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温度传感器工作原理深度解析

【摘要】:电控汽车大多采用负温度系数热敏电阻式传感器。图2-52 温度传感器的内部结构早期发动机ECU的内装电阻与温度传感器的热敏电阻呈串联关系,因此ECU探测到的信号电压依据温度传感器电阻值的变化而变动。如果某个温度传感器内部发生短路或者断路,会被发动机ECU检测到,并且储存相应的故障码。

电控汽车使用的温度传感器分为两大类:一类是负温度系数传感器,其电阻值随着介质温度的升高而减小;另一类是正温度系数传感器,其电阻值随着介质温度的升高而增大。电控汽车大多采用负温度系数热敏电阻式传感器。温度传感器的核心部件是一个封装在铜制导热保护套内的热敏电阻,如果外部热量使其温度升高,它的电阻值会明显下降,导致输入恒定电压时的电流迅速上升,这一特性被用来测量温度。温度传感器是一种两线式热敏电阻(见图2-52)。

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图2-52 温度传感器的内部结构

早期发动机ECU的内装电阻与温度传感器的热敏电阻呈串联关系,因此ECU探测到的信号电压依据温度传感器电阻值的变化而变动。当介质的温度较低时,热敏电阻的电阻值变高,所以产生的THW或THA信号是高电压值(见图2-53)。

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图2-53 丰田汽车冷却液温度传感器与ECU的电路连接图

现今机型的冷却液温度传感器和进气温度传感器并联在发动机ECU输出的5V恒压传感器电路中,温度传感器中的负热敏电阻与各自的分压电阻串联,在负热敏电阻上形成了电压降,所以通过负热敏电阻可以“感知”冷却液温度和进气温度的变化。这种电压降作为信号电压,输送给发动机ECU,ECU据此计算冷却液温度和进气温度。由于发动机ECU中计算电路的阻抗比较大,信号电压上基本没有负载,所以各传感器的信号电压不会相互干扰,也不会出现5V标准电压被别的传感器短路的情况。如果某个温度传感器内部发生短路或者断路,会被发动机ECU检测到,并且储存相应的故障码。

在电控柴油发动机上,至少有3种温度传感器参与EFI控制:①冷却液温度传感器,安装在发动机的气缸体上,负责检测冷却液温度;②进气温度传感器,安装在发动机进气管道上,负责检测进气温度;③油温传感器,安装在燃油泵上,负责检测燃油的温度。

电喷发动机利用温度传感器修正喷油量和点火正时的原理如图2-54和图2-55所示。

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图2-54 ECU计算最大喷油量原理图

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图2-55 ECU修正喷油正时示意图