Emner:
- introduksjon
- Klassisk kjølevæsketemperaturmåler
- NTC temperatursensor
- Diagnose på temperatursensoren
Forord:
Det er et stort antall temperatursensorer i et kjøretøy:
- kjølevæske temperatur;
- oljetemperatur;
- inne-/uteluft og innsugd lufttemperatur (eventuelt integrert i luftmassemåler);
- eksosgass temperatur;
- batteritemperatur i kjøretøy med hybrid eller helelektrisk drift.
Ovennevnte temperatursensorer gir kontrollenheten til det aktuelle systemet informasjon. For å gi et eksempel: motorstyringsenheten bruker signalet fra kjølevæsketemperatursensoren til blant annet å kontrollere injeksjon, betennelse, tomgangskontroll, EGR-drift (hvis aktuelt) og kontroll av kjølevifte justeres basert på temperaturen. Ved lav temperatur skjer injeksjonsanrikning og EGR styres for å bringe motoren opp til driftstemperatur raskere. Ved høyere temperatur slår styreenheten på kjøleviftereléet. De mest brukte temperatursensorene er iht NTC-prinsippet.
I tillegg til sensorer som sender informasjon til kontrollenheten, finnes det også sikkerhetssensorer som fungerer uten ekstra elektronikk. Med slik PTC sensor Ohmisk motstand øker med økende temperatur. En elektrisk motor (som vindusvisker eller vindusmotor) og et speilglass er utstyrt med en PTC-sensor. I noen tilfeller brukes en PTC-sensor som temperatursensor, men oftest møter vi NTC.
Klassisk kjølevæsketemperaturmåler:
På eldre biler uten kontrollenheter og NTC temperatursensorer fungerer kjølevæsketemperaturgiveren med et bimetall. Bildet viser komponentene til bimetallmåleren. En stabilisert spenningskilde på rundt 10 volt er koblet til måleren. Bimetallet i måleren deformeres så snart det går en (større) strøm. Dette tar med pekeren.
Motorblokken inneholder en temperatursensor med bimetall.
Temperaturmåleren kommer i kontakt med kjølevæsken i motoren.
Temperaturen hvor punktene åpner avhenger av kjølevæsketemperaturen og strømmen. Gjennomsnittsstrømmen blir da avhengig av motortemperaturen. I noen tilfeller er viseren i maksimal posisjon når tenningen er slått av. Bimetallet er da rett.
NTC temperatursensor:
Følgende figur viser et forenklet skjema av ECU og temperatursensor. Sensoren (RNTC) har to ledninger. Den positive ledningen er koblet til ECU og den negative ledningen til jord. Det er en forspenningsmotstand i ECU. Forspennings- og NTC-motstandene er koblet i serie. ECU'en forsyner seriekretsen med en spenning på 5 volt.
I en seriekrets er spenningen fordelt over motstandene. En del av de 5 voltene absorberes av forspenningsmotstanden. Den andre delen inneholder NTC-sensoren.
Forspenningsmotstanden har en fast motstandsverdi; vanligvis rundt 2500 ohm (2,5 kiloohm). Motstanden til NTC avhenger av temperaturen. Spenningen som absorberes av NTC-motstanden avhenger derfor av temperaturen.
ECU måler spenningsfallet over forspenningsmotstanden. Ved en temperaturendring endres spenningen over RNTC og derfor også spenningen over forspenningsmotstanden. Tross alt er spenningen i en seriekrets fordelt over motstandene; hvis RNTC absorberer 0,3 volt mer, faller spenningen over Rbias 0,3 volt.
ECU-en oversetter spenningen målt over forspenningsmotstanden til en temperatur. Faktisk bruker vi nå NTC-karakteristikken, med spenningen i stedet for temperaturen på X-aksen.
Ved høy temperatur skjer den minste endringen i motstand. Linjen i karakteristikken faller kraftigere ved en temperatur fra 0 til 20 grader Celsius enn fra 40 til 60 grader Celsius. Av denne grunn bruker produsenter ofte en andre forspenningsmotstand for kjølevæsketemperatursensoren. Forspenningsmotstandene er koblet parallelt og begge har forskjellig motstandsverdi.
Når temperaturen øker, bytter ECU til den andre forspenningsmotstanden. Dette gir oss en andre NTC-karakteristikk. Den andre egenskapen vil ha en stor motstandsendring ved høy temperatur. Dette gjør at vi kan måle over et større område og nøyaktig bestemme temperaturen under både oppvarmingsfasen og driftstemperaturen.
Følgende figur viser den faktiske kretsen i ECU-en som inneholder 5 volts spenningsstabilisator (78L05), forspenningsmotstand (R), analog-digital omformer (A/D-omformer) og mikroprosessoren. Mer informasjon om analog signaloverføring, for eksempel fra temperatursensoren, finner du på siden: sensortyper og signaler.
Diagnose på temperatursensoren:
Ved funksjonsfeil knyttet til kjølevæsketemperatursensoren kan følgende klager oppstå:
- dårlig motorstart på grunn av for eksempel ekstra innsprøytning for en kald motor, mens den i realiteten allerede er varm;
- overoppheting: på grunn av en verdi som er for lav, slår den PWM-styrte kjøleviften på for sent eller ikke i det hele tatt;
- motoren går ikke skikkelig på tomgang etter kaldstart;
- når motoren fortsetter å varmes opp, øker tomgangshastigheten;
- eksosutslipp er ikke lenger i orden;
- svart røyk på grunn av en blanding som er for rik;
- holde tilbake og stamme når motoren er kald;
- klimaanlegget kan ikke slås på.
De ovennevnte klagene er ofte i kombinasjon med et motorproblemlys, men det er ikke alltid tilfelle. Hvis det oppstår en feil der kjølevæsketemperaturfølerens signal er innenfor toleranser, vil ingen feilkode bli generert.
I virkeligheten sjekker programvaren i motorens ECU hele tiden om signalet er plausibelt: i tilfelle sterke avvik sammenlignet med andre temperatursensorer, eller en (for) sterk økning eller reduksjon i temperatur, anses signalet som "ikke plausibelt". . Dette vil resultere i en feilkode.
Kjølevæsketemperaturen kan avleses ved hjelp av diagnoseutstyr (ofte er en billig OBD-leser eller et grensesnitt med programvare for telefonen tilstrekkelig til dette).
På bildet ser vi en temperatur på -48 °C.
Diagnoseprogrammet (i dette tilfellet måleverdiblokkene i VCDS) spesifiserer ofte også en målverdi som temperaturen skal oppfylle. Under gjeldende driftsforhold bør temperaturen være mellom 80 og 115 grader Celsius.
Hvis vi mistenker at en sensorverdi er feil, kan vi sjekke spenningene med et multimeter. Først måler vi spenningene over sensoren ved tre forskjellige temperaturer. På de neste tre bildene ser vi en avlesningsdatamaskin som er koblet til gatewayen via DLC (Dat Link Connector) via CAN-buss. Gatewayen kommuniserer også med motorens ECU via CAN-buss.
"NTC temperatursensor" delen ovenfor beskriver at temperatursensoren er i serie med en forspenningsmotstand i ECU. Spenningen på 5 volt er delt mellom forspenningsmotstanden og NTC-motstanden i sensorhuset. Når vi måler en spenning på 2,3 volt over sensoren, er spenningen over forspenningsmotstanden 2,7 volt (2,3 + 2,7 = 5 volt). Spenningen på 2,7 volt påføres i A/D-omformer oversatt til en temperatur i grensesnittelektronikken til ECU. Når motoren er varm, øker spenningen over forspenningsmotstanden; dette kan sees i siste måling. I den situasjonen er denne spenningen 4,58 volt.
Bildene nedenfor viser live data og målte verdier med en avbrutt jordledning mellom sensoren og ECU. Avlesningsdatamaskinen viser en temperatur på -42 grader Celsius: ECU måler en spenning på 5 volt over forspenningsmotstanden. ECU genererer en eller flere feilkoder med beskrivelser av sensoren;
- signal usannsynlig;
- signal under nedre grenseverdi;
- kortslutning med positiv.
Fordi det ikke flyter strøm på grunn av avbruddet, absorberer ikke NTC lenger spenning. Spenningsforskjellen mellom pinne 1 på sensoren og pinne 36 på ECU er 5 volt: dette er forsyningsspenningen til sensoren. 35 volt tilføres via pinne 5. Fordi sensoren ikke registrerer noen spenning, måler vi en forskjell på 2 volt mellom pinne 36 (jordforbindelse) på sensoren og pinne 5.
I tilfelle vi måler en spenning på 5.0 volt over temperatursensoren, (se følgende bilde) måler vi den totale spenningen som tilføres over komponenten. Vi har nå å gjøre med et avbrudd i temperaturføleren. Spenningstapet over de positive og jordede ledningene er 0 volt.
Når vi fjerner pluggen fra temperatursensoren og måler den med multimeteret i pluggen, vises samme verdi på skjermen til multimeteret.
Med resultatet av denne målingen er det klart at vi må bytte ut temperatursensoren.
