曾教授與古董保時捷

   馬達在日常生活中是非常常見的一種機電結構，而在汽車上的使用也是

非常多元性的，因此接下來會基本的介紹馬達在車上之應用。

車用馬達應用概論

    小型馬達在一般的車子上約有20顆的電動馬達，從最早1950年代的啟動馬達應用於汽車上，到如今裝置在汽車上面的馬達越來越多，高級車款可能達到100顆，而對於馬達的要求不僅在數量上，在性能上也朝高效率和低噪音化邁進。

    汽車專用馬達可以以功率來區分成輔機用的小型馬達和作為主要驅動來源的驅動馬達，主題則著重於小型馬達的介紹。

    三大系統分別為內裝系統、車身系統、底盤系統，內裝系統包含座椅、車窗、空調等馬達，車身系統包含後視鏡、雨刷等馬達，底盤系統包含引擎啟動、動力轉向、發電機、節氣門閥等馬達，根據實際應用的需求，馬達和其附屬機構需做適當的變化，或是採用不同種類的馬達。

下圖是小型車用馬達應用全圖

   從汽車發明以來，便利性、性能和省油、安全等方面一直是大家著重的範圍，1950年代以前，主要以啟動馬達、雨刷馬達為應用範圍，隨著半導體技術的進步，汽車的舒適程度和便利性的要求跟著逐漸提升，在1980年代，汽車的電子化有了較全面的改進，而車用馬達的使用也大為增加，從一開始可能只有數顆的車用馬達，到現在一般車款的數十顆，未來可能邁向百顆，汽車電動化的程度也會越來越高。

下圖為馬達應用的年代表。

一、內裝系統馬達應用架構分析

   這裡的內裝系統是指汽車內部容納駕駛和乘客的空間，將座椅、車窗、空調內部的鼓風機作為內裝系統。

1.電動座椅馬達

   電動座椅馬達的發展相當的早，在1960年代開始使用，一開始是利用滑軌來進行前後移動，以及可以調整角度的傾斜度來進行垂直上下的作動，也就是單純的開關控制，而現在則有利用單一開關控制各個馬達來一次調整到原先設定的坐姿。   

    由於在乘坐的時候對座椅有較大的負載，所以需要較大的力量，而馬達裝置的位置在於乘客下方，和乘客的感覺有密切關係，所以低噪音、低震動是主要的馬達特性，且因為有負載變化，需使用變動負載下，音色變化不大的馬達。使用高扭力馬達可以避免上述情況發生。在電路的設計上，需有保護電路避免持續作動造成馬達毀損以及防雜音的電路。下圖為電動座椅馬達作動圖。

   一般來說，電動座椅馬達包含三組馬達控制作動，分別為傾斜馬達、升降馬達、滑動馬達。

   傾斜器馬達控制椅背的角度改變，滑動馬達控制前後位置改變，升降馬達則是改變座椅的高度。

    電動座椅的電路圖如下。舉例來說，當按下按鈕1之後，電流會經過L1和F1’的線路搭鐵使P1接通，馬達A1順轉(藍色線)，而按下按鈕2時，電流會走向L1和F1的線路搭鐵使P1接通，馬達A1反轉，下圖為電動座椅電路圖。

2.電動車窗馬達

    和電動座椅相同，1960年代開始使用，依其附加連接的機構不同，分成搖臂式、鋼索式、螺旋索式、球頭式等，最常見的是搖臂式，其他形式的作動方式也和搖臂式相同。由於一個馬達要控制上下兩個相反方向的運動，所以，馬達要能進行兩個相反方向的旋轉，其方法是兩個電刷對向配置，在電流方向改變的時候運轉方向也同時改變，而因其位置在車門內部，馬達的體積是一考量要素，且關閉窗玻璃的時候需要很大的力量，所以馬達會連接一個減速齒輪以提高扭力，馬達則是使用硬幣形狀的有刷直流馬達。馬達構造圖如下。

   為了避免車窗滑下，會加裝防止逆轉的機構。一般來說，駕駛座上有四個車窗的主控開關，而個別的位子上則有相對應的車窗開關，有些汽車的主控開關還附有只能由駕駛控制的安全開關，以切斷其他車窗的電路電源。電路圖上，馬達的控制電路有搭鐵或是不搭鐵，其區別就在於，控制轉向的方式，若使用不搭鐵的控制電路，則需改變馬達電流轉向才能控制車窗上下，正如同前面所提。

   藍、紅色線表示駕駛座上的主控開關電流流向，綠、紫色線表示乘客位置上的開關，由電路圖可以看到，未搭鐵的馬達兩條電流方向相反，透過兩組電刷配置使馬達能正、逆運轉。

    另外一種搭鐵的控制電路則是利用馬達裡面包含兩組繞阻，兩組繞阻和電源連接的方式不同，進而控制馬達轉向。

   藍、紅色線表示主控開關所經過的電流流向，而紫、綠色線表示乘客電流流向，下圖為使用搭鐵馬達電路圖。

   電動車窗的作動較為簡單，電路的設計也比較簡易，可以設計頂、底端各一的定位開關來判斷車窗是否到達定位外，也可以利用馬達內的運轉感知器來控制到達頂端或是頂端時停止運轉，下圖為電動車窗結構圖。

   上圖所示的車窗換向器是使用齒扇來換向，另外一種換向機構是使用齒條和小齒輪帶動車窗升降。