動，由于車輛是靜止的，同步器兩端就會產生轉速差，同樣，對齒的兩對齒也會發生錯位。之后再驅動換擋機構進行同步、進齒，最終完成換擋動作。

3.5注意事項

4.3及4.4中各目標值及判定值均需要根據實際標定結果設定，不同的產品差異性會比較大。

4結束語

通過在純電動汽車動力傳動系統的換擋控制過程中增加對齒邏輯，可以降低因對齒產生的換擋失敗問題，提高了顧客對于車輛的使用率，增加了顧客的滿意度。

參考文獻

[1]林秉華.最新汽車設計實用手冊[M].哈爾濱：黑龍江人民出版社，2005.

[2]周云山，鐘勇.汽車電子控制技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3]KonradReif，孫澤昌.BOSCH汽車電氣與電子[M].北京：北京理工大學出版社，2014.