汽车电器与电子控制技术徐向阳主编汽车电子技术--CHAPTER6课件教学.pptVIP

CHAPTER 6 车身部分电子控制 CHAPTER6.1 汽车安全气囊 一、概述 1、基本概念 （1）一次碰撞：汽车和障碍物之间的碰撞 （2）二次碰撞：乘员和汽车内部结构之间的碰撞 安全气囊的基本思想：在发生一次碰撞之后，二次碰撞之前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，避免或减轻二次碰撞。 2、基本组成 传感器、ECU、气体发生器、气囊、续流器。安全气囊最重要的技术指标是可靠性，不允许发生误点火、漏点火、迟点火。系统备有储能电容或电池，保证掉电也能打开气囊，备有故障诊断模块。 CHAPTER 6.1 3、安全气囊系统实例 （1）本田汽车 三传感器，左右档板各一个，ECU中一个。 （2）福特汽车 五个传感器，一组是碰撞传感器（3个），放在保险杆两侧和散热器顶上；一组是安全传感器，一个放在散热器顶上，一个放在仪表板下。 （3）单一传感器安全气囊 CHAPTER 6.1 二、安全气囊中的传感器 1、传感器的种类及其原理 （1）分类： 机械式： 电子式：压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器和智能传感器 CHAPTER 6.1 CHAPTER 6.1 3、传感器的配置 多传感器方式和单传感器方式 多传感器方式：普遍采用前面左右各一个机械传感器，再在仪表板下放一个电子传感器的三传感器配置方式。 单传感器：采用压电或压容式传感器，并将起和ECU做在同一块电路板上。 CHAPTER 6.1 三、安全气囊系统中的执行机构与控制器 1、安全气囊系统中的气体发生器 性能要求：在30ms左右能产生大量气体；气体不能伤害人体；高可靠性和稳定性 类型：压缩气体式(stored gas)、烟火式(pryotechnical)和混合式(hybrid) 压缩气体式：通过释放压缩在钢瓶内的气体来充满气囊的方式。充气慢，环境温度对充气速度影响很大，系统性能不稳定。 烟火式：分为叠氮化钠式(sodium azide)、非叠氮化钠式(nonazide)和液体燃料式(liquid fuel)三种。叠氮化钠式通过叠氮化钠和三氧化二铁或氧化铜反应产生大量氮气来充气。叠氮化钠药剂有剧毒，药剂产气效率不到60% 6NaN3 + Fe2O3 = 3Na2O + 2Fe + 9N2 CHAPTER 6.1 混合式：将压缩气体式和烟火式综合在一起的气体发生器。 CHAPTER 6.1 2、安全气囊中的控制器 （1）控制器的作用 控制器可以是简单的串并联电路，也可以是基于微处理器的控制系统。后者一般将电子传感器与控制单元做在一起，且有自诊断功能，称为SDM(sensing and diagnosis module)或ASDM(airbag system diagnosis module) 作用：诊断系统状态；保证正确点火；驱动气体发生器；汽车黑匣子 （2）控制系统的组成 微处理电路：CPU、内存、与计算机的通讯口、信号灯等 传感器适配电路：将传感器输出信号转变为CPU可处理信号 数据采集与处理电路：传感器信号经A/D转换为数字量，交CPU处理 气囊点火驱动电路：驱动气体发生器，使其点火充气 CHAPTER 6.1 四、安全气囊点火控制策略 1、安全气囊的目标点火时刻 （1）目标点火时刻的定义 指控制安全气囊点火以便最有效地保护乘员的时刻，是控制系统的控制目标。要确定目标点火时刻，首先要定量地分析乘员的伤害指标。 （2）被动安全的评价指标 美国联邦汽车安全标准FMVSS208(Federal Motor Vehicle Safety Standard 208)，该标准主要是评价乘员头部伤害指标HIC(Head Injury Criteria)值，胸部减速度，腿部力等。胸部减速度和腿部力是指宽度在3ms以上的峰值信号。HIC的定义为： CHAPTER 3.2 （3）确定目标点火时刻的复杂性 需研究整个座椅/人被动安全约束系统的动特性，还需研究安全气囊的热力学过程。 （4）目标点火时刻的确定方法 目前国际汽车界普遍采用的是5in-30ms准则来确定目标点火时刻。即汽车碰撞过程中，乘员向前移动5in时刻前的30ms时刻是气囊的目标点火时刻。 2、对安全气囊控制系统的要求 （1）影响正确点火的因素 汽车碰撞的随机性给准确点火带来困难； 实车碰撞的方式是未知的 从碰撞开始