汽車玻璃升降器常見故障問題的分析與研究

周菲菲 多帥 王艷

摘 要：玻璃升降系統主要失效故障表現為，升降振動和噪聲、防水密封、升降阻力大和無法升降等失效故障。

關鍵詞：汽車;玻璃;升降器;常見故障

0 前言

玻璃升降系統是除行駛功能外使用頻率較高的系統，經常會出現門玻璃升不到頂部、升降阻滯、升降異響等問題。玻璃升降系統問題也一直是生產、使用過程中較難解決的問題，需要建立一套科學的方法，從產品設計、參數選型、整車升降實驗等各環節分析和驗證，保證玻璃升降系統運行穩定、可靠。升降系統工作原理玻璃升降系統設計邊界條件：

（1）車門：邊框上段和曲率。

（2）玻璃：形狀、曲率、形狀、行程和連接方式。

（3）玻璃導軌：行程、截面和接觸面形式。

（4）呢嘈和擋水條：截面和接觸面形式。

（5）驅動：電流和轉矩。

在做升降系統設計前必須滿足以上五項邊界參數，可設計出結構合理的汽車玻璃升降系統。繩輪式結構升降器由直流電動機、機械升降機構和控制系統三大部分組成，驅動電動機為直流電動機，渦輪渦桿減速裝置具有正反旋轉、輸出扭矩高、噪聲小、體積緊湊、便于布置、安裝方便、密封性好及成本低等特性，直流電動機內部還配有堵轉電流過載保護裝置。在升降機構中，電動機的輸出花鍵與卷絲筒連接，繞在卷絲筒上的鋼絲與玻璃裝配支撐架相連接。同時也配備了一鍵升降功能和防夾功能。原理是通過驅動電動機的旋轉運動轉換為升降器機構帶玻璃上升或下降至所需位置，從而帶動玻璃沿著玻璃導軌、門上段和呢嘈軌跡升降運動。

1 故障現象

有1輛寶馬MINIR60轎車，行駛里程1萬km。客戶反映車窗玻璃上升到頂后會產生自動下降的現象。主要故障現象如下：（1）車窗使用一鍵上升到頂時，車窗會自動下降，出現類似車窗防夾功能起作用的情況。（2）手動初始化有時候成功，有時候失敗。失敗時是在升到頂的時候提示初始化失敗。（3）初始化成功后，可以一鍵升降車窗。多升降幾次后就會又出現故障，然后儀表盤顯示報警圖標提示“車窗初始化故障”。

2 檢查維修

根據客戶描述故障現象，初步診斷為車窗升降器扁平馬達碳刷磨損導致功率不足引起的故障，所以對車窗升降器扁平馬達進行了更換。更換后車窗玻璃升降器工作正常，確認故障已經排除。但是客戶在使用1個星期左右又出現同樣的故障現象，再次到廠返修。為此，在排除了車窗升降器馬達故障的前提下，分析故障產生的原因可能有以下幾點：（1）玻璃升降器內部阻力過大，車窗導軌阻力過大。（2）霍爾傳感器及其導線故障。（3）寶馬MINI腳部空間模塊（FRM）故障。（4）寶馬MINI腳部空間模塊（FRM）內部防夾軟件過于敏感。

3 故障檢測

（1）按照檢測工作流程，連接充電器以及診斷設備，使用寶馬診斷儀ISID對車輛進行診斷，沒有發現故障碼，排除了寶馬MINI腳部空間模塊（FRM）故障。（2）按照檢測計劃，初始化車窗升降器，有時候成功有時候不成功。（3）測量右前玻璃升降馬達的電流，測量值平穩，車窗上升到頂時電流高峰值達到25A左右，工作正常。（4）調整潤滑升降器以及附屬切水條但是沒有效果，說明不是因為玻璃升降器內部阻力過大，車窗導軌阻力過大導致的故障。（5）由于以前R56系列車窗升到底時會自動下降，需要對腳部空間模塊FRM編程解決。所以嘗試著對車輛進行編程（包括腳部空間模塊FRM），但是故障依然存在。（6）查閱產品維修手冊，發現從E65開始的BMWMINI車型的車窗防夾功能是利用雙霍爾傳感器和電流傳感器來進行防夾間接保護，所以排除了霍爾傳感器故障。至此，前面所分析的故障原因一一排除，未能找出故障點，診斷工作一時陷入僵局。這時，突然想起檢查車窗升降器馬達的霍爾傳感器信號盤時，發現車窗升降馬達霍爾傳感器信號盤固定不良，可以自由旋轉，并能夠軸向移動，會不會是這個原因造成的呢？

4 故障排除

對該車車窗升降馬達的霍爾傳感器信號盤重新進行了粘結緊固，粘結牢固后重新對故障進行檢測，故障排除。（1）車窗在上升到頂的時候，車窗升降器馬達的電流會上升。由于霍爾傳感器信號盤固定不良，造成慣性繼續轉動，這時主控模塊認為玻璃還沒有上升到頂，繼續給車窗升降器馬達供電，而MINI腳部空間模塊FRM判斷是車窗夾住了就激活了車窗防夾保護，造成車窗自動下降的情況。（2）初始化車窗不成功的原因，分析是由于在車窗上升到頂的時候車窗升降器馬達停止轉動，馬達電流上升，但是由于霍爾傳感器信號盤緊固不良，造成其還在慣性轉動。MINI腳部空間模塊FRM認為車窗還在上升，但電流過大。MINI腳部空間模塊FRM識別為車窗機械運轉卡滯，所以初始化失敗。（3）需要指出的是，這個車窗防夾邏輯適用于當前主流的BMW/MINI車型，所以出現這種現象，應避免此類誤判。

5 故障檢修

依據故障現象進行檢測，首先測量蓄電池電壓為正常，接著用北汽專用診斷儀VDS進入BCM檢測，沒有發現故障碼。讀取左前門開關實時數據流發現沒有反應，用執行測試功能，驅動左前門玻璃升降器執行成功，左前門玻璃可以升降。由此可初步判斷玻璃升降器執行電路正常，該問題的故障范圍在左前門開關線路方面。拆卸左前門升降器開關，測量左前門玻璃升降開關（K22）3號針腳與BCM的E插頭T26/11線束導通，說明線束連接正常。檢查線束搭鐵點，測量搭鐵線正常。再次測量左前門玻璃升降開關（K22）3號端子的電壓是0.36V，按上下升降按鈕時電壓值也是沒有任何變化。而在正常的車輛上，此處的電壓應為蓄電池電壓11.41V。按上升鍵的時候正常電壓應為2.31V，按下降鍵的時候正常電壓應為0.68V。經過測量，可以判斷為BCM沒有輸出正常的初始電壓給開關，BCM內部存在故障。更換BCM后故障排除。

6 結束語

通過建立玻璃升降運行原理、現場逆向問題排查、系統受力分析、DMU仿真建模，得出玻璃運行阻力與電動機扭矩的數值關系，為玻璃升降器系統失效故障判定提供了理論依據;并通過電動機轉矩特性曲線準確定義了玻璃升降器運行電流，為電動玻璃升降器運行在線100%檢測專家數字模型建立，提供了理論支撐;為后續電動玻璃升降系統實物質量提升提供理論研究基礎。

參考文獻：

[1]北京汽車E150維修手冊[Z].2014：418-450.

[2]北京汽車E150技術培訓手冊[Z].2014：330-337.