一、冷却液温度传感器的作用及结构原理
1.冷却液温度传感器的作用
冷却液温度传感器主要用于检测发动机冷却液的温度,发动机电控单元利用其信号对喷油量、点火正时等进行修正控制,以实现某些特定的控制功能。
控制内容有:
(1)发动机冷起动时,提供特浓混合气,以确保顺利起动。
(2)发动机起动后暖机控制及点火正时控制。
(3)发动机水温较低时,控制自动变速器不允许升入超速挡和锁止离合器结合。
(4)发动机水温较高时,提高冷却风扇的转速,暂时停止空调的工作等。
2.冷却液温度传感器的结构原理
冷却液温度传感器一般都采用负温度系数(NTC)热敏电阻,主要由负温度系数热敏电阻、金属引线和壳体等组成,如图1所示。
负温度系数热敏电阻其电阻值与温度的关系,如图2所示。
冷却液温度越低,热敏电阻的电阻值越大;冷却液温度越高,热敏电阻的电阻值越小。
3、冷却液温度传感器电路
冷却液温度传感器与发动机电控单元ECU相连,ECU将其5V的电源电压由端子THW通过电阻器R施加在冷却液温度传感器上。当冷却液温度传感器的电阻值随冷却液的温度变化而变化时,端子THW的电位也随之改变,如表1所示。
有些车辆为了提高测试精度采用如图3所示电路。
当温度低于某值(51.6℃)时,5V电压加在10kΩ电阻和热敏电阻的串联电路上;当温度高于某值(51.6℃)时,三极管导通,电路变为10kΩ电阻与1 kΩ电阻并联(并联电阻约为909Ω)、再和热敏电阻串联。
二、冷却液温度传感器性能与发动机工作状态
在许多情况下发动机电控系统的冷却液温度传感器已有了故障,但发动机控制单元却不会生成和记下故障码,这是什么缘故呢?
这是因为冷却液温度传感器由发动机控制单元供给5V参考电压,传感器再输出给发动机控制单元0.1V4.9V信号电压。发动机控制单元只要收到传感器这样的信号电压,发动机控制单元都认为传感器是好的,信号电压是可靠的,所以,发动机控制单元不会产生故障码。而事实上,尽管信号电压在0.1 V~4.9V这一范围内,但传感器性能可能已有问题了,信号电压已失实了。
下面我们以某车型冷却液温度传感器为例,说明上述情况,见表2。
如果冷却液温度传感器中的电阻在0℃时,只有327Ω,那么它送给发动机电控单元的一个水温80℃的信号,而实际水温仅为0℃,这就导致冷车起动困难或不能起动,怠速不稳,而在热车后,发动机怠速则可能保持稳定。但是由于对冷却液温度传感器信号电压变化仍在允许范围内,发动机控制单元并不会生成有关冷却液温度传感器的故障码。同理,若冷却液温度传感器的电阻过大,但又未断路时,也向发动机控制单元输送失实的水温信号。例如:水温实际在100℃,送出的信号电压却是0℃时的,发动机控制单元认为水温0℃而指示喷油器多喷油造成热车混合气过浓、冒黑烟等,此时发动机控制单元也不会生成有关冷却液温度传感器的故障码。当冷却液温度传感器电阻大于45300Ω或小于70Ω以及短路、断路时,发动机控制单元内才生成冷却液温度传感器故障码,同时,点亮仪表板上的故障指示灯,此时,发动机控制单元进入失效保护模式,以维持发动机继续运转,失效保护模式的假定温度为80℃左右(不同车系可能会有所不同)。也有的发动机控制单元用进气温度作水温替代值或用19.5℃固定温度作水温替代值。
综上所述,发动机控制单元的故障码生成通常只反映传感器典型的故障状态:断路或短路以及传感器技术参数超限。而传感器性能问题还不能被完全反映出来。