電動(dòng)車窗系統(tǒng)防夾標(biāo)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(diào)節(jié)車門(mén)仿型檢具，研究了影響電動(dòng)車窗系統(tǒng)防夾標(biāo)定的車門(mén)關(guān)鍵控制要素，為后續(xù)車型開(kāi)發(fā)過(guò)程中的車門(mén)鈑金尺寸控制提供了依據(jù)，提高了電動(dòng)車窗系統(tǒng)防夾標(biāo)定的一次通過(guò)率，縮短了防夾標(biāo)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(guān)鍵詞：電動(dòng)車窗;防夾;標(biāo)定;車門(mén)

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

中圖分類號(hào)：U472.43? ? ? ? ? ? ? ?; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：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(dòng)車窗的出現(xiàn)大大減輕了車窗升降的成員操作強(qiáng)度，提升了方便性和舒適性。在使用電動(dòng)升降窗的過(guò)程中，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速及力矩較大，可能存在夾傷乘員的風(fēng)險(xiǎn)。為此，中國(guó)、北美以及歐洲都出臺(tái)了防夾法規(guī)，要求電動(dòng)車窗在上升過(guò)程中能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)突變的夾緊力或者障礙物，一旦上升力矩超標(biāo)，就會(huì)自動(dòng)停止電機(jī)的運(yùn)行或者改變運(yùn)動(dòng)方向[1]。

1? 電動(dòng)車窗系統(tǒng)防夾標(biāo)定簡(jiǎn)介

電動(dòng)車窗防夾依賴于對(duì)車窗位置和夾物力的精確判斷，這就要求對(duì)車門(mén)系統(tǒng)進(jìn)行精密的防夾標(biāo)定，并考慮到在整個(gè)生命周期內(nèi)車門(mén)系統(tǒng)的惡化所帶來(lái)的影響[2]。車窗防夾標(biāo)定主要分為靜態(tài)標(biāo)定與動(dòng)態(tài)標(biāo)定驗(yàn)證兩部分。

目前，各大主機(jī)廠新車型開(kāi)發(fā)的周期越來(lái)越短，然而車門(mén)鈑金模具的開(kāi)發(fā)周期又很長(zhǎng)，受工裝夾具急促開(kāi)發(fā)的影響，車門(mén)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(biāo)定要求，導(dǎo)致防夾標(biāo)定一次成功率低，無(wú)法滿足項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)要求。為此，本文基于可調(diào)節(jié)的車門(mén)仿型檢具，通過(guò)在常溫及低溫下的試驗(yàn)測(cè)試，探索影響電動(dòng)車窗系統(tǒng)防夾標(biāo)定的車門(mén)關(guān)鍵尺寸。

2? 防夾標(biāo)定影響因素試驗(yàn)

2.1 防夾標(biāo)定影響因素分析? 影響升降器防夾標(biāo)定的因素有很多，本文重點(diǎn)研究車門(mén)鈑金各關(guān)鍵要素對(duì)防夾標(biāo)定的影響。經(jīng)分析，車門(mén)鈑金以下要素（圖1）與升降器防夾標(biāo)定直接相關(guān)。

2.2 常溫下試驗(yàn)研究? 電動(dòng)車窗玻璃在上升時(shí)，如果遇到了障礙物，電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)增加，且電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩對(duì)障礙物的感應(yīng)非常敏感，因此可以將電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩作為監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，即通過(guò)測(cè)量車門(mén)鈑金不同位置（A/B/C柱等）下的電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，得出不同位置對(duì)電機(jī)負(fù)載的影響大小。實(shí)際操作過(guò)程中，電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩這個(gè)衡量指標(biāo)并不能直接被測(cè)量出來(lái)，試驗(yàn)中利用了電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電樞的電流成正相關(guān)的關(guān)系，通過(guò)測(cè)量電樞電流值來(lái)間接反饋轉(zhuǎn)矩的大小[3]。

試驗(yàn)過(guò)程為：在車門(mén)仿形檢具上裝配所有電動(dòng)車窗系統(tǒng)零件，然后將整個(gè)系統(tǒng)置于常溫及低溫下（-30℃）模擬車窗系統(tǒng)防夾標(biāo)定的過(guò)程。使用可調(diào)的車門(mén)仿形檢具，以一定步長(zhǎng)（如0.5mm）逐一調(diào)整車門(mén)各關(guān)鍵要素尺寸，模擬鈑金關(guān)鍵要素的尺寸變化。

①窗框?qū)Р坶_(kāi)口尺寸影響研究：分別調(diào)整車門(mén)A/B/C柱導(dǎo)槽開(kāi)口尺寸，以理論值為基準(zhǔn)，向正負(fù)方向以0.5mm為步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，每調(diào)整一次進(jìn)行10個(gè)循環(huán)升降，記錄每次電流，最后取電流的平均值。

②前后門(mén)ROOF段的Y向偏轉(zhuǎn)值研究：恢復(fù)所有值至設(shè)計(jì)值，以ROOF段導(dǎo)槽理論值為基準(zhǔn)，向正負(fù)方向以0.5mm為步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，每調(diào)整一次進(jìn)行10個(gè)循環(huán)升降，記錄每次電流，最后取電流的平均值。

③前后門(mén)窗臺(tái)內(nèi)外板加強(qiáng)板開(kāi)口尺寸研究：恢復(fù)所有值至設(shè)計(jì)值，以窗臺(tái)內(nèi)外板加強(qiáng)板開(kāi)口尺寸理論值為基準(zhǔn)，向正負(fù)方向以0.5mm為步長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，每調(diào)整一次進(jìn)行10個(gè)循環(huán)升降，記錄每次電流，最后取電流的平均值。

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

3? 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

3.1 常溫下測(cè)試數(shù)據(jù)? 經(jīng)過(guò)對(duì)前后門(mén)A/B/C柱、ROOF段及窗臺(tái)內(nèi)外板在常溫下進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)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(cè)試數(shù)據(jù)? 經(jīng)過(guò)對(duì)前后門(mén)A/B/C柱、ROOF段及窗臺(tái)內(nèi)外板在低溫（-30℃）下進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，得出如圖3所示6組電流與尺寸變化曲線圖。

3.3 結(jié)果分析? ①常溫下，A柱X向前后移動(dòng)均導(dǎo)致電流值上升，阻力增大，當(dāng)負(fù)X向移動(dòng)（AB柱開(kāi)口減?。?.5mm時(shí)電流上升0.24A;A柱導(dǎo)槽開(kāi)口尺寸減小時(shí)電流增加，開(kāi)口增大時(shí)電流減小，當(dāng)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(dòng)對(duì)電流影響不大，阻力基本不變;但B柱Y向開(kāi)口尺寸變化對(duì)電流影響大，當(dāng)尺寸減小1.5mm時(shí)，電流值顯著上升0.5A，尺寸減小導(dǎo)致阻力成線性上升;③常溫下，頂段Y向開(kāi)口尺寸對(duì)電流影響不大;內(nèi)外板開(kāi)口尺寸變化對(duì)電流影響也不明顯;④低溫下，A柱X向前后移動(dòng)均導(dǎo)致電流值上升，但影響不大，可以忽略;但A柱Y向開(kāi)口尺寸變小對(duì)電流及阻力影響很大，尺寸減小1.0mm時(shí)，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(duì)電流影響是先增大后減小，成無(wú)規(guī)律變化;B柱導(dǎo)槽開(kāi)口變窄對(duì)電流影響較大且基本成線性增加趨勢(shì)，當(dāng)開(kāi)口減小1mm，電流增加0.4A;⑥低溫下，頂段Y向開(kāi)口尺寸對(duì)電流影響不大;內(nèi)外板開(kāi)口尺寸變化對(duì)電流影響也不明顯;

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次研究，得出在常溫環(huán)境下影響升降阻力因素之間關(guān)系：B柱導(dǎo)槽開(kāi)口尺寸變化>A柱前后方向尺寸變化>A柱導(dǎo)槽開(kāi)口尺寸變化;B柱X向尺寸變化，頂段Y向開(kāi)口尺寸，內(nèi)外板開(kāi)口尺寸變化對(duì)阻力影響較小。在低溫環(huán)境下影響升降阻力各因素之間關(guān)系：A柱導(dǎo)槽開(kāi)口尺寸變化>B柱導(dǎo)槽開(kāi)口尺寸變化>B柱X向尺寸變小;A柱X向前后移動(dòng)，頂段Y向開(kāi)口尺寸，內(nèi)外板開(kāi)口尺寸變化。

參考文獻(xiàn)：

[1]田永，方瑛.汽車電動(dòng)車窗防夾設(shè)計(jì)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(biāo)定簡(jiǎn)介[J].汽車電器，2020（5）：63-67.

[3]孟祥和，王衛(wèi)東.電動(dòng)車窗防夾系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2016 （10）：59-60.