进气压力传感器为何会造成空调无法工作?

　　故障现象

　　一辆2011年款第六代高尔夫轿车，装备CDFA发动机及7挡DSG变速器。用户反映该车出现空调不制冷的故障。

　　检查分析

　　车辆到站后进行初步检查，此车装备半自动空调，除怠速工况下空调不制冷外，其他方面均正常。将发动机转速提升到2000r/min以上，空调制冷功能恢复正常，关闭发动机再次起动后，又出现空调不制冷的故障。

　　读取空调电控系统相关数据，发现数据组中有一个压缩机关闭提示信息：来自发动机控制单元(ECM)通过CAN的关闭，空调压缩机没有工作(图1)。

　　图1 压缩机关闭提示信息

　　通过ODIS读取相关数据流，并结合Climatic单区半自动空调系统终止代码表，分别排除了空调压力、供电电压(J519电能管理)、蒸发器温度传感器、外部温度传感器(J285主控)等影响空调压缩机工作的因素。

　　数据流也证实空调控制单元J301已接收到乘客需要制冷的开关信号，如果没有空调信号则会在压缩机状态区域显示空调开关或鼓风机开关处于0位。但此时空调数据显示“压缩机关闭要求”的数值是“来自发动机控制单元ECM通过CAN的关闭”，从而导致压缩机电流、转速和负荷都为0。而且空调的其他信号均在正常值范围，各控制单元间通信，仅以CAN线连接，不存在信息线路传输故障，因此判断此故障主要影响因素应在发动机控制单元部分。

　　随后对发动机系统进行检查，发现故障存贮器中有一个故障码：“P2279——进气系统有少量气流不可信信号”(图2)。根据故障码内容，判断故障原因可能是进气系统存在漏气。

　　图2 发动机系统内的故障码

　　经过仔细检查，发现活性炭罐电磁阀N80关闭不严，有漏气现象。更换N80并确认进气系统无漏气，但故障未能解决。

　　通过ODIS读取发动机数据流，发现如下数据偏离了正常值范围(图3)：海拔高度传感器为-39%(相当于处于海拔高度3900m)、发动机负荷为21%(正常为17%)、空燃比修正为-14.6%(正常为±10%)。

　　图3 发动机数据流

　　从这些数据分析，基本确定故障一定存在于进气系统中。确认发动机系统无漏气，对进气系统的各元件进行分析，并对测量进气量的传感器——进气歧管压力传感器G71进行测量。当打开点火开关，读取发动机数据流，发现G71数据存在异常，当打开点火开关时(未起动)，G71传感器正常值应为大气压力(101kPa左右)，但现在此车数据显示为62 kPa，明显异常(图4)。依据上述数据流分析及检查结果，判断为发动机进气压力传感器故障。

　　图4 G71数据存在异常

　　故障排除

　　更换进气压力传感器后，空调功能恢复正常，此时检查空调数据与发动机数据均恢复正常值(图5)。

　　图5 数据流恢复正常

　　回顾总结

　　对数据流进行分析研究，并请教主机厂技术支持工程师，本案例中发动机管理系统的控制策略如图6所示。

　　图6 发动机管理系统的控制策略

　　查阅内部资料，具体分析如下。

　　(1)海拔高度的检测

　　现代车辆发动机管理系统，基本都取消了海拔高度传感器，而是采用G71传感器数据进行检测，并采用以下两种方案判断海拔高度：

　　①打开点火开关时读取G71数据，作为初始的海拔高度。

　　②当转速较高并且节气门接近全开时，G71的数据会作为行驶过程的海拔高度。例如，车辆一直处于上山过程并且没有熄火时，系统就会通过这种方法确定海拔高度。

　　(2)传感器G71合理性的判断

　　传感器有如下4种故障类型：

　　①最大故障：信号超过正常范围的上限。

　　②最小故障：信号超过正常范围的下限。

　　③信号故障：无信号。

　　④不合理故障：有信号，但信号不合理。

　　为了判断故障，采取以下三种方案：

　　方案1：直接采样。主要检测最大/最小值。

　　方案2：直接采样+辅助信号。对信号合理性进行判断。

　　方案3：采样+主动诊断。特殊检测，例如对后氧传感器的诊断。

　　对于本案例的G71，可能存在第④种故障，因此需采用方案2进行检测，就是引入节气门开度和转速信号。因为在给定的发动机中，节气门开度、转速和进气歧管压力信号三者的关系(加上其他修正参数)基本恒定，只要其中一个参数出现偏差，可通过其他两个参数进行计算判断。

　　(3)J220与空调压缩机工作

　　空调控制单元在吸合压缩机前，为防止扭矩波动，必须先向发动机控制单元发出“压缩机吸合请求”的信号。发动机控制单元接到此外部扭矩变化的信号，增大扭矩。如果发动机判断能满足扭矩变化，则向空调控制单元发出“压缩机吸合允许”的信号，空调控制单元就可吸合压缩机。