2021年8月9日汽车技术评论1,330阅读模式

学过驾照的人应该对起步和换挡有概念，脚踩离合器，手动换挡杆。而有了自动变速箱就不要这么多操作了，只要拨到PRND挡，踩着油门车就快起来，踩着制动车就慢下来。这是怎么能实现的呢？

接下来本文将揭晓变速箱是如何被自动控制的，这些属于TCU应用层软件的内容。所以在上篇 TCU软件开发之一变速箱基础 的基础上，本文将先从自动变速箱的最基本功能来介绍TCU应用层软件架构主干，然后以典型的驾驶工况来示意TCU应用层软件是如何不断完善的，最后通过一些流行的整车功能来了解TCU是如何联合其他ECU一起工作。

TCU软件开发：应用层软件的主要内容

本文将通过双离合器自动变速箱（DCT）来介绍TCU应用层软件如何自动控制变速箱。

01

基本功能

1.1 起步和换挡

我们知道变速箱的基本功能主要有起步和换挡。那么对于DCT来说，要实现起步要怎么做呢？

脚踩离合，手动换挡

与手动变速箱起步的操作一样，DCT也是先断开发动机与变速箱连接，再挂1挡，然后离合器接合。那么TCU应用层软件是怎样控制实现这些动作呢？以挂挡为例，如下所示：

TCU应用层软件通过控制电磁阀来调控进入液压缸的油液流量，从而来控制档位液压缸的活塞位移变化，因为活塞连接换挡拨叉，换挡拨叉又连接同步器机构，所以通过控制活塞的移动就可以控制挂挡过程。对于离合器控制，也是与此上述类似的逻辑。

总的来说，就是TCU应用层软件控制电液系统（其实最终需要TCU底层软件和硬件驱动的支持才能实现应用层软件对电磁阀的控制），然后电液系统通过活塞连接到离合器和换挡拨叉，最终将控制力作用到双离合器和换挡同步器，以此实现起步和换挡功能。

TCU软件开发：应用层软件的主要内容

自动变速箱控制原理

1.2 TCU应用层软件的基本架构

到此不知是否会有一些疑问，比如：

TCU应用层软件是怎么判断是起步还是换挡？
TCU应用层软件会根据什么去控制电液系统？

接下来就借着这两个疑问来介绍TCU应用层软件的基本架构。先从TCU应用层软件的输入开始来讨论。试想有一辆装有DCT的车辆正在以2挡加速行驶，这时我们能提取到什么信息呢？

油门和车速，来源于车辆其他ECU，比如ECM（发动控制管理单元）或VCU（整车控制器），一般通过CAN总线通讯发给TCU，TCU的底层软件接收处理后给应用层软件
档位，来源于档位的位置传感器，一般TCU的底层软件采集传感器的数据，转化处理后传给TCU应用层软件

除此TCU应用层软件还会接收更多的信息，比如其他传感器的数据，比如转速传感器，温度传感器，压力传感器等。总的来说，TCU应用层软件收到的信号有两类，一类是其他ECU发的，一类是传感器感知的，如下所示：

TCU软件开发：应用层软件的主要内容

输入信号示意，还有很多信号未列出

TCU应用层软件接收这些信号有什么用呢？像车辆正在2档加速行驶，那肯定是要升档的，即这时TCU应用层软件会去计算换挡点（基于发动机万有特性，考虑油耗和动力来确定换挡点），当车速达到3档升档点就需要升档，这里将这个处理过程称为档位决策。

这时，需先预挂3档，再进行离合器交换（扭矩相），最后转速同步（惯性相），如下所示：

那么怎么控制挂上3挡，怎么控制离合器交换？TCU应用层软件就相应的模块，离合器控制的，档位控制的。离合器控制本质上根据 TCU软件开发：应用层软件的主要内容来计算离合器扭矩。而档位控制主要根据同步器啮合过程的详细分析来实现同步力的精准控制，这也是上篇文章提到的理论基础。当然实际应用不止于此，还有凝聚了很多的工程经验知识。