学习情境 3   汽车电子安防系统的单片机控制

学习目标

1.专业能力目标：

（1）汽车电子安防系统机电工具的正确选择和使用。

（2）汽车安防系统机电常用的传感器、控制器、执行器的安装、检测及调试能力。

（3）掌握ABS的作用、类型、组成及工作原理。

（4）掌握汽车安全气囊的作用、类型、组成及工作原理。

（5）掌握汽车防盗的作用、类型、组成及工作原理。

2.方法能力目标：

（1）掌握电控单元的拆装与检修的方法。

（2）能够对汽车安全气囊、防盗系统进行维护检修。 

（3）掌握汽车安防系统常用的传感器的检测方法。

3.社会能力目标：

（1）团队合作和协作能力。

（2）良好的自身修养和职业道德能力。

（3）良好的心理素质和克服困难的能力。

（4）批评与自我与自我批评的能力。

（5）注意环境保护意识。

 

3.1 汽车安全气囊防护系统机电部件构成

安全气囊系统（Supplemental Restraint System,SRS）1952年起，美国工程师John W. Hetrick，因一场交通意外事故启发，促使相关研究工作。1953年8月18日，取得美国辅助乘员保护系统（Supplementary Restraint System）专利。从20世纪70年代开始采用驾驶员正面气囊以来，已挽救了成千上万人的生命。

 

3.1.1 安全气囊的组成

1.安全气囊模块

     安全气囊模块由接收从碰撞传感器传来的信号、产生气体的充气装置，通过充气展开膨胀、缓解二次碰撞的气囊及收藏充气装置和气囊的护圈及盖板构成。

（1） 充气装置

     充气装置是由点火装置（点火器）接收从碰撞传感器传来的电信号，通过点火装置产生的热能点燃气体发生剂，冲破压力阀，释放气体。充气装置种类主要包括：

     气体发生剂式（Pyrotechnic）：采用特殊的化学物质（气体发生剂），通过热化学反应瞬时产生氮、水蒸气等气体。

     蓄压(Stored)式：耐压容器内装入高压气体（氩气等）,通过点火器的能量冲破压力隔壁，瞬时释放气体。

     混合式：气体发生剂式和蓄压式的组合方式。

     双级充气式：两个充气装置组装在一个壳内的，气体发生性能较好，可以改变发生气体的量及气体发生速度。

（2） 气囊

     气囊通过充气装置释放的气体膨胀，乘员承受适当的载荷，减轻由二次碰撞引起的伤害。气囊材料一般以平织尼龙纤维为主，为确保气密性，有的气囊还增加了硅等涂层。

（3） 气囊盖与支撑环

 安全气囊模块装在气囊盖及支撑环中，且成为一体装在车内。支撑环一般采用钢板材料制造，具有支撑充气装置、气囊和坚固车体的作用。

 

2.碰撞传感器系统

碰撞传感器系统可感知碰撞，并按照碰撞的方向及程度，判断安全气囊及安全带张紧器是否工作。一般包括：

（1）约束装置控制模块（Restraint Control Module,RCM）有时也被称为电子控制单元（Electrical Control Unit,ECU）。RCM根据从内装的加速度传感器及周边传感器等传来的信息来计算并判断碰撞的剧烈程度，并在适当的时机向各安全气囊和安全带张紧器发出电子信号，一般安装在仪表板下侧等车辆的中心附近。

（2）边缘传感器（Satellite Sensor）以快速进行动作判断为目的，在离碰撞部位较近处设置了边缘传感器。一般种类有：电子式加速度传感器、电气机械式传感器、电子式压力传感器等。

（3）侧翻传感器:侧翻传感器为判定侧翻时是否使用帘式气囊而检测侧翻的传感器。

 

3.线束系统

安全气囊系统的线束及连接器的特征：

（1）回转连接器收藏在方向盘内的驾驶席正面安全气囊中，采用了非集电环式的收藏在壳体内的涡旋状拉索。

（2）防止连接器半啮合

（3）短路杆在动作信号回路上的充气器侧的连接器安装有在分离状态时可使两个线路短路的短路杆。

 

3.1.2 安全系统的功用与类型

     1.安全气囊系统的功用
    SRS的功用是当汽车遭受碰撞导致减速度急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员、乘员
与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，利用气囊排气节流的阻尼作用来吸收人体惯性力产生
的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。正面气囊的主要功用是保护驾驶员和乘员的面部莉
胸部，侧面气囊的主要功用是保护驾驶员和乘员的头部与腰部。

    2.安全气囊系统的类型
    按其总体结构可分为机械式SRS和电子式SRS两大类。
    机械式SRS不需要使用电源，没有电子电路和电路配线，全部零件组装在转向盘装饰盖板下面。检测碰撞动作和引爆点火剂都是利用机械装置动作来完成的。最早采用机械式SRS
的是日本丰田汽车公司。电子式SRS是机械式SRS和电子技术发展的产物。电子式SRS挡
功用可分为正面SRS和侧面SRS两大类。

按气囊数量可分为单SRS.双SRS和多SRS.单SRS只装备驾驶席气囊。20世纪90年代
以前生产的汽车基本上都装备单SRS.双SRS装备有驾驶席和前排乘员席两个气囊，20世纪
90年代后生产的大多数轿车都装备了双SRS,如本田雅阁(ACCORD)、思域(CIVIC)、丰田佳美(CAMRY)、马自达(MAZDA)626.929以及美国福特公司生产的林肯城市(LincolnCity)轿车等。装备3个或3个以上气囊的SRS称为多SRS,如瑞典沃尔沃(VOLVO)850.960型轿车和美国通用别克分部研制的概念XP2000型轿车等。无论气囊数量有多少，均可以采用一个ECU控制。