雷克薩斯ES300h空調無法正常工作

文：陳杰

高度傳感器

故障現象:一輛雷克薩斯2015年產ES300h轎車，搭載2AR-FXE發動機和混合動力系統，行駛里程為5萬km。該車因事故在我店進行維修，更換了水箱散熱器、冷凝器、冷卻風扇以及空調管路后，發現空調不制冷。

檢查分析：維修人員起動發動機，打開空調開關，發現沒有冷風吹出，一直都是吹的自然風，確認故障一直存在。另外在打開空調時能聽到發動機艙里面壓縮機發出異響。連接故障診斷儀進入空調系統進行查看，發現存在如圖1所示故障碼，且為當前故障碼。

圖1 空調系統故障碼

維修人員保存故障碼后，嘗試刪除故障碼，可以正常刪除，但是再次打開空調后，故障碼會再次出現。該故障碼的出現，主要原因是空調壓力傳感器電路斷路或者短路，或者是高壓側制冷劑壓力異常（低于0.19 MPa或高于3.14 MPa）。空調壓力傳感器安裝在高壓側的管路上面，用于檢測制冷劑壓力，并將制冷劑壓力信號發送到空調放大器總成。空調放大器總成根據該傳感器的信號來控制壓縮機。

根據以上檢查結果及故障碼分析，該車可能 的 故障點包括：空調壓力傳感器、線路、膨脹閥（堵塞或卡滯）、干燥器（不能吸收制冷劑循環中的濕氣）、冷凝器總成（堵塞，冷卻能力下降）、冷卻風扇系統（不能冷卻冷凝器總成）以及管路（制冷劑不足或過多、真空不到位）。

在進一步分析診斷前，需要先了解一下該車空調壓縮機控制原理。混合動力車輛的壓縮機并不是通過發動機的傳動皮帶驅動的，而是使用高壓蓄電池直接供電給壓縮機本身（圖2）。該壓縮機內部有逆變器和無刷電動機集成為一體，將高壓蓄電池的高壓直流電供應到壓縮機內部的逆變器，使其轉換成高壓交流電，驅動壓縮機內部的三相交流電動機提高空調壓力。根據目標蒸發箱溫度和實際蒸發箱溫度，空調放大器計算目標壓縮轉速，然后空調放大器將目標壓縮機轉速傳輸至動力管理控制單元，通過動力管理控制單元控制空調逆變器，從而使壓縮機轉速達到目標壓縮機轉速。

圖2 壓縮機控制原理

接下來，維修人員查看空調系統數據流（圖3），重點觀察空調壓力傳感器的反饋數值。此時嘗試刪除故障碼，發現可以正常刪除。然后起動車輛打開空調，查看數據流中“Regulator Pressure Sensor”數值為2.4 MPa，壓力確實偏高，正常數值在1.5 MPa左右。另外觀察“Compressor Speed”（壓縮機轉速）和“Compressor Target Speed”（壓縮機目標轉速）的變化，發現壓縮機的實際轉速可以跟著目標轉速變化，說明壓縮機的控制方面不存在問題，且壓縮機可以正常工作。但是在壓縮機運轉的過程中，發現空調管路壓力有時可以瞬間高達3.2 MPa左右，已經超出空調壓力的正常范圍。而當空調管路壓力超出正常范圍后，故障碼B1423就會再次出現。另外，還發現當故障碼出現后，壓縮機目標轉速和實際轉速都會變成0，目的是不讓壓縮機工作，從而保護壓縮機。

圖3 空調數據流

將空調關閉后，空調管路壓力會下降，此時就可以刪除故障碼，如果再次啟動空調，壓縮機會再次工作，直到空調管路壓力超出標準范圍后，壓縮機會停止工作，且故障碼再次出現。

了解以上故障細節后，可以肯定的是產生故障碼B1423的原因是由于管路壓力數值偏高。當空調管路壓力在范圍之內時，故障碼B1423可以正常刪除，從另一個角度也就可以說明空調壓力傳感器以及線路不存在問題，否則故障碼無法刪除，也無法顯示空調管路的壓力數值。

接下來就要考慮為什么空調管路壓力數值會異常偏高。會不會是制冷劑添加過多或者是抽真空沒有到位？于是維修人員重新回收制冷劑，重新添加，但是故障依舊。接著檢查空調管路，沒有任何異常。檢查冷凝器的表面，無任何臟污。起動車輛，再次打開空調，發現了異常，冷卻風扇居然沒有運轉，導致冷凝器散熱不良從而導致壓力偏高。

那到底是發動機控制單元沒有接收到空調信號導致未驅動冷卻風扇，還是冷卻風扇本身控制不良？維修人員決定使用故障診斷儀進入發動機系統，對冷卻風扇執行主動測試（圖4）。

圖4 執行元件主動測試

對冷卻風扇執行主動測試后，發現冷卻風扇依舊無法工作，說明是冷卻風扇本身及控制線路存在故障。查看電路圖（圖5）可知，發動機控制單元ECM根據冷卻液溫度、空調開關狀態、制冷劑壓力、發動機轉速和車速計算出適合的冷卻風扇轉速，并將信號發送至冷卻風扇控制單元。冷卻風扇控制單元根據來自ECM的占空比信號來控制冷卻風扇轉速。

考慮到風扇電機更換的都是全新件，維修人員決定先檢查冷卻風扇控制單元的供電是否良好。將電源模式切換至IG狀態，拔下冷卻風扇控制單元的插接器A10，用萬用表測量其3號端子與搭鐵之間的電壓，為0 V，說明供電存在異常。于是檢查冷卻風扇的熔絲，發現熔絲已熔斷（圖6）。

故障排除：更換冷卻風扇熔絲后，試車故障排除。

回顧總結：因為車輛并未行駛，因此雖然冷卻風扇不轉，也未出現水溫偏高的情況，導致維修人員在診斷過程中忽略了冷卻風扇是否工作，走了彎路。