◆文/江蘇 吳書龍

寶馬3系車型標(biāo)配手動(dòng)恒溫空調(diào)(IHKR)，自動(dòng)恒溫空調(diào)(IHKA)是特種裝備，其運(yùn)用了總線技術(shù)，使得很多車輛維修人員對(duì)該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理的學(xué)習(xí)難度增加，在進(jìn)行故障診斷時(shí)思路不夠全面。針對(duì)這一問題，本文對(duì)寶馬E90 IHKA空調(diào)系統(tǒng)的組成及功能作詳細(xì)介紹，并通過案例分析幫助讀者梳理輸入/輸出關(guān)系和對(duì)電路圖的理解。

一、IHKA空調(diào)系統(tǒng)的主要組成

IHKA可以在駕駛員側(cè)和前乘客側(cè)獨(dú)立調(diào)節(jié)，通過LIN總線(局域互聯(lián)網(wǎng)總線)控制冷暖空調(diào)中的風(fēng)門電動(dòng)機(jī)，主要部件在實(shí)車中的位置如圖1所示。

1.IHKA的操作面板/控制單元

IHKA的操作面板和控制單元已合并成一個(gè)部件，位于收音機(jī)上方的儀表板中部(圖2)。自2009年9月后，在具有“駕駛員和前乘客座椅加熱裝置”的自動(dòng)恒溫空調(diào)的操作面板中集成有兩個(gè)座椅加熱裝置開關(guān)。

2.主要傳感器

寶馬E90 IHKA空調(diào)系統(tǒng)的主要傳感器類型有以下八種。

(1)車內(nèi)溫度傳感器

強(qiáng)制通風(fēng)的車內(nèi)溫度傳感器帶有車內(nèi)溫度傳感器風(fēng)扇，安裝在IHKA操作面板中。該車由集成式車內(nèi)溫度傳感器風(fēng)扇在車廂內(nèi)部吸取空氣溫度，從而進(jìn)行車內(nèi)溫度的測(cè)量。自2009年9月后，在具有“駕駛員和前乘客座椅加熱裝置”的自動(dòng)恒溫空調(diào)中，取消了車內(nèi)溫度傳感器的強(qiáng)制通風(fēng)裝置。

(2)日照傳感器

日照傳感器由一個(gè)光電二極管構(gòu)成，夾緊在儀表板的中部。日照傳感器根據(jù)陽光照射的相應(yīng)強(qiáng)度向IHKA控制單元提供模擬信號(hào)。

(3)自動(dòng)車內(nèi)空氣循環(huán)控制系統(tǒng)(AUC)傳感器

AUC傳感器安裝在空調(diào)濾清器箱上。AUC傳感器識(shí)別汽油的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物等有害物質(zhì)的排放。接線盒電子裝置(JBE)為AUC傳感器供電。JBE對(duì)AUC傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估并通過K-CAN向IHKA控制單元發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)。

(4)霧氣傳感器

霧氣傳感器位于擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)、鏡腳蓋板之下、雨水/光線傳感器的下方。霧氣傳感器必須位于刮水器的刮水區(qū)內(nèi)。從而使得由擋風(fēng)玻璃外側(cè)的冰雪覆蓋層導(dǎo)致的溫度變化不對(duì)車輛產(chǎn)生影響。

霧氣傳感器用于測(cè)量車廂內(nèi)部擋風(fēng)玻璃上的空氣相對(duì)濕度。霧氣傳感器在擋風(fēng)玻璃上的霧氣顯現(xiàn)之前便可識(shí)別到水霧。霧氣傳感器由車頂功能中心(FZD)供電。FZD對(duì)霧氣傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估并通過K-CAN把相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送給IHKA控制單元。

(5)蒸發(fā)器溫度傳感器

蒸發(fā)器溫度傳感器用于測(cè)量蒸發(fā)器上空氣的出風(fēng)口溫度，以避免結(jié)冰。蒸發(fā)器溫度傳感器直接與IHKA控制單元連接。

(6)通風(fēng)溫度傳感器

通風(fēng)溫度傳感器直接安裝于駕駛員側(cè)中部通風(fēng)風(fēng)門上，用來測(cè)量鼓風(fēng)溫度。通風(fēng)溫度傳感器直接與IHKA控制單元連接。

(7)腳部空間溫度傳感器

腳部空間溫度傳感器直接在駕駛員側(cè)的腳部空間風(fēng)門上測(cè)量鼓風(fēng)溫度。腳部空間溫度傳感器直接與IHKA控制單元連接。

(8)制冷劑壓力傳感器

制冷劑壓力傳感器安裝在冷凝器和蒸發(fā)器之間的高壓管路內(nèi)。根據(jù)傳感器信號(hào)，在制冷劑壓力過高時(shí)通過IHKA控制單元調(diào)節(jié)空調(diào)壓縮機(jī)。

JBE為制冷劑壓力傳感器供電。在JBE中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，處理過的數(shù)據(jù)通過K-CAN傳送至IHKA控制單元。

3.主要執(zhí)行器

(1)風(fēng)門電動(dòng)機(jī)

通過LIN總線由IHKA控制單元控制8個(gè)串聯(lián)的風(fēng)門電動(dòng)機(jī)。在每個(gè)風(fēng)門電動(dòng)機(jī)中都有一個(gè)約1Ω的測(cè)量電阻。通過此測(cè)量電阻下面的風(fēng)門電動(dòng)機(jī)與前面的風(fēng)門電動(dòng)機(jī)相連接。因此故障查詢時(shí)要注意，每個(gè)風(fēng)門電動(dòng)機(jī)及其附帶的插頭要以電路圖中正確的順序連接。

(2)風(fēng)扇與風(fēng)扇輸出級(jí)

風(fēng)扇產(chǎn)生所需的空氣流量，安裝在冷暖空調(diào)的新鮮空氣/空氣內(nèi)循環(huán)風(fēng)門后(風(fēng)扇進(jìn)風(fēng)式布置)。風(fēng)扇輸出級(jí)直接安裝在風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)殼體上。由IHKA的控制單元將脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)(PWM信號(hào))經(jīng)過JBE傳輸給風(fēng)扇輸出級(jí)，由風(fēng)扇輸出級(jí)控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)并根據(jù)PWM信號(hào)調(diào)節(jié)風(fēng)速的大小。風(fēng)扇輸出級(jí)有診斷功能。

(3)帶電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的空調(diào)壓縮機(jī)

空調(diào)壓縮機(jī)壓縮由蒸發(fā)器抽入的制冷劑，制冷劑被壓向冷凝器。所用的空調(diào)壓縮機(jī)沒有離合器，這意味著空調(diào)壓縮機(jī)總是隨著電動(dòng)機(jī)一起運(yùn)行。通過空調(diào)壓縮機(jī)中的斜盤可以實(shí)現(xiàn)功率的無級(jí)調(diào)節(jié)。空調(diào)壓縮機(jī)上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥影響斜盤上力的平衡，并因此影響工作容積的調(diào)節(jié)。為了降低負(fù)荷，往往只產(chǎn)生正好需要的制冷量。JBE以脈動(dòng)的電壓控制調(diào)節(jié)閥。

(4)蒸發(fā)器

蒸發(fā)器散熱片被內(nèi)部蒸發(fā)的制冷劑冷卻。風(fēng)扇所輸送的空氣流量通過冷卻的蒸發(fā)器散熱片傳導(dǎo)?？諝獗焕鋮s和干燥后傳導(dǎo)到車廂內(nèi)部。

(5)電動(dòng)輔助冷卻液泵

電動(dòng)輔助冷卻液泵用于保證在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下向加熱循環(huán)回路提供所需的冷卻液流量。電動(dòng)輔助冷卻液泵由JBE供電，通過K-CAN讓IHKA控制單元給出用于打開/關(guān)閉電動(dòng)輔助冷卻液泵的信號(hào)。

(6)水箱風(fēng)扇

水箱風(fēng)扇除了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，也用于干燥瓶的冷卻。通過K-CAN讓IHKA控制單元將信號(hào)傳遞給JBE(用作數(shù)據(jù)接口)然后由PT-CAN傳給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(DME)，從而控制水箱風(fēng)扇。

(7)集成式干燥瓶

在冷凝器中，氣態(tài)制冷劑被轉(zhuǎn)換成液態(tài)制冷劑。在集成式串接干燥瓶中吸收制冷劑循環(huán)回路中可能存在水，干燥劑可更換。

(8)膨脹閥

膨脹閥調(diào)節(jié)噴入蒸發(fā)器的噴射量，只有能在蒸發(fā)器中無殘留汽化的液態(tài)制冷劑才能進(jìn)入蒸發(fā)器中，未汽化的液滴會(huì)在空調(diào)壓縮機(jī)中造成損壞。膨脹閥直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)隔板上。

4.空氣分區(qū)調(diào)節(jié)器

所選的電位計(jì)設(shè)置被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的風(fēng)門電動(dòng)機(jī)的風(fēng)門位置(前部和后座區(qū)分區(qū)風(fēng)門電動(dòng)機(jī)以及后座區(qū)通風(fēng)風(fēng)門電動(dòng)機(jī))。

5.LIN總線

一根數(shù)據(jù)導(dǎo)線向所有LIN總線上的部件提供所需的控制信息。部件的狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)導(dǎo)線傳回IHKA控制單元，然后通過LIN總線控制風(fēng)門電動(dòng)機(jī)。

6.其他相關(guān)控制單元

(1)中央控制臺(tái)開關(guān)中心(SZM)

SZM通過14芯的插頭與IHK A控制單元連接。IHK A控制單元用作SZM和K-C A N之間的接口。通過操作SZ M、IHKA控制單元能夠?qū)崿F(xiàn)讀取通過按動(dòng)按鈕進(jìn)行的設(shè)置、對(duì)功能照明的LED指示燈進(jìn)行控制、功能和查尋照明的LED指示燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的CAN信息。

(2)接線盒電子裝置(JBE)

JBE是K-CAN和PT-CAN之間的數(shù)據(jù)接口。JBE接收來自幾個(gè)傳感器以及控制單元(例如車內(nèi)空氣循環(huán)控制自動(dòng)傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、IHKA控制單元)的輸入信號(hào)。

(3)便捷進(jìn)入及啟動(dòng)系統(tǒng)(CAS)

CAS在對(duì)車輛解鎖時(shí)會(huì)識(shí)別到上一次存儲(chǔ)在IHKA控制單元中相應(yīng)的個(gè)性化設(shè)置(如風(fēng)門的出風(fēng)位置)。并對(duì)所存儲(chǔ)的設(shè)置進(jìn)行調(diào)用和應(yīng)用。在延續(xù)時(shí)間中當(dāng)前的設(shè)置會(huì)被存儲(chǔ)在遙控鑰匙中。

二、IHKA空調(diào)系統(tǒng)的功能

1.溫度控制

溫度調(diào)節(jié)以設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值和計(jì)算的實(shí)際值為基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)值通過兩個(gè)IHKA操作面板上的溫度控制撥輪調(diào)整(左右分離)。實(shí)際值由車內(nèi)溫度傳感器、通風(fēng)溫度傳感器和腳部空間溫度傳感器上的溫度測(cè)量計(jì)算得到。

2.蒸發(fā)器調(diào)節(jié)

蒸發(fā)器溫度借助蒸發(fā)器溫度傳感器和膨脹閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。蒸發(fā)器溫度被調(diào)整為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值(2℃)。由于有結(jié)冰危險(xiǎn)，無法將溫度設(shè)置得更低。

3.空氣分配

乘客可以通過AUTO按鈕來規(guī)定空氣分配。也可以由手動(dòng)選擇(除霜、通風(fēng)、腳部空間)進(jìn)行個(gè)性化的個(gè)人空氣分配。帶有中央信息顯示器(CID)裝備的車輛可通過下拉菜單中“空氣分配”選項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)精調(diào)。相對(duì)于手動(dòng)選擇，精調(diào)提供了進(jìn)一步對(duì)空氣分配進(jìn)行個(gè)性化調(diào)節(jié)的可能。

4.空氣量調(diào)節(jié)

空氣量調(diào)節(jié)與設(shè)置和調(diào)節(jié)過程有關(guān)?？墒謩?dòng)風(fēng)扇設(shè)置也可通過操作AUTO按鈕接通自動(dòng)風(fēng)扇和風(fēng)門系統(tǒng)。

隨著行駛速度的提高，空氣進(jìn)氣格柵上的風(fēng)量會(huì)提高過度，這一效應(yīng)會(huì)得到相應(yīng)的平衡，原因是隨著車速的提高，新鮮空氣風(fēng)門的開啟角度會(huì)減小(速滯壓力補(bǔ)償)。

5.MAX冷卻

利用MAX按鈕，用戶只需按下一個(gè)按鈕就可以調(diào)節(jié)IHKA操作面板上的最大冷卻功率。當(dāng)按下MAX按鈕后，所有功能，包括除霜功能都會(huì)被關(guān)閉。

6.剩余熱量(ALL按鈕)

余熱功能使在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)熱量對(duì)車廂內(nèi)部進(jìn)行加熱(例如在鐵路柵欄前停車時(shí))。

7.除霜功能

如果已接通除霜功能，則除霜風(fēng)門(內(nèi)部，在擋風(fēng)玻璃前)完全打開。新鮮空氣/空氣內(nèi)循環(huán)風(fēng)門道到"新鮮空氣"位置，其他所有風(fēng)門關(guān)閉，風(fēng)扇提高到最大功率。

8.AUTO功能

通過點(diǎn)擊AUTO按鈕可將IHKA的所有功能切換成自動(dòng)功能。當(dāng)對(duì)一個(gè)或多個(gè)自動(dòng)控制的功能進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，相關(guān)功能的自動(dòng)控制被取消。所有其他功能繼續(xù)接受自動(dòng)控制。

9.后窗加熱裝置

后窗加熱裝置通過按下IHKA操作面板中的按鈕打開，功能照明燈也被打開。后窗玻璃加熱裝置可通過再次按壓按鈕關(guān)閉或在加熱時(shí)間結(jié)束后自動(dòng)關(guān)閉。

10.自動(dòng)空氣循環(huán)控制系統(tǒng)

當(dāng)AUC傳感器測(cè)量到環(huán)境中的有害物質(zhì)排放上升時(shí)，IHKA控制單元自動(dòng)切換到空氣內(nèi)循環(huán)運(yùn)行模式。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并且已接通AUC功能時(shí)，將在40s后切換到新鮮空氣模式。

11.避免車窗霧氣

IHKA控制單元對(duì)霧氣傳感器的信號(hào)進(jìn)行評(píng)估(空氣相對(duì)濕度)。當(dāng)擋風(fēng)玻璃有蒙霧趨勢(shì)時(shí)，會(huì)按繼續(xù)打開除霜風(fēng)門→從空氣內(nèi)循環(huán)運(yùn)行模式/AUC/自動(dòng)空氣內(nèi)循環(huán)運(yùn)行模式切換到部分新鮮空氣模式→部分新鮮空氣模式切換到新鮮空氣模式→通過風(fēng)扇提高風(fēng)量→減少對(duì)腳部空間的風(fēng)量→提高標(biāo)準(zhǔn)溫度值的順序采用措施以防止霧氣。

三、案例分析

故障現(xiàn)象

一輛2009年生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為N52、排量為2.5L的寶馬325i轎車，配備IHKA，已行駛118375km?？蛻舴从吃谑褂每照{(diào)時(shí)發(fā)現(xiàn)各個(gè)出風(fēng)口均不出風(fēng)，故進(jìn)廠檢修。

故障診斷與排除

根據(jù)客戶描述現(xiàn)象打開空調(diào)控制面板，調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速時(shí)檢查，除了空調(diào)出風(fēng)口不出風(fēng)，其余功能操作均能正常顯示。連接車間診斷系統(tǒng)(ISID)進(jìn)行車輛測(cè)試，無故障碼。

根據(jù)故障現(xiàn)象并結(jié)合前面所分析的E90車輛IHKA的輸入/輸出控制原理初步判斷可能的故障范圍包括：空調(diào)控制單元、風(fēng)扇輸出級(jí)、空調(diào)控制單元與風(fēng)扇輸出級(jí)信號(hào)線路、風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇輸出級(jí)到風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)控制線路、風(fēng)扇輸出級(jí)電源搭鐵線路、風(fēng)門電動(dòng)機(jī)LIN總線、接線盒電子裝置(JBE)。

根據(jù)涉及到的電路圖逐一進(jìn)行測(cè)量。利用電壓法檢查F88熔絲及插腳連接狀態(tài)，正常；斷開輸出級(jí)插頭X18722，測(cè)量供電線(2號(hào)針腳)供電電壓，正常；測(cè)量搭鐵線(1-2號(hào)針腳)，有電壓，搭鐵線正常；斷開JBE插頭X14271，利用適配器630410測(cè)量X14271的23號(hào)針腳與輸出級(jí)X18722的4號(hào)針腳，發(fā)現(xiàn)不通；進(jìn)一步利用適配器630410測(cè)量JBE插頭X14272的18號(hào)針腳與空調(diào)控制單元插頭X01198的5號(hào)針腳也不通。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)懷疑電路圖和實(shí)車不符，測(cè)量X14272的23號(hào)針腳與輸出級(jí)X18722的4號(hào)針腳以及X14271的18號(hào)針腳與空調(diào)控制單元插頭X608的5號(hào)腳，導(dǎo)通；斷開輸出級(jí)端風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)插頭，測(cè)量風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)電阻為0.1～0.3Ω，正常；直接給MOT+和MOT-供電，出風(fēng)口能出風(fēng)，風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)功能正常。將風(fēng)扇輸出級(jí)端風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)插頭、輸出級(jí)插頭X18722復(fù)位，從X18722的4號(hào)針腳后面引出一根線搭鐵，出風(fēng)口以極限位置(恒定風(fēng)速)出風(fēng)，初步判斷風(fēng)扇輸出級(jí)極限功能正常。進(jìn)一步拆下風(fēng)扇輸出級(jí)和空調(diào)控制單元替換到相同配置的車輛上進(jìn)行試驗(yàn)，正常；利用適配器614480和621343測(cè)量空調(diào)控制單元插頭X01198的1號(hào)針腳到8個(gè)風(fēng)門電動(dòng)機(jī)LIN總線，均能導(dǎo)通，LIN總線正常。至此，可以判斷空調(diào)控制單元、風(fēng)扇輸出級(jí)、空調(diào)控制單元到風(fēng)扇輸出級(jí)的控制線路、風(fēng)扇電機(jī)、風(fēng)扇輸出級(jí)到風(fēng)扇電機(jī)控制線路、風(fēng)扇輸出級(jí)電源搭鐵線路、風(fēng)門電動(dòng)機(jī)LIN總線均正常。

最后就剩下JBE未測(cè)量，但從出現(xiàn)故障的概率來講，一般JBE是不會(huì)損壞的，所以在查修時(shí)就沒有懷疑JBE損壞。為了驗(yàn)證這一判斷，將JBE相關(guān)的兩個(gè)針腳(X14271的18號(hào)針腳和X14272的23號(hào)針腳)挑出，直接利用跨接線將兩個(gè)針腳短接，空調(diào)出風(fēng)正常，且能進(jìn)行風(fēng)速的調(diào)節(jié)。因此，可判斷故障原因是JBE損壞。拆下JBE，發(fā)現(xiàn)X14271的18號(hào)針腳已經(jīng)彎曲，重新修復(fù)后，試車一切正常，故障徹底排除。

維修小結(jié)

根據(jù)最終的故障部位，不難看出這是一個(gè)人為故障。應(yīng)該是之前檢查其他故障時(shí)，需要拔插JBE的插頭，由于修理工偷懶不拆除相關(guān)飾板，在看不見的情況下直接用手憑著感覺操作，從而導(dǎo)致本故障的發(fā)生。通過本故障提醒修理人員，在查修的過程中一定要嚴(yán)格按照維修手冊(cè)的要求進(jìn)行操作，不能貪圖省事，導(dǎo)致更大的損失，那就得不償失了。