電動車窗系統防夾標定的影響因素分析

周喆 曾凡芝 黃祖朋 蔡德明 盧珊珊 陸向科

摘要：本文基于可調節車門仿型檢具，研究了影響電動車窗系統防夾標定的車門關鍵控制要素，為后續車型開發過程中的車門鈑金尺寸控制提供了依據，提高了電動車窗系統防夾標定的一次通過率，縮短了防夾標定周期。

Abstract： In this paper， based on the adjustable door imitation check， the key control factors affecting the anti-clamping calibration of the electric window system are studied， which provides a basis for the size design of the door sheet metal in the process of subsequent vehicle development， improves the one-time pass rate of the anti-clamping calibration of the electric window system， and shortens the anti-clamping calibration period.

關鍵詞：電動車窗;防夾;標定;車門

Key words： electric windows;the clip;calibration;car door

中圖分類號：U472.43? ? ? ? ? ? ? ?; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）18-0085-02

0? 引言

早期的汽車普遍采用手搖曲柄的方式使車窗玻璃升降，電動車窗的出現大大減輕了車窗升降的成員操作強度，提升了方便性和舒適性。在使用電動升降窗的過程中，由于電機的轉速及力矩較大，可能存在夾傷乘員的風險。為此，中國、北美以及歐洲都出臺了防夾法規，要求電動車窗在上升過程中能夠實時檢測突變的夾緊力或者障礙物，一旦上升力矩超標，就會自動停止電機的運行或者改變運動方向[1]。

1? 電動車窗系統防夾標定簡介

電動車窗防夾依賴于對車窗位置和夾物力的精確判斷，這就要求對車門系統進行精密的防夾標定，并考慮到在整個生命周期內車門系統的惡化所帶來的影響[2]。車窗防夾標定主要分為靜態標定與動態標定驗證兩部分。

目前，各大主機廠新車型開發的周期越來越短，然而車門鈑金模具的開發周期又很長，受工裝夾具急促開發的影響，車門鈑金尺寸的合格率往往較低、一致性差，難以滿足精密的車窗防夾標定要求，導致防夾標定一次成功率低，無法滿足項目節點要求。為此，本文基于可調節的車門仿型檢具，通過在常溫及低溫下的試驗測試，探索影響電動車窗系統防夾標定的車門關鍵尺寸。

2? 防夾標定影響因素試驗

2.1 防夾標定影響因素分析? 影響升降器防夾標定的因素有很多，本文重點研究車門鈑金各關鍵要素對防夾標定的影響。經分析，車門鈑金以下要素（圖1）與升降器防夾標定直接相關。

2.2 常溫下試驗研究? 電動車窗玻璃在上升時，如果遇到了障礙物，電機軸負載轉矩會增加，且電機軸負載轉矩對障礙物的感應非常敏感，因此可以將電機負載轉矩作為監測的指標，即通過測量車門鈑金不同位置（A/B/C柱等）下的電機負載轉矩，得出不同位置對電機負載的影響大小。實際操作過程中，電機軸負載轉矩這個衡量指標并不能直接被測量出來，試驗中利用了電機軸負載轉矩與電樞的電流成正相關的關系，通過測量電樞電流值來間接反饋轉矩的大小[3]。

試驗過程為：在車門仿形檢具上裝配所有電動車窗系統零件，然后將整個系統置于常溫及低溫下（-30℃）模擬車窗系統防夾標定的過程。使用可調的車門仿形檢具，以一定步長（如0.5mm）逐一調整車門各關鍵要素尺寸，模擬鈑金關鍵要素的尺寸變化。

①窗框導槽開口尺寸影響研究：分別調整車門A/B/C柱導槽開口尺寸，以理論值為基準，向正負方向以0.5mm為步長進行調整，每調整一次進行10個循環升降，記錄每次電流，最后取電流的平均值。

②前后門ROOF段的Y向偏轉值研究：恢復所有值至設計值，以ROOF段導槽理論值為基準，向正負方向以0.5mm為步長進行調整，每調整一次進行10個循環升降，記錄每次電流，最后取電流的平均值。

③前后門窗臺內外板加強板開口尺寸研究：恢復所有值至設計值，以窗臺內外板加強板開口尺寸理論值為基準，向正負方向以0.5mm為步長進行調整，每調整一次進行10個循環升降，記錄每次電流，最后取電流的平均值。

2.3? 低溫下試驗研究? 低溫下的試驗只是將測試的環境溫度降至-30℃而已，操作步驟和測量方法等與常溫條件下完全一致。

3? 試驗數據分析及結論

3.1 常溫下測試數據? 經過對前后門A/B/C柱、ROOF段及窗臺內外板在常溫下進行試驗測試，得出如圖2所示6組電流與尺寸變化曲線圖。

3.2 低溫下測試數據? 經過對前后門A/B/C柱、ROOF段及窗臺內外板在低溫（-30℃）下進行試驗測試，得出如圖3所示6組電流與尺寸變化曲線圖。

3.3 結果分析? ①常溫下，A柱X向前后移動均導致電流值上升，阻力增大，當負X向移動（AB柱開口減小）1.5mm時電流上升0.24A;A柱導槽開口尺寸減小時電流增加，開口增大時電流減小，當Y向減小1.5mm，電流上升約0.19A;②常溫下，B柱X向前后移動對電流影響不大，阻力基本不變;但B柱Y向開口尺寸變化對電流影響大，當尺寸減小1.5mm時，電流值顯著上升0.5A，尺寸減小導致阻力成線性上升;③常溫下，頂段Y向開口尺寸對電流影響不大;內外板開口尺寸變化對電流影響也不明顯;④低溫下，A柱X向前后移動均導致電流值上升，但影響不大，可以忽略;但A柱Y向開口尺寸變小對電流及阻力影響很大，尺寸減小1.0mm時，電流值顯著上升約0.9A;⑤低溫下，B柱前后方向尺寸變小對電流影響是先增大后減小，成無規律變化;B柱導槽開口變窄對電流影響較大且基本成線性增加趨勢，當開口減小1mm，電流增加0.4A;⑥低溫下，頂段Y向開口尺寸對電流影響不大;內外板開口尺寸變化對電流影響也不明顯;

4? 結語

通過本次研究，得出在常溫環境下影響升降阻力因素之間關系：B柱導槽開口尺寸變化>A柱前后方向尺寸變化>A柱導槽開口尺寸變化;B柱X向尺寸變化，頂段Y向開口尺寸，內外板開口尺寸變化對阻力影響較小。在低溫環境下影響升降阻力各因素之間關系：A柱導槽開口尺寸變化>B柱導槽開口尺寸變化>B柱X向尺寸變小;A柱X向前后移動，頂段Y向開口尺寸，內外板開口尺寸變化。

參考文獻：

[1]田永，方瑛.汽車電動車窗防夾設計探究[J].汽車電器，2014（8）：12-15.

[2]姚高飛，江小朕，陳曉霞，等.車窗紋波防夾標定簡介[J].汽車電器，2020（5）：63-67.

[3]孟祥和，王衛東.電動車窗防夾系統設計[J].時代農機，2016 （10）：59-60.