汽车防落水电动车窗装置的设计与实现.docx

轻型汽车技术2015(1/2)技术纵横35

汽车防落水电动车窗装置的设计与实现

俞海红张立

(浙江经贸职业技术学院)

摘要：本文针对汽车的电动车窗控制电路进行了优化设计，旨在解决该控制电路在一旦汽车落水的情况下普遍突然失灵的尴尬。其优化设计思路是寻求绕开损坏的电动车窗元器件，另外启动一条抗震且密封性良好的回路，由电瓶直接驱动电动车窗升降器电机，一键降落电动车窗玻璃。新的回路由多个传感器、ECU、备用充电电源以及紧急按钮开关等组成，具有良好的抗震性和密封性。本设计在几家汽车改装店对多款中低端汽车进行了测试安装，并将汽车的电动车窗从不同高度投入水中进行实验调试，试验效果良好。

关键词：汽车电动车窗优化设计控制电路紧急按钮

1引言

随着汽车电子技术的发展，汽车车窗操作的便利和操作稳定性越来越受到重视，传统的手动车窗将逐步淡出历史舞台。汽车上配置电动车窗已非司空见惯的事，有了电动车窗，驾驶员可从容对车窗进行控制而无需用手动方式操作，在日常行驶中可大大提升驾驶的便捷性[1]。但是电动车窗也存在一些安全隐患，比如会夹手、电路故障时会打不开，所以说任何事物都有两面性，已经有许多案例说明电动车窗在汽车落水或被淹后导致车窗无法开启而引发的悲剧。2012年7月21日，北京遭遇特大暴雨袭击，全城交通瘫痪，37人遇难，水淹车辆更是数以千计。34岁的某幼儿杂志编辑部主任丁志健，在驾车回家途中被困在广渠门的滔滔大水中，由于车门车窗都无法打开最终溺水身亡，丢下遗孀和3岁女儿，酿成人间惨剧[2]。2013年8月30日，深圳暴雨，在这场大暴雨中，一名女司机童许仙开车去接儿子时经过一涵洞，涵洞中积水迅速上升，女司机受困于车中并溺亡，

遇险途中她拨了4个求救电话，但终未赢得生机，她的丈夫黄森田接受不了突然失去妻子的现实，好端端的一个三口之家被暴雨拆散[3]。实例表明：多数车辆在浸入水后，由于电器电路故障，会导致电动车窗无法开启，从而使司乘人员殒命。因此，设计一种在汽车落水时能紧急逃生的电动车窗控制电路，可保证短时间内司乘人员逃出车外，无疑具有强烈的现实意义和应用推广价值。

2现有电动车窗控制电路

2.1电动车窗控制电路的组成

电动车窗系统主要由车窗、电动机、升降器、保险丝、继电器、电子模块、开关等组成。以左前电动车窗(摇窗机)为例，其电路图如图1所示。该系统通过20安培的断路器来为驾驶员的车门输送电能。电能进入车门上的车窗开关控制板，然后分配到每一个车窗(共四个)开关中心的触点。两个触点(分别位于电动触点的两侧，用于控制电动车窗的上升和下降)分别与车辆接地端及电机相连。电能还将经过锁定开关到达其他车门上的

36技术纵横轻型汽车技术2015(1/2)

车窗开关。

驾驶人或乘员操纵控制开关接通车窗升降电动机的电路，电动机产生动力通过一系列的机械传动，使车窗玻璃按要求进行升降。电动车窗的作用有：手动升降、自动升降、车窗锁止、防夹保护、延时操作、门锁联动关闭等。

2.2电动车窗控制电路的结构原理

车窗电动机采用永磁式直流电动机，通过改变电动机的电流方向可以实现车窗玻璃的上升和下降。车窗玻璃升降器采用绳轮式(如图2所示),当电动机电路接通后，电动机转轴输出转矩，经蜗轮蜗杆减速后，再由缓冲联轴器传递到转丝筒，带动转丝筒旋转，使钢丝绳拉动安装在玻璃支架上的滑动支架在导轨中上下运动，达到车窗玻璃升降的目的。

图1左前摇窗机电路图

夹持器

玻瑞升降导轨

蜗轮机构

蜗轮机构和电动机

绳索

图2绳轮式电动车窗的基本结构

2.3实物模拟现有电动车窗控制电路

为了便于与优化后的电路进行对比，且节省成本，特对现有电动车窗控制电路用实物进行了模拟。该左前车窗系统模型的组成包括：点火开

关、摇窗机下降继电器、摇窗机延时继电器、左前摇窗机开关、保险丝、左前摇窗机马达、左前窗玻璃和起落架，蓄电池，如图3所示。此系统模型与原电动车窗工作原理一致，接通蓄电池(电路的电源)的正负极后，电路通电，拨动左前摇窗机开关，通过两个继电器和保险丝后，电能传输到左前摇窗机马达，驱使车窗玻璃上升或下降。试验证明，该电动车窗模型可正常工作。

左前摇窗机马达

左前摇窗机马达

点火开关

摇商机下摇商机延

降维电器时继电器

左前商玻璃

图3现有电动车窗电路系统模型

3电动车窗控制电路的优化设计

3.1优化设计