现代汽车安全技术-1-2

3.1.1安全带3.1.1.1为什么要系安全带?正确系好安全带的乘员获得的主要好处是，安全带有效吸收了人体的动能，如图3-1-1所示。1.没有系安全带的乘客如图3-1-2所示，没有系安全带的乘客在车辆已经减速的情况下，还会继续向前运动。直到碰到方向盘，乘客的这种向前运动才会得到强烈抑制。安全带在50km/h速度正碰时能够吸收相当于人从四楼自由下落时产生的动能。2.系安全带的乘客安全带一旦收紧(没有张紧器约40ms，带张紧器约20ms)乘客和车辆将通过变形区的变形作用得到均匀的减速，如图3-1-3所示。下一页返回3.1.1安全带3.安全带形式安全带主要有两点式和三点式:如图3-1-4、图3-1-5所示。4.不正确的安全带使用方式如图3-1-6所示。3.1.1.2安全带张紧器和安全带力量限制器现代汽车好多都用预紧式安全带，也就是说在汽车碰撞时，自动收紧安全带，为乘员提供最佳的保护。而且还能限制最大张紧力，如图3-1-7所示。1.球一齿轮式安全带张紧器(1)功能:—小球通过烟火制造技术的推进剂引爆来驱动;上一页下一页返回3.1.1安全带—这种动能将通过齿轮传递给绞盘;—碰撞时消除身体和安全带之间的间隙。(2)检验已触发过的安全带张紧器:—晃动拆卸下的安全带张紧器会有清晰的咯啦声(小球已在接收盒内)。AudiA8前后都是这样结构，如图3-1-8所示。(3)安全带力量限制器:—如果因加速度使安全带拉紧力过大，会造成挫伤和内伤制在可允许范围内，如图3-1-9,图3-1-10所示;—避免危害乘员的过大拉紧力;—通过安全带自动装置中的转轴，安全带长度可进行最大因此必须将安全带拉力控10cm的调节。上一页下一页返回3.1.1安全带(4)安全带佩戴识别:—只要安全带展开了一定长度，安全带佩戴识别就会通过一个微型开关进行识别，如图3-1-11所示。安全带紧张器见图3-1-12。2.转子式(汪克尔)安全带张紧器第一次推进剂由电子引爆，流入的气体带动活塞。安全带拉紧，通过一个确定的转角后活塞打开第二个撞击螺栓的入口，由此第二次引爆推进剂。流入的气体继续带动驱动盘，直至下一个通道打开，第三次引爆推进剂。按照这种方式安全带张紧器大概会转两圈，如图3-1-13所示。3.金属带式安全带张紧器如图3-1-14所示。上一页下一页返回3.1.1安全带4.齿条式安全带拉紧器在供应北美市场的奥迪Q7上，用于驾驶员和副驾驶员的安全带自动回卷装置带有新开发的安全带拉紧器，即所谓的齿条式安全带拉紧器。在第二排座位的外侧座位上使用大家所熟知的球齿轮安全带拉紧器。由安全气囊控制单元以电气方式触发的爆发充气式气体充气装置驱动一个带有齿条的活塞。该活塞再次通过一个齿轮机构和一个棘轮与扭转轴(安全带轴)连接。通过齿轮机构将齿条的垂直移动转换为转动。齿条通过小齿轮驱动齿轮Ⅰ和Ⅱ。用于扭转轴的齿轮Ⅱ和棘轮外圈以固定方式彼此连接。如果外圈扭转，就会将滚子向内压，直至外圈与扭转轴之间传递作用力，如图3-1-15所示。上一页下一页返回3.1.1安全带扭转轴现在一起转动并开始拉回安全带。只要带齿条的活塞达到减震元件处或者通过安全带的反作用力超过气体充气装置的作用力，就会结束拉紧。在正常运行状态下安全带自动回卷装置通过棘轮与拉紧单元脱开。5.拉索式安全带拉紧器如图3-1-16所示。3.1.1.32010款奥迪A8安全带1.双向安全带预紧器2010款奥迪A8前排全自动安全带，如图3-1-17所示，主要具有以下的功能:—带有控制单元的双向安全带预紧器;上一页下一页返回3.1.1安全带—烟火式安全带预紧器;—自适应式安全带拉紧力限制器;双向安全带预紧器:—左前安全带预紧器的控制单元J854;—右前安全带预紧器的控制单元J855;左前安全带预紧器控制单元J854和右前安全带预紧器控制单元J855通过一条CAN扩展总线和数据总线的诊断接口J533接入车载网络。根据数据总线上的信息不同，安全带预紧器控制单元控制所连接的电机，可以有三种不同水平的拉紧力:—轻力=稍稍拉紧—中力=音体分拉紧上一页下一页返回3.1.1安全带—重力=完全拉紧在后面章节奥迪事故预防系统(presence)中有何时使用何种力量水平的说明。此外:如果安全气囊控制单元识别到轻微的正面碰撞，而此时不需触发烟火式安全带预紧器，那么将相应地发送一条数据信号，并且前排安全带预紧器的控制单元让电机将安全带完全拉紧，如图3-1-18所示。如果电机开始转动，则通过一个齿轮传动机构驱动从动盘。两个向外伸出的卡钩将从动盘和安全带芯轴连接在一起，如图3-1-19所示。安全带则向外松开，如果电机停止或向后转动一点，则卡钩可以重新向内移动，释放安全带芯轴。上一页下一页返回3.1.1安全带2.自适应式安全带拉紧力限制器前排全自动安全带配有二级式安全带拉紧力限制器，如图3-1-20所示。在发生需要将其触发的正面碰撞时，首先引爆烟火式安全带预紧器。接着，锁定机构将安全带芯轴锁定，从而阻止在乘客向前移动时安全带被放开，如图3-1-21、图3-1-22、图3-1-23、图3-1-24所示。为减轻安全带对乘客的压力，通过安全带芯轴和卷带器有针对性地放开安全带。安全带的反向作用力是如下分配的:从安全带卷筒通过安全带芯轴作用到锁定机构。安全带芯轴作为扭力杆在转动。从安全带卷筒通过扇形齿轮、支撑环和金属带作用到锁定机构。金属带与支撑环和锁定机构连接在一起，金属带被卷起。上一页下一页返回3.1.1安全带根据碰撞的严重程度和座椅纵向位置不同，安全气囊控制单元激活安全带拉紧力限制器。产生的气体压力推动活塞并转动控制环。这样，固定环就移动位置，并且扇形齿轮从支撑环上松开，卷带器脱开。这时，使安全带松开的力完全作用到扭力杆上。为了达到较好的乘员保护效果，对安全带预紧器、安全带拉紧力限制器和正面安全气囊作了精心调校。在发生侧面或车尾碰撞时，不激活安全带拉紧力限制器的点火器。上一页返回3.1.2安全气囊系统的作用及要求3.1.2.1安全气囊的作用在车辆以25~30km/h以内的速度撞向坚硬障碍物时，安全带保护乘员的头部和方向盘以及其他车内边框没有接触。安全气囊的设计理念是辅助三点式安全带的保护效果，而不是取代其作用。安全气囊释放在物理上依据的不是碰撞的速度，而是在碰撞时车辆自身的减速度。安全气囊释放可以减小乘员与车内件碰撞的可能性;将乘员的运动能量均匀分散到充气气囊上;乘员面部进入气囊从而降低了受伤的可能性;乘员头部进入气囊时可明显降低颈部受力。3.1.2.2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;下一页返回3.1.2安全气囊系统的作用及要求—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。3.1.2.3安全气囊触发因素正前方碰撞如图3-1-25所示;从前方至600倾斜的碰撞如图3-1-26所示;侧面碰撞如图3-1-27所示;从侧面至60。倾斜的碰撞如图3-1-28所示;碰撞标准路障时的速度界限:上一页下一页返回3.1.2安全气囊系统的作用及要求①大约20km/h以下只触发安全带拉紧器;②大约20km/h以上触发安全带拉紧器和安全气囊。以下情况不会触发安全气囊:—车辆滚翻;—斜方向碰撞;—追尾碰撞，如图3-1-29所示。以下情况不会非主动性触发安全气囊:—极其粗糙路面的越野行程;—驶过街道边石;—维修或用锤子敲击等。上一页下一页返回3.1.2安全气囊系统的作用及要求以下情况不产生防护效果:—多次事故发生及连环碰撞。3.1.2.4安全气囊系统的分类安全气囊系统SRS发展60年来，按其总体结构可分为机械式SRS和电子式SRS两大类。机械式SRS不需使用电源，没有电子电路和电路配线，全部零件组装在转向盘装饰盖板下面。检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置动作来完成。最早采用机械式SRS的是日本丰田汽车公司。上一页下一页返回3.1.2安全气囊系统的作用及要求电子式SRS是机械式SRS和电子技术发展的产物。电子式SRS按功用可分为正面SRS和侧面SRS两大类，如图3-1-30,图3-1-31、图3-1-32,图3-1-33所示;按气囊数量可分为单SRS,双SRS和多SRS。单SRS只装备驾驶席气囊。20世纪90年代以前生产的汽车基本上都装备单SRS。双SRS装备有驾驶席和前排乘员席两个气囊，90年代后生产的大多数轿车都装备了双SRS。装备3个或以上气囊的SRS称为多SRS。按气体发生器点火的点火情况可分为单级和两级释放的安全气囊。2012款福克斯采用自适应驾驶员安全气囊:安全气囊产品可根据碰撞的程度、座椅的位置来有选择地释放气囊的充气量，如图3-1-34所示。无论气囊数量多少，均可采用一个SRSECU控制。上一页返回3.1.3安全气囊系统的工作原理3.1.3.1安全气囊控制原理当汽车遭受正面碰撞和侧面碰撞时，安全气囊系统的工作原理完全相同。现以图3-1-35所示正面碰撞为例，说明安全气囊系统控制原理。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阂值时，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(即电热丝通电发热引爆炸药)。下一页返回3.1.3安全气囊系统的工作原理点火剂引爆时，迅速产生大量热量，使充气剂(叠氮化钠固体药片)受热分解并释放出大量氮气充入气囊，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及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入体碰撞产生的动能，从而达到保护人体之目的。3.1.3.2安全气囊动作过程根据德国博世(BOSCH)公司在奥迪(Audi轿车上的试验研究表明:当汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞时，安全气囊系统SRS的动作时序如图3-1-36所示。上一页下一页返回3.1.3安全气囊系统的工作原理①碰撞约10ms后，SRS达到引爆极限，点火器引爆点火剂并产生大量热量，使充气剂(叠氮化钠药片)受热分解，驾驶员尚未动作，如图3-1-36(a)所示;②碰撞约40ms后，气囊完全充满，体积最大，驾驶员向前移动，安全带斜系在驾驶员身上并拉紧，部分冲击能量已被吸收，如图3-1-36(b)所示;③碰撞约60ms后，驾驶员头部及身体上部压向气囊，气囊的排气孔在气体和人体压力作用下排气节流，吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能，如图3-1-36(c)所示;④碰撞约110ms后，大部分气体已从气囊逸出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上，汽车前方恢复视野，如图3-1-36(d)所示;⑤碰撞约120ms后，碰撞危害解除，车速降低直至为零。上一页下一页返回3.1.3安全气囊系统的工作原理由此可见，气囊在碰撞过程中动作时间极短。从开始充气到完全充满约为30ms;从汽车遭受碰撞开始到气囊收缩为止，所用时间仅为120ms左右，而人的眼皮眨一下所用时间约为200ms左右。因此，气囊动作状态和经历时间无法用肉眼确认。目前世界各国广泛采用模拟人体进行碰撞试验。SRS动作过程与经历时间之间的关系如表3-1-1所示。上一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理本节以奥迪轿车为例，对安全气囊系统控制部件结构原理进行介绍。2005款奥迪A6乘员保护系统由安全气囊控制单元J234、传感器(前部碰撞传感器6283,6284，侧面碰撞传感器6179/6180)、执行器(驾驶员侧安全气囊引爆器N95/N250,副驾驶员侧安全气囊引爆器N131/N132,前部侧面安全气囊引爆器N199/N200,前部安全带拉紧器N153/N154、蓄电池切断继电器N253)，驾驶员侧安全带开关E24和安全带警告指示灯K19等组成，如图3-1-37所示。3.1.4.1安全气囊控制单元安全气囊控制单元J234以及内置的电子装置的任务是接收车辆的减速信号并对其进行分析，以便可靠地识别出碰撞情况。J234固定于车身中央通道，如图3-1-38所示。下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理该控制单元可接收前面、侧面和后面的碰撞信号。安全气囊电子装置的另一个任务是根据碰撞的类型及强度来触发保护系统(安全气囊/安全带)。为了能同其他控制单元进行信息交流，安全气囊控制单元与驱动系统CAN数据总线相连。1.安全气囊控制单元J234任务:—碰撞识别(前面、侧面、后面);—在适当时机触发安全气囊和安全带以及切断蓄电池;—在适当时机触发前部气囊的第二级;—分析所有的输入信息;—永久监控全部的安全气囊系统;—在一定时间内通过电容器独立地供电(约150ms);上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理—通过故障警报灯来指示故障;—存储故障以及碰撞方面的信息;—将碰撞信息通过CAN驱动总线或单独的撞车信息输出(普通的电线)通知其他系统的部件;—触发安全带警报装置。为了接收碰撞时车辆的减速信息，除了控制单元内部有一个传感器外，还有一个外部碰撞传感器。只有当控制单元电子装置分析了所有这些传感器的信息后，它才能决定在何时触发哪些安全系统部件。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理如果更换了安全气囊的控制单元，那么必须给它编制与该车相适应的代码并与该车进行适配。这些工作只能通过故障导航及有在线功能的诊断仪来完成，维修技师须使用Audi公司的FAZIT数据库(有密码)。如果没有正确完成编制代码和适配过程，那么其他的车辆系统，如ESP可能出现功能故障。2.安全气囊指示灯K75安全气囊指示灯位于组合仪表J285内，它通过CAN总线来控制，如果没有来自安全气囊控制单元的数据信息，那么组合仪表会自动接通这个指示灯。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理3.后部碰撞识别当车辆后部发生碰撞时，安全气囊控制单元会分析内部传感器以及前部安全气囊碰撞传感器6283和6284的信息，如果这些信号超过了某一设定值，那么安全带张紧器就会被点火触发，同时蓄电池继电器被激活。4.数据交换安全气囊控制单元集成在CAN驱动数据总线内。安全气囊控制单元将下述信息发送到CAN驱动数据总线上:—接通指示灯K75;—激活安全带警报;—诊断数据;上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理—碰撞信号;—用于执行元件检测的碰撞信息;—ESP数据;—关闭副司机安全气囊(仅指美国)。安全气囊控制单元分析来自数据总线的下述信息:—副司机安全气囊关闭指示灯变亮(安全气囊关闭)。3.1.4.2安全带警报新AudiA6车有司机和副司机的安全带警报功能。接通点火开关后，安全气囊控制单元就会分析司机安全带锁开关和副司机安全带锁开关及副司机座椅占用传感器的状态。于是，安全气囊控制单元就可根据座椅占用传感器的电阻值来判断出副司机座椅上是否坐人。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理如果司机或副司机没有系紧安全带，那么组合仪表内的安全带警报灯—K19及一个声音信号会提醒乘员注意。如图3-1-39、图3-1-40所示。驾驶员侧安全带开关E24和副驾驶侧安全带开关E25。为实施“安全带警告”功能，安全气囊控制单元必须知道驾驶员是否系上安全带的信息。位于安全带锁扣内的安全带开关E24和E25是一种机械操作开关。控制单元通过测量电阻即可识别安全带是否系上，如图3-1-41、图3-1-42所示。3.1.4.3碰撞传感器乘员保护系统的碰撞传感器包含控制单元内的碰撞传感器、前部碰撞传感器和侧面碰撞传感器。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理1.控制单元内的碰撞传感器和前部碰撞传感器按照用途的不同，碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器称为碰撞强度传感器，用于检测碰撞时的加速度变化，并将碰撞信号传给安全气囊控制单元，作为安全气囊控制单元的触发信号;防护碰撞传感器称为安全碰撞传感器，它与触发碰撞传感器串联，用于防止气囊误爆。碰撞强度传感器为前部碰撞传感器6283和6284，它们安装在发动机舱内的水箱框架上，如图3-1-43所示，它根据事故严重程度的不同而传递不同的信号;防护碰撞传感器安装在安全气囊控制单元内，它用于可靠性的确认，如图3-1-44所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理控制单元内的碰撞传感器和前部碰撞传感器结构相同，采用新型的碰撞传感器，它取代了传统的机械式安全传感器。该传感器也称为微型机械加速度传感器，它既能接收车辆纵轴(X轴)的减速信号，又能接收车辆横轴(Y轴)的减速信号。微型机械加速度传感器原理与电容传感器相似。在加速度力的影响下(惯性)，固定电容片固定不动，可动电容片由于惯性会向相对方向移动，中间电极的距离发生变化，各自的是加速度变化的测算值。评价电子元件将信息转化成数字信号并向控制单元传递。2.侧面碰撞传感器首先在两侧前车门上安装侧面碰撞传感器6179和6180，如图3-1-45所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理侧面碰撞时由于变形会在车门内部短时间产生压力的增加。当压力状态改变时，压力传感器会对此作出反应，于是控制单元就可监控及分析微型机械式传感器的电阻变化，判断侧面碰撞的激烈程度。3.后座侧面安全气囊碰撞传感器侧面安全气囊碰撞传感器6256和6257安装在左、右C柱附近，这两个传感器是普通的传感器，在前代AudiA6车上就已采用，如图3-1-46所示。3.1.4.4安全气囊1.司机一侧安全气囊引爆器IN95和IIN250司机安全气囊使用的是双级气体发生器。安全气囊是呈辐射状弹开的，且二者点火触发的时间是错开的，这样在发生交通事故时，作用到司机身上的负荷减小。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理根据碰撞的严重程度和种类的不同，两次点火触发的时间间隔约为5~50ms。当方向盘和身体上部之间的距离不够大时，前部安全气囊的辐射状弹开以及分级点火触发的优点会表现得更明显，如图3-1-47所示。一般来讲，两个充气气体发生器都会被点火触发，这样可避免安全气囊弹开后还有一个充气装置仍处于有源状态。引爆器Ⅰ由安全气囊控制单元J234电子点火触发。引爆器火焰冲破容器外壳并点燃其中的引爆材料。当引爆材料燃烧时产生的压力达到一定程度时，火焰冲破容器，通过带孔的导管进入推进剂Ⅰ的燃烧室。随后推进剂Ⅰ被引爆并燃烧，产生的气体摧毁密封薄膜，经过滤后从流出口充入气囊。在规定的时间内，安全气囊控制器触发引爆器Ⅱ，该引爆器直接引爆推进剂Ⅱ。产生的气体通过升起的盖子进入推进剂Ⅰ的燃烧室，然后经过滤器充入气囊，如图3-1-48所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理司机安全气囊的气体发生器呈回旋状装在一个橡胶圈内。由于气体发生器能起到减振作用，所以还可以降低方向盘上的振动。2.副驾驶员侧安全气囊引爆器ⅠN131/引爆器ⅡN132与司机安全气囊一样，副司机安全气囊也是采用双级气体发生器，如图3-1-49所示。与司机安全气囊不同的是:副司机安全气囊的气体发生器是按混合气体技术原理来工作的。该气体发生器由两个烟火式充气器和一个高压气瓶组成。安全气囊控制单元点燃第一个充气器，产生的压力会推动活塞打开高压气瓶，冲出的气体打开并充满安全气囊，如图3-1-50,图3-1-51所示。第二个充气器点燃后产生的气体会给安全气囊再次充气，如图3-1-52所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理3.侧面安全气囊N199和N200侧面安全气囊的结构和功能与其他Audi车型使用的侧面安全气囊是相同的，只是与新AudiA6进行了匹配。销售到北美市场的车装有专用前座侧面安全气囊，这是为了满足该市场的特殊需要而配备的，如图3-1-53、图3-1-54所示。4.头部安全气囊N251和N252头部安全气囊为侧面保护装置，与所有其他Audi车一样，头部安全气囊是用来挡住整个侧面玻璃的，AudiA6'OS使用了新型的头部安全气囊，这种安全气囊的混合气发生器不再安装于C柱附近，而是装在B柱的上部区域。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理由于气体发生器处于中间位置，如图3-1-55所示，因此可以保证气囊均匀充气，另外还可省去所谓的气体喷管。这样不但总重量下降了约50%，还可为邻近的电子元件留出安装空间。5.副司机安全气囊关闭钥匙开关E224可用钥匙开关来关闭副司机安全气囊，该开关的结构如图3-1-56所示。安全气囊关闭后，安全气囊关闭指示灯—K145会亮起以提醒乘员。四个电阻总是串联的，这样可保证准确识别出开关位置状态。如果在诊断时识别出钥匙开关不正常，那么故障存储器内会记录一个故障，同时副司机安全气囊指示灯会闪亮。6.安全带和安全带张紧器N153和N154AudiA6‘05车前座椅使用的安全带张紧器，结构小巧，安全可靠。电动触发的张紧器是根据“球-齿轮”的原理来工作的。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理安全带张紧器是在前座安全气囊弹开前触发的。为了使得乘员所受的力不至于过大，自动卷带机构配备了一个安全带收紧力限制装置。当乘员所受的力达到一定值时，收紧力限制装置就会松开安全带，这样乘员就会扎入弹开的安全气囊中。对于侧面碰撞来说，如果侧面安全气囊弹开，那么相应的安全带张紧器也会触发。7.蓄电池切断继电器J655与AudiA8'03车一样，AudiA6‘05也有撞车时的蓄电池切断功能。蓄电池切断继电器的任务是:在发生撞车时，切断起动机和发电机与蓄电池(在行李箱内，如图3-1-57所示)的连接线，这样可以避免短路，从而防止车辆着火，如图3-1-58、表3-1-2所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理触发过程是由安全气囊控制单元来控制的，触发后，从观察窗中可看到一块自色区域(以前是铜线圈)。安全气囊控制单元会监控自诊断并存储出现的故障。只要安全气囊触发以及侦测到后部碰撞，蓄电池切断继电器就会被激活。蓄电池切断继电器激活后必须更换。2004年年中时，蓄电池切断继电器就被一种烟火式装置所取代。蓄电池切断继电器J655的引爆器使用的是一种烟火式部件、内部由引爆器和活塞销组成，如图3-1-59所示。出现事故，该部件由安全气囊控制单元J234控制，引爆器被点燃，产生的气体压力将活塞上的活塞销上推，并断开两个开口之间的连接，如图3-1-60所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理8.座椅坐人识别(1)座椅坐人识别—非美国市场。副司机座椅坐人传感器6128是一张塑料薄膜，如图3-1-61所示。该薄膜一直延伸到副司机座椅的后部区域，它由多个单独的压力传感器组成，这样可以保证识别出座椅表面各处的状态。副司机座椅坐人传感器对压力作出反应并根据负荷来改变阻值，如表3-1-3所示。如果副司机座椅坐人传感器识别出高于5kg的负荷，那么安全气囊控制单元就认为“座椅已坐人”。只要副司机座椅上未坐人，座椅坐人传感器就处于高阻值状态;如果有人坐，阻值就会下降。如果电阻值超过480Ω，安全气囊控制单元就认为是断路了，并会在故障存储器内记录一个故障。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理安全气囊控制单元通过分析座椅坐人传感器的信号和安全带锁开关的信号来判断乘员是否系上了安全带。(2)座椅坐人识别—美国市场。为了满足美国相关的法规要求，单独为这个国家开发了一套系统。这套系统的任务就是在某些情况下关闭副司机的前部安全气囊。如果副司机座椅上未坐人，或识别出是儿童座椅，那么安全气囊控制单元会关闭副司机前部安全气囊。副司机安全气囊关闭指示灯(PASSENGERAIRBAGOFF)和组合仪表上的信息会告知乘员:副司机前部安全气囊已关闭。这种座椅坐人识别装置将首次用到美国市场的AudiA4车上。该系统由下述部件组成，如图3-1-62所示:上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理—座椅蒙皮饰物;—座椅坐人识别垫;—座椅坐人识别压力传感器6452;—座椅坐人识别控制单元J706;—安全带使用识别开关E25;—座椅坐人识别的安全带张紧力传感器6453;—副司机安全气囊关闭指示灯K145(PassengerAirbagOff);—安全气囊控制单元J234。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理①座椅坐人识别压力传感器G452。座椅坐人识别压力传感器—6452如图3-1-63所示通过一根软管与座椅坐人识别垫相连，座椅坐人识别垫内充满硅树脂凝胶并放在座椅蒙皮饰物下。如果副司机座椅已坐人，那么压力就通过座椅蒙皮饰物作用到座椅坐人识别垫上，座椅坐人识别压力传感器6452会根据压力产生一个模拟电压信号。座椅坐人识别控制单元给压力传感器供电，供电电压为5V。压力传感器产生的信号根据座椅上负荷的大小会有波动，波动范围为0.2~4.3V之间。座椅负荷越大，电压越低。②座椅坐人识别的安全带张紧力传感器6453。传感器元件装在安全带锁和安全带锁紧固件之间，安全带锁和安全带锁紧固件用螺栓固定在座椅框架上。该传感器由两个移动部件构成，分别由弹簧保持在初始位置，如图3-1-64、图3-1-65所示。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理安全带张紧力传感器使用的就是霍尔传感器，戴上安全带后，安全带锁上就作用有一个拉力，传感器测量这两个移动部件之间的距离。拉力越大，这个距离就越大，传感器信号也就跟着改变。座椅下的座椅占用识别控制单元会分析这些信息。另外还有一个机械式挡块，在撞车时，该挡块可防止传感器元件撕裂。③安全带使用识别开关E24和E25。安全带使用识别开关直接装在安全带锁内，开关内集成有两个电阻，根据开关的位置不同，使用一个或两个电阻来进行测量，如图3-1-66、图3-1-67、图3-1-68所示，安全气囊控制单元根据测量出的阻值就可判断出乘员是否已戴安全带。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理④座椅坐人识别控制单元J706。该控制单元分析来自压力传感器和安全带张紧力传感器的信号。座椅坐人识别控制单元根据安全带张紧力传感器发来的信号，就可以判断出安全带上拉力的大小。根据压力传感器的电压信号可得知副司机座椅上的重量负荷有多大，如表3-1-4所示。如果该负荷低于20kg，且测到的安全带拉力很小或这是儿童座椅，将此信息通知安全气囊控制单元，于是副司机前部安全气囊就被关闭了。如果座椅上的负荷增大，例如达到25kg并且安全带拉力超过某一设定值，座椅坐人识别控制单元就认为:安全带也将儿童座椅压靠到座椅蒙皮饰物上了。座椅坐人识别控制单元识别出儿童座椅，安全气囊控制单元就关闭副司机前部安全气囊。上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理当座椅负荷达到约25kg以上且安全带拉力较小时，座椅坐人识别控制单元就认为是成年人坐在座椅上，副司机安全气囊仍能工作。接通点火开关时，该控制单元就在不断地处理传感器数据，以保证控制单元能识别出座椅的使用情况并对此做出反应。当车在行驶过程中，该系统不能立即作出反应，而是有一定的延迟，这是为了保证在行驶过程中，安全气囊不会因为座椅负荷的变化而立即关闭安全气囊。该控制单元内的加速度传感器会通知电子部件:车辆正在行驶中。座椅负荷安全带张紧力识别低于约20kg，座椅负荷25kg，安全带张紧力很大，识别为儿童坐椅，座椅负荷高于约25kg，安全带张紧力较小，座椅坐人识别控制单元会认为副司机座位上为成年人。(如表3-1-4所示)上一页下一页返回3.1.4安全气囊系统控制部件结构原理需要大家注意的是，汽车在后部碰撞的情况下，安全气囊控制单元对内部传感器和前部气囊碰撞传感器6283的信息进行评价。如果这些信息超过了一定数值，安全带张紧器被点燃，蓄电池切断继电器被激活，而正面安全气囊并不工作。上一页返回图3-1-1安全带有效吸收人体动能示意图返回图3-1-2没有系安全带的乘客返回图3-1-3安全带作用示意图返回图3-1-4两点式安全带返回图3-1-5三点式安全带返回图3-1-6安全带非正规位置返回图3-1-7安全带张紧力限制示意图返回图3-1-8AudiA8球一齿轮式安全带张紧器返回图3-1-9安全带扭力限制器返回图3-1-10环线缝合式安全带返回图3-1-11安全带佩戴识别开关返回图3-1-12安全带张紧器A3(AB2)返回图3-1-13转子式(汪克尔)安全带张紧器返回图3-1-14金属带式安全带张紧器返