El funcionamiento de una TCU explicado en un automóvil

Una TCU (Unidad de control de transmisión) o dispositivo de control de caja de cambios es un componente electrónico que se ha utilizado cada vez más en transmisiones automáticas en los últimos años. Como su nombre lo indica, la TCU es como la ECU (Unidad de control del motor), una computadora que está destinada a controlar un componente mecánico (en este caso, la caja de cambios). Los cálculos se realizan en función de varias entradas que la TCU recibe de otros componentes. Entonces se puede poner en funcionamiento un componente mecánico o hidráulico. Esto puede sonar un poco críptico, pero después de leer este artículo, la operación será mucho más clara. También manejaremos los defectos comunes. ¡Vale la pena leerlo!

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La era de la TCU electrónica

Las transmisiones automáticas han existido, por supuesto hace ya tiempo. La primera caja de cambios automática ya fue presentada por General Motors en 1939 y se llamó Hydramatic. El control electrónico aún no existía en ese momento: para controlar la caja de cambios y determinar el momento óptimo de cambio, los fabricantes de automóviles confiaron durante años en el probado control hidráulico. Solo en la década de 1980 aparecieron las primeras transmisiones controladas electrónicamente e incluso tomó hasta la década de 1990 para que este tipo de control se volviera común. Aunque la adopción tomó mucho tiempo, la TCU es muy popular hoy en día. Casi todas las transmisiones automáticas actuales son controladas por una TCU (a veces con la ayuda de un bloque de válvulas) para poder conducir con la relación de transmisión óptima en cualquier momento.

Tipos de transmisiones automáticas

Antes de continuar con el funcionamiento de la TCU, es bueno observar primero los diferentes tipos de transmisiones automáticas. En el mundo del automóvil y el transporte, nunca ha habido un estándar en ese campo. Por lo tanto, muchas marcas de automóviles y OEM han profundizado en la tecnología de caja de cambios, con diferentes soluciones como resultado. Mencionamos brevemente una serie de especies conocidas:

Un sistema de engranaje planetario con convertidor de par: Mercedes-Benz 7G-tronic

Especialmente debido al convertidor de par, la 7G-tronic de Mercedes-Benz (también conocida como 722.9) podria ser que se parece más al Hydramatic tradicional de General Motors, pero las apariencias engañan. Debajo de ella, se utilizan un sistema de engranajes planetario y Ravigneaux, lo que hace que esta caja de engranajes sea particularmente compacta a pesar de sus 9 engranajes (7 de los cuales están hacia adelante). Esta transmisión también utiliza una TCU. En función de parámetros como la velocidad y la entrada del pedal, se determina qué marcha se debe seleccionar.

La caja de cambios manual robotizada: Opel Easytronic y Ford Durashift

Para los automóviles con una caja de cambios manual robótica, la transmisión es controlada por una TCU que a su vez controla los motores de cambio y / o el actuador del embrague. Es, con mucho, la forma más barata de fabricar una transmisión automática: uno toma una caja de cambios manual convencional y desarrolla la funcionalidad automática en ella. Ejemplos de este tipo de transmisión automática son Easytronic de Opel y Durashift de Ford, pero muchas otras marcas de automóviles como Alfa Romeo, BMW, Fiat, Honda y Toyota también tienen su propia variante.

La transmisión continuamente variable: Audi Multitronic y Mercedes-Benz 722.8

Un automóvil que está equipado con una transmisión continuamente variable no tiene engranajes fijos. Al hacer uso de dos poleas cónicas que están conectadas entre sí por medio de una correa de empuje, la relación de transmisión se ajusta continuamente: los dos lados de cada polea pueden moverse hacia o lejos el uno del otro, por lo que el radio cambia. La polea de entrada es impulsada por el motor, la polea de salida impulsa las ruedas a través de un diferencial. Una TCU controla este proceso. La caja de cambios 722.8 de Mercedes-Benz y la caja de cambios Multitronic de Audi son dos ejemplos bien conocidos de CVT modernos.

La caja de cambios de doble embrague: DSG

Una caja de cambios de doble embrague es un tipo de transmisión que está ganando cada vez más popularidad. El ejemplo más conocido de esta caja de cambios es DSG (= Direkt Schalt Getriebe o Direct Shift Gearbox) de Volkswagen AG. El sistema utiliza dos embragues y dos ejes principales: uno para los engranajes pares y otro para los engranajes impares. La mayor ventaja de esta configuración es la velocidad con la que se puede activar la siguiente marcha: la siguiente marcha siempre está lista, de modo que solo se necesita hacer el embrague en el momento de la conmutación. Muchas marcas de automóviles ahora usan esta tecnología, pero DSG es el ejemplo más famoso.

Entradas para el dispositivo de control de la caja de cambios

Para controlar la caja de cambios, la TCU utiliza información de varios sensores y componentes. Es demasiado para resaltar todo esto, pero a continuación se muestra una descripción general de algunas fuentes de entrada comunes:

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Selector de marchas

Muchas cajas de cambios automáticas ofrecen la opción de cambiar usted mismo usando un selector o palancas de cambio en el manillar. Además, a menudo se puede optar por un modo deportivo y / o de confort. La TCU procesa esta entrada directamente, pero solo controla los actuadores después de que se hayan cumplido todas las demás condiciones.

Velocidad actual

Las TCU a menudo reciben información sobre la velocidad actual impulsada a través de un mensaje CAN. En este caso, este mensaje a menudo proviene de la ECU o la ECU del ABS. La señal del sensor de velocidad o del sensor de la rueda se procesa primero por uno de estos dispositivos de control en un mensaje CAN y luego se envía a la red CAN. De esta manera, la señal está disponible para todos los dispositivos de control en el automóvil. Las TCU también tienen sus propios sensores de velocidad, lo que significa que, en algunos casos, usted puede determinar la velocidad de conducción. Una entrada externa es innecesaria en esos casos.

Pedal acelerador y pedal de freno

Una TCU tiene la opción de posponer un momento de conmutación o que tenga lugar antes. Esto es especialmente una ventaja cuando de repente se requiere aceleración o frenado. Las entradas del pedal del acelerador y del pedal del freno son, por lo tanto, de gran valor. La señal del interruptor de la luz de freno y el interruptor de arranque también se utiliza con gratitud.

Control de crucero

Si el pedal del acelerador (y posiblemente el pedal del freno) ya no es operado por usted mismo, entonces una entrada alternativa es importante para la TCU. En el caso del control de crucero adaptativo, la historia se vuelve un poco más complicada, pero la entrada será muy similar a la del pedal del acelerador y el pedal del freno.

Condiciones de funcionamiento actuales

Temperatura, presión, la posición de la válvula de gas ... Existen numerosos sensores que monitorean continuamente las condiciones y esta información también es de gran importancia para la TCU. Además de los sensores de temperatura, sensores de presión y sensores de posición del acelerador, también es importante, por ejemplo, qué engranaje está activado y si la caja de engranajes está acoplada o desconectada.

En resumen: la TCU realmente procesa una gran cantidad de información para tomar la decisión correcta en cualquier momento.

Salidas de la Unidad de Control de Transmisión

Sobre la base de los parámetros (como se describe anteriormente) que se suministran, la TCU determina qué componentes deben controlarse. A menudo, esto se hace en forma de señal, pero a veces la TCU proporciona la potencia a un determinado componente de salida. A continuación se muestra un resumen de varios de estos componentes de salida:

Válvula de interruptor

Muchas cajas de cambios automáticas usan válvulas (también llamadas solenoides) para realizar acciones de cambio. Las válvulas proporcionan un suministro o descarga de presión hidráulica, de modo que los émbolos y yugos en movimiento pueden hacer su trabajo. Para activar estas válvulas, se envía un voltaje desde la TCU.

Válvula de control

Además de las válvulas de conmutación, las válvulas también se utilizan para, por ejemplo, operar el acoplamiento, bloquear el bloqueo de un convertidor de par o controlar la presión general del sistema. Estas válvulas de control o válvulas de control de presión tienen básicamente la misma funcionalidad que las válvulas de conmutación, pero, por lo tanto, se utilizan para otros fines.

Mensaje -CAN

Una parte de las salidas de una TCU consiste en mensajes CAN. Estos mensajes se comparten en la red CAN central, de modo que otros dispositivos de control pueden usar la información generada por la TCU. Por ejemplo, considere un valor para el indicador de cambio en el tablero.

Mención especial: motor de conmutación

Aunque los motores de conmutación realmente tienen la misma función que las válvulas de conmutación, el mecanismo funciona de manera ligeramente diferente. Los motores de engranajes se utilizan para la conversión de una caja de cambios manual convencional, donde los cables de cambio a la palanca de cambios se reemplazan por dos potentes motores eléctricos que se encargan del trabajo manual. La cantidad de potencia (= voltaje x corriente) que requiere un motor eléctrico de este tipo es demasiado grande para funcionar a través de la TCU. La TCU solo proporciona una señal para activar el motor en este caso. La fuente de alimentación proviene directamente de la caja de fusibles.

Los síntomas con una TCU defectuosa

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Ahora que hemos explicado el funcionamiento de una TCU, también es interesante observar los síntomas de una TCU defectuosa. ¿Qué notas exactamente cuando falla una TCU?

Un primer síntoma y también lógico es no cambiar a otra marcha. Tan pronto como una TCU ya no controla los actuadores, naturalmente, sucede . Sin embargo, a menudo sucede que una TCU conserva parte de su funcionalidad y, por lo tanto, intenta cambiar. Esto luego se acompaña de los golpes y tirones necesarios. Ambos problemas son bastante claros para ser encontrados por el conductor. Esto también se aplica al informe en el tablero. Por lo general, esta es una luz de falla genérica, pero también podría ser que el indicador de cambio muestra una "F" o ‘-‘, como con la Easytronic de Opel y Durashift de Ford, por ejemplo.

Un síntoma algo menos claro es la generación de códigos de error. Solo cuando se lee en el taller se descubre que una TCU ha almacenado varios códigos de error. Estos códigos de error son muy diferentes por marca y tipo. Con una TCU de la caja de cambios Mercedes 722.8, por ejemplo, esto se refiere a códigos de error con respecto a la fuente de alimentación y los sensores de velocidad, mientras que con una TCU DSG6 hay errores particularmente frecuentes en las válvulas de control. Y para volver a tomar el Easytronic como ejemplo: los códigos de error que indican motores de conmutación defectuosos son comunes en esta TCU.

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Como la historia anterior ha dejado en claro, cada TCU es única. Por lo tanto, ACtronics ha desarrollado un proceso de remanufacturación específico para cada Unidad de Control de Transmisión, de modo que los problemas se puedan resolver de manera rápida y confiable.

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