Oi Alfredo.

A falha que você descreve é típica de um módulo de controle eletrônico que não possui o sinal de temperatura do motor ou isso é muito diferente do do ar. Não tendo certeza da temperatura real do líquido de arrefecimento do motor, acende o eletro -ventilador, comandando o relé para fechar (evite superaquecimento do motor)
agora vejo que você mede bem a referência de 5V e a massa. Agora você deve ter cuidado com o temista usado por Ford e Mazda, eles são em muitos casos de coeficiente positivo ou PTC. Ou seja, a resistência do termistor aumenta com o aumento da temperatura e não cai nos temas do NTC usados pela grande maioria dos projetistas de engenheiros dos modernos sistemas de controle eletrônico.
Eu recomendo medir a queda de tensão com o circuito em execução, tanto na linha de sinal quanto na massa, idealmente com um oscilografia. Você pode trocar um termistor ou sensor de temperatura, que não corresponde ao que usa seu carro.
O outro, muito menos provável, é o módulo de controle estragado, você já conhece um sinal analógico, deve entrar na ECU, filtrar e/ou amplificar e depois digitalizar. O motor da ECU processa apenas sinais digitais ... se o sinal entrar no motor da ECU e pelo scanner, você não reside os dados de temperatura ou possui um valor subtituto de -40 graus (daí o alargamento do pulso de imjeção pode ser. Teste o acima e quantos cumprimentos do chile.