线控驻车系统PBW

当你把车停在山坡上时，你一定希望回来时车还在那儿。失控的车很糟糕。车子可能受损。其他财产也可能受损。最重要的是，人可能会受伤或死亡。

驻车制动器可将汽车固定在原位，但为了以防万一，最好有备用制动器。自 1965 年以来，所有配备自动变速器的汽车都配有驻车棘爪，用于锁定驱动轮并防止其移动。驻车棘爪是一种销钉或杠杆，可与安装在变速器输出轴上的驻车齿轮啮合。当棘爪移入齿轮齿时，它会锁定输出轴，因此驱动轮不会转动。

接合驻车棘爪的最常见方式是使用电缆将变速杆连接到变速箱上的杆，进而将驻车棘爪移动到位。丰田取消了变速杆，为其混合动力汽车创建了“线控换挡”系统和线控驻车系统。在本文中，我们将探讨线控驻车系统的工作原理。

变速箱控制 ECU 是系统的核心。它的唯一目的是接合和释放驻车棘爪。它与控制发动机转速与车速之比无关。这些都由混合动力 ECU 处理。相反，它驱动驻车棘爪电机，监控其位置，向混合动力 ECU 和电源 ECU 发送数据，控制驻车指示灯，并接收来自混合动力 ECU 的命令。

按下停放按钮

当驾驶员按下仪表板上的停车按钮时，混合动力 ECU 会收到信号，在检查到车速为 0 MPH 后，它会命令变速箱控制 ECU 接合停车棘爪。

停车确认

变速箱控制 ECU 驱动驻车棘爪电机并监控驻车棘爪旋转角度传感器信号，以确定车辆是否处于驻车状态。一旦成功，它会点亮驻车按钮上的驻车 LED。

丰田混合动力车只有在车辆处于驻车档、驾驶员的脚踩在刹车上且转向锁（如果有）解锁的情况下才能准备就绪。普锐斯无法像其他汽车一样在空挡时准备就绪，因此线控驻车系统必不可少。

移出驻车档

当驾驶员将变速杆移至前进档、倒车档或空档时，混合动力 ECU 会接收输入，检查驾驶员的脚是否踩在制动踏板上，然后命令变速箱 ECU 释放驻车棘爪。

让我们把所有这些放在一起，讨论这一切是如何发生的。HV ECU 接收来自停车按钮的输入。它通过“PCON”线向变速箱控制单元 (TCU) 发送一条消息，告诉它换到停车档。TCU 驱动执行器中的三相电机并监控 3 个检测旋转的霍尔传感器。当 TCU 确信变速箱处于停车档时，它会通过 PPOS 线向 HV ECU 发出成功警报，然后 HV ECU 打开停车按钮 LED。

TCU 和 HV ECU 如何通信？这是网络通信，但您可能不熟悉这种类型。大多数网络通信都是“双工”的，这意味着可以在同一网络连接上发送和接收消息。TCU 和 HV ECU 使用“单工”网络。在 PCON 线上，TCU 提供 5V 稳压电压，并在 HV ECU 使用晶体管将其拉至地时“监听”。只有 HV ECU 可以在 PCON 线上通信。对于 PPOS 线，HV ECU 提供 12V 稳压电源并“监听”TCU 所说的内容。电源 ECU 还会监听 PPOS 线以查明汽车是否处于停车状态。

在这里我们可以看到 PCON 和 PPOS 的样子。服务手册中有一个示例波形，您可以看到信号匹配。示波器测试比用欧姆表检查电线要好得多。首先，您只需接触电线的一端即可知道电线是否正常。其次，您正在查看电线，同时它正在处理其设计的信号。第三，您可以判断电源是否来自一个单元，以及来自另一个单元的信号控制是否良好。所有这些都比进行电阻测试所需的时间要短。

我们已经介绍了 HV ECU 和 TCU 之间的连接，现在让我们看一下 TCU 和换档执行器。

12V 通过 PCON 继电器馈送到三相执行器电机定子上的中心抽头，该继电器由 TCU 控制。

TCU 通过晶体管交替接地三相，使转子旋转。

TCU 使用安装在转子附近的霍尔效应传感器来监控旋转。旋转传感器有三个输出：RA、RB 和 RZ。

RA 和 RB 每旋转一周产生三次脉冲，RZ 每旋转一周产生一次脉冲。

此示波器捕获有四个信号。由于大多数示波器只有四个通道，因此有必要从捕获中排除 W 和 V 相，而将所有三个旋转传感器信号都包括在内。

顶部的绿色轨迹是从 TCU 到三相电机的 U 相信号。您可能会注意到电压相当高——大约 40V。不过这只是一个 12V 电机。高压峰值只是 U 相绕组断电时磁场衰减产生的尖峰。

红色、蓝色和黄色轨迹是旋转传感器。红色轨迹是 RZ 信号，因此峰值较少，因为它每转仅产生一个脉冲。蓝色是 RB 信号，黄色是 RA 信号。RB 和 RA 每转均产生三个脉冲。

在此捕获中，驻车棘爪被释放，然后在大约 1 秒后重新接合。您可能会注意到，在第一组脉冲中，电机被驱动（绿色轨迹），保持片刻，然后释放。当 TCU 停止保持电机时，它会自行旋转（红色、蓝色和黄色轨迹）。这是由于制动器将驻车棘爪吸到远离输出轴链轮的位置。

当电机重新接合驻车棘爪时，它必须驱动电机完全返回原位。

使用 Pico Scopes 标尺，我们可以轻松地计算脉冲数，这正是 TCU 所做的事情，以确定停车挡是否接合。

松开驻车档时，U 相脉冲 26 次，保持片刻，然后松开。RB 旋转传感器脉冲 74 次，暂停，然后当棘爪被制动器吸入其释放位置时，脉冲再 12 次。

挂入驻车档时，U 相脉冲 37 次，RB 旋转传感器脉冲 86 次。在退出驻车档时，TCU 驱动电机时 RB 上有 72 个脉冲，然后当 RB 由弹簧张力移动时有 12 个脉冲，总共 86 个脉冲。释放和挂入驻车档时的旋转相同，唯一的区别是 TCU 不会将电机一直驱动到释放位置。

注意到 TCM 如何停止驱动驻车棘爪，但随后它继续移动吗？这是因为制动器被弹簧锁吸到位。使用此信息，您可以判断制动器是否正常工作。如果在松开驻车档时 TCU 停止驱动，而电机没有继续旋转，则制动器有问题。

文章转载自微信公众号：汽车研究院auto