丰田卡罗拉车刮水系统电路原理分析

深圳技师学院 李清明

丰田卡罗拉车的刮水系统电路如图1所示，它是开关控制电源线的刮水系统电路，由于原厂电路图中画出了开关内部的电路，不妨具体分析一下其工作过程。

如图2所示，卡罗拉车的刮水器组合开关共有5个挡位，即MIST挡（点动挡）、OFF挡（关闭挡）、INT挡（间歇挡）、LO挡（低速挡）及HI挡（高速挡），刮水器INT挡的停歇时间可通过刮水器组合开关上的旋钮进行调整。此外，操作刮水器组合开关上PULL挡（洗涤挡）进行洗涤及刮水联动操作。只有在点火开关接通时，才能有效使用刮水器。

1 刮水器开关置于LO挡/MIST挡的工作情况

当刮水器开关置于LO/MIST挡时，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WIPER（25 A）→导线连接器2J端子2→刮水器开关总成端子+B→刮水器组合开关→刮水器开关总成端子+1→导线连接器AE1端子3→刮水器电动机端子+1→低速电刷→电枢绕组→搭铁电刷→刮水器电动机端子E→搭铁点（A3），刮水器电动机低速运转，刮水片低速摆动。

2 刮水器开关置于HI挡的工作情况

当刮水器开关置于HI挡时，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WIPER（25 A）→导线连接器2J端子2→刮水器开关总成端子+B→刮水器组合开关→刮水器开关总成端子+2→导线连接器AE5端子20→刮水器电动机端子+2→高速电刷→电枢绕组→搭铁电刷→刮水器电动机端子E→搭铁点（A3），刮水器电动机高速运转，刮水片高速摆动。

3 刮水器开关置于OFF挡的工作情况

如果刮水器电动机运行时，关闭刮水器开关，刮水片未回到规定的停止位置时，刮水器电动机内的自动复位器开关（俗称“凸轮开关”）触点P1与触点P2处于接通状态，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WIPER（25 A）→导线连接器2B端子36→刮水器电动机端子B→自动复位器开关触点P2→自动复位器开关触点P1→刮水器电动机端子+S→导线连接器AE7端子6→刮水器开关总成端子+S→刮水继电器内触点a→刮水继电器内触点b→刮水器组合开关→刮水器开关总成端子+1→导线连接器AE1端子3→刮水器电动机端子+1→低速电刷→电枢绕组→搭铁电刷→刮水器电动机端子E→搭铁点（A3），刮水器电动机低速运转，刮水片继续低速摆动。

当刮水片下摆达到停止位置时，刮水器电动机内的自动复位器开关触点P1与触点P3处于接通状态，刮水器的控制电路为：电枢绕组→低速电刷→刮水器电动机端子+1→导线连接器AE1端子3→刮水器开关总成端子+1→刮水器组合开关→刮水继电器内触点b→刮水继电器内触点a→刮水器开关总成端子+S→导线连接器AE7端子6→刮水器电动机端子+S→自动复位器开关触点P1→自动复位器开关触点P3→搭铁电刷→电枢绕组，电枢绕组产生反电动势，对刮水器电动机产生电力制动，刮水器电动机立即停在停止位置。

4 刮水器开关置于INT挡的工作情况

（1）在刮水器开关关闭的情况下接通点火开关，刮水继电器内电容器C1被充电，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WIPER（25 A）→导线连接器2J端子2→刮水器开关总成端子+B→刮水继电器内触点c→电阻R1→电阻R2→电容器C1→刮水器开关总成端子+S→导线连接器AE7端子6→刮水器电动机端子+S→自动复位器开关触点P1→自动复位器开关触点P3→刮水器电动机端子E→搭铁点（A3），充电结束，电流消失，电容器C1上侧电位等于电源正极电位，假定为12 V，下侧电位为0 V。

（2）将刮水器开关拨至INT挡，刮水器组合开关内触点INT1与触点INT2接通，电源由刮水器开关总成端子+B经刮水继电器内触点c、刮水器组合开关、刮水继电器内二极管D、电阻R3、电阻R4为三极管T1提供偏置，刮水继电器内线圈L与三极管T1集射极通电构成回路，刮水继电器内触点b与触点c接通，也就接通了刮水器电动机的低速挡，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WIPER（25 A）→导线连接器2J端子2→刮水器开关总成端子+B→刮水继电器内触点c→刮水继电器内触点b→刮水器组合开关→刮水器开关总成端子+1→导线连接器AE1端子3→刮水器电动机端子+1→低速电刷→电枢绕组→搭铁电刷→刮水器电动机端子E→搭铁点（A3），刮水器电动机低速运转，刮水片低速摆动。

（3）在刮水片由最低位置开始摆动至再次回到最低位置期间，刮水器电动机内的自动复位器开关触点P1与触点P2处于接通状态，刮水继电器内电容器C1下侧充电，上侧放电，结果下侧电位为12 V，上侧电位大约等于二极管D、三极管T1发射极及电阻R3上的电压降，假定为3 V，则上、下电位差为9 V。

（4）当刮水片摆至最低位置时，刮水器电动机内的自动复位器开关触点P1与触点P3处于接通状态，电容器C1下侧搭铁，电位迅速降为0 V。由于电容两端电位差不能突变，因而上侧电位瞬间降为-9 V，三极管T1截止，刮水继电器内线圈L断电，触点b与触点c断开，触点a与触点b接通，刮水器电动机制动停转，三极管T1截止时间即为刮水器停歇的时间，可通过电阻R2进行调整。

（5）在刮水器电动机停转、刮水片停摆之后，刮水继电器内电容器C1又开始反向充电，充电电路同（1）中电路走向相同。随着充电的不断进行，电容器C1上侧的电位逐渐升高，当克服刮水继电器内二极管D、电阻R3及三极管T1发射极死区电压之和时，三极管T1又重新导通，刮水器电动机再次接通运转，刮水片进行第二次摆动。

（6）之后在步骤（3）～步骤（5）重复，刮水器电动机间歇性接通，刮水片间歇性摆动，主要在小雨天使用。

5 刮水器开关置于PULL挡的工作情况

用以实现洗涤工作时的刮水联动功能的电路分析如下。

（1）在刮水器开关断开的情况下接通点火开关，接通洗涤器开关，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WASHER（15 A）→洗涤器电动机→刮水器开关总成端子WF→洗涤器开关→刮水器开关总成端子EW→搭铁（E1），洗涤器电动机开始喷水。

（2）接通洗涤器开关，刮水器开关总成端子WF搭铁，电源由刮水器开关总成端子+B经刮水继电器内电阻R8、电阻R9为三极管T2提供偏置，三极管T2导通，经电阻R7给电容器C2充电，电容器C2左侧电位上升，电容器C2右侧电位为0 V。当电容器C2左侧电位上升至某一定值时，电源由刮水器开关总成端子+B经刮水继电器内三极管T2集射极、电阻R7、电阻R5为三极管T1提供偏置，刮水继电器内线圈L与三极管T1集射极通电构成回路，刮水继电器内触点b与触点c接通，也就接通了刮水器电动机的低速挡，刮水器的控制电路为：电源IG→熔丝WIPER（25 A）→导线连接器2J端子2→刮水器开关总成端子+B→刮水继电器内触点c→刮水继电器内触点b→刮水器组合开关→刮水器开关总成端子+1→导线连接器AE1端子3→刮水器电动机端子+1→低速电刷→电枢绕组→搭铁电刷→刮水器电动机端子E→搭铁（A3），刮水器电动机低速运转，刮水片低速摆动。

（3）从洗涤器电动机主电路接通至电容器C2左侧电位上升至某一定值的这段时间内，刮水器电动机并不运转，即刮水片动作相对洗涤器电动机动作会有一定的滞后，避免出现干刮现象。在这段时间内断开洗涤器开关，刮水器电动机不运转。如果持续接通洗涤器开关，则刮水器电动机持续低速运转。

（4）在刮水联动后断开洗涤器开关，洗涤器电动机停转，洗涤停止，刮水继电器内电容器C2通过电阻R5、三极管T1发射极放电，保持刮水继电器内线圈L继续通电一段时间，刮水器电动机延时运转，刮水片继续动作1次～3次，这是刮水联动的延时关闭功能，停止位置仍由复位电路予以保证。