电动汽车防夹玻璃升降器工作原理分析及故障排除程序

择要：本文经由过程对防夹玻璃升降器的电机解析，较具体的说明了某款车型驾驶员侧防夹玻璃升降器的防夹功能的道理，上逝世点自复位道理；阐发了常见故障的征象、孕育发生缘故原由、扫除措施；提出了防夹功能方面的故障排查的一样平常法度榜样及防夹玻璃升降器安装及查验的要求。

1 媒介

今世轿车门窗玻璃的升降基础已经扬弃了摇把式的手动升降要领，普遍采纳按钮式的电动升降要领。跟着人们对舒适性、安然性要求的前进，蓝本仅在高级轿车上装置的电动防夹玻璃升降器，也徐徐被更多的中低档车所采纳，成为未来玻璃升降器成长的一种趋势。所谓防夹玻璃升降器，是指当玻璃上升时，假如在上升区域内有人体某部位或物件时会急速反转一段间隔后竣事，以防止夹伤游客。

今朝，盛行的防夹玻璃升降器从防夹功能上分主要有两类：打仗式和非打仗式。打仗式指当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上，才会自动竣事玻璃上升事情；非打仗是指经由过程一套光学节制系统来检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而节制玻璃移动，无需异物直接打仗到玻璃。这个光学节制系统主要元件是光学传感器，它由红外线发射器和接管器组成，安装在车窗的内饰件上，能继续正确地扫描指定的区域。

防夹玻璃升降器是未来玻璃升降器的成长趋势，是以深入懂得防夹玻璃升降器的事情道理，对设计、开拓、检测、维修都有紧张意义。本文结合新开拓的某2 号车驾驶员侧防夹玻璃升降器，经由过程拆解、阐发、测试等手段较具体的阐述了防夹玻璃升降器的事情道理，自复位道理；并以此为依据，结合事情中的实际环境，阐发了常见故障的征象、孕育发生缘故原由、扫除措施；提出了防夹功能方面的故障排查的一样平常法度榜样及防夹玻璃升降器对装置及查验的要求，以避免因为装置操作欠妥造成的故障。

2 防夹玻璃升降器事情布局及道理

本文主要以某车驾驶员侧防夹玻璃升降器为例，对打仗式防夹玻璃升降器的布局、防夹道理进行阐述。

2.1 防夹玻璃升降器基础布局

防夹玻璃升降器总因素两部分，升降机部分，电机部分。图1 为某2 号车玻璃升降器。

2.1 .1 升降机部分

升降机部分又可分为绳轮式（包孕单臂式和双臂式）、齿轮臂式 软轴式等。某车玻璃升降器的升降机部分是范例的单臂绳轮式，其主要包孕：RAIL,CARRIER, CABLE ,GUIDE ,BRAKET等，这与一样平常电动升降机相似。

图 1 防夹玻璃升降器的构成

2.1.2 电机部分

一样平常电动玻璃升降器布局的关键是电机（内置减速器），此中电机采纳可逆性永磁直流电机，电念头内有两组绕向不合的磁场线圈，经由过程开关的节制可做正转和反转来实现升降。而防夹电机是在一样平常电机的根基上，电机中增添传感器，开枢纽关头制部分中添加处置惩罚元件来实现防夹功能。平日是在电念头中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔元件，感应电流，并经由过程电子模块节制对电念头的过流、过压及过热保护，而且当玻璃上升途中碰到人力障碍时会自动识别而反向运行，防止乘员夹伤。

防夹电机部分主要包孕直流电机（内置减速器）和感应器两部分:

一、直流电机：

直流电机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常事情，它必然要具有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁滋扰小、运行靠得住等特征，并要求有优越的历久性、水密性、耐热、耐腐蚀、耐振动、阻燃等机能。某2号车防夹玻璃升降器电机的基础参数如表1所表示。

表1 某车直流电念头的基础参数

二、感应器：

为了包管玻璃升降机具有防夹功能，要求 Power Window Swich 中的 ECU必须包孕两种功能。

1 、鉴定玻璃是在防夹区照样非防夹区；

2 、鉴定玻璃是否碰到障碍物。

假如 ECU 鉴定玻璃处在非防夹区，并且玻璃碰到障碍物，则 ECU 将发出指令，给电机两端输出反向的电源，匆匆使电机反转，并在反转一段光阴内竣事。为了能实现ECU 的这两种功能，则电机的感应器必须具备以下功能:

（1） 采集并输出玻璃所处区域的旌旗灯号；

（2） 采集并输出电机转速的脉冲旌旗灯号。

是以一样平常感应器包孕两部分，位置感应器和转速感应器。

图 2 为 POWER WINDOW SWICH 的 ECU 局部道理图

图 3 防夹电机节制道理图

2．2 防夹功能道理

2.2.1 玻璃所处区域的旌旗灯号采集关闭玻璃的历程中，可能碰到障碍物，同时玻璃关闭时终极一定会打仗到上侧门框上的玻璃导轨胶条。为了既能实现防夹功能，又可以终极关闭玻璃。一样平常的在玻璃上升的区间内即从玻璃的上逝世点到下逝世点范围内划分为两个区间：

一、非防夹区：从玻璃上逝世点到以下某一范围（一样平常玻璃升降机的非防夹区为玻璃上逝世点到以下10mm 阁下）。该区域内即便玻璃上升时碰到障碍物，电机也不会反转，以包管玻璃碰到上侧门框上的玻璃导轨胶条时会竣事而不是反转。

二、防夹区：非防夹区以外的区域。该区域内，玻璃上升时碰到障碍物，电时机反转一段间隔后（如120-150mm）竣事。以确保不会夹伤人体的某部位如手、手臂等。同时也起到自保护感化，不会因过载而损伤电机。

三、防夹区和非防夹区的识别及玻璃所处区域旌旗灯号采集：

如图4电机扭转，带动1-拨叉齿轮，又经由过程3-从动齿轮带动2-内齿圈；其传动比位为 36：19，起到减速的感化。5-调剂钢圈为开口的钢丝环，两端伸出3mm阁下的一段钢丝。调剂钢圈套在2-内齿圈外侧，内齿圈扭转时靠与调剂钢圈间的摩擦力带动调剂钢圈同步迁移转变，调剂钢圈两端伸出钢丝又带动定位环套同步扭转；定位环套上部有止动块，下部有凸起布局，其感化在于当至动块在打仗6-基板限位块前的一段间隔内（11.5±2.5mm）触发常闭状态的限位开关断开；这样就可以采集并输出了玻璃已经上升到非防夹区内的旌旗灯号。

图4 玻璃所处位置的旌旗灯号采集机构

2.2.2 障碍物的旌旗灯号采集

障碍物及旌旗灯号采集及输出是经由过程固化到电机内部的传感器来实现的。电机顺时针扭转，玻璃上升，此时会在感应器的输出端孕育发生脉冲旌旗灯号，当玻璃上升历程中碰到障碍物时，电机的转速会变慢，从而改变了感应器输出的脉冲旌旗灯号，ECU 对脉冲旌旗灯号判断，假如脉冲旌旗灯号的频率f 满意以下前提：f ≥ f阀值则ECU 鉴定玻璃碰到障碍物。

图5 玻璃受到非常阻力前后的脉冲旌旗灯号示意图

2.2.3 上逝世点的自修正

当升降机与电机装置成玻璃升降器时会预先设定一个上逝世点称为假上逝世点，假上逝世点平日设定在与车门装置的实际上逝世点的下方某一位置，如图6 所示。假如假上逝世点在实际上逝世点的下方，则在玻璃升降器与车门装置后，经由过程玻璃升降器作动，假上逝世点会自动调剂到实际上逝世点的位置。其道理如下：如图3 所表示首先电机顺时针作动，玻璃上升，同时4-定位环套迁移转变，当玻璃进入非防夹区（间隔假上逝世点下方10mm阁下）定位环套下部的凸起布局会触发常闭状态的限位开关，使之断开；电机继承作动较短的光阴后，定位环套上部的止动块会打仗到基座，此时，玻璃上升到假上逝世点，因为初始设定的假上逝世点位于实际上逝世点下方。故，虽然玻璃上升到假上逝世点，但间隔上方的玻璃导轨胶条还存在必然间隔，是以玻璃会继承上升，因为定位环套的止动块已经打仗到基座，无法继承迁移转变，而内齿圈在电机的带动下与调剂钢圈发生相对滑动，直至玻璃上升到上方的玻璃导轨胶条而竣事。这样装置后的玻璃上逝世点与电机的定位环套的止动块的位置实现了同等。

图6 假上逝世点示意图

3．常见故障阐发及故障排查的一样平常法度榜样

3．1假上逝世点上偏移的故障征象及修正

所谓假上逝世点上偏移式指防夹玻璃升降器在安装到门上曩昔的假上逝世点高于实际的玻璃上逝世点的征象。因为防夹电机与升夹机组装欠妥或者在玻璃升降器安装到门上曩昔对电机通电操作都可能发生假上逝世点上偏移的问题。

假上逝世点上偏移可分为两种环境:一是假上逝世点上偏移量较大年夜 ，实际上逝世点处于电机设定防夹区内；二是假上逝世点上偏移量较小，实际上逝世点仍处于电机设定非防夹区内。

第一种环境下，玻璃升降器与车门装置后，应用AUTO档继续升起玻璃，玻璃将无法关闭，在打仗到上方的玻璃导轨胶条后会自动反转一段间隔（100mm阁下）后竣事。造成以上故障的缘故原由在于实际的上逝世点在防夹区内，玻璃打仗到上方的玻璃导轨胶条后，限位开关没有被触发，依就处于导通状态。

是以电机打仗到玻璃导轨胶条后因为速率减慢导致输出的脉冲旌旗灯号发生变更。ECU在同时到吸收限位开关导通和脉冲旌旗灯号变更的旌旗灯号后，将发出指令使电机端子电源电极交换而反转。对付以上故障，可以经由过程调节复为开关（如图7所示）来打消。详细操作如下：

图7 防夹玻璃升降器电机的复位开关

1）使用Power Window Swich 按钮的寸动档按闭合玻璃；

2）按住复位开关后，再使玻璃降下。

重复1）-2）步骤1 到3 次，可以实现电机设定的假上逝世点与实际上逝世点的重合。

其道理也是经由过程使用了调剂钢圈与定位环套的相对滑动类实现的：首先使用寸动的操作闭合玻璃，此时定位环套的止动块与基板的限位块的间隔最短，设其相对转角为α，此时按下后面的复位开关在降下玻璃时，定位环套及调剂钢圈在复位开关的感化下不再随内齿圈迁移转变，即调剂钢圈与内齿圈发生相对迁移转变。如斯反复几回，会导致定位环套与内齿圈的相对滑动的转角β>α，即造成在玻璃打仗到导轨胶条前，定位环套的止动块就已经到达基板的限位块位置，这样电机继承迁移转变直到玻璃打仗到导轨胶条竣事。从而实现了玻璃的上逝世点与定位环套的止动块的同等。

第二种环境，玻璃升降器装置后仍可以正常作动，不影响正常应用，仅仅是实际的非防夹区缩小了。但值得一提的是当玻璃导轨胶条慢慢老化，弹性低落，玻璃的上逝世点位置将慢慢下降，可能会使玻璃的上逝世点位置从非防夹区跃入防夹区，导致玻璃无法关闭。第二种环境在初期不易察觉，因为不影响正常应用，可以在发生无法关闭玻璃时，经由过程调节复位开关来修正。

3．2 限位开关不良的故障阐发

升降玻璃每升夹器一次，限位开关作动两次。是以假如限位开关的历久机能不良，设计寿命偏低，将直接影响玻璃升降器的防夹功能。正常环境下限位开关是常闭开关，只有玻璃进入非防夹区后，限位开关才会断开。假如限位开关掉效，限位开关断开可能会不停断开，ECU 将所有区域算作非防夹区处置惩罚，这样无论玻璃在防夹区照样不防夹区，碰到障碍物都不会反转。相反，假如限位开关不停导通，ECU 将所有区域算作防夹区处置惩罚。这将发生玻璃无法正常关闭的故障。限位开关能否正常事情，可以经由过程丈量图3 中e 与f 端子间的通断环境来鉴定。假如限位开关掉效一样平常只能经由过程替换电机或相关零件来打消故障。

3．3防夹功能故障排查的一样平常法度榜样

防夹功能方面的故障是防假玻璃升降器的常见故障，相对一样平常玻璃升降机要繁杂的多。是以拟订出合理的法度榜样进行入厂抽检，最大年夜可能的避免不良品的流入，以及阐发故障缘故原由具有实际意义。依据防夹道理，结合临盆实际呈现的常见故障，本体裁例了玻璃升降器的入厂查验及常见故障的排查流程图。如图8 所示。

图 8 防夹玻璃升降器入厂查验及常见故障的排查流程图

4．防夹玻璃升降器对安装的要求

在装置防夹玻璃升降器时遵照合理的操作和查验措施，可以有效的避免不良品流入。依据防夹道理，本文总结了防夹玻璃升降器的装置及一样平常查验要求。

1 、确保玻璃处于导轨胶条的合理位置

先把防夹玻璃升降器、玻璃装入车门内，紧固螺钉不要旋紧，接通电源，反复作动几回，以包管玻璃处于导轨胶条较平均的位置上，然后玻璃升到顶端，依次旋紧螺钉。

2、防止假上逝世点上偏

在防夹玻璃升降机安装到门上后应用专用的检测线路及开关系统进行作动反省。弗成以直接应用蓄电池检测作动环境。更弗成以在防夹在玻璃升降机安装到门长提高行作动反省。

3 反省项目应包孕：

1）经由过程节制按钮测试向上寸动，向下寸动 ，向上继续作动，向下继续作动是否能 正常进行。要求作动平稳、流通，无异音。

2）用专用治具对防夹区反省：

把专用治具放到门框下并与门框打仗，使升降机向上继续作动，打仗后，要求玻璃反转规定间隔。

3）假如发明玻璃上升打仗到门框后又发生反转（既不能用向上继续作动关闭玻璃）等问题，可以考试测验是否可以经由过程调节复位开关来修正。

图9 防夹功能查验位置

5 结论

1、打仗式防夹玻璃升降器的防夹功能是玻璃升降器与车窗节制开关相共同，经由过程识别处置惩罚玻璃的位置旌旗灯号和电机转速旌旗灯号来实现的。

2、借助内置感应器的调剂钢圈与定位环套的相对滑动，可以有效的实现夹上逝世点上偏移和下偏移时的修正。

3、依据防夹功能道理，说清楚明了防夹功能掉效和无法关闭车窗等故障产成缘故原由、提出了办理措施。

4、所提出的防夹玻璃升降器入厂查验及常见故障的排查流程图，防夹玻璃升降器的安装要求，可以较好的利用于临盆中，办理实际问题。