豐田卡羅拉車刮水系統(tǒng)電路原理分析

深圳技師學(xué)院 李清明

豐田卡羅拉車的刮水系統(tǒng)電路如圖1所示，它是開關(guān)控制電源線的刮水系統(tǒng)電路，由于原廠電路圖中畫出了開關(guān)內(nèi)部的電路，不妨具體分析一下其工作過程。

如圖2所示，卡羅拉車的刮水器組合開關(guān)共有5個(gè)擋位，即MIST擋（點(diǎn)動(dòng)擋）、OFF擋（關(guān)閉擋）、INT擋（間歇擋）、LO擋（低速擋）及HI擋（高速擋），刮水器INT擋的停歇時(shí)間可通過刮水器組合開關(guān)上的旋鈕進(jìn)行調(diào)整。此外，操作刮水器組合開關(guān)上PULL擋（洗滌擋）進(jìn)行洗滌及刮水聯(lián)動(dòng)操作。只有在點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)，才能有效使用刮水器。

1 刮水器開關(guān)置于LO擋/MIST擋的工作情況

當(dāng)刮水器開關(guān)置于LO/MIST擋時(shí)，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WIPER（25 A）→導(dǎo)線連接器2J端子2→刮水器開關(guān)總成端子+B→刮水器組合開關(guān)→刮水器開關(guān)總成端子+1→導(dǎo)線連接器AE1端子3→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+1→低速電刷→電樞繞組→搭鐵電刷→刮水器電動(dòng)機(jī)端子E→搭鐵點(diǎn)（A3），刮水器電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片低速擺動(dòng)。

2 刮水器開關(guān)置于HI擋的工作情況

當(dāng)刮水器開關(guān)置于HI擋時(shí)，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WIPER（25 A）→導(dǎo)線連接器2J端子2→刮水器開關(guān)總成端子+B→刮水器組合開關(guān)→刮水器開關(guān)總成端子+2→導(dǎo)線連接器AE5端子20→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+2→高速電刷→電樞繞組→搭鐵電刷→刮水器電動(dòng)機(jī)端子E→搭鐵點(diǎn)（A3），刮水器電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片高速擺動(dòng)。

3 刮水器開關(guān)置于OFF擋的工作情況

如果刮水器電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉刮水器開關(guān)，刮水片未回到規(guī)定的停止位置時(shí)，刮水器電動(dòng)機(jī)內(nèi)的自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)（俗稱“凸輪開關(guān)”）觸點(diǎn)P1與觸點(diǎn)P2處于接通狀態(tài)，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WIPER（25 A）→導(dǎo)線連接器2B端子36→刮水器電動(dòng)機(jī)端子B→自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P2→自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P1→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+S→導(dǎo)線連接器AE7端子6→刮水器開關(guān)總成端子+S→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)a→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)b→刮水器組合開關(guān)→刮水器開關(guān)總成端子+1→導(dǎo)線連接器AE1端子3→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+1→低速電刷→電樞繞組→搭鐵電刷→刮水器電動(dòng)機(jī)端子E→搭鐵點(diǎn)（A3），刮水器電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片繼續(xù)低速擺動(dòng)。

當(dāng)刮水片下擺達(dá)到停止位置時(shí)，刮水器電動(dòng)機(jī)內(nèi)的自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P1與觸點(diǎn)P3處于接通狀態(tài)，刮水器的控制電路為：電樞繞組→低速電刷→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+1→導(dǎo)線連接器AE1端子3→刮水器開關(guān)總成端子+1→刮水器組合開關(guān)→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)b→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)a→刮水器開關(guān)總成端子+S→導(dǎo)線連接器AE7端子6→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+S→自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P1→自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P3→搭鐵電刷→電樞繞組，電樞繞組產(chǎn)生反電動(dòng)勢，對刮水器電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電力制動(dòng)，刮水器電動(dòng)機(jī)立即停在停止位置。

4 刮水器開關(guān)置于INT擋的工作情況

（1）在刮水器開關(guān)關(guān)閉的情況下接通點(diǎn)火開關(guān)，刮水繼電器內(nèi)電容器C1被充電，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WIPER（25 A）→導(dǎo)線連接器2J端子2→刮水器開關(guān)總成端子+B→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)c→電阻R1→電阻R2→電容器C1→刮水器開關(guān)總成端子+S→導(dǎo)線連接器AE7端子6→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+S→自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P1→自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P3→刮水器電動(dòng)機(jī)端子E→搭鐵點(diǎn)（A3），充電結(jié)束，電流消失，電容器C1上側(cè)電位等于電源正極電位，假定為12 V，下側(cè)電位為0 V。

（2）將刮水器開關(guān)撥至INT擋，刮水器組合開關(guān)內(nèi)觸點(diǎn)INT1與觸點(diǎn)INT2接通，電源由刮水器開關(guān)總成端子+B經(jīng)刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)c、刮水器組合開關(guān)、刮水繼電器內(nèi)二極管D、電阻R3、電阻R4為三極管T1提供偏置，刮水繼電器內(nèi)線圈L與三極管T1集射極通電構(gòu)成回路，刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)b與觸點(diǎn)c接通，也就接通了刮水器電動(dòng)機(jī)的低速擋，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WIPER（25 A）→導(dǎo)線連接器2J端子2→刮水器開關(guān)總成端子+B→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)c→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)b→刮水器組合開關(guān)→刮水器開關(guān)總成端子+1→導(dǎo)線連接器AE1端子3→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+1→低速電刷→電樞繞組→搭鐵電刷→刮水器電動(dòng)機(jī)端子E→搭鐵點(diǎn)（A3），刮水器電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片低速擺動(dòng)。

（3）在刮水片由最低位置開始擺動(dòng)至再次回到最低位置期間，刮水器電動(dòng)機(jī)內(nèi)的自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P1與觸點(diǎn)P2處于接通狀態(tài)，刮水繼電器內(nèi)電容器C1下側(cè)充電，上側(cè)放電，結(jié)果下側(cè)電位為12 V，上側(cè)電位大約等于二極管D、三極管T1發(fā)射極及電阻R3上的電壓降，假定為3 V，則上、下電位差為9 V。

（4）當(dāng)刮水片擺至最低位置時(shí)，刮水器電動(dòng)機(jī)內(nèi)的自動(dòng)復(fù)位器開關(guān)觸點(diǎn)P1與觸點(diǎn)P3處于接通狀態(tài)，電容器C1下側(cè)搭鐵，電位迅速降為0 V。由于電容兩端電位差不能突變，因而上側(cè)電位瞬間降為-9 V，三極管T1截止，刮水繼電器內(nèi)線圈L斷電，觸點(diǎn)b與觸點(diǎn)c斷開，觸點(diǎn)a與觸點(diǎn)b接通，刮水器電動(dòng)機(jī)制動(dòng)停轉(zhuǎn)，三極管T1截止時(shí)間即為刮水器停歇的時(shí)間，可通過電阻R2進(jìn)行調(diào)整。

（5）在刮水器電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)、刮水片停擺之后，刮水繼電器內(nèi)電容器C1又開始反向充電，充電電路同（1）中電路走向相同。隨著充電的不斷進(jìn)行，電容器C1上側(cè)的電位逐漸升高，當(dāng)克服刮水繼電器內(nèi)二極管D、電阻R3及三極管T1發(fā)射極死區(qū)電壓之和時(shí)，三極管T1又重新導(dǎo)通，刮水器電動(dòng)機(jī)再次接通運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片進(jìn)行第二次擺動(dòng)。

（6）之后在步驟（3）～步驟（5）重復(fù)，刮水器電動(dòng)機(jī)間歇性接通，刮水片間歇性擺動(dòng)，主要在小雨天使用。

5 刮水器開關(guān)置于PULL擋的工作情況

用以實(shí)現(xiàn)洗滌工作時(shí)的刮水聯(lián)動(dòng)功能的電路分析如下。

（1）在刮水器開關(guān)斷開的情況下接通點(diǎn)火開關(guān)，接通洗滌器開關(guān)，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WASHER（15 A）→洗滌器電動(dòng)機(jī)→刮水器開關(guān)總成端子WF→洗滌器開關(guān)→刮水器開關(guān)總成端子EW→搭鐵（E1），洗滌器電動(dòng)機(jī)開始噴水。

（2）接通洗滌器開關(guān)，刮水器開關(guān)總成端子WF搭鐵，電源由刮水器開關(guān)總成端子+B經(jīng)刮水繼電器內(nèi)電阻R8、電阻R9為三極管T2提供偏置，三極管T2導(dǎo)通，經(jīng)電阻R7給電容器C2充電，電容器C2左側(cè)電位上升，電容器C2右側(cè)電位為0 V。當(dāng)電容器C2左側(cè)電位上升至某一定值時(shí)，電源由刮水器開關(guān)總成端子+B經(jīng)刮水繼電器內(nèi)三極管T2集射極、電阻R7、電阻R5為三極管T1提供偏置，刮水繼電器內(nèi)線圈L與三極管T1集射極通電構(gòu)成回路，刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)b與觸點(diǎn)c接通，也就接通了刮水器電動(dòng)機(jī)的低速擋，刮水器的控制電路為：電源IG→熔絲WIPER（25 A）→導(dǎo)線連接器2J端子2→刮水器開關(guān)總成端子+B→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)c→刮水繼電器內(nèi)觸點(diǎn)b→刮水器組合開關(guān)→刮水器開關(guān)總成端子+1→導(dǎo)線連接器AE1端子3→刮水器電動(dòng)機(jī)端子+1→低速電刷→電樞繞組→搭鐵電刷→刮水器電動(dòng)機(jī)端子E→搭鐵（A3），刮水器電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片低速擺動(dòng)。

（3）從洗滌器電動(dòng)機(jī)主電路接通至電容器C2左側(cè)電位上升至某一定值的這段時(shí)間內(nèi)，刮水器電動(dòng)機(jī)并不運(yùn)轉(zhuǎn)，即刮水片動(dòng)作相對洗滌器電動(dòng)機(jī)動(dòng)作會(huì)有一定的滯后，避免出現(xiàn)干刮現(xiàn)象。在這段時(shí)間內(nèi)斷開洗滌器開關(guān)，刮水器電動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)。如果持續(xù)接通洗滌器開關(guān)，則刮水器電動(dòng)機(jī)持續(xù)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）在刮水聯(lián)動(dòng)后斷開洗滌器開關(guān)，洗滌器電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，洗滌停止，刮水繼電器內(nèi)電容器C2通過電阻R5、三極管T1發(fā)射極放電，保持刮水繼電器內(nèi)線圈L繼續(xù)通電一段時(shí)間，刮水器電動(dòng)機(jī)延時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，刮水片繼續(xù)動(dòng)作1次～3次，這是刮水聯(lián)動(dòng)的延時(shí)關(guān)閉功能，停止位置仍由復(fù)位電路予以保證。