电动车窗系统防夹标定的影响因素分析

周喆 曾凡芝 黄祖朋 蔡德明 卢珊珊 陆向科

摘要：本文基于可调节车门仿型检具，研究了影响电动车窗系统防夹标定的车门关键控制要素，为后续车型开发过程中的车门钣金尺寸控制提供了依据，提高了电动车窗系统防夹标定的一次通过率，缩短了防夹标定周期。

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.

关键词：电动车窗;防夹;标定;车门

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

中图分类号：U472.43               ;                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0085-02

0  引言

早期的汽车普遍采用手摇曲柄的方式使车窗玻璃升降，电动车窗的出现大大减轻了车窗升降的成员操作强度，提升了方便性和舒适性。在使用电动升降窗的过程中，由于电机的转速及力矩较大，可能存在夹伤乘员的风险。为此，中国、北美以及欧洲都出台了防夹法规，要求电动车窗在上升过程中能够实时检测突变的夹紧力或者障碍物，一旦上升力矩超标，就会自动停止电机的运行或者改变运动方向[1]。

1  电动车窗系统防夹标定简介

电动车窗防夹依赖于对车窗位置和夹物力的精确判断，这就要求对车门系统进行精密的防夹标定，并考虑到在整个生命周期内车门系统的恶化所带来的影响[2]。车窗防夹标定主要分为静态标定与动态标定验证两部分。

目前，各大主机厂新车型开发的周期越来越短，然而车门钣金模具的开发周期又很长，受工装夹具急促开发的影响，车门钣金尺寸的合格率往往较低、一致性差，难以满足精密的车窗防夹标定要求，导致防夹标定一次成功率低，无法满足项目节点要求。为此，本文基于可调节的车门仿型检具，通过在常温及低温下的试验测试，探索影响电动车窗系统防夹标定的车门关键尺寸。

2  防夹标定影响因素试验

2.1 防夹标定影响因素分析  影响升降器防夹标定的因素有很多，本文重点研究车门钣金各关键要素对防夹标定的影响。经分析，车门钣金以下要素（图1）与升降器防夹标定直接相关。

2.2 常温下试验研究  电动车窗玻璃在上升时，如果遇到了障碍物，電机轴负载转矩会增加，且电机轴负载转矩对障碍物的感应非常敏感，因此可以将电机负载转矩作为监测的指标，即通过测量车门钣金不同位置（A/B/C柱等）下的电机负载转矩，得出不同位置对电机负载的影响大小。实际操作过程中，电机轴负载转矩这个衡量指标并不能直接被测量出来，试验中利用了电机轴负载转矩与电枢的电流成正相关的关系，通过测量电枢电流值来间接反馈转矩的大小[3]。

试验过程为：在车门仿形检具上装配所有电动车窗系统零件，然后将整个系统置于常温及低温下（-30℃）模拟车窗系统防夹标定的过程。使用可调的车门仿形检具，以一定步长（如0.5mm）逐一调整车门各关键要素尺寸，模拟钣金关键要素的尺寸变化。

①窗框导槽开口尺寸影响研究：分别调整车门A/B/C柱导槽开口尺寸，以理论值为基准，向正负方向以0.5mm为步长进行调整，每调整一次进行10个循环升降，记录每次电流，最后取电流的平均值。

②前后门ROOF段的Y向偏转值研究：恢复所有值至设计值，以ROOF段导槽理论值为基准，向正负方向以0.5mm为步长进行调整，每调整一次进行10个循环升降，记录每次电流，最后取电流的平均值。

③前后门窗台内外板加强板开口尺寸研究：恢复所有值至设计值，以窗台内外板加强板开口尺寸理论值为基准，向正负方向以0.5mm为步长进行调整，每调整一次进行10个循环升降，记录每次电流，最后取电流的平均值。

2.3  低温下试验研究  低温下的试验只是将测试的环境温度降至-30℃而已，操作步骤和测量方法等与常温条件下完全一致。

3  试验数据分析及结论

3.1 常温下测试数据  经过对前后门A/B/C柱、ROOF段及窗台内外板在常温下进行试验测试，得出如图2所示6组电流与尺寸变化曲线图。

3.2 低温下测试数据  经过对前后门A/B/C柱、ROOF段及窗台内外板在低温（-30℃）下进行试验测试，得出如图3所示6组电流与尺寸变化曲线图。

3.3 结果分析  ①常温下，A柱X向前后移动均导致电流值上升，阻力增大，当负X向移动（AB柱开口减小）1.5mm时电流上升0.24A;A柱导槽开口尺寸减小时电流增加，开口增大时电流减小，当Y向减小1.5mm，电流上升约0.19A;②常温下，B柱X向前后移动对电流影响不大，阻力基本不变;但B柱Y向开口尺寸变化对电流影响大，当尺寸减小1.5mm时，电流值显著上升0.5A，尺寸减小导致阻力成线性上升;③常温下，顶段Y向开口尺寸对电流影响不大;内外板开口尺寸变化对电流影响也不明显;④低温下，A柱X向前后移动均导致电流值上升，但影响不大，可以忽略;但A柱Y向开口尺寸变小对电流及阻力影响很大，尺寸减小1.0mm时，电流值显著上升约0.9A;⑤低温下，B柱前后方向尺寸变小对电流影响是先增大后减小，成无规律变化;B柱导槽开口变窄对电流影响较大且基本成线性增加趋势，当开口减小1mm，电流增加0.4A;⑥低温下，顶段Y向开口尺寸对电流影响不大;内外板开口尺寸变化对电流影响也不明显;

4  结语

通过本次研究，得出在常温环境下影响升降阻力因素之间关系：B柱导槽开口尺寸变化>A柱前后方向尺寸变化>A柱导槽开口尺寸变化;B柱X向尺寸变化，顶段Y向开口尺寸，内外板开口尺寸变化对阻力影响较小。在低温环境下影响升降阻力各因素之间关系：A柱导槽开口尺寸变化>B柱导槽开口尺寸变化>B柱X向尺寸变小;A柱X向前后移动，顶段Y向开口尺寸，内外板开口尺寸变化。

参考文献：

[1]田永，方瑛.汽车电动车窗防夹设计探究[J].汽车电器，2014（8）：12-15.

[2]姚高飞，江小朕，陈晓霞，等.车窗纹波防夹标定简介[J].汽车电器，2020（5）：63-67.

[3]孟祥和，王卫东.电动车窗防夹系统设计[J].时代农机，2016 （10）：59-60.