温度传感器故障检测要点详解

学习目标

1.掌握温度传感器工作原理

2.了解温度传感器主要应用

3.了解温度传感器常见故障原因

4.掌握温度传感器检测方法

一、温度传感器的工作原理

温度传感器的作用是将被测介质温度转变为电压信号输送给ECU，便于ECU依据温度信号实现各种控制功能。例如，冷却液温度传感器结构如图7-13所示。温度传感器的核心元件是一个阻值随温度变化而变化的热敏电阻。

热敏电阻按阻值冷却液温度变化趋势不同，可分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻（NTC）两类。而目前在电控柴油机上应用的绝大多数温度传感器都是NTC电阻。图7-14所示为NTC电阻随温度变化的曲线，显然，这种传感器温度越高电阻值越小。

下面以潍柴WP10/12国Ⅳ共轨柴油机的冷却液温度传感器为例，介绍其工作原理（图7-15）。传感器与ECU间共有两条导线连接：一条信号线（传感器1号端子至ECU的A28号端子）；另一条为回路线（传感器2号端子至ECU的A29号端子），回路线经ECU搭铁。信号线进入ECU后经过一个精密电阻R（阻值基本恒定、不随温度变化）连接到5V电源上。

图7-13 冷却液温度传感器结构

1—触针 2—壳体 3—NTC电阻 4—冷却液

图7-14 NTC电阻随温度变化的曲线

图7-15 EDC17电控系统温度传感器电路

冷却液温度传感器电阻R_W与精密电阻R构成一个分压电路（图7-15）。经过简单的电路计算，可求得冷却液温度信号电压的计算公式

由上式可知冷却液温度信号V_A的范围是：5V＞V_A＞0V，且信号电压V_A与冷却液温度传感器电阻R_W成正比，与冷却液温度成反比。

二、温度传感器的应用

1.冷却液温度传感器

作用：测量冷却液温度，用于冷起动控制、目标怠速计算和发动机保护等。测量范围一般为-40～140℃。

在低温条件下起动柴油机，ECU会依据冷却液温度信号加浓混合气、加大喷油提前角。如果温度传感器信号失准则会导致低温起动困难、油耗过高、冒黑烟、发动机无力等现象。

当发动机冷却液温度过高时，如果启用了停机保护功能，则发动机会自动熄火。例如康明斯ISM柴油机，冷却液温度超过104℃时，红色发动机严重故障指示灯点亮，发动机动力逐渐下降，30s后停机。图7-16所示为潍柴共轨柴油机配备的冷却液温度传感器。

图7-16 冷却液温度传感器

潍柴BOSCHEDC7电控系统，冷却液温度传感器在不同温度条件下的电阻规范值见表7-1。

表7-1 潍柴BOSCHEDC7电控系统冷却液温度传感器电阻

（续）

2.进气温度传感器

作用：进气温度信号用于修正喷油量和发动机保护。测量范围一般为-40～120℃。

进气温度信号失准，发动机动力性、经济性、排放都会受影响。例如康明斯ISM柴油机，当其进气温度超过93℃时，如果启用了停机保护功能，则红色发动机严重故障指示灯点亮，发动机动力逐渐下降，30s后停机。

潍柴BOSCHEDC7电控系统，进气温度传感器在不同温度条件下的电阻规范值见表7-2。

表7-2 潍柴BOSCHEDC7电控系统进气温度传感器电阻

3.机油温度传感器

作用：机油温度传感器信号主要用于发动机保护。例如康明斯ISM柴油机，当其进气温度超过123.9℃时，如果启用了停机保护功能，则红色发动机严重故障指示灯点亮，发动机动力逐渐下降，30s后停机。机油温度传感器测量范围一般为-40～170℃。

潍柴BOSCHEDC7电控系统，机油温度传感器在不同温度条件下的电阻规范值见表7-3。(www.xing528.com)

表7-3 潍柴BOSCHEDC7电控系统机油温度传感器电阻

三、温度传感器的故障与检测

1.信号电压过高

温度传感器报出信号电压过高故障时，多是因为传感器电路有开路。需要检查的内容如下：

①断开传感器插接器，检查触针是否接触不良，如针孔松动、触针折断、脏污等。测量传感器电阻，与标准值对比，不相符时应更换传感器。

②断开传感器插接器，测量信号线与搭铁之间是否有5V电压。如果电压为0，则应检查信号线是否开路、ECU传感器插接器触针是否接触不良。

③断开传感器插接器，测量回路线与搭铁间电阻。如果电阻值过高，则需检查回路线是否开路、ECU传感器插接器触针是否损坏、ECU搭铁线是否可靠等。

2.信号电压过低

信号电压过低的主要原因有信号线搭铁、传感器损坏和ECU损坏等。检测内容如下：

①断开传感器插接器触针，检查是否有油污或损坏。

②断开传感器插接器和ECU传感器插接器，测量信号线与搭铁之间的电阻，如果阻值小于100kΩ，则说明信号线搭铁，需要维修或更换导线、线束。

③断开ECU传感器插接器，打开点火开关，连接诊断仪，读取故障码，如果信号电压过低且故障仍为现行时，在确认ECU供电正常的前提下，应更换ECU。

四、温度传感器的响应测试

ECM响应测试在排除传感器及线路故障时广泛采用。具体做法是，当某一传感器报出信号电压过高或过低故障时，人为制造反向故障，然后观察ECM响应性，以确定故障部位。经过完整的响应测试，能够确认故障发生在传感器、线束，还是ECU。

下面以康明斯ISM柴油机冷却液温度传感器为例，介绍响应测试方法，相关电路如图7-17所示。

图7-17 康明斯ISM11柴油机CM570电控系统冷却液温度传感器电路

1.现行故障：144（冷却液温度电路中检测到高电压）的响应测试（图7-18）

提示：◇断开传感器或ECM插接器进行测试前，应先检查触针是否脏污或损坏。

◇更换ECM前，应确认ECM供电电路是否正常。

图7-18 冷却液温度高电压故障的ECM响应测试

2.现行故障：145（冷却液温度电路中检测到低电压）的响应测试（图7-19）

图7-19 冷却液温度低电压故障的ECM响应测试

五、故障案例

案例1

故障现象：一台康明斯ISM柴油机，工作一段时间就会自行熄火，停车一段时间后又恢复正常，再过一段时间又熄火。读取故障码151，含义为冷却液温度信号指示温度超过104°C（数据有效）。

故障排除：使用测温仪实测冷却液温度只有93℃。确定冷却液温度传感器损坏，导致ECU获得的冷却液温度信号错误，进入自我保护模式，大负荷时自动熄火。更换冷却液温度传感器后故障排除。

提示：传感器信号失准，而ECM并没有识破（数据有效），此时，需要服务人员的主观判断和分析。此例中，确认假高温是解决问题的关键一步。如果按查找高温原因的思路走下去，则可能会走很多弯路。

案例2

故障现象：一台潍柴WP12国Ⅳ共轨柴油机，报出发动机冷却液温度原始电压高于上限的故障。

故障排除：断开插接器，检查触针，未见异常，打开点火开关，检测冷却液温度传感器信号与回路间电压为5V，这说明线束和ECU正常。装复后，故障码仍为当前故障。最后仔细检查发现传感器插接器信号线触针孔松旷，利用单触针插入针空内，靠自重便可脱落。更换线束插接器后，故障排除。

提示：插接器接触不良是电控系统多发故障，而触针检查往往容易被忽视。

你学会了吗？

1.负温度系数热敏电阻式温度传感器的信号电压与温度值成正比还是成反比？

2.当ECU报出冷却液温度传感器信号电压过高故障时，如何进行响应测试以确定故障区域？