汽车电动车窗与电动门锁系统设计
第一节  汽车电动车窗的组成与类型
所谓电动车窗，一般是指其玻璃升降器能自动升、降门窗玻璃，即使在行车过程中也能方便地开、关门窗。所以电动车窗又叫自动车窗，过去仅装在高级轿车上，而在现代轿车上己被普遍采用。
典型电动门锁电路如图2所示。电路中有4个电路门锁执行器（控制电机）、两个继电器、左右车门的开锁和上锁开关、电控单元以及熔断器等。电动门锁执行器一般采用直流电机或电磁铁，门锁控制器根据不同的开关信号，实现对4个门锁电机的控制。开锁与上锁的动作是靠门锁控制器改变门锁直流电机线圈通电方向实现的。
当上锁按钮开关被按下时，电压信号送到控制器中，通过上锁继电器触点的动作使门锁电机完成锁门动作。当开锁按钮开关被按下时，电压信号送到控制器中，通过开锁继电器触点的动作使门锁电机完全开锁动作。

遥控门锁


现在，在国外大约有三分之一车辆已经将遥控门锁（RKE-Remote Keyless Entry）作为标准配置。遥控门锁即是在电动门锁的基础上增加遥控装置（遥控器），取代传统的车钥匙，并在车内安装有接收模块，以实现上锁、开锁的远距离控制和行车自动锁门控制。遥控门锁不使用钥匙就能操纵门锁，避免了在黑暗处寻锁眼，远距离操控缩短了驾驶员在车外的时间，尤其是在雨雪天气时尤为重要；此外，行车自动锁门控制减少了由于行车时忘记锁门带来的事故。

如图3所示典刑遥控门锁电路包括：遥控ECU、门锁ECU、上锁和开锁开关、门锁执行器（电机）以及门锁状态指示器。
 
遥控门锁电路中，遥控器是实现遥控动作的核心器件。遥控器是一手持式无线电发射器，遥控操作时，遥控器将上锁和开锁等信号以微弱电波（法规规定的频率小于322M赫兹、电场强度小于500μV/dB、发射距离在3m以内无需作业许可的电波）的形式发送到汽车门锁电控单元的遥控接收模块（遥控ECU），车内接收模块识别发射代码并驱动门锁执行器。行李箱的上锁和开锁也可用遥控器实现。

每一辆车的发射器都有各自的密码，密码存储在相关的集成电路模块中，车内接收模块在收到发射代码后，首先要识别密码是否正确，然后才能确定是否驱动执行器动作。因此，遥控门锁还具有一定的防盗功能。有关遥控门锁的防盗功能将在汽车防盗系统中专门说明。

此外，遥控装置上还带有表示驾驶员的唯一的ID号，当汽车接收到遥控装置发出的信息后，就可以判别出驾驶员的ID号，从而可以根据这个驾驶员的习惯自动地对相关机构进行调整，例如座椅的位置、后视镜的角度等。
电动车窗系统是通过开关操作开闭车窗的系统，当电动车窗开关操作时，电动车窗电动机
旋转，车窗开闭调节器（图 4 一 l ）把电动车窗电动机的旋转运动转换成上下运动打开或关闭车窗。
图 4 一 1 电动门窗
一、电动车窗的组成
汽车电动车窗主要由升降控制开关、电动机、升降机构和继电器等组成，它是利用开关控制电动机的电流方向，实现车窗的升（关）降（开）。
车窗电动机都是双向的，分永磁式和双绕组串励式两类。永磁式直流电动机是通过改变输入电枢绕组的电流方向使电动机以不同的方向旋转。双绕组串励式直流电动机有两个绕向相反的磁场绕组，一个称为上升绕组，另一个称为下降绕组，通电后产生相反方向的磁场，即可改变电动机的旋转方向。一般使用双向永磁绕线（双绕组串联）式电动机。
每个车窗都有一个电动机，是一种不直接接地型电动机。为防止电路过载，电动车窗电路有一个或多个热敏开关，以免电动机因超载而烧坏。热敏开关为双金属结构，当电动机电路电流过大时，双金属片受热，产生弯曲变形，使触点打开，切断电路；当电路断开后，双金属片冷却，变形消失，触点再次闭合。如此重复开闭，使电动机的平均电流不超过规定值，从而确保电动机不致过载烧坏。有的车上还设有一延时开关，可在点火开关断开后约10min内或车门打开以前，电动车窗仍接通电源，使驾驶员或乘客仍可操纵控制开关关闭车窗。
所有电动车窗都有两套控制装置，一套为总开关，可由驾驶员通过总控制开关操纵四个车窗的升降；另一套为分开关，分别装在每个车窗中部，可由乘客操纵身边车窗的升降。总开关和分开关互不干涉，均可独立控制。
二、电动车窗的类型
电动车窗升降器主要由车窗电动机和机械式玻璃升降机构两大部分组成。为了吸收冲击对机构的影响，一般还装有吸收冲击的缓冲装置。
机械式玻璃升降机构的结构有绳轮式、交臂式和软轴式三大类。其中以绳轮式结构为多，如富康、奥迪、桑塔纳轿车等；标致轿车采用交臂式结构；北京切诺基越野车采用软轴结构。
汽车电动车窗电动机多采用直流电动机，内部装有减速装置。与不同的机械式玻璃升降机构相配合，电动机输出部分的结构也有所不同。
1．绳轮式结构的电动机
对于绳轮式结构的电动机，其动力输出部分是一个塑料绳轮，绳轮上绕有钢丝绳，钢丝绳上装有滑块，电动机驱动绳轮，带动钢丝绳卷绕，钢丝绳上的滑块带动玻璃，则使玻璃沿导轨作上下运动。
2．交臂式结构的电动机
对于交臂式结构的电动机，其动力输出部分是一个小齿轮，经与之啮合的扇形齿板，通过交臂式升降机构，带动玻璃沿导轨作上下运动。
3．软轴式结构的电动机
对于软轴式结构的电动机，其动力输出部分也是一个小齿轮，通过与软轴上的齿（近似于齿条）相啮合，驱动软轴卷绕，带动玻璃沿导轨作上下运动。
电动车窗主要由车窗升降器、电动机、开关等组成。有些汽车上的电动车窗由电动机直接作用于升降器，而有些则是通过驱动机构作用于升降器，从而把电动机的转动转换成车窗的上下移动。车窗升降器有两种形式。一种是用齿扇来实现换向作用，如图8-12所示。齿扇上连有螺旋弹簧。当车窗上升时，弹簧伸展，放出能量，以减轻电机负荷；当车窗下降时，弹簧压缩，吸收能量，从而使车窗无论是上升还是下降，电机的负荷基本相同。另一种换向器是使用柔性齿条和小齿轮，车窗连在齿条的一端，电机带动轴端小齿轮转动，使齿条移动，以带动车窗升降。其结构如图8-13所示。
图8-12  电动车窗齿扇式升降器
l-电缆接头  2-电机  3-齿扇  4-推力杆
图8-13  电动车窗齿条升降器
l-齿条  2-电缆接头  3-电动机  4-小齿轮  5-定位架
电动车窗最主要的组成是玻璃升降器，目前使用的有电动交叉臂式玻璃升降器、电动钢丝绳式玻璃升降器和电动齿轮式玻璃升降器等，其结构分别如图 8 一 1 、图 8 一 2 和图 8 一
3 所示。
图8-1  电动交叉臂式玻璃升降器示意图
图 8 一 2  电动钢丝绳式玻璃升降器示意图
图 8 一 3 电动齿轮式玻璃升降器示意图
另一种车窗换向器是使用柔性齿条和小齿轮，车窗连在齿条的一端，电机带动轴端小齿轮转动，使齿条移动，以带动车窗升降，其结构如图6所示。
图7是基于LIN总线的电动车窗控制系统，按动车门上的车窗开关，发出车窗升降请求信号后，通过开关输入接口芯片（MC33993）送入车窗控制单片机（MC68HC908GP32汽车玻璃自动升降器），通过LIN驱动芯片（MC33399）将信号送到车窗电机控制模块（MM908E624模块），驱动电机实现车窗升降。这种LIN总线结构车窗电控系统可以方便地嫁接新模块，可靠性高，使电控系统能够满足越来越高的性能要求，代表了汽车车窗电控系统的发展方向，图8是基于LIN总线的电动车窗。