防夹玻璃升降器工作原理分析

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1、防夹玻璃升降器工作原理分析摘要：本文通过对防夹玻璃升降器的电机解析，较详细的阐明了驾驶员侧防夹玻璃升降器的防夹功能的原理，上死点自复位原理；分析了常见故障的现象、产生原因、排除方法关键词：防夹玻璃升降机  自复位  非防夹区  1前言现代轿车门窗玻璃的升降基本已经抛弃了摇把式的手动升降方式，普遍采用按钮式的电动升降方式。随着人们对舒适性、安全性要求的提高，原本仅在高档轿车上装配的电动防夹玻璃升降器，也逐渐被更多的中低档车所采用，成为未来玻璃升降器发展的一种趋势。所谓防夹玻璃升降器，是指当玻璃上升时，如果在上升

2、区域内有人体某部位或物件时会立即反转一段距离后停止，以防止夹伤乘客。目前，流行的防夹玻璃升降器从防夹功能上分主要有两类：接触式和非接触式。接触式指当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上，才会自动停止玻璃上升工作；非接触是指通过一套光学控制系统来检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而控制玻璃移动，无需异物直接接触到玻璃。这个光学控制系统主要元件是光学传感器，它由红外线发射器和接收器组成，安装在车窗的内饰件上，能连续精确地扫描指定的区域。防夹玻璃升降器是未来玻璃升降器的发展趋势，因此深入了解防夹玻璃升降器的工作原理，

3、对设计、开发、检测、维修都有重要意义。本文结合新开发的xx2号车驾驶员侧防夹玻璃升降器，通过拆解、分析、测试等手段较详细的阐述了防夹玻璃升降器的工作原理，自复位原理；并以此为依据，结合工作中的实际情况，分析了常见故障的现象、产生原因、排除方法；提出了防夹功能方面的故障排查的一般程序及防夹玻璃升降器对装配及检验的要求，以避免由于装配操作不当造成的故障。2  防夹玻璃升降器工作结构及原理本文主要以驾驶员侧防夹玻璃升降器为例，对接触式防夹玻璃升降器的结构、防夹原理进行阐述。2.1  防夹玻璃升降

4、器基本结构防夹玻璃升降器总成分两部分，升降机部分，电机部分。图1为玻璃升降器。2.1.1升降机部分升降机部分又可分为绳轮式（包含单臂式和双臂式）、齿轮臂式软轴式等。xx车玻璃升降器的升降机部分是典型的单臂绳轮式，其主要包含：RAIL,CARRIER,CABLE,GUIDE,BRAKET等，这与一般电动升降机相似。2.1.2  电机部分一般电动玻璃升降器结构的关键是电机（内置减速器），其中电机采用可逆性永磁直流电机，电动机内有两组绕向不同的磁场线圈，通过开关的控制可做正转和反转来实现升降。而防夹电机是在一般电机

5、的基础上，电机中增加传感器，开关控制部分中添加处理元件来实现防夹功能。通常是在电动机中埋植磁环，感应电机转速，在电子模块中埋植霍尔元件，感应电流，并通过电子模块控制对电动机的过流、过压及过热保护，而且当玻璃上升途中遇到人力障碍时会自动识别而反向运行，防止乘员夹伤。防夹电机部分主要包含直流电机（内置减速器）和感应器两部分一、直流电机：    直流电机的质量直接关系到电动玻璃升降器的正常工作，它一定要具有体积小、重量轻、防护等级高、噪声低、电磁干扰小、运行可靠等特点，并要求有良好的耐久性、水密性、耐热、耐腐蚀、耐

6、振动、阻燃等性能。xx2号车防夹玻璃升降器电机的基本参数如表1所表示。二、感应器：为了保证玻璃升降机具有防夹功能，要求PowerWindowSwich中的ECU必须包含两种功能。1  判定玻璃是在防夹区还是非防夹区；2  判定玻璃是否遇到障碍物。如果ECU判定玻璃处在非防夹区，并且玻璃遇到障碍物，则ECU将发出指令，给电机两端输出反向的电源，促使电机反转，并在反转一段时间内停止。为了能实现ECU的这两种功能，则电机的感应器必须具备以下功能，（1）  采集并输出玻璃所处区域的信号；（2）&n

7、bsp; 采集并输出电机转速的脉冲信号。因此一般感应器包含两部分，位置感应器和转速感应器  2．2防夹功能原理2.2.1玻璃所处区域的信号采集关闭玻璃的过程中，可能遇到障碍物，同时玻璃关闭时最终必然会接触到上侧门框上的玻璃导轨胶条。为了既能实现防夹功能，又可以最终关闭玻璃。一般的在玻璃上升的区间内即从玻璃的上死点到下死点范围内划分为两个区间：一、非防夹区：从玻璃上死点到以下某一范围（一般玻璃升降机的非防夹区为玻璃上死点到以下10mm左右）。该区域内即便玻璃上升时遇到障碍物，电机也不会反转，以保证玻璃

8、遇到上侧门框上的玻璃导轨胶条时会停止而不是反转。二、防夹区：非防夹区以外的区域。该区域内，玻璃上升时遇到障碍物，电机会反转一段距离后（如120-150mm）停止。以确保不会夹伤人体的某部位如手、手臂等。同时也起到自保护作用，不会因过载而损伤电机。三、防夹区和非防夹区的识别及玻璃所处区域信号采集：如图4电机旋转，带动1-拨叉齿轮，又通过3-从动齿轮带动2-内齿圈；其传动比位为36：19，起到减速的作用