一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法

摘要

本发明公开了一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法，包括：检测车内温度及出风口风速；当T1标‑T1>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱>ΔV1时，检测鼓风机信号，如果︱I1‑I1标︱>ΔI1，则判断为鼓风机故障；以及当T1‑T1标>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱≤ΔV1时，检测混合风门电信号：如果︱I2‑I2标︱>ΔI2，则判断为混合风门故障；如果︱I2‑I2标︱≤ΔI2，则检测系统高压：如果系统高压偏高，则判断为制冷剂过多；如果系统高压正常或偏低，则依次判断膨胀阀、压缩机、冷凝器和蒸发器是否发生故障及故障类型。

权利要求

1.一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，包括：检测车内温度及出风口风速；

当T1‑T1标>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱>ΔV1时，检测鼓风机信号，如果︱I1‑I1标︱>ΔI1，则判断为鼓风机故障；以及

当T1‑T1标>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱≤ΔV1时，检测混合风门电信号：如果︱I2‑I2标︱>ΔI2，则判断为混合风门故障；

如果︱I2‑I2标︱≤ΔI2，则检测系统高压：如果系统高压偏高，则判断为制冷剂过多；如果系统高压正常或偏低，则依次判断膨胀阀、压缩机、冷凝器和蒸发器是否发生故障及故障类型；

式中，T1表示车内温度，T1标表示车内标准温度，ΔT1表示车内温度允许差值；V1表示出风口风速，V1标表示出风口标准风速，ΔV1表示出风口风速允许差值；I1表示鼓风机电信号，I1标表示鼓风机标准电信号，ΔI1表示鼓风机电信号允许差值；I2表示混合风门电信号，I2标表示混合风门标准电信号，ΔI2表示混合风门电信号允许差值。

2.根据权利要求1所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，如果系统高压正常或偏低，则检测系统低压，其中：当系统低压偏低时，检测膨胀阀前后压力：如果︱P11‑P12‑P阀︱>ΔP阀，判断为膨胀阀故障；

如果︱P11‑P12‑P阀︱≤ΔP阀，判断为制冷剂偏少；

当系统低压偏高时，则判断为膨胀阀故障；

式中，P11、P12分别表示膨胀阀前后的压力，P阀表示膨胀阀前后标准压差，ΔP阀表示膨胀阀前后压差允许差值。

3.根据权利要求1或2所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，当满足P2‑P2标>ΔP高、P3‑P3标>ΔP高或P4‑P4标>ΔP高其中之一时，判断系统高压偏高；否则，判断系统高压正常或偏低；

其中，P2、P3、P4分别表示高压区不同位置的压力，P2标、P3标、P4标分别表示高压区内与P2、P3、P4相同位置标准压力；ΔP高高压区压力允许差值。

4.根据权利要求2所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，还包括：当系统低压正常时，检测压缩机出口压力，其中：如果P1标‑P1>ΔP1，则判断为压缩机故障；

如果P1标‑P1≤ΔP1，则检测冷凝器内部压力，如果冷凝器存在局部压力过高或压力过低现象，则判断为冷凝器局部堵塞；

式中，P1表示压缩机出口压力，P1标表示压缩机出口标准压力，ΔP1表示.压缩机出口压力允许差值。

5.根据权利要求2或4所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，当满足P13标‑P13>ΔP低、P14标‑P14>ΔP低或P15标‑P15>ΔP低其中之一时，判断为系统低压偏低；

当满足P13‑P13标>ΔP低、P14‑P14标>ΔP低或P15‑P15标>ΔP低其中之一时，判断为系统低压偏高；

否则，判断为系统低压正常；

其中，P13、P14、P15分别表示低压区不同位置的压力；P13标、P14标、P15标分别表示低压区内与P13、P14、P15相同位置标准压力；ΔP低表示低压区压力允许差值。

6.根据权利要求5所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，还包括：如果冷凝器不存在局部压力过高或压力过低现象，检测冷凝器出口温度，其中：如果T3‑T3标>ΔT3，则判断为冷凝器表面散热不良；

如果T3‑T3标≤ΔT3，则检测蒸发器内部压力，如果蒸发器存在局部压力过高或压力过低现象，则判断为蒸发器局部堵塞；

式中，T3表示冷凝器出口温度，T3标表示冷凝器出口标准温度，ΔT3表示冷凝器出口温度允许差值。

7.根据权利要求6所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，如果蒸发器不存在局部压力过高或压力过低现象，检测蒸发器出口温度，其中：如果T2标‑T2>ΔT2，则判断为蒸发器表面吸热不良；

式中，T2表示蒸发器出口温度，T2标表示蒸发器出口标准温度，ΔT2表示蒸发器出口温度允许差值。

8.根据权利要求1所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，还包括：当T1标‑T1>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱>ΔV1时，检测鼓风机信号，其中：如果︱I1‑I1标︱>ΔI1，则判断为鼓风机故障；

式中，T1表示车内温度，T1标表示车内标准温度，ΔT1表示车内温度允许差值；V1表示出风口风速，V1标表示出风口标准风速，ΔV1表示出风口风速允许差值；I1表示鼓风机电信号，I1标表示鼓风机标准电信号，ΔI1表示鼓风机电信号允许差值。

9.根据权利要求6所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，当T1标‑T1>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱≤ΔV1时，检测蒸发器出口温度，其中：如果T2标‑T2>ΔT2，则判断为膨胀阀故障；

式中，V1表示出风口风速，V1标表示出风口标准风速，ΔV1表示出风口风速允许差值；T2表示蒸发器出口温度，T2标表示蒸发器出口标准温度，ΔT2表示蒸发器出口温度允许差值。

10.根据权利要求9所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，其特征在于，还包括：如果T2标‑T2≤ΔT2，则检测混合风门信号，其中：如果︱I2‑I2标︱>ΔI2，判断为混合风门故障；

式中，T2表示蒸发器出口温度，T2标表示蒸发器出口标准温度，ΔT2表示蒸发器出口温度允许差值；I2表示混合风门电信号，I2标表示混合风门标准电信号，ΔI2表示混合风门电信号允许差值。

说明书

一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法

技术领域

[0001] 本发明属于汽车空调技术领域，特别涉及一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法。

背景技术

[0002] 随着我国经济的不断发展，人们生活水平的不断提高，汽车的需求量也在急剧增加，并且对于舱内的舒适程度要求也相应的不断提高，甚至从某种意义上讲，汽车已经不仅
仅是一种交通工具，更可以说是一个“移动的家”。为保证舱内的温度、湿度、空气清洁度等
时刻处于最佳状态汽车空调系统不断更新优化，这使得汽车空调系统更加复杂，同时由于
汽车空调几乎所有工况都是在汽车行驶过程中，存在振动冲击等，这会使得汽车空调故障
远多于家用空调，同样这会造成一旦出现故障极难判断故障类型。

[0003] 目前较先进的车用空调故障诊断系统一般在系统中安装较多数的温度和压力传感器，监测多个状态点判断系统整体是否存在故障，大多数系统在故障发生时只能发出故
障警报而不能判断出具体的故障部件或判断出故障部件而不知具体故障类型。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种汽车空调制冷模式的故障判断方法，通过采集温度、压力、风速、电信号多种参数，有效地提高判断的可靠性，并且能够逐级判断出具体的故障部
件及故障类型。

[0005] 本发明提供的技术方案为：

[0006] 一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法，包括：

[0007] 检测车内温度及出风口风速；

[0008] 当T1标‑T1>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱>ΔV1时，检测鼓风机信号，如果︱I1‑I1标︱>ΔI1，则判断为鼓风机故障；以及

[0009] 当T1‑T1标>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱≤ΔV1时，检测混合风门电信号：

[0010] 如果︱I2‑I2标︱>ΔI2，则判断为混合风门故障；

[0011] 如果︱I2‑I2标︱≤ΔI2，则检测系统高压：如果系统高压偏高，则判断为制冷剂过多；如果系统高压正常或偏低，则依次判断膨胀阀、压缩机、冷凝器和蒸发器是否发生故障及故
障类型；

[0012] 式中，T1表示车内温度，T1标表示车内标准温度，ΔT1表示车内温度允许差值；V1表示出风口风速，V1标表示出风口标准风速，ΔV1表示出风口风速允许差值；I1表示鼓风机电信
号，I1标表示鼓风机标准电信号，ΔI1表示鼓风机电信号允许差值；I2表示混合风门电信号，
I2标表示混合风门标准电信号，ΔI2表示混合风门电信号允许差值。

[0013] 优选的是，如果系统高压正常或偏低，则检测系统低压，其中：

[0014] 当系统低压偏低时，检测膨胀阀前后压力：

[0015] 如果︱P11‑P12‑P阀︱>ΔP阀，判断为膨胀阀故障；

[0016] 如果︱P11‑P12‑P阀︱≤ΔP阀，判断为制冷剂偏少；

[0017] 当系统低压偏高时，则判断为膨胀阀故障；

[0018] 式中，P11、P12分别表示膨胀阀前后的压力，P阀表示膨胀阀前后标准压差，ΔP阀表示膨胀阀前后压差允许差值。

[0019] 优选的是，当满足P2‑P2标>ΔP高、P3‑P3标>ΔP高或P4‑P4标>ΔP高其中之一时，判断系统高压偏高；否则，判断系统高压正常或偏低；

[0020] 其中，P2、P3、P4分别表示高压区不同位置的压力，P2标、P3标、P4标分别表示高压区内与P2、P3、P4相同位置标准压力；ΔP高高压区压力允许差值。

[0021] 优选的是，所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，还包括：

[0022] 当系统低压正常时，检测压缩机出口压力，其中：

[0023] 如果P1标‑P1>ΔP1，则判断为压缩机故障；

[0024] 如果P1标‑P1≤ΔP1，则检测冷凝器内部压力，如果冷凝器存在局部压力过高或压力过低现象，则判断为冷凝器局部堵塞；

[0025] 式中，P1表示压缩机出口压力，P1标表示压缩机出口标准压力，ΔP1表示.压缩机出口压力允许差值。

[0026] 优选的是，当满足P13标‑P13>ΔP低、P14标‑P14>ΔP低或P15标‑P15>ΔP低其中之一时，判断为系统低压偏低；

[0027] 当满足P13‑P13标>ΔP低、P14‑P14标>ΔP低或P15‑P15标>ΔP低其中之一时，判断为系统低压偏高；

[0028] 否则，判断为系统低压正常。

[0029] 优选的是，所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，还包括：如果冷凝器不存在局部压力过高或压力过低现象，检测冷凝器出口温度，其中：

[0030] 如果T3‑T3标>ΔT3，则判断为冷凝器表面散热不良；

[0031] 如果T3‑T3标≤ΔT3，则检测蒸发器内部压力，如果蒸发器存在局部压力过高或压力过低现象，则判断为蒸发器局部堵塞；

[0032] 式中，T3表示冷凝器出口温度，T3标表示冷凝器出口标准温度，ΔT3表示冷凝器出口温度允许差值。

[0033] 优选的是，如果蒸发器不存在局部压力过高或压力过低现象，检测蒸发器出口温度，其中：

[0034] 如果T2标‑T2>ΔT2，则判断为蒸发器表面吸热不良；

[0035] 式中，T2表示蒸发器出口温度，T2标表示蒸发器出口标准温度，ΔT2表示蒸发器出口温度允许差值。

[0036] 优选的是，所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，还包括：

[0037] 当T1标‑T1>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱>ΔV1时，检测鼓风机信号，其中：

[0038] 如果︱I1‑I1标︱>ΔI1，则判断为鼓风机故障；

[0039] 式中，T1表示车内温度，T1标表示车内标准温度，ΔT1表示车内温度允许差值；V1表示出风口风速，V1标表示出风口标准风速，ΔV1表示出风口风速允许差值；I1表示鼓风机电信
号，I1标表示鼓风机标准电信号，ΔI1表示鼓风机电信号允许差值。

[0040] 优选的是，当T1标‑T1>ΔT1，并且︱V1‑V1标︱≤ΔV1时，检测蒸发器出口温度，其中：如果T2标‑T2>ΔT2，则判断为膨胀阀故障；

[0041] 式中，V1表示出风口风速，V1标表示出风口标准风速，ΔV1表示出风口风速允许差值；T2表示蒸发器出口温度，T2标表示蒸发器出口标准温度，ΔT2表示蒸发器出口温度允许差
值。

[0042] 优选的是，所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法，还包括：

[0043] 如果T2标‑T2≤ΔT2，则检测混合风门信号，其中：

[0044] 如果︱I2‑I2标︱>ΔI2，判断为混合风门故障；

[0045] 式中，T2表示蒸发器出口温度，T2标表示蒸发器出口标准温度，ΔT2表示蒸发器出口温度允许差值；I2表示混合风门电信号，I2标表示混合风门标准电信号，ΔI2表示混合风门电
信号允许差值。

[0046] 本发明的有益效果是：

[0047] (1)本发明提供的汽车空调制冷模式的故障判断方法，能够通过逐级判断精确指出故障部件及故障类型。

[0048] (2)本发明提供的汽车空调制冷模式的故障判断方法，同时采集温度、压力、风速、电信号多种数据参数，有效地提高系统的可靠性，系统可根据采集到的数据判断出具体的
故障部件及故障类型。

[0049] (3)本发明同时结合定性分析和定量分析，可针对不同的参数设定不同的允许差值，从而达到不同级别的故障允许范围，即可人为改变故障界限，空调的工作温度会随环境
温度的改变而改变，本发明针于不同的工况可以灵活调节临界点，对于诊断系统的适应性
做出较大提升，从而满足不同的用户需求。

附图说明

[0050] 图1为本发明所述的汽车空调系统制冷模式故障判断方法的流程图。

[0051] 图2为本发明的各传感器的布置图。

具体实施方式

[0052] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0053] 如图1‑2所示，本发明提供了一种汽车空调系统制冷模式故障判断方法，本发明中涉及到的传感器布置位置及故障诊断系统物理量说明如下：

[0054] 车内均匀布置温度传感器检测舱内温度T1；

[0055] 车内标准温度T1标；

[0056] 车内温度允许差值ΔT1；

[0057] 出风口布置流速传感器检测出风口空气流速V1；

[0058] 出风口标准风速V1标；

[0059] 出风口风速允许差值ΔV1；

[0060] 鼓风机处布置电信号传感器检测鼓风机电信号I1；

[0061] 鼓风机标准电信号I1标；

[0062] 鼓风机电信号允许差值ΔI1；

[0063] 蒸发器出口布置温度传感器21检测出口温度T2；

[0064] 蒸发器出口标准温度T2标；

[0065] 蒸发器出口温度允许差值ΔT2；

[0066] 混合风门处布置电信号传感器检测混合风门电信号I2；

[0067] 混合风门标准电信号I2标；

[0068] 混合风门电信号允许差值ΔI2；

[0069] 高压区均匀布置多个压力传感器2、3、4检测系统高压压力P2、P3、P4；

[0070] 高压区相同位置标准压力P2标P3标P4标；

[0071] 高压区压力允许差值ΔP高；

[0072] 低压区均匀布置多个压力传感器13、14、15检测系统低压压力P13、P14、P15；

[0073] 低压区同样位置标准压力P13标P14标P15标；

[0074] 低压区压力允许差值ΔP低；

[0075] 膨胀阀前后布置压力传感器11、12检测膨胀阀前后压力P11、P12；

[0076] 膨胀阀前后标准压差P阀；

[0077] 膨胀阀前后压差允许差值ΔP阀；

[0078] 压缩机出口布置压力传感器1检测压缩机排气压力P1；

[0079] 压缩机出口标准压力P1标；

[0080] .压缩机出口压力允许差值ΔP1；

[0081] 冷凝器中均匀布置多个压力传感器5、6、7、8、9检测冷凝器局部压力P5、P6、P7、P8、P9；

[0082] 冷凝器相同位置标准压力P5标P6标P7标P8标P9标；

[0083] 冷凝器中压力允许差值ΔP冷；

[0084] 冷凝器出口布置温度传感器检测10冷凝器出口温度T3；

[0085] 冷凝器出口标准温度T3标；

[0086] 冷凝器出口温度允许差值ΔT3；

[0087] 蒸发器内均匀布置多个压力传感器16、17、18、19、20检测蒸发器局部压力P16、P17、P18、P19、P20；

[0088] 蒸发器相同位置标准压力P16标、P17标、P18标、P19标、P20标；

[0089] 蒸发器中压力允许差值ΔP蒸。

[0090] 具体判断过程如下：

[0091] 首先，在舱内布置温度传感器测得舱内温度T1，并且将T1与舱内标准设计温度T1标相比较，判定舱内温度是否正常，当︱T1‑T1标︱≤ΔT1时认为温度正常系统无故障；当︱T1‑T1标︱
>ΔT1是认为舱内温度不正常，存在故障，分下面两种情况继续检测：

[0092] 一、当T1标‑T1>ΔT1时认为舱内温度偏低

[0093] 此种情况下首先检测出风口风速是否正常，当︱V1‑V1标︱>ΔV1时认为出风口风量异常，则由于风量偏高导致舱内温度偏低，则进一步判断鼓风机电信号是否正常，当︱I1‑I1标︱
≤ΔI1时认为鼓风机正常工作此时存在未知故障，若︱I1‑I1标︱>ΔI1是认为鼓风机电信号异
常，鼓风机出现故障；当︱V1‑V1标︱≤ΔV1认为出风口风量正常即由送风温度偏低导致舱内温
度偏低，则进一步检测蒸发器出口温度，当T2标‑T2>ΔT2认为温度偏低，则可判定为膨胀阀故
障，导致蒸发器内制冷剂偏多，进而从环境中吸收更多热量导致舱内温度偏低；当T2标‑T2≤
ΔT2时认为蒸发器出口温度正常，则推断为冷热风混合异常，进一步检测混合风门电信号，
当︱I2‑I2标︱>ΔI2时认为混合风门电信号异常则判定为冷热风混合风门故障，当︱I2‑I2标︱≤
ΔI2时认为混合风门电信号正常，故障不定。

[0094] 二、当T1‑T1标>ΔT1时认为舱内温度偏高

[0095] 这是汽车空调制冷的最常见故障，故检测系统相对复杂。当检测到舱内温度偏高时，与上述检测相似首先检测出风口风量是否异常，当︱V1‑V1标︱>ΔV1认为出风口风量异常
即由于风量偏低导致仓内温度偏高，则进一步判断鼓风机电信号是否正常，当︱I1‑I1标︱≤Δ
I1认为鼓风机正常工作则存在未知故障，当︱I1‑I1标︱>ΔI1时认为鼓风机电信号异常则鼓风
机出现故障；当︱V1‑V1标︱≤ΔV1是认为出风口风量正常则检测混合风门电信号是否异常，
当︱I2‑I2标︱>ΔI2时认为混合风门电信号异常则为冷热风混合不当导致送风温度偏高，进而
导致舱内温度偏高；当︱I2‑I2标︱≤ΔI2时认为混合风门电信号正常即风量配比均正常，则故
障为冷风温度偏高，所以混合后送风温度温度亦偏高。此时检测系统高压，当P2‑P2标>ΔP高、
P3‑P3标>ΔP高或P4‑P4标>ΔP高满足其中之一时认为系统高压偏高，则故障为制冷剂偏多；当P2‑
P2标>ΔP高、P3‑P3标>ΔP高或P4‑P4标>ΔP高都不满足时检测系统低压，当P13标‑P13>ΔP低、P14标‑P14>
ΔP低或P15标‑P15>ΔP低满足其中之一时认为系统低压偏低则故障为制冷剂偏少或膨胀阀堵
塞，进一步检测膨胀阀前后压力是否异常，当︱P11‑P12‑P阀︱>ΔP阀时认为膨胀阀前后压差明
显异常则故障为膨胀阀堵塞，当︱P11‑P12‑P阀︱≤ΔP阀时认为故障为制冷剂偏少；当P13‑P13标>
ΔP低、P14‑P14标>ΔP低或P15‑P15标>ΔP低满足其中之一时认为系统低压偏高，则膨胀阀故障，开
度偏大，当P13标‑P13>ΔP低、P14标‑P14>ΔP低、P15标‑P15>ΔP低、P13‑P13标>ΔP低、P14‑P14标>ΔP低或P15‑
P15标>ΔP低无一满足时认为系统低压正常，则检测压缩机出口压力，当P1标‑P1>ΔP1时认为排
气压力偏低则压缩机故障，P1标‑P1≤ΔP1认为压缩机出口压力正常则检测冷凝器局部压力，
是否存在局部前后压力分别过高和过低现象，当P5‑P5标>ΔP冷同时P6标‑P6>ΔP冷、P6‑P6标>ΔP冷
同时P7标‑P7>ΔP冷、P7‑P7标>ΔP冷同时P8标‑P8>ΔP冷或P8‑P8标>ΔP冷同时P9标‑P9>ΔP冷满足其中之
一时认为存在冷凝器局部堵塞(冷凝器中压力传感器数量可根据冷凝器流程数更改)，当四
个条件无一满足时认为不存在局部压力异常现象则检测冷凝器出口温度，当T3‑T3标>ΔT3时
认为冷凝器出口温度偏高，则冷凝器表面附有异物散热不良，T3‑T3标≤ΔT3时认为冷凝器出
口温度正常则检测蒸发器局部压力是否存在局部前后分别偏高和偏低的现象，当P16‑P16标>
ΔP蒸同时P17标‑P17>ΔP蒸、P17‑P17标>ΔP蒸同时P18标‑P18>ΔP蒸、P18‑P18标>ΔP蒸同时P19标‑P19>ΔP蒸
或P19‑P19标>ΔP蒸同时P20标‑P20>ΔP蒸四个条件满足其中之一时认为存在蒸发器局部堵塞(蒸
发器器中压力传感器数量可根据蒸发器流程数更改)，当四个条件无一满足时认为不存在
蒸发器局部堵塞，则检测蒸发器出口温度是否偏高，当T2标‑T2>ΔT2时认为蒸发器出口温度
偏高则蒸发器表附有异物，影响制冷剂从环境中吸热，从而导致送风温度偏高，舱内温度偏
高；若均无以上异常则故障不定。

[0096] 本发明提供的汽车空调制冷模式的故障判断方法，能够通过逐级判断精确指出故障部件及故障类型；本发明通过同时采集温度、压力、风速、电信号多种数据参数，有效地提
高系统的可靠性，系统可根据采集到的数据判断出具体的故障部件及故障类型。本发明同
时结合定性分析和定量分析，可针对不同的参数设定不同的允许差值，从而达到不同级别
的故障允许范围，即可人为改变故障界限，空调的工作温度会随环境温度的改变而改变，本
发明针于不同的工况可以灵活调节临界点，对于诊断系统的适应性做出较大提升，从而满
足不同的用户需求。

[0097] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限
于特定的细节和这里示出与描述的图例。