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【精華】汽車溫度傳感器的功用及典型故障分析

發(fā)布時(shí)間:2014-03-17 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】汽車電子行業(yè)發(fā)展越加迅速,帶動(dòng)汽車上的傳感器發(fā)展也越加快速。本文就應(yīng)用在汽車上的各種溫度傳感器的功能和設(shè)計(jì)技巧為大家分享,同時(shí)結(jié)合汽車傳感器應(yīng)用和設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)的各種典型故障,簡要的分析一下,希望能給大家?guī)硇┯锰帯?/strong>

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(dòng)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(dòng)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。其特點(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(shí),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(huì)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(huì)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(cuò)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(dòng)機(jī)均裝有進(jìn)氣溫度傳感器,如圖1所示。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(gè)部位。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度高時(shí)控制單元會(huì)減少噴油脈寬,反之增加噴油脈寬。

進(jìn)氣溫度傳感器

圖1 進(jìn)氣溫度傳感器

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(huì)顯示異常低溫,低溫空氣密度高,會(huì)加大噴油脈寬,造成混合汽過濃。傳感器短路,數(shù)據(jù)流會(huì)顯示異常高溫,高溫空氣密度低,會(huì)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(huì)造成混合汽過稀,導(dǎo)致啟動(dòng)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。冷卻液溫度傳感器一般裝在發(fā)動(dòng)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(dòng)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:

冷卻液溫度傳感器

圖2 冷卻液溫度傳感器

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(shí)發(fā)動(dòng)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(dòng)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。
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2、冷卻液溫度傳感器故障分析

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

OBD -Ⅰ系統(tǒng)設(shè)定發(fā)動(dòng)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(gè)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(huì)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(shí)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(huì)留下故障碼。

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(gè)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(dòng)后的時(shí)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(huì)留下故障碼。

三、變速器油溫傳感器

自動(dòng)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。

自動(dòng)變速器油溫傳感器

圖3 自動(dòng)變速器油溫傳感器

變速器油溫高于150℃時(shí)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(huì)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。

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。如果雙離合器中有一個(gè)離合器打滑,電液控制單元油溫超過138℃時(shí),變速器控制單元進(jìn)入過載保護(hù),減小發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)離合器處于斷開位置。離合器油流出口的油溫的G509就會(huì)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(gè)失效保護(hù)擋。應(yīng)立即更換雙離合器(兩個(gè)離合器必須成對更換)。

離合器溫度傳感器G509

圖4 離合器溫度傳感器G509

如果G509短路,數(shù)據(jù)流會(huì)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(gè)2擋。
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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(shí)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(dòng)空調(diào)系統(tǒng)溫度傳感器包括:

發(fā)動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)客艙內(nèi)的溫度,使其達(dá)到最佳,并自動(dòng)控制空調(diào)的開啟和關(guān)閉。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度超過120℃時(shí)為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),會(huì)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(huì)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(huì)結(jié)霜或結(jié)冰,嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(shí),空調(diào)放大器會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)顯示環(huán)境溫度-30℃以下,將造成空調(diào)不制冷。

同時(shí),發(fā)動(dòng)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(shí),散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn),導(dǎo)致空調(diào)散熱不良,也會(huì)進(jìn)入失效保護(hù),讓空調(diào)停止工作。

六、汽車溫度傳感器典型案例分析

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(shí)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(huì)顯示空氣泵溫度超過130℃,控制單元會(huì)令其退出控制;② 懸架控制單元A / D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤, 數(shù)據(jù)流會(huì)顯示空氣泵溫度超過130℃,控制單元會(huì)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(gè)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(shí),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(cuò)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。

以上是本文為大家介紹的汽車上各種溫度傳感器的功用,以及汽車傳感器的典型故障分析。有什么好的想法和經(jīng)驗(yàn)大家可以一同來討論。

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