丰田卡罗拉自动空调结构原理及检修
崔冠乔
赶集二手车网【摘 要】摘要： 以一辆2009款丰田卡罗拉自动空调前出风口无风的故障为例， 介绍其自动空调系统的基本组成、 工作原理、 各主要部件的功用以及故障检修方法。
【期刊名称】汽车电器卢宁军
【年(卷),期】2012(000)006
福特领界上市【总页数】5
【关键词】 丰田卡罗拉； 自动空调； 出风口无风故障； 检修
丰田卡罗拉2009 款 （ ZRE153L -GEFGKC，2ZR-FE发动机）， 空调鼓风机偶尔不工作。 主要故障现象是在正常使用车辆前除霜功能时， 前风挡出风口突然无风， 此时操作空调面板上的任何开关均正常， 但就是无风量。 将点火开关断开， 再次起动车辆， 操作空调面板， 伴随着一阵异味 （烧焦味），空调系统恢复正常。
车辆进店后， 维修人员对车辆进行故障确认时， 发现该车空调系统各功能均正常， 进行路试并且不断操作该系统， 无任何异常。 但客户反映该故障确实存在。 由于该故障现象为间歇性出现， 以致对故障部位无法进行确认， 只能不断路试等待故障出现。 在经过3h的路试后， 故障突然出现。 故障出现时与客户描述一致， 鼓风机不工作。 也就是说此车的空调鼓风机电动机是偶尔不工作。 为了能正确对此故障进行检修， 有必要先熟悉此车自动空调的基本组成及各主要部件的作用。
1 自动空调系统的基本组成及各主要部件的作用
1.1 基本组成
丰田卡罗拉自动空调主要由空调ECU （空调放大器）、 传感器 （主要有加热器控制面板总成、 空调压力传感器、 蒸发器温度传感器、 阳光传感器、车内温度传感器、 环境温度传感器） 以及执行器（进气伺服电动机、 通风伺服电动机、 空气混合伺服电动机、 鼓风机电动机、 3个PTC加热器继电器、空调压缩机电磁控制阀、 后除雾器） 等组成。 丰田卡罗拉自动空调主要元件位置如图1所示。
1.2 主要元件的作用
1） 空调ECU 空调ECU又称空调控制器。 控制器总成上的键是控制器的输入装置。 控制器首先接收来自车内温度和外界温度传感器的输入信号， 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、 热水阀等的工作状况， 以及模式门位置的信号。福特维修电话
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2） 车内温度传感器 车内温度传感器是根据内置热敏电阻的变化检测车厢温度， 并发送信号至空调ECU。
3） 环境温度传感器 环境温度传感器是根据内置热敏电阻的变化检测车外温度， 并发送信号至空调ECU。
4） 蒸发器温度传感器 通过蒸发器的冷气温度引起蒸发器电阻发生变化， 蒸发器温度传感器将其转换为电信号并将其输出到空调ECU， 并依此来控制压缩机电磁离合器的结合或断开。
5） 阳光传感器 阳光传感器是一个光敏二极管， 利用光电效应把阳光照射量变化转换为电信号， 并将其输出到空调ECU， 用来调整空调吹出的风量与温度。
6） 空调压力传感器 空调压力传感器检测制冷剂压力， 并将其以电压变化的形式输出到空调ECU中。
7） PTC加热器 此车的自动空调是采用半中央位置空调单元， 其蒸发器和加热器芯均位于车辆的纵向位置。 采用RS （创新超纤细结构） 蒸发器的顶部和底部均置有水箱， 且采用微孔管结构使蒸发器更薄， 确保了热交换效率， 将温度分配均匀。
加热器芯上部装有3个PTC加热器 （图2）， PTC加热器由PTC元件、 铝散热片和铜片组成。 对PTC元件供电时， PTC元件产生的热量使通过此单元的空气变暖。 空调ECU 根据冷却液温度、 发动机转速、 空气混合设置和电气负载（交流发电机功率比） 来控制PTC加热器的开关功能， 工作的PTC加热器的数量随水温改变， 如图3所示。
8） 空调压缩机 空调压缩机是按照空调冷却负载改变其容积的持续可变容积型， 由轴、 接线板、 活塞、 滑蹄、 曲柄室、 气缸和电磁控制阀组成（图4）。 采用了按需求控制吸入压力的电磁控制阀。曲柄室与吸气通道相连， 电磁控制阀安装在吸气通道 （低压） 和排放通道 （高压） 之间 （图5）。
根据空调ECU的信号， 电磁控制阀以占空比控制的方式进行工作。 电磁控制阀闭合的时候 （电磁线圈通电）， 会产生一个压差， 曲柄室内的压力降低。 然后， 作用在活塞右侧的压力将高于作用在活塞左侧的压力， 这样就会压缩弹簧并倾斜接线板。因此， 活塞行程增加且排量增加 （图6）。 电磁控制阀打开 （电磁线圈不通电） 时， 压差消失。 然后，作用在活塞左侧的压力将变得与作用在活塞右侧的压力相同， 因此， 弹簧伸长且消除接线板的倾斜。从而， 活塞有小的行程且排量减少 （图7）。
9） 执行元件 自动空调的执行元件一般包括伺服电动机、 鼓风机电动机及压缩机电磁离合器等。
伺服电动机采用脉冲模式型。 和以前那种根据电位计电压来检测位置的类型不同， 伺服电动机由2位数ON/OFF信号检测相对位置。 通过A和B两种相位检测该发动机的正转和反转， 可输出4种模式，见图8。 空调ECU计算脉冲模式的数量以规定停止位置。
鼓风机电动机有一内置的鼓风机控制器， 空调ECU以占空控制方式对其进行控制。
10） 总线连接器 总线连接器用于线束连接，以连接伺服电动机和空调ECU。 总线连接器
有一个内置的通信/驱动集成电路， 与各个伺服电动机连接器通信， 驱动伺服电动机， 并有位置检测功能。 这使得伺服电动机线束能够进行总线通信， 结构更轻而且线束数量更少。
2 自动空调工作原理及控制功能
2.1 工作原理
自动空调利用传感器随时检测车内温度及车外环境温度的变化， 并把检测到的信号输送给空调ECU， ECU则按预先编制的程序对信号进行处理，并通过伺服电动机等执行元件， 不断地对鼓风机转速、 出风温度、 送风模式及压缩机工作情况等进行调节， 从而使车内空气温度及流动情况始终保持在驾驶员设定的水平上。 另外还具备自诊断功能， 以利于对电控元件及线路故障的检测。
2.2 控制功能
五菱宏光mini燃油轿跑1） 神经网络控制 该控制可通过人工模拟生物神经系统的信息处理方法， 进行复杂的控制， 以建立类似人脑的复杂输入或输出关系。
以前的自动空调系统中， 空调ECU根据传感器信息， 按一定的公式计算出要求的出风温度和鼓风机风量。 然而， 由于人的感觉相当复杂， 人所处的环境不同， 对同一给定温度的感觉就不同。 例如，一定量的阳光辐射在寒冷气候中会感到相当暖和，但在炎热气候中却感到非常不舒服。 因此， 本自动空调系统采用神经网络这种更高层次的控制技术。有了该技术， 不同环境条件下收集的数据储存在空调ECU中， 然后空调ECU进行控制， 以提高空调舒适度。