减速器换挡装置对齿控制策略

李建辉　布涛涛

摘要：纯电动汽车的动力传动系统正在由常啮合单挡传动向多挡传动方向发展，同步器为核心的换挡部件，换挡过程中对齿为常见工况。文中主要介绍了，通过合理的软件逻辑，在自动换挡中实现对齿工况的处理，最终完成换挡动作。

关键词：纯电动;同步器：自动换挡;对齿

中图分类号：U463

文献标识码：A

文章编号：2095-6487（2019）02-0052-02

0引言

随着纯电动汽车的发展，对车辆的动力性能、续航里程及百公里电耗要求越来越高，纯电动汽车的动力传动系统也在由原来的常啮合单挡传动向多挡传动方向发展，同步器为核心的换挡部件，随着机械加工水平能力的提升，同步器齿套及结合齿的齿距累积误差越来越小，但也无法完全消除，换挡过程中对齿仍为常见工况。

1对齿定义

换挡过程中，在同步完成之后，齿套锥面已经经过同步环锥面，即将进入到进齿阶段，即齿套锥面与结合齿锥面即将接触的临界点时，齿套与结合齿锥面的尖点相接触，此时定义为对齿点。

因为齿套和结合齿的齿距误差等加工误差导致齿套不能通过对齿点，而停在对齿点的工况，称为对齿”。

2对齿工况发生原因

因为齿套和结合齿的加工误差，导致齿套及结合齿任意两个齿的距离存在不相等的情况，这样就会出现以下三种情况，情况1：齿套两个齿的距离小于结合齿;情况2：齿套两个齿的距离等于结合齿;情况3：齿套兩个齿的距离小于结合齿。

当以上1、3情况出现时，当距离小的两个齿处于距离大的两个齿中间时，由于锥面的存在，导致齿套被锥面产生的轴向反力所阻挡，不能完成进齿。当距离小的两个齿只有一个齿处于距离大的两个齿中间，而另外一个齿处于距离大的两个齿之外时，则不会发生对齿情况，这也很好的说明对齿工况是一个概率事件，发生的概率与齿距误差占齿距宽度的比例成正比。

3 对齿工况策略

3.1电驱动系统结构

与常规动力相比，电动驱动系统驱动单元一电机与传动单元一变速器是直接相连的，中间不再有离合器等动力中断装置。

电机的转子与变速器的输入轴通过花键连接，动力传递到中间轴时通过同步器实现不同挡位的切换，实现输出端不同转速及扭矩的需求。

3.2网络架构

车辆转速等信息通过网关传递到换挡控制器;换挡控制器发送电机扭矩、转速、模式等请求到电机控制器，电机控制器反馈实际值到换挡控制器;换挡控制器发送换挡位置、换挡力等请求到换挡机构，换挡机构反馈实际值到换挡控制器[2]，。

3.3对齿工况判定方法

换挡过程采用PID控制，即在实际位置未达到目标位置之前，换挡会根据距离差进行变化，在某个位置如果出现不移动之后换挡力会持续增加。利用这一特性设定单位时间内位置变化的目标值，即移动速度，同时设定换挡力的最大值，如果在规定的对齿区域范围之内，在一定时间内移动速度小于规定的速度，且换挡力超过规定的电压，则判定发生了对齿工况。3.4对齿工况解决

车辆行驶时：将齿套退出对齿区域，等待一段时间，因为车速和电机转速都是变化的，所以同步器两端会产生转速差，对齿的两对齿就发生了错位，第3节的1、3情况就会消失，再次驱动换挡机构即可完成换挡动作。

车辆静止时：将齿套退回到空挡，换挡控制器给电机发出一个小的转速请求，电机响应该请求并转动，由于车辆是静止的，同步器两端就会产生转速差，同样，对齿的两对齿也会发生错位。之后再驱动换挡机构进行同步、进齿，最终完成换挡动作。

3.5注意事项

4.3及4.4中各目标值及判定值均需要根据实际标定结果设定，不同的产品差异性会比较大。

4结束语

通过在纯电动汽车动力传动系统的换挡控制过程中增加对齿逻辑，可以降低因对齿产生的换挡失败问题，提高了顾客对于车辆的使用率，增加了顾客的满意度。

参考文献

[1]林秉华.最新汽车设计实用手册[M].哈尔滨：黑龙江人民出版社，2005.

[2]周云山，钟勇.汽车电子控制技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]KonradReif，孙泽昌.BOSCH汽车电气与电子[M].北京：北京理工大学出版社，2014.