汽車(chē)tcu—汽車(chē)tcu模塊

隨著汽車(chē)電子控制的飛速發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的應(yīng)用，越來(lái)越多的電子控制技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)當(dāng)中，汽車(chē)電控系統(tǒng)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)（Transmission Control Unit）是裝備自動(dòng)變速器車(chē)輛的核心控制系統(tǒng)之一。自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)可以在汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)各種描述當(dāng)前車(chē)輛行駛狀態(tài)的傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，判斷出駕駛員意愿控制當(dāng)前車(chē)輛檔位。

目前，自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制方法日趨復(fù)雜，其控制精度的不斷提高和控制范圍的不斷擴(kuò)展，使自動(dòng)變速器的控制正朝著綜合控制和智能控制的方向發(fā)展。可以說(shuō)自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，包含了自動(dòng)變速器的基本工作原理和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)各部分的協(xié)同工作及匹配需求。自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)包含自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)硬件本身以及控制軟件。這篇文章將主要介紹TCU的硬件以及軟件系統(tǒng)，不同的自動(dòng)變速器對(duì)控制系統(tǒng)有不同的要求，電控系統(tǒng)的軟硬件也應(yīng)該有更具體的需求和規(guī)范。

圖1 自動(dòng)變速器電子控制系統(tǒng)

電子控制系統(tǒng)硬件可以分為：電子控制單元、傳感器以及執(zhí)行器。下面將對(duì)電子控制單元以及執(zhí)行器進(jìn)行介紹。

一、電子控制單元

電子控制單元是TCU的核心，由微處理器、信號(hào)處理模塊等組成。它的作用是對(duì)各種描述當(dāng)前車(chē)輛行駛狀態(tài)的傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的控制程序向各個(gè)執(zhí)行器發(fā)出指令，從而控制當(dāng)前檔位。

圖2 自動(dòng)變速器電子控制單元外觀圖

1.1微處理器

TCU一般選擇16位或者是32位的單片機(jī)作為信號(hào)處理器，通過(guò)CAN總線(xiàn)和ECU、ABS/ESP、BCU等車(chē)載控制單元通訊，可以控制變速箱檔位切換。當(dāng)前32位微控制器逐漸得到廣泛應(yīng)用。飛思卡爾公司Qorivva／MPC5xxx系列32位微控制器采用了功能強(qiáng)大的高性能內(nèi)核架構(gòu)，為設(shè)計(jì)高質(zhì)量、高可靠性的汽車(chē)電控系統(tǒng)提供了可擴(kuò)展的高度集成解決方案。近幾年被廣泛應(yīng)用到了寶馬、福特、通用等汽車(chē)公司的車(chē)身電子和動(dòng)力總成控制系統(tǒng)中。

由圖3可以看出微處理器的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)。

圖3電子控制單元微處理器

一般來(lái)說(shuō)，微處理器的大部分輸入信號(hào)如下：變速桿信號(hào)、車(chē)速信息、車(chē)輪轉(zhuǎn)速、加速踏板位置、液力變矩器渦輪輸出轉(zhuǎn)速、變速器油溫度、牽引力控制信號(hào)、制動(dòng)互鎖信號(hào)、換擋模式按鈕、自動(dòng)巡航信號(hào)、變速器輸入和輸出轉(zhuǎn)速信息、鑰匙信息、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等。而微處理器的輸出信號(hào)主要包括：當(dāng)前檔位信號(hào)、離合器電磁閥控制信號(hào)、實(shí)現(xiàn)檔位控制信號(hào)、油路壓力電磁閥控制信號(hào)、液力變矩器鎖止離合器電磁閥控制信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)、ABS或電子制動(dòng)系統(tǒng)控制信號(hào)等。

1.2信號(hào)處理模塊

輸入輸出信號(hào)處理模塊涉及模擬信號(hào)、脈沖信號(hào)、接點(diǎn)信號(hào)以及大功率驅(qū)動(dòng)電流的處理。在電子控制系統(tǒng)中壓力傳感器、溫度傳感器信號(hào)等屬于模擬信號(hào)；速度傳感器信號(hào)等為脈沖信號(hào)；模式選擇開(kāi)關(guān)和手動(dòng)升降擋開(kāi)關(guān)等屬于開(kāi)關(guān)信號(hào)。調(diào)壓電磁閩、開(kāi)關(guān)電磁闊等都由大電流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。具體傳感器信號(hào)見(jiàn)表1.

表1 車(chē)用傳感器的信號(hào)形式以及主要功能

接下來(lái)簡(jiǎn)單的介紹一下節(jié)氣門(mén)傳感器，節(jié)氣門(mén)傳感器也叫TPS，從本質(zhì)上講，該傳感器等同于一個(gè)可變電位器，通過(guò)中心滑臂的上下移動(dòng)而使輸出信號(hào)電壓幅值發(fā)生變化，另外節(jié)氣門(mén)位置傳感器從結(jié)構(gòu)上可分為三線(xiàn)式、四線(xiàn)式、五線(xiàn)式和電子節(jié)氣門(mén)等。

圖4 換擋電磁閥工作原理圖

圖5 調(diào)壓電磁閥工作原理圖

圖6 自動(dòng)變速器電子控制軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程圖