汽车自动空调温度分区功能原理及故障诊断

黄知秋

（福建船政交通职业学院，福建 福州 350007）

汽车自动空调温度分区功能原理及故障诊断

黄知秋

（福建船政交通职业学院，福建 福州 350007）

现代车辆自动空调的智能化，大大提升了车内乘客的乘坐舒适性，但也使得空调的故障复杂多样。本文重点分析自动空调温度分区功能的原理以及2个维修案例。

汽车空调；温度分区；故障诊断；故障排除

汽车空调实现了车内的制冷、采暖、通风、净化、除湿除雾等功能，能让驾驶员和乘客感到舒适，也提升了行车中的安全性。由于车内空间和布置的局限性，以及越来越高的乘员需求，现代车辆空调系统需要更大的负荷、更快更简便的操作，还要能迅速适应不同环境的变化，并且能够抵挡灰尘、花粉、盐分等污染所带来的影响。为了满足这一系列的要求，汽车空调的操作、空气分配机构需要更加智能，风道管路的布置更加复杂，使用的材料和空调系统的结构也更加先进。

1 自动空调温度控制及分区控制原理

自动空调的基本原理和普通汽车空调相似，但它的智能之处在于能根据车内和外界的温度、湿度，阳光照射强度，车辆行驶工况等条件，自动对汽车空调进行调节，不仅降低了驾驶员的操作难度，也使得温度、风量、风向等控制更加精确，在保障行车安全性的基础上，提高了燃料经济性和乘坐舒适性。

1.1 自动空调温度控制原理

车内符合温度要求的空气混合，一般是吹过热交换器（暖风水箱）和蒸发器的空气混合形成。调节暖风水箱和蒸发器之前的温度混合风门角度，则可以用来控制空气的温度。当温度混合风门使新鲜空气或冷空气全部通过热交换器，这相当于最大加热功率。如果不需要加热空气，就会通过温度混合风门盖住热交换器或使空气改变方向。当温度混合风门处于中间位置时，相应比例的冷空气与热空气混合，从而使车内达到所需要的加热功率。温度混合风门通过一个电机调节，由空调控制单元来控制。

1.2 自动空调温度分区控制原理

但是为了满足车内各个位置乘员对温度和风量的不同需求，自动空调需要空气分配调节功能即分区控制，也就是把符合乘员要求的空气送到车辆需要的位置。最常见的分区空调是两区空调，即驾驶员侧和副驾驶侧可以实现不同的温度风量控制。再高级一点的分区控制可以实现驾驶员、副驾驶侧以后后排座位的三区控制。轿车最复杂的分区控制是四区空调，即驾驶员侧、副驾驶侧以及相应的后排区域都可以实现不同的温度控制。

不同区域的温度控制需要汽车空调制冷系统和采暖系统的相互配合，由负责各个区域的温度风门翻板控制的冷风和热风混合比例，从而实现对该区域的温度控制，如图1所示。再利用鼓风机将不同温度的空气从布置在车内复杂的风道，吹到各个出风口，实现汽车空调的温度分区功能。高端车型的四区空调在冷凝器之后的高压管路中安装了一个三通接口，用于安装2个膨胀阀或节流管以及2个蒸发器，通风系统也会装有多个鼓风机。

2 汽车自动空调分区功能故障的案例分析

现代车辆自动空调的智能化也使得空调的故障复杂多样，需要维修人员更加扎实的理论基础和缜密的判断能力。本文重点分析自动空调在温度分区功能上出现的2个维修案例。

图1 温度分区原理图

2.1 故障案例一

2013年款奥迪Q5，40TFSI豪华型，三区自动空调。

客户抱怨的故障现象：开启空调制冷模式，前排出风口有冷风，后排出风口出“热风”。

进一步验证故障现象：前排驾驶员侧出风口和中间出风口正常，前风挡玻璃除雾出风口和驾驶员侧脚部出风口正常。副驾驶座出风口及脚部没有风。后排出风正常，但出的是“热风”。把空调开启采暖模式，温度调节到最高之后，再次测试，发现出风情况同空调在制冷模式时一样，但后排出风口的温度并没有出暖风。初步判断后排出风口的温度没有变化，也就是说后排出风口无论在制冷还是在采暖状态下，都无法调节温度。

接入诊断仪，读取到如下故障码：①后排温度控制风门电机故障；②右侧温度控制风门电机故障；③副驾驶中间出风口风门电机故障；④副驾驶侧脚部风门电机故障；⑤空气外循环速滞风门电机故障；⑥车内空气循环电机故障。

调节各个出门口的位置和风力大小，查看各个风门电机的数据值块，报故障的风门电机相关数据值块不正常。并且发现后排出风口虽然有风吹出来，但不能调整风力大小。

查看奥迪Q5空调控制网络拓扑图，如图2所示。

图2 Q5空调网络拓扑图

发现Q5各个空调出风口电机由串联式的LIN控制。查看奥迪Q5空调系统电路图，如图3所示。

图3 Q5空调电路图

发现用LIN网络串联在J255自动空调控制单元上的各个伺服电机都是共用供电和搭铁。由于故障发生位置正好是从V137后排温度控制风门电机之后的执行器，则优先考虑控制电机的LIN网络发生故障的可能性。其次，考虑是故障电机的供电搭铁支路断路以及电机自身发生故障的可能性。

根据排故思路，①找到V137后排温度控制风门电机的位置，使用插接器适配器两端分别连接V137和线束。②使用示波器测量V137的2号端对搭铁的波形，发现波形正常，说明从V108到V137的LIN线正常。测量V137的3号端对搭铁的波形，发现没有波形。③用万用表测量V137的1号和4号端，发现供电和搭铁正常。④拔下插接器适配器，仔细查看电机上的插头，发现V137电机的3号端子被人为折弯，所以LIN网络信号无法从V137到V159。⑤查看后排出风口位置，发现无论如何调节风力大小，出风口的风门都固定在一个位置，判断这个出风口风门被人为拨动过。⑥更换新的V137后排温度控制风门电机后，故障现象消失，所有出风口的风量及温度调节都可以正常工作。使用诊断仪清除之前故障码后，再次读取故障码以及数据值块，一切正常。

在再三询问车主后，得知车主之前在不明维修资质的汽车维修店对车辆进行过改装，对发生故障的电机插头进行拔插的过程中损坏了电机的插头。

2.2 故障案例二

2013年款福特翼虎Kuga四驱尊贵版。

客户抱怨空调左边可以正常工作，而右边2个出风口只能吹出热风。从客户的反映，了解到故障车辆的基本情况是：客户在4S店提车一个星期后，出现该故障。根据客户抱怨，进一步验证故障情况。接通空调AC开关，两侧温度同时调节到最冷，风量调节到最大，发现左边的2个出风口已经是制冷状态，而右边2个出风口却是热得烫手。对两侧的出风口温度分别调节，发现左侧出风口能正常工作，而右侧出风口温度没有变化，始终保持在温度最高的状态。

由于车辆配备的是双区自动空调，两侧分别有左右温度混合门执行器单独控制，也就是说翼虎车辆可以在双区模式下进行温度调节，控制左右两侧的空调出风口温度差4℃，通过查看电路图，发现翼虎的双区空调是由空调模块通过左右混合门执行器步进电机分别单独控制。初步判断右侧控制温度混合的风门电机不工作，导致右侧温度被固定在一个位置无法改变。

分析可能造成此故障的原因有：①空调右侧冷暖风门控制电机故障；②空调右侧冷暖风门控制电机相关的线路故障；③空调控制模块有故障。

用福特专用故障诊断仪VCM检测故障码，未发现有任何与空调相关的故障码，读取相关的风门电机数据流，发现在调节右侧温度时，空调右侧冷暖风门控制电机有正常的数据流变化。为了进一步分析故障原因，拆开右边储物箱观察各个风门电机的工作情况，在开关空调或者开到最热和最冷时电机是否工作，用手去感觉开关风门电机在工作时都有动作的震动感，说明电机应该没有问题，线路也可以判断没有问题。最后怀疑是空调模块故障控制错乱导致的故障，先检查其控制线路，模块供电12.3 V及搭铁端子对搭铁的电阻为1.5 Ω都正常。对空调模块实施再编程以及自学习后，故障依然存在。换上一个新的空调模块来试，故障还是未能解决。

排除了3种可能性后，故障依然存在。于是，维修人员又试图用手动调整空调右侧冷暖风门控制电机所控制的风门翻板，拆开检查其风门并且用手动转动，发现温度可以正常调节，而通过右侧温度控制旋钮调节温度时，电机虽然转动，但右侧的温度控制风门翻板并没有转动，所以判断故障就出在右侧风门控制电机内。在调整空调模块温度时，该电机内部是有转动的，但是由于电机里面蜗轮蜗杆已经是相互打滑状态，导致连接着的温度调节风门翻板没有跟着转动。在更换完成风门电机后，该故障排除。

3 维修总结

近年来，汽车空调的功能越来越完善，相应的结构也越来越复杂。对于维修人员来说，首先应该对汽车空调的结构、原理以及控制方式等基本知识了然于心，才不会出现盲目维修甚至扩大故障范围等操作。在对配置有自动空调的车辆，有关空调温度分区功能上的故障维修时，更是要求维修人员能在脑海中很迅速地判断故障原因，是因为空调的制冷采暖系统问题还是由于空调的操作控制系统问题所导致的，进一步提升了对维修人员的技术要求。

在维修过程中，可先通过诊断仪内的故障码或者相关数据流来分析故障原因，如没有故障码而无法快速判断故障部位，或者是故障码所指示的故障部位是“假象”的故障，那更容易让维修人员绕弯路。所以要从分析出的具体故障部位进行科学周密的诊断，才能准确地找到故障原因，提高排故效率，减少故障风险。

［1］ 聂尧.汽车空调故障诊断实例分析［J］.汽车电器，2011（5）：42-44.

［2］ 王玉.汽车空调常见故障的分析与排除［J］.中国新技术新产品，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

黄知秋（1986-），男，浙江杭州人，助理实验师 ，主要从事汽车专业理实一体化教学和汽车售后技术培训工作。

（编辑 凌 波）