2024年3月25日发(作者：上海今天发生的重大新闻)
哪咖州枷 ＿ ——— 一 蟹垦垦蜜
丰田卡罗拉自动空调结构原理及检修
崔冠乔
（广东省交通运输技师学院 广东省交通运输高级技工学校，广东佛山 ５２８０００）
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。
关键词：丰田卡罗拉；自动空凋；出风口无风故障；检修
中图分类号：Ｕ４６３．８５１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—８６３９（２叭２）０６—００４１—０５
Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｎａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａ／Ｃ ｏｎ ＴＯＹＯＴＡ ＣＡＲＯＬＡ
ＣＵＩ Ｃｕａｎ—ｑｉａｏ
（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｔｅｃｈｎｉｃｉａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｏｓｈａｎ ５２８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｏｆ ｎｏ ｗｉｎｄ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａ／Ｃ Ｏｉｌ ＣＡＲＯＬＡ ｏｆ ｙｅａｒ ２００９ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｂａｓｉｃ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｍａｉｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｔｒｏｕｂｌｅ ｈｕｎｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ａ／Ｃ ａｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｈｅｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＴＯＹＯＴＡ ＣＡＲＯＬＡ；ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ａ／Ｃ （Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）；ｆａｕｌｔ ｏｆ ｎｏ ｗｉｎｄ；ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
丰田卡罗拉２００９款（ｚＲＥ１５３Ｌ—ＧＥＦＧＫＣ， 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
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。由于该故障现象为问歇性出现，以致
对故障部位无法进行确认，只能不断路试等待故障
水阀等的工作状况，以及模式门位置的信号。
２）车内温度传感器
空调ＥＣＵ。
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
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。
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
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
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
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。
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、
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。
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、
７）ＰＴＣｊＪＩＩ热器此车的自动空调是采用半中央
空调压缩机电磁控制阀、后除雾器）等组成。丰田
收稿日期：２０１２—０４～１６
位置空调单元，其蒸发器和加热器芯均位于车辆的
作者简介：崔冠乔（１９７４一）女，本科，讲师，主要从事汽车专业教学工作。
《汽车电器》２ｏ１２年第６期 ４７
模式控制伺
服电动机
进气控制伺
服电动机
（仪表板接线盒） 车内温度传感器
（ｂ）
前蒸发器温度传感器（蒸发器温度传感器）
（Ｃ）
图１丰田卡罗拉自动空调主要元件位置图
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，且采用微孑Ｌ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￣［Ｉ热器（图２），ＰＴＣ
轴
曲柄室 滑蹄活塞
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
制阀
图４空调压缩机结构组成
铝散热片
图２ ＰＴＣ加热器
空气变暖。空调
ＥＣＵ根据冷却液
温度、发动机转
籁
３
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
鬃２
霰１
蔷０
６５ ７０ ７５ ８０℃
１４９ ｌ５８ １６７ １７６。Ｆ
图５电磁控制阀位置
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
冷却液温度
图３ ＰＴＣ）＇Ｊｎ热器的数量
随水温变化
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，
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人压力的电磁控制阀。
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
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
伺服电动机采用脉冲模式型。和以前那种根据
４２《汽车电器；｝２０１２年第６期
＜）ｆ）ｅ峰Ｉｔｊ ０ｊｍ．Ｉ 重ｉＩ１ｌｅＩ１￡ＬｒＩＩ∞ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ ＿
曲
图６电磁控制阀闭合时
图７电磁控制阀打开时
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／０ＦＦ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。
《
占空比＝— Ａ
劬
石×１Ｏｏ（％）
瑙
暴
。
１个周期
ＳＩ占空比／％
图８伺服电动机
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
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。
神经网络控制由输入层、中间层和输出层的神
经元组成（图９）。输入层的神经元处理车外温度的
输入数据、日照和基于开关及传感器输出的车内温
度，并将它们输出到中间层的神经元。基于该数
神经网络工作范围
图９神经网络控制
《汽车电器》２０１２年第６期。 善３
＿
据，中间层神经元调节神经元中的关联强度。输出
层神经元就可以计算总体结果，并将该结果以要求
的出风口温度、光照修正量、目标空气流量和出风
模式控制量的形式进行呈现。相应地，根据由神经
网络控制所计算的控制量，空调ＥＣＵ控制伺服电动
机和鼓风机电动机。
２）出风温度控制 对应温度控制开关设置的
温度，神经网络控制根据来自不同传感器的输入信
号计算出风温度。此外，根据来自蒸发温度传感器
和发动机冷却液温度传感器的信号，添加校正以控
制出风温度。
３）鼓风机控制 基于来自各个传感器的输入
信号，神经网络控制计算出气流量，控制鼓风机电
动机。
４）出气控制 基于来自各个传感器的输入信
号。神经网络控制计算出风模式比率，自动切换出
风口。
５）进气控制 根据神经网络控制计算的风量，
自动控制进气控制风门。
６）可变排量压缩机控制 基于来自各个传感
器的信号，控制压缩机的打开或关闭和排量。
７）环境温度指示控制 基于来自环境温度传
感器的信号，该控制计算环境温度，然后在空调
ＥＣＵ中修正并在组合仪表的多功能显示屏上显示。
８）后窗除雾器控制 按下后除雾器按钮时，
打开后除雾器和车外后视镜加热器１５ ｍｉｎ。如果它
们运行时按钮按下，则将其关闭。
９）自诊断 根据空调开关的运行情况检查传
感器，随后温度设置显示一个ＤＴＣ（诊断故障码），
以指示是否存在故障（传感器检查功能）。根据空
调开关的运行情况，通过预定顺序驱动执行器（执
行器检查功能）。
３故障检修
３．１读取故障码
对于自动空调的故障，一般可以先利用系统的
故障自诊断功能进行故障代码的读取。因而在检修
此故障时首先读取该系统的故障码。
起动发动机并暖机。将点火开关置于ＯＦＦ位置；
按住空调控制开关ＡＵＴＯ和Ｒ／Ｆ的同时，将点火开关
置于ＯＮ（ＩＧ）位置。按住２个开关，直到出现指示
灯检查屏幕．确认指示灯每隔１ ｓ依次亮起和熄灭，
并且持续４次。指示灯检查完成后，系统自动进入
ＤＴＣ检测模式。读取在温度显示屏上显示的故障代
码，结果输出ＤＴＣ ００，显示正常，无故障。
３．２执行器检查
起动发动机并暖机。按下Ｒ／Ｆ开关进行执行器
检查。当执行器检查以１ Ｓ的间隔重复执行步骤１到
《汽车电器））２０１２年第６期
１０（见表１）时，通过目视和用手检查温度和气流，
检查结果正常。
表１执行器动态检查表
步骤显示
条 件
号代码
速度等级合风门鬻出风口 出风口 进气风门 进气风门 机
３．３鼓风机线路检测
根据客户描述故障现象应该是鼓风机不工作。
由于目前该系统工作正常，只能查看线路连接，鼓
风机控制电路图如图１０所示。鼓风机电动机插接器
处是由＋Ｂ（常电源）、ＧＮＤ和Ｓｌｊ线组成。测量＋Ｂ
与ＧＮＤ电压为１２Ｖ，检查ＦＬ ＭＡＩＮ、ＡＬＴ、ＨＴＲ熔
断丝连接正常。
Ｈ 暴ＴＲ—ＥＡＬＴ卜Ｆ＿Ｌ乇 Ｍ ＡＩ Ｎ’ 一卜－］－
３．４用智能检测仪进行主动测试
当故障再现后．立刻连接ＩＴ—ＩＩ丰田专用检测仪
进行主动测试。使用智能检测仪进行主动测试，无
需拆下任何零件就可进行继电器、ＶＳＶ、执行器和
其他项目的测试。这种非侵入式功能检查非常有
用，因为可在扰动零件或配线之前发现间歇性状
况。排除故障时，尽早进行主动测试可以缩短诊断
时间。执行主动测试时，能显示数据表信息。
将智能检测仪连接￣ＩＪＤＬＣ３，将点火开关置于ＯＮ
（ＩＧ）位置，接通检测仪，进入以下菜单项：Ｂｏｄｙ／Ａｉｒ
Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ／Ａｃｔｉｖｅ Ｔｅｓｔ．参考表２执行主动测试
结果发现鼓风机电动机为３１时无任何风量。此
时拔下鼓风机插头，测量＋Ｂ与ＧＮＤ电压为１２Ｖ．正
常。测量空调ＥＣＵ处端子Ｅ３０—２３（ＢＬＷ）与鼓风机
处端子Ｅ２３—２（ｓ１）连接情况，电阻小于１Ｑ．正
ＱｐＱｒａｔｉｏｎＯＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
表２执行器主动测试表
４结束语
检测仪显示 测试部位 控制范围
全自动空调控制系统在操纵和指示装置上带有
Ｂｌｏｗｅｒ Ｍｏｔｏｒ
鼓风机电动机 最小：０，
故障存储器，用于监控系统工作时系统中的各元
（Ｂｌｏｗｅｒ Ｍｏｔｏｒ）
最大：３１
件。若出现故障，故障存储器将存储故障信息，并
Ｄｅｆｏｇｇｅｒ Ｒｅｌａｙ（Ｒｅａｒ）
通过操纵和指示装置显示出来。因此，在维修此类
（Ｄｅｆｏｇｇｅｒ Ｒｌｙ—Ｒ）
除雾器继电器（后） ＯＦＦ．ＯＮ
空调时，要善于利用其自诊断功能，用最短的时间
Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｌｕｔｃｈ Ｒｅｌａｙ
空调系统运行
检测出故障，并进行相应的修理。
（Ａ／Ｃ Ｍａｇ Ｃｌｕｔｃｈ）
Ｈｅａｔｅｒ Ａｃｔｉｖｅ Ｌｅｖｅｌ
除了使用常规方法诊断故障外，通常还需要使
（Ｈｅａｔｅｒ Ｌｅｖｅ１）
加热器工作等级
用专门的仪器和设备进行自诊断。进行检查时．不
Ａｉｒ Ｍｉｘ Ｓｅｒｖｏ Ｔａｒｇ Ｐｕｌｓｅ（Ｄ）
驾驶员侧空气混
要一开始就用换件或猜测的方式查找故障，而应遵
（Ａｉｒ Ｍｉｘ Ｐｕｌｓｅ－Ｄ）
合伺服电动机脉冲
循正确的检查思路，依据维修资料才能准确排除故
Ａｉｒ Ｏｕｔｌｅｔ Ｓｅｒｖｏ Ｐｕｌｓｅ（Ｄ）
驾驶员侧出气风
障点．通过细致的检查作业．最终会找出故障器
（Ａｉｒ Ｏｕｔ Ｐｕｌｓｅ—Ｄ）
门伺服电动机脉冲
件。故障现象再现是解决此车故障最重要的环节。
Ａｉｒ Ｉｎｌｅｔ Ｄａｍｐｅｒ Ｔａｒｇ Ｐｕｌｓｅ
（Ａ／Ｉ Ｄａｍｐ Ｔａｒｇ Ｐｌｓ）
进气风门目标脉冲
０ 最最最最最最最最
盯 小大小大小大小大
在故障未能及时显现的情况下．进行了模拟路试．
最终使得故障再现。
５ ５ ５
常。重新连接两处端子，将点火开关置于ＯＮ（ＩＧ）
位置，测量Ｅ３０—２３（ＢＬＷ）电压，结果为０ Ｖ，该
参考文献：
处正常电压应为５ｖ左右。由于鼓风机电动机供电
［１］丰田汽车公司．丰田汽车维修手册［Ｍ］．２００７：ＡＣ３０．
［２］任惠珠．汽车空调构造与维修ＥＭ］．北京：中国劳动社会
电源电压正常，与空调ＥＣＵ连接线路正常，但空调
保障出版社，２０１１：１００．
ＥＣＵ Ｅ３０—２３（ＢＬＷ）之间的电压不正常，故障可
［３］广州凌凯汽车资料编写组．一汽丰田卡罗拉彩色电路
能出在空调ＥＣＵ或鼓风机电动机上。空调ＥＣＵ出现
图集［Ｍ］．沈阳：辽宁科学技术出版社，２００９．
故障的概率较低，因而先采用更换鼓风机电动机总
［４］潘伟荣．汽车自动空调技术［Ｍ］．广州：华南理工大学出
成的方法，更换后路试故障无，回访客户故障未再
版社．２００８．
现．表明故障得以排除，是鼓风机电动机故障。
（编辑杨景）
（上接第４Ｏ页）
４空调控制面板及工作流程
大小，循环方式由下面的拉杆开关调节。
空调控制面板如图３所示。由图２的空调电子控 当暖风风量开关接通，暖风开关的０、１９、２２
制系统的控制原理可知，空调工作除满足ＥＣＵ空调
号脚接通，鼓风机转动，给ＥＣＵ的１２号脚提供信
工作条件外，打开空调的顺序如下。
号；按下Ａ／Ｃ开关，线路中５１、２２号脚接通，如果
起动汽车．将风门开关调到冷风位置（第１个
管路中的冷媒足够，压力开关接通，给ＥＣＵ的４４号
旋钮），接通风量开关（中间旋钮），再按下Ａ／Ｃ开
脚提供空调请求信号；中压开关给ＥＣＵ的１０号脚提
关．给ＥＣＵ发出空调请求信号，ＥＣＵ检测到满足空 供信号；当这几个信号正常，系统认定空调系统具
调工作的条件，向空调压缩机继电器输出信号，空 备工作条件，这时系统给压缩机继电器发出工作信
调打开，这时能听到压缩机电磁离合器吸合的声 号，压缩机电磁离合器吸合。压缩机工作，冷媒在
音。出风口位置由第３个旋钮调节，从出风口能感
系统中循环，空调系统进入正常工作状态。
受到冷风出来，旋转风量开关可用来调节出风量的
５结束语
以上是对贵州航天成功汽车成功一号的空调系
统所作的简单介绍，当汽车空调系统工作不正常
时，可根据原理对不正常的原因作出判断，继而快
速解决问题。
参考文献：
［１］肖尤明．轿车空调用单效溴化锂吸收式冷热水机组的研
究［Ｄ］．兰州：甘肃工业大学，２０１１．
图３空调控制面板
（编辑李翩）
《汽车电器》２ｏ１２年第６期 ｉ跨
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