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电子节温器故障诊断及控制策略

摘要：本文主要阐述电子节温器的工作原理，通过故障诊断及控制策略，确定当前工况下的目标水温，由ECM根据实测水温与目标水温的差异，控制电子节温器占空比，使发动机工作在最佳的温度范围。

关键词：电子节温器;目标水温;控制策略;

机械式节温器靠冷却液温度开启，温度开启的范围固定且不可调，对冷却液循环调节有迟滞效应。而电子节温器是由冷却液温度控制和ECM通过电子加热方式相结合来开启，调节可控且及时，使发动机更好地适应当前的工况需求。一台2010款通用别克英朗XT手动挡汽车，行驶里程13万公里，出现冷车起动后风扇常转、暖机慢及油耗偏高等情况。初步测试，接通点火开关ON位置，风扇立即高速旋转，冷车起动后，发动机故障指示灯常亮，水温上升缓慢，最高时水温显示88℃，无法达到发动机的正常工作温度。使用诊断仪读取故障代码为P0597———发动机冷却液节温器加热器控制电路。故障车应用的是电子节温器控制冷却液循环流量，结合散热装置调节水温，根据故障码提示，对电子节温器故障进行诊断维修及其控制策略分析。

1电子节温器工作原理

电子节温器是在机械式节温器的基础上发展变化而来。在不通电的情况下，由冷却液温度来开启，相当于机械式节温器，工作介质为石蜡。有相应的迟滞效应，即水温达到触发温度后，经过一段时间开启一定比例开口打开冷却系统大循环。当温度变化时，节温器开口上升和下降过程对应的温度是不同的，是非线性特征。而电子节温器内部，有节温器加热器，即增加一个加热电阻，在水温达到让传统机械式节温器开启的温度之前，由ECM控制加热电阻对节温器进行提前调节，使发动机温度适应当前需求，提高燃油经济性。

故障车装配的电子节温器电路。E41发动机冷却液节温器2号端子连接J111发动机线束至电源正极，1号端子通过X1线束连接K20发动机控制模块的内置驱动器。发动机控制模块（K20）发送脉宽调制信号（PWM），驱动E41节温器加热器，当石蜡液化膨胀发生位移，节温器阀门开启，冷却系统进入大循环。发动机冷却液节温器加热器控制着冷却液流量并调节发动机运行温度，与传统机械式节温器相比，电子节温器具有更快响应速度和更宽的工作温度范围。发动机控制模块内置的驱动电路可以监测反馈电压，以确定控制电路是否开路、对搭铁短路或对电压短路。

2电子节温器故障诊断

根据故障代码，分析电子节温器工作原理，重点检查节温器工作情况。将点火开关置于OFF位置，断开E41发动机冷却液节温器加热器与J111发动机线束的连接器。测量E41节温器加热器端子1和端子2之间的电阻值为20.5Ω，查阅维修手册得知此电子节温器加热电阻参数为15.2Ω±1.5Ω，测量结果表明电阻值偏大异常。再检查是否存在其它电路故障，将点火开关置于ON位置，用万用表检测E41控制电路端子2和搭铁之间有12V电压，说明节温器线束来电正常。检查E41控制电路端子1和搭铁之间电阻为无穷大，无搭铁短路故障，但是观察到1端子有污垢，可能存在线路故障。将点火开关置于OFF位置，断开K20发动机控制模块的X1线束连接器，测试K20发动机控制模块X1线束端子43和搭铁之间的电阻为无穷大，无搭铁短路故障；测试K20发动机控制模块X1线束端子43和E41控制电路端子1之间的电阻为无穷大，说明电子节温器加热器至K20发动机控制模块之间线路有断路故障，挑开E41控制电路端子1导线，发现底部污垢处导线已断。

通过诊断结果判断，此故障是由于节温器加热电阻损坏和E41控制电路端子1断路造成。加热器是节温器的一部分，发动机冷却液节温器加热器和节温器壳体作为一个总成进行维修。更换E41线束连接器与节温器总成，维修端子1线路之后，运行发动机，故障灯熄灭，风扇常转现象消失，暖机正常，水温升高后，风扇正常开启降温，水温稳定，故障排除。

3节温器控制策略分析

ECM控制节温器开度大小，主要是根据传感器采集车辆信息及环境信息，在确保发动机安全稳定运行的前提下，确定发动机不同工况下的目标水温，比较目标水温和实测发动机水温的水温差，确定节温器目标开度，利用电子节温器和风扇的配合，控制实际水温尽可能地接近目标水温。

3.1发动机工作时节温器实际工作情况

此故障车有两个水温传感器，发动机冷却液温度（ECT）传感器和散热器冷却液温度（RCT）传感器，分别监测发动机水温与散热器水温。电子节温器有机械故障防护功能，以防发动机冷却液节温器加热器出现电气故障导致发动机温度过高。机械节温器在约104℃（220°F）时打开。机械节温器将从104℃（220°F）循环至98℃（208°F)。

对维修后的车辆进行试车，连接诊断仪读取数据流，冷车起动怠速，数据流显示计算发动机需要的工作温度为105℃，发动机冷却液温度为50℃且持续上升，散热器冷却液温度和进气温度一致