第二节电子式安全气囊

第二节电子式安全气囊

一、系统概述

电子式安全气囊系统由传感器、电子控制装置（因其内包含有传感器，也称为气囊传感器总成或中央气囊传感器总成）、充气装置、气囊和螺旋电缆组成。有些车型还在这一系统上增加电子式安全带收紧器。通常充气装置和气囊做成一体。

因车型和生产年份的不同，整个系统的组成也各有差异。这些差异主要表现在传感器和气囊的数量上。下面以凌志（LEXUS）LS400车型为例，说明电子式安全气囊系统的组成及其变化过程。丰田其他车型安全气囊的组成和变化也大同小异。

（1）1989~1992年7月配置的LS400 UCFl0车型安全气囊系统由左右两个前气囊传感器、中央气囊传感器总成、驾驶员充气装置和气囊以及螺旋电缆、警告灯等组成。系统如图12所示。

图12 1989～1992年款凌志LS400 UCFl0车型安全气囊系统

（2）1992年8月～1994年9月配置的UCFl0车型安全气囊系统则在以前车型的基础上增加了前乘员充气装置、气囊以及前排座椅安全带收紧器。系统如图13所示。

图13 1992~1994年款凌志LS400 UCFl0车型安全气囊系统

（3）1994年10月以后，凌志LS400车型安全气囊系统由UCFl0改型为UCF20。1994年10月~1996年7月，凌志LS400的安全气囊系统取消了两个前气囊传感器，原来的中央气囊传感器总成则称为气囊传感器总成。安全带收紧器也由原来的电子式改为机械式，不出现在这一电子式安全气

囊系统内。整个系统简化后如图14所示。

图14 1994~1996年款凌志LS400 UCF20车型安全气囊系统

（4）1996年8月以后产的凌志LS400车型安全气囊系统增设了前排侧气囊。1996年8月～1997年6月产的车型侧气囊系统由左、右侧气囊传感器总成和左、右侧气囊总成组成。侧气囊系统独立于原来的安全气囊系统。两个系统如图15所示。

图15 1996、1997年款凌志LS400安全气囊系统

（5）1997年7月以后产的凌志LS400车型的前排座位安全带收紧器又改用电子式，并增设了安全带限力器；所有气囊（驾驶员和前乘员及左、右侧气囊）以及安全带收紧器均由一个气囊传感器总成控制。系统如图16所示。

图16 1997年后产凌志LS400安全气囊系统

1999年产的大部分丰田车型的安全气囊系统又重新采用3传感器式，即2个前气囊传感器和1个中央气囊传感器总成，

电子式安全气囊系统各部件的功能列于表1。

表1 电子式安全气囊系统各部件的功能

部件功能

前气囊传感器检测车辆的减速率

中央气囊传感器

总成或气囊传感

根据碰撞减速力的大小来决定是否使气囊充气张

开；若系统内有任何电路故障时，它会切换至诊断

器总成*1 状态，以提供自检功能

侧气囊传感器总成根据侧面碰撞减速力的大小来决定是否使侧气囊充气张开

充气装置瞬间产生气囊充气所需的氮气

气囊接收充气装置瞬间产生的氮气，一旦充满，即从气

囊后而的穿孔中释放出氮气。它可吸收驾驶员和前

乘员的撞击力

螺旋电缆将点火所需电流由中央气囊传感器总成或气囊传

感器总成传送至点火装置

警告灯亮起以警告驾驶员系统有故障

*1：若该车装备有电子式安全带收紧器，则中央气囊传感器总成或气囊传感器总成将同时控制气囊和安全带收紧器动作

二、元件的结构和工作原理

1、前气囊传感器（只适用部分车型）

前气囊传感器固定在两边的前翼子板内侧，传感器本身是一个机械式开关。当传感器检测出前方撞击的力量大于设定值时，传感器内部的触点闭合，并将此信号送至中央气囊传感器总成（见图17）。

图17 前气囊传感器

（1）结构。

前气囊传感器包括：外壳、偏心转子、偏心重块、固定触点和旋转触点等。在传感器本体外侧有一个电阻，作白检之用，检测中央气囊传感器总成与前气囊传感器之间的线路是否有开路或短路（见图18）。

图18 前气囊传感器的结构

（2）工作原理。

在正常情况下，偏心转子和偏心重块在螺旋弹簧弹力的作用下，紧靠在与外壳相连的止动块上。此时固定触点和旋转触点并未接合。当发生正面碰撞，如果碰撞的减速率大于设定值时，由于偏心重块惯性的作用，使偏心重块连同偏心转子和旋转触点一起转动，直到与固定触点闭合（如图19所示）而使前气囊传感器闭合。

图19 前气囊传感器的工作过程

★为确保安全气囊系统的高可靠性，前气囊传感器在气囊充气张开后绝不可再重复使用。因为在气囊动作时会有大电流流过传感器触点，这可能会使触点表面烧蚀而造成电阻过大。若重复使用，可能造成气囊充气张开的可靠性降低。

2、中央气囊传感器总成或气囊传感器总成

当车辆设有前气囊传感器时，此传感器总成称为中央气囊传感器总成，里面所包含的传感器也称为中央气囊传感器；如果车辆未设置前气囊传感器，则称为气囊传感器总成，里面所包含的传感器称为气囊传感器。

如图20所示，中央气囊传感器总成安装在车内地板的中间位置上，它从气囊传感器（前气囊传感器和其内置的中央气囊传感器）接收信号，判断气囊应否张开，并诊断系统的故障。

图20 中央气囊传感器总成

如图21所示，中央气囊传感器总成由中央气囊传感器、安全传感器，点火控制与驱动电路和诊断电路组成。一个可靠性极高的备用电源系统也组合在总成内，以防在碰撞时因汽车电源系统的损坏而导致气囊系统不工作。

图21 中央气囊传感器总成电路

（1）中央气囊传感器。

中央气囊传感器封装在中央气囊传感器总成内。它有电子式和机械式两种。

电子式可检测出减速率，然后点火控制和驱动电路再根据此信号判断是否让气囊充气。机械式也可测出减速率，并直接驱动气囊充气。

1）电子式。电子式中央气囊传感器是一种智能传感器，它将传感元件、信号适配器和滤波器等集成在一块IC上，具有可靠性高、功能强等优点。如图22所示，传感器有一悬臂梁，悬臂梁的质量就是惯性质量，当传感器承受冲击时，悬臂梁会发生弯曲。这一弯曲变形可由其上的变形计测出，并转换成电信号，经集成电路整理放大后的输出信号随减速率线性变化。