丰田汽车凌志LS400自动空调系统

吖远 · 发表于 2011-5-8 22:51:10

[/free]摘要
本文针对一台丰田汽车自动空调系统出现的故障，结合该车自动空调系统的结构和原理，对这一故障进行比较深入的分析和探究、通过对其原理的分析，从源头查起，并一一加以排除，最终诊断出是压缩机同步传感器线路故障。
关键词：自动空调压缩机同步传感器    传感器信号线
前言
随着人民生活水平的提高，对使用汽车的舒适性要求也越来越高，所以当代汽车里自动空调成了必不可少的一种装置，自动空调系统根据空调电脑对环境温度、阳光温度等传感器信号识别接收计算后与温度调节信号作比较，进一步控制相关执行元件动作，使车内温度、湿度、风量等自动地维持在设定温度，达到节能减少操作强度的目的。
一、正文
（一）一个难以解析的故障现象
在2004年3月份左右，我承担了一辆丰田凌志LEXUS LS400小轿车的维修任务，接车时，该车在打开点火开关，按下A/C按键后，空调控制器上的“A/C”开关指示灯闪烁，然后我按下AOTO键，分别设置几种不同的温度与进风模式，感觉出风口吹出来的风一陈冷一陈热，而且是断断续续吹出，打开引擎盖检查，发现压缩机时有工作时不工作，停车一段时间，再重复试验，开始也吹冷风，偶然又会出现上述现象。初步判断，这应该是空调制冷系统的一部分出了问题，但是问题在什么地方？一时无法解释。我只好首先认真地查阅了该车的资料，从问题的根本入手解决。
（二）丰田汽车自动空调系统的结构和工作原理
1.自动空调系统的工作原理（如图 1）
自动空调通过空调ECU检测车内外温度和太阳辐射等等，根据驾驶员所设置的温度，自动地调节鼓风机转速和空气温度，从而将车内温度保持在设定的温度。

图1  微电脑控制自动空调系统图
在自动空调中，每个传感器独立地将信号传送到空调器ECU，空调器ECU根据预先编制程序的标准，识别这些信号，从而独立地控制一个或多个执行器。使车内的温度，湿度，风速保持在设定的模式，从而营造一个舒适的乘驾环境。
2.LEXUS LS400自动空调的基本结构
自动空调是在传统的手动控制控制器的基础上，加装了一系列检测车内、车外和导风管空气温度变化以及太阳辐射的传感器，并且具有自我检测诊断功能。
LESUS LS400自动空调的结构如下：
（1）系统零件位置图（图 2 ）
（2）图 3为电路接线图

（a）

( b)
图2  LS400自动空调零件位置图
3．自动空调电子控制系统
电子控制空调系统根据从各种传感器采集来的信号给空调控制ECU,然后空调ECU通过预定程序进行识别、计算、自动地控制各种执行器工作。
自动空调电子控制系统由以下三部分组成：

元件功能
传感器提供一个信号给空调ECU
ECU 采集各个传感器信号计算比较后控制执行器
执行器接受ECU信号产生相应的动作
执行器接受ECU信号产生相应的动作
电子控制系统的工作过程：（传感器——→空调ECU-----→执行器）
（1）传感器提供信号给空调ECU
①驾驶员面板设定的温度信号和功能选择信号；
②车室内温度传感器、车外环境温度传感器、阳光辐射温度传感器等各种传感器输入信号；
③空气混合门的位置反馈信号；
④压缩机同步传感器转速信号。
（2）空调ECU接收各种信号，并根据温度平衡方程式K=A+B+C+D分析比较后，传送控制信号给空调执行器（K:驾驶员输入设定的调温键电阻值 A:车室内温度电阻值 B:车外空气温度电阻值 C:吹风出口温度电阻值 D:阳光照射、环境、节能修正量的温度电阻值）
①送风量控制信号：电脑根据车内温度与设定的温度之间偏差，对送风量进行连续、无级的调节。
②车外新鲜空气与车内循环空气的自动切换控制信号。
③压缩机各加热器工作的控制信号。
④空气混合风门的控制信号。
（3）执行器接受空调ECU指令工作。
①向驱动各种风门的伺服电机或真空驱动器输送的信号。
②控制风机电机转速的电压调节信号。
③控制压缩机开停信号。
4．压缩机同步传感器
汽车空调压缩机同步传感器安装在压缩机端部，用于检测压缩机的转速，压缩机每转一圈，同步传感器产生4个脉冲信号输送给空调ECU，空调ECU比较压缩机转速与发动机转速，使空调ECU准确判断压缩机是否打滑或皮带断裂，并及时控制压缩机的停转，同步传感器为电磁式结构，当压缩机工作时，安装在压缩机电磁离合器上的主轴随之转动，传感器与主轴之间的磁阻随齿圈的转动，磁感线圈就产生感应电动势，输出给空调ECU.
5．自诊断功能
当空调ECU检测到某些传感器或执行元件控制电路发生故障时，其故障自诊断系统将故障以故障码的形式存储起来，在检修时只要按下操作面板上的指定键，就可以读取故障码。
丰田汽车自诊断码的读取方法：
(1) 同时按下控制面板上的“自动空调”与“车内空气循环”键。
(2) 打开点火开关到“ON”位置。
(3) 此时，A/C指示灯及温度显示屏上的指示灯以1秒的时间间隔连续闪烁，同时蜂鸣器叫40ms。
(4) 从温度显示屏上读出故障码。
(5) 查出故障码的含义。
(6) 故障排除后，按下控制面板上的OFF键退出诊断状态，并拔下保险丝盒中的“DOME”保险丝10秒以上，即可削除故障码。

故障的诊断过程：
由于该车的故障比较特殊，为了准确地找出空调系统的故障部位，按照以下步骤进行检查和诊断。
1、先检查会引起故障的几大因素
（1）制冷系统制冷剂充足，系统没有泄漏点。
（2）压缩机传动皮带没有松动和磨损。
（3）蒸发器温度传感电压在15℃时1-1.8V在0℃时量得电压为2.0-2.4之间，为正常值。
（4）阳光传感器电压在有光照时为<4 V，没有光照时为4-4.5 V之间，为正常值。
（5）水温传感器的电压，当蒸发器温度在0℃时为2.8-3.2 V，40℃时为1.8—2.2 V之间，为正常值。
（6）压缩机同步传感器的电阻在正常情况下25℃时530-650KΩ，100℃时为670—890 KΩ。为正常值。
（7）膨胀阀工作正常。
（8）空调ECU电源及接地正常。
经检查，该车空调系统的以上部件都正常。
2.自动空调系统的检查
（1）读取故障码。最先使用元征汽车电脑检测仪ADC2000进行检测，测出来的故障码为22，查阅故障码表得知是压缩机同步传感器电路开路或短路故障。
为了慎重起见，我拔下DOME保险丝10秒后重新装上，用人工方式读取故障码，从温度显示屏上读取的故障码也为22。
（2）检查压缩机同步传感器。
根据故障码的指示，故障部位应为压缩机位置，检查压缩机同步传感器：拆开同步传感器连接插头，用万用表的欧姆档测得传感器的阻值为612Ω.（25℃），说明传感器正常。由于传感器安装在压缩机内部固定不动的，输出的导线和接头表面也看不到有明显的破损。到此为止，故障部位仍然没有发现，令我十分失望和疑惑。
但是当我再次用万用表测量同步传感器时，稍用力拉电线，万用表指针就摆动，后来发现表面看起来完好的传感器信号线上有一并不起眼的口子，里面依稀看见有几根细小的铜线连着。我顿时醒悟，问题是否就在这里！
（3）排除故障。
用一根新的导线替换原来传感器的导线，并且用绑带固定好线束同时紧固周围机件螺丝，消除空调ECU原先的故障记忆码。试车后，AOTO A/C指示灯不再亮起。再读取故障码，空调系统显示为正常码。

（三）排除故障后的试验
将汽车停放在阴凉地方关闭车所有的门窗，起动发动机保持转速在2000r/min左右，在冷疑器前面放一辅助风扇15分钟后在空调出风口处正中央放置根温度计，随后在空调控制面板上选择多种温度下的调温设置。当按下AOTO A/C键后并设置温度在20℃时，从温度计上读取的也为20℃，证明空调系统已能按驾驶员所设置的不同自动的调节车内的温度、湿度、风量等。之后又用歧管压力表检查管路压力，读表显示高压为1.45MPa低压在0.18MPa，系统压力正常。将车交付使用后，再也没出现类似的故障。
（四）分析造成故障的原因
由于压缩机同步传感器转接导线的接触不良，随着汽车在行驶途中的震动，信号线也时而导通时而断开，使得同步传感器传送给空调ECU的同步信号时断时通，当没有信号送到空调ECU时，空调ECU就停止向压缩机电磁离合器提供电源，使压缩机不运转，形成此车的故障。但是同步传感器的连接信号线并没有完全断开，还有些铜线能偶尔接触着。因而就出现制冷时冷气时有时无的奇特故障现象。
二、结论
通过维修这辆LEXUS LS400轿车，使我较深入地了解该车AOTO A/C的结构、原理、和检修方法。当压缩机同步传感器因信号线断路或接触不良后，空调ECU就不能很好接收到信号。使得空调ECU误认为压缩机出现故障，有信号来时接通压缩机，没有信号时就切断压缩机工作电源，从而形成发生故障时断断续续的吹出冷风这种不寻常现象。由于压缩机安装在发动机仓，随着车子的行走而产生震动，这很容易造成各种机件的连接导线松脱或损坏。因此是自动空调系统一种比较容易产生而又独特的故障。
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wcj0903 · 发表于 2011-5-10 09:40:27

切，是好作品，用得着藏着吗

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