普锐斯混合动力汽车应用电子换挡控制系统,如图3-138所示。
(1)换挡控制系统原理如图3-139所示。
(2)换挡控制系统组成如图3-140所示。
①挡位传感器。该传感器固定在变速器换挡杆总成上,用来检测挡位(R、N、D和B)并发送挡位信号到 HV ECU。
②换挡控制执行器。按下驻车开关时,换挡控制执行器工作,和混合动力变速驱动桥的驻车锁啮合挡位在P挡,并踩下制动踏板时,若驾驶员操作换挡杆,换挡控制执行器就会将混合动力变速驱动桥的驻车锁开锁。
③驻车开关(图3-141)。打开或关闭驻车开关时,会检测驾驶员对P挡的操作情况,并且将相关信息发送到 HV ECU。驻车开关是瞬间型开关,它可以通过开关上的指示灯来指示驻车锁是否锁止。
④变速器控制ECU。其接收到 HV ECU的打开驻车开关信号后,将激活换挡控制执行器还可以根据P挡的开关状态来点亮P挡指示灯。
⑤ HV ECU。收到打开驻车开关的信号后, HV ECU检测换到P挡的条件是否满足,同时发送换挡控制执行器控制信号至变速器控制ECU。
⑥发动机ECU。其收到 HV ECU发出的与驾驶员选择的挡位相对应的发动机控制信号,控制发动机处于最佳状态。
⑦电源控制ECU。其发送信号至 HV ECU,表明车辆电源已关闭。电源控制ECU发送换至P挡请求信号到变速器控制ECU。只有当电源开关关闭,挡位不在P挡时,才发送此信号。
⑧制动灯开关。其检测制动踏板踩下信号。
⑨组合仪表。其根据 HV ECU的信号点亮驾驶员所选择的挡位指示灯。若变速器控制ECU发生异常情况,则组合仪表上主警告灯点亮。
⑩复式显示器。其根据变速器控制ECU发送的信号显示警告信息,来提示驾驶员。
(3)换挡系统主要部件。
①变速器换挡杆总成。当换挡操作后驾驶员的手离开换挡手柄时,手柄就会在回位弹簧的作用下回到原位。照明变速器换挡杆总成内的挡位传感器(选择传感器与换挡传感器)检测挡位(R、N、D和B)。开启尾灯时,壳体中的灯泡就会间接地照亮换挡手柄指示灯表面,以增加夜间的照明。
②换挡手柄指示灯(图3-142)。换挡手柄指示灯的工作原理:壳体内的灯泡点亮时,光束透过导光壳,反射到换挡杆柱面和光传输区域,从而由换挡手柄的下部照亮指示灯表面。
③挡位传感器(图3-143)。挡位传感器包括一个用来检测换挡杆横向运动的选择传感器和一个用来检测换挡杆纵向运动的换挡传感器,这两个传感器信号的组合可以检测挡位。
④换挡控制执行器(图3-144)。安装在混合动力变速驱动桥的侧面。接收到变速驱动控制ECU的执行信号后,执行器中的电动机就转动,从而移动驻车锁止杆,再推动驻车锁爪,使它与安装在中间轴从动齿轮上的驻车齿轮啮合,最终混合动力变速驱动桥就被机械地锁止或开锁。
⑤驻车锁止机构(图3-145和图3-146)。
a.机械驻车锁止机构安装在中间轴从动齿轮中。
b.驻车锁爪与中间轴从动齿轮一体的驻车齿轮的啮合可以锁止车辆的运动。
C.收到变速器控制ECU的锁止或开锁信号后,换挡控制执行器立即转动1号杆来移动驻车锁止杆,从而推动驻车锁爪。最终驻车锁爪和驻车齿轮啮合,进而锁止驻车锁。
⑥摆线减速机构(图3-147)。在需要大转矩的斜坡上停车时,摆线减速装置能保证驻车锁完全松开,因为它能将电动机输出轴的转矩增大。
⑦挡位指示灯(图3-148)。换挡杆的设计使其总能回到原位,所以,当前选择的挡位能通过组合仪表上的挡位指示灯检查。
该系统中,B挡在发动机制动范围内起作用,从D挡以外的挡换入B挡是被禁止的,所以,若换挡杆不在D或B挡,则B挡指示灯就会熄灭,以防止驾驶员意外地换入B挡,如图3-149所示。
(4)换挡控制原理。
①电动机功能。换挡控制电动机转动能够锁止或打开驻车锁。转角传感器检测电动机的转动角度,变速器控制ECU根据转角传感器信号检测当前的挡位,进行驻车锁止或开锁。
变速器控制ECU通过2个安装在转角传感器内的交错相位(相位A和相位B)霍尔IC脉冲数的组合检测电动机的转动方向、角度和运动范围(图3-150)。检测到运动范围后,信息就被存储到ECU存储器中。但是,若断开蓄电池端子,信息就会被消除。
②换挡控制。本系统中 HV ECU能检测车辆的一般状态,并能换挡以及锁止或打开驻车锁。本系统还包括拒绝功能,当车辆在正常条件下行驶时,挡位可以移至拒绝功能没有断开的所有挡位。
该系统中,变速器控制ECU电源重新接通时,ECU根据存储器中存储的以前的挡位测定当前挡位(驻车锁止或开锁)启动控制(表3-25)。
若以前的挡位无法利用,则ECU根据 HV ECU通过车速测定的挡位来启动控制。
③拒绝功能。为了保证安全,即使驾驶员操作换挡杆或驻车开关,该系统也会拒绝换挡。在这种情况下,蜂鸣器会鸣叫来提示驾驶员。表3-26表示的是拒绝功能的情况。
(5)换挡控制系统故障诊断若变速器控制ECU检测到换挡控制系统的故障,ECU就进行诊断并存储故障信息。此外,ECU会使换挡指示灯闪烁、点亮主警告灯和在复式显示器上显示警告信息来提醒驾驶员。变速器控制ECU也会保存此故障的DTC(诊断故障代码)。可以用智能测试仪Ⅱ来读取DTC。
(6)换挡控制系统的安全保护若变速器控制ECU检测到系统的故障,则变速器控制ECU会根据存储器中保存的数据来控制系统。
