本文所說的“目標”是指汽車操作者(駕駛人或維修人員)的意愿或要求，例如切斷或傳遞動力、加速或減速、開啟或關閉空調等。但是，操作者這些意愿或要求的程度是隨著工況的不同而變化的，“目標設定值”正是反映操作者意愿程度的數值，例如增加/減少發動機轉

本文所說的“目標”是指汽車操作者(駕駛人或維修人員)的意愿或要求，例如切斷或傳遞動力、加速或減速、開啟或關閉空調等。但是，操作者這些意愿或要求的程度是隨著工況的不同而變化的，“目標設定值”正是反映操作者意愿程度的數值，例如增加/減少發動機轉速的大小、接通/切斷功率的輸出。同時，目標設定值需要傳送給電控單元(ECU)，作為計算和控制發動機噴油量和點火時刻的重要依據。目標設定值傳感器正是檢測相關踏板或開關位置(或狀態)的傳感器。

電控汽車上的目標設定值傳感器主要有以下幾類。

一、加速踏板位置傳感器(APP)

采用電子節氣門系統的汽車一般設置了加速踏板位置傳感器，該傳感器采集加速踏板的行程或位置，并且以電壓信號的形式傳輸給電控單元。如果加速踏板位置傳感器發生故障，將導致汽車加速無力，發動機故障燈點亮。

1.加速踏板位置傳感器的基本結構

加速踏板位置傳感器分為以下兩種結構形式(以豐田汽車為例)：一是可變電阻式(圖1)，當加速踏板擺動時，擺動式可變電阻器的電阻值發生變化，引起輸出電壓變化，該電壓信號傳輸給電控單元，這種傳感器的缺點是比較容易磨損；二是霍爾元件式(圖2)，它利用固定在加速踏板上的磁性元件去改變霍爾傳感器的輸出電壓，經過電路放大后，電壓信號傳輸給電控單元。加速踏板位置傳感器與加速踏板一起構成組件，在其輸出端可以檢測到與加速踏板位置(即壓角)相對應的電壓。

圖1 豐田汽車的可變電阻式加速踏板位置傳感器

圖2 豐田汽車的霍爾元件式加速踏板位置傳感器

加速踏板位置傳感器的安裝位置因車型而異，有的安裝在加速踏板模塊的頂部(如奔馳轎車)，有的安裝在加速踏板的下面，有的一頭通過鋼絲拉索與加速踏板連接，被安裝在發動機艙內。

2.加速踏板位置傳感器的控制原理

為了提高控制的可靠性，加速踏板位置傳感器內裝備了兩個電位計，它們具有不同的可變電阻范圍。其中一個用于向ECU傳送駕駛人設定的加速踏板位置，另一個用于監測反饋值是否正確。如果其中一個失效，發動機故障燈點亮，系統進入怠速狀態；如果兩個電位計都失效，發動機只能以較高的怠速(1500r/min)運轉，以便駕駛人能夠駕車到最近的維修站去，ECU不再對加速踏板的信號做出反應，此時汽車加速無力，這是加速踏板位置傳感器的應急保護模式。

新捷達轎車加速踏板位置傳感器的控制電路見圖3。

圖3 新捷達轎車加速踏板位置傳感器與ECM的連接電路

對于自動擋汽車，在加速踏板位置傳感器內往往集成了強制降擋開關，它向電控單元提供駕駛人期望的加速信號。當強制降擋開關閉合時，電控單元結合車速、發動機轉速等信號，指令向下降低一擋或幾擋，同時指令發動機提供全負荷的噴油量。

二、制動開關(STP)

1.制動開關的基本結構

制動開關又稱為停車開關和制動踏板狀態開關。制動開關安裝在制動踏板附近，有的與制動踏板組件集成為一體，固定在制動踏板的支架上。制動開關作為一種重復裝置，與制動信號燈開關同時配置，集成在一個部件內，兩個開關使用同一個制動踏板傳動機構。制動踏板的安裝位置如圖4所示。

圖4 制動踏板的安裝位置

制動開關用于監測駕駛人的制動操作，圖5所示為豐田轎車的制動開關信號電路。制動開關的信號電壓與提供給制動燈的電壓相同。

圖5 豐田轎車的制動開關信號電路

大眾/奧迪車型采用BOSCH(博世)制動系統，在制動踏板上安裝了電子制動開關，其內有推桿和永久磁鐵。當踩下制動踏板時，便移動了推桿。制動開關組件是雙觸點式，由制動燈開關F(稱為主觸點)和制動踏板開關F47(稱為副觸點)組成，這兩個開關同時動作。在未踩下制動踏板時，F斷開，F47閉合；當踩下制動踏板時，F閉合，F47斷開，這兩個開關的信號互為校驗(表1)。ECU根據表1所示的邏輯關系判斷制動踏板的位置，并將制動信息傳輸到動力系統總線，供其他電控單元共享。

表1 制動開關信號邏輯表

2.制動信號的控制原理

制動開關是一種特殊的目標設定值傳感器，它輸出的信號屬于開關信號。

在傳統汽車上，制動開關的作用只是接通制動燈，以警示后車“本車已經制動”，以避免發生追尾事故。但是在電控汽車上，制動信號具有異乎尋常的作用，若制動開關信號失常，會引發形形色色的故障，屬于“一因多果”的故障現象。制動開關向ECU傳輸駕駛人操縱制動踏板的信息，當駕駛人踩下制動踏板，發出制動信號時，出于安全和省油考慮，電控單元會限制發動機的功率輸出，以避免動力驅動與制動同時進行。

制動是汽車的一種既尋常又特殊的工況。之所以說它是一種尋常工況，是因為汽車在每天的行駛中不知道要經歷多少次制動；之所以說它是一種特殊工況，是因為制動時總是希望車速盡快降下來，而且由制動產生的振動和頓挫感越小越好，這就需要發動機以及變速器的配合，圖6為寶馬5系列轎車(E39底盤)制動燈開關線路簡圖。

圖6 寶馬5系列轎車(E39底盤)制動燈開關線路簡圖

為了改善汽車的操縱性能，提高控制精度，制動開關信號被輸入ECU等多個控制模塊，一旦駕駛人踩下制動踏板，制動開關接通，即向ECU的制動開關端子輸送一個信號，告知ECU“正在制動”。此時發動機會減少燃油供應，暫時減小功率輸出；變速器暫時終止動力傳遞，變速桿鎖止電磁閥解除鎖止；懸架系統啟用防汽車制動“點頭”功能；電子巡航功能暫時終止等。

以上海大眾POLO轎車采用的001型自動變速器為例，其控制單元J217根據制動開關F的信號判斷汽車是否制動，并進行以下控制。

①當汽車停止并且踩下制動踏板時，將變速桿鎖止電磁閥N110的電路接通，解除變速桿的鎖止，讓變速桿能從P位移出。也就是說，只有踩下制動踏板后變速桿才能脫離P位(或N位)，并掛入其他擋位。踩下制動踏板后如果制動開關F觸點不能閉合， 則變速桿鎖止機構不能釋放，變速桿無法進入其他擋位，汽車便 不能起步。

②當汽車行駛、自動變速器變矩器鎖止離合器結合時， 如果踩下制動踏板，當車速降至6 0 km/ h以下時，自動變速器 ECU將釋放鎖止離合器。也就是說，當汽車實施制動時，自動 變速器ECU切斷通向變矩器鎖止電磁閥的電路，以解除變矩器 的鎖止。這種功能可以防止當后輪制動并被抱死時，造成發動 機熄火。

通過上面的分析可以看出，制動開關信號與發動機轉速、負 荷、車速、冷卻液溫度等信號一樣，是被多個電子控制系統所采集 的基本信號，其深遠影響不可小覷。

3.制動開關的更換方法(以奔馳215、220車型為例)

(1)拆卸駕駛人側儀表盤下方的護板。

(2)拔下制動燈開關(S9/1)處的電線插頭。

(3)按下夾子。

(4)轉動并拉出制動燈開關(S9/1)。

(5)安裝新的制動燈開關。注意將促動針完全拉出，踩下制動踏板，再插入制動燈開關(S9/1)并旋轉，直到夾子鎖止，促動針會自動調整到位。

(6)按拆卸時相反的順序安裝其他部件。

三、離合器開關

以新捷達手動擋轎車裝備的離合器開關為例，它是一個白色的常閉開關，平時其觸點是閉合的，踩下離合器踏板時觸點才打開。

1.離合器開關的主要功能

對于裝備手動變速器的乘用車，在離合器踏板的傳動機構中安裝有離合器踏板開關。

離合器開關的作用是向發動機ECU提供離合器“結合”還是“分離”的狀態信息，用于修正噴油量和點火提前角。當離合器踏板未踩下時，離合器開關接通，表明車輛處于動力傳遞狀態，ECU適當加大噴油量和點火提前角；當駕駛人踩下離合器踏板時，離合器開關斷開，表明車輛處于非動力傳遞狀態，ECU適當減小噴油量和點火提前角。如果離合器開關因故(例如內部觸點簧片折斷)始終處于斷開狀態，ECU會認定離合器處于非動力傳遞狀態，并減小噴油量和點火提前角，導致噴油量和點火提前角與汽車的實際工況不匹配，將出現“聳車”現象，這種情況類似于間歇性斷油或者斷火引起的故障。

另外，如果離合器分離，ECU將關閉定速巡航控制系統，短時減少燃油噴射量，以免離合器分離時發動機的轉速突然升高，并減少換擋沖擊。

2.離合器開關的檢測方法

反復踩幾次離合器踏板，同時利用檢測儀讀取發動機ECU中離合器踏板開關的位置信息，具體讀取“巡航控制狀態”，踏下時的狀態值應為“4”，未踏下時的狀態值應為“0”。在實際操作中可能出現以下4種情況(即執行結果)。

(1)駕駛人對離合器踏板的操作與檢測儀顯示的一致。說明離合器踏板開關、相關線束以及ECU正常。

(2)駕駛人對離合器踏板的操作與檢測儀的顯示偶爾一致。說明在踩下離合器踏板時，離合器踏板開關偶爾會動作。此時應當檢查離合器踏板開關是否接觸不良，線路應當沒有問題。

(3)ECU未識別到駕駛人踩下了離合器踏板。可以拔下離合器踏板開關的插接器，再次用檢測儀讀取踏板的狀態信息，如果此時狀態信息變為踏板已經踩下，說明離合器踏板開關有故障，應當更換；如果狀態信息仍然為踏板未踩下，說明故障出在ECU及其線路上，離合器踏板開關正常。

(4)ECU未識別出離合器踏板的自由狀態。說明ECU沒有接收到離合器踏板開關信號端子傳送來的信號，此時應當進行以下檢查。

①檢查相關的熔絲，如果熔絲正常，拔下離合器踏板開關的插頭，然后用導線跨接離合器踏板開關的電源端子與信號端子，再接通點火開關，連接檢測儀，讀取離合器踏板開關的狀態信息，如果此時狀態信息變為自由狀態，說明離合器踏板開關有故障，應當檢查其是否臟污，導致開關不能到達指定的位置。在清除臟污后，如果故障依舊，應當更換離合器開關。如果更換離合器開關后仍然識別不出踏板的自由狀態，說明故障不在離合器開關本身。

②檢查離合器開關的供電電壓。接通點火開關，測量離合器開關供電端子與接地點之間的電壓，如果小于11.5V，說明從供電端子到熔絲之間有斷路或者對地短路現象；如果大于或等于11.5V，說明供電正常。

③檢查信號傳遞情況。可以拔下發動機電控單元的插頭，測量離合器開關信號端子至電控單元插腳之間導線的電阻，如果大于3Ω，說明導線斷路；如果小于或等于3Ω，說明該導線正常。

④檢查發動機電控單元插腳與發動機接地點之間的電阻，正常值應大于9Ω，如果小于9Ω，說明對地短路。

四、其他開關

在電控汽車上，各種開關實質上是一個電路板，并且具有網絡模塊的特征。凡是開關信號只有2種狀態——“是”與“否”(或者“開”與“關”)。開關信號與數字信號一樣，可以直接被ECU所接收，無需經過模/數(A/D)轉換。

1.車窗玻璃升降器開關。它既能發送信息，又要接收信息，還能處理信息，圖7所示為寶駿樂騁轎車車門玻璃升降控制原理圖。通過升降器開關不同的針腳接地，可以區分控制模塊的ID地址，因此不能像傳統維修方法那樣隨意互換開關。

圖7 寶駿樂騁轎車車門玻璃升降控制原理圖

2.空調開關。當操作者開啟空調開關時，發動機的負荷會有所增加，此時需要相應地提高發動機的怠速轉速，防止發動機熄火。但是，怠速轉速又不能太高，否則耗油量將增加。因此，電控單元需要接收空調開關的信號，并在啟動空調壓縮機的同時，稍微提高發動機的怠速。這種調整時機和程度的把握，只有依靠ECU才能做到。

3.車速調節開關。有的汽車裝備了電子巡航系統，具有車速調節功能，能夠讓汽車在駕駛人設定的車速下勻速行駛，以減輕疲勞程度。在行駛過程中，駕駛人可以操縱車速調節開關，使汽車加速或者減速行駛。因此，電控單元需要接受車速調節開關的信號，以適時調節或者決定是否啟用車速調節功能。