2018 款奥迪A8 车湿臂刮水器的工作原理及故障诊断1 例

南京交通职业技术学院 蒋浩丰

2018款奥迪A8轿车可以选装集成有玻璃清洗喷嘴的自适应式前风窗玻璃刮水器，该系统常被称作为湿臂刮水器。在这种装备上，玻璃清洗喷嘴集成在2个刮水器臂上，分别安装在刮水片的上方和下方。如图1所示，当刮水器臂顺时针转动时，刮水片上方的玻璃清洗喷嘴工作；如图2所示，当刮水器臂逆时针转动时，刮水片下方的玻璃清洗喷嘴工作。每个刮水器臂上的2个喷嘴通道都装备有加热器。清洗液根据需要被直接喷到刮水片附近的前风窗玻璃上，与标配的玻璃清洗装置相比，清洗液用量少且清洗效果更佳。另外，也不会有恼人的清洗液涌到前风窗玻璃上，从而也能保证在清洗过程中仍能有良好的视野，这对行车安全很有好处。

图1 刮水片上方的玻璃清洗喷嘴工作

图2 刮水片下方的玻璃清洗喷嘴工作

1 湿臂刮水器系统的组成与工作原理

1.1 湿臂刮水器系统的组成

湿臂刮水器系统是由刮水器开关、刮水器电动机控制单元（J400）、刮水器连杆、刮水器臂及前风窗玻璃清洗泵控制单元（J1100）等组成，以下对系统中的刮水器臂和J1100做个简单介绍。

（1）在每个刮水器臂上集成有2个加热喷嘴通道，一个通道负责刮水片上方的玻璃清洗喷嘴，另一个负责刮水片下方的玻璃清洗喷嘴。如图3所示，每个喷嘴通道上有11个喷口，每个喷嘴通道的顶端的喷嘴设计成可调节的球形喷嘴，这样就可以控制清洗液流出的方向，其他的喷嘴是不可调节的。

图3 刮水器臂上的喷嘴通道

（2）如图4所示，J1100安装在流水槽内，它使用脉冲宽度调制（PWM）信号来激活玻璃清洗泵和刮水器臂内的加热电阻。湿臂刮水器系统的玻璃清洗泵为双泵式结构，如果泵朝一个方向转动，那么就为刮水器臂上方的玻璃清洗喷嘴提供清洗液；如果泵朝另一个方向转动，那么就为刮水器臂下方的玻璃清洗喷嘴提供清洗液。

1.2 湿臂刮水器系统的工作原理

图4 J1100的安装位置

图5 湿臂刮水器系统的工作原理

如图5所示，刮水器开关（E）的挡位信号由转向柱电子控制单元（J527）通过FlexRay总线发送给数据总线诊断连接器（J533），J533随后再将该信号经舒适CAN总线2传送至车载电网控制单元（J519），J519随后通过LIN总线激活J400和J1100，然后J1100通过PWM信号控制玻璃清洗泵（V5）工作。J1100是J519的LIN总线从控单元，在同一支路上还连接有J400、雨水与光强度识别传感器（G397）和车灯开关（E1）。如图6所示，J1100上有6个端子，端子1经LIN总线连接至J519，端子2和端子3分别是供电和搭铁端子，端子4控制驾驶人侧与副驾驶人侧刮水器臂内的加热电阻，端子5和端子6控制玻璃清洗泵。

J1100使用PWM信号控制玻璃清洗泵，既负责控制喷到前风窗玻璃上的的清洗液量，也负责控制喷清洗液的时刻。玻璃清洗泵的激活取决于车外温度、刮水器臂位置及车速。玻璃清洗泵有2种工作模式：冬季模式和夏季模式。当车外温度低于5 ℃时，系统就会激活冬季模式；当车外温度高于7 ℃时，系统则会切换至夏季模式。每种模式根据车速状况，还会细分成4个特性曲线。因此，玻璃清洗泵的激活总共有8种形式。图7表示在冬季模式1时玻璃清洗泵的激活状况，当刮水片从下反转点向上反转点运动时（图7a），在红色区域，刮水片上侧的玻璃清洗喷嘴被激活；在蓝色区域，刮水片下侧的玻璃清洗喷嘴被激活。当刮水片从上反转点向下反转点运动时（图7b），在蓝色区域，刮水片下侧的玻璃清洗喷嘴被激活，在刮水片即将到达下反转点前，刮水片上侧的清洗喷嘴就会被激活。

图6 J1100上的端子连接示意

图7 冬季模式1时玻璃清洗泵的激活状况

2 湿臂雨刮器故障诊断1例

故障现象 一辆2018款奥迪A8车，搭载CZS发动机，配备湿臂刮水器系统，累计行驶里程约为1.5万km。车主反映，湿臂刮水器不工作，且组合仪表提示刮水器系统有故障。

故障诊断 接车后，用专用故障检测仪（VAS6150D）检测，在J519内存储有故障代码“U10A300 刮水器电动机控制单元无通信，主动/静态”“U11FC00 前风窗玻璃清洗泵控制单元无通信，主动/静态”（图8）。根据图5，得知J400和J1100均为J519的LIN总线从控单元，且连接在同一条LIN总线上。对读得的故障代码进行分析，推测导致J400和J1100同时无法通信的原因有：其中一个LIN总线从控单元有故障；LIN总线故障，如断路、对搭铁或电源短路；LIN总线从控单元的供电和搭铁故障；LIN总线主控单元故障。

图8 读得的故障代码（截屏）

本着由简入繁的诊断原则，维修人员决定用故障检测仪清除故障代码，分别脱开J400和J1100的导线连接器，检查湿臂刮水器系统各项功能，并重新读取故障代码。脱开J1100导线连接器时，操作刮水器开关，刮水器电动机可以工作，但组合仪表提示刮水器系统有故障，此时读得的故障代码含义为J1100无通信和J400信号不可信。脱开J400导线连接器时，操作刮水器开关，刮水器不喷水，且组合仪表仍旧提示刮水器系统有故障，此时读得的故障代码含义为J400无通信和J1100信号不可信，至此，排除LIN总线从控单元存在故障的可能。查阅相关电路（图9），用万用表测量J400、J1100的供电和搭铁，均正常。继续测量J400导线连接器T4cf端子4、J1100导线连接器T6u端子1与车身搭铁之间的电压（LIN总线输入端电压），均约为 6.8 V，偏低；测量J519导线连接器T73a端子22与车身搭铁之间的电压（LIN总线输出端电压），约为9 V，根据上述测量结果，判断LIN总线可能存在虚接故障。

图9 湿臂雨刮器控制电路

脱开J400导线连接器T4cf、J1100导线连接器T6u及J519导线连接器端子T73a，测量J400与J1100之间LIN总线的电阻，为 0.03 Ω；测量J519与J400、J1100之间LIN总线的电阻，均为30 Ω～50 Ω，由此判定J519与J400、J1100之间的LIN总线的确存在虚接。仔细检查LIN总线，发现LIN总线节点处有腐蚀现象，轻轻拉了拉J519方向的LIN总线，节点处的LIN总线随即脱开。

故障排除 对节点处脱开的LIN总线进行修复，试车，故障现象消失，至此，故障彻底排除。

故障总结 操作刮水器开关，刮水器开关的挡位信号由转向柱电子控制单元通过FlexRay总线发送给J533，J533通过舒适CAN总线2将该信号传递给J519，J519再通过LIN总线激活J400和J1100。在故障车上，J519输出电压信号正常，由于J519与J400、J1100之间的LIN总线存在虚接，使得J400和J1100接收的电平公差值已不在允许的范围，进而导致J400和J1100无法正常通信。当脱开其中一个LIN总线从控单元时，其他LIN总线从控单元通信恢复正常。因为LIN 总线有如下特性，随着LIN总线从控单元的数量减少，LIN总线电压会有一定的上升。当脱开一个LIN总线从控单元时，如果其他从控单元接收的电平公差正好在允许的范围，则从控单元通信恢复正常。因此，充分了解系统的工作原理有助于我们快速排除故障。