黃知秋

（福建船政交通職業(yè)學院，福建 福州 350007）

汽車自動空調溫度分區(qū)功能原理及故障診斷

黃知秋

（福建船政交通職業(yè)學院，福建 福州 350007）

現代車輛自動空調的智能化，大大提升了車內乘客的乘坐舒適性，但也使得空調的故障復雜多樣。本文重點分析自動空調溫度分區(qū)功能的原理以及2個維修案例。

汽車空調；溫度分區(qū)；故障診斷；故障排除

汽車空調實現了車內的制冷、采暖、通風、凈化、除濕除霧等功能，能讓駕駛員和乘客感到舒適，也提升了行車中的安全性。由于車內空間和布置的局限性，以及越來越高的乘員需求，現代車輛空調系統(tǒng)需要更大的負荷、更快更簡便的操作，還要能迅速適應不同環(huán)境的變化，并且能夠抵擋灰塵、花粉、鹽分等污染所帶來的影響。為了滿足這一系列的要求，汽車空調的操作、空氣分配機構需要更加智能，風道管路的布置更加復雜，使用的材料和空調系統(tǒng)的結構也更加先進。

1 自動空調溫度控制及分區(qū)控制原理

自動空調的基本原理和普通汽車空調相似，但它的智能之處在于能根據車內和外界的溫度、濕度，陽光照射強度，車輛行駛工況等條件，自動對汽車空調進行調節(jié)，不僅降低了駕駛員的操作難度，也使得溫度、風量、風向等控制更加精確，在保障行車安全性的基礎上，提高了燃料經濟性和乘坐舒適性。

1.1 自動空調溫度控制原理

車內符合溫度要求的空氣混合，一般是吹過熱交換器（暖風水箱）和蒸發(fā)器的空氣混合形成。調節(jié)暖風水箱和蒸發(fā)器之前的溫度混合風門角度，則可以用來控制空氣的溫度。當溫度混合風門使新鮮空氣或冷空氣全部通過熱交換器，這相當于最大加熱功率。如果不需要加熱空氣，就會通過溫度混合風門蓋住熱交換器或使空氣改變方向。當溫度混合風門處于中間位置時，相應比例的冷空氣與熱空氣混合，從而使車內達到所需要的加熱功率。溫度混合風門通過一個電機調節(jié)，由空調控制單元來控制。

1.2 自動空調溫度分區(qū)控制原理

但是為了滿足車內各個位置乘員對溫度和風量的不同需求，自動空調需要空氣分配調節(jié)功能即分區(qū)控制，也就是把符合乘員要求的空氣送到車輛需要的位置。最常見的分區(qū)空調是兩區(qū)空調，即駕駛員側和副駕駛側可以實現不同的溫度風量控制。再高級一點的分區(qū)控制可以實現駕駛員、副駕駛側以后后排座位的三區(qū)控制。轎車最復雜的分區(qū)控制是四區(qū)空調，即駕駛員側、副駕駛側以及相應的后排區(qū)域都可以實現不同的溫度控制。

不同區(qū)域的溫度控制需要汽車空調制冷系統(tǒng)和采暖系統(tǒng)的相互配合，由負責各個區(qū)域的溫度風門翻板控制的冷風和熱風混合比例，從而實現對該區(qū)域的溫度控制，如圖1所示。再利用鼓風機將不同溫度的空氣從布置在車內復雜的風道，吹到各個出風口，實現汽車空調的溫度分區(qū)功能。高端車型的四區(qū)空調在冷凝器之后的高壓管路中安裝了一個三通接口，用于安裝2個膨脹閥或節(jié)流管以及2個蒸發(fā)器，通風系統(tǒng)也會裝有多個鼓風機。

2 汽車自動空調分區(qū)功能故障的案例分析

現代車輛自動空調的智能化也使得空調的故障復雜多樣，需要維修人員更加扎實的理論基礎和縝密的判斷能力。本文重點分析自動空調在溫度分區(qū)功能上出現的2個維修案例。

圖1 溫度分區(qū)原理圖

2.1 故障案例一

2013年款奧迪Q5，40TFSI豪華型，三區(qū)自動空調。

客戶抱怨的故障現象：開啟空調制冷模式，前排出風口有冷風，后排出風口出“熱風”。

進一步驗證故障現象：前排駕駛員側出風口和中間出風口正常，前風擋玻璃除霧出風口和駕駛員側腳部出風口正常。副駕駛座出風口及腳部沒有風。后排出風正常，但出的是“熱風”。把空調開啟采暖模式，溫度調節(jié)到最高之后，再次測試，發(fā)現出風情況同空調在制冷模式時一樣，但后排出風口的溫度并沒有出暖風。初步判斷后排出風口的溫度沒有變化，也就是說后排出風口無論在制冷還是在采暖狀態(tài)下，都無法調節(jié)溫度。

接入診斷儀，讀取到如下故障碼：①后排溫度控制風門電機故障；②右側溫度控制風門電機故障；③副駕駛中間出風口風門電機故障；④副駕駛側腳部風門電機故障；⑤空氣外循環(huán)速滯風門電機故障；⑥車內空氣循環(huán)電機故障。

調節(jié)各個出門口的位置和風力大小，查看各個風門電機的數據值塊，報故障的風門電機相關數據值塊不正常。并且發(fā)現后排出風口雖然有風吹出來，但不能調整風力大小。

查看奧迪Q5空調控制網絡拓撲圖，如圖2所示。

圖2 Q5空調網絡拓撲圖

發(fā)現Q5各個空調出風口電機由串聯(lián)式的LIN控制。查看奧迪Q5空調系統(tǒng)電路圖，如圖3所示。

圖3 Q5空調電路圖

發(fā)現用LIN網絡串聯(lián)在J255自動空調控制單元上的各個伺服電機都是共用供電和搭鐵。由于故障發(fā)生位置正好是從V137后排溫度控制風門電機之后的執(zhí)行器，則優(yōu)先考慮控制電機的LIN網絡發(fā)生故障的可能性。其次，考慮是故障電機的供電搭鐵支路斷路以及電機自身發(fā)生故障的可能性。

根據排故思路，①找到V137后排溫度控制風門電機的位置，使用插接器適配器兩端分別連接V137和線束。②使用示波器測量V137的2號端對搭鐵的波形，發(fā)現波形正常，說明從V108到V137的LIN線正常。測量V137的3號端對搭鐵的波形，發(fā)現沒有波形。③用萬用表測量V137的1號和4號端，發(fā)現供電和搭鐵正常。④拔下插接器適配器，仔細查看電機上的插頭，發(fā)現V137電機的3號端子被人為折彎，所以LIN網絡信號無法從V137到V159。⑤查看后排出風口位置，發(fā)現無論如何調節(jié)風力大小，出風口的風門都固定在一個位置，判斷這個出風口風門被人為撥動過。⑥更換新的V137后排溫度控制風門電機后，故障現象消失，所有出風口的風量及溫度調節(jié)都可以正常工作。使用診斷儀清除之前故障碼后，再次讀取故障碼以及數據值塊，一切正常。

在再三詢問車主后，得知車主之前在不明維修資質的汽車維修店對車輛進行過改裝，對發(fā)生故障的電機插頭進行拔插的過程中損壞了電機的插頭。

2.2 故障案例二

2013年款福特翼虎Kuga四驅尊貴版。

客戶抱怨空調左邊可以正常工作，而右邊2個出風口只能吹出熱風。從客戶的反映，了解到故障車輛的基本情況是：客戶在4S店提車一個星期后，出現該故障。根據客戶抱怨，進一步驗證故障情況。接通空調AC開關，兩側溫度同時調節(jié)到最冷，風量調節(jié)到最大，發(fā)現左邊的2個出風口已經是制冷狀態(tài)，而右邊2個出風口卻是熱得燙手。對兩側的出風口溫度分別調節(jié)，發(fā)現左側出風口能正常工作，而右側出風口溫度沒有變化，始終保持在溫度最高的狀態(tài)。

由于車輛配備的是雙區(qū)自動空調，兩側分別有左右溫度混合門執(zhí)行器單獨控制，也就是說翼虎車輛可以在雙區(qū)模式下進行溫度調節(jié)，控制左右兩側的空調出風口溫度差4℃，通過查看電路圖，發(fā)現翼虎的雙區(qū)空調是由空調模塊通過左右混合門執(zhí)行器步進電機分別單獨控制。初步判斷右側控制溫度混合的風門電機不工作，導致右側溫度被固定在一個位置無法改變。

分析可能造成此故障的原因有：①空調右側冷暖風門控制電機故障；②空調右側冷暖風門控制電機相關的線路故障；③空調控制模塊有故障。

用福特專用故障診斷儀VCM檢測故障碼，未發(fā)現有任何與空調相關的故障碼，讀取相關的風門電機數據流，發(fā)現在調節(jié)右側溫度時，空調右側冷暖風門控制電機有正常的數據流變化。為了進一步分析故障原因，拆開右邊儲物箱觀察各個風門電機的工作情況，在開關空調或者開到最熱和最冷時電機是否工作，用手去感覺開關風門電機在工作時都有動作的震動感，說明電機應該沒有問題，線路也可以判斷沒有問題。最后懷疑是空調模塊故障控制錯亂導致的故障，先檢查其控制線路，模塊供電12.3 V及搭鐵端子對搭鐵的電阻為1.5 Ω都正常。對空調模塊實施再編程以及自學習后，故障依然存在。換上一個新的空調模塊來試，故障還是未能解決。

排除了3種可能性后，故障依然存在。于是，維修人員又試圖用手動調整空調右側冷暖風門控制電機所控制的風門翻板，拆開檢查其風門并且用手動轉動，發(fā)現溫度可以正常調節(jié)，而通過右側溫度控制旋鈕調節(jié)溫度時，電機雖然轉動，但右側的溫度控制風門翻板并沒有轉動，所以判斷故障就出在右側風門控制電機內。在調整空調模塊溫度時，該電機內部是有轉動的，但是由于電機里面蝸輪蝸桿已經是相互打滑狀態(tài)，導致連接著的溫度調節(jié)風門翻板沒有跟著轉動。在更換完成風門電機后，該故障排除。

3 維修總結

近年來，汽車空調的功能越來越完善，相應的結構也越來越復雜。對于維修人員來說，首先應該對汽車空調的結構、原理以及控制方式等基本知識了然于心，才不會出現盲目維修甚至擴大故障范圍等操作。在對配置有自動空調的車輛，有關空調溫度分區(qū)功能上的故障維修時，更是要求維修人員能在腦海中很迅速地判斷故障原因，是因為空調的制冷采暖系統(tǒng)問題還是由于空調的操作控制系統(tǒng)問題所導致的，進一步提升了對維修人員的技術要求。

在維修過程中，可先通過診斷儀內的故障碼或者相關數據流來分析故障原因，如沒有故障碼而無法快速判斷故障部位，或者是故障碼所指示的故障部位是“假象”的故障，那更容易讓維修人員繞彎路。所以要從分析出的具體故障部位進行科學周密的診斷，才能準確地找到故障原因，提高排故效率，減少故障風險。

［1］ 聶堯.汽車空調故障診斷實例分析［J］.汽車電器，2011（5）：42-44.

［2］ 王玉.汽車空調常見故障的分析與排除［J］.中國新技術新產品，2013（1）：154-154.

Vehicle Air-conditioning Temperature Partition Function Working Principal and Maintenance

HUANG Zhi-qiu
（Fujian Chuanzheng Communications College， Fuzhou 350007， China）

The intellectualization of modern vehicle air-conditioning significantly improves the comfortab ility of passengers， but also complicate the air-conditioning maintenance. This paper mainly analyzes the temperature partition function working principles of the automatic air-conditioning， as well as two maintenance cases.

vehicle air-conditioning； temperature partition； fault diagnosis； maintenance

U463.851

B

1003-8639（2017）12-0082-03

2017-02-24

黃知秋（1986-），男，浙江杭州人，助理實驗師 ，主要從事汽車專業(yè)理實一體化教學和汽車售后技術培訓工作。

（編輯 凌 波）