B.02.01—车窗系统
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发表于 2015/6/15 13:02:53
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（2014-12-26 发表于本人QQ空间）车窗系统是最传统的系统之一，应该人人都有过接触，但能用全它的功能的人应该不多。在这一份描述中，希望我不仅能将脑里与此相关的内容浮光掠影一下，并能将业内的一些功能统统以普实文字整理出且提出一些新的想法。
第一，纯手动车窗。即通过手摇让玻璃升降，这让人想起手扶拖拉机和手摇起动的卡车，反正都是手动，不是今天的重点，就不多说了。
第二，简式电动车窗。比如有些车只有前排两个车窗是电动的、且仅有两个车窗控制开关；或者所有车窗都是电动但是各个车门都是独立控制的，也就是驾驶员无法直接控制后门玻璃的升降，印象中这是不合符法规的（欧洲74/60和美国的FMVSS 118），具体细节可以再确认。
第三，标准电动车窗。即四个电动窗，驾驶员侧可以控制其他三个窗的升降、且能禁止其他三个车窗开关对各自的控制。我想目前市面上六万起步的车应该都是这种配置吧，更低价格的车有是有的，要看品牌了。驾驶员有优先控制权，这样做应是出于安全，可以防止小孩子乱动作车窗。
第四，升级式车窗。基于标准电动窗基础上可以生出很多功能。
1.遥控器联动功能。本功能意指钥匙上的按键让玻璃升或降，一般是按闭锁键为升、开锁为降。为了与普通开闭锁车门区分，很多时候都会设计成“长按”触发。例如按键时间超过100毫秒就闭锁，而再继续按下维持到1300毫秒时升玻璃；这是一种设计，也可以用“双次按下”的思路，比如规定1000毫秒内用户按下同一把钥匙的闭锁键后执行升窗（闭锁是执行两次还是一次请自己思考）。
2.车门钥匙锁芯联动功能。为了避免整车锁掉后汽车电池耗尽了开不了门或钥匙纽扣电池电量用光或系统故障无法开门，一般都是在左前门预留一个机械钥匙孔，在遥控无法开门时用机械钥匙开门。有些车的这个机械钥匙锁芯有三根信号线（均为低端输入），即钥匙插入信号、闭锁位置信号、开锁位置信号，有些车一根、有些两根、有些0根。每个信号线均可以实现不同的功能，但由于今天的主题是车窗所以不介绍和车窗不相关的功能。用这个进行车窗联动的控制策略和钥匙类似，如闭锁信号初次有效时开锁，持续有效则降窗。此功能配置得不是很多，主要从实用性和成本综合考虑，因为微动开关比较贵，好像阿尔卑斯的需要十来元一个（恐怕都能购买一小盒阿尔卑斯的糖果了）。
3.门把手按钮联动。门把手按钮并非必备，一般而言只见于配无钥匙系统（或者说一键启动或者说PEPS或者说Keyless）的车辆。现下的设计大多数是用户走到车前按下门把手上的按钮后车门开锁或手插入门把手内时开锁，然后拉开门进车，车窗的联动功能可以设计成短时触发两次或者常按，这个前两个功能的设计思路类似。由此可见：不同功能的设计思路在不同场合往往可以复用，这么来看的话我们干的活其实也没什么。
4.特殊功能。前面的三种功能是普通车型最为常见的，对于某些车型如轿跑，会有一些其他功能。如一些轿跑车，这种车没有车门顶框，它的窗降下后，玻璃全收到门内，顶框没有是出于美观需要，因为只有这样顶收起来之后才会让人觉得很玄。但是由于没有顶框，需要有一些其他功能，主要介绍三功能。第一个是“开关门自动升降窗”，即开门降窗、关门升窗。这个功能是出于防水所需，由于没有顶框，所以下雨天玻璃需要往上升至顶盖内以免进水（中间少不了橡胶条）。但是如果玻璃伸进去太多了会导致门开关时顶盖和玻璃干涉（如果玻璃处于上升到顶的位置）、太少了又会因密封不严而漏水，所以干脆在开门时让玻璃微降、关门后微升。这个功能需要知道用户什么时候想要开门，可以通过与内拉手联动的微动开关来实现。第二个功能也是出于保护车辆本身，轿跑车从轿车变跑车时、从跑车变轿车时，它的顶部是要运动的，前面提到的门关着玻璃处于上升位置时，玻璃和车顶是相当近的（仅隔一个橡胶件、不像普通车还有金属边框），而顶部不管是升还是降，虽然理论上都是上下运动，实则同时会有左右方向的振动，相对金属来说玻璃要脆弱很多，所以每每要开合顶盖时为了让玻璃有效“逃离顶盖的横向振动的魔抓”，需事先降下玻璃。第三个功能事实上我没在实车上试过，它又是一种保护功能，如果前后两个电动车窗，中间没有金属框隔开，则当一个车窗处于顶部位置时，若升起另一车窗，有可能后升的车窗会在顶部位置挤压另一车窗，这时可以先将另一车窗自动降下等本车窗升完后再自行升起。
第五，前面四种功能从车窗系统的角度阐述了大的功能，这一段将从单个车窗的角度做一个功能介绍。
对于单个车窗来说，最简的电动窗无非是这三档：上升、下降、停止。进一步的，可以有自动下降功能，即所谓的一键降窗，技术上通过检测开关按下后短时释放或到专门的一键下降档来实现。再进一步的，可以有一键上升功能，而这个功能要配备所谓的防夹。
是否有防夹功能功能又和上面所提的“遥控升降窗”（即用钥匙升降窗）相关。因为法规规定：对于无防夹功能的车窗，如果有遥控升窗则要求采用“持续按压”控制器（即钥匙）来实现，且如果操作者与车辆间无障碍则操作者与车间的距离不得大于11m，如果有障碍则不得大于6m，由于操作者和车之间的距离难以测试，故无防夹功能的车窗普遍是没有钥匙遥控升窗功能的。但是新一代的技术将可以测试钥匙与车之间的距离，刚好可测范围也在10m左右，故即使没有防夹功能，也是可配钥匙连动升窗的。
对于带防夹功能的车窗来说，其有一个重要的特点是需要记录当前玻璃所处的位置，如距离顶端有多远距离低端有多远，因为在顶端位置由于有密封件的阴力，上升起来会费力，正因如此，在最顶端的4mm，法规是不要求有防夹功能的。基于这个位置记忆的功能，可以延伸出一些其他功能，如软停，即在一键下降时，车窗玻璃没有必要停到最低点，而是可在距最低点还有一个微小距离时便断电，以便提前停止车窗，这是因为如果等检测到玻璃抵达了最低位置再断电，电机会有一定的堵转时间，其扭矩很大，会给升降器总成千万一定机械冲击、影响其耐用性。有软停功能就可以有软起动功能，电机起动时突然加压的方法在起动瞬间因转速为0、电流大、扭矩大，故对机构件造成大的机械冲击而影响其耐用性，如果采用逐步升压的方法则将对整个升降器的寿命带来益处。
与防夹配套的还有零点位置学习、零点的自校正、“寸动”等杂细的功能，一般来说用户很难会体验到。但是这些功能介绍在互联网上还是可搜到的。
未完，待明日续...
先举两例子，如下面用钥匙遥操作车窗关闭或开启，这功能并不是每个车型都有，相当一部分车型当前是没有的，那为什么它会没有呢？虽然我感觉用处不大，但某些公司还将这个功能当成一个小小的售卖噱头，其原因我将在后面阐述。在另一个图中，体现了一场硬顶敞蓬跑车正在动作硬顶时的场景，其车窗系统的功能设计又和普通车量有哪些差异？欲知详情，请见下文分解。 
在车窗系统这块，原始的时候（如八九十年代），很多车都是手摇车窗，现在还有很多长辈将玻璃升降器电机叫做“摇窗机”。如下图所示即为手摇的手柄，也许市面上当前仍能找到这种纯手摇的车型，但在我的从业过程中并未开发过配这种产品的车（不过我经历的车型中并没有很低端的车，如QQ、F0那种）。现在的车型中更广泛的是采用电动车窗，其操作开关如右图中所示，该图为主驾的操作开关。
第一，纯手动车窗。即通过手摇让玻璃升降，这让人想起手扶拖拉机和手摇起动的卡车，反正都是手动，不是今天的重点，就不多说了。
第二，简式电动车窗。比如有些车只有前排两个车窗是电动的、且仅有两个车窗控制开关；或者所有车窗都是电动但是各个车门都是独立控制的，也就是驾驶员无法直接控制后门玻璃的升降，印象中这是不合符法规的（欧洲74/60和美国的FMVSS 118），具体细节可以再确认。
第三，标准电动车窗。即四个电动窗，驾驶员侧可以控制其他三个窗的升降、且能禁止其他三个车窗开关对各自的控制。我想目前市面上六万起步的车应该都是这种配置吧，更低价格的车有是有的，要看品牌了。驾驶员有优先控制权，这样做应是出于安全，可以防止小孩子乱动作车窗。
第四，升级式车窗。基于标准电动窗基础上可以生出很多功能。
1.遥控器联动功能。本功能意指钥匙上的按键让玻璃升或降，一般是按闭锁键为升、开锁为降。为了与普通开闭锁车门区分，很多时候都会设计成“长按”触发。例如按键时间超过100毫秒就闭锁，而再继续按下维持到1300毫秒时升玻璃；这是一种设计，也可以用“双次按下”的思路，比如规定1000毫秒内用户按下同一把钥匙的闭锁键后执行升窗（闭锁是执行两次还是一次请自己思考）。
2.车门钥匙锁芯联动功能。为了避免整车锁掉后汽车电池耗尽了开不了门或钥匙纽扣电池电量用光或系统故障无法开门，一般都是在左前门预留一个机械钥匙孔，在遥控无法开门时用机械钥匙开门。有些车的这个机械钥匙锁芯有三根信号线（均为低端输入），即钥匙插入信号、闭锁位置信号、开锁位置信号，有些车一根、有些两根、有些0根。每个信号线均可以实现不同的功能，但由于今天的主题是车窗所以不介绍和车窗不相关的功能。用这个进行车窗联动的控制策略和钥匙类似，如闭锁信号初次有效时开锁，持续有效则降窗。此功能配置得不是很多，主要从实用性和成本综合考虑，因为微动开关比较贵，好像阿尔卑斯的需要十来元一个（恐怕都能购买一小盒阿尔卑斯的糖果了）。
3.门把手按钮联动。门把手按钮并非必备，一般而言只见于配无钥匙系统（或者说一键启动或者说PEPS或者说Keyless）的车辆。现下的设计大多数是用户走到车前按下门把手上的按钮后车门开锁或手插入门把手内时开锁，然后拉开门进车，车窗的联动功能可以设计成短时触发两次或者常按，这个前两个功能的设计思路类似。由此可见：不同功能的设计思路在不同场合往往可以复用，这么来看的话我们干的活其实也没什么。
4.特殊功能。前面的三种功能是普通车型最为常见的，对于某些车型如轿跑，会有一些其他功能。如一些轿跑车，这种车没有车门顶框，它的窗降下后，玻璃全收到门内，顶框没有是出于美观需要，因为只有这样顶收起来之后才会让人觉得很玄。但是由于没有顶框，需要有一些其他功能，主要介绍三功能。第一个是“开关门自动升降窗”，即开门降窗、关门升窗。这个功能是出于防水所需，由于没有顶框，所以下雨天玻璃需要往上升至顶盖内以免进水（中间少不了橡胶条）。但是如果玻璃伸进去太多了会导致门开关时顶盖和玻璃干涉（如果玻璃处于上升到顶的位置）、太少了又会因密封不严而漏水，所以干脆在开门时让玻璃微降、关门后微升。这个功能需要知道用户什么时候想要开门，可以通过与内拉手联动的微动开关来实现。第二个功能也是出于保护车辆本身，轿跑车从轿车变跑车时、从跑车变轿车时，它的顶部是要运动的，前面提到的门关着玻璃处于上升位置时，玻璃和车顶是相当近的（仅隔一个橡胶件、不像普通车还有金属边框），而顶部不管是升还是降，虽然理论上都是上下运动，实则同时会有左右方向的振动，相对金属来说玻璃要脆弱很多，所以每每要开合顶盖时为了让玻璃有效“逃离顶盖的横向振动的魔抓”，需事先降下玻璃。第三个功能事实上我没在实车上试过，它又是一种保护功能，如果前后两个电动车窗，中间没有金属框隔开，则当一个车窗处于顶部位置时，若升起另一车窗，有可能后升的车窗会在顶部位置挤压另一车窗，这时可以先将另一车窗自动降下等本车窗升完后再自行升起。
第五，前面四种功能从车窗系统的角度阐述了大的功能，这一段将从单个车窗的角度做一个功能介绍。
对于单个车窗来说，最简的电动窗无非是这三档：上升、下降、停止。进一步的，可以有自动下降功能，即所谓的一键降窗，技术上通过检测开关按下后短时释放或到专门的一键下降档来实现。再进一步的，可以有一键上升功能，而这个功能要配备所谓的防夹。
是否有防夹功能功能又和上面所提的“遥控升降窗”（即用钥匙升降窗）相关。因为法规规定：对于无防夹功能的车窗，如果有遥控升窗则要求采用“持续按压”控制器（即钥匙）来实现，且如果操作者与车辆间无障碍则操作者与车间的距离不得大于11m，如果有障碍则不得大于6m，由于操作者和车之间的距离难以测试，故无防夹功能的车窗普遍是没有钥匙遥控升窗功能的。但是新一代的技术将可以测试钥匙与车之间的距离，刚好可测范围也在10m左右，故即使没有防夹功能，也是可配钥匙连动升窗的。
对于带防夹功能的车窗来说，其有一个重要的特点是需要记录当前玻璃所处的位置，如距离顶端有多远距离低端有多远，因为在顶端位置由于有密封件的阴力，上升起来会费力，正因如此，在最顶端的4mm，法规是不要求有防夹功能的。基于这个位置记忆的功能，可以延伸出一些其他功能，如软停，即在一键下降时，车窗玻璃没有必要停到最低点，而是可在距最低点还有一个微小距离时便断电，以便提前停止车窗，这是因为如果等检测到玻璃抵达了最低位置再断电，电机会有一定的堵转时间，其扭矩很大，会给升降器总成千万一定机械冲击、影响其耐用性。有软停功能就可以有软起动功能，电机起动时突然加压的方法在起动瞬间因转速为0、电流大、扭矩大，故对机构件造成大的机械冲击而影响其耐用性，如果采用逐步升压的方法则将对整个升降器的寿命带来益处。
与防夹配套的还有零点位置学习、零点的自校正、“寸动”等杂细的功能，一般来说用户很难会体验到。但是这些功能介绍在互联网上还是可搜到的。
未完，待明日续...
