汽车HVAC在线检测风量分配故障分析

谷中昌，石 林，高卫杰

（豫新汽车热管理科技有限公司，河南 新乡 453003）

1 引言

随着科技不断的发展，人们对汽车的舒适性要求越来越高，空调性能好坏是影响舒适性关键因素，因此在空调设计时，对每个模式和出风口的风量分配都有明确定义，如果风门关闭不严、漏风或者风量不符合要求，都会影响到乘客的舒适性。因此，空调出风口风量在线检测也是必不可少的检测项目，目前多数检测设备采用的是风速传感器对出风口风速进行采集，成本低、性能好。

本文从现场空调风量故障现象进行分析，找出原因，确保产品品质，提升下线合格率及生产效率，对实际生产应用具有指导意义。

2 风量不达标故障现象及原因分析

2.1 故障现象

汽车空调生产线每天生产空调260套，每天都有约5套左右在性能检测房工位，提示某个出风口风速不达标，要求不低于2.6m／s，实测值在1.9～2.4m／s；再次对故障件进行测试，有一部分检测合格，仍有一部分检测不合格，更换不同空调箱体和风门驱动步进电机，此现象仍存在，未完全消除。

2.2 原因分析

首先对生产线的各个零部件进行排查，例如风速传感器等，无发现问题，排除了生产线的硬件问题。根据故障现象，可以初步判断部分空调箱负载过大或者步进电机驱动力矩过小，导致风门步进电机丢步，造成风门不能完全打开到相应的位置，造成风量过小。

对故障空调箱负载进行了两次测试，结果如图1～图4所示，我们发现正转第1次负载最大值为58N·cm，第2次负载最大值为64N·cm，反转第1次负载最大值为65N·cm，第2次负载最大值为55N·cm，测试结果反馈空调箱负载偏大，但是在公差范围之内。因此可以初步排除空调箱负载过大引起的原因。

对故障件步进电机进行性能测试，具体参数如表1所示，测试结果显示所有性能参数都正常，因此可以排除步进电机的问题。

图1 第1次正转负载曲线

图2 第2次正转负载曲线

图3 第1次反转负载曲线

图4 第2次反转负载曲线

在生产线上对整个产品进行性能检测时，测试电机的最大力矩，发现最大力矩只有60N·cm，电机的性能参数满足不了需求。

表1 步进电机性能参数

3 结果分析

通过对生产线的电机驱动方式进行排查，发现电机的驱动方式有所不同，技术要求采用的是5线驱动方式，如图5所示，而生产线采用的是4线驱动方式，如图6所示，采用4线驱动方式导致电机输出力矩偏低，在运行过程电机失步，导致风门不能开合到正确位置，风量偏小。改成5线驱动方式，实测最大力矩110N·cm，且故障现象消除。

图5 步进电机5线驱动方式

图6 步进电机4线驱动方式

4 结论

通过这次故障现象发现产品的负载因素是一方面，但是引起问题的主要原因并不是产品本身所导致的，而是检测设备自身造成的，导致电机输出最大的力矩处于产品最大负载的临界点，容易造成一种假现象，误判断产品有问题，因此导致分析问题有一定的难度。本文的分析方法对实际生产起到了很好的指导作用，不仅提高了生产效率，而且还保证了产品的合格率。