◆文/廣東 黃圣方

故障現(xiàn)象

一輛2009款上汽通用別克君越3.0旗艦版轎車，行駛了90 000km左右。只要打開點火鑰匙或啟動發(fā)動機(jī)后雨刮器就會自動工作，且在車輛行駛過程中偶爾還會自動噴水，只有關(guān)閉點火鑰匙后，雨刮器才會停止運轉(zhuǎn)。由于雨刮器一直不停地工作，嚴(yán)重影響行車安全，車主只好到附近修理店進(jìn)行檢查與維修，但檢修了很長時間，且拆換了很多器件，也未能找到故障點。最后，車主只好讓修理店維修人員拆除雨刮器，把車開到我店進(jìn)行維修。

故障診斷與排除

接車時，在與車主的交流中得知，該車未進(jìn)行任何改裝，也未加裝任何附加設(shè)備，如汽車音響、GPS、倒車?yán)走_(dá)、防盜器等。

接車后，打開鑰匙，檢查儀表顯示端，儀表自檢正常。在雨刮控制開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時，雨刮器仍在不停地運轉(zhuǎn)。連接上海通用專用診斷儀對故障車進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)汽車蓄電池及充電系統(tǒng)功能均正常，檢查所有燈光也都正常，未發(fā)現(xiàn)除雨刮系統(tǒng)故障之外的其它故障，也未發(fā)現(xiàn)任何故障碼(圖1)。

2009款別克君越3.0旗艦版配備了自動雨刮控制系統(tǒng)，在故障診斷之前，有必要先來了解該車自動雨刮系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理。

該車自動雨刮系統(tǒng)包括：前風(fēng)窗玻璃雨刮器/洗滌器開關(guān)、車身控制模塊(BCM)、雨刮器繼電器、雨刮器高速繼電器、前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)、前風(fēng)窗玻璃洗滌液液面開關(guān)、前風(fēng)窗玻璃洗滌液泵、25A前風(fēng)窗玻璃雨刮器熔絲、15A洗滌器/RVC熔絲。

車身控制模塊(BCM)是前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)系統(tǒng)的組成部分，并對雨刮器電機(jī)的操作進(jìn)行控制。前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)為雙速電機(jī)，前風(fēng)窗玻璃雨刮器間歇刮洗時啟用電機(jī)的低速功能。在間歇刮洗期間，前風(fēng)窗玻璃雨刮器開關(guān)低速信號電路與低速刮洗時采用的是同一個電路。蓄電池正極電壓從前風(fēng)窗玻璃雨刮器熔絲加到雨刮器繼電器的開關(guān)側(cè)，在雨刮器開關(guān)的指令下，蓄電池正極電壓還從車身控制模塊提供至雨刮器繼電器和雨刮器高速繼電器的線圈側(cè)。前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)、雨刮器繼電器和雨刮器高速繼電器的線圈側(cè)都始終通過G200接地。車身控制模塊還向前風(fēng)窗玻璃雨刮器/洗滌器開關(guān)提供接地電路。

圖1 故障車各系統(tǒng)均無故障碼

當(dāng)雨刮器開關(guān)處于低速位時，車身控制模塊將在前風(fēng)窗玻璃雨刮器開關(guān)低速信號電路上檢測到一個信號，然后將電壓加到雨刮器繼電器控制電路上。雨刮器繼電器將因此而勵磁，使得電壓經(jīng)過雨刮器繼電器的觸點、高速繼電器的常開觸點，到達(dá)前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)的低速控制電路上(圖2)。

當(dāng)雨刮器開關(guān)處于高速位時，車身控制模塊將接收到兩個信號，分別是前風(fēng)窗玻璃雨刮器開關(guān)的低速信號和高速信號。當(dāng)車身控制模塊同時檢測到這兩個信號時，車身控制模塊將電壓加到雨刮器高速繼電器控制電路上，使得雨刮器繼電器勵磁，電壓通過雨刮器繼電器的觸點到達(dá)雨刮器電機(jī)的高速控制電路(圖3)。

圖2 雨刮器低速工作時的電流走向

圖3 雨刮器高速工作時的電流走向

前風(fēng)窗玻璃雨刮器間歇刮洗時，其刮洗間隔時間可調(diào)。間隔延時是由雨刮器/洗滌器開關(guān)內(nèi)部電阻來控制的。車身控制模塊對信號電路進(jìn)行監(jiān)測，以確定雨刮器電機(jī)低速刮洗循環(huán)的間隔時間。如果將雨刮器開關(guān)的設(shè)置從較長間隔延時調(diào)整至較短間隔延時，車身控制模塊將指令雨刮器立即刮洗一個循環(huán)，然后將延時計時器重新設(shè)置到較短的間隔延時。

前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)的停止操作是由車身控制模塊利用雨刮器電機(jī)總成內(nèi)部停止開關(guān)的輸入信號進(jìn)行控制。車身控制模塊對前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)停止開關(guān)電路進(jìn)行監(jiān)測，以判斷前風(fēng)窗玻璃刮水片是否到達(dá)了前風(fēng)窗玻璃底部。在前風(fēng)窗玻璃雨刮器電機(jī)運行的同時，此電路將被雨刮器電機(jī)停止開關(guān)拉低至低電位。當(dāng)雨刮器開關(guān)被置于關(guān)閉位置而雨刮器電機(jī)處于刮洗循環(huán)的某個中途位置時，車身控制模塊將使電機(jī)繼續(xù)運行，直到雨刮器到達(dá)停止位置。如果在雨刮器處于中途刮洗位置時點火開關(guān)被關(guān)閉，雨刮器將立即停止在當(dāng)前位置。當(dāng)點火開關(guān)下次被接通時，車身控制模塊將使雨刮器動作到停止位置。

車身控制模塊通過監(jiān)測停止開關(guān)來向雨刮器電機(jī)提供失速保護(hù)。如果雨刮器工作時，在3s之內(nèi)停止開關(guān)未進(jìn)行狀態(tài)切換，車身控制模塊將判定雨刮器電機(jī)失速，并且將使雨刮器繼電器失磁，直到雨刮器開關(guān)被斷開并再次接通。雨刮器開關(guān)在停止位置時，系統(tǒng)電路電流走向如圖4所示。

關(guān)閉雨刮開關(guān)時，雨刮片將會自動返回并停在擋風(fēng)玻璃的底部位置，這是由于雨刮系統(tǒng)具有將雨刮片停在固定位置的功能。這項功能是由凸輪開關(guān)負(fù)責(zé)執(zhí)行的，此開關(guān)由缺口凸輪板和3個觸點組成(圖5)。當(dāng)雨刮開關(guān)在LO/HI位置時，電流經(jīng)過雨刮開關(guān)進(jìn)入雨刮電機(jī)，使得電機(jī)運行。關(guān)閉雨刮器開關(guān)時，如果觸點P2不在缺口位置，電流將通過觸點P2、P1進(jìn)入雨刮電機(jī)，使得電機(jī)繼續(xù)運行；當(dāng)觸點P2通過凸輪板旋轉(zhuǎn)到了缺口處，電機(jī)電流被中斷，停止轉(zhuǎn)動。然而由于電樞的慣性，電機(jī)并不能立即停止轉(zhuǎn)動，這時觸點P3穿過凸輪的導(dǎo)電點并且形成回路：電樞→雨刮電機(jī)端子+1→刮水開關(guān)→雨刮電機(jī)端子S→觸點P1→觸點P3→電樞。由于此回路中，電樞產(chǎn)生了反電動勢進(jìn)行電力制動，電機(jī)將被立即停在固定位置。

圖4 雨刮器停止工作時的電流走向

圖6 自動感應(yīng)雨刮系統(tǒng)電路圖

該車配備的是自動感應(yīng)雨刮系統(tǒng)，電路圖如圖6所示。通過雨量傳感器感應(yīng)雨滴的大小，自動開關(guān)雨刮器，并自動調(diào)節(jié)其運行速度。小雨時它刮干凈后就自動關(guān)閉，雨大時自動轉(zhuǎn)到連續(xù)刮，再大時就自動轉(zhuǎn)到高速連續(xù)刮，雨小后轉(zhuǎn)為慢速刮，雨停后自動關(guān)閉。當(dāng)傳感器檢測到有雨水落到了前窗玻璃上就會對系統(tǒng)發(fā)出指令，使雨刮開始工作。

目前應(yīng)用較廣的雨量傳感器有光學(xué)式和電容式兩種。

圖5 雨刮器停止工作時系統(tǒng)控制原理

光學(xué)式雨量傳感器是利用光線折射原理設(shè)計的，通過發(fā)光二極管發(fā)出一束錐形光穿過前窗風(fēng)玻璃，如果玻璃上沒有雨水時，幾乎所有光線都反射到光學(xué)傳感器上；下雨時，擋風(fēng)玻璃上的雨水使一部分光線發(fā)生偏離，傳感器只能接收部分光線，系統(tǒng)即感知到雨水的存在。

電容式傳感器是利用水和玻璃介電常數(shù)的巨大差異而設(shè)計的。水的介電常數(shù)為80，玻璃的介電常數(shù)為2，兩條呈平行狀態(tài)的金屬極板放入擋風(fēng)玻璃的內(nèi)外層之間，一組指狀金屬極板相交錯，但互不接觸。當(dāng)玻璃處于干燥狀態(tài)時，玻璃外表面與每組指狀金屬極板之間就形成電介質(zhì)，且介電常數(shù)不變。下雨時，介電常數(shù)隨著玻璃上水量的變化而變化。

通過對感應(yīng)雨刮控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理的認(rèn)識和了解，并結(jié)合系統(tǒng)電路圖分析該車可能的故障原因有：車身控制模塊故障、多功能開關(guān)故障、雨量傳感器故障、線路故障。

圖7 對雨刮系統(tǒng)進(jìn)行功能測試

用上海通用汽車專用檢測電腦進(jìn)入車身控制模塊讀取故障碼，未發(fā)現(xiàn)任何故障碼；進(jìn)入特殊控制功能，對噴水電機(jī)及雨刮電機(jī)進(jìn)行功能測試，電機(jī)均工作正常(圖7)，說明車身控制模塊正常，且車身控制模塊至兩個電機(jī)之間的線路、電機(jī)至接地之間的線路均正常。

關(guān)閉點火鑰匙，拆下方向盤飾板，拔掉多功能開關(guān)插頭，再打開點火鑰匙，雨刮器開始運行。利用“替換法”換上新的多功能開關(guān)，打開點火鑰匙，故障依舊，說明故障點不在多功能開關(guān)。關(guān)閉點火鑰匙，拆下后視鏡外殼，拆下雨量傳感器并拔掉插頭，打開點火鑰匙，雨刮器竟然不運轉(zhuǎn)了。關(guān)閉鑰匙再插回雨量傳感器插頭，打開鑰匙，雨刮又自動刮起來，反復(fù)幾次都是這樣，于是就認(rèn)為是雨量傳感器故障引起。因為當(dāng)時沒貨就讓客戶把車先開走，下訂單訂貨。兩天后貨到，客戶前來更換，關(guān)閉鑰匙，裝上新的雨量傳感器，再打開鑰匙雨刮又自動運轉(zhuǎn)。

至此，已經(jīng)排除車身控制模塊、多功能開關(guān)和雨量傳感器存在故障的可能，接下來，只有逐一排查線路：

1.關(guān)閉鑰匙，拔下雨量傳感器插頭，測量雨量傳感器插頭端子，打開鑰匙，用試燈測試雨量傳感器4號電源端子線路，試燈點亮，正常；

2.打開鑰匙，用試燈測試雨量傳感器3號接地端子與電源之間的線路，試燈點亮，正常；

3.斷開蓄電池負(fù)極，拔掉多功能開關(guān)插頭，拔掉車身控制模塊插頭，用萬用表電阻擋測量雨量傳感器5號端子與接地之間的電阻，顯示"OL"，正常；

4.用萬用表電阻擋測量雨量傳感器6號端子與接地之間的電阻為6.4Ω，正常時應(yīng)顯示"OL"。

至此，基本判定故障點為6號端子與接地之間短路，也可能是與其它線路之間短路。根據(jù)電路圖，找到最容易插拔的插頭P201 J201，拔掉后用萬用表電阻擋測量多功能開關(guān)7G號端子與接地之間的電阻，顯示"OL"，正常；用萬用表電阻擋測量雨量傳感器6號端子與接地之間電阻為6.4Ω，屬于異常情況，說明雨量傳感器6號端子與插頭P201 J201之間存在線路故障；接著又?jǐn)嚅_P390 J390插頭，用萬用表電阻擋測量雨量傳感器6號端子與接地之間的電阻為15Ω，屬于異常情況，說明雨量傳感器6號端子與插頭P390 J390之間的線路異常，進(jìn)一步縮小了故障范圍。

翻閱維修資料，雨量傳感器6號端子與插頭P390 J390之間的線路位于車頂右后側(cè)C柱附近，拆下后排座椅及靠背，拆下右后C柱飾板，找出雨量傳感器6號端子粉紅色線，發(fā)現(xiàn)這條線與另外一條線已破損并短路。進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)這兩根線是被右后C柱飾板卡扣壓住并磨破后觸碰在一起。

對該線路進(jìn)行修復(fù)和包扎，再次用萬用表電阻擋測量雨量傳感器6號端子與接地之間電阻，顯示"OL"，恢復(fù)正常。裝上雨量傳感器，恢復(fù)自動雨刮系統(tǒng)，打開點火鑰匙，雨刮器不再自動運轉(zhuǎn)，且各項功能正常。至此，該車故障被徹底排除。

維修小結(jié)

交車時再次與車主交流時得知，該車之前在外面修理廠曾拆過頂篷，可能是裝復(fù)時操作人員沒太注意，導(dǎo)致飾板卡扣擠壓了這兩個導(dǎo)線，引起線路短路，從而引發(fā)故障。

本案例屬于典型的人為故障，再加上故障點位置比較隱蔽，查起來就比較困難，使得故障排除過程中走了一些彎路。通過本案例也可以看出，單靠“替換法”很容易導(dǎo)致誤診。另外，在初步診斷出故障點后，還需進(jìn)行必要的檢測或測量進(jìn)一步診斷結(jié)果，這樣才能做到萬無一失。

專家點評

羅新聞

本案例故障主要原因是雨量傳感器雨刮輸入信號不對導(dǎo)致的，但作者在描述故障現(xiàn)象時表述不清，打開點火開關(guān)或啟動發(fā)動機(jī)雨刮器就會自動工作，在車輛行駛過程中偶爾還會自動噴水。雨刮是高速還是低速工作。作者在排除此車故障時先分析該車雨刮控制電路的方法是十分正確的。通過分析控制電路主要目的是找出故障可能的原因。但是有一點我不明白，作者在進(jìn)行特殊功能控制雨刮電機(jī)判斷電機(jī)好壞是怎么操作的，因為故障現(xiàn)象本來就是只要點火開關(guān)打開雨刮電機(jī)就一直工作。就本車故障現(xiàn)象而言，應(yīng)從信號輸入、雨刮開關(guān)、雨量傳感器、繼電器觸點燒結(jié)、BCM和線路考慮。通過分別拔下雨刮開關(guān)插頭、雨量傳感器插頭、繼電器等最簡單方法就基本可以把故障原因范圍引導(dǎo)到信號輸入出問題。