【導讀】一般而言，增減油門就是指通過油門踏板改變發(fā)動機節(jié)氣門開度，從而控制可燃混合氣的流量，改變發(fā)動機的轉速和功率，以適應汽車行駛的需要。傳統(tǒng)發(fā)動機節(jié)氣門操縱機構是通過拉索或者拉桿，一端聯接油門踏板，另一端聯接節(jié)氣門連動板而工作。但這種傳統(tǒng)油門應用范疇受到限制并缺乏精確性。
隨著汽車電子技術的發(fā)展，一種電子油門（EGAS）應運而生。在目前的電子燃油噴射發(fā)動機上，電子油門除了發(fā)揮上述功能外，它還可以進一步改善發(fā)動機的節(jié)油和排放性能，因為它控制著發(fā)動機動力調節(jié)的大門。電子油門的主要功能是把駕駛員踩下油門踏板的角度轉換成與其成正比的電壓信號，同時把油門踏板的各種特殊位置制成接觸開關，把怠速、高負荷、加減速等發(fā)動機工況變成電脈沖信號輸送給電控發(fā)動機的控制器ECU，以達到供油、噴油與變速等的優(yōu)化自動控制。
電子油門的構成
電子油門控制系統(tǒng)主要由油門踏板、踏板位移傳感器、ECU（電控單元）、數據總線、伺服電動機和節(jié)氣門執(zhí)行機構組成。位移傳感器安裝在油門踏板內部，隨時監(jiān)測油門踏板的位置。當監(jiān)測到油門踏板高度位置有變化，會瞬間將此信息送往ECU，ECU對該信息和其它系統(tǒng)傳來的數據信息進行運算處理，計算出一個控制信號，通過線路送到伺服電動機繼電器，伺服電動機驅動節(jié)氣門執(zhí)行機構，數據總線則是負責系統(tǒng)ECU與其它ECU之間的通訊。
電子油門與傳統(tǒng)拉線油門相比并不僅僅是用電纜代替了拉線。在傳統(tǒng)機械式拉線油門中，節(jié)氣門的開度大小直接由駕駛人操控，而由于駕駛人的經驗以及對車況的判斷能力有限，往往很難使節(jié)氣門達到最優(yōu)開度，不能使汽車處于一個經濟環(huán)保且舒適性較好的狀態(tài)；而在裝有電子油門控制系統(tǒng)的汽車中，節(jié)氣門開度的大小并不只與駕駛人踩下踏板開度相關，而是ECU在感知到踏板位置傳感器信號后綜合其他各種傳感器進行分析、比對，得出在當前工況下節(jié)氣門的最佳位置，以實現不同負荷和工況下都能接近于14.7:1的理論空燃比狀態(tài)，使燃油經濟性和駕駛舒適性達到最佳狀態(tài)。
我們在日常駕駛時會遇到一些新手或駕駛不熟練的人由于操作不當，或者有些過于激進的駕駛員，會將油門踏板突然踩到底情況，我們知道這種操作是不科學的，不僅不利于燃油經濟性，而且對于發(fā)動機會帶來傷害。節(jié)氣門突然打開，此時是發(fā)動機的最大負荷狀態(tài)，全負荷會造成發(fā)動機燃燒不充分，同時噴油器也會加大噴油，造成燃油的浪費，發(fā)動機的負荷增大，縮短了發(fā)動機的使用壽命，不利于環(huán)保等。拉線油門的車輛，ECU無法對節(jié)氣閥進行控制，只能默認這一誤操作，最多會在噴油方面略作調整，但仍無法解決根本問題。而對于電子油門來說，這就輕而易舉了。這時ECU會認為此時是駕駛員的一種不科學的駕駛做法，于是會發(fā)出指令讓節(jié)氣門一一定的速度打開，而不是與駕駛員踩下踏板的速度同步。這樣做除了能保護發(fā)動機，提高燃油經濟性以外，他還會使駕駛者感到非常平順沒有沖擊的感覺，提高了乘坐人員的舒適性。
電子油門的工作原理
當傳感器監(jiān)測到油門踏板高度位置有變化，會瞬間將此信息送往ECU，ECU對該信息和其它系統(tǒng)傳來的數據信息進行運算處理，計算出一個控制信號，通過線路送到伺服電動機繼電器，伺服電動機驅動節(jié)氣門執(zhí)行機構，數據總線則是負責系統(tǒng)ECU與其它ECU之間的通訊。由于電子油門系統(tǒng)是通過ECU來調整節(jié)氣門的，因此電子油門系統(tǒng)可以設置各種功能來改善駕駛的安全性和舒適性，其中最常見的就是ASR（牽引力控制系統(tǒng))和速度控制系統(tǒng)（巡航控制）。
當ASR系統(tǒng)傳感到車輪的旋轉速度，ECU就根據油門踏板的位置、車輪速度和方向盤轉向角度等之間的不同而求出滑動率，通過減少節(jié)氣門開度來調整混合氣流量，以降低發(fā)動機功率來達到控制目的。而在ASR系統(tǒng)中，電子油門起到十分關鍵的作用，它涉及整個ASR系統(tǒng)中對車速控制、怠速控制等功能，使系統(tǒng)能迅速準確地執(zhí)行指令。即當電子油門系統(tǒng)接受到ASR系統(tǒng)指令時，它對節(jié)氣門控制指令只來自于ASR，這樣就可以避免駕車者的誤操作。
當駕車者使用速度控制系統(tǒng)時，車速傳感器將車速信號輸入ECU，再由ECU輸出指令伺服電動機控制節(jié)氣門開度。在這樣的系統(tǒng)中，根據行駛阻力的變化由控制系統(tǒng)自動調節(jié)發(fā)動機節(jié)氣門開度，使行駛車速保持穩(wěn)定。因此電子油門系統(tǒng)也可以兼容巡航控制功能。在目前的電子燃油噴射發(fā)動機上，電子油門除了發(fā)進一步改善發(fā)動機的節(jié)油和排放性能，因為它控制著發(fā)動機動力調節(jié)的大門。因此，電子油門可以發(fā)揮的作用是很多的。揮上述功能外，它還可以進一步改善發(fā)動機的節(jié)油和排放性能，因為它控制著發(fā)動機動力調節(jié)的大門。因此，電子油門可以發(fā)揮的作用是很多的。
油門作為汽車上不可缺少的重要部件，直接影響著汽車的安全性能。自21世紀以來，大部分汽車都使用電子油門替換了常規(guī)的拉線油門。與老式的拉線油門相比，電子油門通過油門踏板深淺來控制電子信號發(fā)出指令，使得引擎提供與之匹配的動力，它最大的特點就是能通過ECU控制節(jié)氣閥開度。當油門踏板位置發(fā)生改變時，電子油門輸出的信號可以作為衡量電子油門自動控制精確度的依據，電子油門檢測系統(tǒng)就是依據這些實時信號，采用各種方案來評測電子油門的質量和可靠性，實現其性能檢測。
電子油門車型中ECU控制節(jié)氣門的特點
在電子油門的車型中，ECU控制節(jié)氣門時會將油門踩下的深淺與車況綜合起來進行分析，最終計算出當前合適的節(jié)氣門開度。當駕駛者起步時猛然加速（將踏板踩到底），ECU根據當前的車速、節(jié)氣門大小等進行分析，從燃油經濟性和排放合理的角度考慮，會適當限制節(jié)氣門的打開幅度，同時控制噴油系統(tǒng)限制噴油嘴進行最大化的噴油。這樣做使駕駛者感覺油門踩下后明顯有一個延時車才開始發(fā)力，這就是所謂的油門遲滯。所以，油門遲滯其實就是ECU通過限制發(fā)動機瞬時功率輸出形成的，當然這樣做也帶來了好處——節(jié)省燃油、保護環(huán)境。
然而電子油門也并不就是用來限制發(fā)動機功率輸出的,當汽車跑起來以后,假如你快速踩下/松開油門踏板1/3深度,你可以感覺到汽車明顯的加油/收油,其效果幾乎相當于完全踩下/松開油門的情況,這是怎么回事呢？這正是ECU根據當前車況協(xié)助駕駛者快速提速/減速案例。所以，電子油門車型在行駛中ECU會根據車況幫助駕駛者達到期望的加/減速操作，使駕駛者操作油門踏板更輕松。
電子油門的重要相關參數
- 同步度：油門在某一行程角度輸出兩條信號值的相等程度。
- 線性度：油門在某一行程角度信號的理論電壓值與實際電壓值的差。
- 空行程角度：是指當踏板開始發(fā)生角度變化時，信號持續(xù)不變的踏板行程角度。
- 踏板力：包括壓力和彈力，是踏板從怠速到滿行程，再從滿行程到怠速整個過程的受力曲線。
- 油門信號曲線：包括怠速信號和滿行程信號，油門踏板從怠速到滿行程的電壓輸出信號曲線。
- 滯后性：在給定角度上，測量兩個不同旋轉方向上的輸出壓力，滯后性效應就是這兩個輸出壓力間的差異。可接受的最大差距為Ua的士1%。
- 重復性：在同樣條件下，10個完整的來回行程后，對于給定溫度為(23±5)℃的傳感器以及在同一方向上的任何一個點，所記錄的電壓差都不能超過 O.5%。
電子油門優(yōu)點與缺點
優(yōu)點
1、電子油門控制系統(tǒng)能使節(jié)氣門開度達到更佳的狀態(tài)。傳統(tǒng)機械式拉線油門結構如圖所示，由圖看出節(jié)氣門進氣流量與節(jié)氣門轉角的非線性關系，所以在許多工況下，由駕駛人直接控制節(jié)氣門開度的控制方式很難做出精確的調整，特別是在冷啟動、低負荷和怠速工況下，會導致汽車的經濟性以及駕駛性能和乘車舒適性下降，有害物質排放量增加。
機械式油門結構
節(jié)氣門角度與氣體流量曲線
電子油門系統(tǒng)則根據駕駛人踩下踏板的動作幅度判斷駕駛人意圖，綜合車況精確合理控制節(jié)氣門開度，達到舒適性和經濟性均佳的效果。
2、.穩(wěn)定性高，不易熄火和闖動。在日常駕車中，由于駕駛人駕駛經驗不足或突發(fā)狀況往往會發(fā)生誤操作，而傳統(tǒng)油門系統(tǒng)則直接執(zhí)行駕駛人是誤操作導致熄火或者事故發(fā)生。
而電子油門系統(tǒng)則會在收到踏板信號后進行分析判斷再給節(jié)氣門執(zhí)行單元發(fā)送合適指令保證車輛穩(wěn)定行駛。
缺點與不足
1、工作原理相對較為復雜，成本提高。相比傳統(tǒng)拉線油門，在硬件上，電子油門需要添加油門位置位移傳感器和伺服電機以及其驅動器和執(zhí)行機構，并且增加ECU接線；在軟件上，需要開發(fā)分析位置傳感器信號并且綜合車況給出最優(yōu)控制指令的算法，并且集成在車載ECU上，增加開發(fā)成本。
2、有延遲效果，沒有拉線油門反應快。如前所述，在裝有電子油門系統(tǒng)的汽車中，駕駛人不能直接控制節(jié)氣門開度也就無法直接控制發(fā)動機動力大小，而是經由ECU分析給出汽車舒適性較好叫我省油的節(jié)氣門控制指令，所以相對于直接控制式的拉線油門會有稍許延遲感。
3.可靠性不如機械式油門好。
汽車行駛中會遇到各種車況，并且汽車內部存在高頻電磁干擾如電動機和點火線圈會產生電磁干擾，電子器件可能會在這些工況下發(fā)生故障或松動；復雜的分析處理算法也可能會導致程序跑飛等故障情況出現，而駕駛人又無法直接控制發(fā)動機的動力大小，一旦這種情況發(fā)生將產生不可預知的后果。
電子油門加速器
簡單說，電子油門加速器就是為了緩解油門遲滯而誕生的。根據電子油門的特性，電子油門加速器將具有如下特點：
1、放大油門信號，提升靜態(tài)響應
電子油門加速器所謂的“加速”主要是通過提高油門響應靈敏度實現的，部分型號會將輸入的油門信號放大50%。這也就是說，在任何時候踏板最后面33%的油門信號已經沒用了，在駕駛者踩下踏板66%的時候加速器輸出已經是全油門了，這樣就使得油門響應的敏感度提高了50%。但是，電子油門加速器并不像很多人說的那樣減少了油門信號的分級，實際上油門信號仍然是無級調整的，只是由以前的1：1調整為1：1.X，X即為信號的放大系數。
2、放大油門信號增速，提升動態(tài)響應
在油門踏板被踩下時，加速器會根據踩下幅度、時間計算油門信號的變化率，變化越快，說明加速要求越強烈，油門加速器會將此變化率加大，最終實現的效果是提速動態(tài)相應更好。
3、提供虛假駕駛風格供ECU調整發(fā)動機參數
現代發(fā)動機的ECU普遍具有駕駛風格自適應能力，如果駕駛者經?？焖偕畈扔烷T（俗稱拉轉速），ECU會逐漸認為駕駛者的風格趨向“激烈”，這樣發(fā)動機會慢慢調整節(jié)氣門、噴油系統(tǒng)等以得到這種風格下發(fā)動機的最佳調整參數。使用電子油門加速器后，即使按照以前“溫和”的駕駛風格進行駕駛，發(fā)動機依然會得到“激烈”的駕駛體會，這相當于欺騙了ECU，久而久之，發(fā)動機會自動修改其各項參數以適應該風格。
4、手動車型油離配合難度增加
手動檔車型加入油門加速器后，油門踏板響應過于敏感，起步需要更精確的油離配合才能達到以前的效果。這點與離合器的深淺對是否順利起步的影響非常類似，深的離合器容易控制，但操作行程大；淺的離合器操作行程短，但控制難度大,油門踏板對起步的影響也是如此。
5、增加油耗
由于油門加速器提升了油門響應，相當于將駕駛風格更加趨于“激烈”的風格，這樣無疑會增加油耗，不過油耗增加并不是很高，我們實測的油耗增加在5%-10%之間，這對于鐘情于駕駛樂趣的人來說還是能夠接受的。
6、過于“傻瓜化”
目前市面上賣的油門加速器一旦安裝，無論當前的路況、駕駛者意愿，都會忠實地執(zhí)行“加速”的職責，這在很多時候會給駕駛者帶來麻煩。首先，對于自動檔車型，快速提升油門信號往往會造成自動降檔，在車輛高速行駛時，頻繁的降檔會導致發(fā)動機轉速過高，一方面增加油耗，另一方面也增加無謂的磨損。另外，很多時候駕駛者并不一定樂意激烈的操作汽車，比如晚間行車導致視線不良、雨雪天氣導致路面濕滑時，過猛的加速增加了行車的危險。然而現在的加速器是無法隨意關閉的（除非你將它拆下來），這就造成了使用者很大的不便。
本文轉載自傳感器技術。
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