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汽车电子油门技术探析电信0901 成宇（2009011807）摘要:我们知道，操纵节气门开度就能控制可燃混合气的流量，改变发动机的转速和功率，以适应汽车行驶的需要。传统发动机节气门操纵机构是通过拉索（软钢丝）或者拉杆，一端联接油门踏板（加速踏板），另一端联接节气门连动板而工作。但这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，在日新月异的汽车电子技术发展形势下，一种电子油门（EGAS）应运而生。在目前的电子燃油喷射发动机上，电子油门除了发挥上述功能外，它还可以进一步改善发动机的节油和排放性能，因为它控制着发动机动力调节的大门。关键词：电子油门 控制系统 故障诊断1、 电子油门控制系统的发展传统发动机节气门操纵机构是通过拉索（软钢丝）或者拉杆，一端联接油门踏板（加速踏板），另一端联接节气门连动板而工作。但这种传统油门应用范畴受到限制并缺乏精确性，在日新月异的汽车电子技术发展形势下，一种电子油门（EGAS）应运而生。2、 电子油门控制系统的含义传统油门电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的位置。3、 电子油门控制系统的工作原理传统拉线油门是通过钢丝一端与油门踏板相连另一端与节气门相连，它的传输比例是1：1的，也就是说用脚踩多少，节气门的打开角度就是多少，但是在很多情况下，节气阀并不应该打开这么大的角度，所以此时节气阀打开的角度并不一定是最科学的，这种方式虽然很直接但它的控制精度很差。而电子油门是通过电缆或线束来控制节气门的开度，实现自动控制功能。 当驾驶员需要加速时踩下油门，踏板位置传感器就将感知的信号通过电缆传递给ECU，ECU经过分析、判断，并发出指令给驱动电机，并由驱动电机控制节气门的开度，以调整可燃混合气的流量，在大负荷时，节气门开口大，进入气缸内的可燃混合气多，如果使用拉线油门只能靠脚踩油门踏板的深浅来控制节气门的开度，很难将节气门的开口角度调到能达到理论空燃比状态，而电子油门能通过ECU将传感器采集的各种数据进行分析、比对，并发出指令让节气门执行机构动作，将节气门调到最佳位置，以实现不同负荷和工况下都能接近于14.7：1的理论空燃比状态，使燃料能充分燃烧。 在日常驾驶时会遇到一些新手或驾驶不熟练的人由于操作不当，或者有些过于激进的驾驶员，会将油门踏板突然踩到底情况，这种操作是不科学的，不仅不利于燃油经济性，而且对于发动机会带来伤害。 节气门突然打开，此时是发动机的最大负荷状态，全负荷会造成发动机燃烧不充分，同时喷油器也会加大喷油，造成燃油的浪费，发动机的负荷增大，缩短了发动机的使用寿命，不利于环保等。拉线油门的车辆，ECU无法对节气阀进行控制，只能默认这一误操作，最多会在喷油方面略作调整，但仍无法解决根本问题。而对于电子油门来说就轻而易举了。这时ECU会认为此时是驾驶员的一种不科学的驾驶做法，于是会发出指令让节气门一一定的速度打开，而不是与驾驶员踩下踏板的速度同步。这样做除了能保护发动机，提高燃油经济性以外，还会使驾驶者感到非常平顺的感觉，提高了乘坐人员的舒适性。 也可以这样理解，电子油门的车油门踏板是“假油门”，只是一个接受器，在接受到驾驶者踩油门的动作后，会将该动作的力量、幅度等数据传输到控制单元进行分析，然后总结出驾驶者踩油门的意图，再由控制单元根据计算后实际节汽门开合度指令控制节汽门电机工作。4、 电子油门控制系统的技术特点与传统油门比较，电子油门明显的特点是可以用线束（导线）来代替拉索或者拉杆，在节气门那边装一只微型电动机，用电动机来驱动节气门开度。即所谓的“导线驾驶”，用导线代替了原来的机械传动机构。从表面看是用电缆取代了传统的油门拉线但实质上不仅仅是简单的改变连接方式，而是能对整个车辆的动力输出实现自动控制功能。 优点一，电子油门能根据踩油门的动作幅度细节来判断驾驶者的意图，从而实现了精确的控制。二，比拉线油门省油，更平顺。三，稳定性高，不易熄火和闯动。 缺点一，工作原理复杂，成本高，费用相应提高。二，有延迟效果，反应不如传统拉线油门快。三，结构相对复杂，存在故障率的问题。总体上，电子油门的控制接入了ECU，成为全车电控的一部分，能够安装定速巡航等模块，顺应整体汽车技术的发展趋势。5、 电子油门控制系统的技术发展为了改变电子油门的延迟缺陷，电子油门加速器应运而生，带来了以下改变：优点 一，放大油门信号，提升静态响应 电子油门加速器所谓的“加速”主要是通过提高油门响应灵敏度实现的，会将输入的油门信号放大50%。这也就是说，在任何时候踏板最后面33%的油门信号已经没用了，在驾驶者踩下踏板66%的时候加速器输出已经是全油门了，这样就使得油门响应的敏感度提高了50%。但是，电子油门加速器并不像很多人说的那样减少了油门信号的分级，实际上油门信号仍然是无级调整的，只是由以前的1：1调整为1：1.x，x即为信号的放大系数。二，放大油门信号增速，提升动态响应 在油门踏板被踩下时，加速器会根据踩下幅度、时间计算油门信号的变化率，变化越快，说明加速要求越强烈，油门加速器会将此变化率加大，最终实现的效果是提速动态相应更好。三，提供虚假驾驶风格供ecu调整发动机参数 现代发动机的ecu普遍具有驾驶风格自适应能力，如果驾驶者经常快速深踩油门（俗称拉转速），ecu会逐渐认为驾驶者的风格趋向“激烈”，这样发动机会慢慢调整节气门、喷油系统等以得到这种风格下发动机的最佳调整参数。使用电子油门加速器后，即使按照以前“温和”的驾驶风格进行驾驶，发动机依然会得到“激烈”的驾驶体会，这相当于欺骗了ecu，久而久之，发动机会自动修改其各项参数以适应该风格。缺点 一，手动车型油离配合难度增加手动档车型加入油门加速器后，油门踏板响应过于敏感，起步需要更精确的油离配合才能达到以前的效果。这点与离合器的深浅对是否顺利起步的影响非常类似，深的离合器容易控制，但操作行程大；浅的离合器操作行程短，但控制难度大,油门踏板对起步的影响也是如此。二，增加油耗由于油门加速器提升了油门响应，相当于将驾驶风格更加趋于“激烈”的风格，这样无疑会增加油耗，不过油耗增加并不是很高，我们实测的油耗增加在5%-10%之间，这对于钟情于驾驶乐趣的人来说还是能够接受的。三，过于“傻瓜化” 目前市面上卖的油门加速器一旦安装，无论当前的路况、驾驶者意愿，都会忠实地执行“加速”的职责，这在很多时候会给驾驶者带来麻烦。首先，对于自动档车型，快速提升油门信号往往会造成自动降档，在车辆高速行驶时，频繁的降档会导致发动机转速过高，一方面增加油耗，另一方面也增加无谓的磨损。另外，很多时候驾驶者并不一定乐意激烈的操作汽车，比如晚间行车导致视线不良、雨雪天气导致路面湿滑时，过猛的加速增加了行车的危险。然而现在的加速器是无法随意关闭的（除非你将它拆下来），这就造成了使用者很大的不便。6、 汽车电子油门系统的探究总结与传统油门比较，电子油门明显的特点是可以用线束（导线）来代替拉索或者拉杆，在节气门那边装一只微型电动机，用电动机来驱动节气门开度。即所谓的“导线驾驶”，用导线代替了原来的机械传动机构。从表面看是用电缆取代了传统的油门拉线但实质上不仅仅是简单的改变连接方式，而是能对整个车辆的动力输出实现自动控制功能。参考文献1Jain A K, Duin R, Mao J.Statistical Pattern Recognition: A Review J. IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2000，22( 1):