温度センサー

科目：

はじめに
古典的な冷却水温度計
NTC温度センサー
温度センサーの診断

導入：
車両には多数の温度センサーがあります。

冷却水の温度。
油温。
室内/室外の空気と吸入空気の温度 (おそらく空気中に取り込まれます) エアマスメーター);
排気ガス温度。
ハイブリッドまたは完全電気駆動の車両のバッテリー温度。

上記の温度センサーは、関連するシステムの制御ユニットに情報を提供します。例を挙げると、エンジンコントロールユニットは、冷却水温度センサーからの信号を使用して、とりわけ、注入, 炎症、アイドル制御、 EGR動作 (該当する場合) 冷却ファン制御温度に基づいて調整されます。低温では、噴射の強化が行われ、エンジンをより早く動作温度まで上げるために EGR が制御されます。温度が高くなると、コントロールユニットは冷却ファンリレーをオンにします。最も一般的に使用される温度センサーは、次のとおりです。 NTCの原則.

制御ユニットに情報を送信するセンサーに加えて、追加の電子機器なしで機能するセキュリティセンサーもあります。そのような PTCセンサーオーム抵抗は温度が上昇すると増加します。電動モーター（ワイパーやウィンドウモーターなど）やミラーガラスにはPTCセンサーが搭載されています。場合によっては、PTC センサーが温度センサーとして使用されますが、ほとんどの場合、NTC が使用されます。

古典的な冷却水温度計:
コントロールユニットや NTC 温度センサーのない古い車では、冷却水温度センダーはバイメタルで動作します。写真はバイメタルメーターの構成部品です。約 10 ボルトの安定化された電圧源がメーターに接続されています。メーター内のバイメタルは、（より大きな）電流が流れるとすぐに歪みます。これにより、ポインターが移動します。

エンジンブロックにはバイメタルによる温度センサーが内蔵されています。
温度計はエンジン内の冷却水と接触します。

ポイントが開く温度は冷却水の温度と電流によって異なります。平均電流はモーターの温度に依存します。場合によっては、イグニッションがオフになっているときに指針が最大位置にあることがあります。これでバイメタルは真っ直ぐになります。

NTC温度センサー:
次の図は、ECU と温度センサーの簡略化された回路図を示しています。センサー (RNTC) には 5 本のワイヤーがあります。プラスのワイヤは ECU に接続され、マイナスのワイヤはアースに接続されます。 ECUにはバイアス抵抗が内蔵されています。バイアス抵抗と NTC 抵抗は直列に接続されています。 ECU は直列回路に XNUMX ボルトの電圧を供給します。

直列回路では、電圧は抵抗器全体に分配されます。 5 ボルトの一部はバイアス抵抗によって吸収されます。もう一方の部分には NTC センサーが組み込まれています。

バイアス抵抗の抵抗値は固定です。通常は約 2500 オーム (2,5 キロオーム) です。 NTC の抵抗は温度に依存します。したがって、NTC 抵抗によって吸収される電圧は温度に依存します。

ECU はバイアス抵抗の両端の電圧降下を測定します。温度が変化すると、RNTC の両端の電圧が変化し、したがってバイアス抵抗の両端の電圧も変化します。結局のところ、直列回路内の電圧は抵抗器に分散されます。 RNTC がさらに 0,3 ボルトを吸収すると、Rbias の両端の電圧は 0,3 ボルト低下します。

ECU は、バイアス抵抗の両端で測定された電圧を温度に変換します。実際、X 軸に温度の代わりに電圧を使用して、NTC 特性を適用します。

高温では抵抗の変化が最小限になります。特性の線は、摂氏 0 度から 20 度よりも摂氏 40 度から 60 度の方が急激に低下します。このため、メーカーは冷却水温度センサーに XNUMX 番目のバイアス抵抗を使用することがよくあります。バイアス抵抗は並列に接続されており、両方とも異なる抵抗値を持っています。

温度が上昇すると、ECU は他のバイアス抵抗に切り替えます。これにより、XNUMX 番目の NTC 特性が得られます。 XNUMXつ目の特性は、高温時の抵抗変化が大きくなります。これにより、より広い範囲にわたって測定が可能になり、加熱段階と動作温度の両方で温度を正確に決定できます。

次の図は、5 ボルトの電圧安定器 (78L05)、バイアス抵抗 (R)、アナログデジタルコンバータ（A/Dコンバータ）そしてマイクロプロセッサー。温度センサーなどからのアナログ信号送信の詳細については、次のページを参照してください。センサーの種類と信号。

温度センサーの診断:
冷却水温度センサーに関連する故障が発生した場合、次のような苦情が発生する可能性があります。

たとえば、実際にはすでに暖かいエンジンが冷えているにもかかわらず、余分な噴射が原因でエンジンの始動が不良になる。
過熱: 値が低すぎるため、PWM 制御の冷却ファンがオンになるのが遅すぎるか、まったくオンになりません。
コールドスタート後にエンジンが適切にアイドリングしない。
エンジンが暖まり続けると、アイドル回転数が増加します。
排気ガスの排出はもはや問題です。
混合気が濃すぎるため黒煙が発生する。
エンジンが冷えているときに我慢してどもる。
エアコンをオンにできません。

上記の苦情は、エンジンのトラブルライトと組み合わされて発生することがよくありますが、常にそうとは限りません。冷却水温度センサー信号が許容範囲内にある障害が発生した場合、障害コードは生成されません。

実際には、エンジン ECU のソフトウェアは、信号が妥当かどうかを常にチェックしています。他の温度センサーと比較して大きな偏差がある場合、または温度の上昇または下降が (あまりにも) 激しい場合、信号は「妥当ではない」と見なされます。。これにより、エラーコードが発生します。

冷却水の温度は、診断装置を使用して読み取ることができます (多くの場合、安価な OBD リーダーまたは電話用ソフトウェアとのインターフェイスで十分です)。

画像では気温が-48℃であることがわかります。 °C.
診断プログラム (この場合は VCDS 内の測定値ブロック) は、多くの場合、温度が満たさなければならない目標値も指定します。現在の動作条件では、温度は摂氏 80 ～ 115 度である必要があります。

センサーの値が間違っていると思われる場合は、マルチメーターで電圧をチェックできます。まず、XNUMX つの異なる温度でセンサーの両端の電圧を測定します。次の XNUMX つの画像では、CAN バスを介して DLC (Dat Link Connector) を介してゲートウェイに接続されている読み出しコンピューターが表示されます。ゲートウェイは、CAN バス経由でエンジン ECU とも通信します。

上記の「NTC 温度センサー」セクションでは、温度センサーが ECU 内のバイアス抵抗と直列に接続されていると説明しています。 5 ボルトの電圧は、センサーハウジング内のバイアス抵抗と NTC 抵抗の間で分割されます。センサーの両端の電圧 2,3 ボルトを測定すると、バイアス抵抗の両端の電圧は 2,7 ボルト (2,3 + 2,7 = 5 ボルト) になります。 2,7ボルトの電圧が印加されます。 A/Dコンバータ ECU のインターフェース電子機器内の温度に変換されます。モーターが温まると、バイアス抵抗の両端の電圧が増加します。これは最後の測定で確認できます。この状況では、この電圧は 4,58 ボルトです。

下の画像は、センサーとECUの間のアース線が遮断された状態でのライブデータと測定値を示しています。読み出しコンピュータは摂氏 -42 度の温度を示します。ECU はバイアス抵抗の両端の電圧を 5 ボルト測定します。 ECU は、センサーに関する説明を含む XNUMX つ以上のエラーコードを生成します。

信じられない信号。
下限値を下回る信号。
プラスとの短絡。

遮断により電流が流れなくなるため、NTCは電圧を吸収しなくなります。センサーのピン 1 と ECU のピン 36 の間の電圧差は 5 ボルトです。これはセンサーの電源電圧です。 35 ボルトはピン 5 経由で供給されます。センサーは電圧を記録しないため、センサーのピン 2 (接地接続) とピン 36 の間の 5 ボルトの差を測定します。

温度センサーの両端で 5.0 ボルトの電圧を測定する場合 (次の図を参照)、コンポーネントの両端に供給される合計電圧を測定します。現在、温度センサーの中断に対処しています。プラス線とアース線間の電圧損失は 0 ボルトです。

温度センサーからプラグを取り外し、プラグに差し込まれたマルチメーターで測定すると、同じ値がマルチメーターの画面に表示されます。

この測定結果から、温度センサーを交換する必要があることは明らかです。