電動車玻璃升降器壽命測試研究

胡之晨

摘 要：隨著汽車產業的不斷發展，各項汽車生產技術水平也得到了很大的提升。電動車玻璃升降器是目前大多數車輛的必要零件，與汽車使用的操控感、舒適感和安全感有很大聯系。為了進一步提升電動車比例升降器的使用效率，本文對其使用壽命進行了測試研究。

關鍵詞：汽車；電動車玻璃；升降器；壽命；測試

引言

車玻璃升降器作為汽車上用戶接觸使用最頻繁的機電零件之一，它的壽命直接用影響用戶體驗和汽車品牌的口碑。

目前市場上的車玻璃升降器有手動和電動2種。隨著科技的進步，手動車玻璃升降器已經逐步淘汰。電動玻璃升降器根據控制電路不同，分為ECU控制和非ECU控制兩種。本文也僅討論電動玻璃升降器中的非ECU控制類型。ECU控制類型何以根據相應的控制方式屏蔽控制電路或者對本文壽命試驗裝置進行調整即可。

目前我國發布了專門的QC/T 636-2014《汽車電動車玻璃升降器》作為產品標準，但是標準中僅僅對車玻璃升降器的試驗基本方法和相關參數進行了規范，并沒有具體試驗步驟和設備要求。因此我們結合其他國家和企業的試驗標準，對車玻璃升降器的壽命試驗設備進行了研究。

1 車玻璃升降器控制研究

眾所周知，壽命試驗必須在模擬產品工作狀態下進行。所以，我們首先需要研究車玻璃升降器的工作原理。車玻璃升降器的核心部件為電機，由電機拉動鋼絲運動，推動/拉動兩側軌道上的玻璃托架，帶著玻璃運動。玻璃升降器運動的過程中需要克服的阻力包括，來自玻璃的重力和來自膠條的摩擦阻力。

除了正常安裝工作狀態中的問題外，QC/T 636-2014《汽車電動車玻璃升降器》中對于玻璃升降器的特殊參數-剩余力也做出了規定，剩余力描述了升降器核心部件電機的性能。剩余力是當車玻璃上升或者下降到終止位置時，控制電機繼續運動，對于終止端的壓力。終端包括門框和玻璃托架。而由于電機的獨特設計，當控制電機停止時，電機會保留停止時的狀態，即保留對終止端的壓力。因此，QC/T 636 對車玻璃運動的剩余力和車玻璃到終止端的停留時間做出規定，也是對玻璃升降器部分零件材料提出要求。

在設計試驗裝置時，我們必須考慮控制的參數為，驅動電壓，電機負荷（阻力），運動的堵轉時間和停止時間，以及壽命試驗必須的次數等設置。

2 試驗裝置設計

目前國內沒有標準的車玻璃升降器壽命試驗裝置。很多企業所謂的壽命試驗裝置僅僅只能控制車玻璃升降器運動，而不是在模擬工作狀態下進行壽命試驗。我們根據對車玻璃升降器的參數研究，進行了如下設計：

利用NI的板卡作為控制中樞，設計由繼電器、光耦等元器件作為電氣控制電路，控制4個外置的直流電源進行電路電源極性的變換，分別獨立驅動四扇車門完成壽命試驗。裝置通過金屬傳感器感應車門位置，根據玻璃（貼鋁箔）或者玻璃托架位置來對升降器的運動進行實時控制。裝置設計了運動的堵轉時間和停止時間，壽命試驗次數可調，可以實時查看運動的電流/時間曲線并對升降器運動設置了報警時間。另外，我們在控制中樞中預留了測試接口，包括剩余力，車門行程等。對于非安裝在車門內部的升降器，我們也設計了臺架來進行試驗。

同時，試驗裝置會存儲每一次玻璃升降器的運動數據，以便我們作為升降器的研究數據。

這個試驗裝置不僅僅能完成QC/T 636-2014的壽命試驗，還可以根據不同標準來加載不同的運動模式，完成包括大眾，吉利，長城等標準的測試要求。

3 系統軟件設計

進入操作界面之后，是一個總覽的界面，顯示了預設次數和已完成次數，加載的運動模式，車玻璃的運動狀態信息，“Auto Mode（自動運行）”。原始設置界面為黃色，當開始進行運動之后界面變為綠色，報警時變為紅色。右下角“Graphing（圖象界面）”點擊直接進入試驗電流/時間曲線界面。（如圖1）

點擊進入單獨的一個車玻璃升降器的控制界面，可以看到最上是4個傳感器的信號燈，用來指示車玻璃運動的位置，當玻璃經過某個傳感器時，等會亮起。“壽命次數輸框”內可以直接輸入壽命試驗次數。“調用程序”內是我們根據不同標準運動模式預先編輯的文件，可以按照需求加載一個，并且四路控制獨立。“手動”點開后，可以選擇“上升”“下降”是當我們安裝金屬傳感器時，用于測試安裝就位的單次運動按鍵。“Auto Mode（自動運行）”為壽命試驗正式開始按鍵。“查看圖象”界面可以直接顯示當前的運動電流/時間曲線。“Reset Counter（次數重置）”按鍵長按至變色可以重置已經試驗的次數，這種設計也是為了避免意外點到按鈕造成試驗重置。“Time Setting（時間設置）”按鈕點開后，可以設置不同位置的停止時間以及終止端的堵轉時間，和預設報警時間。進入“View Graph（圖象界面）”可以讓我們選擇不同時間的曲線，讀取任意一次運動的數據或者通過移動光標進行兩次運動的對比。“Main Menu（主菜單）”點擊后回到總覽界面。

進入“圖象界面”后，可以看到兩個不同的顯示框，分別顯示當前數據和加載記錄的歷史數據，可以對兩次運動參數進行詳細的比較。

結束語

壽命試驗是車玻璃升降器最關鍵的試驗之一，直接影響著車玻璃升降器的質量評價。升降器的壽命試驗，不僅僅關乎升降器，還能對所有相關零件進行附帶的測試，包括但不限于膠條，玻璃和其他緊固件。壽命試驗也為研究升降器各部件的材料提供了詳細的耐久演變數據，對汽車材料研究也有著不可替代的作用。