TCU（Transmission Control Unit），變速箱控制單元，用于車輛自動換檔變速控制的電子控制單元，是汽車電控的一個重要組成部分，其采用計算機和電力電子驅動技術實現車輛的自動變速，能消除駕駛員換檔技術的差異，減輕駕駛員的疲勞程度，提高行車安全性、動力性能及經濟性。

DCT（Dual Clutch Transmission），雙離合器自動變速器，一種一直處于風口浪尖的自動變速器。

為何在DCT面臨考驗的同時，整車廠依然加大布局力度？干、濕兩類DCT有何差異？ TCU何以激發DCT性能？TCU的硬件設計及發展方向如何？今天我們就來做個簡單的科普，帶大家了解一下DCT及DCT TCU的相關知識。

DCT介紹

DCT技術可以追溯到上個世紀三、四十年代，在AT技術出現之前就被發明出來，只是受限于當時的電子控制技術，DCT技術漸漸被人們遺忘。直到上世紀80年代，保時捷和奧迪將該項技術應用在賽車上用于提升賽車性能，DCT技術才真正的被應用于車輛上。而對于民用車，2002年搭載DSG的大眾高爾夫R32獲得成功標志著DCT的民用車之旅正式開啟。

圖1 大眾DSG

DCT從結構上可分為干式和濕式DCT。

干式DCT的結構與MT更接近，離合器沒有油液，不需要散熱系統，具有傳動效率高、油耗低等優點。但是這種結構容易導致頓挫、離合器過熱等異常。

濕式DCT則將多片離合器浸沒在油液里，這樣的結構較為復雜，體積和重量也隨之增大，傳動效率較干式低。但優點則是有很好的散熱系統，能承受更大的沖擊和扭力，并且結合的平順度更好。

Q A &

優點有哪些？

成本低

很多人以為雙離合變速器結構(圖2)復雜，成本會很高。但其實基于手動變速器核心原理開發的雙離合結構比普通行星齒輪組簡單，其核心技術在于雙離合器模塊、扭振減震器模塊和控制模塊這三大模塊，它們相當于變速器的心臟和大腦，所以雙離合變速器成本較AT、CVT等變速箱是略低的，尤其是體積更小的干式雙離合變速器。

圖2 DCT 結構

傳動效率高

DCT用離合器代替了AT的液力變矩器，此時檔位的動力傳動就由之前的軟連接變成了硬連接，連接方式與MT類似，該結構使得DCT的傳動效率顯著提升。同時，傳動效率的提升也降低了油耗。

換檔速度快

DCT相當于兩組變速器集成在一起，當一個檔位工作時，下一個檔位的齒輪已經結合，換檔時，只需要當前檔位的離合器分離，下一個檔位的離合器結合即可。這種換檔理論上可以做到無縫連接，但實際操作中，由于換檔的準確性和平順性，目前DCT的換檔速度在200ms左右，這個速度就算是專業賽車手都自嘆不如。

Q A &

缺點是什么？

既然DCT有那么多的優點，那又為何直到現在才被廣泛應用，它的缺點又有哪些？主要有：抖動、頓挫及動力中斷。首先，分析DCT的結構不難看出，DCT沒有液力變矩器，換檔沖擊的緩沖只能依靠離合器的結合方式，離合器的結合需要被精確控制，否則就會出現離合器片燒蝕或者抖動的情況。另外，控制系統的設定需要經過大量的實驗驗證及數據積累，設計者需要考慮到各種各樣的行使工況及極端環境的影響才能設計出完美的控制邏輯?？偨YDCT主要的缺點在于：

離合器的物理特性及壽命

控制系統的性能

離合器的物理特性和壽命與現階段的材料技術有關，隨著新型材料的不斷研究，將來會出現性能更加優異的離合器產品。而對于控制系統的性能，就與下面要介紹的TCU息息相關。

DCT TCU硬件介紹

控制系統是DCT系統的核心部件，主要由傳感器、TCU和執行負載組成，如圖3所示。

圖3 TCU控制系統

TCU承擔著DCT傳感器信號采集、處理、傳輸以及負載驅動，與整車之間進行通信、信息交互、實時監控DCT運轉情況、故障上報等功能。TCU硬件按照功能可分為信號采集、通訊、負載驅動模塊等。

信號采集模塊：采集變速箱內溫度、壓力、轉速等各種監測信號，輸入控制器內微處理器進行分析處理。

驅動模塊：驅動變速箱內電磁閥、電機、繼電器等負載，使其完成預期動作。

DCT TCU的硬件性能直接影響控制系統的應用范圍，DCT的控制系統相比較與AT、CVT更為復雜，它配備了更多的傳感器及電磁閥、電機等；使用環境也更為惡劣，工作溫度更高、振動強度更大。工程師在開發中需要面對比以往更為嚴苛的需求輸入，這也為TCU的硬件開發帶來挑戰。

那么DCT TCU何以在惡劣的環境中驅動如此復雜的結構呢？又如何保證其能夠滿足環境、壽命要求？TCU承擔車輛運行核心功能，怎么保證車輛運行安全？往下戳↓↓↓

嚴格的硬件設計

聯合電子變速箱控制器研發團隊在得到系統需求后，詳細分析每一條項目需求，制定設計方案并通過方案評審，最終輸出滿足各項需求的設計方案。開發過程中，需求分析、信號完整性、EMC、worst case計算、pspice仿真、DFMEA等方法都融入到產品開發中；熱保護、過流保護、故障診斷等安全機制全面覆蓋設計模塊，以此保證開發產品的質量。

全面的測試驗證

電氣性能測試(圖4)

對TCU進行多種極限工況的功能測試，在產品開發完成或批量生產之前，驗證TCU的硬件質量，驗證其電氣性能是否符合需求。

圖4 TCU 電氣性能測試

環境耐久測試(圖5)

模擬TCU在實際車輛使用中各種環境下的工作情況，全方位驗證TCU的工作性能。

圖5 TCU 環境耐久測試

EMC性能測試(圖6)

檢驗TCU的EMC設計性能，是否滿足車輛所要求的輻射和抗干擾的能力。

圖6 TCU EMC實驗

完善的功能安全

聯合電子DCT TCU按照ISO26262標準執行安全設計，功能安全等級可根據客戶需求進行設計確定，依靠完善的功能安全設計流程，規避風險保證行車安全。

圖7 TCU 功能安全開發

未來發展方向

DCT憑借其自身優良特性，在現階段的自動變速箱中占據了越來越多的份額，與之匹配的TCU也將不斷優化，功能更強，性價比更高。同時，隨著汽車電氣化的發展，匹配電動汽車的兩檔或其他形式變速器成為發展趨勢，對TCU的要求也會隨之延伸。聯合電子積極布局新能源汽車變速控制的研究，未來繼續為廣大客戶提供先進的產品和解決方案。