扭矩管理模块是 VCU(Vehicle Control Unit)中极为重要的一个组成部分。它处于 VCU 控制的核心位置,因为扭矩是车辆动力输出的关键物理量。无论是加速、减速还是保持匀速行驶,都与扭矩的合理分配和控制密切相关。在新能源汽车中,电机扭矩的控制直接影响车辆的动力性能、驾驶体验和能源利用效率。
1.扭矩需求计算
根据驾驶员的操作,如踩加速踏板、踩制动踏板的程度来计算扭矩需求。例如,当驾驶员深踩加速踏板时,扭矩管理模块会快速计算出车辆需要的驱动扭矩大小,以实现车辆的快速加速。它会综合考虑加速踏板的行程、踏板的变化率等因素,将驾驶员的意图转化为精确的扭矩需求信号。
同时,还会考虑车辆的行驶模式。例如在经济模式下,扭矩管理模块会适当降低扭矩需求,以减少能源消耗;而在运动模式下,则会提高扭矩需求,增强车辆的动力性能。
2.扭矩协调
扭矩管理模块会和车辆的制动系统协调工作。在制动过程中,它会根据制动踏板的信号,减少电机的驱动扭矩,同时配合机械制动系统,实现平稳的制动。例如,在再生制动时,扭矩管理模块会控制电机反转,将车辆的动能转化为电能回收至电池,同时协调机械制动的介入程度,以提供合适的制动力。
与车辆的稳定性控制系统(如 ESP)配合。当车辆出现侧滑或者失控迹象时,扭矩管理模块会根据 ESP 系统的反馈,调整电机扭矩,帮助车辆恢复稳定状态。例如,在车辆转弯时如果后轮出现侧滑,扭矩管理模块可以通过调整前后电机的扭矩来纠正车辆的行驶轨迹。
3.扭矩限制
为了保护车辆的电机、电池和传动系统等关键部件,扭矩管理模块会设置扭矩限制。例如,当电机温度过高或者电池电量过低时,为了防止部件损坏,扭矩管理模块会限制电机的输出扭矩。如果电机温度达到临界值,它会降低扭矩输出,避免电机因过热而损坏。
它还会考虑车辆的极限状态,如在车辆高速行驶时,防止过度加速导致车辆失控,通过限制扭矩的增长速度来确保车辆的行驶安全。
4.扭矩滤波
扭矩平滑是至关重要的环节。扭矩平滑主要是为了优化车辆动力输出,避免扭矩的突然变化对车辆行驶产生不良影响。车辆在行驶过程中,不稳定的扭矩会导致车辆产生顿挫感,影响驾驶舒适性。同时,急剧的扭矩变化可能会对车辆的动力系统部件,如电机、变速器、传动轴等造成机械冲击,增加部件的磨损和损坏风险。此外,平滑的扭矩输出有助于车辆在各种工况下保持稳定的行驶状态,提高车辆的操控性能和安全性。