线控油门的研究背景

当前线控油门或电子油门技术已经成熟。针对燃油车和混合动力汽车，线控油门现在基本是标准配置，纯电动汽车中都是线控油门，基本不需要换挡，若有也会是线控。巡航定速是线控油门的基础应用，凡具有定速巡航功能的车辆都配备有线控油门。从发展阶段来看，目前线控油门渗透率接近%，相对处于较成熟阶段。就算是传统燃油车，线控油门也基本是标准配置，而混合动力和电动汽车更是完全采用线控油门。因此在自动驾驶的应用中，线控油门的改装与实现也相对容易。

线控油门的原理及意义

对于混动/燃油车，电子油门控制系统已经不是最初的电机控制节气门的概念了，已经完成电子线控化。电子油门主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、CAN总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息送往ECU，ECU对该信息和其它系统传来的数据信息（车速、车距、节气门开度、发动机转速等）进行运算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，数据总线则是负责系统ECU与其它ECU之间的通讯。

当节气门开度越大，电脑计算的喷油量也就越大，发动机转速会上升；反之亦然。当ECU识别出驾驶员的不科学做法时，会发出指令让节气门以预先设置的速度打开，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没有冲击的感觉，提高了乘坐人员的舒适性。

线控油门有以下几点好处：①可根据驾驶人员踩下踏板的动作幅度判断驾驶人意图，综合车况精确合理控制节气门开度，以实现不同负荷和工况下发动机的空燃比都能接近于最佳理论状态——14.7:1，使燃油经济性和驾驶舒适性同时达到最佳状态；②在收到踏板信号后会进行分析判断再给节气门执行单元发送合适指令保证车辆稳定行驶。

对于纯电动汽车而言，许多使用线控油门开发出了制动能量回收功能，当驾驶员减小踏板力时，系统认为驾驶员具有减速的需求，这时候通过ECU发送指令，在没有踩踏制动踏板的情况下，车辆实现制动能量回收，这个功能在业界称为”单踏板（onepedal）”。

其工作原理是：一旦松开加速踏板，再生制动系统就会介入工作，通过回收动能降低车速；即它可以依靠单个踏板实现汽车的起步、加速、稳态、减速和停车全过程并在减速过程中同时实现能量回收，改变了传统的加、减速双踏板布置形式。目前采用“单踏板驾驶模式”的车型有：宝马i3、雪佛兰BoltEV、TeslaModelX、长安EV、名爵EZS和日产Leaf等等。

其中，“主踏板”分为三个主要控制行程，即加速行程、减速行程和恒速行程。加速行程是驾驶员踩下踏板的过程，随着踏板深度的增加输出驱动扭矩随之增大；减速行程是驾驶员松开主踏板的过程，随着踏板深度的减少输出扭矩由正扭矩到负扭矩变化；恒速行程是驾驶员松开踏板到某一开度区间内，电机输出扭矩为零或是刚好与外界阻力相平衡。单踏板控制过程整车加速度变化曲线如下图所示。

“单踏板驾驶模式”可以降低驾驶员的劳动强度，避免在常规加减速工况中频繁切换踏板，提高舒适性。提高了操作效率和能量回收效率，使得驾驶变得越来越简单，越来越智能。但反而也会增加安全隐患，因为在当前模式下，不管是手动挡还是自动挡，不管是燃油车、混动车还是绝大多数的纯电动汽车的刹车都是往下踩的，突然换成单踏板模式，遇到紧急情况时很容易习惯性地往下踩，即使意识到了，也有可能一时反应不过来，这样反而大大增加了行车的安全隐患。

主要供应商

目前油门踏板有一些国内的供应商，但电喷执行机构、ECU(EngineControlUnit)等技术全部掌握在国际零部件巨头中，产业格局稳定，国内企业的参与度不高。主要供应商有Bosch、Continental、DENSO、MagnetiMarelli、Hitachi、Delphi、Technologies、SKF等。

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