電動(dòng)車玻璃升降器壽命測(cè)試研究

胡之晨

摘 要：隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)汽車生產(chǎn)技術(shù)水平也得到了很大的提升。電動(dòng)車玻璃升降器是目前大多數(shù)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(lián)系。為了進(jìn)一步提升電動(dòng)車比例升降器的使用效率，本文對(duì)其使用壽命進(jìn)行了測(cè)試研究。

關(guān)鍵詞：汽車；電動(dòng)車玻璃；升降器；壽命；測(cè)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(jī)電零件之一，它的壽命直接用影響用戶體驗(yàn)和汽車品牌的口碑。

目前市場(chǎng)上的車玻璃升降器有手動(dòng)和電動(dòng)2種。隨著科技的進(jìn)步，手動(dòng)車玻璃升降器已經(jīng)逐步淘汰。電動(dòng)玻璃升降器根據(jù)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(dòng)玻璃升降器中的非ECU控制類型。ECU控制類型何以根據(jù)相應(yīng)的控制方式屏蔽控制電路或者對(duì)本文壽命試驗(yàn)裝置進(jìn)行調(diào)整即可。

目前我國(guó)發(fā)布了專門的QC/T 636-2014《汽車電動(dòng)車玻璃升降器》作為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，但是標(biāo)準(zhǔn)中僅僅對(duì)車玻璃升降器的試驗(yàn)基本方法和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了規(guī)范，并沒有具體試驗(yàn)步驟和設(shè)備要求。因此我們結(jié)合其他國(guó)家和企業(yè)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)車玻璃升降器的壽命試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了研究。

1 車玻璃升降器控制研究

眾所周知，壽命試驗(yàn)必須在模擬產(chǎn)品工作狀態(tài)下進(jìn)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(jī)，由電機(jī)拉動(dòng)鋼絲運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)/拉動(dòng)兩側(cè)軌道上的玻璃托架，帶著玻璃運(yùn)動(dòng)。玻璃升降器運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中需要克服的阻力包括，來(lái)自玻璃的重力和來(lái)自膠條的摩擦阻力。

除了正常安裝工作狀態(tài)中的問題外，QC/T 636-2014《汽車電動(dòng)車玻璃升降器》中對(duì)于玻璃升降器的特殊參數(shù)-剩余力也做出了規(guī)定，剩余力描述了升降器核心部件電機(jī)的性能。剩余力是當(dāng)車玻璃上升或者下降到終止位置時(shí)，控制電機(jī)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于終止端的壓力。終端包括門框和玻璃托架。而由于電機(jī)的獨(dú)特設(shè)計(jì)，當(dāng)控制電機(jī)停止時(shí)，電機(jī)會(huì)保留停止時(shí)的狀態(tài)，即保留對(duì)終止端的壓力。因此，QC/T 636 對(duì)車玻璃運(yùn)動(dòng)的剩余力和車玻璃到終止端的停留時(shí)間做出規(guī)定，也是對(duì)玻璃升降器部分零件材料提出要求。

在設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置時(shí)，我們必須考慮控制的參數(shù)為，驅(qū)動(dòng)電壓，電機(jī)負(fù)荷（阻力），運(yùn)動(dòng)的堵轉(zhuǎn)時(shí)間和停止時(shí)間，以及壽命試驗(yàn)必須的次數(shù)等設(shè)置。

2 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

目前國(guó)內(nèi)沒有標(biāo)準(zhǔn)的車玻璃升降器壽命試驗(yàn)裝置。很多企業(yè)所謂的壽命試驗(yàn)裝置僅僅只能控制車玻璃升降器運(yùn)動(dòng)，而不是在模擬工作狀態(tài)下進(jìn)行壽命試驗(yàn)。我們根據(jù)對(duì)車玻璃升降器的參數(shù)研究，進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)：

利用NI的板卡作為控制中樞，設(shè)計(jì)由繼電器、光耦等元器件作為電氣控制電路，控制4個(gè)外置的直流電源進(jìn)行電路電源極性的變換，分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)四扇車門完成壽命試驗(yàn)。裝置通過(guò)金屬傳感器感應(yīng)車門位置，根據(jù)玻璃（貼鋁箔）或者玻璃托架位置來(lái)對(duì)升降器的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。裝置設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)的堵轉(zhuǎn)時(shí)間和停止時(shí)間，壽命試驗(yàn)次數(shù)可調(diào)，可以實(shí)時(shí)查看運(yùn)動(dòng)的電流/時(shí)間曲線并對(duì)升降器運(yùn)動(dòng)設(shè)置了報(bào)警時(shí)間。另外，我們?cè)诳刂浦袠兄蓄A(yù)留了測(cè)試接口，包括剩余力，車門行程等。對(duì)于非安裝在車門內(nèi)部的升降器，我們也設(shè)計(jì)了臺(tái)架來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。

同時(shí)，試驗(yàn)裝置會(huì)存儲(chǔ)每一次玻璃升降器的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，以便我們作為升降器的研究數(shù)據(jù)。

這個(gè)試驗(yàn)裝置不僅僅能完成QC/T 636-2014的壽命試驗(yàn)，還可以根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加載不同的運(yùn)動(dòng)模式，完成包括大眾，吉利，長(zhǎng)城等標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試要求。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

進(jìn)入操作界面之后，是一個(gè)總覽的界面，顯示了預(yù)設(shè)次數(shù)和已完成次數(shù)，加載的運(yùn)動(dòng)模式，車玻璃的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，“Auto Mode（自動(dòng)運(yùn)行）”。原始設(shè)置界面為黃色，當(dāng)開始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)之后界面變?yōu)榫G色，報(bào)警時(shí)變?yōu)榧t色。右下角“Graphing（圖象界面）”點(diǎn)擊直接進(jìn)入試驗(yàn)電流/時(shí)間曲線界面。（如圖1）

點(diǎn)擊進(jìn)入單獨(dú)的一個(gè)車玻璃升降器的控制界面，可以看到最上是4個(gè)傳感器的信號(hào)燈，用來(lái)指示車玻璃運(yùn)動(dòng)的位置，當(dāng)玻璃經(jīng)過(guò)某個(gè)傳感器時(shí)，等會(huì)亮起。“壽命次數(shù)輸框”內(nèi)可以直接輸入壽命試驗(yàn)次數(shù)。“調(diào)用程序”內(nèi)是我們根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)模式預(yù)先編輯的文件，可以按照需求加載一個(gè)，并且四路控制獨(dú)立?！笆謩?dòng)”點(diǎn)開后，可以選擇“上升”“下降”是當(dāng)我們安裝金屬傳感器時(shí)，用于測(cè)試安裝就位的單次運(yùn)動(dòng)按鍵。“Auto Mode（自動(dòng)運(yùn)行）”為壽命試驗(yàn)正式開始按鍵。“查看圖象”界面可以直接顯示當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)電流/時(shí)間曲線?！癛eset Counter（次數(shù)重置）”按鍵長(zhǎng)按至變色可以重置已經(jīng)試驗(yàn)的次數(shù)，這種設(shè)計(jì)也是為了避免意外點(diǎn)到按鈕造成試驗(yàn)重置?！癟ime Setting（時(shí)間設(shè)置）”按鈕點(diǎn)開后，可以設(shè)置不同位置的停止時(shí)間以及終止端的堵轉(zhuǎn)時(shí)間，和預(yù)設(shè)報(bào)警時(shí)間。進(jìn)入“View Graph（圖象界面）”可以讓我們選擇不同時(shí)間的曲線，讀取任意一次運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)或者通過(guò)移動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行兩次運(yùn)動(dòng)的對(duì)比?！癕ain Menu（主菜單）”點(diǎn)擊后回到總覽界面。

進(jìn)入“圖象界面”后，可以看到兩個(gè)不同的顯示框，分別顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)和加載記錄的歷史數(shù)據(jù)，可以對(duì)兩次運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的比較。

結(jié)束語(yǔ)

壽命試驗(yàn)是車玻璃升降器最關(guān)鍵的試驗(yàn)之一，直接影響著車玻璃升降器的質(zhì)量評(píng)價(jià)。升降器的壽命試驗(yàn)，不僅僅關(guān)乎升降器，還能對(duì)所有相關(guān)零件進(jìn)行附帶的測(cè)試，包括但不限于膠條，玻璃和其他緊固件。壽命試驗(yàn)也為研究升降器各部件的材料提供了詳細(xì)的耐久演變數(shù)據(jù)，對(duì)汽車材料研究也有著不可替代的作用。