2018 款奧迪A8 車濕臂刮水器的工作原理及故障診斷1 例

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

1 濕臂刮水器系統(tǒng)的組成與工作原理

1.1 濕臂刮水器系統(tǒng)的組成

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。

1.2 濕臂刮水器系統(tǒng)的工作原理

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

2 濕臂雨刮器故障診斷1例

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導線連接器T4cf端子4、J1100導線連接器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導線連接器T4cf、J1100導線連接器T6u及J519導線連接器端子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，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。