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1、 汽车电子控制技术汽车电子控制技术汽车类专业应用型本科示范教材汽车类专业应用型本科示范教材机械工业出版社出版机械工业出版社出版 主编主编 于京诺于京诺第第6 6章章 安全气囊系统安全气囊系统 学习目标学习目标 了解安全气囊的作用和分类。了解安全气囊的作用和分类。 掌握安全气囊系统的结构与工作原理。掌握安全气囊系统的结构与工作原理。 了解智能安全气囊系统的特点与组成。了解智能安全气囊系统的特点与组成。 掌握智能安全气囊的工作原理掌握智能安全气囊的工作原理 掌握安全带预紧器的结构与工作原理。掌握安全带预紧器的结构与工作原理。 6.1 6.1 概述概述 安全气囊系统安全气囊系统(Supplement
2、al Restraint System, (Supplemental Restraint System, 缩写为缩写为SRS)SRS)，也称为辅助乘员保护系统。它是一种当汽车遇到冲撞而，也称为辅助乘员保护系统。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，可以避免车内乘员直接碰撞急剧减速时能很快膨胀的缓冲垫，可以避免车内乘员直接碰撞到车内构件造成的伤害，是一种被动安全装置，具有不受约束、到车内构件造成的伤害，是一种被动安全装置，具有不受约束、使用方便等优点。近年来随着人们对汽车安全性要求的提高，使用方便等优点。近年来随着人们对汽车安全性要求的提高，以及安全气囊制造成本的降低，以往只在高
3、档轿车作为选装件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，现已发展到作为普通轿车的标准配置。的安全气囊，现已发展到作为普通轿车的标准配置。6.1.1 6.1.1 安全气囊的作用安全气囊的作用 当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，气囊迅速膨胀，在当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、驾驶员、乘员与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊自身的阻尼作用和气囊排气节流时的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动作用和气囊排气
4、节流时的阻尼作用来吸收人体惯性力产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。能，从而减轻人体遭受伤害的程度。第第6 6章章 安全气囊系统安全气囊系统 6.1.2 6.1.2 安全气囊的分类安全气囊的分类 1.1.按碰撞类型分类按碰撞类型分类 根据碰撞类型的不同，安全气囊可分为正面碰撞防护安全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、侧面碰撞防护安全气囊、膝部碰撞防护安全气囊和顶气囊、侧面碰撞防护安全气囊、膝部碰撞防护安全气囊和顶部碰撞防护安全气囊。部碰撞防护安全气囊。 2.2.按照安全气囊安装数目分类按照安全气囊安装数目分类 按照安全气囊安装数目可分为单气囊系统按照安全气囊安装数目可
5、分为单气囊系统( (只装在驾驶员只装在驾驶员侧侧) )、双气囊系统、双气囊系统( (驾驶员侧和前排乘客侧各有一个安全气囊驾驶员侧和前排乘客侧各有一个安全气囊) )和多气囊系统。和多气囊系统。 3.3.按照安全气囊的触发机构分类按照安全气囊的触发机构分类 按照安全气囊的触发机构可分为机械式和电子式两种。机按照安全气囊的触发机构可分为机械式和电子式两种。机械触发式安全气囊系统已被淘汰，目前应用的都是电子式安械触发式安全气囊系统已被淘汰，目前应用的都是电子式安全气囊系统。全气囊系统。6.2 安全气囊系统的结构与工作原理安全气囊系统的结构与工作原理 6.2.1 安全气囊系统的组成与工作原理安全气囊系统
6、的组成与工作原理 1安全气囊系统的组成安全气囊系统的组成 安全气囊系统在车上的布置如图安全气囊系统在车上的布置如图6-16-1所示，主要由传感器、所示，主要由传感器、安全气囊安全气囊ECUECU、气囊组件和线束等组成，其中的气囊组件主要由、气囊组件和线束等组成，其中的气囊组件主要由气囊、气体发生器和点火器等组成。气囊、气体发生器和点火器等组成。 图图6-1安全气安全气囊系统在车上囊系统在车上的布置的布置 1-1-右前碰撞右前碰撞传感器；传感器；2-2-左左前碰撞传感器；前碰撞传感器；3-SRS3-SRS指示灯；指示灯；4-4-安全气囊组安全气囊组件；件；5-5-安全气安全气囊囊ECUECU2安
7、全气囊系统工作原理安全气囊系统工作原理图图6-2 安全气囊系统工作原理安全气囊系统工作原理6.2.2 传感器传感器 1.传感器的分类传感器的分类 安全气囊系统传感器按照不同分类方式，可以分为不同类安全气囊系统传感器按照不同分类方式，可以分为不同类型。型。 （1 1）按照传感器的作用分类）按照传感器的作用分类 按照传感器的作用分类可分按照传感器的作用分类可分为碰撞传感器和保险传感器两类。碰撞传感器根据安装位置的为碰撞传感器和保险传感器两类。碰撞传感器根据安装位置的 内。内。 （2 2）按照传感器的结构分类）按照传感器的结构分类 按照传感器的结构分类可分为按照传感器的结构分类可分为机电式、电子式和
8、水银开关式三类。机电式、电子式和水银开关式三类。 常见的机电式传感器有偏心式、滚轮式和滚球式，常用作常见的机电式传感器有偏心式、滚轮式和滚球式，常用作前碰撞传感器。常见的电子式传感器的有应变电阻式和压电效前碰撞传感器。常见的电子式传感器的有应变电阻式和压电效应式两种，一般用作中央碰撞传感器。水银开关式碰撞传感器应式两种，一般用作中央碰撞传感器。水银开关式碰撞传感器一般用作保险传感器。一般用作保险传感器。 2.传感器的结构与工作原理传感器的结构与工作原理（1）偏心式碰撞传感器）偏心式碰撞传感器 图图6-3 偏心式碰撞传感器偏心式碰撞传感器a) 不工作状态不工作状态 b) 工作状态工作状态 不发生
9、碰撞时，偏心转子在螺旋弹簧弹力作用下处于图不发生碰撞时，偏心转子在螺旋弹簧弹力作用下处于图6-3 6-3 a)a)所示位置，固定触点和旋转触点不接触；当发生正面碰撞，所示位置，固定触点和旋转触点不接触；当发生正面碰撞，且作用在偏心重块上的减速度超过阈值时，偏心重块在惯性力且作用在偏心重块上的减速度超过阈值时，偏心重块在惯性力的作用下带动偏心转子和旋转触点一起转动，使固定触点和旋的作用下带动偏心转子和旋转触点一起转动，使固定触点和旋转触点接触，碰撞传感器输出电信号。转触点接触，碰撞传感器输出电信号。 （2）应变电阻式碰撞传感器）应变电阻式碰撞传感器 应变电阻式碰撞传感器由应变应变电阻式碰撞传感器
10、由应变电阻片和集成电路等组成，如图电阻片和集成电路等组成，如图6-46-4所示。汽车发生碰撞时，所示。汽车发生碰撞时，传感器重块变形引起应变电阻阻值变化，通过集成电路将电传感器重块变形引起应变电阻阻值变化，通过集成电路将电阻变化转变成反映减速度大小的电信号送给阻变化转变成反映减速度大小的电信号送给ECUECU。图图6-4 应变电阻式传感器应变电阻式传感器 （3）水银开关式保险传感器）水银开关式保险传感器 水银开关式传感器如图水银开关式传感器如图6-56-5所所示，当汽车发生碰撞时，如果减速度足够大，水银将在惯性示，当汽车发生碰撞时，如果减速度足够大，水银将在惯性力的作用下向上运动，接通电路。力
11、的作用下向上运动，接通电路。 【工作过程演示【工作过程演示】图图6-5 水银开关式保险传感器水银开关式保险传感器 6.2.3 6.2.3 安全气囊组件安全气囊组件 全气囊组件主要由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和全气囊组件主要由气体发生器、点火器、气囊、饰盖和底板组成。驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处，乘客侧气底板组成。驾驶员侧气囊组件位于转向盘中心处，乘客侧气囊组件位于仪表板右侧手套箱上方。囊组件位于仪表板右侧手套箱上方。 （1 1）气体发生器）气体发生器 气体发生器又称为充气器，结构如图气体发生器又称为充气器，结构如图6-66-6所示。在点火器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气。所示。在点火
12、器引爆点火剂时，产生气体向气囊充气。图图6-6 气体发生器气体发生器 （2）点火器）点火器 点火器内有电热丝、引药和引爆炸药，当点火器内有电热丝、引药和引爆炸药，当SRS SRS ECUECU发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引发出点火指令时，电热丝电路接通，电热丝迅速红热引燃引药，继而引爆炸药，瞬间产生大量热量，药筒内温度和燃引药，继而引爆炸药，瞬间产生大量热量，药筒内温度和压力急剧升高并冲破药筒，使充气剂受热分解释放氮气充入压力急剧升高并冲破药筒，使充气剂受热分解释放氮气充入气囊。气囊。 1 1引爆炸药；引爆炸药；2 2药筒；药筒；3 3引药；引药；4 4电热丝；电热丝；5 5
13、陶瓷片；陶瓷片；6 6永久磁铁；永久磁铁；7 7引引出导线；出导线；8 8绝缘套管；绝缘套管；9 9绝缘垫片；绝缘垫片；1010电极；电极；1111电热头；电热头；1212药托药托图图6-7 点火器分解图点火器分解图 （3 3）气囊）气囊 气囊由聚酰胺织物气囊由聚酰胺织物( (如尼龙如尼龙) )制成，内层涂制成，内层涂有聚氯丁二烯，用以密闭气体。气囊在静止状态时，像降有聚氯丁二烯，用以密闭气体。气囊在静止状态时，像降落伞未打开时一样折叠成包，安放在气体发生器上部与气落伞未打开时一样折叠成包，安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间。在汽车遭受碰撞时，气囊约在碰撞后囊饰盖之间。在汽车遭受碰撞时，气囊约
14、在碰撞后10ms10ms内内开始充气。整个充气时间约为开始充气。整个充气时间约为30ms30ms。驾驶席气囊膨胀时，。驾驶席气囊膨胀时，沿转向柱偏挡风玻璃方向膨胀，防止驾驶员面部与挡风玻沿转向柱偏挡风玻璃方向膨胀，防止驾驶员面部与挡风玻璃、胸部与转向盘发生碰撞璃、胸部与转向盘发生碰撞 （4 4）饰盖）饰盖 饰盖是气囊组件的盖板，上面模制有撕缝，饰盖是气囊组件的盖板，上面模制有撕缝，以便气囊能冲破饰盖膨开。以便气囊能冲破饰盖膨开。 （5 5）底扳）底扳 气囊和充气器装在底板上，底板装在转向气囊和充气器装在底板上，底板装在转向盘或车身上，气囊膨开时，底板承受气囊的反力。盘或车身上，气囊膨开时，底板
15、承受气囊的反力。6.2.4安全气囊安全气囊ECU SRS ECU SRS ECU的内部结构如图的内部结构如图6-86-8所示，主要由逻辑模块、信所示，主要由逻辑模块、信号处理电路、备用电源电路、保护电路和稳压电路等组成。号处理电路、备用电源电路、保护电路和稳压电路等组成。图图6-8 SRS控制控制组件的内组件的内部结构部结构 1 1逻辑模块逻辑模块 逻辑模块的主要功用是监测汽车纵向减速度或惯性力是逻辑模块的主要功用是监测汽车纵向减速度或惯性力是否达到设定的值，控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。逻否达到设定的值，控制气囊组件中的点火器引爆点火剂。逻辑模块由模辑模块由模/ /数数(A/D)(A/D
16、)转换器、数转换器、数/ /模模(D/A)(D/A)转换器、串行输入转换器、串行输入/ /输出输出(I/O)(I/O)接口、只读存储器接口、只读存储器ROMROM、随机存储器、随机存储器RAMRAM、电可擦除、电可擦除可编程只读存储器可编程只读存储器EEPROMEEPROM和定时器等组成。和定时器等组成。 2 2信号处理电路信号处理电路 信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。其功用是对信号处理电路主要由放大器和滤波器组成。其功用是对传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便传感器检测的信号进行整形、放大和滤波，以便SRS ECUSRS ECU能够能够接收、识别和处理。接收、识别和处理。 3 3
17、备用电源电路备用电源电路 安全气囊系统有两个电源：一个是汽车电源安全气囊系统有两个电源：一个是汽车电源( (蓄电池和交蓄电池和交流发电机流发电机) )；另一个是备用电源；另一个是备用电源, ,备用电源又称为后备电源或备用电源又称为后备电源或紧急备用电源。紧急备用电源。 4 4保护电路和稳压电路保护电路和稳压电路 为了防止安全气囊系统元件遭受损害，为了防止安全气囊系统元件遭受损害，SRSSRS控制模块中必控制模块中必须设置保护电路。同时，为了保证汽车电源电压变化时，安须设置保护电路。同时，为了保证汽车电源电压变化时，安全气囊系统能够正常工作，还必须设置稳压电路。全气囊系统能够正常工作，还必须设置
18、稳压电路。6.2.5 安全气囊系统线束与保险机构安全气囊系统线束与保险机构 为了便于区别电器系统线束插接器，安全气囊系统的插接为了便于区别电器系统线束插接器，安全气囊系统的插接器与汽车其它电器系统的插接器有所不同。目前安全气囊系统器与汽车其它电器系统的插接器有所不同。目前安全气囊系统采用的线束插接器绝大多数都为黄色插接器。安全气囊系统的采用的线束插接器绝大多数都为黄色插接器。安全气囊系统的插接器采用导电性能和耐久性能良好的镀金端子，并设计有防插接器采用导电性能和耐久性能良好的镀金端子，并设计有防止气囊误爆机构、电路连接诊断机构、插接器双重锁定机构和止气囊误爆机构、电路连接诊断机构、插接器双重锁
19、定机构和端子双重锁定机构等保险机构，用以保证气囊系统可靠工作。端子双重锁定机构等保险机构，用以保证气囊系统可靠工作。1 1、2 2、3-ECU3-ECU插接器；插接器；4-SRS4-SRS电源插接器；电源插接器；5-5-中间线束插接器；中间线束插接器；6-6-螺旋线束；螺旋线束；7-7-右碰右碰撞传感器插接器；撞传感器插接器；8-8-气囊组件插接器；气囊组件插接器；9-9-左碰撞传感器插接器；左碰撞传感器插接器；10-10-点火器点火器 图图6-9 安全气囊系统插接器安全气囊系统插接器 1防止防止SRS气囊误爆机构气囊误爆机构 当插接器拨开时，短路片当插接器拨开时，短路片( (弹簧片弹簧片)
20、)自动将靠近自动将靠近SRSSRS气囊点火气囊点火器一侧插头或插座的两个引线端子短接，如图器一侧插头或插座的两个引线端子短接，如图6-106-10所示，防止所示，防止静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨胀。静电或误通电将电热丝电路接通而造成气囊误膨胀。 图图6-10 防止气防止气囊误爆机构结囊误爆机构结构与原理构与原理a a）插接器正常）插接器正常连接时，短路连接时，短路片与端子脱开；片与端子脱开；b)b)插接器拔开插接器拔开时，短路片将时，短路片将端子短接端子短接 2 2电路连接诊断机构电路连接诊断机构 电路连接诊断机构的作用是：监测插接器的插头与插座是电路连接诊断机构的作用是：监测插
21、接器的插头与插座是否可靠连接。在插接器插头否可靠连接。在插接器插头( (或插座或插座) )上，设置有一个诊断销。上，设置有一个诊断销。在插接器插座在插接器插座( (或插头或插头) )上，设制有两个诊断端子，端子上有弹上，设制有两个诊断端子，端子上有弹簧片，其中一个诊断端子与碰撞传感器触点的一端相连，另一簧片，其中一个诊断端子与碰撞传感器触点的一端相连，另一个诊断端子经过一个电阻与碰撞传感器触点的一端相连。个诊断端子经过一个电阻与碰撞传感器触点的一端相连。 当传感器插头与插座半连接当传感器插头与插座半连接( (未可靠连接未可靠连接) )时，诊断端子与时，诊断端子与诊断销未接触，如图诊断销未接触，
22、如图6-11a6-11a，此时电阻未与传感器触点构成并，此时电阻未与传感器触点构成并联电路，插接器引线联电路，插接器引线“十十”与与“一一”之间的电阻为无穷大。因之间的电阻为无穷大。因为为“+”+”、“一一”引线与引线与SRS ECUSRS ECU插接器插接器1 1或或3(3(参见图参见图6-9)6-9)的插的插头连接，所以，当头连接，所以，当ECUECU监测到碰撞传感器的电阻为无穷大时，监测到碰撞传感器的电阻为无穷大时，即诊断为插接器连接不可靠，自诊断电路便控制即诊断为插接器连接不可靠，自诊断电路便控制SRSSRS指示灯闪指示灯闪亮报警，同时将故障编成代码储存在存储器中。亮报警，同时将故障编
23、成代码储存在存储器中。 当传感器插头与插座可靠连接时，诊断端子与诊断销可靠当传感器插头与插座可靠连接时，诊断端子与诊断销可靠接触，如图接触，如图6-11b6-11b所示，此时电阻与碰撞传感器触点并联。因所示，此时电阻与碰撞传感器触点并联。因为传感器触点为常开触点，所以，当为传感器触点为常开触点，所以，当SRS ECUSRS ECU检测到的阻值为检测到的阻值为该并联电阻的阻值该并联电阻的阻值( (丰田车系为丰田车系为755755885)885)时，即诊断为插接时，即诊断为插接器连接可靠。器连接可靠。图图6-11电路连接诊断机构结构与原理电路连接诊断机构结构与原理a）半连接）半连接 b）可靠连接）
24、可靠连接a）b） 3安全气囊系统线束安全气囊系统线束 为了保证转向盘具有足够地转动角度而又不致损伤驾驶为了保证转向盘具有足够地转动角度而又不致损伤驾驶席席SRSSRS组件的连接线束，在转向盘与转向柱管之间采用了螺组件的连接线束，在转向盘与转向柱管之间采用了螺旋电缆。旋电缆。图图6-12 螺旋电缆螺旋电缆1 1、3 3线束插接器；线束插接器；2 2螺旋弹簧；螺旋弹簧；4 4弹簧壳体；弹簧壳体；5 5搭铁插接器搭铁插接器6.3 6.3 智能型安全气囊智能型安全气囊 6.3.1概述概述 智能安全气囊是在普通安全气囊的基础上增加传感器，以智能安全气囊是在普通安全气囊的基础上增加传感器，以探测出座椅上的
25、乘员是儿童还是成年人，是否系好安全带以探测出座椅上的乘员是儿童还是成年人，是否系好安全带以及乘员所处的位置、高度，通过采集这些数据，由电子计算及乘员所处的位置、高度，通过采集这些数据，由电子计算机软件计算和处理控制安全气囊的起爆和膨胀，使其发挥最机软件计算和处理控制安全气囊的起爆和膨胀，使其发挥最佳作用，避免安全气囊出现不必要的起爆，从而极大的提高佳作用，避免安全气囊出现不必要的起爆，从而极大的提高其安全保护作用。其安全保护作用。 智能安全气囊比普通安全气囊主要多了两个核心元件，即智能安全气囊比普通安全气囊主要多了两个核心元件，即相关的传感器以及与之配套的计算机软件。相关的传感器以及与之配套的
26、计算机软件。 目前使用的传感器主要有以下几种。目前使用的传感器主要有以下几种。 （1 1）重量传感器）重量传感器 根据座椅上的重量感知是否有人以及乘根据座椅上的重量感知是否有人以及乘员是大人还是小孩。员是大人还是小孩。 （2 2）电子区域传感器）电子区域传感器 能在驾驶室中产生一个低能量的电能在驾驶室中产生一个低能量的电子区域，测量通过该区域的电流测定乘员的存在和位置。子区域，测量通过该区域的电流测定乘员的存在和位置。 （3 3）红外线传感器）红外线传感器 根据热量探测乘员的存在，以区根据热量探测乘员的存在，以区别其他无生命的物品。别其他无生命的物品。 （4 4）光学传感器）光学传感器 如同一
27、台照相机注视着座椅，并与如同一台照相机注视着座椅，并与存储的空座椅的图像进行比较，以判别人体的存在和位置。存储的空座椅的图像进行比较，以判别人体的存在和位置。 （5 5）超声波传感器）超声波传感器 通过发射超声波，然后分析遇到通过发射超声波，然后分析遇到物体后的反射波探明乘员的存在和位置。物体后的反射波探明乘员的存在和位置。 设计开发智能安全气囊的另一个重要工作就是编制计设计开发智能安全气囊的另一个重要工作就是编制计算机软件。一般来说，计算机软件要能根据乘员的身材、算机软件。一般来说，计算机软件要能根据乘员的身材、体重、是否系好安全带、人在座椅上所处的位置、车辆碰体重、是否系好安全带、人在座椅
28、上所处的位置、车辆碰撞时的车速以及撞击程度，在一刹那间就作出反应，调整撞时的车速以及撞击程度，在一刹那间就作出反应，调整安全气囊的起爆和膨胀时机、速度和强度，使安全气囊为安全气囊的起爆和膨胀时机、速度和强度，使安全气囊为乘客提供最合理和最有效的保护，特别是减少对儿童等身乘客提供最合理和最有效的保护，特别是减少对儿童等身体矮小者的伤害。体矮小者的伤害。 6.3.2 智能安全气囊系统的特点与组成智能安全气囊系统的特点与组成 1. 1. 宝马宝马BMWBMW高级安全电子系统的特点高级安全电子系统的特点 BMWBMW公司将自己的智能安全气囊系统称为高级安全电子系统公司将自己的智能安全气囊系统称为高级安
29、全电子系统ASEASE。 高级安全电子系统高级安全电子系统ASEASE由一个主控制单元、安全和网关模块由一个主控制单元、安全和网关模块SGMSGM和多个卫星式控制单元组成。这些卫星式控制单元及其传感和多个卫星式控制单元组成。这些卫星式控制单元及其传感器散布于车辆上的各个重要位置，并与器散布于车辆上的各个重要位置，并与SGMSGM交换信息。交换信息。 高级安全电子系统高级安全电子系统ASEASE具有以下优点：快速获取并传输数据具有以下优点：快速获取并传输数据（10Mb/s10Mb/s）；准确识别碰撞；安全气囊控制系统联网；选择性）；准确识别碰撞；安全气囊控制系统联网；选择性触发；精确控制智能型安
30、全气囊；触发安全性高；抗电磁干扰触发；精确控制智能型安全气囊；触发安全性高；抗电磁干扰能力强；需要时可断开安全蓄电池接线柱，进行蓄电池线路诊能力强；需要时可断开安全蓄电池接线柱，进行蓄电池线路诊断。断。 通过分布于车辆重要位置的多个加速传感器，能够比多重通过分布于车辆重要位置的多个加速传感器，能够比多重乘员保护系统乘员保护系统MRSMRS更准确地识别出碰撞情况。由车内加速传感器更准确地识别出碰撞情况。由车内加速传感器探测到的车辆减速信息都被传送至安全和网关模块探测到的车辆减速信息都被传送至安全和网关模块SGMSGM。SGMSGM与与所有卫星式控制单元交换减速数据，据此描绘出准确的碰撞情所有卫星
31、式控制单元交换减速数据，据此描绘出准确的碰撞情况，然后根据碰撞情况及时、有选择地触发执行器（气囊）。况，然后根据碰撞情况及时、有选择地触发执行器（气囊）。发生碰撞时，仅仅触发那些必要的执行器（气囊），以便对车发生碰撞时，仅仅触发那些必要的执行器（气囊），以便对车内乘员提供最佳的保护，并减低维修费用。内乘员提供最佳的保护，并减低维修费用。2. 宝马宝马BMW高级安全电子系统的组成高级安全电子系统的组成（8个气囊）个气囊） 系统组成系统组成1-安全和网关模块；安全和网关模块；2-伺服转向助力系伺服转向助力系统阀（统阀（SA）；）；3- ECO 阀（仅针对阀（仅针对 AFS）；）；4-数字式发动机控
32、制单元；数字式发动机控制单元；5-车身标准模块；车身标准模块；6-灯光模块；灯光模块；7-多音频多音频系统控制器；系统控制器；8-电子信息系统控制单元；电子信息系统控制单元；9-紧急呼叫按钮；紧急呼叫按钮；10-右侧头部安全气囊右侧头部安全气囊 AITS II ；11-前乘客前部安全气囊前乘客前部安全气囊；12-前乘客侧车门模块；前乘客侧车门模块；13-前乘客侧面安全前乘客侧面安全气囊；气囊；14-后座右侧侧面安全气囊后座右侧侧面安全气囊（SA）；）；15-行李箱内监控屏蔽接头；行李箱内监控屏蔽接头；16-右侧右侧 B 柱卫星式控制单元；柱卫星式控制单元；17-车辆车辆中央卫星式控制单元；中央
33、卫星式控制单元；18-前乘客安全带前乘客安全带锁扣开关及拉紧装置；锁扣开关及拉紧装置；19-座位占用识别座位占用识别装置；装置；20-后座右侧安全带锁扣开关及拉后座右侧安全带锁扣开关及拉紧装置（紧装置（SA）；）；21-安全蓄电池接线柱；安全蓄电池接线柱；22-后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置（SA）；）；23-主动式前乘客头枕；主动式前乘客头枕；24-主主动式驾驶员头枕；动式驾驶员头枕；25-驾驶员安全带锁扣驾驶员安全带锁扣开关及拉紧装置；开关及拉紧装置；26-左侧左侧 B 柱卫星式柱卫星式控制单元；控制单元；27-发动机室内监控屏蔽接头；发动机室内监控屏蔽接
34、头；28-后座左侧侧面安全气囊后座左侧侧面安全气囊（SA）；）；29-驾驶员侧面安全气囊驾驶员侧面安全气囊；30-驾驶员侧车门驾驶员侧车门模块模块；31-左侧头部安全气囊左侧头部安全气囊 AITS II ；32-转向柱开关中心；转向柱开关中心；33-驾驶员前部安驾驶员前部安全气囊；全气囊；34-诊断接口诊断接口图图6-13 系统组成系统组成2. 宝马宝马BMW高级安全电子系统的组成高级安全电子系统的组成（4个拉紧装置）个拉紧装置） 系统组成系统组成1-安全和网关模块；安全和网关模块；2-伺服转向助力系伺服转向助力系统阀（统阀（SA）；）；3- ECO 阀（仅针对阀（仅针对 AFS）；）；4-数
35、字式发动机控制单元；数字式发动机控制单元；5-车身标准模块；车身标准模块；6-灯光模块；灯光模块；7-多音频多音频系统控制器；系统控制器；8-电子信息系统控制单元；电子信息系统控制单元；9-紧急呼叫按钮；紧急呼叫按钮；10-右侧头部安全气囊右侧头部安全气囊 AITS II ；11-前乘客前部安全气囊；前乘客前部安全气囊；12-前乘客侧车门模块；前乘客侧车门模块；13-前乘客侧面安全前乘客侧面安全气囊；气囊；14-后座右侧侧面安全气囊后座右侧侧面安全气囊（SA）；）；15-行李箱内监控屏蔽接头；行李箱内监控屏蔽接头；16-右侧右侧 B 柱卫星式控制单元；柱卫星式控制单元；17-车辆车辆中央卫星式
36、控制单元；中央卫星式控制单元；18-前乘客安全带前乘客安全带锁扣开关及拉紧装置；锁扣开关及拉紧装置；19-座位占用识别座位占用识别装置；装置；20-后座右侧安全带锁扣开关及拉后座右侧安全带锁扣开关及拉紧装置（紧装置（SA）；）；21-安全蓄电池接线柱；安全蓄电池接线柱；22-后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置（SA）；23-主动式前乘客头枕；主动式前乘客头枕；24-主主动式驾驶员头枕；动式驾驶员头枕；25-驾驶员安全带锁扣驾驶员安全带锁扣开关及拉紧装置；开关及拉紧装置；26-左侧左侧 B 柱卫星式柱卫星式控制单元；控制单元；27-发动机室内监控屏蔽接头；发动机室内
37、监控屏蔽接头；28-后座左侧侧面安全气囊（后座左侧侧面安全气囊（SA）；）；29-驾驶员侧面安全气囊；驾驶员侧面安全气囊；30-驾驶员侧车门驾驶员侧车门模块；模块；31-左侧头部安全气囊左侧头部安全气囊 AITS II ；32-转向柱开关中心；转向柱开关中心；33-驾驶员前部安驾驶员前部安全气囊；全气囊；34-诊断接口诊断接口图图6-13 系统组成系统组成2. 宝马宝马BMW高级安全电子系统的组成高级安全电子系统的组成（2个主动式头枕）个主动式头枕） 系统组成系统组成1-安全和网关模块；安全和网关模块；2-伺服转向助力系伺服转向助力系统阀（统阀（SA）；）；3- ECO 阀（仅针对阀（仅针对
38、AFS）；）；4-数字式发动机控制单元；数字式发动机控制单元；5-车身标准模块；车身标准模块；6-灯光模块；灯光模块；7-多音频多音频系统控制器；系统控制器；8-电子信息系统控制单元；电子信息系统控制单元；9-紧急呼叫按钮；紧急呼叫按钮；10-右侧头部安全气囊右侧头部安全气囊 AITS II ；11-前乘客前部安全气囊；前乘客前部安全气囊；12-前乘客侧车门模块；前乘客侧车门模块；13-前乘客侧面安全前乘客侧面安全气囊；气囊；14-后座右侧侧面安全气囊后座右侧侧面安全气囊（SA）；）；15-行李箱内监控屏蔽接头；行李箱内监控屏蔽接头；16-右侧右侧 B 柱卫星式控制单元；柱卫星式控制单元；17
39、-车辆车辆中央卫星式控制单元；中央卫星式控制单元；18-前乘客安全带前乘客安全带锁扣开关及拉紧装置；锁扣开关及拉紧装置；19-座位占用识别座位占用识别装置；装置；20-后座右侧安全带锁扣开关及拉后座右侧安全带锁扣开关及拉紧装置（紧装置（SA）；）；21-安全蓄电池接线柱；安全蓄电池接线柱；22-后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置（SA）；）；23-主动式前乘客头枕；主动式前乘客头枕；24-主主动式驾驶员头枕；动式驾驶员头枕；25-驾驶员安全带锁扣驾驶员安全带锁扣开关及拉紧装置；开关及拉紧装置；26-左侧左侧 B 柱卫星式柱卫星式控制单元；控制单元；27-发动机室内
40、监控屏蔽接头；发动机室内监控屏蔽接头；28-后座左侧侧面安全气囊（后座左侧侧面安全气囊（SA）；）；29-驾驶员侧面安全气囊；驾驶员侧面安全气囊；30-驾驶员侧车门驾驶员侧车门模块；模块；31-左侧头部安全气囊左侧头部安全气囊 AITS II ；32-转向柱开关中心；转向柱开关中心；33-驾驶员前部安驾驶员前部安全气囊；全气囊；34-诊断接口诊断接口图图6-13 系统组成系统组成8.3.3智能安全气囊的工作原理智能安全气囊的工作原理1.触发规则触发规则1）碰撞严重程度）碰撞严重程度 通过大量的在极端条件下的碰撞和行驶试验，确定所有通过大量的在极端条件下的碰撞和行驶试验，确定所有可能的事故类型的
41、可能的事故类型的BMWBMW触发阈值。触发阈值。2）触发阈值）触发阈值 触发阈值的确定主要取决于碰撞严重程度以及对其他因触发阈值的确定主要取决于碰撞严重程度以及对其他因素的考虑，如撞击方向、碰撞时接触面积和车内乘员是否系素的考虑，如撞击方向、碰撞时接触面积和车内乘员是否系好安全带。由此得出控制各个乘员保护系统的不同阈值。由好安全带。由此得出控制各个乘员保护系统的不同阈值。由于触发阈值的不同，于触发阈值的不同，前部安全气囊第前部安全气囊第2 2级的引爆根据碰撞的严级的引爆根据碰撞的严重程度而变化。重程度而变化。 触发阈值取决于碰撞严重程度，碰撞严重程度分为四组，触发阈值取决于碰撞严重程度，碰撞严
42、重程度分为四组， 即即CS0CS0，不必触发乘员保护系统；，不必触发乘员保护系统； CS1CS1，轻度碰撞；，轻度碰撞；CS2CS2， 中度碰撞；中度碰撞； CS3CS3，重度碰撞。，重度碰撞。 如果安全带锁扣识别错误：如果安全带锁扣识别错误：系统会由此推断出乘员系统会由此推断出乘员未系安全带。此时触发阈值降低，尽管是识别错误，还是会未系安全带。此时触发阈值降低，尽管是识别错误，还是会试图激活安全带拉紧装置。试图激活安全带拉紧装置。 如果座椅占用识别出现错误：如果座椅占用识别出现错误：系统将确认座椅被占系统将确认座椅被占用（即座椅上有乘员）。此时，乘员保护系统会被激活（相用（即座椅上有乘员）。
43、此时，乘员保护系统会被激活（相应的安全气囊会引爆）。应的安全气囊会引爆）。2.碰撞时的触发碰撞时的触发1）正面碰撞）正面碰撞 发生正面碰撞时，可将碰撞严重程度分为轻度至中度碰发生正面碰撞时，可将碰撞严重程度分为轻度至中度碰撞（撞（CS1/CS2CS1/CS2）和严重碰撞（）和严重碰撞（CS3CS3）三级。）三级。 碰撞严重程度碰撞严重程度CS1CS1：碰撞严重程度碰撞严重程度CS1CS1（轻度碰撞）会（轻度碰撞）会触发安全带拉紧装置。在识别到车内乘员系好安全带时，不触发安全带拉紧装置。在识别到车内乘员系好安全带时，不会触发驾驶员会触发驾驶员 / / 前乘客安全气囊。前乘客安全气囊。 碰撞严重程
44、度碰撞严重程度CS2CS2：从碰撞严重程度从碰撞严重程度CS2CS2（中度碰撞）（中度碰撞）起，驾驶员起，驾驶员 / / 前乘客安全气囊和安全带拉紧装置都会触发。前乘客安全气囊和安全带拉紧装置都会触发。 安全蓄电池接线柱开始工作，关闭电动燃油泵，如车内安全蓄电池接线柱开始工作，关闭电动燃油泵，如车内装有具备报警功能的电话，还将进行紧急呼叫。装有具备报警功能的电话，还将进行紧急呼叫。 碰撞严重程度碰撞严重程度CS3CS3：碰撞严重程度碰撞严重程度CS3CS3（严重碰撞）时，（严重碰撞）时，驾驶员驾驶员/ /前乘客安全气囊和安全带拉紧装置都会触发，前乘客安全气囊和安全带拉紧装置都会触发，但时但时间
45、延迟不同。间延迟不同。图图6-14 车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程 在在t0t0时刻，时刻，车辆发生碰撞，安全带的机械锁止装置阻止车辆发生碰撞，安全带的机械锁止装置阻止安全带伸长，传感器采集车辆减速数据。安全带伸长，传感器采集车辆减速数据。 在在t1t1时刻，时刻，控制单元触发执行器，驾驶员控制单元触发执行器，驾驶员 / /前乘客安全前乘客安全带拉紧装置以及安全气囊第一级被引爆。带拉紧装置以及安全气囊第一级被引爆。 碰撞严重程度达到碰撞严重程度达到2 2级时，同时触发安全蓄电池接线柱，级时，同时触发安全蓄电池接线柱，以避免发动机舱中蓄电池导线短路。以避
46、免发动机舱中蓄电池导线短路。图图6-14 车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程 在在t2t2时刻，时刻，拉紧安全带的过程结束，安全带开始提供保护。拉紧安全带的过程结束，安全带开始提供保护。此时，两个安全气囊还在充气。此时，两个安全气囊还在充气。 在在t4t4时刻，时刻，已经开始提供保护。根据碰撞严重程度，从已经开始提供保护。根据碰撞严重程度，从t2t2时刻起可能两个安全气囊就已经开始第时刻起可能两个安全气囊就已经开始第2 2级引爆。由于各级别级引爆。由于各级别引爆时间错开，所以安全气囊对于车内乘员来说攻击性更小。引爆时间错开，所以安全气囊对于车内乘员来说攻击
47、性更小。图图6-14 车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程 从从t8t8时刻起，时刻起，车内乘员开始后移，车内乘员不再有前冲车内乘员开始后移，车内乘员不再有前冲运动而是跌回到座椅中。运动而是跌回到座椅中。图图6-14 车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程2）侧面碰撞）侧面碰撞 侧面碰撞时，碰撞严重程度区分为轻度和中度碰撞。侧面碰撞时，碰撞严重程度区分为轻度和中度碰撞。 从碰撞严重程度从碰撞严重程度CS1CS1（轻度碰撞）起，受撞击侧的头部（轻度碰撞）起，受撞击侧的头部保护系统保护系统AITS IIAITS II和侧面安全气
48、囊即会被触发。和侧面安全气囊即会被触发。 从碰撞严重程度从碰撞严重程度CS2CS2（中度碰撞）起，气囊触发的同时，（中度碰撞）起，气囊触发的同时，还会激活安全蓄电池接线柱，关闭电动燃油泵。如车内装有还会激活安全蓄电池接线柱，关闭电动燃油泵。如车内装有具备报警功能的电话，还将进行紧急呼救。具备报警功能的电话，还将进行紧急呼救。3）尾部碰撞）尾部碰撞 从碰撞严重程度从碰撞严重程度CS1CS1（轻度碰撞）起，触发主动式头枕（轻度碰撞）起，触发主动式头枕和安全带拉紧装置。和安全带拉紧装置。 如碰撞严重程度为如碰撞严重程度为CS2CS2（中度碰撞），还将激活安全蓄（中度碰撞），还将激活安全蓄电池接线柱，
49、关闭电动燃油泵。如果车内装有具备报警功能电池接线柱，关闭电动燃油泵。如果车内装有具备报警功能的电话，还将进行紧急呼救。的电话，还将进行紧急呼救。 3. 紧急呼叫（欧规车）紧急呼叫（欧规车） 如果装有车载电话，如果装有车载电话，BMWBMW高级安全电子系统可向客户提供高级安全电子系统可向客户提供两种紧急呼叫功能，即两种紧急呼叫功能，即手动和自动紧急呼叫手动和自动紧急呼叫功能。如果车内功能。如果车内还装有还装有导航导航系统，发出紧急呼叫的同时还可发出车辆所在系统，发出紧急呼叫的同时还可发出车辆所在位位置置的数据。的数据。图图6-15 紧急呼叫按钮紧急呼叫按钮1-1-左侧免提话筒；左侧免提话筒；2-
50、2-活动天窗按钮；活动天窗按钮；3-3-紧急呼叫按钮；紧急呼叫按钮；4-4-右侧免提话筒右侧免提话筒1）手动紧急呼叫（不带）手动紧急呼叫（不带导航）导航） 紧急呼叫按钮位于车紧急呼叫按钮位于车顶托架内前部车内照明灯顶托架内前部车内照明灯上。紧急呼叫按钮由一个上。紧急呼叫按钮由一个盖板保护，打开盖板并按盖板保护，打开盖板并按动紧急呼叫按钮即可触发动紧急呼叫按钮即可触发手动紧急呼叫功能，拨出手动紧急呼叫功能，拨出所在国家的紧急呼叫号码。所在国家的紧急呼叫号码。 2）手动紧急呼叫（带导航）手动紧急呼叫（带导航） 通过操作紧急呼叫按钮，拨打已存储的网络服务商紧通过操作紧急呼叫按钮，拨打已存储的网络服务