汽车电子控制技术 课程教案

营口职业技术学院教案（2009 ～2010 学年第2学期）

教学单位：机电工程系

课程名称：汽车电子控制技术

任课班级：07汽车检测与维修

任课教师：徐罕

第一节安全气囊系统的组成与原理

1、安全气囊系统的功用

安全气囊系统（SRS）是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下能充分发挥保护驾驶员与乘员的作用。据有关资料统计，安全带对驾驶员与乘员的保护程度占70%，安全气囊的保护程度为20%以上。为此，汽车装备了座椅安全带和安全气囊等被动保护装置，以尽量减轻碰撞对人体的伤害。

2、安全气囊系统的种类

（1）按传感器的类型分类

①机械式安全气囊系统

②电子式安全气囊系统

（2）按碰撞类型分类

①正面防撞安全气囊

②侧面防撞安全气囊

③顶部防撞安全气囊

3、安全气囊系统的组成

尽管各款汽车的安全气囊在控制部件的结构、数量和安装位置各有不同，但其基本组成大致相同，主要由传感器、安全气囊组件、安全气囊系统指示灯和SRS ECU四部分组成。安全气囊系统的基本构成如图9-1所示。

图9-1 安全气囊系统的构成

4、安全气囊系统的基本工作原理

当汽车在行驶过程中遭受正面撞击或侧面撞击时，安全气囊的工作原理完全相同，如图9-2所示。

图9-2 安全气囊系统工作原理

5、安全气囊系统的动作过程

汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞，安全气囊系统的动作过程如图9-3所示。

a）b）

c）d）

图9-3 安全气囊系统的动作过程

a）尚未引爆b）气囊充满c）能量吸收d）气体溢出

6、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。正面安全气囊只有在汽车正前方或斜前方±30°角范围内发生碰撞，且纵向减速度达到设定值时系统才能工作。如图9-4所示在下列条件之一的情况下，安全气囊不会动作。

（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）纵向减速度未达设定值时；

（6）汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路条件下行驶时。

图9-4 正面碰撞时安全气囊的有效范围

第二节安全气囊系统部件的结构与原理

1、碰撞传感器

碰撞传感器按结构可分为机械型碰撞传感器、汞开关型碰撞传感器和半导体型碰撞传感器三种。

（1）机械型碰撞传感器

分为偏心锤型、滚球型、滚轴型式三种。

①偏心锤型碰撞传感器

②滚球型碰撞传感器

③滚轴型碰撞传感器

（2）汞开关型碰撞传感器

汞开关型碰撞传感器是利用汞导电良好的特性来控制气囊点火器电路接通或切断，一般用作防护传感器。结构如图9-8所示。

图9-8汞开关型碰撞传感器

（3）半导体型碰撞传感器

半导体型碰撞传感器由电阻应变片和集成电路组成。

2、电子控制单元（ECU）

SRS ECU是安全气囊系统的核心部件，其内部结构如图9-9所示，主要由专用中央处理单元CPU、备用电源电路、稳压电路、信号处理电路、保护电路、点火电路和监测电路等组成。

图9-9 SRS CPU 的内部结构

1-能量储存装置（电容器）2-碰撞防护传感器总成3-传感器触点

4-传感器滚轴5-四端子连接器6-专用CPU 7-SRS CPU连接器

3、备用电源

SRS有两个电源，一个是汽车电源（蓄电池和交流发电机）；另一个是备用电源（BACK-UP POWER）。

4、故障指示灯

故障指示灯又称为SRS警示灯，安装在驾驶室仪表盘面膜下面，并在面膜表面相应位置制作有气囊动作图形或“SRS”、“AIG BAG”等字样表示。

5、安全气囊组件

SRS气囊组件按功能分为正面SRS气囊组件和侧面SRS气囊组件两大类。按安装位置分为驾驶席、前排乘员席（副驾驶席）、后排乘员席气囊组件和侧面气囊组件四种。

气囊组件有气囊、点火器和气体发生器等组成。驾驶席与乘员席气囊组件一般都用同一个SRS ECU控制，其组成部件和工作原理基本相同，但具体结构有所不同。

①气体发生器

气体发生器的结构如图9-10所示，由上盖1、下盖3、充气剂4和金属滤网6组成，其功用是在点火器引爆点火时，产生气体向气囊充气，使气囊膨开。

图9-10 气体发生器

1-上盖2-充气孔3-下盖4-充气剂5-点火器药筒6-金属滤网7-电热丝8-引爆炸药

②点火器

气囊点火器外包铝箔，安装在气体发生器内部中央位置，其结构如图9-11所示，主要由引爆炸药1、药筒2、引药3、电热丝4、电极10和引出导线7等组成。

图9-11 点火器结构

1-引爆炸药2-药筒3-引药4-电热丝5-陶瓷片6-永久磁铁

7-引出导线8-绝缘套管9-绝缘垫片10-电极11-电热头12-药托

③气囊

气囊是用聚酰胺织物（如尼龙）制成，内部涂有聚氯丁二烯，用以密封气体。气囊安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间。气囊开口一侧固定在气囊安装支架上，先用金属垫圈和支架座圈夹紧，然后用铆钉铆接。除此之外，固定气体发生器的专用螺栓也穿过金属垫圈和支架座圈将气囊与气体发生器固定在一起，以便承受气体压力的冲击。气囊饰盖表面膜压有撕印，以便气囊充气时撕裂饰盖，减小冲出饰盖的阻力。

6、线束与保险机构

（1）防止SRS误爆机构

安全气囊采用的各种特殊连接器如图9-12所示，从SRS ECU至SRS气囊点火器之间的连接器2、5、8均采用了防止误爆机构。

图9-12 安全气囊采用的各种特殊连接器

1、2、3-ECU连接器4-SRS电源连接器5-中间线束连接器6-螺旋线束

7-右碰撞传感器连接器8-安全气囊组件连接器9-左碰撞传感器连接器10-点火器

（2）电路连接诊断机构

电路连接诊断机构用于检测连接器插头与插座是否可靠连接。前碰撞传感器连接器及其与SRS ECU连接的连接器采用了电路连接诊断机构，其结构如图9-14所示。