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摘 要：空调系统是影响汽车舒适性的因素之一，为汽车提供取暖、制冷、除霜、空气净化和湿度调节等功能。良好的空调系统，不仅能够为乘客提供舒适的车内温度和保持车内空气的清新，更能为驾驶员提供舒适的驾驶乐趣。然而，如果不对汽车空调系统给予正确的维护与检查，将会大大增加空调系统的故障几率，也会影响车内舒适性和给行车带来一定的安全隐患。
关键词：卡罗拉；自动空调；故障检修
一、自动空调系统结构组成
汽车自动空调系统由制冷系统，取暖系统、通风系统、自动控制系统以及空气净化系统等组成。
1、制冷系统
制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等元件组成。系统中的高压管路和低压管路将各个部分链接起来；压缩机输出端、冷凝器、储液干燥器和高压管组成高压管路；蒸发器、压缩机输入端、压缩机油池和低压管组成低压管路。在卡罗拉的制冷系统中还有电控部分，主要有环境温度传感器、空调压力传感器、车内温度传感器、空调放大器、鼓风机和伺服电机组成。制冷系统制冷方式采用蒸气压缩式，利用制冷剂蒸发时吸收的热量来实现车内温度的降低。作为冷源的蒸发器，其温度低于空气的露点温度，因此，制冷系统还具有除湿和空气净化作用，使车内空气变得凉爽。
2、取暖系统
车内的内置热敏电阻的变化检测到车厢的温度后，产生输入信号，这些输入信号然后根据来自传感器和控制器总成上各键的输入， 输出用于控制压缩机、电磁离合器、暖风加热器、热水阀的各个部件，然后采用冷却液加热式，将发动机出水口的冷却液通入暖风水箱，用鼓风机将水箱周围的热空气吹入车内。暖风还可以对前挡风玻璃进行除霜和除雾，从而完成了车内取暖的目的。
3、通风系统
通风系统是能吸入新鲜空气，将冷风、暖风、新鲜空气进行混合，并把混合气分配到车厢不同位置的装置。主要有送风道、风门等部件。目前采用最多的通风系统是全空调方式，即把车外空气和车内空气经风门调节后，通过蒸发器冷却除湿，部分进入加热器，出来的冷、暖风再混合，然后按照要求送入车内。
4、自动控制系统
自动控制系统一方面对制冷和加热的温度进行控制，另一方面，对车内空气的温度、风量和流向进行测量控制。由传感器、控制中枢、执行器三部分组成。其中传感器包括温度选择器、日照强度传感器、风门位置传感器等。控制中枢有电子放大器、电桥比较计算器、ECU三种。电磁阀、真空转换器、真空驱动器、伺服电机等属于执行部件。
5、空气净化系统
一般由空气过滤器、电子集尘器、阴离子发生器等组成，对流入车内的空气过滤、净化，不断排出车内的污浊气体。在普通轿车中空气净化的任务由蒸发器完成空调系统的动力来自于压缩机，压缩机又是由发动机带动的，所以改善压缩机的工作效率对提升发动机动力性以及燃油经济性有很重要的作用。
二、卡罗拉空调系统故障诊断分析
1、故障现象
行驶里程约10万km，装配自动空调系统的2008年丰田卡罗拉1.8L轿车。用户反映：该车开空调时无冷风吹出，电子扇也不转。
2、检查分析
使用故障诊断仪V.A.S 5053进行检测，查询到偶发性故障码00229。连接歧管压力表，测量空调系统静态压力为 800kPa，压力正常。该车型的空调系统使用了变排量空调压缩机，并采用了新的控制方式。空调系统控制单元J255接收来自发动机控制单元的指令以决定是否使空调系统工作；同时根据设定的温度、外部环境温度和车内温度、蒸发器温度以及制冷管路压力的变化等因素，对空调压缩机电磁阀N280的占空比进行控制，从而控制压缩机内部斜盘的倾斜角度发生改变，最终实现了变排量和制冷效果的改变。因为变排量压缩机随着发动机的工作一直运转，即无论空调处于打开还是关闭状态，空调压缩机的多楔带始终驱动压缩机连续运转，所以维修人员无法按照定排量压缩机那样从电磁离合器是否吸合来判断压缩机的工作状态，而应该使用故障诊断仪进行诊段。
打开空调，使用V.A.S 5053对空调系统的数据流进行读取，从诊断仪上可以看到“空调准备就绪”和“AC输入”的结果为“空调高挡”；压缩机状况为“压缩机接通”，空调系统压力为700 kPa。“空调准备就绪”和“AC输入”的结果为“空调高挡”，说明发动机控制单元能够接收到空调AC开关的请求信号；压缩机状况为“压缩机接通”，说明发动机控制单元采集了相关传感器数据后认为符合空调系统的工作条件，从而提高发动机怠速转速，同时使空调压缩机处于接通状态。但是，显示的空调系统压力为700kPa却是不符合标准的。对于迈腾轿车，空调系统正常工作时，高压一般为1100kPa以上，700kPa显然过低，这么低的压力达不到空调系统制冷的最低要求。再读取其它数据流，“空调系统的风扇要求”为0.0%5“冷却风扇启动1占空比”为12.2%0“空调系统的风扇要求”为0.0%，说明风扇在压缩机接通状态下不运转，也进一步说明空调压缩机实际工作状态是异常的。压缩机实际工作状态可以通过空调控制单元的002组数据流来监测，读取数据为：空调压缩机电磁阀N280电流为0，压缩机转速为0，空调系统负荷为0。
检测至此，判断此车故障点应为空调压缩机电磁阀N280无工作电流，基本可以排除空调压缩机内部机械故障。电磁阀N280安装在压缩机的后端，准备拔下N280上的线束插头进一步检测，发现线束插头较松，当即插实后，空调可以正常工作，而且风扇开始运转。此时读取各测量数据块，“空调系统压力”为1200 kPa，“空调系统的风扇要求”为56.9%5“冷却风扇启动1，占空比”为62.0%。读取电磁阀N280的数据，电流从5mA到0.82A逐渐升高，空调系统负荷从0逐渐上升至5N？m。
3、故障排除
对松动的电磁阀N280线束插头进行处理，试车后确认空调系统恢复正常。
三、结束语
虽然该车的故障并不复杂，通过其它常规的检测方法也能够找到故障。但是在此想要说明的是，对于自动空调的维修，如果能够充分利用故障诊断仪，很多时候可以准确地找到故障点，特别是在检修比较复杂的空调故障时，往往能够对故障的检修很有帮助。
目前电控自动空调的控制逐渐趋于成熟化，但关键的信号处理仍存在很大的提高空间，需要进一步的加快控制的效率，第一时间感知环境，以更快的速度去调节车内空间温度，来进一步加强汽车的舒适性。在CAN总线技术基础上构建了基于CAN总线的汽车空调控制系统，并制定了空调系统的CAN通讯协议，最后引入PID控制算法完成了汽车空调系统的自动控制。将汽车空调控制系统CAN网络化，使得分散在不同位置的空调系统各节点可以共享信息，更好的配合。基于CAN总线的汽车空调控制系统的开发不仅提高了汽车空调的舒适性，而且还使得汽车空调能与其它车载CAN网络进行互连，从而加速了车身一体化的进程。
参考文献
[1] 崔冠乔.丰田卡罗拉自动空调结构原理及检修.2012.6
[2] 杨天桥.丰田汽车自动空调系统解析.2012.6
[3] 郑昕斌.基于CAN总线的汽车自动空调控制器开发[J].2012
关键词：卡罗拉；自动空调；故障检修
一、自动空调系统结构组成
汽车自动空调系统由制冷系统，取暖系统、通风系统、自动控制系统以及空气净化系统等组成。
1、制冷系统
制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等元件组成。系统中的高压管路和低压管路将各个部分链接起来；压缩机输出端、冷凝器、储液干燥器和高压管组成高压管路；蒸发器、压缩机输入端、压缩机油池和低压管组成低压管路。在卡罗拉的制冷系统中还有电控部分，主要有环境温度传感器、空调压力传感器、车内温度传感器、空调放大器、鼓风机和伺服电机组成。制冷系统制冷方式采用蒸气压缩式，利用制冷剂蒸发时吸收的热量来实现车内温度的降低。作为冷源的蒸发器，其温度低于空气的露点温度，因此，制冷系统还具有除湿和空气净化作用，使车内空气变得凉爽。
2、取暖系统
车内的内置热敏电阻的变化检测到车厢的温度后，产生输入信号，这些输入信号然后根据来自传感器和控制器总成上各键的输入， 输出用于控制压缩机、电磁离合器、暖风加热器、热水阀的各个部件，然后采用冷却液加热式，将发动机出水口的冷却液通入暖风水箱，用鼓风机将水箱周围的热空气吹入车内。暖风还可以对前挡风玻璃进行除霜和除雾，从而完成了车内取暖的目的。
3、通风系统
通风系统是能吸入新鲜空气，将冷风、暖风、新鲜空气进行混合，并把混合气分配到车厢不同位置的装置。主要有送风道、风门等部件。目前采用最多的通风系统是全空调方式，即把车外空气和车内空气经风门调节后，通过蒸发器冷却除湿，部分进入加热器，出来的冷、暖风再混合，然后按照要求送入车内。
4、自动控制系统
自动控制系统一方面对制冷和加热的温度进行控制，另一方面，对车内空气的温度、风量和流向进行测量控制。由传感器、控制中枢、执行器三部分组成。其中传感器包括温度选择器、日照强度传感器、风门位置传感器等。控制中枢有电子放大器、电桥比较计算器、ECU三种。电磁阀、真空转换器、真空驱动器、伺服电机等属于执行部件。
5、空气净化系统
一般由空气过滤器、电子集尘器、阴离子发生器等组成，对流入车内的空气过滤、净化，不断排出车内的污浊气体。在普通轿车中空气净化的任务由蒸发器完成空调系统的动力来自于压缩机，压缩机又是由发动机带动的，所以改善压缩机的工作效率对提升发动机动力性以及燃油经济性有很重要的作用。
二、卡罗拉空调系统故障诊断分析
1、故障现象
行驶里程约10万km，装配自动空调系统的2008年丰田卡罗拉1.8L轿车。用户反映：该车开空调时无冷风吹出，电子扇也不转。
2、检查分析
使用故障诊断仪V.A.S 5053进行检测，查询到偶发性故障码00229。连接歧管压力表，测量空调系统静态压力为 800kPa，压力正常。该车型的空调系统使用了变排量空调压缩机，并采用了新的控制方式。空调系统控制单元J255接收来自发动机控制单元的指令以决定是否使空调系统工作；同时根据设定的温度、外部环境温度和车内温度、蒸发器温度以及制冷管路压力的变化等因素，对空调压缩机电磁阀N280的占空比进行控制，从而控制压缩机内部斜盘的倾斜角度发生改变，最终实现了变排量和制冷效果的改变。因为变排量压缩机随着发动机的工作一直运转，即无论空调处于打开还是关闭状态，空调压缩机的多楔带始终驱动压缩机连续运转，所以维修人员无法按照定排量压缩机那样从电磁离合器是否吸合来判断压缩机的工作状态，而应该使用故障诊断仪进行诊段。
打开空调，使用V.A.S 5053对空调系统的数据流进行读取，从诊断仪上可以看到“空调准备就绪”和“AC输入”的结果为“空调高挡”；压缩机状况为“压缩机接通”，空调系统压力为700 kPa。“空调准备就绪”和“AC输入”的结果为“空调高挡”，说明发动机控制单元能够接收到空调AC开关的请求信号；压缩机状况为“压缩机接通”，说明发动机控制单元采集了相关传感器数据后认为符合空调系统的工作条件，从而提高发动机怠速转速，同时使空调压缩机处于接通状态。但是，显示的空调系统压力为700kPa却是不符合标准的。对于迈腾轿车，空调系统正常工作时，高压一般为1100kPa以上，700kPa显然过低，这么低的压力达不到空调系统制冷的最低要求。再读取其它数据流，“空调系统的风扇要求”为0.0%5“冷却风扇启动1占空比”为12.2%0“空调系统的风扇要求”为0.0%，说明风扇在压缩机接通状态下不运转，也进一步说明空调压缩机实际工作状态是异常的。压缩机实际工作状态可以通过空调控制单元的002组数据流来监测，读取数据为：空调压缩机电磁阀N280电流为0，压缩机转速为0，空调系统负荷为0。
检测至此，判断此车故障点应为空调压缩机电磁阀N280无工作电流，基本可以排除空调压缩机内部机械故障。电磁阀N280安装在压缩机的后端，准备拔下N280上的线束插头进一步检测，发现线束插头较松，当即插实后，空调可以正常工作，而且风扇开始运转。此时读取各测量数据块，“空调系统压力”为1200 kPa，“空调系统的风扇要求”为56.9%5“冷却风扇启动1，占空比”为62.0%。读取电磁阀N280的数据，电流从5mA到0.82A逐渐升高，空调系统负荷从0逐渐上升至5N？m。
3、故障排除
对松动的电磁阀N280线束插头进行处理，试车后确认空调系统恢复正常。
三、结束语
虽然该车的故障并不复杂，通过其它常规的检测方法也能够找到故障。但是在此想要说明的是，对于自动空调的维修，如果能够充分利用故障诊断仪，很多时候可以准确地找到故障点，特别是在检修比较复杂的空调故障时，往往能够对故障的检修很有帮助。
目前电控自动空调的控制逐渐趋于成熟化，但关键的信号处理仍存在很大的提高空间，需要进一步的加快控制的效率，第一时间感知环境，以更快的速度去调节车内空间温度，来进一步加强汽车的舒适性。在CAN总线技术基础上构建了基于CAN总线的汽车空调控制系统，并制定了空调系统的CAN通讯协议，最后引入PID控制算法完成了汽车空调系统的自动控制。将汽车空调控制系统CAN网络化，使得分散在不同位置的空调系统各节点可以共享信息，更好的配合。基于CAN总线的汽车空调控制系统的开发不仅提高了汽车空调的舒适性，而且还使得汽车空调能与其它车载CAN网络进行互连，从而加速了车身一体化的进程。
参考文献
[1] 崔冠乔.丰田卡罗拉自动空调结构原理及检修.2012.6
[2] 杨天桥.丰田汽车自动空调系统解析.2012.6
[3] 郑昕斌.基于CAN总线的汽车自动空调控制器开发[J].2012