南京交通職業(yè)技術(shù)學院 蔣浩豐
2018款奧迪A8轎車可以選裝集成有玻璃清洗噴嘴的自適應(yīng)式前風窗玻璃刮水器,該系統(tǒng)常被稱作為濕臂刮水器。在這種裝備上,玻璃清洗噴嘴集成在2個刮水器臂上,分別安裝在刮水片的上方和下方。如圖1所示,當刮水器臂順時針轉(zhuǎn)動時,刮水片上方的玻璃清洗噴嘴工作;如圖2所示,當刮水器臂逆時針轉(zhuǎn)動時,刮水片下方的玻璃清洗噴嘴工作。每個刮水器臂上的2個噴嘴通道都裝備有加熱器。清洗液根據(jù)需要被直接噴到刮水片附近的前風窗玻璃上,與標配的玻璃清洗裝置相比,清洗液用量少且清洗效果更佳。另外,也不會有惱人的清洗液涌到前風窗玻璃上,從而也能保證在清洗過程中仍能有良好的視野,這對行車安全很有好處。
圖1 刮水片上方的玻璃清洗噴嘴工作
圖2 刮水片下方的玻璃清洗噴嘴工作
濕臂刮水器系統(tǒng)是由刮水器開關(guān)、刮水器電動機控制單元(J400)、刮水器連桿、刮水器臂及前風窗玻璃清洗泵控制單元(J1100)等組成,以下對系統(tǒng)中的刮水器臂和J1100做個簡單介紹。
(1)在每個刮水器臂上集成有2個加熱噴嘴通道,一個通道負責刮水片上方的玻璃清洗噴嘴,另一個負責刮水片下方的玻璃清洗噴嘴。如圖3所示,每個噴嘴通道上有11個噴口,每個噴嘴通道的頂端的噴嘴設(shè)計成可調(diào)節(jié)的球形噴嘴,這樣就可以控制清洗液流出的方向,其他的噴嘴是不可調(diào)節(jié)的。
圖3 刮水器臂上的噴嘴通道
(2)如圖4所示,J1100安裝在流水槽內(nèi),它使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號來激活玻璃清洗泵和刮水器臂內(nèi)的加熱電阻。濕臂刮水器系統(tǒng)的玻璃清洗泵為雙泵式結(jié)構(gòu),如果泵朝一個方向轉(zhuǎn)動,那么就為刮水器臂上方的玻璃清洗噴嘴提供清洗液;如果泵朝另一個方向轉(zhuǎn)動,那么就為刮水器臂下方的玻璃清洗噴嘴提供清洗液。
圖4 J1100的安裝位置
圖5 濕臂刮水器系統(tǒng)的工作原理
如圖5所示,刮水器開關(guān)(E)的擋位信號由轉(zhuǎn)向柱電子控制單元(J527)通過FlexRay總線發(fā)送給數(shù)據(jù)總線診斷連接器(J533),J533隨后再將該信號經(jīng)舒適CAN總線2傳送至車載電網(wǎng)控制單元(J519),J519隨后通過LIN總線激活J400和J1100,然后J1100通過PWM信號控制玻璃清洗泵(V5)工作。J1100是J519的LIN總線從控單元,在同一支路上還連接有J400、雨水與光強度識別傳感器(G397)和車燈開關(guān)(E1)。如圖6所示,J1100上有6個端子,端子1經(jīng)LIN總線連接至J519,端子2和端子3分別是供電和搭鐵端子,端子4控制駕駛?cè)藗?cè)與副駕駛?cè)藗?cè)刮水器臂內(nèi)的加熱電阻,端子5和端子6控制玻璃清洗泵。
J1100使用PWM信號控制玻璃清洗泵,既負責控制噴到前風窗玻璃上的的清洗液量,也負責控制噴清洗液的時刻。玻璃清洗泵的激活取決于車外溫度、刮水器臂位置及車速。玻璃清洗泵有2種工作模式:冬季模式和夏季模式。當車外溫度低于5 ℃時,系統(tǒng)就會激活冬季模式;當車外溫度高于7 ℃時,系統(tǒng)則會切換至夏季模式。每種模式根據(jù)車速狀況,還會細分成4個特性曲線。因此,玻璃清洗泵的激活總共有8種形式。圖7表示在冬季模式1時玻璃清洗泵的激活狀況,當刮水片從下反轉(zhuǎn)點向上反轉(zhuǎn)點運動時(圖7a),在紅色區(qū)域,刮水片上側(cè)的玻璃清洗噴嘴被激活;在藍色區(qū)域,刮水片下側(cè)的玻璃清洗噴嘴被激活。當刮水片從上反轉(zhuǎn)點向下反轉(zhuǎn)點運動時(圖7b),在藍色區(qū)域,刮水片下側(cè)的玻璃清洗噴嘴被激活,在刮水片即將到達下反轉(zhuǎn)點前,刮水片上側(cè)的清洗噴嘴就會被激活。
圖6 J1100上的端子連接示意
圖7 冬季模式1時玻璃清洗泵的激活狀況
故障現(xiàn)象 一輛2018款奧迪A8車,搭載CZS發(fā)動機,配備濕臂刮水器系統(tǒng),累計行駛里程約為1.5萬km。車主反映,濕臂刮水器不工作,且組合儀表提示刮水器系統(tǒng)有故障。
故障診斷 接車后,用專用故障檢測儀(VAS6150D)檢測,在J519內(nèi)存儲有故障代碼“U10A300 刮水器電動機控制單元無通信,主動/靜態(tài)”“U11FC00 前風窗玻璃清洗泵控制單元無通信,主動/靜態(tài)”(圖8)。根據(jù)圖5,得知J400和J1100均為J519的LIN總線從控單元,且連接在同一條LIN總線上。對讀得的故障代碼進行分析,推測導(dǎo)致J400和J1100同時無法通信的原因有:其中一個LIN總線從控單元有故障;LIN總線故障,如斷路、對搭鐵或電源短路;LIN總線從控單元的供電和搭鐵故障;LIN總線主控單元故障。
圖8 讀得的故障代碼(截屏)
本著由簡入繁的診斷原則,維修人員決定用故障檢測儀清除故障代碼,分別脫開J400和J1100的導(dǎo)線連接器,檢查濕臂刮水器系統(tǒng)各項功能,并重新讀取故障代碼。脫開J1100導(dǎo)線連接器時,操作刮水器開關(guān),刮水器電動機可以工作,但組合儀表提示刮水器系統(tǒng)有故障,此時讀得的故障代碼含義為J1100無通信和J400信號不可信。脫開J400導(dǎo)線連接器時,操作刮水器開關(guān),刮水器不噴水,且組合儀表仍舊提示刮水器系統(tǒng)有故障,此時讀得的故障代碼含義為J400無通信和J1100信號不可信,至此,排除LIN總線從控單元存在故障的可能。查閱相關(guān)電路(圖9),用萬用表測量J400、J1100的供電和搭鐵,均正常。繼續(xù)測量J400導(dǎo)線連接器T4cf端子4、J1100導(dǎo)線連接器T6u端子1與車身搭鐵之間的電壓(LIN總線輸入端電壓),均約為 6.8 V,偏低;測量J519導(dǎo)線連接器T73a端子22與車身搭鐵之間的電壓(LIN總線輸出端電壓),約為9 V,根據(jù)上述測量結(jié)果,判斷LIN總線可能存在虛接故障。
圖9 濕臂雨刮器控制電路
脫開J400導(dǎo)線連接器T4cf、J1100導(dǎo)線連接器T6u及J519導(dǎo)線連接器端子T73a,測量J400與J1100之間LIN總線的電阻,為 0.03 Ω;測量J519與J400、J1100之間LIN總線的電阻,均為30 Ω~50 Ω,由此判定J519與J400、J1100之間的LIN總線的確存在虛接。仔細檢查LIN總線,發(fā)現(xiàn)LIN總線節(jié)點處有腐蝕現(xiàn)象,輕輕拉了拉J519方向的LIN總線,節(jié)點處的LIN總線隨即脫開。
故障排除 對節(jié)點處脫開的LIN總線進行修復(fù),試車,故障現(xiàn)象消失,至此,故障徹底排除。
故障總結(jié) 操作刮水器開關(guān),刮水器開關(guān)的擋位信號由轉(zhuǎn)向柱電子控制單元通過FlexRay總線發(fā)送給J533,J533通過舒適CAN總線2將該信號傳遞給J519,J519再通過LIN總線激活J400和J1100。在故障車上,J519輸出電壓信號正常,由于J519與J400、J1100之間的LIN總線存在虛接,使得J400和J1100接收的電平公差值已不在允許的范圍,進而導(dǎo)致J400和J1100無法正常通信。當脫開其中一個LIN總線從控單元時,其他LIN總線從控單元通信恢復(fù)正常。因為LIN 總線有如下特性,隨著LIN總線從控單元的數(shù)量減少,LIN總線電壓會有一定的上升。當脫開一個LIN總線從控單元時,如果其他從控單元接收的電平公差正好在允許的范圍,則從控單元通信恢復(fù)正常。因此,充分了解系統(tǒng)的工作原理有助于我們快速排除故障。