豐田混合動力汽車線控換擋系統的分析

系統配置

線控換擋系統包括如下主要部分：換擋選擇模塊、混合動力ECU、停車控制ECU、電源ECU、停車執行機構、混合動力系統和擋位位置指示燈。

擋位選擇模塊  人機交互界面(HMI)可以是使駕駛員以更加舒適方式的換擋，它包括換擋操縱桿和停車開關。

混合動力ECU  其主要的功能是控制混合動力系統，此外，由于它的控制邏輯會影響換擋控制，所以它在線控換擋系統中有重要作用。這個ECU把指令發送給停車控制ECU，實現前進擋、倒擋和空擋的切換。混合動力ECU可以直接控制混合動力電機。

停車控制ECU  根據混合動力ECU發出的換擋指令，控制停車執行機構。

停車執行機構  包括一個磁阻開關電機和一個減速機構，執行機構控制傳動軸上的停車機構。

電源ECU  控制供電。

擋位指示燈  顯示當前擋位。

擋位選擇模式

擋位選擇模式使駕駛員能直接感受到這個系統改善了舒適性。通過最大限度的自由設計系統提供的換擋模式，過去無法達到的舒適性水平現在可以通過模擬人工程學來實現，因此一個獨特的換擋模式被開發出來。

線控換擋系統最重要的特性是換擋操縱力和換擋模式，換擋操縱是一種瞬態，駕駛員的手從操縱桿放開后，操縱桿返回到預定位置上。因此，不必為了使操縱桿保持在某位置上而增加一種鎖止機構。換擋操縱力的大小要優先于換擋時的感覺，不能大幅度的減小換擋操縱力，如圖1所示。

另外，設計換擋模式時考慮了很多其它因素，可以使駕駛員容易記住各個擋位。換擋模式的特點如下(見圖2)：

a．要選擇所需的擋位，駕駛員只需操作換擋桿，而無需考慮擋位的當前位置，因為所有的換擋操作都是從同一位置開始，換擋模式也是一樣的。

b．換擋時，換擋桿總產生正向的鎖止，駕駛員無需試圖去使操縱桿停在中間位置，或擔心超出預定位置，這樣可以減小換擋操縱力；

c．掛上前進擋或倒擋都會涉及到雙向動作，使駕駛員意識到進行了換擋操作

d．停車換擋，系統提供了一個停車機構，駕駛員只需按一下即可，使用簡便。