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(tǒng)正在由常嚙合單擋傳動向多擋傳動方向發(fā)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(xiàn)對齒工況的處理，最終完成換擋動作。

關(guān)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(fā)展，對車輛的動力性能、續(xù)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(tǒng)也在由原來的常嚙合單擋傳動向多擋傳動方向發(fā)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(jié)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(jīng)經(jīng)過同步環(huán)錐面，即將進入到進齒階段，即齒套錐面與結(jié)合齒錐面即將接觸的臨界點時，齒套與結(jié)合齒錐面的尖點相接觸，此時定義為對齒點。

因為齒套和結(jié)合齒的齒距誤差等加工誤差導(dǎo)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(fā)生原因

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

當以上1、3情況出現(xiàn)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(dǎo)致齒套被錐面產(chǎn)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(fā)生對齒情況，這也很好的說明對齒工況是一個概率事件，發(fā)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(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

與常規(guī)動力相比，電動驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)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(zhuǎn)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(xiàn)不同擋位的切換，實現(xiàn)輸出端不同轉(zhuǎn)速及扭矩的需求。

3.2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

車輛轉(zhuǎn)速等信息通過網(wǎng)關(guān)傳遞到換擋控制器;換擋控制器發(fā)送電機扭矩、轉(zhuǎn)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(fā)送換擋位置、換擋力等請求到換擋機構(gòu)，換擋機構(gòu)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(jù)距離差進行變化，在某個位置如果出現(xiàn)不移動之后換擋力會持續(xù)增加。利用這一特性設(shè)定單位時間內(nèi)位置變化的目標值，即移動速度，同時設(shè)定換擋力的最大值，如果在規(guī)定的對齒區(qū)域范圍之內(nèi)，在一定時間內(nèi)移動速度小于規(guī)定的速度，且換擋力超過規(guī)定的電壓，則判定發(fā)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(qū)域，等待一段時間，因為車速和電機轉(zhuǎn)速都是變化的，所以同步器兩端會產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，對齒的兩對齒就發(fā)生了錯位，第3節(jié)的1、3情況就會消失，再次驅(qū)動換擋機構(gòu)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(fā)出一個小的轉(zhuǎn)速請求，電機響應(yīng)該請求并轉(zhuǎn)動，由于車輛是靜止的，同步器兩端就會產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，同樣，對齒的兩對齒也會發(fā)生錯位。之后再驅(qū)動換擋機構(gòu)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(jù)實際標定結(jié)果設(shè)定，不同的產(chǎn)品差異性會比較大。

4結(jié)束語

通過在純電動汽車動力傳動系統(tǒng)的換擋控制過程中增加對齒邏輯，可以降低因?qū)X產(chǎn)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(shè)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(shù)[M].北京：機械工業(yè)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.