HOWO車型新刮水電氣系統(tǒng)故障分析及改進(jìn)

韓慶福，孟國龍，朱磊磊，張文斌

（中國重汽集團(tuán)技術(shù)發(fā)展中心汽車電子設(shè)計部，山東 濟(jì)南 250002）

1 故障原因

根據(jù)重汽卡車公司反饋，裝配新電氣系統(tǒng)的HOWO車，下線時普遍存在刮刷停位需要進(jìn)行二次調(diào)整才能自動停在風(fēng)窗玻璃下沿規(guī)定區(qū)域的情況。

新電氣系統(tǒng)于2012年11月在重汽卡車公司HOWO車型上應(yīng)用，與之前的電氣系統(tǒng)相比，取消原來的車身中央控制單元 （CBCU），更改整車控制邏輯，通過具備CAN通信的組合儀表，實(shí)現(xiàn)動力模塊需要顯示的有關(guān)內(nèi)容；閃光、刮水、霧燈等功能，通過集成的中央電氣接線盒和多功能控制器實(shí)現(xiàn)相關(guān)控制；調(diào)整翹板、組合等開關(guān)的工作電流，直接實(shí)現(xiàn)了有關(guān)執(zhí)行器件的控制。較之前帶有車身中央控制單元的電氣系統(tǒng)，雖智能和靈活配置較差，但性價比高，可維修性好。系統(tǒng)中的多功能控制器主要包括閃光，刮水，前、后霧燈，預(yù)熱，排氣制動及熄火控制等功能，其中刮水低速開關(guān)、刮水間歇開關(guān)、刮水噴淋開關(guān)、刮水回位信號、刮水低速繼電器線圈端連接到多功能控制器。

經(jīng)分析，目前刮水電氣系統(tǒng)刮刷靠的是慣性制動停位，慣性制動是刮水電氣系統(tǒng)在斷電后刮刷靠運(yùn)動慣量逐漸衰減而自然停止，受負(fù)載變化的影響，每次停位位置都不一樣，且偏差較大，故需進(jìn)行二次調(diào)整。

2 改進(jìn)方案

徹底解決該問題的方法是將慣性制動改為能耗制動。能耗制動是電機(jī)控制可靠性較高的傳統(tǒng)制動方式，能保證刮水系統(tǒng)斷電后刮刷比較準(zhǔn)確地停在初始位置 （風(fēng)窗玻璃下沿規(guī)定的區(qū)域），目前行業(yè)內(nèi)多采取此方式控制。改進(jìn)前后電路見圖1、圖2。

2.1 改進(jìn)前

改前刮水電氣系統(tǒng)電路見圖1。由于二極管的存在，導(dǎo)致刮水電動機(jī)無法進(jìn)行能耗制動，完全靠運(yùn)動慣量逐漸衰減而自然停止，受負(fù)載變化的影響，每次停位位置都不一樣。

2.2 改進(jìn)后

改進(jìn)后電路見圖2。將二極管的位置進(jìn)行改變，整車用電氣接線盒也需作相應(yīng)更改，將K2刮水高速繼電器由4腳改為5腳的，電氣接線盒內(nèi)部將刮水高速繼電器K2的87a與刮水低速繼電器K6的87進(jìn)行連接，且重新設(shè)計駕駛室電線束。刮水電氣系統(tǒng)改進(jìn)后，若斷開刮水開關(guān)，電動機(jī)斷電，由于電動機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子繼續(xù)按原來的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動，但此時的電動機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行 （因?yàn)榇藭r的電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相反），電動機(jī)電樞繞組感應(yīng)電流方向與電源電壓相反，所以感應(yīng)電流由低速電刷流經(jīng)刮水開關(guān)、電動機(jī)負(fù)極電刷、電樞繞組形成電流回路。由于刮水電動機(jī)的磁源是永磁體，其極性不變而感應(yīng)電流反向，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與電動運(yùn)行狀態(tài)相反，此時的電磁轉(zhuǎn)矩與電動機(jī)轉(zhuǎn)向方向相反，成為電動機(jī)的制動力矩，電動機(jī)則進(jìn)入能耗制動狀態(tài)。另外彈簧片的觸點(diǎn)與減速齒輪端面 （包括復(fù)位片）之間的機(jī)械摩擦、電動機(jī)其它的附加機(jī)械摩擦以及拖動的負(fù)載等也都成為電動機(jī)的制動力矩。故電動機(jī)在這些制動力矩的共同作用下迅速制動停車，刮水器的刮刷便自動復(fù)位到汽車風(fēng)窗玻璃下沿的規(guī)定區(qū)域。同時刮水開關(guān)的電流很小，可靠性也會大大提高。

改進(jìn)后的刮水電氣系統(tǒng)經(jīng)多輛HOWO試驗(yàn)車實(shí)車驗(yàn)證，結(jié)果刮刷停位效果很好。當(dāng)月改進(jìn)，當(dāng)月裝車，即從2012年11月開始已經(jīng)在重汽卡車公司HOWO車型上批量裝車，從生產(chǎn)單位的反饋來看，刮刷能夠一次停在調(diào)校后的指定區(qū)域，因此可以確定，改進(jìn)是相當(dāng)成功的。