宝马车系刮水清洁装置技术详解

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一、刮水清洁装置
1．刮水清洗装置概述
自总线端30B接通起可操作刮水清洗功能。刮水器由一个带减速器的电机驱动。挡风玻璃刮水器由刮水器模块促动。刮水器模块通过LIN总线连接在接线盒电子装置（JBE）上。后窗刮水器直接由接线盒电子装置（JBE）促动。喷嘴加热装置也是如此。雨水／光线传感器是系列化装备。因此，挡风玻璃刮水器一般能够自动运行。作为特殊装备提供了大灯清洗装置。大灯清洗装置是欧洲登记注册车辆装备“近光灯／远光灯的双氙气灯”时必须装备的。旅行车批量装备有后窗刮水器与单独的后窗清洗泵。
2．部件简短描述
（1）下列部件为刮水清洗装置功能提供输入信号。
①刮水器开关。通过点击而操作刮水器开关。刮水器开关不嵌入。刮水器开关的信号由转向柱开关中心（SZL）传送给中央网关模块（ZGM）。由ZGM控制单元将信号发送给接线盒电子装置（JBE）。利用刮水器开关上的轴向按钮可以激活自动运行（通过雨天／行车灯传感器自动控制）。在自动运行已关闭时，根据车速控制间歇运行。
②雨天／行车灯传感器。雨天／行车灯传感器固定在挡风玻璃上的镜脚上。雨天／行车灯传感器由晴雨传感器和行车灯传感器组成。因此可为刮水器控制检测降雨强度和为行车灯控制检测环境亮度。雨水／光线传感器通过LIN总线连接在接线盒电子装置（JBE）上。
③刮水器模块。挡风玻璃刮水器由刮水器模块驱动。刮水器模块由接线盒电子装置控制。刮水器模块通过LIN总线连接在接线盒电子装置上。
（2）下列控制单元参与刮水清洗功能。
①JBE：接线盒电子装置。接线盒电子装置（JBE）促动刮水清洗装置（包括旅行车后窗的刮水清洗装置）。接线盒电子装置（JBE）通过K-CAN与下列部件连接：中央网关模块（ZGM）。接线盒电子装置（JBE）通过LIN总线与例如下列部件连接：刮水器模块、雨天／行车灯传感器。
② SZL：转向柱开关中心。转向柱开关中心（SZL）构成了刮水器开关和中央网关模块（ZGM）之间的接口。
③ ZGM：中央网关模块。中央网关模块（ZGM）构成了K-CAN和刮水器开关之间的网关。
为刮水清洗功能控制下列执行器：
刮水器驱动装置。刮水装置是一个具有升程控制功能的双摆臂同步装置（四万向节）。刮水器驱动装置是一个无电子单元的圆形转子电机。刮水器电机在刮水器模块中。刮水器模块由接线盒电子装置（JBE）通过双衔铁继电器控制。刮水器驱动装置的极限位置（静止位置）通过刮水器驱动装置中集成的复位触头识别。
后窗刮水器驱动装置安装在后窗上。后窗刮水器驱动装置由接线盒电子装置（JBE）通过一个继电器控制。后窗玻璃刮水器驱动装置的极限位置（静止位置）通过集成在刮水器驱动装置中的复位触头识别。
挡风玻璃和后窗玻璃的清洗泵（旅行车上）。这两个清洗泵固定在清洗液罐上。清洗泵由接线盒电子装置（JBE）控制。喷嘴不可调整。由喷嘴产生一个脉动的扁平形状喷射液柱。
大灯清洗装置的清洗泵。大灯清洗装置是特殊装备。大灯清洗装置的清洗泵固定在清洗液罐上。大灯清洗装置通过继电器由接线盒电子装置（JBE）控制。
喷嘴加热装置。喷嘴加热装置可防止喷嘴冻住。喷嘴加热装置根据车外温度（

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    二、刮水清洗控制
    1．刮水器模块
    （1）概述。刮水器模块由下列组件组成：直流电机、减速器（蜗杆传动装置）、磁场传感器、电子控制装置。使用刮水清洗开关接通或关闭刮水清洗装置。开关信号由转向柱开关中心（SZL）通过FlexRay发送至中央网关模块（ZGM）。信号再由中央网关模块通过K-CAN2传输至接线盒电子装置（JBE）。接线盒电子装置分析信号，并通过局域互联网总线将请求发送至刮水器模块。根据请求，刮水器模块通过电子控制装置控制刮水器电机（直流电机）。接线盒中的配电器向刮水器模块供电（总线端Kl. 30B）。
    有下列几种刮水器运行方式：
    ①间歇运行。间歇时间取决于设置的间歇和行驶速度。接线盒电子装置分析设置的周期挡并控制刮水器模块。
    ②自动刮水器运行。如果选择自动刮水器运行，则开始一次刮水。接着晴雨传感器探测雨的大小。接线盒电子装置没20ms分析一次晴雨传感器的信号。根据信号分析接线盒电子装置控制刮水器模块。接线盒电子装置控制刮水器速度。
    ③刮水器挡位1持续刮水。如果选择刮水器挡位1持续刮水时，刮水器电机以每分钟41次刮水循环的频率持续刮水。如果行驶速度被大大降低，致使车辆停止，则刮水器运行从持续刮水运行方式切换至间歇运行方式。如果行驶速度超过4km/h，则刮水器挡位1持续刮水重新接通。
    ④刮水器挡位2持续刮水。如果选择刮水器挡位2持续刮水时，刮水器电机以每分钟57次刮水循环的频率持续刮水。如果行驶速度被大大降低，致使车辆停止，则刮水器运行从刮水器挡位2持续刮水运行方式切换至刮水器挡位1持续刮水运行方式。如果行驶速度超过4km/h，则刮水器挡位2持续刮水重新接通。行驶速度超过约210km/h后将切换回刮水器挡位1持续刮水。行驶速度低于约205km/h时重新切换至刮水器挡位2持续刮水。如果在刮水器挡位2持续刮水运行方式下刮水器模块识别到负荷增加，则会切换回刮水器挡位1持续刮水。
    ⑤点动刮水。持续操作开关（刮水清洗开关）后执行点动刮水。
    （2）功能描述。刮水器模块包括刮水器电机的电子控制装置，如图1所示。根据接线盒电子装置（JBE）的请求，电子控制装置控制刮水器电机。刮水器电机由一个集成有减速器的电刷电机构成。可反转控制刮水器。也就是说：当刮水臂到达转向位置时，通过改变刮水器电机的极性可以重新返回刮水臂。通过预规定的电流方向识别刮水器电机的旋转方向。刮水器位置和刮水器速度通过一个磁场传感器测定。该传感器根据AMR原理（AMR表示“各向异性磁阻”）工作。磁铁位于减速器中的齿轮上。刮水频率分为14挡。刮水频率的最小值为每分钟35次刮水循环。刮水频率的最大值为每分钟61次刮水循环。

    交替的刮水器静态位置。刮水器关闭时刮水器刮片位于刮水器静态位置。为了提高刮水器刮片的耐久性，有两个不同的刮水器静态位置。因此刮水器刮片既指向上方也可以指向下方。切换刮水器静态位置的方式如下：刮水器模块每间隔17次过渡至静止状态。
    锁止保护。如果由于运转困难或锁死，电子控制装置无法灵清洗法律规定的玻璃区域，锁止保护触发。如果识别到锁止，则电子控制装置会关闭刮水器驱动装置约1s。接着尝试接通3次。接通尝试的间隙时间为0.75s。如果仍然锁止，则刮水臂停留在当前位置。锁止保护激活时挡风玻璃清洗泵和大灯清洗装置的清洗泵被锁止。
    过热保护。为了防止直流电机和末级过热，在刮水器模块的电子控制装置中有一个专用的过热保护装置。根据运转时数（运行时间和休眠阶段），在电子控制装置中通过热模型持续计算直流电机和末级的升温。超过一定温度界限后首先会将刮水频率限制到每分钟41次的刮水循环。如果温度继续上升，则持续刮水运行方式会被切换回间歇运行方式（刮水频率为41次刮水循环，间隙时间为2s）。如果温度继续上升，则不再控制刮水器电机。如果超过一定温度界限的速度很快，则电子控制装置会立即切换回间歇运行（刮水频率为41次刮水循环，间隙时间为4s）。如果过热保护失灵，则会使用替代值。电子控制装置报告接线盒电子装置故障。<font color="#ff0000"></p>

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不灵活时的操作。如果电子控制装置根据刮水器速度和电压脉冲这些参数识别出负荷增加：10次刮水循环后，刮水频率降低1个刮水循环，直至达到最低刮水频率，即每分钟33次刮水循环。由于刮水器速度信号产生变化或低于规定的负荷信号时功能会被复位。
    雪天的刮水器运行。如果挡风玻璃上有雪，则在挡风玻璃上下部会形成“楔形的雪堆”，从而可能锁止刮水器。为了避免阻挡刮水器，在这种情况下会缩小刮水区（在允许的极限内）。电子控制装置继续尝试重新扩大刮水区。
    弯折位置。在弯折位置可能变换刮水器刮片。弯折位置激活的方式如下：关闭点火开关；通过压力点向上按压刮水器杆，并按住约3s，直到刮水器静止在大概垂直的位置上。接着必须再次操作刮水清洗开关（总线端Kl. 15接通），以此使刮水器重新进入刮水器静态位置。
    （3）结构及内部连接。刮水器模块通过一个4芯插头连接与车载网络连接，如图2所示。接线盒中的配电器通过总线端Kl. 30B给刮水器模块供电。局域互联网总线连接刮水器模块与接线盒电子装置（JBE）。

（4）标准值。
    刮水器模块的标准值见表1。

    （5）诊断提示。刮水器模块失灵时，预计将出现以下情况：接线盒电子装置（JBE）中出现故障记录、刮水器的检查控制图标亮起、组合仪表上出现检查控制信息。
刮水器运行关闭时刮水器模块与接线盒电子装置（JBE）之间通过局域互联网总线的通信失灵后，无法再接通刮水器运行。刮水器运行切换至静止状态。刮水器运行接通时刮水器模块与接线盒电子装置（JBE）之间通过局域互联网总线的通信失灵后，切换至紧急运行。也就是说：刮水器以当前的刮水频率运行5 min，然后进人刮水器挡位1持续刮水运行方式。
    转向柱开关中心（SZL）与接线盒电子装置（JBE）之间的通信失灵后，无法再接通刮水器运行。接线盒电子装置将刮水器运行切换至紧急运行。也就是说：进人刮水器挡位1持续刮水运行方式。
    如果晴雨传感器失灵，接线盒电子装置将刮水器运行切换至紧急运行。也就是说，进入间歇运行方式，取决于行驶速度。
    2．后窗刮水器驱动装置
    （1）概述。使用刮水清洗开关接通或关闭后窗刮水器。
    F0x, F1x：开关信号由转向柱开关中心（SZL）通过FIexRay发送至中央网关模块（ZGM）。信号再由中央网关模块通过K-CAN2传输至接线盒电子装置（JBE），F15转向柱开关中心通过LIN总线将开关信号发送至车身域控制器（BDC）。F2x, F3x：转向柱开关中心通过LIN总线将开关信号发送至前部车身电子模块（FEM）。前部车身电子模块在K-CAN2上将信号转发至后部电子模块（REM）。接线盒电子装置或车尾电子模块或车身域控制器分析信号。根据分析结果，控制刮水器继电器。刮水器继电器在配电器中安装在接线盒或车尾电子模块或车身域控制器中。分电器通过刮水器继电器为刮水器电机（直流电机）供电。
    有下列几种刮水器运行方式：
    ①间歇运行。将刮水清洗开关从基本位置向前推至第一个卡槽位置时，间歇运行启动。间隙时间可设码（例如，2s, 4s, 8s或12s）。
    ②点动刮水。持续操作开关（刮水清洗开关）后执行点动刮水。为此，必须将刮水清洗开关从间歇运行的卡槽位置中用力向前按下。当再次松开刮水清洗开关时，将自动进行2-3次刮水循环。从而可以在回到间歇运行前将后窗玻璃擦干。
    ③持续刮水。如果在已激活间歇运行条件下挂入倒车挡，后窗刮水器将切换到连续运行。
    （2）功能描述。后窗刮水器电机由下列组件组成：直流电机、减速器、复位触头，如图3所示。接线盒电子装置（JBE）或车尾电子模块（REM）或车身域控制器（BDC）通过相应的刮水器继电器刮水器电机（直流电机）。通过预规定的电流方向识别刮水器电机的旋转方向。极限位置（静止位置）可通过集成在后窗刮水器电机的复位触头确定。
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复位触头的信号被用作刮水器电机的锁止保护。刮水器运行接通后，如果复位触头信号在某一特定时间点（可设码，例如8、或16s）缺失：接线盒电子装置或车尾电子模块或车身域控制器关闭刮水器运行。可再次尝试打开刮水器电机。如果刮水器电机再次卡住，在约3min内不可对其进行操作。经过一轮总线端切换（总线端KI. R接通、总线端KI. R关闭。总线端K1. R接通）后，必须重新激活刮水器运行。
当激活锁止保护时，后窗清洗泵也被锁止。
    （3）结构及内部连接。后窗刮水器电机通过一个3芯插头连接与车载网络相连，如图4所示。接线盒电子装置（JBE）或车尾电子模块（REM）或车身域控制器（BDC）通过相应的刮水器继电器后窗刮水器电机。复位触头通过信号线与接线盒电子装置（JBE）或车尾电子模块（REM）或车身域控制器（BDC）相连接。接线盒或车尾电子模块（REM）或车身域控制器（BDC）中的配电器用总线端Kl. 30向后窗刮水器电机供电。

    后窗刮水器电机的标准值见表2。

    （4）诊断提示。在后窗刮水器电机失灵时，可能出现以下情况：接线盒电子装置（JBE）或车尾电子模块（REM）或车身域控制器（BDC）中的故障记录。
    转向柱开关中心失灵：转向柱开关中心与接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）之间的通信失灵后，无法再接通后窗刮水器驱动装置（不进行紧急运行）。
    （5）部件的功能检查。后窗刮水器电机的功能检查可通过诊断系统执行。路径：功能网络。车身。刮水清洗装置。
    3．挡风玻璃清洗泵
    （1）概述。挡风玻璃清洗泵通过喷嘴将用于车窗清洗的清洗液输送到挡风玻璃上。挡风玻璃清洗泵安装在清洗液罐上。
    （2）功能描述。挡风玻璃清洗泵主要由下列组件组成：带有叶轮的泵壳和抗干扰直流电机，如图5所示。总线端Kl. 15接通之后方可启用车窗清洗装置。清洗挡风玻璃时必须逆行驶方向拉刮水清洗开关。只要刮水清洗开关处于拉动状态，挡风玻璃清洗泵就会输送清洗液。最长10，后，接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）关闭挡风玻璃清洗泵。在重新激活后（数目可设码）会出现强制暂停。这样可以避免挡风玻璃清洗泵过热。然后才能使用可设码时间闭锁检测过程或总线端切换（总线端Kl. 15关闭并重新开启）重新激活挡风玻璃清洗泵。如果拉动刮水清洗开关超过300ms，则会开启附加的刮水器可设码延迟（例如100ms, 300ms,500ms、700ms）。通过该延迟可以确保挡风玻璃预先得到湿润。在关闭挡风玻璃清洗泵后将通过可设码的刮水循环次数擦干挡风玻璃。

    在下列条件下无法再继续控制挡风玻璃清洗泵：刮水器电机卡住或挡风玻璃清洗泵卡住。
    （3）结构及内部连接。挡风玻璃清洗泵通过2芯插头连接与接线盒电子装置（JBE）或前部车身模块（FEM）或车身域控制器（BDC）相连接，如图6所示。接线盒电子装置或前部车身电子模块或车身域控制器控制挡风玻璃清洗泵。按钮与全自动挂车挂钩控制单元监控挡风玻璃清洗泵的电流消耗（锁止保护）。
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</p> （4）标准值。挡风玻璃清洗泵的标准值见表3。

    （5）诊断提示。挡风玻璃清洗泵失灵时，预计将出现下列情况：接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）中的故障记录可通过诊断系统对挡风玻璃清洗泵进行功能检查。
    4．大灯清洗装置的清洗泵
    （1）概述。用于大灯清洗装置的挡风玻璃清洗泵通过下列喷嘴输送清洗液：大灯清洗装置的喷嘴和用于清洁夜视摄像机透镜的喷嘴。如果车辆配有特种装备“带人体识别功能的BMW夜视系统” （SA6UK），则在清洁大灯时会同时白动清洁夜视摄像机的透镜。大灯清洗装置的清洗泵安装在清洗液罐上。
    （2）功能描述。大灯清洗装置的挡风玻璃清洗泵主要由下列组件组成：带有叶轮的泵壳和抗干扰直流电机，如图7所示。当总线端Kl. 15接通且行车灯（近光灯）接通后，在第一次操纵车窗清洗装置时将始终触发大灯清洗装置。之后，例如每当第7次触发（可设码）车窗清洗装置时，将自动触发大灯清洗装置，而最早每3min（可设码）可触发一次。大灯清洗装置既可在静止状态下触发，也可在不超过某个行驶速度时触发（可设码，并且视法律要求而定；并不适用于所有车型系列）。超过这一行驶速度时，大灯清洗装置不触发。清洁过程由2或3个喷射循环组成（可设码）。完成一个清洁过程后，在一个例如3min（可设码）的锁止时间内不能继续触发大灯清洗装置。重复断电机构和大灯清洗装置计数器可通过断开总线端Kl. R进行复位。喷射脉冲持续时间（例如500ms或700ms）和脉冲之间的暂停时间（例如1300ms或1500ms）可设码。

    在以下条件下，接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）不再控制挡风玻璃清洗泵：刮水器电机卡住、清洗液液位低于最小高度（清洗液液位开关信号）。
    （3）结构及内部连接。大灯清洗装置的清洗泵通过一个2芯插头连接与车载网络连接，如图8所示。接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）通过相应的配电器的继电器控制挡风玻璃清洗泵。

    （4）标准值。
    大灯清洗装置清洗泵的标准值见表4。

    （5）诊断提示。大灯清洗装置清洗泵失灵时，预计将出现下列情况：接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）中的故障记录、部件的功能检查。可以通过诊断系统对大灯清洗装置的清洗泵进行功能检查。路径：功能网络。车身。刮水清洗装置<font color="#ff0000">

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5．左侧、中部和右侧喷嘴加热装置
    （1）概述。对喷嘴进行电加热。因此可防止喷嘴冻结。中部喷嘴加热装置的安装取决于车型系列。
    （2）功能描述。总线端Kl. 15接通之后可激活喷嘴加热装置。如果车外温度低于某个数值，则接线盒电子装置（JBE）、前部电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）通过脉冲宽度调制信号（PWM信号）控制喷嘴加热装置。喷嘴加热装置由可加热式电阻器构成。半导体电阻按照PTC原理（PTC表示正温度系数）工作。电阻器越热，其电阻就越大。打开喷嘴加热装置时有高电流流过。随着不断加热，这个电流逐渐减小，如图9所示。

    （3）结构及内部连接。接线盒电子装置（JBE）、前部电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）为可加热喷嘴供电，如图10所示。

    喷嘴加热装置的标准值见表6。

    （4）特性线及标准值。加热元件的PTC电阻自规定温度TR min起具有正温度系数。也就是说，随着温度的上升，电阻也增大。因此可以限制最大电流消耗（物理过热保护）。PTC电阻器的电子作用是使喷嘴温度对喷嘴加热装置毫无损害。电阻增大意味着加热功率降低。就此而言，当温度升高时，已经在线形电阻范围（工作范围AB）中调低加热功率。然而在图11右侧区域变平坦的曲线是无效的。通常无法到达该区域。

    喷雾加热装置的标准值见表6。
    （5）诊断提示。喷嘴加热装置失灵时，预计将出现下列情况：接线盒电子装置（JBE）或前部车身电子模块（FEM）或车身域控制器（BDC）中的故障记录。该诊断可以识别断路、对正极短路和对地短路。无法识别单个加热元件是否失灵。可通过诊断系统对喷嘴加热装置进行功能检查。
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