Die Funktion einer TCU in einem Auto erklärt

Eine TCU (Transmission Control Unit) oder ein Getriebesteuergerät ist eine elektronische Komponente, die in den letzten Jahren zunehmend in Automatikgetrieben eingesetzt wurde. Wie der Name schon sagt, ist die TCU genau wie die ECU (Engine Control Unit) ein Computer, der eine mechanische Komponente (in diesem Fall das Getriebe) steuern soll. Die Berechnungen basieren auf verschiedenen Eingaben, die die TCU von anderen Komponenten erhält. Eine mechanische oder hydraulische Komponente kann dann in Betrieb genommen werden. Dies mag etwas kryptisch klingen, aber nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, wird die Funktion viel klarer. Wir kümmern uns auch um die häufigsten Mängel. Also lesenswert!

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Die Ära der elektronischen TCU

Automatikgetriebe gibt es natürlich schon länger als nur heute. Das erste Automatikgetriebe wurde bereits 1939 von General Motors vorgestellt und hieß Hydramatic. Damals gab es noch keine elektronische Steuerung: Um das Getriebe zu steuern und den optimalen Schaltzeitpunkt zu ermitteln, setzten die Automobilhersteller seit Jahren auf die bewährte Hydrauliksteuerung. Die ersten elektronisch gesteuerten Getriebe erschienen erst in den 1980er Jahren und es dauerte sogar bis in die 1990er Jahre, bis diese Art der Steuerung zur Gewohnheit wurde. Obwohl die Einführung lange gedauert hat, ist die TCU heute sehr beliebt. Nahezu alle gängigen Automatikgetriebe werden von einer TCU (teilweise mit Hilfe eines Ventilblocks) angesteuert, um jederzeit mit dem optimalen Übersetzungsverhältnis fahren zu können.

Arten von Automatikgetrieben

Bevor wir auf den Betrieb der TCU selbst eingehen, sollten zunächst die verschiedenen Arten von Automatikgetrieben betrachtet werden. In der Auto- und Transportwelt gab es in diesem Bereich noch nie einen Standard. Viele Automarken und Erstausrüster haben sich daher mit Getriebetechnologie befasst, was zu unterschiedlichen Lösungen führte. Wir erwähnen kurz einige bekannte Arten:

Ein Planetengetriebe mit Drehmomentwandler: Mercedes-Benz 7G-tronic

Insbesondere aufgrund des Drehmomentwandlers ähnelt die 7G-tronic von Mercedes-Benz (auch als 722.9 bekannt) für einen Laien am meisten der traditionellen Hydramatic von General Motors, aber der Schein trügt. Unter der Hülle kommen sowohl ein Planeten- als auch ein Ravigneaux-Getriebe zum Einsatz, wodurch dieses Getriebe trotz seiner 9 Gänge (davon 7 vorwärts) besonders kompakt ist. Dieses Getriebe verwendet ebenfalls eine TCU. Anhand von Parametern wie Geschwindigkeit und Pedaleingabe wird festgelegt, welcher Gang gewählt werden soll.

Das automatisierte Schaltgetriebe: Opel Easytronic und Ford Durashift

Bei Fahrzeugen mit einem automatisiertem Schaltgetriebe wird das Getriebe von einer TCU gesteuert, die wiederum die Schaltmotoren und / oder den Kupplungsaktuator steuert. Es ist bei weitem der billigste Weg, ein Automatikgetriebe herzustellen: Man nimmt ein herkömmliches Schaltgetriebe und baut die Automatikfunktionalität darauf auf. Beispiele für diese Art von Automatikgetriebe sind Easytronic von Opel und Durashift von Ford, aber auch viele andere Automarken wie Alfa Romeo, BMW, Fiat, Honda und Toyota haben ihre eigene Variante.

Das stufenlose Getriebe: Audi Multitronic und Mercedes-Benz 722.8

Ein Auto, das mit einem stufenlosen Getriebe ausgestattet ist, hat keine festen Gänge. Durch die Verwendung von zwei konischen Riemenscheiben, die über einen Schubriemen miteinander verbunden sind, wird das Übersetzungsverhältnis stufenlos eingestellt: Die beiden Seiten jeder Riemenscheibe können sich aufeinander zu oder voneinander weg bewegen, wodurch sich der Radius ändert. Die Antriebsscheibe wird vom Motor angetrieben, die Abtriebsscheibe treibt die Räder über ein Differential an. Eine TCU steuert diesen Prozess. Das 722.8-Getriebe von Mercedes-Benz und das Multitronic-Getriebe von Audi sind zwei bekannte Beispiele für moderne CVT.

Das Doppelkupplungsgetriebe: DSG

Ein Doppelkupplungsgetriebe ist ein Getriebetyp, der immer beliebter wird. Bekanntestes Beispiel für dieses Getriebe ist das DSG (= Direkt Schalt Getriebe) der Volkswagen AG. Das System verwendet zwei Kupplungen und zwei Hauptachsen: eine für die geraden Gänge und eine für die ungeraden Gänge. Der größte Vorteil dieser Konfiguration ist die Geschwindigkeit, mit der der nächste Gang eingelegt werden kann: Der nächste Gang ist immer vorgewählt, so dass zum Schaltzeitpunkt nur der Gang eingelegt werden muss. Viele Automarken setzen diese Technologie mittlerweile ein, aber DSG ist das bekannteste Beispiel.

Eingänge für das Getriebesteuergerät

Zur Steuerung des Getriebes verwendet die TCU Informationen von verschiedenen Sensoren und Komponenten. Es geht zu weit, auf all diese einzugehen, aber im Folgenden finden Sie eine Übersicht von häufig verwendeten Eingabequellen:

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Gangwahlschalter

Viele Automatikgetriebe bieten die Möglichkeit, selbst mit einem Schalthebel oder Schaltwippen am Lenkrad zu schalten. Außerdem kann man sich oft für einen Sport- und / oder Komfortmodus entscheiden. Die TCU verarbeitet diesen Input direkt, steuert die Aktoren jedoch erst, wenn alle anderen Bedingungen erfüllt sind.

Aktuelle Geschwindigkeit

TCUs erhalten häufig Informationen über die aktuell gefahrene Geschwindigkeit über eine CAN-Nachricht. In diesem Fall kommt die Meldung häufig vom Steuergerät oder ABS-Steuergerät. Das Signal vom Geschwindigkeits- oder Radsensor wird zuerst von einem dieser Steuergeräte in eine CAN-Nachricht verarbeitet und dann an das CAN-Netzwerk gesendet. Auf diese Weise steht das Signal für alle Steuergeräte im Auto zur Verfügung. TCUs haben auch eigene Geschwindigkeitssensoren, so dass in einigen Fällen die gefahrene Geschwindigkeit selbst bestimmt werden kann. Ein externer Eingang ist in diesen Fällen nicht erforderlich.

Gaspedal und Bremspedal

Eine TCU hat die Möglichkeit, einen Schaltzeitpunkt zu verzögern oder früher zu tätigen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn plötzlich beschleunigt oder gebremst werden muss. Eingaben vom Gaspedal und vom Bremspedal sind daher von großem Wert. Auch das Signal von Bremslichtschalter und Kickdown-Schalter wird dankbar genutzt.

Tempomat

Wenn das Gaspedal (und möglicherweise das Bremspedal) nicht mehr von Ihnen selbst betätigt wird, ist eine alternative Eingabe für die TCU wichtig. Im Fall der adaptiven Geschwindigkeitsregelung wird die Geschichte etwas komplizierter, aber die Eingabe ist der des Gaspedals und des Bremspedals sehr ähnlich.

Aktuelle Betriebsbedingungen

Temperatur, Druck, Position der Drosselklappe... Es gibt zahlreiche Sensoren, die die Bedingungen kontinuierlich überwachen. Diese Informationen sind auch für die TCU von großer Bedeutung. Neben Temperatursensoren, Drucksensoren und Drosselklappenpositionssensoren ist es beispielsweise auch wichtig, welcher Gang eingelegt ist und ob das Getriebe eingekuppelt oder ausgekuppelt ist.

Kurz gesagt: Die TCU verarbeitet wirklich eine große Menge an Informationen, um jederzeit die richtige Entscheidung zu treffen.

Ausgänge vom Getriebesteuergerät

Anhand der angelieferten Parameter (wie oben beschrieben) bestimmt die TCU, welche Komponenten angesteuert werden müssen. Häufig erfolgt dies in Form eines Signals, aber manchmal liefert die TCU tatsächlich die Leistung an eine bestimmte Ausgangskomponente. Im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung einiger dieser Ausgabekomponenten:

Schaltventil

Viele Automatikgetriebe verwenden Ventile (auch Magnetventile genannt), um Schaltvorgänge auszuführen. Die Ventile liefern oder entladen den Hydraulikdruck, so dass sich bewegende Kolben und Gabeln ihren Job machen können. Um diese Ventile zu aktivieren, wird eine Spannung von der TCU gesendet.

Steuerventil

Neben den Schaltventilen werden Ventile beispielsweise auch zur Betätigung der Kupplung, zum Sperren der Überbrückung eines Drehmomentwandlers oder zur Regelung des allgemeinen Systemdrucks verwendet. Diese Steuerventile oder Druckregelventile haben grundsätzlich die gleiche Funktionalität wie die Schaltventile, werden aber deshalb für andere Zwecke verwendet.

CAN-Nachricht

Ein Teil der Ausgänge einer TCU besteht aus CAN-Nachrichten. Diese Nachrichten werden im zentralen CAN-Netzwerk geteilt, so dass andere Steuergeräte die von der TCU generierten Informationen verwenden können. Betrachten Sie beispielsweise einen Wert für die Ganganzeige im Kombiinstrument.

Besondere Erwähnung: Schaltmotor

Schaltmotoren haben zwar die gleiche Funktion wie die Schaltventile, der Mechanismus funktioniert jedoch etwas anders. Getriebemotoren werden für den Umbau eines konventionellen Schaltgetriebes eingesetzt, bei dem die Schaltzüge zum Schalthebel durch zwei leistungsstarke Elektromotoren ersetzt werden, die die Handarbeit übernehmen. Die Leistungsmenge (= Spannung x Strom), die ein solcher Elektromotor benötigt, ist zu groß, um über die TCU zu laufen. Die TCU gibt in diesem Fall nur ein Signal zum Aktivieren des Motors. Die Stromversorgung erfolgt direkt aus dem Sicherungskasten

Die Symptome einer defekten TCU

Nachdem wir die Funktionsweise einer TCU erklärt haben, ist es auch interessant, die Symptome einer defekten TCU zu betrachten. Was genau fällt Ihnen auf, wenn eine TCU ausfällt?

Ein erstes und auch logisches Symptom ist, dass nicht mehr in einen anderen Gang geschaltet wird. Sobald eine TCU keine Aktoren mehr steuert, passiert natürlich wenig. Es kommt jedoch häufig vor, dass eine TCU einen Teil ihrer Funktionalität beibehält und daher versucht, zu schalten. Dies wird dann von Erschütterungen und Stößen begleitet. Beide Probleme sind für einen Fahrer ziemlich offensichtlich. Dies gilt auch für die Meldung im Kombiinstrument. In der Regel handelt es sich hierbei um eine generelle Fehleranzeige, es kann aber auch sein, dass die Schaltanzeige ein "F" oder "-" anzeigt, wie zum Beispiel bei Easytronic von Opel und Durashift von Ford.

Ein etwas weniger deutliches Symptom ist die Erzeugung von Fehlercodes. Erst beim Auslesen in der Werkstatt wird festgestellt, dass eine TCU mehrere Fehlercodes gespeichert hat. Diese Fehlercodes sind je nach Marke und Typ sehr unterschiedlich. Bei einer TCU des Mercedes 722.8-Getriebes handelt es sich beispielsweise um Fehlercodes in Bezug auf die Stromversorgung und die Geschwindigkeitssensoren, während bei einer DSG6-TCU besonders häufig Fehler an den Steuerventilen auftreten. Und um die Easytronic noch einmal als Beispiel zu nennen: Fehlercodes, die auf defekte Schaltmotoren hinweisen, sind in dieser TCU häufig.

Möchten Sie mehr über die Überholung der TCU erfahren?

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Wie die obige Geschichte verdeutlicht hat, ist jede TCU ein Unikat. ACtronics hat daher für jedes Getriebesteuergerät einen spezifischen Überholungsprozess entwickelt, damit die Probleme schnell und zuverlässig gelöst werden können. Unser Service hört aber nicht bei der Reparatur von Bauteilen auf. Wir verstehen sehr gut, dass TCUs am Arbeitsplatz Fragen verursachen können. Aus diesem Grund haben wir ein TCU-Diagnosehandbuch entwickelt, in dem alle relevanten, technischen Informationen zu den verschiedenen TCUs an einem Ort gesammelt sind. Keine allgemeine Geschichte, sondern Listen mit Fehlercodes, Steckerbelegung, Komponentenbeschreibungen und relevanten Werkstatttipps.

Neugierig auf dieses Diagnosehandbuch? Schaltfläche: Hier können Sie das TCU-Diagnosehandbuch ansehen.

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