すべての車には、エンジンのパフォーマンスを監視するのに役立つシンプルだが重要なセンサー、冷却水温度センサーが装備されています。温度センサーとは何なのか、どのような設計になっているのか、どのような原理に基づいて動作しているのか、車内でどのような位置を占めているのかについてお読みください。
温度センサーとは
冷却水温度センサー (DTOZh) は、内燃エンジンの冷却システムの冷却水 (クーラント) の温度を測定するために設計された電子センサーです。センサーによって取得されたデータは、いくつかの問題を解決するために使用されます。
• パワーユニットの温度を視覚的に制御 - センサーからのデータは、車内のダッシュボード上の対応するデバイス (温度計) に表示されます。
• 現在の温度状況に応じたさまざまなエンジン システム (出力、点火、冷却、排気ガス再循環など) の動作の調整 - DTOZH からの情報が電子制御ユニット (ECU) に供給され、適切な調整が行われます。
冷却水温度センサーはすべての現代の自動車で使用されており、基本的に同じ設計と動作原理を備えています。
温度センサーの種類と設計
最新の車両 (およびさまざまな電子機器) では、温度センサーが使用されており、その感応素子はサーミスター (またはサーミスター) です。サーミスタは、電気抵抗が温度に依存する半導体デバイスです。負と正の抵抗温度係数 (TCS) を持つサーミスタがあり、負の TCS を持つデバイスの場合、温度が上昇するにつれて抵抗は減少します。正の TCS を持つデバイスの場合、逆に抵抗は増加します。現在では、より便利で安価なため、負の TCS を備えたサーミスタが最もよく使用されています。
構造的には、すべての自動車 DTOZh は基本的に同じです。設計の基本は、真鍮、青銅、またはその他の耐食性金属で作られた金属ボディ（シリンダー）です。本体は、その一部が冷却剤の流れと接触するように作られています。ここにはサーミスターがあり、さらにバネで押すことができます（ケースとの接触をより確実にするため）。ボディの上部には、センサーを車両の電気システムの対応する回路に接続するための接点があります。ケースにもネジが切られており、エンジン冷却システムにセンサーを取り付けるためのターンキー六角形が作られています。
温度センサーは、ECU への接続方法が異なります。
• 標準電気コネクタ付き - センサーには接点付きのプラスチック コネクタ (またはブロック) が付いています。
• ネジ接触の場合 - クランプネジによる 1 つの接触がセンサー上で行われます。
• ピンコンタクト付き - センサーにピンまたはスパチュラコンタクトが 1 つあります。
2 番目と 3 番目のタイプのセンサーには接点が 1 つだけあり、2 番目の接点はセンサー本体であり、エンジンを介して自動車の電気システムの「アース」に接続されます。このようなセンサーは、商用車やトラック、特殊機器、農業機器、その他の機器で最もよく使用されます。
冷却水温度センサーは、シリンダーヘッドの排気管内のエンジン冷却システムの最も高温になる場所に取り付けられています。最近の自動車では、2 つまたは 3 つの DTOZhS が同時に取り付けられることが多く、それぞれが次の機能を実行します。
• 温度計センサー (冷却水温度インジケーター) は最も単純ですが、電源ユニットの温度を視覚的に評価するだけであるため、精度が低くなります。
• ユニットのヘッド出口にある ECU センサーは、最も信頼性が高く正確なセンサー (誤差は 1 ～ 2.5 °C) であり、数度の温度変化を追跡できます。
• ラジエーター出口センサー - 電動ラジエター冷却ファンの適時のオン/オフを保証する低精度の補助センサーです。
いくつかのセンサーは、電源ユニットの現在の温度状況に関する詳細情報を提供し、その動作をより確実に監視できるようにします。
動作原理と車両内の温度センサーの位置
一般に、温度センサーの動作原理は単純です。定電圧 (通常は 5 または 9 V) がセンサーに印加され、電圧はオームの法則 (抵抗による) に従ってサーミスターで降下します。温度が変化すると、サーミスタの抵抗が変化し（温度が上昇すると抵抗が減少し、温度が低下すると抵抗が増加します）、したがってセンサー回路の電圧降下が発生します。電圧降下の測定値 (センサー回路の実際の電圧) は、エンジンの現在の温度を決定するために温度計または ECU によって使用されます。
パワーユニットの温度を視覚的に制御するために、特別な電気装置であるレシオメトリック温度計がセンサー回路に接続されています。このデバイスは 2 つまたは 3 つの電気巻線を使用し、その間に矢印の付いた可動電機子があります。1 つまたは 2 つの巻線は一定の磁場を生成し、1 つの巻線は温度センサー回路に組み込まれているため、その磁場は冷却水の温度に応じて変化します。巻線内の一定磁界と交流磁界の相互作用の結果、アーマチュアがその軸を中心に回転し、その結果、ダイヤル上の温度計の針の位置が変化します。
さまざまなモードでモーターの機能を制御し、そのシステムを制御するために、センサーの読み取り値が適切なコントローラーを介して電子制御ユニットに供給されます。温度はセンサー回路の電圧降下の大きさによって測定されます。この目的のために、ECU メモリにはセンサー回路の電圧とエンジン温度の対応表が存在します。これらのデータに基づいて、メイン エンジン システムを動作させるためのさまざまなアルゴリズムが ECU で起動されます。
DTOZHの読み取り値に基づいて、点火システムの動作（点火タイミングの変更）、電源（混合気の組成の変更、その減耗または濃縮、スロットルアセンブリの制御）、排気ガスの再循環、およびその他。また、ECUはエンジン温度に応じてクランクシャフト回転数などを設定します。
冷却ラジエーターの温度センサーも同様に機能し、電動ファンの制御に使用されます。一部の車両では、このセンサーをメインセンサーと組み合わせて、さまざまなエンジンシステムをより正確に制御できます。
温度センサーは内燃エンジンを搭載した車両において重要な役割を果たします。故障した場合には、できるだけ早く交換する必要があります。この場合にのみ、どのモードでもパワーユニットの通常の動作が保証されます。
投稿日時: 2023 年 8 月 24 日