浅谈乘用车电子油门踏板的选型及参数推荐

岑满有

摘 要：电子油门踏板是一个电子电器类产品，即包含电子部分也包含结构部分。从结构上分有悬挂式和风琴式两种，产品的实现原理有接触式和非接触式两种，非接触式实现方式有电感式和霍尔式两种。产品的信号输出形式有数字输出和模拟输出两种。

关键词：电子油门踏板;悬挂式;风琴式;选型;非接触式

中图分类号：U463  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）10-224-03

Discussion on the Selection and Parameter Recommendation of ElectronicAccelerator Pedal for Passenger cars

Cen Manyou

（ Nanjing Aolian Automotive Electronic Co.， Ltd.， Jiangsu Nanjing 211153 ）

Abstract： Electronic accelerator pedal is an electronic product， including both electronic and structural parts. Structurally， there are two types： pendant type and organ type. The realization principle of the product includes two types of contact and non-contact. The non-contact implementation includes two types： inductive and hall. The signal output form of the product has digital output and analog output.

Keywords： Electronic accelerator pedal; Suspension type; Organ type; Selection; Non-contact

CLC NO.： U463  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）10-224-03

引言

在整车系统中，油门踏板属于燃油控制系統。在整车燃油系统中的位置如下图：

油门踏板在燃油系统中的作用：接收用户的加速或减速意图，转变成ECU可以识别和使用的电压信号。ECU根据油门踏板输入的信号，通过智能判断后发出指令，调整节气门开度，从而控制发动机转速，实现客户加速或减速意图。传统油门通过拉索直接控制节气门连动板，节气门开度的精确度和耗油量不能保证。并且拉索油门随着时间的变化控制精度会越来越差。电子油门通过输出和踏板角度成正比的电信号给汽车控制单元（ECU），ECU根据汽车行驶的需要向节气门驱动执行单元（微型伺服电机）发出精确的节气门开度指令，使用寿命长。随着环保要求的不断提高，电子油门踏板已经成为汽车的标准配置。根据整车的布置及产品的输出特性需求不同有多种组合方式，下文将描述乘用车的油门踏板在不同角度上的选型及优缺点说明。

1 结构选型

乘用车油门踏板目前主要有两种结构，悬挂式和风琴式（卧式/地板式）。

1.1 两种结构对比分析

1）悬挂式油门踏板和风琴式踏板在输出的力学性能及电气性能可以完全一致。

2）从人机工程的角度来看，风琴式油门踏板的设计理念是让脚部放松，让脚掌贴紧油门踏板，脚跟着地。与悬挂式的踏板不同，风琴式踏板脚面自上而下地运动，而不是自前而后，可以保证油门踏板反馈和脚踝动作保持一致。这样设计的好处是，不容易疲劳，减少腿脚悬空的时间，同时能让驾驶者很好掌握油门的“深浅”。

3）从总布置方面：

a、悬挂式油门踏板安装在前围板上，通过脚踏连杆结构变化可以比较容易实现人机工程与底座安装的达到最优，所以适应性较强。而风琴式安装在地板上，受制于驾驶舱高度的限制，一般只适用于坐姿比较平躺的车型。

b、风琴式踏板的踏板面宽度高于悬挂式油门踏板踏板面宽度，为了保证同样的操作距离（油门踏板至刹车踏板，油门踏板与侧边），安装卧室踏板产品的驾驶舱的宽度要求更高。

1.2 目前市面上产品选型案例

2 实现方式

随着汽车电气化、智能化的发展，非接触式电子油门踏板已经是油门踏板发展方向，其主要实现方式——霍尔式、电感式。

霍尔式电子油门踏板采用的是霍尔原理，霍尔原理介绍如下：

如下图所示，将一块半导体或导体材料，沿Z方向加以磁场B，沿X方向通以电流I，则在Y方向产生出电动势Vh，这种现象称为霍尔效应，Vh称为霍尔电压。

电感式油门踏板采用的是电涡流原理，电涡流原理介绍如下：

一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。

霍尔式和电感式两种方式都满足当下整车（燃油车及新能源车）开发使用要求;但随着电动车行业发展，整车的电磁环境应该会变得越来越差，对磁场的干扰要求应该会越来越高，电感式对磁场不敏感，抗扰要求优势明显。

3 信号输出形式

电子油门踏板目前的主流输出形式有双模拟信号和模拟信号+数字信号两种。

输出形式对比如下：

1）模拟信号输出方式起于第一代电子油门接触式踏板，供电依托于ECU的直流5V，是电子油门传统的输出方式。此种输出方式应用比较广泛，整车匹配便捷。

2）数字输出方式的油门供电ECU直流5V或者蓄电池12V可选，信号不受输入电压幅值影响，抗干扰能力强。双数字输出方式的油门踏板目前应用较少;若为减少共因失效，增大系统冗余度，推荐使用一路ECU直流5V供电和一路蓄电池供电的供电设计。随着整车功能安全的要求的增加，降低失效风险是各零部件开发的方向，故数字信号+模拟信号将会是未来的一个方向。

4 力值输出要求

结合通用汽车、大众汽车、现代起亚、福特汽车等主流

车企对油门踏板的力值要求的梳理，总结出油门踏板推荐力值如下：

KD档结构主要是用于自动挡车型，在超车时实现降档增扭快加速的作用，油门上的KD结构主要是起到机械提醒的作用，目前此功能已经慢慢被取消。