安全气囊主动保护系统设计

5、安全气囊ECU
安全气囊ECU是SRS的控制中心。 它是由专用中央处理单元ECU、 备用电源电路、稳压电路、信号 处理电路、保护电路、点火电路 和检测电路等组成。
六、SRS工作原理
当汽车速度在30km／h( 速度阀值）以上受到正面碰撞 或侧面碰撞时，安装在汽车前部或侧面的碰撞传感器利 用碰撞时产生的惯性力，检测到碰撞作用的时间、汽车 减速度即碰撞强度,并传送给安全气囊ECU， ECU将碰 撞传感器送来的碰撞信号与ECU内储存的碰撞触发数据 进行比较，如果判定碰撞强度达到或超过其规定值，则 指令接通安全气囊点火器的工作电路，使引爆管迅速爆 炸燃烧，并引燃气体发生器内的气体发生剂（叠氮化 钠)。气体发生剂的燃烧十分剧烈，在瞬间产生释放出 大量气体，经过滤冷却后充入折叠的安全气囊，使气囊 在极短的时间内突破衬垫迅速膨胀展开成扁球状。在驾 驶员或乘员头部、胸部或身体因碰撞时的反冲力向前或 向侧面冲去时，鼓起的气囊在驾驶员或乘员的前部或侧 面车身硬件间成弹性缓冲气垫，利用气体本身的阻尼作 用或气囊背面排气孔排气节流的阻尼作用，吸收并分散 驾驶员和乘员的冲击能量。气囊鼓起后很快就从气囊背 面的小孔排出部分气体而变瘪，柔软的气囊表面就能有 效地保护人体头部、胸部和身体其他部分免受冲击伤害 或减轻伤害程度。

五 安全气囊系统的组
组成： 有传感器、气囊组件、警告灯及安全气囊ECU等组 成。
1、传感器
分为碰撞传感器、中央传感器与安全传感器三类 碰撞传感器：检测汽车碰撞强度的信号，并将信号输入给 安全气囊ECU，ECU根据碰撞传感器的信号判断是否引爆 充气元件给气囊充气。 安装于汽车前部的碰撞传感器叫前碰撞传感器；安装于安 全气囊ECU内部的碰撞传感器叫中央传感器。 安全传感器：安全传感器也叫做保险传感器，防止安全气 囊系统在非碰撞的情况下发生误引爆。安全传感器安装 在安全气囊ECU内部，通常有两个安全传感器。中央气囊 传感器采用压电式加速度传感器
当碰撞发生后，电雷管引爆火药，产生大量高温气体，冲撞或粉碎气体 发生剂（叠氮化钠），同时使高温气体降温并继续产生气体。经过多次 过滤，除去烟雾及灰尘，从气体喷口喷入气囊，使气囊在车辆碰撞的瞬 间充满气体。
3 安全气囊警告灯 安全气囊警告灯位于组合仪表上。当中央安全气囊传 感器总成自诊断机构检测出某一故障时，警告灯就会 向驾驶员发出故障警告。在正常情况下，当点火开关 转到ACC或ON位置时，警告灯会亮大约6秒钟，然后 熄灭。若6s后SRS指示灯依然闪烁或一直不熄灭，表示 安全气囊系统有传感器，在前左、 右挡泥板各装一个，有的在前保险杠中间装有一个， 有的车内还装有一个。
滚球式传感器结构及原理
视图 A
碰撞传感器使用钢球开
从 SDM 来的电压信号
永 久 磁 铁和极片
非磁性腔
关和一对触点。在车辆 正常行驶时一个具有特 定磁力的永久磁铁保持
接地电路到 SDM
3）连接器双重锁定机构
线束的重要连接部位。用于锁定连接器的插头与插座，防止连接器开。 当主锁未锁定时，插头上的两个凸台阻止副锁锁定；当主锁完全锁定 时，副锁锁柄方能转动并锁定；当主锁与副锁双重锁定时，防止连 接器插头与插座分开。
八、安全气囊在使用中存在的问题
(1)气囊可能在很低的车速时打开。汽车在很低车速行驶而发生碰撞事 故时,乘员和驾驶员系上安全带即可,完全不需要安全气囊展开起保 护作用。如果这时展开气囊反而会造成不必要的浪费,甚至还可能因 安全气囊的展开加重碰撞伤害。 (2)气囊的启动会对乘员造成伤害。安全气囊系统启动时将冲开气囊盖 板,并且在瞬间展开充气,很可能对乘员造成冲击;产生的灼热气体也 会灼伤乘员和驾驶员。 (3)当乘客偏离座位或座位上无人或儿童乘坐时,气囊系统的启动不仅起 不到应有的保护作用,还可能会对乘员造成一定的伤害。
十、安全气襄的改进和引用
1 磁电式传感器的采用 磁电式传感器能够方便地安装在各个需要的感应部位,使其能够正确、适时地感应碰 撞。只要稍微调整一下某些参数值,使得其能够识别峰值为0588 m/s:和时间脉冲为020 ms的碰撞加速度信号即可。只要碰撞加速度峰值和时间脉冲宽度同时满足条件, 就会向气囊发出触发信号,展开气囊,对人体进行保护。 2 智能化控制系统的采用 安全气囊系统开发人员正在根据神经网络原理开发智能型气囊系统。它主要是利用神 经末梢(即各种传感器)将各自探索到的周围环境的各种信息传输给中枢神经(即电脑 或微机),并能将碰撞事故的碰撞类型,碰撞事故严重程度以及碰撞时的车速等信息一 起传递给电脑,由脑对这些信息进行加工处理分析,做出相应反应,并执行与这些信息 相对应的、正确的气囊保护程序,即所谓的智能式控制系统。
安全气囊系统控制原理图
SRS工作原理
为了保证SRS系统工作可 靠，防止误引爆，系统 随时要检测碰撞传感器、 中央气囊传感器和安全 传感器。三者之中，安 全传感器闭合所设置的 减速度值最小,其相互间 的联接关系如图
•点火器引爆气囊的条件是前碰撞传感器与安全气囊ECU内 的安全传感器必须同时接通。
七、安全气囊系统保险机构与线束
九、对现有安全气囊的改进思考
针对实际使用中存在的问题,我们更希望在安全气囊展开 之前,安全气囊系统能够精确感应汽车发生的碰撞,并按 照程序来判断碰撞事故的严重程度,如果碰撞级别比较低 的话,只需将安全带的预紧机构拉紧即可;如果碰撞级别 较高,需启动安全气囊,则将点燃气囊的指令传递给气囊 系统。这就要求安全气囊系统能够准确地感应所发生的 碰撞事故;并且能模仿人脑,根据实际的碰撞程度来判别 安全气囊是否需要展开,有一定灵活性;且能够针对不同 体形的乘员适当的调整安全气囊。
按碰撞类型 正面防护安全气囊、侧面防护安全气囊和顶部 碰撞防护安全气囊。 按气囊数目 单气囊系统、双气囊系统、多气囊系统。 按控制方式分类 电子式与机械式

三、汽车对安全气囊的要求
可靠性高 安全气囊的使用年限为7-15年 安全可靠 能正确区分制动减速度和碰撞减速度的区别 灵敏度高 当汽车发生碰撞时，在二次碰撞前打开 有防误爆功能 减速度过低，轻微碰撞不能引爆 有自动诊断功能 电控安全气囊要有备用电源
安全气襄的改进和引用
3 乘员探测系统的选择 针对气囊未能对不同的乘员做出相应的保护,我们可在乘员座位上安 装一个乘员探测系统,对车座上是否有人, 乘员的体型大小,以及就座 时偏离正中情况进行探测。相当于专门安装一个传感器,探测乘员乘 坐信息,并传递给中央电脑控制中心。
4 气体发生器的多元化发展 对于气体发生器,不仅要求其工作可靠性能稳定,耐久性好,符合环保 要求,而且要求尽量减轻其质量和降低成本。尤其针对安全气囊气体 伤人的情况,更是要求对气体发生器加以改进。
安全气囊主动保护系统的设计
测试计量技术及仪器
王龙
一、安全气囊的作用

安全气囊系统（SRS）也被称为辅助乘员保 护系统。当汽车遭受冲撞导致车速急剧变化 时，安全气囊迅速膨胀，承受并缓冲驾驶员 或乘员头部与身体上部和膝盖部位的惯性力， 减轻人体遭受伤害的程度。从而达到保护乘 客的目的。
二、安全气囊系统分类
圆（球）
非磁性套
钢球离开触点使开关断
视图 C
视图 B
开。当车辆发生足够力 量的前部碰撞时，钢球
车辆前方
车辆前方
从磁铁上释放结合触点，
读取数据中 （触电断开）
展开过程中 （触点闭合）
闭合开关。
偏心锤式传感器
水银开关式碰撞传感器 滚轴机电开关式碰撞传感器
2 气囊组件 由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板等组成。
THE END
谢谢大家！
2011测试计量技术及仪器 王龙
与点火器之 1） 防气囊误爆机构 间的插接器， 均采用了防 止气囊误爆 的短路 片。防止静 电或误通电 将电热丝接 通而造成气 囊误膨开
2）电路连接诊断机构 用来监测连接器是否连接可 靠，常用于前碰撞传感器。 有一个诊断销，和两个诊断 端子，连接器正常连接时， 诊断销与前碰撞传感器中的 常开触点并联。