汽車電子技術(shù):車窗/天窗驅(qū)動原理解析

　　我們?nèi)粘Ｉ钪?，在外力操縱的車窗里常用電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。而電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)有兩種形式，即鉸節(jié)式連桿傳動機(jī)構(gòu)和拉索式傳動機(jī)構(gòu)。而在一輛車上到底選用哪種傳動機(jī)構(gòu)，除了另外的一些準(zhǔn)則以外，很大程度上其實是取決于車門內(nèi)可供使用的安裝空間。

　　首先我們介紹一下什么是鉸節(jié)式連桿傳動機(jī)構(gòu)（齒輪式升降機(jī)構(gòu)），當(dāng)驅(qū)動電機(jī)通過小齒輪驅(qū)動與鉸節(jié)式連桿傳動機(jī)構(gòu)相嚙合的扇形齒輪。這種傳動機(jī)構(gòu)可以正、反向工作。另外一個拉索式傳動機(jī)構(gòu)（拉索式升降機(jī)機(jī)構(gòu)）則是驅(qū)動電機(jī)通過拉索鼓輪驅(qū)動拉索升降機(jī)構(gòu)。

　　1、電機(jī) 2、齒輪臂 3、導(dǎo)向板 4、從動臂 5、玻璃安裝板

　　車窗驅(qū)動電機(jī)：在車門內(nèi)的空間里只能采用扁平式電機(jī)。減速傳動機(jī)構(gòu)為自鎖式蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)，并可防止意外和強(qiáng)制開啟車窗。組合在傳動系統(tǒng)中的阻尼元件可保證車窗在兩極限位置時良好緩沖作用。

　　車窗驅(qū)動控制：利用擺動開關(guān)可以實現(xiàn)車窗的手動控制。為提高操縱的舒適性，也可使用集中的或分散的車窗關(guān)閉機(jī)構(gòu)驅(qū)動車窗。當(dāng)駕駛員離開汽車或在通風(fēng)位置時車窗會自動關(guān)閉。

　　玻璃安裝板記錄點A001時間位移記錄圖

　　在關(guān)閉車窗時，預(yù)設(shè)了車窗關(guān)閉力限制（SKB，Schlieβkraftbegrenzung），這樣可以避免夾住乘員身體的任一部分。按德國公路交通規(guī)則，在車窗向上關(guān)閉時車窗關(guān)閉力限制必須在離上部稍許開啟的200-4mm調(diào)節(jié)范圍內(nèi)起作用。

　　車門內(nèi)部展示板

　　在調(diào)節(jié)時，組合的車窗驅(qū)動機(jī)構(gòu)內(nèi)部的Hall轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)控驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速。如果驅(qū)動電機(jī)減速，則電機(jī)馬上反向轉(zhuǎn)動。在彈簧剛度為10N/mm時車窗關(guān)閉力不應(yīng)超過100N。為保證能每次關(guān)閉好車窗，在車窗進(jìn)入密封條前自動的切斷車窗關(guān)閉力限制，直至驅(qū)動電機(jī)處于抱死狀態(tài)。通過總的調(diào)整行程可以檢測車窗位置。

　　車窗驅(qū)動控制，可以合并在中央電控單元中或為減少線束費用組合在分散的車窗驅(qū)動電機(jī)中。通過總線接口將分散的電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，如LIN總線、CAN總線。其優(yōu)點是可實現(xiàn)電子系統(tǒng)的故障診斷和進(jìn)一步減少線束。

　　天窗（活動車頂）驅(qū)動

　　天窗驅(qū)動將天窗升降和移動功能聯(lián)合起來。為此需要采用專門的電機(jī)控制。在電機(jī)控制中，機(jī)械閉鎖極限行程開關(guān)可以按端子上的極性使天窗從關(guān)閉狀態(tài)變?yōu)殚_啟狀態(tài)或舉升狀態(tài)。當(dāng)天窗在開啟或舉升狀態(tài)時，變換極限行程開關(guān)極性又可使天窗處于關(guān)閉狀態(tài)或下降狀態(tài)。如果升降或移動機(jī)構(gòu)與中央閉鎖機(jī)構(gòu)相連，其好處是可以一起利用天窗關(guān)閉力限制的電子控制。天窗驅(qū)動控制使用微型計算機(jī)。微型計算機(jī)處理天窗運動的輸入信號并監(jiān)控天窗移動的位置。利用微動開關(guān)或Hall位置傳感器可以控制天窗的原始位置和移動的極限位置。另外還有其他一些功能，如：可預(yù)算的位置控制、利用下雨傳感器關(guān)閉天窗、驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、驅(qū)動電機(jī)的電子保護(hù)等功能。

　　天窗

　　驅(qū)動系統(tǒng)：通過拉索或抗拉、壓的操縱纜索驅(qū)動天窗。驅(qū)動電機(jī)大多直接安裝在天窗內(nèi)或安裝在汽車后部，如行李箱內(nèi)。驅(qū)動電機(jī)為永磁勵磁蝸輪蝸桿傳動的電動機(jī)，輸出功率約為30W。利用熱保護(hù)開關(guān)或軟件熱保護(hù)（主要的）防止電機(jī)過負(fù)荷。在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時要保證能用簡單的車上工具關(guān)閉天窗。