安全气囊与乘员保护系统

乘员保护系统广西交通职业技术学院乘员保护系统乘员保护系统广西交通职业技术学院本章的主要内容•安全带和安全带收紧器•前安全气囊•侧安全气囊•安全气囊系统的组成部件•汽车翻滚保护系统•乘员分类和儿童座椅自动识别•乘员保护系统展望乘员保护系统广西交通职业技术学院汽车的安全性通过主动和被动安全系统来实现。主动安全系统通过措施和技术设备来避免事故的发生。被动安全系统指通过车内相关设施来减轻由于车祸对乘员和其他人员造成的不良后果。主动安全系统-ABS被动动安全系统-SRS汽车的安全性乘员保护系统广西交通职业技术学院乘员保护系统•乘员保护系统作为一种被动安全系统，其目的是使发生交通事故时作用在乘员上的加速度和力最小，并减小交通事故的后果乘员保护系统广西交通职业技术学院汽车上主要的乘员保护系统•安全带和安全带收紧器•安全气囊系统乘员保护系统广西交通职业技术学院（一）安全带和安全带收紧器1、任务（1）安全带：当汽车撞在障碍物上时，安全带将车内乘员拉回到座椅上。（2）安全带收紧器：改善三点式自动安全带的拉回性能并提高防伤害能力安全带安全带收紧器乘员保护系统广西交通职业技术学院2、肩式安全带的工作原理•在激活安全带收紧器时电子点燃烟火推进剂。烟火爆炸产生的高压气体作用在活塞上，并通过拉线带动安全带收紧器卷轴转动，使安全带紧贴在乘员身上。气缸活塞拉线点火器乘员保护系统广西交通职业技术学院2、肩式安全带的工作原理气缸活塞拉线点火器乘员保护系统广西交通职业技术学院3.安全带收紧器的作用•安全保护系统是尽可能地减小在汽车减速时乘员从座椅上向前移动的距离。（1）在汽车碰撞时肩式安全带收紧器在收起和拉紧状态可消除安全带的松弛和“卷带”效应。（2）在汽车碰撞后很短时间内激活安全带收紧器，将乘员尽早拉回来，可尽可能减小乘员从座椅上向前移动的距离。乘员保护系统广西交通职业技术学院4.其他形式的安全带拉紧器（1）锁式安全带收紧器。（2）肩式安全带收紧器和冲击式安全带收紧器相结合。（3）机械式安全带收紧器。（4）安全带拉力限制器乘员保护系统广西交通职业技术学院（4）安全带拉力限制器•作用：避免安全带收紧器工作时因拉力过大导致年长乘员腿、脚损伤和肋骨骨折。力量限定4,0kN加速度[g]有力量限制器没有力量限制器乘员保护系统广西交通职业技术学院•安全带拉力限制器举例——扭杆（安全带卷轴）安全带拉紧器拉紧扭杆弹簧变形乘员保护系统广西交通职业技术学院•安全带拉力限制器举例——扭杆（安全带卷轴）转轴安全带绞盘乘员保护系统广西交通职业技术学院•安全带拉力限制器举例——安全带上的接缝乘员保护系统广西交通职业技术学院•单独的安全带收紧器在汽车严重碰撞时无法阻止驾驶员头部撞到转向盘上——单独的安全带收紧器保护作用有限。（二）前安全气囊系统乘员保护系统广西交通职业技术学院•安全气囊的作用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。乘员保护系统广西交通职业技术学院汽车碰撞的种类侧面碰撞车顶稳固性车车碰撞偏移碰撞撞柱碰撞车车碰撞前部碰撞尾部碰撞乘员保护系统广西交通职业技术学院研究表明：1、在汽车碰撞事故中，正面碰撞致死率是最高的；2、侧面碰撞的致死率仅次于正面碰撞，而致伤率位居第一位不同碰撞事故中的致伤率乘员保护系统广西交通职业技术学院汽车上主要装备的气囊种类•前安全气囊•侧安全气囊前安全气囊侧安全气囊乘员保护系统广西交通职业技术学院1、前安全气囊的任务：•当汽车以高达60km/h的速度碰撞到固定障碍物时，前安全气囊可防止驾驶员和副驾驶员（乘员）头部和胸部受伤乘员保护系统广西交通职业技术学院2、安全气囊系统的工作原理图发生碰撞电控单元不启动安全气囊没有达到触发条件达到触发条件几乎同时产生电流气体发生器产生气体化学反应启动安全气囊挤压排气排气孔加速度传感器电子判断装置乘员保护系统广西交通职业技术学院前安全气囊的动作过程乘员保护系统广西交通职业技术学院安全气囊动作过程（1）碰撞后SRS经历的的动作时间状态0ms遭受碰撞10ms点火引爆开始充气乘员保护系统广西交通职业技术学院安全气囊动作过程（2）碰撞后SRS经历的的动作时间状态40ms气囊充满人体前移乘员保护系统广西交通职业技术学院安全气囊动作过程（3）碰撞后SRS经历的的动作时间状态60ms排气节流吸收动能乘员保护系统广西交通职业技术学院安全气囊动作过程（4）碰撞后SRS经历的的动作时间状态110ms人体复位恢复视野120ms危害解除车速为零乘员保护系统广西交通职业技术学院安全气囊系统的主要功能•碰撞识别•气囊打开的时间控制•气囊充气控制辅助功能：•备用电源供给•系统安全监控自诊断功能乘员保护系统广西交通职业技术学院（3）前安全气囊系统的主要组成控制单元传感器减活开关座椅使用识别安全带佩戴识别其他控制单元驾驶员前气囊点火器副驾驶前气囊点火器副驾驶侧气囊关闭报警灯系统监控报警灯诊断接口安全带张紧器乘员保护系统广西交通职业技术学院3、碰撞识别（1）作用：对碰撞的强度和形式进行识别（2）实现元件：传感器•利用电子加速度传感器，测量汽车在碰撞时的减速度，由此可算出汽车速度的变化，以此识别汽车碰撞强度与形式。乘员保护系统广西交通职业技术学院（3）为了避免由于不当的安全气囊开启引起的乘员伤害或死亡，作为对碰撞识别传感器的补充，增加了一下措施：•减活开关•充气控制（控制充气的时间与充气量）乘员保护系统广西交通职业技术学院4、智能安全气囊系统1、“前向”传感器，2、带集成翻滚感应的中央安全气囊ECU，3、带儿童约束装置自动识别功能的乘员分类座垫，4、重量传感器，5、不在位传感器，6、侧面气囊传感器(加速)，7、侧面气囊传感器(压力)，8、行人碰撞传感器，9、总线结构乘员保护系统广西交通职业技术学院（三）侧安全气囊任务：侧安全气囊在汽车发生侧向碰撞时防止通过提供柔软的支撑防止乘员受伤侧安全气囊乘员保护系统广西交通职业技术学院（四）部件1、传感器（1）加速度传感器（2）压力传感器乘员保护系统广西交通职业技术学院传感器名称安装位置作用实物图中央加速度传感器ECU内部检测纵向与横向加速度可信度传感器ECU内部检测纵向加速度低重力传感器ECU内部检测纵向与垂直加速度转动率传感器ECU内部检测绕纵轴的转动率外设的加速度传感器（PAS）车身检测纵向或者横向加速度双向加速度传感器检测纵向与横向加速度外设压力传感器（PPS）车门总成内检测由于车门变形引起的绝热压力变化乘员保护系统广西交通职业技术学院内设的碰撞传感器（InternalCrashSensors）中央加速度传感器Centralaccelerationsensor•Thecentralaccelerationsensorisintegratedintheairbagcontrolunitandprovidessignalsalongthevehicle’slongitudinalandlateralaxisinonedevice.Thesesignalsarerequiredtogeneratetheairbagtriggeringdecisionandprovideaplausibilitysignal.Thesensorismanufacturedusingsurfacemicro-mechanicaltechnology.乘员保护系统广西交通职业技术学院可信度传感器Plausibilitysensor•Theplausibilitysensorisaone-axisaccelerationsensorandisintegratedintheairbagcontrolunit.Thesensorisusedtogenerateaseparatecrashplausibilitysignal.Bymeansofitssignalstheairbagcontrolunitcanverifythetriggeringdecision.Thesensorcanbeusedinconfigurationswithoutanyupfrontsensors.乘员保护系统广西交通职业技术学院低重力传感器Low-gsensor•Thesensorisdesignedfortherolloversensingapplication.Itmeasuresaccelerationsbothinthevehicle’slongitudinalandverticalaxis.Togetherwiththeangularratesignaltherolloversensingalgorithmisabletodetectavehiclerolloverevent.Additionalsensorsignalsaboutthevehicledynamicshelptoimprovethisapplicationevenfurther.乘员保护系统广西交通职业技术学院转动率传感器Rollratesensor•Therollratesensorisintegratedintheairbagcontrolunitandmeasuresthevehicle’syawratealongitslongitudinalaxis.Togetherwithaccelerationsignalstherolloversensingalgorithmisabletodetectavehiclerolloverevent.Additionalsensorsignalsaboutthevehicledynamicshelptoimprovethisapplicationevenfurther.乘员保护系统广西交通职业技术学院外围传感器（PeripheralSensors）•Inordertoprovideearlysignalsaboutacrashevent,peripheralsensorsarelocatedinthevehicle'ssideandfrontarea.Optionally,itispossibletolocateasensorinthecarrearend.Allsensordataisprocessedbythecentralairbagcontrolunit.Thetriggeringdecisionoftheairbagcontrolunitisbasedoninformationfromtheinternalandtheperipheralsensors.•Accelerationsensors(PAS/UFS/PCS)•Two-channelaccelerationsensor•Pressuresensor(PPS)•PeripheralSensorInterface(PSI5)乘员保护系统广西交通职业技术学院•外设的加速度传感器与前端碰撞传感器PeripheralAccelerationSensor(PAS)andUpfrontSensor(UFS)•Inadditiontothecentralaccelerationsensorsintegratedintheairbagcontrolunit,BoschalsomakesuseofPeripheralAccelerationSensors(PAS)andUpfrontSensors(UFS)forside,frontorrearinstallation.Thesensorsaresecuredwithonlyonefastener.Thismakesthemmorecompactandeasesassemblyforthevehiclemanufacturer.乘员保护系统广西交通职业技术学院•双向传感器Two-channelaccelerationsensor(PASenhanced)•AlongsidethePeripheralAccelerationSensor(PA