电动车窗的结构与故障分析.docx

1、电动车窗的结构与故障分析摘 要电动车窗也叫自动车窗，由车窗玻璃升降器、直流电动机、车窗开关组成.一般的电动车窗系统都装有两套控制开关.一套装在仪表板或驾驶员侧车门扶手上，为主开关，它由驾驶员控制每个车窗的升降.另一套分别装在每一个乘客门上，为分开关，可由乘客进行操纵.一般在主开关上还装有断路开关，如果它断开，分开关就不起作用.它可以使驾驶员更加集中精神，方便驾驶员及乘客的操作.论文介绍了电动车窗系统的组成和工作原理，并分析了电动车窗中车窗开关、直流电动机、玻璃升降器、电路保险等部件的结构与功能；论文对电动车窗系统的主要技术参数和功能、控制部件功能及电路做了初步分析.关键词：电动车窗；电路；故障

2、诊断；维修目录摘 要 I目录 II第一章 绪论 1第二章 电动车窗各部件的结构与功能 21.1电动车窗的系统功能 21.2电动车窗的系统组成 21.3电动车窗的系统原理 22.1车窗开关 32.1.1车窗开关的组成 32.1.2车窗开关的功能 32.2玻璃升降器 32.2.1玻璃升降器的结构 32.2.2工作原理 42.3车窗电动机 42.4电路保险 4第三章 电动车窗电路控制系统原理简介 53.1基础车型电动车窗控制电路 53.2新车型电动车窗控制部件功能及电路 63.电动车窗电子控制单元 63.电动车窗控制开关 63.集控提升 83.3新车型电动车窗主要技术参数和功能 83.3.1、防夹功

3、能 83.3.2省电模式 93.3.3软停止功能 93.3.4克服阻碍功能 93.3.5电动机保护功能 93.3.6自诊断保护功能 103.3.7系统环境自适应功能 104.1电动车窗检修注意事项 114.2汽车电动车窗的故障诊断 115.1故障现象 155.2故障现象 16总结 18致谢 19参考文献 20第一章 绪论1886年1月29日，两位德国人朱卡尔木茨和戈特利布戴姆乐获得世界上第一辆汽车的专利权，标志着世界上第一辆汽车诞生。随着科学技术的不断发展，汽车的外形与结构在不断的进化。从原来单准的机械式，到现在的机械式与电子式的相结合，并且电子技术在汽车上越来越多的得以运用。以车窗为列，车窗

4、的发展大致可分为三个部分：无窗式、机械式和电动式。 无窗式 自第一辆汽车问世以来，汽车的外形在相当长一段时间内与今日的三轮车相似，所以根本就没有所谓的车窗。机械式 随着人们对生活水平要求的提高，作为人们必不可少的交通工具汽车自然也在不断改进。车窗的出现是汽车史上的一大奇迹。机械式车窗就是需要靠额外的动力让其升降。而这力主要是靠人力，通过手摇动车门内的摇柄来实现玻璃的升降。电动式 以普遍使用的绳轮式电动玻璃升降器为例，它是由电动机、减速器、钢丝绳、导向板和玻璃安装托架等零部件组成，安装时门窗玻璃固定在玻璃安装托架上，玻璃导向槽与钢丝绳导向板平行。开启电动机，由电动机带动减速器输出动力，拉动钢丝绳

5、移动玻璃安装托架，迫使门窗玻璃作上升或下降的直线运动。而塑料带式电动玻璃升降器的导绳采用塑料带，带上有孔，用来移动和定位塑料带，控制门窗玻璃的升降。第二章 电动车窗各部件的结构与功能2.1电动车窗的系统功能 驾驶人员在驾驶室内能用开关控制门窗玻璃的自动升降，在行车过程中减轻驾驶员的劳动程度提高行车安全性性能，体现了人性化的设计.2.2电动车窗的系统组成电动车窗主要由升降控制开关、电动机（双向转动永磁电动机）、升降器、继电器等组成，如图1-1所示.其中电动机一般采用双向转动永磁电动机，通过控制电流方向，使其正反向转动，达到车窗升降功能.图1-1 电动车窗的系统组成2.3电动车窗的系统原理驾驶乘员

6、通过车窗开关控制电动机正反转，电动机带动升降器驱动玻璃升降，如图1-2所示. 图1-2 电动门窗仅在点火钥匙ON时才可进行操作2.4车窗开关2.4.1车窗开关的组成 电动车窗开关的组成如图2-1所示.图2-1电动车窗开关的组成2.4.2车窗开关的功能a 左前门开关个按钮功能控制所有车窗玻璃的升降，控制左前门玻璃的升降，禁止乘客侧开关的使用，控制中控锁开闭.按下开关可打开车窗，上拨开关可关闭车窗.按下开关F，乘客侧窗开关被禁用，再次按下可取消，左前门开关个按钮功能如图2-2所示. 图2-2 左前门开关个按钮功能a中控锁按钮b左前门车窗开关c左后车窗开关d右后车窗开关e右前车窗开关f锁止开关b 右

7、前门车窗开关功能控制右前门车窗升降，接受驾驶员侧开关控制：控制中控锁开闭c 左后门车窗开关功能控制左后门车窗升降，接受驾驶员侧开关控制.右后门与左后门功能相似.2.5玻璃升降器2.5.1玻璃升降器的结构玻璃升降器结构主要由升降器电机、夹持器托架、拉锁、绳轮组成，如图2-3所示.图2-3 玻璃升降器的结构2.5.2工作原理四个车门各有一个受玻璃升降器的开关控制的电机，电机通过涡轮机构驱动拉锁，拉锁与夹持器相连，夹持器带动玻璃的托架上做升降运动.2.6车窗电动机车窗电动机是一个永磁、两极直流电动机，如图2-4所示.其内部装有一个减速装置.电动机一般设计成正反旋转，具有较高的输出转矩、低噪声、小体积

8、、扁形外形，并对尘埃及洗涤剂具有密封防护性能.图2-4 车窗电动机2.7电路保险电动车窗保险安装在发动机舱的保险盒内，由于各种车型不同，所以保险额定电流也不同.例如哈弗汽车左侧两个车窗电机共用一个30A保险：右侧两个车窗共用一个30A保险.第三章 电动车窗电路控制系统原理简介3.1基础车型电动车窗控制电路 新车型设计时，并不是什么都是从头开始，而是首先根据设计需求，选定一个基本车型作为参考，这样可降低设计难度，使设计思路更加清晰.新车型电动车窗的设计也是参考基础车型电动车窗进行的，因此，有必要先介绍一下基础车型电动车窗的功能及控制原理和方式.基础车型电动车窗控制部分由电动车窗主开关、电动车窗副

9、开关、电动车窗电动机、电动车窗电动机断路器组成.基础车型电动车窗线路图见图3-1.图3-1 基础车型电动车窗线路图图3-1中，在点火开关位于ON位置的状态下，电动车窗继电器闭合，蓄电池电压通过易熔线10给电动车窗控制电路供电.当按下电动车窗开关（UP或DOWN）时，电流通过号熔断器流到电动车窗电动机.由此，电动车窗电动机获得电能而旋转，驱动车窗玻璃上下移动，电动车窗打开或关闭.当把电动车窗开关锁按下（在OFF位置）时，若操作开关，则除了驾驶员侧的车窗外，其它电动车窗电动机都不工作.基础车型电动车窗电动机带断路器，以防止电动机因过电流而造成损坏.基础车型电动车窗开关为1档开关，电动机不带电子控制

10、单元.3.2新车型电动车窗控制部件功能及电路为了实现新车型所要求的防夹功能和离车自动关闭车窗等功能，新车型电动车窗电动机必须由电子控制单元来控制. 3.2.1电动车窗电子控制单元电动车窗电子控制单元原理见图3-2.电动车窗的主要动作为车窗的上升、下降和停止.车窗的上升、下降和停止是通过控制电动车窗电动机M的电流方向或截断电动机的电流来实现的.图3-2 电动车窗电子控制单元原理图电动车窗电动机电流的方向或电流的停止是通过单片机的指令控制继电器A和继电器B的动作达到的.单片机指令是按控制开关指令或车窗玻璃防夹力的大小或者是中控门锁系统发出的自动关闭所有车窗的信号发出的.电压调节器是将汽车12V系统

11、电压调节到单片机所需要的5V工作电压.电子控制单元与电动机集成在一起，每个车窗电动机带一个电子控制单元.3.2.2 电动车窗控制开关电动车窗控制开关可分为1档车窗开关和2档车窗开关，它们各有自己的优点和缺点，可根据实际情况进行选取.a 1档开关1档车窗开关有3个连接外部的引脚，分别与UP、DOWN和电源（+BAT）相接，如图3-3档位图所示.其中UP为上升端子，DOWN为下降端子，+BAT为电源正极.当开关向UP方向按下时，UP端子输入为高电平，当开关脱离UP端子时，UP端子变为低电平.同样，当开关向DOWN方向按下时，DOWN端子输入为高电平，当开关脱离DOWN端子时，DOWN端子变为低电平

12、，图3-4为1档开关信号图. 图3-3 1档车窗开关 图3-4 1档开关信号当开关向UP方向按下，t300ms时，车窗手动上升，t300ms时，车窗自动上升.自动上升过程中，如果按下电动车窗上升开关或下降开关，车窗将停止自动上升.当开关向DOWN方向按下，t300ms时，车窗手动下降，t300ms时，车窗自动下降.自动下降过程中，如果按下电动车窗上升开关或下降开关，车窗将停止自动下降.b 2档开关2档开关如图3-5所示，无论向UP或DOWN方向，都有2个档位.例如，当开关向着UP方向按下时，首先+BAT接触UP触点，如果继续向着UP方向按下，则+BAT触PU和DOWN这2个触点.图3-5 2档

13、开关 图3-6 手动上升 图3-7 手动下降 (1) 上升.开关向着UP方向按下时，UP触点首先触发为高电平，如果继续按键至第2档位，则DOWN触点也触发成高电平.这里t1为2档触点间的机械延时，t1取决于开关的机械结构，通常最小为5ms.t2为手松开按键，第2档和第1档之间的延时.(2) 手动上升.图3-6所示，当UP为高电平时，即为手动提升.当松开开关时，如果t2150ms，则电动机停止，车窗停止上升.(3) 自动上升.将电动车窗开关按至第2档，则UP和DOWN都为高电平，在松开按键时，如果t2150ms，玻璃自动上升.在自动上升过程中，如果按下电动车窗上升键或下降键，则玻璃停止上升.(4

14、) 下降（车窗开启）.开关向着DOWN方向按下时，DOWN触点首先触发为高电平，如果继续按键至第2档位，则UP触点也触发成高电平.这里t1为2档触点间的机械延时，t1取决于开关的机械结构，通常最小为5ms.t2为手松开按键，第2档和第1档之间的延时.(5) 手动下降.图3-7所示，当DOWN为高电平时，即为手动下降.当松开开关时，如果t2150ms，则电动机停止，车窗停止下降.(6)自动下降.将电动车窗开关按至第2档，则DOWN和UP都为高电平，在松开按键时，如果t2150ms，玻璃自动下降.在自动下降过程中，如果按下电动车窗上升键或下降键，则玻璃停止下降.从上面的分析可知，1档开关和2档开关

15、都能实现电动车窗玻璃的升降功能，但它们在实现升降功能时技术上是有区别的.1档开关升降和停止响应时间比2档开关长，电动机电子控制单元控制软件1档开关也较2档开关复杂.2档开关上升、下降和停止均有2次信号输入，信号容易识别；1档开关上升、下降和停止只有1次信号输入，输入信号识别较困难.但1档开关较2档开关结构简单，成本低，现有基础车型使用的是1档开关，因此，新车型决定使用基础车型已经批量使用的1档开关，这样可以节省开发时间和成本.为了解决1档开关输入信号识别相对困难的问题，电子控制单元软件对输入信号的上升沿和下降沿有40ms的防颤抖时间.3.2.3集控提升电子控制单元集控提升管脚得到低电平信号，全部车窗会关闭，直到车窗完全关闭.集控提升信号来自中控门锁系统.在点火开关断开，中控门锁电子控制单元得到来自遥控器或门锁关闭信号的同时，中控门锁电子控制单元输出低电平（0mV）信号给电动车窗控制单元集控提升管脚，电动车窗电子控制单元将控制全部车窗完全关闭.3.3新车型电动车窗主要技术参数和功能新车型电动车窗除了上面所介绍的上升、下降、集控提升（离车关闭）等功能外，还有以下功能.3.3.1防夹功能a 防夹功能工作条件初