玻璃升降器电机展示版

升降器电机
升降器电机基础
直流有刷电机基本原理
升降器电机在车门上的位置
干区
湿区
升降器电机在网络构架中的位置
升降系统电器原理图 ✓ 非防夹玻璃升降器
+CPC
✓电机
防夹电机
•定子组件：固定电机的相关部件、产生磁场 –机壳 -固定磁钢、形成磁路、联接设备 –磁钢 -产生磁场
速度曲线1 I2
速度曲线2
电流曲线2 I1
增大线径（D） 减小匝数（Z） 导致曲线1到2的变化 1、力矩增大因为D增大， 电阻R减小
Cb =Φ * Z * U / (2π * R)
2、转速增加，因为Z减少
电流曲线1
Nmax = U /( Φ * Z )
Cb Cb
1
2
T(NM)
电机自锁
电机自锁原理：利用蜗杆和涡轮的配合实现。根据机械原理可知，螺旋运动只能由蜗 杆带动涡轮，而不能由涡轮带动蜗杆，因其摩擦力始终大于滑动力。因此当转子电枢 断电，驱动轴停止时，转动轮亦停止，系统所受的力全部被蜗杆与涡轮的自锁力抵消。
电 枢 齿
换 向 器
碳刷A
碳刷B
碳刷正对换向器刷片时
R1
R2
R3
R4
R8
R7
碳刷跨换向器刷片时
R1
R2
R6
R5
R3
R4
R8
R7
R6
R5
回路两端电压恒定，电枢内电流值在时间轴上呈波形分布（纹波）
连接器界面定义
普通模块防夹底座
1
Description Name
Switch UP SW UP
Central Close CC
定义
名义负载下的运行扭矩
名义值 60 Tr / min 4 Nm
输出扭矩
6,7 Nm
在C reg nom 下的最大电流
10 A
在C ins min 下的最大电流（和Cb 时的电流一样 20 A 大，就是堵转电流）
最大安全扭矩
17,2 Nm
测试条件
Under 12 V avec R ligne =100 m T° = 23°C Nominal motor
防夹功能
防夹是什么？
所谓防夹，就是指电动车窗自动上升过 程中夹住物体并达到一定力度后，让电 动车窗自动停止并回落，以防止物体 （尤其是是人体）被夹伤。
检测工具刚度要求：10N/mm
防夹力实车测试
中国法规对防夹功能的要求：GB11552
条件: 自动模式关闭车窗时
基本要求: 防夹范围在4~200mm 最大防夹力100N 玻璃随后反转(150mm)
H
A
H
符号 D
Uh ∝ B * I
基于HALL传感器的防夹设计
当车窗在上升过程中遇到障碍物时，系统阻力增大， 电机转速变小。通过采集电机转速，间接地确定电 机所受阻力大小。
此方案需在车窗电机轴上装有多极磁环，在靠近 磁环附近装配霍尔传感器。
当电机转动时，磁环旋转产生交变磁场，霍尔传感 器输出脉冲信号。防夹ECU通过信号频率的变化判 断车窗是否遇到障碍物，从而判断阻力大小，进而 确定是否启用防夹功能。
10 两级电机，也可选四级电机
11 两级电机碳刷的跨距180°
12
所有批次的电机转子的惯性矩偏差小于10% …….
防夹技术类型对比
对比项
霍尔传感器方案
纹波方案
纹波方案的优缺点
采集车窗位 置信号
车身布置
电机转动一周产生1个或四个方 电机转动一周产生1个
波信号
或八个方波信号
1、电机内部集成霍尔传感器 2、独立防夹控制器 3、电机需引出六根线
磁环<110°) 5cycle（+50 ~+85 °C）
<30s
电机ECU检测 到堵转， 250ms内断电
软件热保护
✓ 当进入Alert mode或Critical Mode后，电机会通过LIN/硬线PIN 5 发出电机热保状态。
机械热保护器
附1 其他相关性能
工厂模式
✓ 进入工厂模式： 1.Master 发送Frame ID 35到电机,授权进入工厂模式 2.电机反馈Frame ID 39到master ✓ 工厂模式表现：1.手动上升下降;2.无防夹;3.热保护激活;4.机械硬停 ✓ 退出工厂模式： 1. Master 发送LIN指令到电机，解除工厂模式的授权 2. 重置热保计数 ✓ 客户模式表现： 1.手动和自动上下;2.遥控命令;3.车窗功能管理;4.防夹激
零位校准
零位校准功能是用于保证在长期使用 （遇到诸如密封条磨损、升降器机械 部分间隙放大等）导致的关闭位置的偏移 （也叫零点偏移问题），可取上机械 止点为零位，在运行过程中，为了保证升降器系统的更加可靠、安全的工作， 需要不断的对零位进行校准。
手动校准： 当玻璃上升后，停在上升软停止位置，再次按上升键使玻璃上升到极限位置
，则进行了零位校准。
自动校准： 当电机方向正反运转达20次以上，会自动进行零点校准 （参数设置可调，
按客户需求）。即，在完全开启或关闭运行时，电机会堵转一次。此时无软关 闭和软开启功能，此时当玻璃完全关闭到上极限位置时，则自动进行了零位校 准。
软停功能
软停的目的 为了防止玻璃上升到顶或下降到底时，车窗边框受到玻璃的冲击而降低升降器的寿命，
Battery
+Batt
GND
GND
LIN/CPC
LIN/CPC
Switch DOWN SW Down
Input load High Active High/PWM NA NA PWM High Active
Pins 1 2 3 4 5 6
654 321
升降器电机
升降器电机主要功能
堵转扭矩
1. 提供玻璃升降的举升力
注意： 该操作进行中，自动功能和防夹功能都会被自动取消； 此操作完成后电机自动重新具备防夹功能。
电机的热保护
电机类型 实现方式
热保护前可操作次数 5 cycle（-30~- 5°C）
恢复到可操作 堵转保护 时间
非防夹 防夹
10 cycle（ - 5 ~+23 °C） 高温（70°C） 堵转状态下
热保护器 (1.双金属片；
5
cycle（+23
~+50 °C）
<60S
10s内热保护
常温（23°C）
2.NTC)
3 cycle （+50~+70 °C） <45S
2 cycle（+70 ~+85 °C
5cycle（-30 ~ - 5 °C）
软件模拟 (碳刷<160°
12cycle（ -5 ~+50 °C
电机自锁的测试
耐久试验后 电压15V 环境温度23℃ 相对湿度25%~75% 位移角不能超过9.8°
试验步骤 电机装在同心啮合的夹具上进行 在 1.5Nm/s 的加载速率, 向上运行方向由0Nm 至15Nm线性加载扭矩，之后线性卸载扭矩 至0Nm（卸载速率为1.5Nm/s），连续3次。 在 1.5Nm/s 的加载速率, 向下运行方向由0Nm 至15Nm线性加载扭矩，之后线性卸载扭矩 至0Nm（卸载速率为1.5Nm/s），连续3次 重复如上操作4次 每个旋向 3 次负荷循环，第一次负荷循环后的旋转角度作为标准测度。旋转角度为最后 一次负荷循环后的旋转角度减去标准测度值。再次测量输出齿相隔90°的点。 测量出输出齿4个不同位置（每个相隔90°）的正反方向的旋转角度
Under 12 V avec R ligne =100 m T° = 23°C Nominal motor
Under 12 V avec R ligne =100 m T° = worse case Motor worse case
Under 12 V avec R ligne =100 m T° = 23°C Nominal motor
最大电流 堵转扭矩
定义
N max
限制的恒定最大速度
X%
X%
Couple
名义值
30 A
测试条件
10,5 V, 150 m , -30°C < T° < 85°C
80 Tr / min
名称 N reg C reg nom C ins min I reg max I ins max
Cs maxi
电机的运行转速
刷板组件：传输电流至转子
–电刷 -电机传导电流的滑动接触体 –弹簧 -保持电刷对换向器压力 –刷握 -固定电刷 –扼流圈和电容器 -抑制电磁射频干扰
典型的FULL EMC滤波电路
压敏电阻
Cx
Cy Cy
电感L
电感L
电感L：抑制高频干扰 电容C：抑制低频干扰
Cx：抑制差模干扰
Cy：抑制共模干扰 压敏电阻：对感性负责突然开 闭引起的感应脉冲进行吸收
Under 12 V avec R ligne =100 m T° = worse case Motor worse case
Under 15 V avec R ligne =50 m T° = 23°C See paragraph Safety mechanisms, safety diagnosis and rehabilitation
优点：多方面降低成本 缺点：无
优点：抗干扰能力更强 缺点：放大电流纹波信 号，电机对外干扰性增 强。
很多时候，由于初始化错误、系统报错、机械部分磨损、异常掉电、操作失效等原 因，要求系统具有重新初始化得功能。去初始化原因如下：
检测到霍尔信号丢失或不满足要求
电机运行超行程（顶部、底部）
电机运行过程中断电
某电机 特性曲线