周革，呂律

(1.蕪湖市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，安徽蕪湖 241007；2.國(guó)家汽車零部件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(蕪湖)，安徽蕪湖 241007)

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汽車電動(dòng)玻璃升降器臺(tái)架試驗(yàn)方法優(yōu)化研究

周革1，2，呂律1，2

(1.蕪湖市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，安徽蕪湖 241007；2.國(guó)家汽車零部件產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(蕪湖)，安徽蕪湖 241007)

摘要：通過(guò)對(duì)汽車電動(dòng)玻璃升降器工作特性和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究，提出玻璃升降器摩擦阻力連續(xù)可變加載、實(shí)車工況多行程動(dòng)作的臺(tái)架試驗(yàn)控制方法，優(yōu)化并建立了相應(yīng)的試驗(yàn)平臺(tái)，使試驗(yàn)方法更接近于實(shí)車實(shí)際使用工況。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)玻璃升降器；臺(tái)架試驗(yàn)控制方法；實(shí)車工況；優(yōu)化

0引言

電動(dòng)玻璃升降器是汽車中的一種重要零部件，其使用靈活性、可靠性直接影響汽車的安全與使用。臺(tái)架試驗(yàn)是評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能和質(zhì)量最為直接和有效的手段，不僅能夠在升降器開(kāi)發(fā)階段快速了解產(chǎn)品的性能，同時(shí)能夠大大降低整車開(kāi)發(fā)后期的風(fēng)險(xiǎn)。

1999年和2000年我國(guó)先后發(fā)布了玻璃升降器兩項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 626-1999《汽車玻璃升降器》和QC/T 636-2000《汽車電動(dòng)玻璃升降器》，2008年和2014年分別對(duì)QC/T 626和QC/T 636進(jìn)行了修訂，這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了玻璃升降器的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則。標(biāo)準(zhǔn)的頒布對(duì)提高我國(guó)玻璃升降器產(chǎn)品的質(zhì)量、促進(jìn)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都起到了一定的推進(jìn)作用。

1升降器臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)M負(fù)荷研究

1.1升降器實(shí)車運(yùn)動(dòng)負(fù)荷分析

如圖1所示，玻璃升降器在實(shí)車上的負(fù)荷主要由玻璃重力和玻璃與導(dǎo)向槽間的摩擦阻力兩部分組成。玻璃重力為一定值。玻璃與導(dǎo)向槽間的摩擦阻力的大小會(huì)隨著玻璃與導(dǎo)向槽接觸長(zhǎng)度的變化而變化，見(jiàn)公式(1)；其方向也會(huì)隨著玻璃運(yùn)動(dòng)方向的改變而改變。摩擦阻力方向與升降器運(yùn)動(dòng)方向相反，玻璃上升時(shí)，玻璃重力與摩擦阻力方向一致；玻璃下降時(shí)，玻璃重力與摩擦阻力方向相反，見(jiàn)圖1。

圖1　運(yùn)行方向與受力方向的關(guān)系

f=μ·(L1+L2)=μ·L

(1)

式中：f為玻璃與導(dǎo)槽間的摩擦力，N；

μ為實(shí)車玻璃與導(dǎo)向槽間的接觸摩擦阻力系數(shù)，N/mm；

L為實(shí)車玻璃與導(dǎo)向槽間摩擦部位的長(zhǎng)度總和，mm。

1.2升降器臺(tái)架試驗(yàn)?zāi)M負(fù)荷加載方式優(yōu)化

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于臺(tái)架模擬試驗(yàn)的負(fù)載加載方法較為簡(jiǎn)單，即以實(shí)車升降器運(yùn)動(dòng)時(shí)的玻璃重力和玻璃與導(dǎo)向槽間的摩擦阻

力之和以配重放置恒定加載，這與實(shí)車車門負(fù)載存在一定的差距。

試驗(yàn)中，作者將負(fù)荷分為玻璃重力和摩擦阻力兩部分分別加載。玻璃重力通過(guò)與實(shí)車玻璃等質(zhì)量的配重塊加載到升降器托架上。對(duì)于摩擦阻力的加載，則通過(guò)位移傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)玻璃升降器實(shí)際位置，判斷升降器運(yùn)行方向控制加載方向，按照設(shè)定的摩擦阻力與摩擦部位接觸長(zhǎng)度的函數(shù)關(guān)系給磁粉阻尼器連續(xù)變化的加載信號(hào)，實(shí)現(xiàn)方向和大小連續(xù)可變的摩擦阻力模擬加載，載荷通過(guò)纏繞在繞線轉(zhuǎn)盤上的鋼絲繩傳遞到升降器玻璃托架上，見(jiàn)圖2。這種加載控制方式使玻璃升降器臺(tái)架試驗(yàn)的模擬負(fù)荷更接近于實(shí)車狀態(tài)。

圖2　摩擦阻力加載結(jié)構(gòu)示意圖

2升降器實(shí)車工況多行程動(dòng)作耐久性試驗(yàn)方法研究

2.1升降器運(yùn)行工況分析

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T 636-2014中對(duì)升降器工作循環(huán)的定義為“玻璃上升到上止擋，堵轉(zhuǎn)1 s，常溫?cái)嚯娦菹?5 s(高低溫下休息30 s)，然后通電使玻璃下降到下止擋，堵轉(zhuǎn)1 s，斷電15 s(高低溫下休息30 s)”，即滿行程往復(fù)運(yùn)動(dòng)，國(guó)內(nèi)檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)備多依照該方式配置。但在實(shí)際使用中，有從底端(頂端)升(降)至中間位置、從中間位置升(降)至頂端(底端)、從中間位置升(降)至中間位置等多種工況頻繁出現(xiàn)，采用多行程動(dòng)作耐久性考核方法，更接近實(shí)際使用狀態(tài)。一些主機(jī)廠已提出了這方面的試驗(yàn)需求。圖3為一種多行程動(dòng)作循環(huán)示例。

圖3　多行程動(dòng)作循環(huán)示例

2.2升降器多行程動(dòng)作耐久性試驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化

2.2.1多行程動(dòng)作精準(zhǔn)控制的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用兩種方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)于模擬臺(tái)架試驗(yàn)，采用拉線位移傳感器與玻璃托架連接，可實(shí)時(shí)隨升降器上下移動(dòng)，通過(guò)位移數(shù)據(jù)控制升降器動(dòng)作行程；對(duì)于實(shí)車門試驗(yàn)，由于升降器安裝在車門內(nèi)部，而且玻璃在下降到下止檔后可能會(huì)完全進(jìn)去門內(nèi)，傳感器無(wú)法與升降器或玻璃進(jìn)行直接連接，因而采用光纖傳感器感應(yīng)玻璃位置，使升降器到達(dá)預(yù)定位置后自動(dòng)切換到下一個(gè)動(dòng)作。

2.2.2運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控和報(bào)警功能的優(yōu)化

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均要求升降器耐久性試驗(yàn)后的基本性能與試驗(yàn)前偏差不能超過(guò)一定的限值。耐久性試驗(yàn)過(guò)程中，工作電流、堵轉(zhuǎn)電流、運(yùn)行速度等基本性能參數(shù)一旦與試驗(yàn)前的偏差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)限值，試驗(yàn)就沒(méi)有繼續(xù)進(jìn)行的必要，而且及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能衰變發(fā)生的時(shí)間和完成的循環(huán)次數(shù)對(duì)于分析產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題和后續(xù)改進(jìn)十分重要。因此，作者在程序中增加了工作電流、堵轉(zhuǎn)電流、運(yùn)行速度3項(xiàng)常規(guī)性能參數(shù)的監(jiān)控和保存功能，并通過(guò)與預(yù)先設(shè)定的允許范圍比較進(jìn)行報(bào)警。

優(yōu)化前，程序“動(dòng)作”選項(xiàng)有“上升”、“下降”、“停止”3項(xiàng)可選，能滿足多行程動(dòng)作循環(huán)步驟設(shè)置的需要，但無(wú)法給上升電流、下降電流、上升堵轉(zhuǎn)電流、下降堵轉(zhuǎn)電流等參數(shù)的計(jì)算和判斷提供識(shí)別點(diǎn)。因此，將該選項(xiàng)改為“上升”、“下降”、“上升堵轉(zhuǎn)”、“下降堵轉(zhuǎn)”、“停止”5個(gè)選項(xiàng)便于計(jì)算和判斷。

多行程動(dòng)作循環(huán)由于一個(gè)工作循環(huán)中存在著多次不同行程循環(huán)過(guò)程的組合，在工作電流和運(yùn)行速度的監(jiān)控和報(bào)警判斷上存在一定的難度。通過(guò)優(yōu)化，作者在程序中增加了選擇“報(bào)警”階段的字符段，選擇每個(gè)工作循環(huán)中與基本性能試驗(yàn)循環(huán)步驟一致的滿行程循環(huán)作步驟與預(yù)設(shè)值比較進(jìn)行報(bào)警。優(yōu)化后的監(jiān)控和報(bào)警程序定義見(jiàn)表1。

表1　耐久性試驗(yàn)監(jiān)控和報(bào)警程序定義

2.2.3熱保護(hù)后停頓設(shè)置的優(yōu)化

耐久試驗(yàn)過(guò)程中，升降器電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作和堵轉(zhuǎn)后會(huì)讓熱保護(hù)器斷開(kāi)，試驗(yàn)中斷，如未及時(shí)發(fā)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)進(jìn)度的延誤。同時(shí)，由于耐久性試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，熱保護(hù)器斷開(kāi)的頻率較高，如完全靠人工值守會(huì)增加很大的工作量。因此，作者對(duì)耐久性試驗(yàn)控制程序進(jìn)行了優(yōu)化，增加了熱保護(hù)器工作后停頓時(shí)間的設(shè)置并實(shí)時(shí)檢測(cè)熱保護(hù)器恢復(fù)時(shí)的電機(jī)電流，保證了耐久試驗(yàn)持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行。

3結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)電動(dòng)玻璃升降器實(shí)車工作特性和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)上，分析了現(xiàn)有臺(tái)架模擬試驗(yàn)方法與實(shí)車工況的差距，提出更為精準(zhǔn)的玻璃升降器摩擦阻力連續(xù)可變加載、實(shí)車工況多行程動(dòng)作的臺(tái)架試驗(yàn)控制方法，優(yōu)化并建立了相應(yīng)的試驗(yàn)平臺(tái)，使試驗(yàn)方法更接近于實(shí)車實(shí)際使用工況，為企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)和試驗(yàn)驗(yàn)證提供了有力的技術(shù)手段。

參考文獻(xiàn):

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【2】全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).QC/T 636-2014 汽車電動(dòng)玻璃升降器[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2014.

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【4】劉湖平.基于LabVIEW的玻璃升降器性能試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)研究[J].上海汽車,2015(1):32-35.

Optimization Research on Bench Test Method for Vehicles Electric Windows Regulator

ZHOU Ge1,2，LV Lv1,2

(1.Wuhu Institute of Product Quality Supervision, Wuhu Anhui 241007,China；2.National Center ofSupervision and Inspection on Auto Parts Products Quality(Wuhu), Wuhu Anhui 241007,China)

Abstract:According to the analysis of working characteristics and test standards to vehicle electric windows regulator, a control method to frictional resistance continuous variable loading and multiple stroke moving based on the real vehicle conditions was given. The relevant test platform was optimized and established, making the test method close to real vehicle actual working condition.

Keywords:Vehicle electric windows regulator; Bench test control method; Real vehicle conditions；Optimization

收稿日期：2015-07-29

基金項(xiàng)目：2013年安徽省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科技計(jì)劃項(xiàng)目(13zj37008)

作者簡(jiǎn)介：周革(1983—)，男，碩士，工程師，主要從事汽車零部件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及檢測(cè)技術(shù)研究。E-mail：ge_zhou@126.com。

中圖分類號(hào):U467.523

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1674-1986(2016)01-055-03