楊雪茹

起亞混動(dòng)K5空調(diào)不制冷故障診斷排除

楊雪茹

（江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212028）

新能源汽車空調(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)有較大區(qū)別，在制冷劑、壓縮機(jī)工作模式及系統(tǒng)控制邏輯等方面都有所不同。文章以東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)系統(tǒng)不制冷為實(shí)例，從故障現(xiàn)象入手，通過(guò)查找空調(diào)系統(tǒng)組成、工作原理等資料，借助新能源汽車診斷儀器調(diào)整故障查找方向，綜合運(yùn)用維修電路圖、讀取故障碼數(shù)據(jù)流等技術(shù)手段，分析故障出現(xiàn)的原因，確定故障性質(zhì)和部位，從根本上發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，為新能源汽車維修提供了思路和方法。

混合動(dòng)力汽車；空調(diào)不制冷；故障檢測(cè)；故障排除

1 現(xiàn)象描述

一輛2018款東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車，動(dòng)力系統(tǒng)由2.0L阿特金森循環(huán)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)、6擋手自一體變速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池組[1]等組成，累計(jì)行駛里程45 271公里。車主反映車輛空調(diào)系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)不制冷現(xiàn)象。

2 故障確認(rèn)

維修人員檢查后，確認(rèn)該車空調(diào)制冷效果不佳，出現(xiàn)間斷性制冷。空調(diào)使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，會(huì)多次出現(xiàn)空調(diào)不制冷現(xiàn)象。維修時(shí)維修人員看法不一，有的認(rèn)為是壓縮機(jī)故障或制冷劑量不足，有的認(rèn)為是空調(diào)控制面板故障[2]。經(jīng)加注制冷劑后，空調(diào)制冷正常，但車輛使用一段時(shí)間后，故障現(xiàn)象再次出現(xiàn)，故障沒(méi)有徹底解除。

接到未維修好的車輛后，再次查看確認(rèn)故障現(xiàn)象。打開(kāi)空調(diào)制冷，按動(dòng)空調(diào)控制面板各按鍵，按鍵動(dòng)作正常，空調(diào)面板顯示正常。在空調(diào)控制面板上設(shè)置最低溫度、最大擋風(fēng)速，測(cè)試制冷效果，駕駛室無(wú)冷風(fēng)，確認(rèn)空調(diào)系統(tǒng)不制冷故障。

3 資料分析

打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋，觀察壓縮機(jī)是否工作。壓縮機(jī)為電動(dòng)、非機(jī)械驅(qū)動(dòng)式，目測(cè)無(wú)法判定壓縮機(jī)是否工作。該車空調(diào)系統(tǒng)所涉及的傳感器、執(zhí)行器及控制單元較多，安裝位置較為隱蔽，拆解檢查困難，針對(duì)這種情況，暫時(shí)沒(méi)有具體診斷思路。筆者決定先查閱該車空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)資料，理清空調(diào)系統(tǒng)控制機(jī)理的邏輯關(guān)系。

1.空調(diào)系統(tǒng)組成及控制方式

東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)系統(tǒng)最大的特征是，應(yīng)用高電壓的電動(dòng)壓縮機(jī)和電動(dòng)水泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車輛上的機(jī)械驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)和水泵。該車輛通過(guò)使用高電壓驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力消耗，降低了油耗。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止以電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)時(shí)，為保持最佳的暖風(fēng)性能，使用了發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)水泵（Engine Electric Water Pump, EEWP）發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)水泵驅(qū)動(dòng)冷卻水循環(huán)供暖[3]。

東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)系統(tǒng)的控制中心是空調(diào)溫度控制系統(tǒng)（Fully Automatic Temperature Control, FATC），該系統(tǒng)由電動(dòng)壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（Engine Management System, EMS）、混合動(dòng)力控制總成（Hybrid Power Control Unit, HPCU）、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和各種傳感器及執(zhí)行器等組成，其信息交換有控制器局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network, CAN）通信和硬導(dǎo)線輸入輸出兩種方式，如圖1所示?？照{(diào)溫度控制系統(tǒng)FATC與系統(tǒng)其他構(gòu)成部件交換相關(guān)信息，控制并保持最佳的空調(diào)性能。

圖1 東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)溫度控制系統(tǒng)

1）CAN通信?？照{(diào)溫度控制系統(tǒng)FATC與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS、混合動(dòng)力控制總成HPCU交換空調(diào)工作所需的車速、允許電能、冷卻水溫度等信息；與空調(diào)壓縮機(jī)控制模塊交換驅(qū)動(dòng)所需的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、消耗電能、允許電能等相關(guān)信息；與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS交換EEWP的驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求目標(biāo)轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信息。

2）硬導(dǎo)線輸入輸出。空調(diào)溫度控制系統(tǒng)FATC與傳感器及執(zhí)行器進(jìn)行信號(hào)傳輸，包括溫度信息、光照信息和執(zhí)行器工作信息，并進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)占空比（Pulse Width Modulation, PWM）調(diào)速控制。

2.制冷系統(tǒng)主要技術(shù)

傳動(dòng)燃油車輛利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，空調(diào)控制模塊控制電動(dòng)壓縮機(jī)（Electric Compres- sor of Vehicle, ECV）調(diào)整空調(diào)制冷性能。東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車為了降低油耗，空調(diào)控制器與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)EMS、混合動(dòng)力控制總成HPCU之間通過(guò)CAN通信發(fā)送和接收信息，以此控制電動(dòng)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)空調(diào)制冷性能。

空調(diào)制冷系統(tǒng)控制順序?yàn)橛脩粼O(shè)置制冷模式→空調(diào)溫度控制系統(tǒng)FATC請(qǐng)求允許壓縮機(jī)的電能消耗→混合動(dòng)力控制總成HPCU批準(zhǔn)請(qǐng)求→空調(diào)溫度控制系統(tǒng)FATC控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速→壓縮機(jī)反饋轉(zhuǎn)速能量消耗，如圖2所示。

圖2 空調(diào)制冷系統(tǒng)控制順序

4 故障診斷

在理清控制機(jī)理邏輯關(guān)系基礎(chǔ)上，可以通過(guò)讀取空調(diào)系統(tǒng)故障碼和數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析。試用了不同品牌的故障解碼儀后發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)動(dòng)力汽車解碼儀不能讀取新能源汽車的故障碼。通過(guò)查閱維修資料[4]，發(fā)現(xiàn)東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)系統(tǒng)可以通過(guò)空調(diào)控制板進(jìn)行故障自診斷，如圖3所示手動(dòng)讀取空調(diào)系統(tǒng)故障碼。參照手動(dòng)讀取故障碼操作步驟，成功讀取到故障碼，空調(diào)控制板顯示故障碼為75。

圖3 空調(diào)控制板故障自診斷操作步驟

讀取到故障碼，說(shuō)明空調(diào)系統(tǒng)確實(shí)存在故障，但是由于空調(diào)控制板未能顯示故障碼含義，不能確定故障范圍。為了盡快縮小故障查找范圍，明確故障查找方向，筆者借來(lái)新能源汽車專用故障解碼儀，讀取空調(diào)系統(tǒng)故障碼和數(shù)據(jù)流，顯示空調(diào)系統(tǒng)無(wú)故障碼，但是壓縮機(jī)狀態(tài)為關(guān)閉，如表1所示。通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)控制機(jī)理分析數(shù)據(jù)流，空調(diào)系統(tǒng)的光照傳感器、水溫傳感器、出風(fēng)口溫度傳感器基本正常，風(fēng)門(mén)電機(jī)、模式電機(jī)等未見(jiàn)異常，只是壓縮機(jī)處于關(guān)閉、非工作狀態(tài)。

表1 讀取空調(diào)系統(tǒng)故障碼和數(shù)據(jù)流

序號(hào)數(shù)據(jù)流數(shù)值 1助手席光照傳感器/V0.00 2助手席溫度門(mén)電位計(jì)/%6.27 3助手席通風(fēng)模式電位計(jì)/%6.67 4入口電位計(jì)/%6.27 5管路傳感器-駕駛席中風(fēng)口/℃25.50 6管路傳感器-駕駛席下風(fēng)口/℃26.00 7速度傳感器/(km/h)0 8發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度傳感器/℃60.75 9壓縮機(jī)操作狀態(tài)關(guān)閉

手動(dòng)讀取空調(diào)系統(tǒng)故障碼顯示空調(diào)系統(tǒng)存在故障，解碼儀讀取故障碼時(shí)空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有故障碼顯示，但是數(shù)據(jù)流顯示壓縮機(jī)不能正常工作，故障檢查一時(shí)陷入困境。再次查閱?wèn)|風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)系統(tǒng)電路圖，找到壓縮機(jī)控制電路圖，如圖4所示?？照{(diào)壓縮機(jī)控制模塊上有壓縮機(jī)高壓電源、模塊電源電壓，并通過(guò)CAN線與空調(diào)控制器連接。電路圖顯示有單獨(dú)的空調(diào)壓力傳感器，空調(diào)壓力傳感器通過(guò)硬件導(dǎo)線與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（Power Control Module, PCM）連接，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與空調(diào)控制器通過(guò)P-CAN連接進(jìn)行信息交換。

圖4 壓縮機(jī)控制電路

通過(guò)控制機(jī)理和電路圖綜合分析，空調(diào)壓力傳感器將信號(hào)發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與空調(diào)控制器進(jìn)行信息交換，從而控制空調(diào)壓縮機(jī)工作。通過(guò)解碼儀再次讀取發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊故障碼，如表2所示，故障碼顯示為P053200空調(diào)冷卻劑壓力傳感器‘A’電路輸入低。數(shù)據(jù)流顯示空調(diào)壓力電壓為0 V，A/C壓力為0 kPa，如表3所示。檢查到此處，故障指向顯示明晰，是由于空調(diào)系統(tǒng)壓力故障導(dǎo)致壓縮機(jī)不能正常工作。

表2 讀取發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊故障碼

故障碼描述碼庫(kù)類型維修建議 P053200助手席溫度門(mén)電位計(jì) 查看詳情

表3 讀取發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊數(shù)據(jù)流

序號(hào)數(shù)據(jù)流數(shù)值 65計(jì)算油溫/℃45 66適應(yīng)大氣壓力/kPa100.98 67冷卻風(fēng)扇-PWM/%89.70 68空調(diào)壓力電壓/V0.00 69A/C壓力/kPa0 70動(dòng)力轉(zhuǎn)向壓力傳感器電壓（選配）/V1.36 71動(dòng)力轉(zhuǎn)向壓力/MPa0.00 72ECWP轉(zhuǎn)速/(r/min)0 73ECWP的保護(hù)標(biāo)識(shí)正常

利用壓力表檢查空調(diào)系統(tǒng)制冷劑壓力，空調(diào)系統(tǒng)高壓管路壓力1.1 MPa，低壓管路0.7 MPa，未見(jiàn)明顯異常。

拔下空調(diào)壓力傳感器插頭，用萬(wàn)用表直流電壓擋檢查壓力傳感器線束，測(cè)得其電源線、信號(hào)線和搭鐵線電壓依次分別為5.01 V、0.003 V和0.003 V，信號(hào)線電壓有異常，又與搭鐵電壓相同。用萬(wàn)用表歐姆擋檢查空調(diào)壓力傳感器信號(hào)線與搭鐵線之間的電阻，阻值為0.5 Ω，說(shuō)明信號(hào)線和搭鐵線之間存在短路。

在查找信號(hào)線與搭鐵線之間短路點(diǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)空調(diào)壓力傳感器插頭端線束上有絕緣膠帶包裹，如圖5所示。拆開(kāi)絕緣膠帶，發(fā)現(xiàn)空調(diào)壓力傳感器線束中信號(hào)線、搭鐵線絕緣皮破損，兩導(dǎo)線中銅線裸露導(dǎo)致搭鐵。重新將信號(hào)線、搭鐵線用絕緣膠帶分別包裹好，連接線束插頭，重新測(cè)試空調(diào)制冷系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)工作恢復(fù)正常。

圖5 空調(diào)壓力傳感器插頭端線束損壞

5 排故總結(jié)

在空調(diào)系統(tǒng)的使用過(guò)程中，空調(diào)壓力傳感器插頭線束短路的現(xiàn)象較少見(jiàn)，因此，筆者針對(duì)線束用絕緣膠帶包裹的問(wèn)題詢問(wèn)車主。車主反映車輛在前期一次保養(yǎng)過(guò)程中，由于維修人員使用工具操作不當(dāng)，導(dǎo)致該線束表皮破損，維修人員當(dāng)時(shí)用絕緣膠帶進(jìn)行包裹處理，車主在使用中未發(fā)現(xiàn)異常，因此未再處理。

對(duì)車主敘述和對(duì)整個(gè)檢查過(guò)程進(jìn)行回顧，該車的故障是線束破損處理不當(dāng)導(dǎo)致。當(dāng)時(shí)線束破損不嚴(yán)重，維修人員進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后車輛正常使用。但線束未分開(kāi)包裹，在車輛后期使用過(guò)程中，由于路面顛簸、車體振動(dòng)，導(dǎo)致空調(diào)壓力傳感器插頭線束中信號(hào)線、搭鐵線相互摩擦，致使破損加大，信號(hào)線、搭鐵線在振動(dòng)中短路時(shí)有發(fā)生，出現(xiàn)間斷性制冷，隨著車輛使用時(shí)間加長(zhǎng)，空調(diào)多次出現(xiàn)不制冷現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)此次東風(fēng)悅達(dá)起亞K5混合動(dòng)力轎車空調(diào)系統(tǒng)故障的檢查分析，具體的故障原因并不復(fù)雜，但整個(gè)故障檢查過(guò)程比較曲折?？偨Y(jié)原因，還是因?yàn)樾履茉雌嚳照{(diào)系統(tǒng)和傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)系統(tǒng)有較大區(qū)別，冷卻水泵、壓縮機(jī)及空調(diào)控制邏輯存在不同，此外維修資料的缺失和缺少新能源汽車故障診斷設(shè)備也增加了故障檢查的難度。所以，在新能源汽車的檢查維修中，還需要進(jìn)一步搜集車輛技術(shù)資料、更新診斷檢測(cè)設(shè)備，了解控制機(jī)理，分析電路，積累經(jīng)驗(yàn)，提高故障分析診斷能力，才能跟上新能源汽車維修技術(shù)發(fā)展的要求。

[1] 李康林.2018款東風(fēng)悅達(dá)起亞K5 PHEV車組合儀表提示“請(qǐng)補(bǔ)充逆變器冷卻液”[J].汽車維護(hù)與修理, 2022(9):34-37.

[2] 易小彪.2016款奔馳C350el插電混動(dòng)車空調(diào)不制冷[J].汽車維護(hù)與修理,2022(19):39-41.

[3] 王玉鳳.東風(fēng)悅達(dá)起亞K3空調(diào)不制冷故障診斷[J].汽車與駕駛維修(維修版),2018(5):111.

[4] 東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司.東風(fēng)悅達(dá)起亞維修手冊(cè)[Z].東風(fēng)悅達(dá)起亞汽車有限公司.2019.

Diagnosis and Elimination of No Refrigeration of Kia Hybrid K5 Air Conditioner

YANG Xueru

( Jiangsu Jiaotong College, Zhenjiang 212028, China )

The air conditioning system of new energy vehicles is quite different from that of traditional fuel vehicles in terms of refrigerant, compressor working mode and air conditioning system control logic. Taking the no refrigeration of the air conditioning system of a Dongfeng Yueda Kia K5 hybrid electric car as an example, starting from the fault phenomenon, by searching for information such as the composition and working principle of the air conditioning system, adjusting the directionof fault finding with the help of new energy vehicle diagnostic instruments, compreh- ensively using technical means such as maintenance circuit diagram, reading fault code data flow, etc., analyze the cause of the fault, determine the nature and location of the fault, fundamentally find and solve the problem, and provide ideas and methods for new energy vehicle maintenance.

Hybrid electric vehicle; No refrigeration of air conditioner; Fault detection;Fault exclude

U472

B

1671-7988(2023)12-154-05

楊雪茹（1974－），女，高級(jí)講師，研究方向?yàn)槠囯娍丶夹g(shù)、汽車檢測(cè)技術(shù)、新能源汽車，E-mail:371913385 @qq.com。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2023.012.029