HOWO車型新刮水電氣系統(tǒng)故障分析及改進

韓慶福，孟國龍，朱磊磊，張文斌

（中國重汽集團技術(shù)發(fā)展中心汽車電子設(shè)計部，山東 濟南 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)在斷電后刮刷靠運動慣量逐漸衰減而自然停止，受負載變化的影響，每次停位位置都不一樣，且偏差較大，故需進行二次調(diào)整。

2 改進方案

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。改進前后電路見圖1、圖2。

2.1 改進前

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

2.2 改進后

改進后電路見圖2。將二極管的位置進行改變，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進行連接，且重新設(shè)計駕駛室電線束。刮水電氣系統(tǒng)改進后，若斷開刮水開關(guān)，電動機斷電，由于電動機轉(zhuǎn)子的機械慣性，轉(zhuǎn)子繼續(xù)按原來的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動，但此時的電動機作發(fā)電機運行 （因為此時的電動機電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速相反），電動機電樞繞組感應(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)、電動機負極電刷、電樞繞組形成電流回路。由于刮水電動機的磁源是永磁體，其極性不變而感應(yīng)電流反向，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電動運行狀態(tài)相反，此時的電磁轉(zhuǎn)矩與電動機轉(zhuǎn)向方向相反，成為電動機的制動力矩，電動機則進入能耗制動狀態(tài)。另外彈簧片的觸點與減速齒輪端面 （包括復(fù)位片）之間的機械摩擦、電動機其它的附加機械摩擦以及拖動的負載等也都成為電動機的制動力矩。故電動機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。

改進后的刮水電氣系統(tǒng)經(jīng)多輛HOWO試驗車實車驗證，結(jié)果刮刷停位效果很好。當月改進，當月裝車，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，改進是相當成功的。