TCU(Transmission Control Unit)是用于车辆自动换挡控制的变速箱控制单元和电子控制单元，是汽车电子控制的重要组成部分。它采用计算机和电力电子驱动技术实现车辆的自动换挡，可以消除驾驶员换挡技术的差异，减轻驾驶员疲劳，提高驾驶安全性、动力性和经济性。
双离合自动变速器DCT(双离合变速器)始终走在前列。
为什么在DCT面临考验的情况下，主机厂依然加大布局？干DCT和湿DCT有什么区别？TCU如何刺激DCT性能？TCU的硬件设计和发展方向是什么？今天我们就来做一个简单的科普，带大家了解一下DCT和DCT TCU。
DCT简介
DCT技术可以追溯到上个世纪三、，它是在AT技术出现之前发明的，但是因为当时的电控技术，它逐渐被人们遗忘。直到20世纪80年代，保时捷和奥迪才把这项技术应用到赛车上来提高性能，DCT技术才真正应用到车辆上。民用汽车方面，2002年大众高尔夫R32搭载DSG的成功，标志着DCT民用汽车之旅的正式开始。
图1大众DSG
DCT在结构上可分为干式DCT和湿式DCT。
干式DCT的结构更接近MT，离合器无油无冷却系统，传动效率高，油耗低。但这种结构容易造成倒退、离合器过热等异常现象。
湿式DCT将多个离合器浸没在油中，结构更加复杂，体积和重量增加，传动效率低于干式DCT。但好处是它有很好的散热系统，可以承受更大的冲击和扭力，结合更顺畅。
问答
有什么优势？
低成本
很多人觉得powershift(图2)结构复杂，成本会高。但实际上，基于手动变速器核心原理开发的双离合结构比普通行星齿轮组更简单，其核心技术在于双离合模块、扭振减振器模块和控制模块三大模块，相当于变速器的心脏和大脑，所以powershift的成本略低于at、CVT等变速箱，尤其是更小的干式powershift。
图2 DCT结构
高传输效率
DCT用离合器代替了AT的液力变矩器。此时档位的动力传递由软连接变为硬连接，连接方式类似于MT，显著提高了DCT的传动效率。同时，传动效率的提高也降低了油耗。
快速换档速度
DCT相当于集成了两组传输。当一个齿轮工作时，下一个齿轮的齿轮已经结合。换挡时，只需分离当前档位的离合器，结合下一个档位的离合器即可。理论上这种换挡是可以无缝衔接的，但实际上由于换挡的精准性和平滑性，目前DCT的换挡速度在200ms左右，还不如专业赛车手。
问答
缺点是什么？
既然DCT有这么多优点，为什么到现在还没有广泛应用？它的缺点是什么？主要是：抖动、顿挫、断电。首先不难看出，DCT没有液力变矩器，换挡冲击的缓冲只能依靠离合器的组合，而离合器的组合需要精确控制，否则离合器片会烧蚀或抖动。另外，控制系统的设定需要大量的实验验证和数据积累，设计人员需要考虑各种运行工况和极端环境的影响，设计出完善的控制逻辑。总结DCT的主要缺点：
离合器的物理特性和使用寿命
控制系统的性能
离合器的物理特性和使用寿命与目前的材料技术有关。随着新材料的不断研究，未来会出现性能更好的离合器产品。对于控制系统的性能，它与下面将要介绍的TCU密切相关。
DCT TCU硬件简介
控制系统是DCT系统的核心部件，主要由传感器、TCU和执行负载组成，如图3所示。
图3 TCU控制系统
TCU承担DCT传感器的信号采集、处理、传输和负载驱动，与整车的通信和信息交互，DCT运行的实时监控和故障报告等功能。TCU硬件可分为信号采集、通信、负载驱动模块等。
信号采集模块：采集齿轮箱内的温度、压力、转速等各种监测信号，输入控制器内的微处理器进行分析处理。
驱动模块：驱动变速箱内的电磁阀、电机、继电器等负载，完成预期动作。
DCT TCU的硬件性能直接影响控制系统的应用范围。与AT和CVT相比，DCT的控制系统更加复杂，配备了更多的传感器、电磁阀和电机。使用环境也更差，工作温度更高，震动强度更大。工程师在开发中需要面对比以前更加严格的需求输入，这也给TCU的硬件开发带来了挑战。
那么，为什么DCT TCU能在恶劣的环境中驱动如此复杂的结构呢？如何保证能满足环境和生活的要求？TCU承担着车辆运营的核心职能，如何保证车辆运营的安全？往下戳
严格的硬件设计
联合电子变速箱控制器R&D团队在得到系统需求后，详细分析各个项目的需求，制定设计方案并通过方案评审，最终输出满足所有需求的设计方案。在开发过程中，需求分析、信号完整性、EMC、Worcestcase计算、pspice仿真、DFMEA等方法都融入到产品开发中。热保护、过流保护、故障诊断等安全机制全面覆盖设计模块，保证开发产品的质量。
综合测试验证
电气性能测试(图4)
在各种极端条件下进行TCU的功能测试，在产品研发完成或量产前验证TCU的硬件质量及其电气性能是否符合要求。
图4 TCU电气性能测试
环境耐久性测试(图5)
在实际车辆使用中模拟TCU在各种环境下的工作状况，全方位验证TCU的工作性能。
图5 TCU环境耐久性试验
EMC性能测试(图6)
测试TCU的电磁兼容设计性能，是否满足车辆要求的辐射和抗干扰能力。
图6 TCU电磁兼容实验
完美的功能安全
联合电子DCT TCU根据ISO26262标准进行安全设计，功能安全级别可根据客户需求设计确定。依靠完善的功能安全设计流程规避风险，保障行车安全。
图7 TCU功能安全开发
未来发展方向
DCT凭借其优异的特性，现阶段在自动变速箱中占据了越来越多的份额，与之匹配的TCU也将不断优化，功能更强，性价比更高。同时，随着汽车电动化的发展，电动汽车匹配双速或其他形式的变速器已成为发展趋势，对TCU的要求也将延伸。联合电子积极布局新能源汽车变速控制研究，未来将继续为客户提供先进的产品和解决方案。
