Trong thế giới của ô tô hiện đại, hệ thống gạt mưa tự động đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện trải nghiệm lái xe và an toàn. Tuy nhiên, ít người thực sự hiểu rõ về sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống này. Vấn đề đặt ra là làm thế nào hệ thống gạt mưa tự động có thể nhận diện và phản ứng một cách chính xác đối với các điều kiện thời tiết khác nhau, từ mưa nhẹ đến mưa lớn, từ tuyết đến sương mù? Tìm hiểu về sơ đồ kết cấu của hệ thống gạt mưa tự động – từ các cảm biến đến bộ điều khiển và cơ chế hoạt động – cùng với nguyên lý làm việc của nó, là bước quan trọng để khám phá sức mạnh và tính hiệu quả của công nghệ này trong việc cải thiện an toàn và tiện nghi khi lái xe.
1. Sơ đồ mạch điện của hệ thống gạt mưa rửa kính trên xe Toyota Camry 2.5Q 2018:
+ Cầu chì 20A Washer dùng để rửa kính (cầu chì này có chữ IG tức là nằm sau khóa điện tức là khi khóa bật điện đế chữ IG thì hai cầu chỉ này có điện)
+ Cầu chì 30A Wipern liên quan đến tay gạt mưa (cầu chì này có chữ BAT có nghĩa là nằm ngay sau acquy và lấy điện trực tiếp từ ắc quy)
– Một motor phun nước: – Trong cụm công tắc của bản gạt mưa có:
*Front Washer Switch: bản công tắc điều khiển phun nước ở phía trước. Bật lên vị trí FrWASH thì motor sẽ phun nước lên kính trước. *Front Wiper Switch: bản công tắc điều khiển cần gạt mưa gồm các vị trí.
Công tắc gạt mưa phía trước
+ OFF: Vị trí tắt.
+ MIST: Vị trí gạt/gạt chậm(như LOW).
+ INT: Vị trí gạt gián đoạn: nếu để núm xoay cần gạt mưa ở vị trí này thì nó sẽ thực hiện hình thức gạt gián đoạn, tốc độ chậm.
+ LOW: Vị trí gạt tốc độ thấp liên tục.
+ HIGHT: Vị trí gạt tốc độ cao liên tục.
*Intermittent Time Adjustment Switch Wiper: công tắc điều chỉnh tốc độ gạt gián đoạn.
Công tắc điều chỉnh thời gian gián đoạn
+ P4 thông với E: tốc độ gạt sẽ chậm nhất.
+ P3 thông với E: tốc độ gạt nhanh hơn P4 thông với E.
+ P2 thông với E: tốc độ gạt nhanh hơn P3 thông với E.
+ P1 thông với E:tốc độ gạt nhanh nhất.
3. Nguyên lí hoạt động của mạch:
* Nguyên lý tổng quát của mạch gạt mưa rửa kính trên xe toyota camry 2.5Q 2018:
Khi chúng ta gẩy cần gạt nước ở từng chế độ thì cảm biến vô lăng sẽ truyền tín hiệu dạng CAN về cho Network Gateway ECU, tín hiệu được xử lý tiếp tục dưới dạng CAN và gửi về cho Main Body ECU, sau đó Main Body ECU sẽ gửi tín hiệu dạng LIN để điều khiển Motor.
– Chế độ phun nước và cần gạt ở chế độ phun nước:
+ Về mạch phun nước khi chúng ta gạt cần phun nước về phía vô lăng có nghĩa là chân WF và E thông với nhau: mass qua chân E và WF sau đó tới cảm biến vô lăng, trong cảm biến vô lăng có IC sẽ xử lý và gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây tới Network Gateway ECU và sau đó Network Gateway tiếp tục gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây về cho Main Body ECU, Main Body ECU điều khiển Tranzito cho phép dòng điện từ Acquy qua cầu chì Washer 20A(IG) đi qua cuộn dây của Rơle Washer đến chân FWSR, sau đó qua điot rồi qua Tranzito rồi tiếp MASS. Tiếp điểm của Rơle Washer đóng,dòng điện chạy từ dương Acquy qua Cầu chì Washer 20A(IG) sau đó qua Motor phun nước và về MASS. Motor gạt nước bắt dầu hoạt động.
+ Hoạt động gần như song song với Motor phun nước là Motor gạt nước. Khi Motor phun nước bắt đầu phun nước sau khoảng 0,3 giây thì Motor gạt nước bắt đầu gạt. Sau khi có tín hiệu phun nước từ Network Gateway ECU thì Main Body ECU sẽ cho xuất dòng điện qua chân WPS, sau đó đi qua cuộn dây của Rơle Wiper và đi về MASS. Tiếp điểm của Rơle Wiper đóng,dòng điện đi từ dương Acquy qua Cầu chì Wiper 30A(BAT) đi tới chân B+ của Motor gạt nước, và đồng thời Main Body ECU cũng gửi tín hiệu dạng LIN về cho Motor gạt nước qua chân LIN3 để điều khiển nó. Sau đó dòng điện đến chân B+, qua Motor và về Mass qua chân GND. Motor gạt nước hoạt động.
– Chế độ gạt nhanh liên tục HI:
Khi chúng ta bật công tắc ở chế độ HI, chân +2 và chân E của Front Wiper Switch ( công tắc gạt nước phía trước ) thông nhau và lúc đó dòng điện âm sẽ đi tới chân +2 của cảm biến vô lăng (steering sensor ), cảm biến vô lăng sẽ nhận biết và gửi tín hiệu dang CAN 2 dây qua 2 chân 3A và 8A đến Network Gateway ECU qua 2 chân CA2L và CA2H, tiếp theo Network Gateway ECU sẽ gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây qua 2 chân CA5L và CA5H về 2 chân CANL và CANH của Main Body ECU, sau khi nhận tín hiệu thì Main Body ECU sẽ xử lý gửi tín hiệu dạng LIN qua chân LIN3 về cho cụm Motor gạt nước. Đồng thời Main Body ECU sẽ cấp điện cho Tranzito và xuất dòng điện qua cuộn dây của Rơle Wiper đi về MASS làm cho tiếp điểm của Rơle Wiper đóng, dòng điện 30A từ dương acquy chạy vào chân B+ của cụm Motor gạt nước,đi qua Motor và về MASS. Sau đó Motor gạt nước sẽ gạt với tốc độ nhanh.
– Chế độ gạt chậm liên tục LO:
Tương tự như ở chế độ HI, lúc này chân +1 và chân E của Front Wiper Switch ( công tắc gạt nước phía trước ) thông nhau làm cho Motor hoạt động ở chế độ gạt chậm.
– Chế độ gạt tức thời MIST:
Tương tự như ở chế độ HI và LO, lúc này chân MIST và chân E của front Wiper Switch ( công tắc gạt nước phía trước ) thông nhau làm cho Motor gạt nước hoạt động không liên tục (lúc nào chúng ta gẩy công tắc thì Motor mới hoạt động).
– Chế độ gạt gián đoạn (INT):
+ Lúc này chân +S và chân E thông với nhau,có dòng điện âm tới chân +S của Steering Sensor và đi vào IC của nó, đồng thời nếu muốn thay đổi tốc độ gạt ở chế độ INT thì chúng ta có cụm công tắc điều chỉnh thời gian gạt gián đoạn ( Intermittent Time Adjustment Switch ), ứng với mỗi tốc độ sẽ có thêm điện trở để tăng điện áp để thay đổi tốc độ. Chân P4 thông với E, sẽ có dòng điện âm đi vào chân VR của Cảm biến vô lăng, tương tự với các chân còn lại. Cảm biến vô lăng sẽ gửi thông tin dạng CAN 2 dây đến 2 chân CA2L và CA2H của Network Gateway ECU, sau đó Network Gateway ECU sẽ tiếp tục gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây đến 2 chân CANL và CANH của Main Body ECU. Main Body ECU sẽ cho xuất dòng điện qua chân WPS, sau đó đi qua cuộn dây của Rơle Wiper và đi về MASS. Tiếp điểm của Rơle Wiper đóng, dòng điện đi từ dương Acquy qua Cầu chì Wiper 30A (BAT) đi tới chân B+ của Motor gạt nước và đồng thời Main Body ECU cũng gửi tín hiệu dạng LIN về cho Motor gạt nước qua chân LIN3 để điều khiển nó. Sau đó dòng điện đến chân B+, qua Motor và về Mass qua chân GND. Motor gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn INT.
– Chế độ tắt OFF:
Tương tự như những chế độ trên, khi gạt công tắc ở chế độ OFF thì cảm biến vô lăng nhận, xử lý và gửi tín hiệu dạng CAN về cho Network Gateway ECU và tín hiệu tiếp tục được gửi đên Main Body ECU. Main Body ECU sẽ gửi tín hiệu dạng LIN về cụm Motor gạt nước để dừng hoạt động, chân 2S của cụm Motor gạt nước làm nhiệm vụ xác định xem Motor đang ở vị trí quay hay, nếu Motor đang quay thì Main Body ECU sẽ tiếp tục gửi tín hiệu dạng LIN đến cụm Motor gạt nước tiếp tục quay đến lúc dừng.
Tìm hiểu về sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống gạt mưa tự động đã giúp chúng ta nhận thức rõ hơn về cách mà các cảm biến và mạch điện tử hoạt động để phát hiện và điều chỉnh tốc độ của gạt mưa, tạo ra sự linh hoạt và hiệu quả cao. Đồng thời, việc hiểu rõ về công nghệ này cũng mở ra những triển vọng về việc phát triển và cải thiện hệ thống gạt mưa tự động trong tương lai, tiếp tục nâng cao tính an toàn và thoải mái khi lái xe trên các tuyến đường.
