汽車溫度傳感器的功用及典型案例分析

汽車上的溫度傳感器多為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，如發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度傳感器、 冷卻液溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器，自動變速器和無級變速器的油溫傳感器，雙離合器變速器負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器油底殼油溫的G93變速器油溫度傳感器、負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器離合器工作油溫的G509溫度傳感器，空調(diào)的室內(nèi)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器，懸架空氣泵溫度傳感器等均為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。

這些溫度傳感器的特點(diǎn)是測量點(diǎn)的溫度越高，傳感器的電阻值越低，輸出電壓信號越低。以馬自達(dá)進(jìn)氣溫度傳感器為例，環(huán)境溫度分別為-20℃、20℃、60℃時，電阻值分別為13.6~18.4kΩ、2.21~2.69 kΩ、0.493~0.6967kΩ。

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器常見故障為信號不正常，傳感器或線束短路，數(shù)據(jù)流會出現(xiàn)虛假的高溫信號;傳感器或線束斷路、端子進(jìn)水或搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會出現(xiàn)虛假的低溫信號。

另外，控制單元A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯誤，數(shù)據(jù)流也可能出現(xiàn)虛假的高溫信號。

一、進(jìn)氣溫度傳感器

1.進(jìn)氣溫度傳感器作用

除卡門渦旋式空氣流量傳感器以外，其余發(fā)動機(jī)均裝有進(jìn)氣溫度傳感器，如圖1所示。

圖1 進(jìn)氣溫度傳感器

進(jìn)氣溫度傳感器可以裝在空氣流量傳感器或進(jìn)氣壓力傳感器內(nèi)，也可以裝在進(jìn)氣道上某個部位。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫度高時控制單元會減少噴油脈寬，反之增加噴油脈寬。

2.進(jìn)氣溫度傳感器故障分析

進(jìn)氣溫度傳感器搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會顯示異常低溫，低溫空氣密度高，會加大噴油脈寬，造成混合汽過濃。傳感器短路，數(shù)據(jù)流會顯示異常高溫，高溫空氣密度低，會減少噴油脈寬，造成混合汽過稀。進(jìn)氣溫度傳感器溫度越高混合汽越濃，傳感器斷路或搭鐵不良會造成混合汽過稀，導(dǎo)致啟動困難。

二、冷卻液溫度傳感器

1.冷卻液溫度傳感器的作用

冷卻液溫度傳感器端子為2針，一根為輸入信號線，另一根為輸出信號線;端子為4針，則4針分別為輸入信號線、輸出信號線、控制單元搭鐵線和儀表板搭鐵線，如圖2所示。

圖2 冷卻液溫度傳感器

冷卻液溫度傳感器一般裝在發(fā)動機(jī)后側(cè)節(jié)溫器或散熱器出水孔處，負(fù)責(zé)噴油脈寬、暖機(jī)、點(diǎn)火提前角、自動變速器變矩器鎖止和超速擋的控制以及空調(diào)的控制。主要作用有：

①負(fù)責(zé)控制混合汽濃度，溫度越低，混合汽越濃;溫度越高，混合汽越稀。

②負(fù)責(zé)控制暖機(jī)時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，40℃以下轉(zhuǎn)速為1500r/min，40~70℃轉(zhuǎn)速為1100r/min.

③負(fù)責(zé)控制散熱器風(fēng)扇，85℃以上開始低速旋轉(zhuǎn)，105℃開始高速旋轉(zhuǎn)。

④負(fù)責(zé)控制自動變速器，56℃以上變矩器進(jìn)入鎖止工況，70℃變速器允許進(jìn)入超速擋。

⑤負(fù)責(zé)控制空調(diào)，120℃空調(diào)退出控制。

2.冷卻液溫度傳感器故障分析

發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器短路，數(shù)據(jù)流會顯示100℃以上的高溫，造成混合汽過稀無法啟動;傳感器斷路或搭鐵線接觸不良，數(shù)據(jù)流會顯示-30℃以下的低溫，造成混合汽過濃，排氣管冒黑煙。

OBD-Ⅱ系統(tǒng)對組合電器的監(jiān)控，主要是將提供相關(guān)信息或共同信息的傳感器的信息進(jìn)行比較，以便判斷具體哪個傳感器故障，是短路還是斷路等信息。如將冷卻液溫度傳感器的信息和進(jìn)氣溫度傳感器的信息或啟動后的時間進(jìn)行比較，就可以得出冷卻液溫度傳感器的信息是否準(zhǔn)確，傳感器是否有短路還是斷路的故障。所以冷卻液溫度傳感器短路后OBD-Ⅱ系統(tǒng)會留下故障碼。

OBD -Ⅰ系統(tǒng)設(shè)定發(fā)動機(jī)控制單元將冷卻液溫度傳感器感應(yīng)溫度界定在-35~120℃之間，若超出或低于這個范圍，控制單元便可判斷傳感器發(fā)生故障，而在此范圍內(nèi)不會出現(xiàn)故障碼。若冷卻液溫度傳感器短路，打開點(diǎn)火開關(guān)時數(shù)據(jù)流就顯示冷卻液溫度超過100℃，但由于沒有達(dá)到120℃，所以不會留下故障碼。

三、變速器油溫傳感器

自動變速器油溫傳感器裝在控制閥上，對變速器主要進(jìn)行高溫控制，見圖3。變速器油溫高于150℃時變矩器立即進(jìn)入鎖止工況，30s后如果變速器油溫仍不下降，變矩器解除鎖止工況，變速器退出超速擋。

油溫傳感器自身或線束短路，數(shù)據(jù)流會顯示變速器油溫高于150℃，所以油溫傳感器自身或線束短路后，變矩器不進(jìn)入鎖止工況，變速器沒有超速擋，汽車沒有高速。

圖3 自動變速器油溫傳感器

以邁騰雙離合器變速器油溫傳感器為例，變速器油溫傳感器為G509和G93，其中G93負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器油底殼油溫，即變速器油溫度;G509(圖4)負(fù)責(zé)監(jiān)控變速器中離合器工作油溫，并根據(jù)油溫變化調(diào)節(jié)離合器冷卻油的流量，并采取其他相應(yīng)措施保護(hù)變速器。

圖4 離合器溫度傳感器G509

如果雙離合器中有一個離合器打滑，電液控制單元油溫超過138℃時，變速器控制單元進(jìn)入過載保護(hù)，減小發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，計(jì)算離合器工作油溫超過額定值的量，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩減小到怠速上限，使離合器過載幾乎不出現(xiàn)，達(dá)到離合器冷卻系統(tǒng)降溫的目的。

隨后發(fā)動機(jī)重新提供最大轉(zhuǎn)矩，離合器油溫超過145℃(離合器嚴(yán)重打滑)，停止向離合器供油，兩個離合器處于斷開位置。離合器油流出口的油溫的G509就會給變速器控制單元高溫信號，控制單元進(jìn)入過載保護(hù)，D位上只有一個失效保護(hù)擋。應(yīng)立即更換雙離合器(兩個離合器必須成對更換)。

如果G509短路，數(shù)據(jù)流會顯示離合器油溫超過150℃，變速器控制單元進(jìn)入過載保護(hù)，D位上只有一個2擋。

四、空氣壓縮機(jī)上的溫度傳感器

空氣懸架在氮?dú)饪諝鈮嚎s機(jī)上裝有溫度傳感器，當(dāng)壓縮機(jī)溫度達(dá)到130℃，臨時中斷壓縮機(jī)的工作，以防止溫度過高發(fā)生燒蝕。一旦空氣泵燒蝕，車身高度總是停留在最低位置，不再升高。

五、空調(diào)溫度傳感器

自動空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器包括：

發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器、車內(nèi)溫度傳感器、環(huán)境溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、日光輻射傳感器、制冷劑溫控開關(guān)等?？刂茊卧鶕?jù)這些傳感器信號，計(jì)算出吹入客艙內(nèi)空氣所需的溫度，選擇所需的空氣量，然后控制空氣混合入口，水閥、進(jìn)出氣口轉(zhuǎn)換板等，在駕駛員設(shè)定的溫度范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)客艙內(nèi)的溫度，使其達(dá)到最佳，并自動控制空調(diào)的開啟和關(guān)閉。

當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度超過120℃時為了保護(hù)發(fā)動機(jī)，會讓空調(diào)停止工作?？照{(diào)壓縮機(jī)內(nèi)制冷劑溫度過高，溫度開關(guān)會切斷壓縮機(jī)電磁離合器的電路。裝在蒸發(fā)器中央的蒸發(fā)器溫度傳感器或溫度開關(guān)通過控制空調(diào)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)來控制蒸發(fā)器的溫度。

蒸發(fā)器溫度控制的目的是防止蒸發(fā)器結(jié)霜。如果蒸發(fā)器的溫度低于0℃，凝結(jié)在蒸發(fā)器表面的水分就會結(jié)霜或結(jié)冰，嚴(yán)重時會堵塞蒸發(fā)器的空氣通道，導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)制冷效果明顯降低。為了避免蒸發(fā)器結(jié)霜，就必須將蒸發(fā)器的溫度控制在0℃以上。

蒸發(fā)器溫過低，低于設(shè)定值0℃以下時，空調(diào)放大器會切斷壓縮機(jī)電磁離合器的電路。蒸發(fā)器出口溫度傳感器失效，會導(dǎo)致空調(diào)壓縮機(jī)離合器頻繁吸合和分離。膨脹閥到蒸發(fā)器之間管路結(jié)霜，會導(dǎo)致空調(diào)出風(fēng)量小。

空調(diào)系統(tǒng)制冷的條件之一是環(huán)境溫度高于室內(nèi)溫度，環(huán)境溫度傳感器斷路，端子進(jìn)水、接觸不良或接地不良，數(shù)據(jù)流會顯示環(huán)境溫度-30℃以下，將造成空調(diào)不制冷。

同時，發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器斷路或接地線接觸不良，信號失準(zhǔn)時，散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，導(dǎo)致空調(diào)散熱不良，也會進(jìn)入失效保護(hù)，讓空調(diào)停止工作。

六、典型案例分析

1.故障現(xiàn)象

一輛奧迪A8轎車，由于電控懸架的空氣泵經(jīng)常退出控制，使汽車無法根據(jù)路況和行駛條件的變化變更車身的高度和硬度，于是去某修理廠進(jìn)行修理。修理后空氣泵不再退出控制，但使用一段時間后車身高度總是停留在最低位置，不再升高。沒有故障碼。

2.故障診斷與分析

車身高度總是停留在最低位置，不再升高，說明空氣泵不再工作。而導(dǎo)致空氣泵不工作的原因有：

①空氣泵上的溫度傳感器短路，數(shù)據(jù)流會顯示空氣泵溫度超過130℃，控制單元會令其退出控制;

② 懸架控制單元A / D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯誤， 數(shù)據(jù)流會顯示空氣泵溫度超過130℃，控制單元會退出控制;

③空氣泵空氣泵上溫度傳感器失效退出后，控制單元進(jìn)入失效保護(hù)，設(shè)定一個假定的溫度值，空氣泵工作不再受溫度控制。

汽車在壞路行駛時，空氣泵連續(xù)進(jìn)行工作，就可能導(dǎo)致高溫?zé)g。

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)因?yàn)槿藶閿嚅_空氣泵上溫度傳感器端子，造成控制單元進(jìn)入失效保護(hù)，導(dǎo)致空氣泵高溫?zé)g。為什么要斷開傳感器端子呢?原來車身控制單元A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯誤，導(dǎo)致空氣懸架經(jīng)常保持在最低位置。

維修人員檢測空氣泵上溫度傳感器正常，由于沒有查到故障原因，于是人為斷開空氣泵上溫度傳感器端子，懸架可以進(jìn)行高度自行調(diào)節(jié)了，結(jié)果導(dǎo)致空氣泵高溫?zé)g。更換空氣泵和車身控制單元后故障排除。