Đồ án chuyên ngành kỹ thuật ô tô tên Đề tài mô phỏng hệ thống gạt mưa rửa kính trên xe corolla altis 2021

H th ng ệ ốnày phát hi n nhệ ững giọt mưa trên kính chắn gió, t ng bự độ ật và điều ch nh h ỉ ệthống gạt nước tương ứng với mức độ mưa.. Ngày nay, m i khi trỗ ời mưa, bất cứ lái xe nào c

TRƯỜNG ĐẠI H C CÔNG NGHI P HÀ N I Ọ Ệ Ộ

KHOA CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT Ô TÔ -

HỌC PHẦN: ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Ô TÔ

MỤC L C Ụ DANH MỤC HÌNH NH 3Ả

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN H TH NG GỆ Ố ẠT MƯA RỬA KÍNH 2

1.1 Tổng quan v h th ng gề ệ ố ạt nước trên ô tô 2

1.2 Lịch sử ra đời 2

1.3 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của hệ thống gạt nước 4

1.4 Giới thiệu c m bi n gả ế ạt mưa tự động của xe ô tô 5

CHƯƠNG 2 HỆ TH NG GỐ ẠT MƯA RỬA KÍNH XE COROLLA ALTIS 8 2.1 Cấu t o 8ạ 2.2 Hệ th ng gố ạt nước và rửa kính 9

2.3 Nguyên lý hoạt động 15

2.4 Chế độ gạt nướ ự độc t ng 21

CHƯƠNG 3 ỨNG D NG PH N M M PROTEUS, ARDUINO IDE MÔ Ụ Ầ Ề PHỎNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG 22

3.1 Giới thiệu chung ph n mầ ềm proteus 8.13 22

3.2 Giới thiệu chung ph n mầ ềm arduino IDE 24

3.3 Thiết k mế ạch b ng ph n mằ ầ ềm proteus 27

3.4 Chương trình điều khiển 30

3.5 Kết qu mô ph ng 35ả ỏ 3.6 Phân tích kết quả 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Hướng dẫn s d ng mô ph ng 43ử ụ ỏ

DANH MỤ C HÌNH NH Ả

Hình 1 1 Bà Mary Anderson (1866-1953) 2

Hình 1 2 V trí c m bi n 5ị ả ế Hình 2 1 C u tấ ạo chung c a h th ng gủ ệ ố ạt nước 8

Hình 2 2 C u tấ ạo chung c a h th ng gủ ệ ố ạt nước 9

Hình 2 3 C n gầ ạt nước trên ô tô 9

Hình 2 4 C u tấ ạo c n gầ ạt nước 10

Hình 2 5 Các tr ng thái c a gạ ủ ạt nước 11

Hình 2 6 Công t c gắ ạt nước 12

Hình 2 7 C u tấ ạo mô tơ gạt nước 12

Hình 2 8 Hoạt động kết hợp rửa kính và gạt nước 13

Hình 2 9 Hoạt động của công t c d ng cam 15ắ ạ Hình 2 10 mạch điện nguyên lý hệ thống gạt mưa 16

Hình 2 11 Dòng điện chạy trong mạch khi b t ch độ MIST 16ậ ế Hình 2 12 Dòng điện chạy trong mạch khi b t ch độ OFF 17ậ ế Hình 2 13 Dòng điện chạy trong mạch khi b t ch độ low 18ậ ế Hình 2 14 Dòng điện chạy trong mạch khi b t ch độ high 18 ậ ế Hình 2 15 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở ch int 19ế độ Hình 2 16 Nguyên lý hoạt động khi b t công t c r a kính on 20ậ ắ ử Hình 2 17 Nguyên lý điều khiển gạt mưa tự động 21

Hình 3 1 Giao di n chính cệ ủa chương trình 22

Hình 3 2 Menu chính c a ph n mủ ầ ềm 23

Hình 3 3 Hình ảnh giao di n c a phệ ủ ần m m arduino 24ề Hình 3 4 Hình ảnh các nút lệnh thường dùng c a ide 24ủ Hình 3 5 Hình ảnh vùng thông báo c a ph n mủ ầ ềm arduino ide 25

Hình 3 6 Ide menu 25

Hình 3 7 File menu 25 Hình 3 8 Click examples 26 Hình 3 9 Ch n board 26ọ Hình 3 10 M ch mô ph ng nguyên lý 27ạ ỏ Hình 3 11 Kh i vi di u khi n 27ố ề ể Hình 3 13 Modul I2C k t n i LCD 28ế ố Hình 3 12 Kh i c m biố ả ến mưa 28 Hình 3 14 Kh i c m bi n h ng ngo i 28ố ả ế ồ ạ Hình 3 16 Serial hi n th giá tr ể ị ị điện trở 29 Hình 3 18 Kh i motor gố ạt mưa và phun nước 29 Hình 3 15 Màn hình LCD 29 Hình 3 17 Kh i công tố ắc điều khi n 29ể Hình 3 19 Trường hợp không mưa 35 Hình 3 20 Trường hợp mưa nhỏ 36 Hình 3 21 Trường hợp mưa lớn 37 Hình 3 22 Trường h p có b i b n 37ợ ụ ẩ Hình 3 23 Ch ế độ thủ công 38 Hình 3 24 Tốc độ thấp 39 Hình 3 25 Tốc độ cao 39

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành ô tô th gi i nói chung và Viế ớ ệt Nam nói riêng đang phát triển mạnh

mẽ v i vi c ớ ệ ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công ngh thông tin ệvào s n xu t và lả ấ ắp đặt các linh ki n ô tô Hi n nay thì vệ ệ ấn đề trang b trên ôtô ị

là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp Hệ th ng gố ạt mưa – rửa kính c a ô tô là mủ ột bộ ph n không th thiậ ể ếu khi xe vận hành trên đường, nh m ằ

đảm bảo tính an toàn cho người và phương tiện khi tham gia giao thông Xuất phát t tình hình th c t trên th gi i, bừ ự ế ế ớ ộ điều khi n gể ạt nướ ự động đã được t c nghiên c u và phát tri n khá thành công ứ ể ở nước ngoài, và được trang b trên ịmột s hãng xe lố ớn như BMW, Mercedes… Tuy nhiên căn cứ vào tình hình trong nước thì đa số người dân có thu nh p trung bình nên ph n lậ ầ ớn người dân chưa có cơ hội s h u cho mình nh ng chi c xe cao cở ữ ữ ế ấp được trang b h th ng ị ệ ốgạt nước và r a kính t ử ự động mà các h th ng gệ ố ạt nước mưa đa số v n làm vi c ẫ ệtrên nguyên t c chuyắ ển đổ ằng tay Điều này đôi lúc gây bấ ợi cho người b t l i lái xe,đó là luôn mất thời gian bật công tắc gạt nước trong khi lái xe trong điều

ki nthệ ời tiết xấu (mưa, bão…), điều này gây m t t p trung và ấ ậ ảnh hưởng đến việc lái xe an toàn Mặt khác để ở ộ m r ng tầm hi u bi t, vể ế ận d ng nhụ ững gì đã học vào th c tự ế và để thu n tiậ ện hơn cho người lái xe em đã có ý tưởng xây dựng m t h th ng gộ ệ ố ạt nướ ự độc t ng thay vì phải điều ch nh b ng tay trên các ỉ ằ

xe chưa được trang b chị ức năng tự động H th ng s t ệ ố ẽ ự động chuy n sang ON ểkhi phát hi n ệ có mưa và dừng lại khi tr i hờ ết mưa

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN H TH NG GỆ Ố ẠT MƯA RỬA KÍNH 1.1 Tổ ng quan v h th ng gề ệ ố ạt nước trên ô tô

Gạt nước là b ph n nh ộ ậ ỏ nhưng lại hết s c quan trứ ọng đối với xe hơi Nó

có nhi m v lo i bệ ụ ạ ỏ nước và b i b n ra kh i kính chụ ẩ ỏ ắn gió, giúp người lái có một t m nhìn tầ ốt hơn khi điều khi n xe Ngày nay, gể ạt nước được xem như một tiêu chu n không ch trên t t c nh ng chiẩ ỉ ấ ả ữ ếc xe hơi mà còn được trang bị cho

xe l a, tàu bi n và c máy bay n a ử ể ả ữ

M t h th ng c n gộ ệ ố ầ ạt nước mưa cảm biến tự ng, có th phát hiđộ ể ện mưa trên kính chắn gió để b t c n gậ ầ ạt nước ô tô m t cách phù h p Khi h th ng làm ộ ợ ệ ốviệc s gi m thi u thẽ ả ể ời gian người lái xe ph i rả ời tay ra khỏi tay lái H th ng ệ ốnày phát hi n nhệ ững giọt mưa trên kính chắn gió, t ng bự độ ật và điều ch nh h ỉ ệthống gạt nước tương ứng với mức độ mưa

1.2 Lị ch s ử ra đời

Sáng ch b i mế ở ột ph n bình dụ ữ ị, cần gạt nước khiến tất cả tài xế không phải làm công việc chán ng t là dắ ừng xe để lau kính chắn gió Sau 11 năm bịcác hãng "ru ng b ", cuồ ỏ ối cùng, năm 1916, cần gạt nước trở thành thiết bị tiêu chuẩn trên tất c ôtô Mả ở ỹ và ph biổ ến cho đến ngày nay

Ngày nay, m i khi trỗ ời mưa, bất cứ lái xe nào cũng nhận ra tầm quan trọng của đôi cần gạt nước, bởi không có nó, t t nhố ất là nên dừng xe đợi cho trời t nh n u không muạ ế ốn đâm vào đâu đó Mặc dù thi t bế ị này đã được điện tử hóa như tự động gạt nước khi trời mưa, dừng khi tạnh hay có nhiều kiểu khác

Hình 1 1 Bà Mary Anderson (1866-1953)

nhau, nhưng nó vẫn hoạt động và cấu tạo theo nguyên lý được phát minh 101 năm trước

Mọi chuyện bắt đầu năm 1903 Khi đi trong thành phố New York, người phụ nữ mang tên Mary Anderson nhận ra rằng thỉnh thoảng, tài xế lại phải dừng

xe, cầm chiếc khăn để lau hơi nước và tuyết phủ trên mặt kính Thậm chí, có những người chẳng buồn gạt tuyết vì quá dày mà ló đầu ra cửa sổ đế lái Dưới con mắt của một phụ nữ, bà thấy cần phải tạo ra một cái gì để giúp họ không cần dừng xe mà vẫn gạt được tuyết và giữ tầm nhìn

Về nhà, Anderson thiết kế hệ thống cần gạt nước đầu tiên Nhưng khi đưa ra ý tưởng đó, bà bỗng trở thành là trò cười của người xung quanh bởi theo

họ, đấy là việc của đàn ông và sẽ chẳng có ai quan tâm tới “sự điên rồ” ấy Tuy nhiên, sự dè bỉu chấm dứt năm 1905 và tình thế đảo ngược khi Anderson nhận bằng sáng chế tại Mỹ Đó là minh chứng cho sức mạnh trí tuệ của phái nữ Vào thời điểm nhận bằng phát minh, Anderson tròn 39 tuổi

Cơ cấu hoạt động của thiết bị này hết sức đơn giản Anderson dùng hai chiếc cần gắn vào thân xe và tiếp xúc với mặt kính bằng chiếc “lưỡi” cao su Khi cần, người lái xe quay tay nắm đặt trong ca bin Qua cơ cấu truyền động, -hai chiếc cần gạt nước sẽ chuyển động lên xuống để gạt tuyết và hơi nước, tạo tầm nhìn cho người lái Tuy nhiên, ý tưởng của Anderson không nhận ngay được sự hưởng ứng của các hãng xe

Khi giới thiệu thiết bị của mình cho một hãng Canada, Anderson nhận được câu trả lời: "Chúng tôi không nhận thấy bất cứ lợi ích nào từ sản phẩm này Vì vậy, tốt nhất bà hãy mang nó về nhà" Phải tới 1916, tức 11 năm sau, cần gạt nước mới trở thành thiết bị tiêu chuẩn trên tất cả các xe ở Mỹ Anderson phải cảm ơn Henry Ford bởi nhờ công nghệ sản xuất hàng loạt Model T, ôtô trở nên "bình dân" trong cho người tiêu dùng và phát minh của bà mới được biết đến

Trước Anderson, rất nhiều người cố gắng chế tạo cần gạt tuyết và nước

mưa từ trong xe Tuy nhiên, đa số ý tưởng bị loại ngay từ trong trứng nước bởi

họ cho rằng, qua mùa đông các tài xế lại cất thiết bị đó đi do chúng làm ảnh hưởng tầm nhìn Nguyên nhân ở chỗ không giống Anderson, sản phẩm của những người đi trước nằm “lù lù” ngay trên kính chắn gió mà không nằm xuống chân trong khi cơ cấu truyền động phức tạp và khó xoay, dễ gây mất tập trung cho người lái

Một cách độc lập với Anderson, năm 1911, chiếc cần gạt nước khác được công nhận và đăng ký sáng chế ở văn phòng Sloan & Lloyd Barnes, London Nghĩa là nếu không có Anderson, thiết bị này vẫn được phát minh nhờ vào bản

vẽ của nghệ sĩ piano Jozef Hofmann

Một thời gian ngắn sau khi trở thành thiết bị tiêu chuẩn, cần gạt nước nhanh chóng được cơ giới hóa và tự động hóa như ngày nay

Về hệ thống cảm biến mưa hiện tại sử dụng một bộ cảm biến quang học

để phát hiện sự hiện diện của nước trên kính chắn gió và chuyển tiếp dữ liệu điều khiển cần gạt tới mô đun điều khiển chính của xe (bcm) Nhưng các cảm -biến mưa quang học chỉ cung cấp một diện tích cảm biến nhỏ, dễ dẫn đến các lỗi chủ động và quá đắt đỏ để được thêm vào như là thiết bị tiêu chuẩn trong hầu hết các loại xe

1.3 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của hệ thống gạt nước

1.3.1 Nhiệm vụ

Hệ thống gạt nước trên ô tô là m t h thộ ệ ống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng b ng cách gằ ạt nước nước mưa trên kính trước và kính sau khi tr i ờmưa

H th ng có th làm s ch b i b n trên kính chệ ố ể ạ ụ ẩ ắn gió phía trước nh thi t ờ ế

bị r a kính Vì vử ậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi tham gia giao thông

1.3.2 Phân lo i ạ

- Motor gạt mưa được truyền động từ động cơ ô tô

- Motor gạt mưa chạy bằng khí nén

- Motor gạt mưa được truy n tề ừ động cơ điện (hi n nay t t cệ ấ ả các xe ô tô đều

sử d ng lo i này) ụ ạ

1.3.3 Yêu c u ầ

Hệ th ng gố ạt nước và rửa kính là m t h thộ ệ ống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng b ng cách gằ ạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi tr i ờmưa

H th ng có th làm s ch b i b n trên kính chệ ố ể ạ ụ ẩ ắn gió phía trước nh thi t ờ ế

bị r a kính Vì vử ậy, đây là thiết bị cần thiết cho s an toàn c a xe khi ch y ự ủ ạ

Gần đây mộ ố ểt s ki u xe có th xe có thể ể thay đổ ốc độ ạt nưới t g c theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa

H th ng gệ ố ạt mưa trên ô tô phải hoạt động nh nhàng, linh ho t, ẹ ạ ổn định

và phù h p v i tợ ớ ừng điều kiện trời mưa (mưa to hoặc mưa nhỏ)

1.4 Giớ i thi u cệ ảm biến gạt mưa tự động của xe ô tô

1.4.1 Công d ng ụ

Với c m bi n gả ế ạt mưa tự động trang bị trên xe, người lái s không còn ẽphải bận tâm v viề ệc điều khi n công t c gể ắ ạt mưa, thay vào đó là tập trung vào lái xe C m bi n gả ế ạt mưa tự động s thay th tài x ẽ ế ế điều khi n motor gể ạt để làm sạch kính chắn gió phía trước, giúp đảm b o tả ầm nhìn luôn ưu nhất trong nh ng ữlúc điều kiện thời ti t tr nên xế ở ấu đi

Hình 1 2 V trí c m bi n ị ả ế

Sản ph m c m biẩ ả ến gạt mưa được thiết k g m 3 b phế ồ ộ ận chính là: diot quang học, đèn hồng ngoại và cuối cùng là module dùng để điều khiển điện tử

1.4.2 Nguyên lý hoạt động

Hoạt động dựa trên cơ chế nhận diện sự thay đổ ủa ánh sáng Đượi c c chiếu qua t m kính ch n gió c a ô tô Công d ng c a s n ph m gấ ắ ủ ụ ủ ả ẩ ạt mưa tự động

là phát hiện được các v t bế ẩn và nước trên b mề ặt của kính xe

Nó dùng để điều khiển điện t và có kh ử ả năng nhận thông tin T ừ đó điều khiển chính xác hoạt động c a c n gủ ầ ạt ô tô

Hệ th ng c a s n ph m c m biố ủ ả ẩ ả ến được s d ng m t mô-ử ụ ộ đun.Khi sử d ng, ụchúng ta có th d dàng th y b ph n mô-ể ễ ấ ộ ậ đun điều khi n có ch a nhể ứ ững đi-ốt làm phát ra nh ng tia h ng ngo i trên b m t c a kính ch n gió Khi kính xe ô ữ ồ ạ ề ặ ủ ắ

tô là trong su t, tia h ng ngo i s l p tố ồ ạ ẽ ậ ức được ph n x ả ạ ngược l i Các c m bi n ạ ả ếcũng sẽ nhận được tín hiệu này ngay khi đó Trái ngược lại, khi trên kính xuất hiện các giọt nước mưa và bụi bẩn Chùm tia h ng ngo i s không ph n x ồ ạ ẽ ả ạ đến các c m bi n mà nó s ả ế ẽ đi qua những giọt nước và b i b m ụ ặ

Ánh sáng được phản xạ tạo ra một điện áp trong bộ phận mô-đun điện

tử Khi ánh sáng được phản xạ càng l n thì chúng có th t o ra mớ ể ạ ột điện áp càng lớn và ngượ ạc l i Theo thi t k cế ế ủa mô đun thì tốc độ và th i gian ho t ờ ạ

động c a c n gủ ầ ạt nước cần phải phụ thuộc vào yếu tố mức độ ẩm ướ ủa kính t cchắn gió ô tô

Những người lái xe ô tô cũng có thể dễ dàng điều chỉnh được mức độhoạt động của sản ph m c n g t ẩ ầ ạ

1.4.3 Có nên l p cắ ảm bi n gế ạt mưa?

Khi l p c m bi n gắ ả ế ạt mưa, hệ ố th ng gạt mưa ô tô sẽ ự động đượ t c kích hoạt n u phát hi n kính lái bế ệ ị bám nước Điều này giúp cho người lái không cần ph i bả ận tâm đến vi c bệ ậ ắt/tt công t c gắ ạt mưa nhờ đó có thể tập trung lái

xe hơn

Cảm bi n gế ạt mưa ô tô có khả năng tự động kích hoạt cũng như điều chỉnh tốc độ gạt nước theo mật độ nước mưa bám trên kính lái Với tốc độ ph n ả

ứng lên đến 10 phần nghìn giây, nếu phát hiện nước mưa, nước bẩn trên kính chắn gió thì ngay l p t c gậ ứ ạt mưa sẽ được kích ho t ạ

Ví dụ như trường h p bợ ạn đang chạy xe thì có m t chiộ ếc xe khác đột ngột chạy qua vũng nước lớn v i tớ ốc độ cao làm nước bắn vào kính lái xe b n ạTình hu ng b t ng này r t nguy hi m vì nó ố ấ ờ ấ ể ảnh hưởng nghiêm trọng đế ần t m nhìn và đôi khi đến quá nhanh khi n chúng ta không k p ph n ế ị ả ứng N u xe b n ế ạ

có c m bi n gả ế ạt mưa thì thiết b s tị ẽ ự động kích ho t gạ ạt mưa ngay tức thì, nhanh chóng d n sọ ạch nước bám trên kính tr l i t m nhìn thông thoáng Khi ả ạ ầkính đã sạch nước gạt mưa sẽ tự động tắt, rất tiện lợi

Đây chính là lý do vì sao hiện nay không chỉ các hãng xe sang như Mercedes, BMW, Audi, Lexus… mà ngay cả những hãng xe phổ thông nhưToyota, Honda, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Hyundai, Kia… cũng chủ động trang b c m bi n gị ả ế ạt mưa cho những m u xe cẫ ủa mình Tuy nhiên, vì để tối ưu giá bán thì v n có m t s m u xe, phiên b n xe giá r ẫ ộ ố ẫ ả ẻ không được trang b s n ị ẵcảm bi n gế ạt mưa tự độ ng Với các trường h p này hoợ ặc trường xe đời cũ, chủ

xe hoàn toàn có th t c m bi n gể ự độ ả ế ạt mưa

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH XE COROLLA ALTIS

2.1 Cấ u t o ạ

Hệ th ng gố ạt nước và r a kính trên xe corolla altis bao g m các b ph n sau: ử ồ ộ ậ

1 C n gầ ạt nước phía trước/ lưỡ ạt nước phía trưới g c

2 Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước

3 Vòi phun c a b ph n rủ ộ ậ ửa kính trước

4 Bình chứa nướ ửc r a kính (có motor r a kính) ử

5 Công t c gắ ạt nước và rửa kính (có relay điều khiển gạt nước gián đoạn)

6 C n gầ ạt nước phía sau/ lưỡ ạt nưới g c phía sau

7 Motor gạt nước phía sau

8 Relay điều khi n b gể ộ ạt nước phía sau

9 B ộ điều khi n gể ạt nước ( ecu j/b phía hành khách)

10 C m biả ến nước mưa

Hình 2 1 C u t o chung c a h th ng gấ ạ ủ ệ ố ạt nước

2.2 Hệ th ng gố ạt nước và r a kính ử

Cấu t o: ạ

Cấu trúc c a c n gủ ầ ạt nước là một lưỡi cao su được l p vào thanh kim lo i ắ ạgọi là thanh gạt nước Gạt nước được dịch chuy n tu n hoàn nh c n g t Lể ầ ờ ầ ạ ưỡi gạt tương tự như những cái chổi cao su dài Bề mặt tiếp xúc giữa lưỡi gạt và mặt kính chắn gió được ph lên m t lủ ộ ớp cao su mỏng Vì lưỡ ạt nước đượi g c

ép vào kính trước b ng lò xo nên gằ ạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch

Hình 2 2 C u t o chung c a h th ng gấ ạ ủ ệ ố ạt nước

Hình 2 3 C n gầ ạt nước trên ô tô

chuyển thanh gạt nước Chuyển động tuần hoàn c a gủ ạt nước đượ ạc t o ra bởi motor và cơ cấu dẫn động Vì lưỡi cao su l p vào thanh gắ ạt nước b mòn do s ị ửdụng và do ánh sáng m t tr i và nhiặ ờ ệt độ môi trường v.v … nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định k ỳ

Gạt nước thông thường có th nhìn th y t ể ấ ừ phía trước của xe Tuy nhiên,

để đả m bảo tính khí động học, bề mặt l p ghép ph ng và tầm nhìn r ng nên ắ ẳ ộnhững gạt nước gần đây được che đi dưới n p ca pô C u t o thanh gắ ấ ạ ạt nước có

2 lo i: ạ

- Gạt nước được che một n a là gử ạt nước có th nhìn th y m t ph n ể ấ ộ ầVới gạt nước che hoàn toàn nếu nó bj phủ băng tuyết ho c ặ ở trong các điều ki n khác, thì gệ ạt nước không th d ch chuyể ị ển được N u c tình làm s ch ế ố ạtuyết b ng cách cho h th ng gằ ệ ố ạt nước hoạt động cưỡng b c có th làm h ng ứ ể ỏmotor gạt nước Để ngăn ngừa hiện tượng này, ph n l n các m u xe có c u trúc ầ ớ ẫ ấchuyển ch ế độ gạt nước che hoàn toàn sang ch ế độ gạt nước che m t ph n b ng ộ ầ ằtay

- Gạt nước che hoàn toàn là gạt nước không nhìn th y ấ

Hình 2 4 C u tấ ạo c n gầ ạt nước

Sau khi b t sang gậ ạt nước che m t n a, c n gộ ử ầ ạt nước có thể đóng trở ạ l i bằng cách d ch chuyị ển nó theo hướng mũi tên được chỉ ra trên hình v ẽ

2.2.1 Công t c gắ ạt nước và r a kính ử

Công t c gắ ạt nước được b trí trên trố ục lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển b t kấ ỳ lúc nào khi c n Công t c gầ ắ ạt nước có các ch : ế độ+ OFF: công t c gắ ạt mưa ở ch ế độ d ng, c n gừ ầ ạt mưa nằm gọn dưới kính chắn gió

+ LO: Mô tơ gạt nước ch y tạ ở ốc độ ấ th p

+ HI: Mô tơ gạt nước ch y tạ ở ốc độ cao

+ MIST: Gạt nướ ởc ch ế độ sương mù

+ INT: Gạt nước hoạt động chở ế độ gián đoạn trong m t kho ng th i ộ ả ờgian nhất định, d a trên s ho t ng c a mự ự ạ độ ủ ột “rơ le gạt nước gián đoạn” và các v ịtrí khác để điều khi n chuyể ển động c a nó M t s xe có v trí MIST (g t ủ ộ ố ị ạnước ch hoỉ ạt động khi công t c gắ ạt nước ở v ịtrí MIST (sương mù)), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một kho ng thả ời gian nhất định)

và m t công tộ ắc thay đổi để điều chỉnh kho ng th i gian gả ờ ạt nước

Công t c r a kính: là Công t c b ph n rắ ử ắ ộ ậ ửa kính được két hợp v i công t c g t ớ ắ ạnước Khi b t công t c này thì motor r a kính hoậ ắ ử ạt động và phun nước r a kính ử

Hình 2 5 Các tr ạng thái c a gủ ạt nước

2.2.2 Mô tơ gạt nước và rửa kính

Mô tơ gạt nước gồm có mô tơ và bộ truyền bánh răng để là giảm tốc độ

ra của mô tơ

Mô tơ gạt nước có 3 ch i than tiổ ếp điện: ch i than tổ ốc độ ấ th p, ch i than ổtốc độ cao và một chổi than dùng chung (để tiếp mát)

Một công t c dắ ạng cam được bố trí trong bánh răng để ạt nướ g c dừng ở

vị trí cố định trong m i thọ ời điểm (giúp cho mô tơ gạt mưa luôn trở về vị trí ban đầu khi tắt công t c b t k v trí nào trong lúc hắ ở ấ ỳ ị ọat động)

Hình 2 6 Công t c gắ ạt nước

Hình 2 7 C u tấ ạo mô tơ gạt nước

Motor rửa kính trước/ kính sau:

Đổ nước vào bình chứa trong khoang động cơ Bình chứa nước rửa kính được làm t bình nh a m ừ ự ờ và nước rửa kính được phun nh motor rờ ửa kính đặt trong bình ch a ứ

Motor b r a kính có d ng cánh quộ ử ạ ạt như được s dử ụng trong bơm nhiên liệu Có hai loại h thệ ống rửa kính đố ới ô tô có rửa kính sau: m t b bình i v ộ ộchứa chung cho c b ả ộ phân trước và sau còn lo i kia có hai bình ch a riêng cho ạ ứ

bộ ph n rậ ửa kính trước và b phộ ận r a kính sau Ngoài ra, còn có m t loử ộ ại điều khiển vòi phun cho các kính trước và kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai motor riêng cho các b ph n rộ ậ ửa kính trước và

Hình 2 8 Hoạt động k t h p r a kính và gế ợ ử ạt nước

phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa vận hành k t hế ợp v i b ph n rớ ộ ậ ửa kính

Lo i này t ạ ự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước r a kính sau ửkhi b t công t c r a kính m t th i gian nhậ ắ ử ộ ờ ất định, đó là “sự ậ v n hành k t h p ế ợvới b phộ ận rửa kính” Đó là sự ận hành để ạt nướ ửa kính đượ v g c r c phun trên

bề mặt kính trước

2.2.3 Relay điều khiển gạt nước gián đoạn

Relay này kích ho t các gạ ạt nước hoạt động một cách gián đoạn Ph n ầlớn các ki u xe gể ần đây các công tắc gạt nước có relay này đượ ử ục s d ng r ng ộrãi M t relay nh và m ch transistor g m có tộ ỏ ạ ồ ụ điện và điện tr c u t o thành ở ấ ạrelay điều khiển gạt nước gián đoạn Dòng điệ ới motor gat nước được điền t u khiển bằng relay theo tín hiệu được truy n t công t c gề ừ ắ ạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn

2.2.4 Công t c d ng cam ắ ạ

Cơ cấu gạt nước có chức năng dừng thanh gạt nướ ạ ịc t i v trí c ố định Do

có chức năng này thanh gạt nước luôn được đảm bảo dừng ở vị trí cu i cùng ốcủa kính ch n gió khi t t công t c gắ ắ ắ ạt nước Công t c d ng cam th c hi n ch c ắ ạ ự ệ ứnày Công tắc này có đĩa cam xẻ rãnh chữ v và 3 điểm ti p xúc Khi công t c ế ắnướ ởc vị trí lo/hi, điện áp ắc quy được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước qua công t c gắ ạt nước làm cho motor gạt nước quay Tuy nhiên thở ời điểm công t c gắ ạt nước off, n u tiế ếp điểm p2 v trí ở ịtiếp xúc mà không ph i vả ở ị trí rãnh thì điện áp c a c quy vủ ắ ẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước tới tiếp điểm p1 qua tiếp điểm p2 làm cho motor ti p tế ục quay Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm p2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và motor gạt nước bị d ng l i Tuy nhiên, do quán tính cừ ạ ủa ph n ng motor không d ng l i ầ ứ ừ ạngay l p t c và ti p t c quay mậ ứ ế ụ ột ít K t qu là tiế ả ếp điểm p3 vượt qua điểm d n ẫđiện của đĩa cam Thực hiện đóng mạch như sau:

Ph n ầ ứng → cực (+1) của motor → công tắc gạt nước → cực s c a motor ủgạt nước → tiếp điểm p1 → p3 → phần ứng Vì phần ng t o ra sứ ạ ức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm motor bằng điện được t o ra và ạmotor được dừng l i tạ ại điểm c ố định

2.3 Nguyên lý hoạt động

Gồm 2 ch ế độ: bình thường và t ng ự độ

- Ch ế độ bình thường: công tắc gạt ở vị trí off

H th ng gệ ố ạt nước hoạt động theo các chế độ có s n (tùy theo xe) Bao ẵgồm các chế độ điều khi n motor gể ạt nước: high, low và stop d a trên s thay ự ựđổi vị trí của cụm công t c gắ ạt nước

Phần ứng (roto) => cực (+) 1 của mô tơ => công t c gắ ạt nước => cực S c a ủ

mô tơ gạt nước tiếp điểm S => E ph n ng vì ph n ng t o ra sầ ứ ầ ứ ạ ức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm mô tơ bằng điện được t o ra và ạ

mô tơ được dừng lại tại điểm c nh ố đị

2.3.1 Chế độ MIST

Hình 2 10 mạch điện nguyên lý h thệ ống gạt mưa

Hình 2 11 Dòng điện ch y trong m ch khi b t ch ạ ạ ậ ế độ MIST

Chế độ MIST được sử dụng khi xe đi dưới điều kiện độẩm cao, sương

mù Khi tài x b t công ttawwst v vế ậ ề ị trí MIST, công tawwsc s t ch v OFF ẽ ự ả ềngay sau khi nha tay ra Lúc này, c n g t mua s gầ ạ ẽ ạt được m t vòng và tr v ộ ở ề

vị trí ban đầu

Khi công t c b t v trí MIST, chân B thông vắ ậ ị ới (+1), có dòng điện t c u ừ ầchì, vào c c B => (+1) c a công t c => (+1) cự ủ ắ ủa mô tơ => E => mass làm motor quay châm

Hình 2 12 Dòng điện ch y trong m ch khi b t ch ạ ạ ậ ế độ OFF

Lưu ý: Nếu tại v trí d ng, tiị ừ ếp điểm S-E không nối v i nhau có th làm ớ ểmất suất điện động ngược và n u quán tính quay cế ủa mô tơ lớn có th sể ẽ vượt qua tiếp điểm và làm cho B n i thông v i S làm cho gố ớ ạt mưa tiế ụp t c quay

2.3.3 Chế độ low và ch ế độ high

Chế độ low: gạt liên t c tụ ở ốc độ ấ th p, s dử ụng khi xe đi dưới trời mưa vừa

Hình 2 13 Dòng điện chạy trong mạch khi b t ch ậ ế độ low

Hình 2 14 Dòng điện ch y trong m ch khi b t ch ạ ạ ậ ế độ

high

Chế độ high: Gạt liên t c tụ ở ốc độ cao Được sử dụng khi mưa lớn

Khi công t c b t v trí low, chân B thông vắ ậ ị ới chân +1, dòng điện đi từchân B đến chân +1 của mô tơ r i ồ ra mass => Làm mô tơ quay với tốc độ ch m ậKhi công t c b t v trí high, chân B thông v i chân +2ắ ậ ị ớ , dòng điện đi từchân B đến chân +2 của mô tơ rồ ra mass => Làm mô tơi quay với tốc độ cao

2.3.4 Chế độ INT

Hoạt động khi b t on: khi b t công t c gậ ậ ắ ạt nước đến v trí on thì transistor ị

Tr l được bật lên m t lúc làm cho tiộ ếp điểm relay được chuyển t a sang b Khi ừtiếp điểm relay t i v ớ ị trí b dòng điện đi vào motor (lo) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp

Hình 2 15 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở ch ế độ int

Hoạt động khi transistor Tr 1 ng t off: Tr 1 nhanh chóng ng t ngay làm ắ ắcho tiếp điểm relay chuy n l i t b v a Tuy nhiên, khi motor bể ạ ừ ề ắt đầu quay ti p ếđiểm của công tắc cam chuy n tể ừ p3 sang p2, do đó dòng điện ti p tế ục đi vào chổi than tốc độ ấp c a motor vào motor làm vi c t th ủ ệ ở ốc độ ấ ồ ừ th p r i d ng l i ạkhi t i v trí d ng cớ ị ừ ố định Transistor Tr 1 l i b t ngay làm cho gạ ậ ạt nước ti p ếtục hoạt động gián động tr l i lo i gở ạ Ở ạ ạt nước có điều chỉnh thời gian đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện transistor điều chỉnh koangr thời gian cấp điện cho transistor và làm cho th i gian ho t ờ ạđộng gián đoạn được thay đổi

2.3.5 Khi b t công t c r a kính on ậ ắ ử

Khi b t công t c rậ ắ ửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính n công t c đế ắ

về mass làm mô tơ hoạt động

Ở cơ cấu gạt nước có s k t h p v i r a kính, transistor Tr 1 b t theo chu ự ế ợ ớ ử ậ

kì đã xác định khi motor gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai l n tầ ở ốc độ thấp nhất

Thời gian Tr 1 bật là thời gian để ụ điện trong m ch transistor n t ạ ạp điện trở lại Thời gian nạp điện c a tủ ụ điện phụ thu c vào thộ ời gian đóng công tắc rửa kính

Hình 2 16 Nguyên lý hoạt động khi b t công t c r a kính on ậ ắ ử

2.4 Chế độ ạt nước t g ự động

2.4.1 Khái quát

Trên những dòng xe đời mới, hệ th ng gố ạt nước được trang b chị ế độ auto Chế độ này s d ng m t c m biử ụ ộ ả ến mưa lắp dưới kính chắn gió để phát hiện lượng mưa và điều khiển th i gian gờ ạt mưa một cách tối ưu

2.4.2 Cảm biến mưa

Cảm biến mưa gồm có 1 diot phát tia hồng ngoại và một diot quang đểxác nhận tia này Phương pháp phát hiện lượng mưa dựa trên lượng tia h ng ồngoại dduojc ph n x bả ạ ởi kính trước của xe

Nếu không có mưa trên khu vực phát hiện, các tia hồng ngoại phát ra tù LED đều được kính trước phản xạ và diot quang sẽ nhận được các tia phản xạ này M t d i c m bi n mua sộ ả ả ế ẽ điền vào khe h gi a thở ữ ấu kính và kính trước Nếu có mưa ở khu vực phát hiện thì 1 phần tia hồng ngoại sẽ bị xuyên thấu ra ngoài do s ụ thay đổi h s ph n x ệ ố ả ạ cua rkinhs xe do mưa Do đó lương tia hồng ngoại do diot quang nhận được gi m xuả ống Đây là tín hiệu để xác định mưa

Vì vậy đây là chức năng điều khiển ch hoế độ ạt động c a gủ ạt nướ ở tốc c độc thấp, tốc độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt nướ ối ưu c t

Một s xe có chố ức năng điều khiển gạt mưa tự động, có thể điều khiển

tự tốc độ gạt mưa theo tốc độ xe ch y, ch y nhanh => g t nhanh, ch y ch m => ạ ạ ạ ạ ậgạt ch m ậ

Hình 2 17 Nguyên lý điều khi ển gạt mưa tựđộng