雷克萨斯ES300h空调无法正常工作

文：陈杰

高度传感器

故障现象:一辆雷克萨斯2015年产ES300h轿车，搭载2AR-FXE发动机和混合动力系统，行驶里程为5万km。该车因事故在我店进行维修，更换了水箱散热器、冷凝器、冷却风扇以及空调管路后，发现空调不制冷。

检查分析：维修人员起动发动机，打开空调开关，发现没有冷风吹出，一直都是吹的自然风，确认故障一直存在。另外在打开空调时能听到发动机舱里面压缩机发出异响。连接故障诊断仪进入空调系统进行查看，发现存在如图1所示故障码，且为当前故障码。

图1 空调系统故障码

维修人员保存故障码后，尝试删除故障码，可以正常删除，但是再次打开空调后，故障码会再次出现。该故障码的出现，主要原因是空调压力传感器电路断路或者短路，或者是高压侧制冷剂压力异常（低于0.19 MPa或高于3.14 MPa）。空调压力传感器安装在高压侧的管路上面，用于检测制冷剂压力，并将制冷剂压力信号发送到空调放大器总成。空调放大器总成根据该传感器的信号来控制压缩机。

根据以上检查结果及故障码分析，该车可能 的 故障点包括：空调压力传感器、线路、膨胀阀（堵塞或卡滞）、干燥器（不能吸收制冷剂循环中的湿气）、冷凝器总成（堵塞，冷却能力下降）、冷却风扇系统（不能冷却冷凝器总成）以及管路（制冷剂不足或过多、真空不到位）。

在进一步分析诊断前，需要先了解一下该车空调压缩机控制原理。混合动力车辆的压缩机并不是通过发动机的传动皮带驱动的，而是使用高压蓄电池直接供电给压缩机本身（图2）。该压缩机内部有逆变器和无刷电动机集成为一体，将高压蓄电池的高压直流电供应到压缩机内部的逆变器，使其转换成高压交流电，驱动压缩机内部的三相交流电动机提高空调压力。根据目标蒸发箱温度和实际蒸发箱温度，空调放大器计算目标压缩转速，然后空调放大器将目标压缩机转速传输至动力管理控制单元，通过动力管理控制单元控制空调逆变器，从而使压缩机转速达到目标压缩机转速。

图2 压缩机控制原理

接下来，维修人员查看空调系统数据流（图3），重点观察空调压力传感器的反馈数值。此时尝试删除故障码，发现可以正常删除。然后起动车辆打开空调，查看数据流中“Regulator Pressure Sensor”数值为2.4 MPa，压力确实偏高，正常数值在1.5 MPa左右。另外观察“Compressor Speed”（压缩机转速）和“Compressor Target Speed”（压缩机目标转速）的变化，发现压缩机的实际转速可以跟着目标转速变化，说明压缩机的控制方面不存在问题，且压缩机可以正常工作。但是在压缩机运转的过程中，发现空调管路压力有时可以瞬间高达3.2 MPa左右，已经超出空调压力的正常范围。而当空调管路压力超出正常范围后，故障码B1423就会再次出现。另外，还发现当故障码出现后，压缩机目标转速和实际转速都会变成0，目的是不让压缩机工作，从而保护压缩机。

图3 空调数据流

将空调关闭后，空调管路压力会下降，此时就可以删除故障码，如果再次启动空调，压缩机会再次工作，直到空调管路压力超出标准范围后，压缩机会停止工作，且故障码再次出现。

了解以上故障细节后，可以肯定的是产生故障码B1423的原因是由于管路压力数值偏高。当空调管路压力在范围之内时，故障码B1423可以正常删除，从另一个角度也就可以说明空调压力传感器以及线路不存在问题，否则故障码无法删除，也无法显示空调管路的压力数值。

接下来就要考虑为什么空调管路压力数值会异常偏高。会不会是制冷剂添加过多或者是抽真空没有到位？于是维修人员重新回收制冷剂，重新添加，但是故障依旧。接着检查空调管路，没有任何异常。检查冷凝器的表面，无任何脏污。起动车辆，再次打开空调，发现了异常，冷却风扇居然没有运转，导致冷凝器散热不良从而导致压力偏高。

那到底是发动机控制单元没有接收到空调信号导致未驱动冷却风扇，还是冷却风扇本身控制不良？维修人员决定使用故障诊断仪进入发动机系统，对冷却风扇执行主动测试（图4）。

图4 执行元件主动测试

对冷却风扇执行主动测试后，发现冷却风扇依旧无法工作，说明是冷却风扇本身及控制线路存在故障。查看电路图（图5）可知，发动机控制单元ECM根据冷却液温度、空调开关状态、制冷剂压力、发动机转速和车速计算出适合的冷却风扇转速，并将信号发送至冷却风扇控制单元。冷却风扇控制单元根据来自ECM的占空比信号来控制冷却风扇转速。

考虑到风扇电机更换的都是全新件，维修人员决定先检查冷却风扇控制单元的供电是否良好。将电源模式切换至IG状态，拔下冷却风扇控制单元的插接器A10，用万用表测量其3号端子与搭铁之间的电压，为0 V，说明供电存在异常。于是检查冷却风扇的熔丝，发现熔丝已熔断（图6）。

故障排除：更换冷却风扇熔丝后，试车故障排除。

回顾总结：因为车辆并未行驶，因此虽然冷却风扇不转，也未出现水温偏高的情况，导致维修人员在诊断过程中忽略了冷却风扇是否工作，走了弯路。