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1、,电控部分,虽然安全气囊的种类较多，但其基本结构都是大同小异的，主要由碰撞传感器、SRS控制电脑、SRS指示灯和气囊组件四个部分组成组成，如图所示是电子式安全气囊系统的组成框图。,电控部分,如图所示为威驰轿车安全气囊系统各部件位置。,电控部分,（1）偏心锤式碰撞传感器（机械式传感器） 这种传感器一般安装在保险杠与挡泥板之间，用来感知低速碰撞的信号。传感器安装在一个密封的防振保护盒内。 当传感器中的重锤的移动速度高于某一特定车速时（称为TBD车速，其大小决定于汽车的特性），重锤便将其机械能量直接传给引发器使气囊打开。,电控部分,具体的工作原理如下： 汽车正常行驶时，扭力弹簧将重锤、动触头定在上止
2、点位置，传感器没有触发信号给中央控制器。当汽车碰撞时，减速度所产生的惯性力克服弹簧的扭力而使重锤产生运动，带动触桥转动，使动、静触头结合。此时，传感器向中央控制器发出接通的信号，同时安全传感器也接通，CPU发出引爆安全带预紧器传爆管的指令，使安全带拉紧而起到安全保护作用。,偏心锤式碰撞传感器（机械式传感器）,电控部分,（2）安全传感器（机电式传感器） 如图4-34所示的一种安全传感器是一个水银常开开关。安全传感器用来防止系统在非碰撞状况引起气囊的误动作，一般装在中央控制器内。当发生碰撞时，足够大的减速度力将水银抛上，接通传爆管电路。,（3）中央安全气囊传感器（电子式传感器） 电子式传感器对汽车
3、正向加速度进行连续测量，并将结果输送给微处理器，微处理器内有一套复杂碰撞信号处理程序，能够判定气囊是否需要打开。如需要，微处理器便会接通点火电路，如果机电式保险传感器也闭合，则引发器接通，气囊打开。,电控部分,中央安全气囊传感器装在中央控制器内，用来感知高速碰撞的信息，并将其输送到CPU，引爆气囊传爆管，使气囊打开。同时前方另有一个传感器也引爆了预紧器的传爆管，即安全带预紧器和气囊同时起作用。有的前方传感器有两对动、静触头，在低速碰撞时，第一对触头闭合引爆安全带预紧器，在高速碰撞时第二对触头接通，安全带预紧器及气囊同时动作。中央安全气囊传感器的作用是增加可靠性。,电控部分,偏心锤式传感器接线图
4、： 偏心锤式传感器有4个引脚，其中两个引脚接中央控制器，另外两个为自诊断引脚 ，如图所示。电阻的作用是诊断本传感器与中央控制器之间是处于开路状态，还是处于正常状态。CPU启动自检程序后，用程序开关把外电源通过一个电阻接入4-1线上，并测量4-1与3-1之间的电压。电压为设计值，则说明4-1与3-1两根线完好，如电压为0，则说明4-1和3-1两线中间有一个是断路的。再人为把传感器触头闭合，同样测4-1与4-2之间的电压，如为0，则说明4-1线是好的。同样可以自诊断其他线和其他传感器是否完好。,电控部分,中央安全气囊传感器是一个半导体压力传感器的结构，如图（a）所示。其悬臂架压在半导体应变片的两端
5、。当汽车发生碰撞时，半导体应变片在悬臂减速惯性力的作用下发生弯曲应变，受压后的电阻变化由公式计算：电阻的变化引起动态应变仪输出电压发生变化。 汽车的速度越大，碰撞后产生加速度的力越大，则输出的电压也越大。由于半导体压力传感器输出特性受温度影响较大，故应用晶体管的基极发射极间的电压Ube的温度变化来消除传感器输出特性的变化。所以半导体压力传感器要求有稳定的电源。它的原理线路如图（b）所示。,电控部分,情境4：安全气囊指示灯常亮的检修 任务二：SRS指示灯常亮的检修,（2）安全气囊电源 能给气囊引爆器提供电源的渠道有两种：,系统中的电容器 接通点火开关期间（发动机工作时），电能存储装置（电容器）就
6、会连续不断地充电。如果蓄电池没电，这个存电装置可以提供能量来引爆气囊的引爆器（点火器/点火装置），而且电容器中所储存的电量足能满足6s之内的断电需求，并能保留足够的电量，在蓄电池无电时使气囊膨胀。 蓄电池 蓄电池是一种备用设备，也是一种为引爆点火器提供电源的装置。它是通过电源输出导线把电送给安全气囊电脑的。,电控部分,控制原理,SRS指示灯常亮故障,TC端子电路故障,实训指导与实操,电控部分,气囊系统的电气连接件包括线束、时钟弹簧与连接器（插接器）。 （1）时钟弹簧 由于驾驶员侧气囊是装在方向盘上的，而方向盘要能转动，为了实现这种静止端与活动端的电气连接，采用了时钟弹簧（如图4-37所示）。时
7、钟弹簧装在弹簧盘里，弹簧盘用螺栓固定在转向柱顶部。时钟弹簧以正、反两个方向的盘绕实现了作旋转运动的一端与固定端的电气连接。弹簧内侧是固定端，把塞键与转向柱连在一起。时钟弹簧的使用寿命要求不低于10万循环。,时钟弹簧卷绕中心与转向柱的圆心的同心度对于能否保证气囊系统的性能关系很大，如偏差过大，可能导致时钟弹簧旋转过量而造成永久性伤害。考虑到偏差无法避免，时钟弹簧在正、反两个方向上都要留出半圈的余量。另外，在初次安装时就应注意这个问题。每次拆卸均应做好标记，以保证能准确还原。,气囊系统的电气连接件包括线束、时钟弹簧与连接器（插接器）。 （1）时钟弹簧 由于驾驶员侧气囊是装在方向盘上的，而方向盘要能
8、转动，为了实现这种静止端与活动端的电气连接，采用了时钟弹簧（如图4-37所示）。时钟弹簧装在弹簧盘里，弹簧盘用螺栓固定在转向柱顶部。时钟弹簧以正、反两个方向的盘绕实现了作旋转运动的一端与固定端的电气连接。弹簧内侧是固定端，把塞键与转向柱连在一起。时钟弹簧的使用寿命要求不低于10万循环。,电控部分,（1）安全气囊警示灯 安全气囊警示灯装在仪表板上，有的用图形显示，有的用字母显示。安全气囊警示灯可反映安全气囊系统的工作情况。一般把点火开关置于“ON”挡后警示灯先闪亮（或不间断亮）68s后熄灭，说明安全气囊系统正常，如果安全气囊警示灯不亮，或不停地闪耀或常亮则说明安全气囊系统有故障。 若控制块出现异
9、常，不能控制警示灯，警示灯便在其他电路的直接控制下作出异常显示，有如下几种情况：控制块无点火电压，警示灯常亮，控制块无内部工作电压，控制块未接通，警示灯经线束连接器的短接条接通。,电控部分,（2）连接器 气囊系统的连接器特别强调可靠性，采取了双保险镇定和分断自动短接等措施。连接器分断后，引发器的电源端和地线端会自动短接，防止因误通电或静电造成引发器误触发。 连接控制块的连接器还多了一个自检机构，如结合不良会给安全气囊的保养警示灯发出信号使它常亮。 （3）线束 安全气囊系统的线束采用了特殊的包装和色标，这一方面是为了便于检查，一方面是为了保证在碰撞中能保持线路的连接。,电控部分,中央控制器有两种
10、不同的存储器： 易失性存储器（RAM） 既能读又能写的存储器，也叫随机存储器或读写存储器。它是CPU在工作过程中用来存储中间结果并随机存取数据的部件。例如气囊在自检中发现左前方传感器有故障，CPU将其代码找出后，就放在RAM中供随时显示用。其特点是一旦电源切断，存放在其中的信息就丢失。 非易失性存储器（ROM） 非易失性存储器也叫只读存储器。用来存放气囊运行的所有固定程序和一些不变的量。例如自检中各主要元器件的故障编码等。它只能输出，而断电后存放在里面的信息仍然存在。,电控部分,诊断监视器并不控制气囊的动作，它仅监视气囊装置的故障并开通气囊警告灯。它有一个微处理器，对监视器内的电路进行自检并显
11、示气囊系统存在的故障。诊断监视器有备用电源，即使蓄电池及其线路在传感器闭合前损坏，也能使气囊打开。每接通点火线路0.5s后气囊指示灯发亮，若6s后熄灭，表明气囊系统无故障。,中央控制器由CPU、RAM、ROM、接口、驱动器等电子电路组成。多数是由单片机加上其他电路所组成。一般做成两块印刷电路板，外壳用金属制作，一方面加强机械强度，另一方面是为了屏蔽外界的电磁波干扰。它通过牢固的插接件，把传感器等输入信号，及引爆器、报警器等输出信号和中央控制器连接起来。一般电路图上的接线标号就是插接件上的标号。,控制原理,当汽车遭受正面碰撞和侧面碰撞时，安全气囊系统的工作原理完全相同。以正面碰撞为例，说明安全气
12、囊系统控制原理。,控制原理,安全气囊控制原理：当汽车遭受前方一定角度范围内的碰撞时，安装在汽车前部和SRS ECU内部的碰撞传感器都会检测到汽车突然减速的信号，并将信号输入SRS ECU，以便判断是否发生碰撞。当汽车遭受碰撞且减速度达到设定值时，SRS ECU发出控制指令将气囊组件中的点火器（电雷管）电路接通，电雷管引爆使点火剂（引药）受热爆炸（即电热丝通电发热引爆炸药）。点火剂引爆时，迅速产生大量热量，使充气剂（叠氮化钠固体药片）受热分解并释放出大量氮气充入气囊，气囊便冲开气囊组件上的装饰盖板鼓向驾驶员和乘员，使驾驶员和乘员面部和胸部压靠在充满气体的气囊上，在人体与车内构件之间铺垫一个气垫，
13、将人体与车内构件之间的碰撞变为弹性碰撞，通过气囊产生变形和排气节流来吸收人体碰撞产生的动能，从而达到保护人体之目的。,控制原理,根据德国博世（BOSCH）公司在奥迪（Audi）轿车上试验研究表明：当汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞时，安全气囊系统SRS的动作时序如下图4-39所示。 由此可见，气囊在碰撞过程中动作时间极短。从开始充气到完全充满约为30ms；从汽车遭受碰撞开始到气囊收缩为止，所用时间仅为120ms左右，而人的眼皮眨一下所用时间约为200ms左右。因此，气囊动作状态和经历时间无法用肉眼确认。,控制原理,控制原理,目前世界各国广泛采用模拟人体进行碰撞试验。SRS动作过程与经历时
14、间之间的关系,控制原理,短路片一般设在连接器插座上，当插头与插座正常连接时，插头的绝缘壳体将短路片向上顶起，如图4-41（a）所示，短路片与连接器端子脱开，插头引线端子与插座引线端子接触良好，点火器电热丝电路处于正常连接状态。 当插头与插座脱开时， 短路片将气囊点火器一侧 插座上的引线端子短接， 使点火器电热丝与短路片 构成回路，如图4-41（b） 所示，此时即使将电源加 到点火器一侧连接器插座 上，由于电源被短路片短 路，因此点火器不会引爆 气囊，从而达到防止SRS 气囊误爆之目的。,SRS指示灯常亮故障,以丰田威驰SRS指示灯电路为例：SRS警告灯安装在组合仪表上。当SRS正常时，点火开关
15、从LOCK转至ON位置，SRS警告灯点亮大约6s后自动熄灭。如果SRS有故障，SRS警告灯常亮以通知驾驶员系统不正常。 当连接DLC3的TC和CG端子时，通过SRS警告灯闪烁显示故障码。,控制原理,图4-40、4-41所示的线束连接图中，从SRS ECU至SRS气囊点火器之间的连接器2、5、8均采用了防止气囊误爆机构。防止误爆机构为一块铜质弹簧片，称为短路片，其作用是：,当连接器拔开（插头拔下或插头与插座未完全结合）时，短路片（弹簧片）自动将靠近SRS气囊点火器一侧插座上的两个引线端子短接，防止静电或误通电将点火器电路接通而造成气囊误胀开。,SRS指示灯常亮故障,SRS指示灯常亮故障,检查步骤
16、如下： （1）检查连接器 1）把点火开关转至LOCK位置。 2）断开蓄电池负极（-）端子的导线，至少等待90s。 3）断开中央安全气囊传感器总成的连接器。 4）连接蓄电池负极（-）端子的导线。 5）检查SRS警告灯的状态。正常：连接器连通。 如果不正常，连接连接器；如果正常，转到下一步骤。 （2）检查组合仪表总成 1）断开组合仪表总成连接器。 2）连接蓄电池负极（-）端子的导线，把点火开关转至ON位置。 3）DLX级：测量搭铁和中央安全气囊传感器总成连接的组合仪表总成连接器的C6-17端子之间的电压。 4）GLX级：测量搭铁和中央安全气囊传感器总成连接的组合仪表总成连接器的C5-6端子之间的电
17、压。 正常电压：8V或更高。 如果不正常，更换组合仪表总成；如果正常，更换中央安全气囊传感器总成。,TC端子电路故障,以丰田威驰轿车为例：TC端子电路如图4-43所示。通过连接DLC3的TC和CG端子，设置码的输出模式，中央安全气囊传感器总成的故障码通过SRS警告灯闪烁显示出来。,（1）检查线束（开路）（DLC3-蓄电池）。 1）把点火开关转至ON位置。,TC端子电路故障,2）测量DLC3的TC和CG端之间的电阻。正常电阻：低于1。 如果不正常，修理或更换线束（DLC3-蓄电池）；如果正常，转到下一步骤。 （2）检查线束（开路）（DLC3-蓄电池）（见图4-8）。测量DLC3的TC端子和搭铁之间的电压。正常电压：414V。 如果不正常，修理或更换线束（DLC3-莆电池）；如果正常，转到下一步骤。 （3）检查线束（短路）（DLC3-蓄电池）（见图4-8）。 1）把点火开关转至ON位置。 2）断开蓄电池负极（-）端子的导线，至少等待90s。 3）测量DLC3的TC和CG端子之间的电阻。正常电阻：1M或更高。 如果不正常，修理或更换线束（DLC3-蓄电池）；如果正常，更换中央安全气囊传感器总成。,实训指导与实操,