丰田混合动力汽车线控换挡系统的分析

系统配置

线控换挡系统包括如下主要部分：换挡选择模块、混合动力ECU、停车控制ECU、电源ECU、停车执行机构、混合动力系统和挡位位置指示灯。

挡位选择模块  人机交互界面(HMI)可以是使驾驶员以更加舒适方式的换挡，它包括换挡操纵杆和停车开关。

混合动力ECU  其主要的功能是控制混合动力系统，此外，由于它的控制逻辑会影响换挡控制，所以它在线控换挡系统中有重要作用。这个ECU把指令发送给停车控制ECU，实现前进挡、倒挡和空挡的切换。混合动力ECU可以直接控制混合动力电机。

停车控制ECU  根据混合动力ECU发出的换挡指令，控制停车执行机构。

停车执行机构  包括一个磁阻开关电机和一个减速机构，执行机构控制传动轴上的停车机构。

电源ECU  控制供电。

挡位指示灯  显示当前挡位。

挡位选择模式

挡位选择模式使驾驶员能直接感受到这个系统改善了舒适性。通过最大限度的自由设计系统提供的换挡模式，过去无法达到的舒适性水平现在可以通过模拟人工程学来实现，因此一个独特的换挡模式被开发出来。

线控换挡系统最重要的特性是换挡操纵力和换挡模式，换挡操纵是一种瞬态，驾驶员的手从操纵杆放开后，操纵杆返回到预定位置上。因此，不必为了使操纵杆保持在某位置上而增加一种锁止机构。换挡操纵力的大小要优先于换挡时的感觉，不能大幅度的减小换挡操纵力，如图1所示。

另外，设计换挡模式时考虑了很多其它因素，可以使驾驶员容易记住各个挡位。换挡模式的特点如下(见图2)：

a．要选择所需的挡位，驾驶员只需操作换挡杆，而无需考虑挡位的当前位置，因为所有的换挡操作都是从同一位置开始，换挡模式也是一样的。

b．换挡时，换挡杆总产生正向的锁止，驾驶员无需试图去使操纵杆停在中间位置，或担心超出预定位置，这样可以减小换挡操纵力；

c．挂上前进挡或倒挡都会涉及到双向动作，使驾驶员意识到进行了换挡操作

d．停车换挡，系统提供了一个停车机构，驾驶员只需按一下即可，使用简便。