KYOWA共和电业车轮扭矩传感器在车辆驱动与制动性能试验中的动态扭矩分析

KYOWA共和电业车轮扭矩传感器在车辆驱动与制动性能试验中的动态扭矩分析

从车辆运行状态识别驱动与制动扭矩变化

在新能源汽车开发、动力传动系统验证及车辆底盘测试中，驱动扭矩与制动扭矩是分析车辆动力传递过程的重要参数。与台架上测量电机或传动轴扭矩不同，车辆实际行驶时的车轮扭矩会受到加速、减速、路面附着条件、传动系统状态及控制策略等因素共同影响。

例如，在比较不同牵引力控制策略时，如果只观察车辆速度或电机输出参数，就难以直接判断车轮端实际传递的扭矩如何变化。控制系统发出指令后，车轮端扭矩可能随动力传递和轮胎接地状态发生变化。因此，在车辆实际运行条件下获取车轮扭矩数据，有助于分析驱动、制动过程中的动力传递特征，并为控制策略验证提供测量依据。

KYOWA共和电业的车轮扭矩传感器面向车辆运行过程中的车轴扭矩测量，可用于驱动试验、制动试验及牵引力控制动作试验。其应用重点不只是获得一个扭矩数值，而是将实际车轮端的测量结果与车辆运行状态结合起来分析。

车轮扭矩传感器的系统构成与应用特点

KYOWA车轮扭矩传感器由应变片式传感器部、旋转滑环传送部、专用车轮及轮毂适配器等构成。通过更换适配车轮和轮毂部件，可对应不同车辆的安装需求。产品资料列出的额定容量范围为1～5 kN·m，非线性为±0.5%RO以内，具体配置应根据所选产品型号及车辆条件确认。

这类测量系统与一般固定式扭矩台架的区别，在于它面向车辆实际行驶过程。传感器需要安装到车轮及轮毂相关结构中，在车轮旋转时持续测量扭矩，并将信号传递至外部测量系统。

因此，应用前需要综合评估车辆轮毂结构、安装空间、轮辋及轮胎适配情况、预期最大扭矩和运行转速。不能只依据额定扭矩选择传感器，还应确认机械安装方案是否适用于目标车辆，并核对测量系统的信号接口和采集条件。

为什么车轮端扭矩不能简单等同于电机扭矩

在电驱车辆中，电机输出扭矩与车轮端扭矩之间存在传动关系。减速机构、传动效率、传动系统间隙以及动态工况，都可能影响两者之间的对应关系。因此，不能将电机控制器输出的扭矩指令直接视为车轮端实际扭矩。

在加速过程中，测得的车轮扭矩能够反映动力传递到车轮端后的实际变化；在制动过程中，则需要结合车辆的制动系统构成，区分驱动系统参与的制动扭矩与摩擦制动系统产生的制动力矩。不同车辆架构和测试工况下，测量结果的解释方式也会有所不同。

例如，在研究驱动扭矩响应时，可将车轮扭矩曲线与电机控制指令、车速及加速度等数据进行时间对应，分析指令变化后车轮端扭矩的响应过程。若研究制动过程，则可结合制动指令、车速变化和其他相关参数，观察车轮扭矩随制动操作的变化趋势。

需要注意，车轮扭矩本身并不能直接给出轮胎与路面之间的全部受力信息，也不能单独证明车辆的牵引力控制是否有效。若要分析轮胎滑移或车辆稳定性，还应结合轮速、车速、车辆姿态等相关测量数据。

牵引力控制试验中的扭矩曲线如何判读

牵引力控制系统的测试通常关注车轮出现打滑趋势时，控制系统能否及时调整驱动输出。在这一过程中，车轮扭矩的变化可以作为观察控制动作的重要数据之一。

试验时，可记录车辆正常加速阶段、控制系统介入阶段以及介入后的扭矩变化，并与轮速差、车辆速度等数据进行对照。如果扭矩曲线出现明显变化，应进一步核对对应时刻的控制指令和车辆运行状态，而不是仅凭单个峰值判断控制策略的优劣。

为了提高测试结果的可比性，建议统一车辆载荷、轮胎状态、试验路面、加速操作及数据采集设置。若需要比较不同控制参数或不同软件版本，应尽量保持其他条件一致，并记录环境和车辆状态的变化。

在重复试验中，如果扭矩曲线存在差异，需要区分车辆工况本身的变化与测量系统因素。车轮扭矩属于动态测量对象，数据采集时间、通道间的时间对应关系以及传感器安装状态，都可能影响分析结论。特别是在控制动作发生的短时间内，应确保各测量通道具备足够的时间分辨能力。

车轮扭矩测试中的安装与数据质量管理

车轮扭矩传感器安装在旋转部件相关位置，机械适配与运行安全是测试准备中的重要环节。安装前应核对轮毂适配器及专用车轮是否适合目标车辆，并按照产品说明完成装配和检查。测试过程中，还应确认旋转部件、传送部件及相关连接不会与车辆其他结构发生干涉。

数据质量管理方面，应在试验前明确扭矩正负方向、零点检查方法、采样设置和数据记录规则。对比不同工况时，应使用一致的坐标和符号约定，避免因扭矩方向定义不同造成曲线解释错误。

如果需要同步采集车轮扭矩、轮速、车速及控制信号，应在试验设计阶段明确各通道的时间基准。只有保证事件之间的时间关系可靠，才能进一步分析控制指令与车轮端扭矩响应之间的先后关系。

从传感器选型到车辆动力学试验方案

车轮扭矩测量涉及传感器、专用车轮、轮毂适配器、信号传送及数据采集等多个环节。选型时应围绕目标车辆、最大扭矩、转速范围、安装条件和试验目的进行综合确认。

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