上海通用轿车手动空调系统故障诊断与检测

武 忠

（长春市机械工业学校，吉林 长春 130011）

科鲁兹轿车手动空调电控系统的故障现象常见有：压缩机不工作、鼓风机不转、出风模式不正常、出风温度不能调节、空调面板个别开关或整个功能不正常等。故障现象看似简单，但故障原因很复杂，有时排除很困难，由于篇幅所限，本文不能以一事一议的方式来说明，现给大家介绍一下通用的故障排除方法。

1 空调电控系统组成

图1 科鲁兹轿车手动空调电控系统组成框图

如图1所示，科鲁兹轿车手动空调电控系统由输入装置、控制器和输出执行器三大部分组成。输入装置由空调控制面板、蒸发器温度传感器、制冷剂压力传感器、环境温度传感器、冷却液温度传感器及节气门位置传感器等组成。控制器由空调控制单元、发动机控制单元、组合仪表及车身控制单元等组成，其中空调控制单元是空调系统主控单元，车身控制单元为网关，车身控制单元通过低速GMLAN（通用局域网）与空调控制模块、组合仪表连接；通过高速GMLAN与发动机控制单元连接。执行元件有模式门执行电机、温度门执行电机、循环门执行电机、鼓风机控制器、压缩机电磁离合器继电器、风扇继电器等。

2 主要部件功能

1）空调控制面板 空调控制面板是操作者和空调控制单元之间的接口。空调控制面板上所有开关信号都通过LIN总线传送到空调控制单元。空调控制面板有空调开关、出风模式开关、内循环开关、温度调节旋钮、风速调节旋钮等。

2）空调控制单元 接收空调面板的指令信号，对空调压缩机进行起动许可控制，对鼓风机转速控制，对送风模式、空气温度模式及空气循环模式进行控制，可进行空调系统故障诊断及存储故障诊断码，通过低速GMLAN与车身控制单元BCM及组合仪表进行通信。车身控制单元是车辆电控系统的网关，协调各网络间的通信。

3）模式执行器、温度执行器、循环执行器 各执行器为步进式电机。接收空调控制单元发送的脉冲搭铁信号转动，带动各风门移动至所选位置，从而实现出风模式调节、出风温度调节及进气模式调节。拆装和更换步进电机时，则应对其零点进行校准。

4）鼓风机电机控制模块 空调控制单元接收空调面板鼓风机开关信号，发送脉宽调制 （PWM）信号至鼓风机电机控制模块，鼓风机电机控制模块以此信号控制风机电机搭铁侧电压值来控制鼓风机电机的转速。

5）蒸发器温度传感器 蒸发器温度传感器为负温度系数热敏电阻。传感器安装在蒸发器处，测量蒸发器的温度。如果温度降至低于3°C（38°F），则将关闭压缩机以防止蒸发器冻结。

6）环境温度传感器 为负温度系数热敏电阻。传感器安装在前保险杠上雾灯附近，测量车外的温度。温度降至低于1 °C （34 °F），关闭压缩机。

7）空调制冷剂压力传感器 空调制冷剂压力传感器是压电式压力传感器。安装在制冷循环系统的高压管路上，检测高压管路的压力，并把电信号送给发动机控制单元ECM，发动机控制单元以此信号控制压缩机电磁离合器的接合和分离。

8）空调压缩机控制 该空调压缩机由皮带传动，并在电磁离合器接合时工作。当按下空调开关时，空调控制面板控制通过LIN总线向空调控制单元 （HVAC）发送信号。空调控制单元评估该信号并且通过GMLAN总线向发动机控制单元发送一个空调请求信号。发动机控制单元在释放之前先检查所有的预设条件，如果所有的条件都符合则将一个释放信号发回给空调控制单元。发动机控制单元将向空调压缩机继电器提供搭铁，使其闭合内部触点，以发送蓄电池电压至空调压缩机离合器线圈。空调压缩机离合器将启动。

启动空调压缩机必须满足以下条件：①蓄电池电压介于9～18 V之间；②发动机冷却液温度低于124°C （255°F）；③发动机转速大于600 r／min；④发动机转速小于5 500 r／min；⑤空调高压侧压力在269～2 929 kPa （39～425磅／平方英寸）之间；⑥节气门位置小于100%；⑦蒸发器温度高于3°C（38°F）；⑧发动机控制模块没有检测到扭矩负载过大；⑨发动机控制模块没有检测到怠速不良；⑩环境温度高于1 °C （34 °F）。

从上述条件可知空调系统若想正常工作，首先是发动机必须工作正常，否则就应先排除发动机故障，由此可知，直接与空调压缩机的起动相关的条件只剩②、⑤、⑦、⑩4个，这是检查压缩机不工作主要参考的数据。

3 故障诊断流程

本人综合分析了科鲁兹手动空调电控系统结构、工作原理及其特点，结合检修实践经验认为：分析问题关键在于确定正确的诊断思路。正确地理清诊断思路应把握以下几点：了解故障现象、明确诊断范围、确定合理的诊断顺序。据此确定出诊断流程如图2所示。

4 诊断方法

由于科鲁兹手动空调系统是通过电控单元控制工作的，电控单元具有自诊断和存储故障的功能，因此要利用汽车故障诊断仪进行诊断，国赛使用的汽车故障诊断仪：AUTOBOSS V30及OBD诊断接头。测试用电路连接及背插探针：BOSCH金德208测试线套装。使用诊断仪主要任务是：读取故障码；追踪故障相关数据流走向；确定故障范围。

图2 科鲁兹手动空调电控系统诊断流程图

4.1 读取系统故障码

如果诊断仪无法连接到被检测控制单元，则应检测控制单元的供电电路或其与诊断仪的通信线路。确定诊断仪工作正常后，可进行空调系统故障诊断，记录初次读取的故障码以备故障分析参考，然后清除故障码，再次读取该系统故障码，将此次故障码作为分析故障的主要依据。U开头的故障码指的是与总线 （数据通信）相关的故障，P开头的故障码是指普通电路或器件故障，通过查阅维修手册的故障码相关说明即可确定故障范围，见表1。

表1 科鲁兹轿车手动空调电控系统故障码

4.2 读取数据流

有些故障可能是由于线路接触不良或器件功能老化引起的，该类故障没有故障码，现象也比较复杂特殊，这时只能通过读取数据流对其进行准确分析加以解决，通过对与故障现象相关的数据与手册或实测真实数据对比，同时对故障相关数据流走向的分析即可确定故障范围，表2是科鲁兹轿车空调系统正常工作时一定条件下的实测部分数据，当数据异常时即表明存在故障，通过数据分析可确定故障范围。

表2 科鲁兹轿车手动空调电控系统数据流及分析

表2 （续）

表2 （续）

4.3 执行元件的测试

利用诊断仪的执行元件测试功能对执行元件测试，可进一步缩小故障范围，并可对确定的故障范围进一步验证，使检测工作更能有的放矢。

当用执行元件测试功能驱动某个执行器时，如果该执行元件能工作则说明其故障范围在其控制器的输入信号电路，否则在控制器的输出电路。同时可用该功能区分故障范围在电控单元的控制电路上还是非控制电路上，如：用该功能执行对压缩机电磁离合器测试功能时，如果电磁离合器接合，则与压缩机离合器继电器连接的4条线路都没有故障，并且电控单元输出控制电路也无故障；如果离合器不接合但可听到其继电器接合声，则故障在与继电器触点相接的2条线及其器件上；如果继电器没有接合声，则故障在继电器控制线圈相接的2条线及其器件上。

5 检测方法

通过对数据流的数值及数据走向的分析确定了故障范围，接下来就对故障范围内的电气系统进行实车检测，找到故障点并排除。

5.1 电路图

电路图如图3所示。

图3 科鲁兹轿车手动空调电控系统电路图

5.2 线路检测 （表3）

线路检测工具有万用表、二极管试灯等。

带电进行电路电压降检测时，如需在连接器处检测，要用测试套线短接各端子，使电路正常连接时进行测试。进行断路电阻检测时，应先断开点火开关几分钟后进行，以释放电路电容的电荷；进行电路电阻检查时，应将被检线路与电源隔开，必要时断开电池负极进行。

表3 线路检测

5.3 元件检测 （表4）

5.4 检测技巧

1）检测时应尽量减少不必要的拆装，选择恰当的检测点和检测顺序很重要，检测点的选择应尽可能易拆卸，如熔断丝、继电器及外围部件等。

2）有源式传感器的检测，一定要在拆下传感器的插头处先检查其电源电压，然后是信号线和器件。

3）对某处检测时要做到细致、全面，尽量避免因为考虑不周而出现对某处反复拆检，也不要因为找到一个故障而不对相关线路进行彻底检查。

通用轿车自动空调电控系统的检查过程与此相似。

表4 元件检测