汽車電子技術: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驅(qū)動系統(tǒng)。而電機驅(qū)動系統(tǒng)有兩種形式，即鉸節(jié)式連桿傳動機構和拉索式傳動機構。而在一輛車上到底選用哪種傳動機構，除了另外的一些準則以外，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)式連桿傳動機構（齒輪式升降機構），當驅(qū)動電機通過小齒輪驅(qū)動與鉸節(jié)式連桿傳動機構相嚙合的扇形齒輪。這種傳動機構可以正、反向工作。另外一個拉索式傳動機構（拉索式升降機機構）則是驅(qū)動電機通過拉索鼓輪驅(qū)動拉索升降機構。

　　1、電機 2、齒輪臂 3、導向板 4、從動臂 5、玻璃安裝板

　　車窗驅(qū)動電機：在車門內(nèi)的空間里只能采用扁平式電機。減速傳動機構為自鎖式蝸輪蝸桿傳動機構，并可防止意外和強制開啟車窗。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閉機構驅(qū)動車窗。當駕駛員離開汽車或在通風位置時車窗會自動關閉。

　　玻璃安裝板記錄點A001時間位移記錄圖

　　在關閉車窗時，預設了車窗關閉力限制（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，在車窗向上關閉時車窗關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)動機構內(nèi)部的Hall轉(zhuǎn)速傳感器監(jiān)控驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速。如果驅(qū)動電機減速，則電機馬上反向轉(zhuǎn)動。在彈簧剛度為10N/mm時車窗關閉力不應超過100N。為保證能每次關閉好車窗，在車窗進入密封條前自動的切斷車窗關閉力限制，直至驅(qū)動電機處于抱死狀態(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)動電機中。通過總線接口將分散的電子系統(tǒng)網(wǎng)絡化，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控制。在電機控制中，機械閉鎖極限行程開關可以按端子上的極性使天窗從關閉狀態(tài)變?yōu)殚_啟狀態(tài)或舉升狀態(tài)。當天窗在開啟或舉升狀態(tài)時，變換極限行程開關極性又可使天窗處于關閉狀態(tài)或下降狀態(tài)。如果升降或移動機構與中央閉鎖機構相連，其好處是可以一起利用天窗關閉力限制的電子控制。天窗驅(qū)動控制使用微型計算機。微型計算機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：可預算的位置控制、利用下雨傳感器關閉天窗、驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速控制、驅(qū)動電機的電子保護等功能。

　　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)動電機為永磁勵磁蝸輪蝸桿傳動的電動機，輸出功率約為30W。利用熱保護開關或軟件熱保護（主要的）防止電機過負荷。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閉天窗。