摇窗电机堵转控制器技术说明2.doc

摇窗电机堵转保护控制器技术说明1 功能描述摇窗电机堵转保护控制器是由电机上的集成电子模块进行控制，当车窗玻璃运行到机械上、下止点时，会引起机械冲击，这将会降低整个摇窗机系统的使用寿命，此电机堵转控制器保障了车窗玻璃正常运行，减少机械冲击,也因此延长了摇窗机系统的实用寿命。1.1 接线管脚定义（两PIN）电机只有两PIN（电源正负极）控制模块也只有两针接入。1.2 初始化车门机构和密封条设计应该保证整个车窗升降器系统在整个温度范围和机械公差范围内的稳定性与可靠性。初始化过程可以通过学习每扇车门的参考位置（上止点）来减少生产上偏差的影响。 并在机械系统的整个生命周期都适用。1.3 基本初始化系统在最初的基本初始化之前不具有自动上升或自动下降功能, 但是具有手动运行功能。在手动上升运行过程中，如果开关上升按键不松开，则玻璃将持续上升到顶。基本初始化步骤如下,：按住车窗开关上升键，使玻璃手动持续上升，直到玻璃到顶第一次产生堵转(250ms 内无霍尔信号), 模块将停止驱动玻璃升降器上升，并学习到机械零点（上止点）。玻璃第一次下降直到下止点堵转位置，学习到下止点位置。在以后的运行过程中将以学习到的上止点和下止点为基准止点进行运行。以上步骤操作完后，玻璃升降系统完成基本初始化，并且控制模块具备了除上、下软停止功能以外的其它所有功能。1.4 机械磨合过程在基本初始化或手动重新初始化之后，系统就进入所谓的RUN-IN 机械磨合过程。在这种模式中，系统显示出以下与正常操作模式的不同之处： 系统每次上升到顶或下降到底时都会进入堵转区域(使密封条得到更好的调整固定)，并进行零位校正。 机械磨合过程一直运行，直到摇窗机完成数次全过程的运行，即全关闭到顶和全开启到底。对于机械磨合过程中的循环运行次数，按客户要求定义，推荐为3 次. 磨合期过后模块就拥有了包括软开启和软关闭在内的所有功能。1.6 软停止功能当玻璃运行到机械上下止点时，会引起机械冲击，这将会降低整个摇窗机系统的使用寿命。模块的软停止功能保证玻璃不会总是运行到上下堵转点，这将减少机械冲击也因此会延长了系统的实用寿命。1.7 软关闭功能在磨合期过后每一次玻璃的关闭运动过程中，如果没有自动零位校准要求，则电机不会上升到机械上止点进行堵转，而是停留在上升软停止位置。该位置定在上止点以下2mm（或1mm）处。1.8 软开启功能在磨合期过后每一次玻璃的下降运动过程中，如果没有自动零位校准要求，则电机不会下降到机械下止点进行堵转，而是停留在下降软停止位置。该位置定于下止点以上2mm或1mm处。1.9 零位校准该系统取上极限位置为零点位置，零位校准就是对该零点位置进行再学习。随着系统的运行折旧，为了更加可靠安全可靠地工作，控制模块需要对系统进行周期性的零位校准。玻璃上升到软停止位置后，持续按住上升键3s不放，则玻璃继续上升，直到堵转，然后记忆新的零点。玻璃下降到软停止处，之后，按住下降键3s后，则玻璃继续下降，知道发生堵转，然后记忆性的下止点。以上为手动校准。系统上下运行20次之后J就自动重新校准上止点和下止点，此为自动校准。1.10 重新初始化如果由于某种原因需要将系统还原到最初始状况中去，玻璃升降器模块可以提供重新初始化功能，如下过程即为操作步骤，主要分两大步骤：1.10.1清除零点位置： 环境条件满足( 电枢电压，温度和工作电压在有效范围内) 使玻璃上升到上止点 释放上升键开关 再次按下上升键并保持至少20 秒 在20 秒后车窗将自动下降约46 毫米，以通知用户零点位置已经被清除。在该下降过程中，所有功能都将被忽略。 磨合周期重置为初始值。1.10.2系统初始化 环境条件满足( 电枢电压，温度和工作电压在有效范围内) 使车窗上升到上止点进行堵转 系统零点位置学习完成 自动下降功能被激活 使车窗下降到下止点进行堵转 自动上升功能被激活 系统进入磨合期1.12. 自诊断保护功能为了保证系统的可靠性，系统采取了一些自诊断保护措施（比如当电源端电压超过16.5V，则控制模块会关闭电源，是电机停止运行。如果电压低于16.5 伏，则自动回复运转）。1.13 开关故障检测如果在车窗运行过程中，检测到车窗开关触点粘连，则模块将完成当前车窗运行操作，但不再接收新的车窗运行输入指令，直到检测到粘连的开关触点又断开。1.14 继电器触点粘连电子模块通过一个双触点继电器来控制电机运行。对其中的一个继电器发出关断指令后，如果系统发现该继电器仍为接通状态，则系统判断该继电器触点发生了粘连。为防止车窗在无指令输入的情况下运行，另一个继电器也必须闭合。在发出任何新的输入指令时，软件首先检测刚才粘连的继电器触点是否已释放，如已释放，则所有操作都可再次执行。如触点仍粘连，系统不再接受指令。1.15 霍尔元件或磁坏损坏检测如果霍尔元件或磁环发生故障，控制模块就接收不到霍尔元件的信号，不接受任何指令.1.17 零点丢失本系统采用超级电容和掉电存储设备，可以掉电记忆零点位置。不会发生零点丢失2.运行条件 启动条件，在该电压范围内，摇窗机可以正常运行，而且所有功能都有效。 运行条件, 在该电压范围内，玻璃升降器能够保持全功能运行，但电机扭矩和转速可能不够高，以至于不能使车窗进入密封条，电机无堵转保护功能 停止条件, 在该电压范围内，摇窗机无法启动或运行 限制条件， 该电压范围内，摇窗机可以正常运行且有堵转保护功能，如果电源电压上升到16.5V以上，则在低于16.5V下启动的车窗动作将被停止。2.1 电压电源电压: 12.0V最小工作电压 Min. 9.0V最大工作电压 Max. 16.5V测试电压13.0V 0.13V2.2 电流休眠电流 300A名义工作电流4A 3Nm堵转电流 28A 0 Ohm wire harness resistance (max. 100ms)2.3 温度室温 + 23C 5C最低工作温度 Min. - 40C最高工作温度 Max. + 80C最低存储温度 Min. - 40C最高存储温度 max + 90C功能测试温度范围是-40+80,防夹力考核温度范围是 -30+80; 3. 其它要求需符合按标准见附件汽车用门窗升降器电机技术条件1 范围本标准规定了汽车用门窗玻璃升降器电机的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。本标准适用于汽车用门窗玻璃升降器电机（以下简称电机）。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 186552002 用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法（IEC/CISPR 25：1995）GB/T 2423.51995 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Ea和导则：冲击（IEC 68-2-27：1987）GB/T 2423.101995 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Fc和导则：振动（正弦）（IEC 68-2-6：1982）GB/T 2423.171995 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ka：盐雾试验方法（IEC 68-2-11：1981）GB/T 2828.12003 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划（ISO 2859-1:1999，IDT）GB/T 4942.12006 旋转电机整体结构的防护等级（IP代码）分级（IEC 60034-5：1991）QC/T 413-2002 汽车电器设备基本技术条件3 术语和定义3.1 电机 用来驱动门窗玻璃升降器上升和下降的直流电机。3.2 冷状态 电机工作之前的状态，该状态下电机温度与环境温度（即室温235）一致。3.3 额定负载当电机保持在与实车上相当的条件时此刻加在电机上的负载。如无特别说明，本标准电机的额定负载为3.0 Nm0.6 Nm。4 分类4.1 电机型式电机分为正、反转直流永磁电机，短时工作制，内置热保护器，电机带自锁功能。4.3 工作环境a） 工作电压范围：按产品技术要求；b） 工作温度范围：-40+80。5 技术要求5.1 图样及文件电机应符合本标准，并按经规定程序批准的图样及文件制造。5.2 外观及安装尺寸电机外观应整洁、无锈蚀、无机械损伤。安装尺寸应符合图样要求。5.3 旋转方向电机的旋转方向应符合产品技术条件的规定。5.4 基本性能电机的性能参数应符合表 1 或产品技术条件的规定（性能测试前电机应保持冷状态）。转矩Nm转速r/min最大电流A空载点0950152.5额定点3.00.6651512堵转点711028表15.5 热保护性5.5.1 热保护器首次打开及闭合时间热保护器须保护电机避免过热受损，电机在13 V的条件下堵转，热保护器首次打开及闭合时间应符合表2或产品技术条件的规定。环境温度-402235802首次打开时间s，12180860530最大闭合时间s180180180表25.5.2 热保护器的连续循环要求热保护器首次打开前，电机应能在室温和-40环境下各承受6次连续的循环运转、在+80环境下承受3次连续的循环运转，试验电压为14 V。5.5.3 热保护器的耐久性要求热保护器在室温下应能承受10 000次的开断试验。试验后, 热保护器的电压降应小于0.06 V/A，电机性能应满足5.4的规定。5.6 绝缘电阻在500 V条件下，电机的外壳与带电体之间的绝缘电阻必须大于0.3 M。5.7 耐久性5.7.1 电机应能承受25 000 次的耐久性试验。试验后，电机应符合5.3 和5.4 的规定。5.7.2 耐久性试验后，与5.4 中的标准特性值要求允许偏差不大于25。5.8 环境5.8.1 温度交变电机应能承受-40+80，8个循环的温度交变试验。试验后，电机应符合5.3和5.4的规定。5.8.2 温度存放电机应能承受-40+90，56 h温度存放试验。试验后，电机应符合5.3和5.4的规定。5.8.3 盐雾电机应能承受144 h盐雾试验。试验后，电机应符合5.3和5.4的规定。5.9 破坏性5.9.1 堵转电机应能承受堵转试验。待热保护器复位后，电机必须能够带动2Nm负载在9 V下反向起动运转。5.9.2 自锁性电动堵转后，电机接线柱短接，然后在电机的输出齿轮上施加反方向20 Nm静态转矩，电机输出齿轮转动角度应小于13。顺时针、逆时针必须同样满足。试验后，测试电机的基本性能应符合5.4的规定。5.9.3 密封性电机的密封性应符合GB/T 4942.1-2006中IP43的规定。试验后，电机内部不应进水。5.10 电磁兼容（认可项目）电机的电磁兼容性应符合GB 18655-2002标准或产品技术条件的规定。5.11 耐振动和耐机械冲击5.11.1 耐振动电机应能承受GB/T 2423.10-1995标准中的耐振动试验。试验后，电机应符合5.3和5.4的规定。5.11.2 耐冲击机械电机应能承受GB/T 2423.5-1995标准中的耐机械冲击试验。试验后，电机应符合5.3和5.4的规定。5.12 噪声在特定环境下测量电机噪声，在指定的频率范围内，电机两个转向的噪声水平均不得大于极限值。5.13 过电压电机应能承受16.5 V的过电压试验。试验后，电机应符合5.3和5.4的的规定。5.13 持续负载电机应能承受持续负载试验，在连续运行时不允许出现PTC保护（带PTC的电机须做该项试验）。试验后，电机应符合5.3和5.4的的规定。6 试验方法6.1 试验条件6.1.1 除特殊规定外，电机的各种试验一般在下述条件下进行：a） 温度：1828；b） 相对湿度：4575c） 气压：86kPa106 kPa。6.1.2 试验用电压表、电流表精度应不低于0.5 级，转矩测量仪的精度不得低于3。其它电气测量仪表应不低于1.0 级。6.1.3 试验和检查用的各种量具、设备，应在检定合格的有效期内。6.1.4 未注明公差的温度、湿度，其公差为2。6.1.5 试验电压应符合表3 的规定，允许电压波动不大于1。端电压，V试验电压，V过电压试验，V持续负载试验，V1213.516.510.524273321表3注：轿车用电机一般使用12 V电压，本标准涉及电压、负载的相关条款均以此为例，24 V电机参照执行。6.2 外观及安装尺寸检查用目测的方法进行外观检查，用精度为0.02 mm游标卡尺或专用量具测量安装尺寸应符合5.2的规定。6.3 旋转方向检查电机按产品图纸的规定接线并通电，输出齿轮的旋转方向应符合产品图纸的规定。6.4 基本性能将电机安装在专用的性能试验设备上,施加13 V电压，对处于空载状态的电机正转、反转来回运行35次，每次每一方向运转时间为2 s5 s，检查电机运行是否正常及是否存在较大的异常噪音。然后测试电机的性能，应符合5.4的规定。6.5 热保护器性能试验6.5.1 热保护器首次打开及闭合时间试验电机安装在专用试验装置上，分别在室温、-40和+80环境下，使电机在13 V的条件下堵转，然后测试热保护器首次打开及闭合时间，应符合表2的规定。6.5.2 热保护器的连续循环试验将电机安装在专用试验装置上，在热保护器首次打开前，分别在室温、-40和+80环境下，进行6次和3次连续的循环运转试验，试验电压为14 V。一次循环包括：a） 顺时针通电5 s（要求额定负载），堵转1 s（max），断电5 s；b） 逆时针通电5 s（要求额定负载），堵转1 s（max），断电5 s。6.5.3 热保护器的耐久性试验将电机安装在专用试验装置上，在热保护器首次打开及闭合试验后，在常温下进行10000次的开断试验。试验后，应符合5.5.3的规定。6.6 绝缘电阻试验测试时电机两接线端分别与机壳间施加电压500 V，持续时间2 s。试验后，电机应符合5.6的规定。6.7 耐久性试验6.7.1 将电机安装在专用试验设备上，电机两端电压维持在13 V，相对湿度6035，电机必须完成25 000 次循环试验。其中：a）235，20 000次循环；b）80，3 000次循环；c）-20，2 000次循环；d）一次循环包括：1）顺时针通电3.0 s（要求额定负载），堵转0.75 s（max），断电12 s；2）逆时针通电3.0 s（要求额定负载），堵转0.75 s（max），断电12 s。6.9.2 耐久性试验后，电机的特性值与4.4 中的标准特性值要求允许偏差不大于25。6.10 环境试验6.10.1 温度交变试验电机按下列程序进行8个循环的温度交变试验，1个循环包括：a） 将电机放入80、相对湿度80的环境箱中，保持4 h，然后按5.8.1做堵转试验；b） 2 h内将温度降为-40；c） 在-40的环境箱中存放4 h后，按5.8.1做堵转试验；d） 2 h内将温度升至80、相对湿度80 。试验后，电机应符合5.8.1的规定。6.10.2 温度存放试验电机按下列程序进行56 h温度存放试验：a） 在-40的环境箱中存放24 h后，按5.8.1做堵转试验；b） 将温度升至90，过渡时间不小于1 h；c） 在90的环境箱中存放16 h后，按5.8.1做堵转试验；d） 将温度降低至55、相对湿度95 ，过渡时间不小于1 h；e） 在55、相对湿度95 的环境箱中存放16 h后，按5.8.1做堵转试验。试验后，电机应符合5.8.2的规定。6.10.3 盐雾试验按照GB/T 2423.17-1993标准进行144 h的盐雾试验。a）盐雾浓度：1 000克溶液中50克NaCl；b）PH值：6.57.2；c）温度：352。试验后，电机应符合5.8.3的规定。6.11 破坏性试验6.11.1 堵转试验电机带动2 Nm负载在15 V电压下运转，然后使电机堵转至热保护器断开。待热保护器复位后，电机必须能够带动2 Nm负载在9 V电压下反向起动运转。6.11.2 自锁性试验电机必须牢固的装夹在专用试验夹具上，先在一个方向上进行堵转后，断掉电源，电机接线柱短接，然后在的输出齿轮上施加反向的20 Nm 静态转矩，电机输出齿轮的转动角度不能大于13。顺时针、逆时针必须同样满足。试验后，电机应符合5.9.2 的规定。当进水试验的周期完成后且冷冻后，电机必须能在10.5 V运转（电机启动时不带负载）。电机内不能有积水的迹象。允许有冷凝水的痕迹存在。操作方法：a） 将电机用夹具按实际装车位置定位；b） 水流的最小流量为 1.6 L/min；c） 喷淋的喷嘴在电机以上380 mm；d） 一次循环包括：1) 喷淋6 h；在喷淋开始时，将电机接上10.5 V 电源，堵转30 s 并断电30 s，重复60 次且在每次断电30 s 后改变电源的极性；在剩余的喷淋周期内电机处于断电状态；2) 喷淋停止18 h，电机处于断电状态；3) 重复1)；4) 将电机置于-29环境中冷冻2 h；5) 冷冻后将电机取出，立即测试电机的启动能力，电机必须能在10.5 V下空载运行。6.12 电磁兼容试验电机的电磁兼容性试验按GB 186552002标准中的有关规定进行。6.13 耐振动和耐机械冲击试验6.13.1 振动试验电机按装车要求安装，按GB/T 2423.10-1995标准中规定的要求，分别在X、Y、Z三个轴向，各向进行8 h的振动试验。试验后，电机应符合5.11.1的规定。6.13.2 机械冲击试验电机按装车要求安装，按GB/T 2423.5-1995标准中规定的要求，对电机进行80 000次半正弦波冲击，加速度为150 m/s2，每次冲击周期为11 ms的机械冲击试验。试验后，电机应符合5.13.2的规定。6.14 噪声测试所有电机噪声测试必须在环境噪声小于30 dB（A）的合适的声场环境下进行。电机必须牢固地装夹在定位夹具上，输出轴保持水平，输出花键联接外接规定的负载。将一个拾音器置于电机机壳与减速箱接合部位的垂直上方（305 mm5 mm）处。电机工作电压设为额定值。数据采样在电机顺时针及逆时针各运转3 s时进行。对拾音器信号采用A计权进行处理dB（A），并且使用下列参数决定dB（A）值：a） 采样频率：51.2 kHz；b） FFT（傅立叶）区间大小：512；c） FFT重叠：35 ；d） FFT窗口：Hanning；e） 频率范围：200 Hz20 kHz。要求计算dB（A）的平均值及其在3 s内的变化率。此变化率通过所有波峰连线及波谷连线包络的区域来考核。电机两个转向平均不得大于极限值65 dB（A）。6.15 过电压试验电机处于冷状态，在电机线柱两端施加16.5 V电压，电机带额定负载正转、反转来回运行10次，每次每一方向运转5 s10