汽车电子控制技术第8章电子控制安全气囊系统ppt课件.ppt

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1、汽车电子控制技术第8章电子控制安全气囊系统8.1概述安全气囊(SupplementalRestraintSystem，SRS)，也称辅助乘员保护系统。它是一种当汽车遇到冲撞而急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，可以保护车内乘员不致撞到车厢内部，是一种被动安全装置，具有不受约束、使用方便和美观等优点。近年来随着世界汽车市场的竞争愈演愈烈，以及安全气囊制造成本的降低，以往只在高档轿车作为选装件的安全气囊，现已逐步发展到作为标准件安装到一些小型、紧凑型轿车上。8.1.1安全气囊的分类1.按碰撞类型分根据碰撞类型的不同，安全气囊可分为正面碰撞防护安全气囊系统、侧面碰撞防护安全气囊系统和顶部碰撞防护安全气

2、囊系统。正面碰撞防护安全气囊系统在欧美轿车的驾驶员和副驾驶员处有较高的安装率。实际交通事故统计表明，安全气囊与三点式安全带配合使用，对正面碰撞事故中的乘员具有更好的保护效果。侧面碰撞防护安全气囊系统和顶部碰撞防护安全气囊系统也将逐渐普及。2.按照安全气囊安装数目分按照安全气囊安装数目可分为单气囊系统(只装在驾驶员侧)和双气囊系统(驾驶员侧和副驾驶员侧各有一个安全气囊)两种。3.按照安全气囊的触发机构分按照安全气囊的触发机构可分为电子式和机电式两种。电子式安全气囊只用一个减速仪，一般都安装在朝着车厢的前方。机电式安全气囊要求在车前方有多个传感器。为最大限度地减少偶然触发充气的可能性，可同时共

3、用两种机构，只有当两种机构的传感器都探知到1个冲击时，气囊才触发而充气膨胀。8.1.2安全气囊系统的基本组成安全气囊系统主要由传感器、气囊组件、气体发生器、电控装置(ECU)等组成,如图8.1所示。8.1.3安全气囊系统工作原理当汽车遭受前方一定角度范围内的碰撞时，安装在汽车前部和SRSECU内部的碰撞传感器都会检测到汽车突然减速的信号，并将信号输入SRSECU，以便判断是否发生碰撞。当汽车遭受碰撞且减速度达到设定值时，SRSECU发出控制指令将气囊组件中的点火器(电雷管)电路接通，电雷管引爆使点火剂(引药)受热爆炸(即电热处通电发热引爆炸药)。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，使充气剂(叠

4、氮化钠固体药片)受热分解并释放出大量氦气充入气囊，气囊便冲开气囊组件上的装饰盖板鼓向驾驶员和乘员；使驾驶员和乘员面部和胸部压靠在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞。通过气囊产生变形和排气节流来吸收人体碰撞产生的动能，从而达到保护人体之目的。8.1.4安全气囊系统的动作过程图8.2所示为奥迪轿车车速为50km/h时与前面障碍物相撞时气囊的引爆过程。图8.2(a)所示，撞车10ms后，达到引爆系统引爆极限，点火器点燃气体发生器产生氮气，驾驶员仍然直坐着。图8.2(b)所示，40ms后，气囊已完全充胀，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上

5、并被拉长，部分冲击能量已被吸收图8.2(c)所示，80ms后，驾驶员的头及身体上部沉向气囊，气囊后面的排气孔将氮气在一定压力下匀速逸出。图8.2(d)所示，110ms后，驾驶员向后移动回到座椅上，大部分气体从气囊中逸出，前方恢复清晰视野。由此可见，在安全气囊系统动作过程中，气囊动作时间极短。从开始充气到完全充满的时间约为30ms；从汽车受碰撞开始，到安全气囊收缩为止，所用时间极为短暂，仅为120ms左右，而人的眼皮眨一下所用时间约为300ms左右。实验和实践证明，汽车装用安全气囊后，汽车发生正面碰撞事故对驾驶员和乘员的伤害程度大大减小。有些汽车不仅装有前端安全气囊，还装有侧向安全气囊，在汽

6、车发生侧向碰撞时，也能使侧向安全气囊充气，以减小侧向碰撞时的伤害。8.1.5安全气囊系统的有效范围汽车安全气囊系统并非在所有碰撞情况下都能起作用。正面安全气囊系统在汽车从正前方或斜前方30°角(如图8.3所示)范围内发生碰撞且其纵向减速度达到某一值(通常称为减速度阈值)时，才能引爆点火剂使充气剂受热分解给正面安全气囊充气。在下列条件之一的情况下，安全气囊系统不会引爆点火剂，也不会给安全气囊充气：(1)汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30°角时；(2)汽车遭受横向碰撞时；(3)汽车遭受后方碰撞时；(4)汽车发生绕纵向轴线侧翻时；(5)纵向减速度未达到设定阈值时：(6)汽车正常行驶、正常制动或在路面

7、不平的道路上行驶时。减速度阈值由设计人员根据安全气囊系统的性能设定，不同车型安全气囊系统的减速度阈值可能有所不同。在美国，因为安全气囊系统是按驾驶员不配戴座椅安全带来设计的，气囊体积大、充气时间长；所以，安全气囊系统应在较低的减速度阈值时引爆点火剂，即汽车在较低的车速(12km/h到22km/h)范围内行驶而发生碰撞时，安全气囊系统就应引爆点火剂，使充气剂(叠氮化钠)受热分解给气囊充气。在日本和欧洲，由于安全气囊系统是按