安全氣囊與乘員保護系統(tǒng)課程PPT通用課件

1、安全氣囊與乘員保護系統(tǒng)課程本章的主要內容安全帶和安全帶收緊器前安全氣囊側安全氣囊安全氣囊系統(tǒng)的組成部件汽車翻滾保護系統(tǒng)乘員分類和兒童座椅自動識別乘員保護系統(tǒng)展望 汽車的安全性通過主動和被動安全系統(tǒng)來實現(xiàn)。主動安全系統(tǒng)通過措施和技術設備來避免事故的發(fā)生。被動安全系統(tǒng)指通過車內相關設施來減輕由于車禍對乘員和其他人員造成的不良后果。主動安全系統(tǒng)-ABS被動動安全系統(tǒng)-SRS汽車的安全性乘員保護系統(tǒng)乘員保護系統(tǒng)作為一種被動安全系統(tǒng)，其目的是使發(fā)生交通事故時作用在乘員上的加速度和力最小，并減小交通事故的后果汽車上主要的乘員保護系統(tǒng)安全帶和安全帶收緊器安全氣囊系統(tǒng)（一）安全帶和安全帶收緊器1、任務（1）安

2、全帶：當汽車撞在障礙物上時，安全帶將車內乘員拉回到座椅上。（2）安全帶收緊器：改善三點式自動安全帶的拉回性能并提高防傷害能力安全帶安全帶收緊器2、肩式安全帶的工作原理在激活安全帶收緊器時電子點燃煙火推進劑。煙火爆炸產生的高壓氣體作用在活塞上，并通過拉線帶動安全帶收緊器卷軸轉動，使安全帶緊貼在乘員身上。氣缸活塞拉線點火器2、肩式安全帶的工作原理氣缸活塞拉線點火器3.安全帶收緊器的作用安全保護系統(tǒng)是盡可能地減小在汽車減速時乘員從座椅上向前移動的距離。（1）在汽車碰撞時肩式安全帶收緊器在收起和拉緊狀態(tài)可消除安全帶的松弛和“卷帶”效應。（2）在汽車碰撞后很短時間內激活安全帶收緊器，將乘員盡早拉回來，可

3、盡可能減小乘員從座椅上向前移動的距離。4.其他形式的安全帶拉緊器（1）鎖式安全帶收緊器。（2）肩式安全帶收緊器和沖擊式安全帶收緊器相結合。（3）機械式安全帶收緊器。（4）安全帶拉力限制器（4）安全帶拉力限制器作用：避免安全帶收緊器工作時因拉力過大導致年長乘員腿、腳損傷和肋骨骨折。力量限定 4,0 kN 加速度 g有力量限制器沒有力量限制器 安全帶拉力限制器舉例扭桿（安全帶卷軸）安全帶拉緊器拉緊扭桿彈簧變形安全帶拉力限制器舉例扭桿（安全帶卷軸）轉軸安全帶絞盤安全帶拉力限制器舉例安全帶上的接縫（二）前安全氣囊系統(tǒng)單獨的安全帶收緊器在汽車嚴重碰撞時無法阻止駕駛員頭部撞到轉向盤上單獨的安全帶收緊器保護

4、作用有限。安全氣囊的作用 當汽車遭受沖撞導致車速急劇變化時，安全氣囊迅速膨脹，承受并緩沖駕駛員或乘員頭部與身體上部和膝蓋部位的慣性力，減輕人體遭受傷害的程度。汽車碰撞的種類側面碰撞車頂穩(wěn)固性車車碰撞偏移碰撞 撞柱碰撞車車碰撞前部碰撞尾部碰撞研究表明：1、在汽車碰撞事故中，正面碰撞致死率是最高的；2、側面碰撞的致死率僅次于正面碰撞，而致傷率位居第一位不同碰撞事故中的致傷率 汽車上主要裝備的氣囊種類前安全氣囊側安全氣囊前安全氣囊側安全氣囊1、前安全氣囊的任務：當汽車以高達60km/h的速度碰撞到固定障礙物時，前安全氣囊可防止駕駛員和副駕駛員（乘員）頭部和胸部受傷2、安全氣囊系統(tǒng)的工作原理圖發(fā)生碰撞

5、電控單元不啟動安全氣囊沒有達到觸發(fā)條件達到觸發(fā)條件幾乎同時產生電流氣體發(fā)生器產生氣體化學反應啟動安全氣囊擠壓排氣排氣孔加速度傳感器電子判斷裝置前安全氣囊的動作過程安全氣囊動作過程（1）碰撞后 SRS經歷的 的動作 時間 狀態(tài) 0 ms 遭受碰撞10ms 點火引爆 開始充氣安全氣囊動作過程（2）碰撞后 SRS經歷的 的動作 時間 狀態(tài) 40 ms 氣囊充滿 人體前移安全氣囊動作過程（3）碰撞后 SRS經歷的 的動作 時間 狀態(tài) 60 ms 排氣節(jié)流 吸收動能安全氣囊動作過程（4）碰撞后 SRS經歷的 的動作 時間 狀態(tài) 110 ms 人體復位 恢復視野 120 ms 危害解除 車速為零安全氣囊系

6、統(tǒng)的主要功能碰撞識別氣囊打開的時間控制氣囊充氣控制輔助功能：備用電源供給系統(tǒng)安全監(jiān)控自診斷功能（3）前安全氣囊系統(tǒng)的主要組成控制單元傳感器 減活開關 座椅使用識別 安全帶佩戴識別其他控制單元駕駛員前氣囊點火器 副駕駛前氣囊點火器副駕駛側氣囊關閉報警燈系統(tǒng)監(jiān)控報警燈 診斷接口安全帶張緊器 3、碰撞識別（1）作用：對碰撞的強度和形式進行識別（2）實現(xiàn)元件：傳感器利用電子加速度傳感器，測量汽車在碰撞時的減速度，由此可算出汽車速度的變化，以此識別汽車碰撞強度與形式。（3）為了避免由于不當?shù)陌踩珰饽议_啟引起的乘員傷害或死亡，作為對碰撞識別傳感器的補充，增加了一下措施：減活開關充氣控制（控制充氣的時間與充

7、氣量）4、智能安全氣囊系統(tǒng)1、“前向”傳感器，2、帶集成翻滾感應的中央安全氣囊ECU，3、帶兒童約束裝置自動識別功能的乘員分類座墊，4、重量傳感器，5、不在位傳感器，6、側面氣囊傳感器 (加速)，7、側面氣囊傳感器 (壓力)，8、行人碰撞傳感器，9、總線結構（三）側安全氣囊 任務：側安全氣囊在汽車發(fā)生側向碰撞時防止通過提供柔軟的支撐防止乘員受傷側安全氣囊（四）部件1、傳感器（1）加速度傳感器（2）壓力傳感器傳感器名稱安裝位置作用實物圖中央加速度傳感器ECU內部檢測縱向與橫向加速度可信度傳感器ECU內部檢測縱向加速度低重力傳感器ECU內部檢測縱向與垂直加速度轉動率傳感器ECU內部檢測繞縱軸的轉動

8、率外設的加速度傳感器（PAS）車身檢測縱向或者橫向加速度雙向加速度傳感器檢測縱向與橫向加速度外設壓力傳感器（PPS）車門總成內檢測由于車門變形引起的絕熱壓力變化內設的碰撞傳感器（Internal Crash Sensors） 中央加速度傳感器 Central acceleration sensorThe central acceleration sensor is integrated in the airbag control unit and provides signals along the vehicles longitudinal and lateral axis in one d

9、evice. These signals are required to generate the airbag triggering decision and provide a plausibility signal. The sensor is manufactured using surface micro-mechanical technology. 可信度傳感器 Plausibility sensorThe plausibility sensor is a one-axis acceleration sensor and is integrated in the airbag co

10、ntrol unit. The sensor is used to generate a separate crash plausibility signal. By means of its signals the airbag control unit can verify the triggering decision. The sensor can be used in configurations without any upfront sensors. 低重力傳感器 Low-g sensorThe sensor is designed for the rollover sensin

11、g application. It measures accelerations both in the vehicles longitudinal and vertical axis. Together with the angular rate signal the rollover sensing algorithm is able to detect a vehicle rollover event. Additional sensor signals about the vehicle dynamics help to improve this application even fu

12、rther. 轉動率傳感器 Roll rate sensorThe roll rate sensor is integrated in the airbag control unit and measures the vehicles yaw rate along its longitudinal axis. Together with acceleration signals the rollover sensing algorithm is able to detect a vehicle rollover event. Additional sensor signals about th

13、e vehicle dynamics help to improve this application even further.外圍傳感器（Peripheral Sensors）In order to provide early signals about a crash event, peripheral sensors are located in the vehicles side and front area. Optionally, it is possible to locate a sensor in the car rear end. All sensor data is p

14、rocessed by the central airbag control unit. The triggering decision of the airbag control unit is based on information from the internal and the peripheral sensors. Acceleration sensors (PAS/UFS/PCS) Two-channel acceleration sensor Pressure sensor (PPS) Peripheral Sensor Interface (PSI5) 外設的加速度傳感器與

15、前端碰撞傳感器Peripheral Acceleration Sensor (PAS) and Upfront Sensor (UFS)In addition to the central acceleration sensors integrated in the airbag control unit, Bosch also makes use of Peripheral Acceleration Sensors (PAS) and Upfront Sensors (UFS) for side, front or rear installation. The sensors are sec

16、ured with only one fastener. This makes them more compact and eases assembly for the vehicle manufacturer. 雙向傳感器Two-channel acceleration sensor (PAS enhanced)Alongside the Peripheral Acceleration Sensor (PAS) and the Upfront Sensor (UFS), the two-channel acceleration sensor (PAS enhanced) offers an

17、additional variant. This sensor is able to measure accelerations in two directions. The optional installation of this sensor can achieve improved performance of the system as additional acceleration data on the vehicles longitudinal axis is made available.Pedestrian Contact Sensor (PCS)行人碰撞傳感器In ord

18、er to protect pedestrians from the effects of frontal impact, Bosch has developed special acceleration sensors (Pedestrian Contact Sensor) for the installation in the front bumper. These sensors immediately detect a pedestrian impact and signal the ECU that the engine hood needs to be slightly lifte

19、d, in order to gain additional, valuable deformation space between hood and engine block thus minimizing the risk of injury. The Pedestrian Contact Sensors can also contribute towards improved front crash sensing.外設的壓力傳感器 Peripheral Pressure Sensor (PPS) Depending on the vehicle application a combin

20、ation of two or four PPS combined with peripheral acceleration sensors is connected to the airbag control unit. A robust triggering decision is achieved by using two physical measuring principles. The Peripheral Pressure Sensors identify side crashes and are mounted in the door compartment.（3）硅表面微機械

21、加速度傳感器作用：檢測前方和側向的加速度值奧迪車上的安全氣囊系統(tǒng)所用的前部碰撞傳感器硅表面微機械加速度傳感器1 = 殼體；2 = 傳感器和信號處理芯片；3 = 外蓋硅表面微機械加速度傳感器芯片照片: 傳感器結構的中間, 電子處理區(qū)域的外部傳感器固定放大圖 結構和功能在加速度力的影響下(慣性使物體移動)中間電極的距離發(fā)生變化。因此電容片會向相對方向移動，其中一些會相互靠近。各自的電容也會相應減少或擴大。這種差值的形成正是加速度變化的側算值。這種差動電容器由硅元素制成。其硅面微型結構采用了蝕刻技術。2、用于安全帶收緊器、前和側安全氣囊以及防汽車翻滾的綜合電控單元BOSCH AB plusBOSCH

22、 AB base and AB enhancedBOSCH AB light中央電控單元所集成的功能：（1）利用加速度傳感器和安全開關或者通過兩個加速度傳感器但沒有安全開關識別汽車碰撞。（2）利用轉動率加速度傳感器、低g傳感器識別汽車翻滾。（3）在汽車縱向發(fā)生不同形式的碰撞時，能準時控制前、側安全氣囊。（4）控制汽車翻滾乘員保護機構（5）為開啟側安全氣囊，電控單元與中央的一個橫向加速度傳感器和2個或4個外設的加速度傳感器一起工作?？刂茊卧獌鹊陌踩珎鞲衅鲗τ诔丝捅Ｗo系統(tǒng)的釋放來說，必須附加一個獨立的物理設備（加速度接收機械開關-安全傳感器），來對安全系統(tǒng)進行雙倍保護。結構和功能：安全傳感器由一個

23、被環(huán)形永久磁鐵和壓力彈簧圍繞的簧片接觸器組成。發(fā)生強烈碰撞時，帶地線的永久磁鐵逆彈簧力向左位移，并利用 其磁場閉合簧片接觸器。此第二個釋放信號在控制單元內激活氣囊釋放的最終安全傳感器 (安全氣囊控制單元的安全開關)安全傳感器（6）電壓轉換器和能量存儲器用于汽車蓄電池在碰撞時受損的情況。（7）選擇性開啟安全帶收緊器的控制。（8）根據安全帶使用狀況和座椅占用狀況，要為兩級安全帶收緊器和兩級前安全氣囊調整多個點火控制的時間閥值。（9）把關器（WD，Watchdog）（10）診斷電控單元內部、外部功能和系統(tǒng)部件。（11）用碰撞記錄儀存儲故障類型和故障持續(xù)時間。Gasgenerator FG2-NA氣體

24、發(fā)生器描述- TRW 系統(tǒng)公司 GmbH & Co. KG- 單極煙火制造技術的駕駛員氣體發(fā)生器- 適用: 前部碰撞, 駕駛員側-不含疊氮化物的煙火制造技術的氣體發(fā)生器- 氣囊大小: 42ltr. 至 75ltr.- 重量: 430 g- Audi: A2, A3, A4- 不同的引爆觸發(fā)器I=1,75A 超過t=2ms 引爆次序, 氣體走向3、氣體發(fā)生器 FG2-NA無煙氣體發(fā)生器 TRW 安全氣囊系統(tǒng)公司單極煙火制造技術的氣體發(fā)生器 1234567891 蓋 (鋁合金)2 電子引爆器3 混合引爆劑4 燃燒艙 (鋁合金)5 燃燒艙濾網 (鋼)6 推進劑儲存罐 (銅)7 推進劑8 濾清器組 (

25、不銹鋼)9 濾清器外殼 (鋼)結構和功能氣囊中運用的煙火制造技術源于火箭推進技術?？刂茊卧獙⒂靡粋€I=1,75A 超過t=2ms的電流點燃電子點火器(2) (引爆電阻絲)。點火器中的電阻絲加熱點火器中的推進劑，進而又再點燃混合擴爆劑（硼和硝酸鉀）(3)?；旌蠑U爆劑 (3) 點燃推進劑 (7) ，推進劑的特點是可在短時間內產生大量煙霧。產生的氣體通過內部濾清器（5）或外部濾清器（8）從燃燒艙（4）進入氣囊。濾清器的作用是冷卻氣體，并盡可能濾除一部分氣體。出于環(huán)境保護的考慮，推進劑存放在銅制焊接儲存罐（6）內。FG2-NA無煙氣體發(fā)生器123456789第一級, 1,75A ber 2ms 第二級 5 -100 ms后, 1,75A ber 2 msFG2- Twin氣體發(fā)生器 (TRW-Systems公司)（五）汽車翻滾保護系統(tǒng)1、任務：（1）用于軟篷敞篷車和沒有固定弓架的