Spiegazione del funzionamento di una TCU in un'auto

Una TCU (Transmission Control Unit) o ​​dispositivo di controllo del cambio è un componente elettronico sempre più utilizzato nelle trasmissioni automatiche degli ultimi anni. Come suggerisce il nome, la TCU è proprio come la ECU (Engine Control Unit) un computer destinato a controllare un componente meccanico (in questo caso il cambio). I calcoli vengono eseguiti in base a vari input ricevuti dalla TCU da altri componenti. Una parte meccanica o idraulica può quindi essere messa in funzione. Questo può sembrare un po 'enigmatico, ma dopo aver letto questo articolo l'operazione sarà molto più chiara. Tratteremo anche i difetti comuni. Quindi vale la pena leggere!

L'era delle TCU elettroniche

Le trasmissioni automatiche sono ovviamente in circolazione da molto tempo. Il primo cambio automatico fu già presentato da General Motors nel 1939 e fu chiamato Hydramatic. Il controllo elettronico non era ancora presente in quel momento: per controllare il cambio e determinare il momento di cambio ottimale, le case automobilistiche si affidavano per anni al collaudato controllo idraulico. Le prime trasmissioni controllate elettronicamente non apparvero fino agli anni '80 e occorre attendere addirittura fino agli anni '90 perché questo tipo di controllo diventasse un sistema comune. Sebbene lo sviluppo abbia richiesto molto tempo, la TCU è molto popolare oggi. Quasi tutte le trasmissioni automatiche attuali sono controllate da una TCU (a volte con l'aiuto di un blocco valvole) per poter guidare con il rapporto di trasmissione ottimale in qualsiasi momento.

Tipi di trasmissioni automatiche

Prima di andare oltre nel funzionamento della TCU stessa, è bene esaminare i diversi tipi di trasmissioni automatiche. Nel mondo automobilistico e dei trasporti, non esiste mai uno standard in questo campo. Molti marchi automobilistici e OEM hanno quindi approfondito la tecnologia del cambio, con conseguenti soluzioni diverse. Citiamo brevemente un certo numero di specie ben note:

Un sistema di ingranaggi planetari con convertitore di coppia: Mercedes-Benz 7G-tronic

Soprattutto a causa del convertitore di coppia, il 7G-tronic di Mercedes-Benz (noto anche come 722.9) per un laico assomiglia di più al tradizionale Hydramatic di General Motors, ma le apparenze ingannano. Sotto la pelle, vengono utilizzati sia un sistema di ingranaggi planetario che uno Ravigneaux, rendendo questo cambio particolarmente compatto nonostante i suoi 9 ingranaggi (di cui 7 in avanti). Questa trasmissione utilizza anche una TCU. Sulla base di parametri come la velocità e l'ingresso del pedale, viene determinato quale marcia deve essere selezionata.

Il cambio manuale robotizzato: Opel Easytronic e Ford Durashift

Per le auto con cambio manuale robotizzato, la trasmissione è controllata da una TCU che a sua volta controlla i motori del cambio e / o l'attuatore della frizione. È di gran lunga il modo più economico per produrre una trasmissione automatica: si prende un cambio manuale convenzionale e si costruisce la funzionalità automatica su di esso. Esempi di questo tipo di cambio automatico sono Easytronic di Opel e Durashift di Ford, ma molti altri marchi automobilistici come Alfa Romeo, BMW, Fiat, Honda e Toyota hanno anche una propria variante.

La trasmissione a variazione continua: Audi Multitronic e Mercedes-Benz 722.8

Un'auto equipaggiata con una trasmissione a variazione continua non ha marce fisse. Utilizzando due pulegge coniche collegate tra loro mediante una cinghia di spinta, il rapporto di trasmissione viene regolato in modo continuo: i due lati di ciascuna puleggia possono spostarsi l'uno verso l'altro o allontanarsi, per cui il raggio cambia. La puleggia di ingresso è azionata dal motore, la puleggia di uscita guida le ruote tramite un differenziale. Una TCU controlla questo processo. Il cambio 722.8 di Mercedes-Benz e il cambio Multitronic di Audi sono due noti esempi di CVT moderni.

Il cambio a doppia frizione: DSG

Un cambio a doppia frizione è un tipo di trasmissione che sta guadagnando sempre più popolarità. L'esempio più famoso di questo cambio è DSG (= Direkt Schalt Getriebe o Direct Shift Gearbox) di Volkswagen AG. Il sistema utilizza due frizioni e due assi primari: uno per gli ingranaggi pari e uno per gli ingranaggi dispari. Il più grande vantaggio di questa configurazione è la velocità con cui può essere innestata la marcia successiva: la marcia successiva è sempre pronta, quindi solo la frizione deve essere azionata al momento del cambio. Molti marchi automobilistici utilizzano questa tecnologia, ma DSG è l'esempio più famoso.

Ingressi per il dispositivo di controllo del cambio

Per controllare il cambio, la TCU utilizza le informazioni di vari sensori e componenti. Si sta spingendo troppo lontano per evidenziare tutti questi, ma di seguito è una panoramica di alcune fonti di input comuni:

Selettore marce

Molti cambi automatici offrono la possibilità di cambiare usando un selettore o i bilanceri al volante. Inoltre, si può spesso optare per una modalità sport e / o comfort. La TCU elabora direttamente questo ingresso, ma controlla gli attuatori solo dopo aver soddisfatto tutte le altre condizioni.

Velocità attuale

Le TCU spesso ricevono informazioni sulla velocità corrente pilotata tramite un messaggio CAN. In questo caso questo messaggio proviene spesso dalla ECU o dalla ECU ABS. Il segnale dal sensore di velocità o dal sensore ruota viene prima elaborato da uno di questi dispositivi di controllo in un messaggio CAN e quindi inviato alla rete CAN. In questo modo il segnale è disponibile per tutti i dispositivi di controllo in auto. Le TCU hanno anche i propri sensori di velocità, il che significa che in alcuni casi la velocità guidata può essere determinata da solo. In questi casi non è necessario un input esterno.

Pedale dell'acceleratore e pedale del freno

Una TCU ha la possibilità di posticipare un momento di commutazione o di farlo avvenire prima. Ciò è particolarmente vantaggioso quando sono necessarie improvvise accelerazioni o frenate. Gli input dal pedale dell'acceleratore e dal pedale del freno sono quindi di grande valore. Anche il segnale proveniente dall'interruttore luci freno e dall'interruttore kickdown viene utilizzato con gratitudine.

Cruise control

Se il pedale dell'acceleratore (e possibilmente il pedale del freno) non viene più azionato da solo, un input alternativo è importante per la TCU. Nel caso del cruise control adattivo, la storia diventa un po' più complicata, ma l'ingresso sarà molto simile a quello dei pedali dell'acceleratore e del freno.

Condizioni operative attuali

Temperatura, pressione, posizione della valvola del gas ... Esistono numerosi sensori che monitorano continuamente le condizioni e queste informazioni sono anche di grande importanza per la TCU. Oltre ai sensori di temperatura, sensori di pressione e sensori di posizione farfalla, è anche importante, ad esempio, quale marcia è innestata e se la scatola del cambio è accoppiata o scollegata.

In breve: la TCU elabora davvero un'enorme quantità di informazioni per prendere la decisione giusta in qualsiasi momento.

Uscite dall'unità di controllo della trasmissione

Valvola di commutazione

Molti cambi automatici utilizzano valvole (chiamate anche solenoidi) per eseguire le operazioni di cambio. Le valvole forniscono un aumento o uno scarico di pressione idraulica, in modo che pistoni e gioghi mobili possano fare il loro lavoro. Per attivare queste valvole, viene inviata una tensione dalla TCU.

Valvola di controllo

Oltre alle valvole di commutazione, le valvole vengono utilizzate anche, ad esempio, per azionare il giunto, bloccare il blocco di un convertitore di coppia o controllare la pressione generale del sistema. Queste valvole di controllo o valvole di controllo della pressione hanno sostanzialmente la stessa funzionalità delle valvole di commutazione, ma sono quindi utilizzate per altri scopi.

Messaggio CAN

Una parte delle uscite di una TCU è costituita da messaggi CAN. Questi messaggi sono condivisi sulla rete CAN centrale, in modo che altri dispositivi di controllo possano utilizzare le informazioni generate dalla TCU. Ad esempio, considera un valore per l'indicatore di spostamento sul cruscotto.

Menzione speciale: commutazione del motore

Sebbene i motori di commutazione abbiano effettivamente la stessa funzione delle valvole di commutazione, il meccanismo funziona in modo leggermente diverso. I motoriduttori vengono utilizzati per la conversione di un cambio manuale convenzionale, in cui i cavi del cambio alla leva del cambio vengono sostituiti da due potenti motori elettrici che subentrano al lavoro manuale. La quantità di potenza (= tensione x corrente) richiesta da un tale motore elettrico è troppo grande per funzionare tramite la TCU. In questo caso la TCU fornisce solo un segnale per attivare il motore. L'alimentatore proviene direttamente dalla scatola dei fusibili.

I sintomi con TCU difettosa

Ora che abbiamo spiegato il funzionamento di un TCU, è anche interessante dare un'occhiata ai sintomi di un TCU difettoso. Cosa noti esattamente quando una TCU fallisce?

Un primo e anche logico sintomo, non passa più a un'altra marcia. Non appena una TCU non controlla più gli attuatori, naturalmente accade poco. Tuttavia, capita spesso che una TCU mantenga parte della sua funzionalità e quindi cerchi di passare. Questo è quindi accompagnato da urti scossoni. Entrambi i problemi sono abbastanza chiari per essere trovati da un guidatore. Questo vale anche per il rapporto sul quadro. Di solito si tratta di una luce di errore generica, ma può anche essere che l'indicatore di cambio mostri una "F" o "-", come ad esempio Easytronic di Opel e Durashift di Ford.

Un sintomo meno chiaro è la generazione di codici di errore. Solo leggendo in officina si scopre che una TCU ha memorizzato diversi codici di errore. Questi codici di errore sono molto diversi per marca e tipo. Con una TCU del cambio Mercedes 722.8, ad esempio, si tratta di codici di errore relativi all'alimentazione e ai sensori di velocità, mentre con una TCU DSG6 ci sono errori particolarmente frequenti sulle valvole di controllo. E per prendere di nuovo Easytronic come esempio: i codici di errore che indicano motori di commutazione difettosi sono comuni in questa TCU.

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Come la storia precedente ha chiarito, ogni TCU è unica. ACtronics ha quindi sviluppato un processo di revisione specifico per ciascuna unità di controllo della trasmissione, in modo che i problemi possano essere risolti in modo rapido e affidabile. Ma il nostro servizio non si ferma con la riparazione di componenti. Comprendiamo molto bene che le TCU possono causare domande sul posto di lavoro. Questo è il motivo per cui abbiamo sviluppato una Guida diagnostica TCU in cui tutte le informazioni tecniche pertinenti sulle diverse TCU sono state raccolte in un unico posto. Nessuna storia generale, ma elenchi con codici di errore, assegnazione dei pin, descrizioni dei componenti e relativi suggerimenti per l'officina.

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