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日志

電子油門

已有 1014 次閱讀2007-11-11 00:13

為你解開“電子油門”之謎電子油門
我們知道,操縱節(jié)氣門開度就能控制可燃混合氣的流量,改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率,以適應(yīng)汽車行駛的需要。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門操縱機(jī)構(gòu)是通過拉索(軟鋼絲)或者拉桿,一端聯(lián)接油門踏板(加速踏板),另一端聯(lián)接節(jié)氣門連動(dòng)板而工作。但這種傳統(tǒng)油門應(yīng)用范疇受到限制并缺乏精確性,在日新月異的汽車電子技術(shù)發(fā)展形勢(shì)下,一種電子油門(EGAS)應(yīng)運(yùn)而生。

與傳統(tǒng)油門比較,電子油門明顯的一點(diǎn)是可以用線束(導(dǎo)線)來代替拉索或者拉桿,在節(jié)氣門那邊裝一只微型電動(dòng)機(jī),用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門開度。即所謂的“導(dǎo)線駕駛”,用導(dǎo)線代替了原來的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。但這僅僅是電子油門表面的東西,它的實(shí)質(zhì)和作用僅僅用連接代替方式來解析是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

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(shù)據(jù)總線、伺服電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。位移傳感器安裝在油門踏板內(nèi)部,隨時(shí)監(jiān)測油門踏板的位置。當(dāng)監(jiān)測到油門踏板高度位置有變化,會(huì)瞬間將此信息送往ECU,ECU對(duì)該信息和其它系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運(yùn)算處理,計(jì)算出一個(gè)控制信號(hào),通過線路送到伺服電動(dòng)機(jī)繼電器,伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu),數(shù)據(jù)總線則是負(fù)責(zé)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(diào)整節(jié)氣門的,因此電子油門系統(tǒng)可以設(shè)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(dāng)ASR系統(tǒng)傳感到車輪的旋轉(zhuǎn)速度,ECU就根據(jù)油門踏板的位置、車輪速度和方向盤轉(zhuǎn)向角度等之間的不同而求出滑動(dòng)率,通過減少節(jié)氣門開度來調(diào)整混合氣流量,以降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率來達(dá)到控制目的。而在ASR系統(tǒng)中,電子油門起到十分關(guān)鍵的作用,它涉及整個(gè)ASR系統(tǒng)中對(duì)車速控制、怠速控制等功能,使系統(tǒng)能迅速準(zhǔn)確地執(zhí)行指令。即當(dāng)電子油門系統(tǒng)接受到ASR系統(tǒng)指令時(shí),它對(duì)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(dāng)駕車者使用速度控制系統(tǒng)時(shí),車速傳感器將車速信號(hào)輸入ECU,再由ECU輸出指令伺服電動(dòng)機(jī)控制節(jié)氣門開度。在這樣的系統(tǒng)中,根據(jù)行駛阻力的變化由控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)上,電子油門除了發(fā)揮上述功能外,它還可以進(jìn)一步改善發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)油和排放性能,因?yàn)樗刂浦l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力調(diào)節(jié)的大門。因此,電子油門可以發(fā)揮的作用是很多的。

從奔奔說起 微型車配電子油門是噱頭?
  現(xiàn)在的汽車,電子的東西運(yùn)用得越來越多,汽車對(duì)于駕駛員的控制也越來越多,或者說越來越智能化,電子油門就是其中一例。當(dāng)我們還覺得這個(gè)東西頗為神奇的時(shí)候,它已經(jīng)迅速地在我們身邊普及。不僅高級(jí)車采用,越來越多的經(jīng)濟(jì)型小車也不甘落后。例如剛剛上市的長安奔奔,僅4萬元的小車也配備了這種過去20多萬的車型才配備的技術(shù)。那么這種技術(shù)到底有什么好處呢?奔奔采用這種技術(shù)到底是科技含量高,還是出于噱頭炒作呢?我們今天就來看看電子油門都有哪些好處。

  ●拉線油門與電子油門的工作原理?

  與老式的拉線油門相比,電子油門最大的特點(diǎn)就是能通過ECU控制節(jié)氣閥開度,而不是駕駛員通過油門踏板直接控制節(jié)氣閥開度。顯然,這種通過ECU的控制方式可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制,節(jié)氣閥的動(dòng)作將不完全是駕駛員動(dòng)作的反應(yīng)了。

  傳統(tǒng)拉線油門是通過鋼絲一端與油門踏板相連另一端與節(jié)氣門相連,它的傳輸比例是1:1的,也就是說我們用腳踩多少,節(jié)氣門的打開角度就是多少,但是在很多情況下,節(jié)氣閥并不應(yīng)該打開這么大的角度,所以此時(shí)節(jié)氣閥打開的角度并不一定是最科學(xué)的,這種方式雖然很直接但它的控制精度很差。而電子油門它是通過電纜或線束來控制節(jié)氣門的開度,從表面看是用電纜取代了傳統(tǒng)的油門拉線但實(shí)質(zhì)上不僅僅是簡單的改變連接方式,而是能對(duì)整個(gè)車輛的動(dòng)力輸出實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。

  當(dāng)駕駛員需要加速時(shí)踩下油門,踏板位置傳感器就將感知的信號(hào)通過電纜傳遞給ECU,ECU經(jīng)過分析、判斷,并發(fā)出指令給驅(qū)動(dòng)電機(jī),并由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制節(jié)氣門的開度,以調(diào)整可燃混合氣的流量,在大負(fù)荷時(shí),節(jié)氣門開口大,進(jìn)入氣缸內(nèi)的可燃混合氣多,如果使用拉線油門只能靠腳踩油門踏板的深淺來控制節(jié)氣門的開度,很難將節(jié)氣門的開口角度調(diào)到能達(dá)到理論空燃比狀態(tài),而電子油門能通過ECU將傳感器采集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比對(duì),并發(fā)出指令讓節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作,將節(jié)氣門調(diào)到最佳位置,以實(shí)現(xiàn)不同負(fù)荷和工況下都能接近于14。7:1的理論空燃比狀態(tài),使燃料能充分燃燒。

  我們?cè)谌粘q{駛時(shí)會(huì)遇到一些新手或駕駛不熟練的人由于操作不當(dāng),或者有些過于激進(jìn)的駕駛員,會(huì)將油門踏板突然踩到底情況,我們知道這種操作是不科學(xué)的,不僅不利于燃油經(jīng)濟(jì)性,而且對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)帶來傷害。

  節(jié)氣門突然打開,此時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大負(fù)荷狀態(tài),全負(fù)荷會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分,同時(shí)噴油器也會(huì)加大噴油,造成燃油的浪費(fèi),發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大,縮短了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命,不利于環(huán)保等。拉線油門的車輛,ECU無法對(duì)節(jié)氣閥進(jìn)行控制,只能默認(rèn)這一誤操作,最多會(huì)在噴油方面略作調(diào)整,但仍無法解決根本問題。而對(duì)于電子油門來說,這就輕而易舉了。這時(shí)ECU會(huì)認(rèn)為此時(shí)是駕駛員的一種不科學(xué)的駕駛做法,于是會(huì)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(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),提高燃油經(jīng)濟(jì)性以外,他還會(huì)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。

  ●電子油門還有哪些功能?

  電子油門最重要的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的主動(dòng)控制,也就是說電子油門是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制的前提,沒有電子油門也就不可能有像ESP、ASR等主動(dòng)安全控制功能。另外電子油門還可以駕駛的舒適性,因?yàn)槭チ穗娮佑烷T這種機(jī)構(gòu),定速巡航等功能也是無從實(shí)現(xiàn)的。

  我們先來看看電子油門是如何實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全控制的。以ASR為例,它的中文意思是驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng),主要是防止起步或加速過程中因驅(qū)動(dòng)力過大而導(dǎo)致車輪打滑,而實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能的控制者,就是電子油門。具體來說,就是ECU會(huì)將油門位置傳感器和輪速傳感器的信號(hào)收集并作出分析和判斷,主動(dòng)減小節(jié)氣門的開度,降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而減少動(dòng)力輸出,降低正在打滑的驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力,而當(dāng)驅(qū)動(dòng)力降低到車輪不打滑的時(shí)候,又會(huì)主動(dòng)加大節(jié)氣閥的開度,以此往復(fù),從而達(dá)到打滑與不打滑的臨界點(diǎn),保持輪胎與地面的最佳附著力,以實(shí)現(xiàn)最大驅(qū)動(dòng)力而不打滑。

  我們?cè)賮砜碋SP,即電子穩(wěn)定系統(tǒng)。它的工作原理是通過轉(zhuǎn)向傳感器(監(jiān)測方向盤的轉(zhuǎn)向角度)、輪速傳感器(監(jiān)測四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速)、側(cè)滑傳感器獲得的數(shù)據(jù),來對(duì)車輛進(jìn)行主動(dòng)控制。當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)向時(shí),如果有趨向突破轉(zhuǎn)向極限的可能的時(shí)候,其中將突破正常運(yùn)行軌跡的車輪的轉(zhuǎn)速會(huì)比其他車輪更快。ESP能迅速感知這一現(xiàn)象并做出判斷,如果這個(gè)突破極限的車輪是從動(dòng)輪還好,直接實(shí)施制動(dòng)就行。但如果這個(gè)車輪是驅(qū)動(dòng)輪,而此時(shí)駕駛者由于驚慌導(dǎo)致誤操作,將油門踏板繼續(xù)深踩,那單純實(shí)施制動(dòng)就無能無力了,因?yàn)閺?qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力會(huì)大于剎車的制動(dòng)力。

  如果此時(shí)的節(jié)氣閥是拉線的,就無法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制,任由車輛失控,而如果采用的是電子油門,這時(shí)ECU會(huì)將各個(gè)傳感器傳來的信號(hào)進(jìn)行分析判斷,主動(dòng)減小節(jié)氣門的開度,降低對(duì)驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)力,從而使車輛回到正常的運(yùn)行軌道中來。我們?cè)谟靡慌_(tái)有ESP的車進(jìn)行蛇形穿樁測試的時(shí)候就會(huì)發(fā)現(xiàn),在如此極限左右連續(xù)轉(zhuǎn)彎的情況下,即使我們一直將油門踩到底,車輛的速度也不會(huì)上去,這是因?yàn)槲覀冸m然感覺油門踩到底了,但是節(jié)氣閥并沒有像我們想象的那樣全部打開,而是在ECU的控制下半開甚至關(guān)閉。

  電子油門除了可與ASR、ESP等主動(dòng)安全裝置相配合外它還可以實(shí)現(xiàn)定速巡航功能。定速巡航就是使車輛始終保持一定的速度行駛,無論上坡下坡,只要駕駛員沒有踩下剎車或其他改變,車輛就會(huì)自動(dòng)保持這一速度。顯然在各種路況下,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出是不一樣的,而它的目的只有一個(gè),就是讓速度保持不變。

  在沒有定速巡航的車上,如果駕駛員的技術(shù)熟練,同樣可以保持一個(gè)恒定的速度,只不過在上坡時(shí)駕駛員會(huì)加大油門開度,下坡時(shí)駕駛員會(huì)減小油門開度。其實(shí)定速巡航就是基于這個(gè)原理,通過電子節(jié)氣閥來實(shí)現(xiàn)開度的自動(dòng)控制,從而保持恒定的速度的。當(dāng)車輛有趨向于高于設(shè)定速度時(shí)(如下坡),ECU會(huì)自動(dòng)將節(jié)氣閥開度減小,反之當(dāng)車輛有趨向于低于設(shè)定速度時(shí),ECU會(huì)自動(dòng)將節(jié)氣閥開度加大,從而讓節(jié)氣閥在保持設(shè)定速度的臨界值上,從而實(shí)現(xiàn)定速巡航。從這個(gè)原理可以看出,拉線油門是無法實(shí)現(xiàn)此功能的。

  裝配了電子油門的民用車,雖然有油門遲滯的感覺,但實(shí)際上它是出于節(jié)能、環(huán)保、提高駕駛舒適性,保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)等方面刻意設(shè)定的。如果沒有這些訴求,例如賽車,電子油門完全可以做得像拉線油門那么快,而對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的自動(dòng)控制等方面,這些都是拉線油門所無法比擬的。電子油門將全面取代拉線油門,就像多點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)取代單點(diǎn)電噴發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,即使在奔奔這樣僅僅4萬元的小車上,配備電子油門也是值得提倡的,即使廠家的本意不一定如此


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