TCU

TCU(Transmission Control Unit) 또는 자동변속기 컨트롤 유닛은 전자 자동 변속기를 제어하는데 사용되는 자동차 엔진제어장치(ECU)의 한 종류이다. 티씨유라고 읽는다.

[타고] 1개월 단위로 전기차가 필요할 때! 타고 월렌트 서비스

개요

TCU는 자동변속기의 전자제어장치라고 칭한다. TCU는 자동차의 운행상황에 따른 각종 정보를 기본으로 최적의 변속이 가능하도록 자동변속기를 제어한다. TCU에 제공되는 정보로는 변속레버의 위치, ATF의 온도, 가속페달의 밟힘 정도 등이 있다. 최적의 변속 제어를 위하여 각각의 정보량은 TCU에 입력되고 TCU는 이들 정보를 통하여 차량의 상황과 운전자의 요구사항을 판단한다. 이 판단에 따라 TCU는 유압제어 솔레노이드 밸브나 변속제어 솔레노이드 밸브를 적절하게 제어하는 것이다. TPS는 드로틀밸브 포지션 센서를 말하는데 이는 가속페달이 어느 정도 밟혔는가를 전압으로 나타내는 센서를 말하며, O/D스위치는 오버드라이브 스위치를 말한다. 또 K/Down 스위치는 킥다운 시 켜지는 스위치로 이 스위치가 장착되지 않은 차량도 있다. 한편, 인히버터 스위치는 변속레버의 위치를 전기적인 신호로 변환해주는 스위치를 말한다. 이 인히버터 스위치의 신호 때문에 변속레버가 P 또는 N의 위치에 있을 때만 엔진의 시동이 가능하며, 레버조작의 확인, 후진 등의 점등 등이 바로 이 인히버터 스위치에 의해서 이루어진다. 각 센서는 자동변속기의 종류에 따라 다르게 구성될 수 있다.

역사

전자자동변속기는 1980년대 후반부터 순전히 수기계식 제어장치에서 전자제어장치로의 설계 변경을 해 왔다. 그 이후로 개발은 반복적이었고 오늘날에는 전자자동 변속기 제어 개발의 여러 단계에서 설계가 존재한다. 변속기 솔레노이드는 이러한 컨트롤 유닛의 핵심 구성 요소이다. 현대식 자동변속기의 발전과 전자제어장치의 통합은 최근 몇 년간 큰 발전을 가능하게 했다. 현대식 자동변속기는 이제 연비 향상, 엔진 배기가스 감소, 변속 시스템 안정성 향상, 변속 느낌 개선, 변속 속도 향상 및 차량 핸들링 개선을 실현했다. TCU에 의해 제공되는 프로그래밍의 광대한 범위는 현대적인 자동변속기를 각 용도에 적합한 변속기 특성과 함께 사용할 수 있다. 일부 용도에서는 TCU와 엔진제어장치가 파워트레인 컨트롤 모듈로 단일 유닛으로 결합한다.

입력 매개변수

차량속도센서

차량 속도 센서(VSS; Vehicle Speed Sensor)는 다양한 신호를 TCU에게 보내고, 현재 차량의 속도를 알려주는 역할을 한다. OBD2로도 확인이 가능하지만, 차량 내 계기판에 따라 확인 여부가 갈라지기도 한다. 이 정보를 기반으로 TCU는 언제 기어 변환이 일어나야 할지 측정을 하게 된다. 또한, 터빈스피드센서(TCC)와 휠스피드센서(WSS)를 활용해서 기어변환 시점을 결정하는 데 도움을 받기도 한다. 터빈스피드센서 또는 휠 스피드 센서가 실패하거나 오작동 혹은 결함이 발생하면 잘못된 속도계 판독 및 전송 오류와 같은 문제가 발생할 수 있다.

휠스피드센서

휠스피드센서(WSS; Whell Speed Sensor)는 차량의 실제 스피드를 측정하여, 해당 차량이 언덕길을 오르고 있는지 내리막길을 내려가고 있는지를 인식한다. 또한, 토크컨버터가 연료 소모량을 줄이고 엔진 로드를 적절하게 사용하고 있는지를 결정하기도 한다.

스로틀포지션센서

스로틀포지션센서(TPS; Throttle Position Sensor)는 엔진의 공기흡입구를 모니터링 하는데 사용되는 센서이다. 일반적으로 스로틀의 위치를 직접 모니터링할 수 있도록 나비형 밸브 스핀들과 샤프트에 위치한다. 스로틀포지션센서와 관련된 가속 페달 센서는 종종 와이드 오픈 스로틀(WOT; Wide Open Throttle) 센서를 포함한다. 가속페달 센서는 전자 스로틀 제어 또는 드라이브 바이 와이어 시스템에 사용되며, 스로틀센서를 가장 많이 사용하는 것은 자동변속기의 킥다운 기능이다. 현대식 센서는 비접촉식이다. 이러한 최신 비접촉 스로틀포지션센서에는 홀 효과 센서, 유도 센서, 자기저항 등이 포함된다. 비접촉형 스로틀포지션센서는 홀 효과 또는 유도 센서 또는 자기저항 기술의 원리에 따라 작동한다. 일반적으로 자석 또는 유도 루프는 나비형 밸브 스로틀 스핀들, 샤프트 기어와 센서 및 신호 처리 회로 기판에 장착되는 동적 부품이다. ETC 기어박스 커버 안에 장착되어 고정되어 있다. 하부 기계적 스톱에서 WOT로 회전하는 스핀들에 자석과 유도 루프가 장착되면 센서의 자기장에 변화가 있다. 자기장의 변화는 센서에 의해 감지되고 생성된 전압은 엔진제어장치의 입력으로 제공된다. 일반적으로 2극 희토류 자석은 높은 퀴리 온도로 인해 터빈스피드센서에 사용된다.

터빈스피드센서

터빈스피드센서(TSS; Turbine Speed Sensor)는 다양한 신호를 TCU에게 보내고, TCU가 현재 샤프트나 토크컨버터의 속도를 결정해 준다. 또한 인풋 샤프트의 스피드는 토크컨버터의 미끄러짐 및 그 비율을 결정한다. 터빈스피드센서 값은 특히나 토크컨버트가 언제 락업 클러치를 걸어야 할지 결정하는 데 중요한 역할을 한다.

미션오일 온도 센서

미션오일 온도 센서(TFT; Transmission Fluid Temperature Sensor)는 트랜스미션 내의 유체온도를 알기 위해 사용된다. 미션오일 온도 센서는 TCU로 하여금, 온도에 기반하여 변화하는 유체의 점성에 따라, 라인 압력과 솔레노이드 압력을 조절하기 위하여 사용된다. 높은 온도 하에서 더욱 정확한 조절이 가능하다. 또한 온도 안전보장 장치의 컨트롤이 가능하다.

브레이크 라이트 스위치

차량이 내리막길에 접어들 때, TCU가 이를 감지하고 자동으로 브레이크 기능을 좀 더 활성화한다. 여기서 운전자가 브레이크를 밟지 않아도 TCU가 알아서 작동시킨다. 이때 사용되는 센서가 브레이크 라이트 스위치이다.

제동컨트롤시스템

제동컨트롤시스템(TCS; Traction Control System)은 도로의 주행 환경을 체크하여 TCU에 신호를 보낸다. 이 신호를 전해 받은 TCU는 운전자가 주위 환경을 인식하기 전에 이를 선반영하여 토크 컨버터의 락업 클러치를 해제하거나, 1단 기어에 있는 경우 2단 기어로 먼저 전환하는 등 기어를 상단으로 먼저 변화시킨다.

스위치

스위치는 단순히 on/off를 하는 전자기적 변환기이다. 특정 유체의 압력 수준을 체크하는 센서인데, 유체를 컨트롤하는데 있어 기본 정보로 사용된다.

크루즈컨트롤모듈

크루즈컨트롤모듈은 크루즈 컨트롤이 있는 차량의 경우 TCU에게 정보를 제공해 준다. 크로주컨트롤이 동작하면, 일반 TCU가 예상하지 못하는 기어변환을 고려하면서 스로틀 개폐 여부를 결정한다. 또한 레버의 포지션을 결정하면서 다양한 변동사항을 대비하는 역할을 한다.

출력 매개변수

시프트 락

시프트 락은 솔레노이드를 통해 차량의 레버를 고정해, 운전자가 브레이크페달을 적절하게 밟지 않는 경우 보정하여, 브레이크를 작동시키는 역할을 한다.

시프트 솔레노이드

자동변속기는 기어 변화때문에 작동되는 전기적인 솔레노이드를 가지고 있다. 이러한 솔레노이드는 과거 자동변속기 설계에 있어 아주 간단한 제어부터 최근의 자동변속기에 적용되는 매우 복잡한 제어까지 범위가 넓다. 시프트 솔레노이드가 구동되는 방식과 언제 구동되느냐에 대해서는 변속기 제조업체에 의해 결정된다. 또한, 차량에 따라 매우 다양하다.

압력 컨트롤 솔레노이드

TCU가 많이 전자화되었지만, 아직도 미션오일과 같은 유체를 활용해서 변속을 실행하고 있다. 이러한 특성 때문에 유체 압력의 정확한 컨트롤이 매우 중요하다. 과거 TCU는 단순히 라인 압력을 기반으로 솔레노이드를 조정하였다. 압력 컨트롤 솔레노이드는 종종 다양한 압력 라인을 이용하여 솔레노이드를 컨트롤할 뿐만 아니라, 이를 통해 정확한 유체의 압력을 결정한다. 만약 유체의 압력이 너무 높다면, 변속 시 충격과 함께 승차감을 악화시키고, 너무 낮은 압력은 클러치를 과열시킨다.

토크 컨버터 클러치 솔레노이드

토크 컨버터 클러치 솔레노이드(TCC; Torque Converter Clutch Solenoid)는 토크컨버터를 전자기적으로 컨트롤하는데 사용되는 솔레노이드이다. 토크컨버터가 고정된다면, 토크 변화가 더 발생하지 않고, 엔진은 같은 속도로 차량을 주행시킨다. 토크 변화가 일어나지 않아 그만큼 연비는 개선된다. 낮은 기어 단수에서 부분 락업은 연비를 개선하지만, 클러치의 부품 마모도를 증가시키기도 한다.

기타 응용 프로그램

클러치 없는 수동변속기가 장착된 구형 차량의 TCU는 일반적으로 변속에 연결된 전기 스위치로 구성되며, 이 스위치는 내부 변속기 컨트롤 유닛이 운전자가 변속에 접촉하는 것을 감지한 후 센서 또는 솔레노이드를 시동한다. 클러치 서보를 작동시킨 다음 클러치 작동기를 해제하여 운전자가 기어를 변경할 수 있도록 한다. 반자동 변속기의 내부 클러치 작동기는 유압, 공기압력 또는 전기 방식으로 구동될 수 있다. 로드카에 사용되는 클러치 없는 수동변속기의 예로는 900 NG에 사용되는 사브 센소닉 변속기와 몬다니얼 T에 사용되는 페라리(Ferrari) 발레오 자동 수동 변속기가 있다. 두 시스템 모두 컴퓨터로 제어되는 엔진제어장치 또는 마이크로프로세서를 사용하여 변속 시 운전자가 변속을 할 때 감지하고 클러치를 자동으로 작동하여 운전자가 기어를 변경할 수 있도록 했다. 사브의 센소닉 시스템은 유압 클러치 작동기에 연결된 전기 모터 또는 솔레노이드를 사용하는 전기 유압식이었고 페라리의 발레오 시스템은 전기모터 또는 솔레노이드를 사용하여 기계식 클러치 시스템에 연결된 전기 기계식이었다.

참고자료

• 〈Transmission control unit〉, 《Wikipedia》
• 〈Throttle position sensor〉, 《Wikipedia》
• 자동차이야기, 〈TCU, 넌 무엇이냐??〉, 《몬스터게이지》, 2021-04-19
• 카즈앤미, 〈50회-자동변속기 전자제어장치(TCU)〉, 《티스토리》, 2004-03-07
• 서우진, 〈TCU(Transmission Control Unit) : 자동변속기 컨트롤 유닛이란?〉, 《다음 블로그》, 2011-11-03
• 놀러와, 〈TCU(Transmission Control Unit) : 자동변속기 컨트롤 유닛이란?〉, 《네이버 블로그》, 2021-10-05

같이 보기

• 자동변속기
• 기어레버
• 가속페달

이 TCU 문서는 자동차 부품에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품 □■⊕, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물 자동차 부품 계기 • 레저보어(리저버) • 레저보어 탱크(리저버 탱크) • 보조장치 • 부품 • 비순정부품 • 소모품 • 순정부품 • 스프링 • 아세이(어셈블리) • 옵션 • 운전장치 • 자동차 부품 • 정품 • 케이블 • 튜닝 • 파이프 • 햅틱 • 호몰로게이션 차대(섀시) 3 in 1 • VIN • 강선 • 강판 • 공차 (오차) • 공차 (자동차) • 공차중량 • 단차 • 드레인홀 • 롤링섀시 • 모노코크 • 바디 • 바디온프레임 • 배분중량 • 보일러 • 섀시 • 소자 • 에어백 모듈 • 연결모듈 • 오일 • 오일팬 • 워터펌프(냉각수 펌프) • 인버터 • 인클로저 • 중량 • 차대(섀시) • 차대번호 • 차량 총중량(GVW) • 철판 • 촉매장치 • 충전기 • 캐빈룸 • 캡오버 • 컨버터 • 크러시존(크럼플존) • 프레임 • 프로펠러 • 플러그 • 히트펌프 엔진 2기통 • 4기통 • 5기통 • 6기통 • 7기통 • 8기통 • 10기통 • 12기통 • 16기통 • 18기통 • 20기통 • LPDI엔진 • LPG엔진 • LPI엔진 • OHV • PS • rpm • V형엔진 • 가솔린엔진 • 가스터빈 • 공랭식 엔진 • 기화기 • 내연기관 • 냉각수 • 냉각장치 • 냉각제 • 냉각팬 • 냉간상태 • 노즐 • 다기통 • 디젤엔진 • 라디에이터 • 마력 • 배기밸브 • 밸브 • 봄베 • 부동액 • 분사 • 석유엔진 • 선박 엔진 • 수랭식 엔진 • 수소탱크 • 수소터빈 • 수평대향 엔진 • 슈퍼차저 엔진 • 스로틀바디 • 스로틀밸브 • 실린더 • 싱글터보 • 양자엔진 • 엔진 • 엔진룸 • 엔진마운트 • 엔진오일 • 엔진제어장치 • 연료분사기 • 연료시스템 • 연료전지 • 연료주입구 • 연료탱크 • 연료파이프 • 연료펌프 • 연료필터 • 열기관(열원동기) • 왕복기관 • 외연기관 • 원동기 • 원자력기관 • 원형봄베 • 자동차 엔진 • 자연흡기엔진 • 점화케이블 • 점화플러그 • 제트엔진 • 증기기관 • 증기터빈 • 직렬엔진 • 최고출력 • 최대토크 • 캠 • 캠축(캠샤프트) • 커넥팅로드(연결봉) • 크랭크 • 크랭크축 • 탱크 • 터보랙 • 터보엔진 • 터보차저 • 터빈 • 토크 • 트윈터보 • 파워팩 • 플라이휠 • 피스톤 • 피스톤 엔진 • 항공기 엔진 • 흡입밸브 모터 고정자(스테이터) • 교류모터 • 교류발전기 • 구동모터 • 구동모터 최대출력 • 동기모터 • 듀얼모터 • 모터 • 모터룸 • 발전기 • 시동모터 • 싱글모터 • 용단 • 유도모터 • 인휠모터 • 인휠시스템 • 인휠헥사모터 • 직류모터 • 직류발전기 • 축전지 • 코일 • 토크컨버터 • 트라이모터(트리플모터) • 퓨즈 • 퓨즈박스 • 퓨즈풀러 • 회전자(로터) • 회전축 구동장치 4매틱 • AWD 디스커넥터 • B-ISG • HTRAC • IGBT • PE모듈 • TCU • xDrive • 가변축 • 가속기 • 가속기 (자동차) • 감속기 • 공회전 속도조절 장치 • 공회전 제한 장치(ISG) • 구동 • 구동벨트 • 구동장치 • 구동축 • 기어(톱니바퀴) • 기어박스 • 기어비 • 기어오일 • 다운시프트 • 동력전달장치 • 뒷차축(리어액슬) • 듀얼클러치 • 무단변속기 • 미션 • 미션오일 • 배전기 • 벨트 • 변속기 • 사륜구동 • 앞차축(프런트액슬) • 업시프트 • 이륜구동 • 전륜구동 • 전축 • 종감속기어 • 차동기어 • 차동장치 • 차축(액슬) • 추진축 • 축 • 클러치 • 타이밍벨트 • 파워트레인 • 프로펠러 샤프트 • 후륜구동 • 후축 조향장치 경사각 • 너클암 • 너클 조인트 • 로어암 • 사륜조향 • 스러스트 • 스러스트 각 • 스티어링(조향장치) • 스티어링너클(너클) • 스티어링박스 • 스티어링 샤프트 • 스티어링암 • 어퍼마운트 • 어퍼암 • 전경각 • 전륜조향 • 조향축 • 캐스터 • 캠버 • 캠버각 • 킹핀 • 킹핀 경사각 • 킹핀 오프셋 • 토우 • 후경각 • 후륜조향 • 휠 밸런스 • 휠 얼라인먼트 제동장치 ABS • EBD • HHC • 경사로 밀림 방지 • 드럼브레이크 • 디스크 브레이크(디스크 로터) • 미끄럼 방지장치 • 베이퍼로크 • 보조제동장치(BA) • 브레이크드럼 • 브레이크라이닝 • 브레이크슈 • 브레이크 어시스트 시스템 • 브레이크오일 • 브레이크패드 • 슈팅 브레이크 • 오버라이드 • 오토홀드 • 전자식 제동력 분배(EBD) • 제동장치(브레이크) • 캘리퍼 • 클램프 • 클램핑력(클램프력) • 트랙션 컨트롤 시스템(구동력 제어장치) 서스펜션 가변댐퍼 • 댐퍼(제진기) • 더블위시본 서스펜션 • 마운트 • 매직 바디 컨트롤 • 서스펜션(현가장치) • 서스펜션암(컨트롤암) • 쇼크업소버 • 스트럿 서스펜션 • 액티브 서스펜션 • 에어매틱 • 에어서스펜션 • 에어스프링 • 코일스프링 • 판스프링 • 플레이너 시스템 • 하시라 • 현가상질량 • 현가하질량 흡배기장치 매연저감장치 • 배기 • 배기음 • 배기장치 • 배출 • 에어덕트 • 흡기 • 흡기장치 • 흡배기 • 흡배기장치 • 흡입 위키 : 자동차, 교통, 지역, 산업, 기업, 단체, 업무, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반