安全气囊控制单元(J234)具备两级处理系统,控制气囊分两个级别引爆,可以有效减少气囊对乘员的伤害;控制单元具备前部、侧面、尾部碰撞识别功能;控制单元可以正确释放安全气囊和安全带张紧器,并在发生碰撞时切断蓄电池电路,防止事故升级;控制单元同时对整个气囊系统持续监控;在蓄电池电路断开后的150ms时间内,通过电容器向气囊系统提供独立的电源;控制单元通过故障警告灯显示系统故障,激活安全带提示报警SBR(Seat Belt Reminder),以提醒驾驶人气囊与安全带系统是否正常,其内部结构如图1-49所示。安全气囊控制单元一般安装在车辆中心线上,以均匀检测车辆各部位发生的碰撞情况,如图1-50所示。安全气囊传感器安装位置如图1-51所示。
图1-49 控制单元内部结构
图1-50 控制单元安装位置
图1-51 安全气囊传感器安装位置图
2.前部安全气囊碰撞传感器
前部安全气囊传感器安装在前部变形区内,如图1-52所示,用于接收车辆前部碰撞加速度。控制单元通过其传输的信号来计算碰撞时车辆变形的速度,以此来较早识别事故的严重性。如果是轻微碰撞则无需引爆气囊,如果事故严重需起动乘客安全保护系统。车辆前部发生碰撞时,强烈的信号将通过纵梁和前部碰撞传感器传入安全气囊控制单元。
图1-52 前部安全气囊传感器G283和G284的安装位置
3.侧面安全气囊碰撞传感器
侧面安全气囊碰撞传感器是一个压力传感器,一般安装在车门侧面内部(图1-53)或车门侧面底部。侧面碰撞传感器内部由硅酮元件、盖子、起动机等组成,如图1-54所示。侧面安全气囊碰撞传感器中设置有4个压电元件,4个压电元件连接成惠斯顿电桥结构,如图1-55所示,给电桥提供电源与搭铁电路,4个压电元件中两个处于压力影响层,另两个处于非压力影响层。当车辆发生侧面碰撞时,处于压力影响层的压电元件在压力的作用下产生电压信号,由惠斯顿电桥转换成数字信号作为传感器的输出信号。
图1-53 侧面安全气囊碰撞传感器安装位置图
图1-54 侧面安全气囊碰撞传感器结构图
图1-55 侧面安全气囊碰撞传感器电路与实物图
4.安全带使用识别开关
驾驶人及乘客在没有系安全带的情况下发生事故时,驾驶人及乘客的位移与移动的速度会远远大于系好安全带的情况,对驾驶人与乘客的伤害非常大。在这种情况下,安全气囊控制单元会提前引爆气囊,在气囊引爆的时间及气囊引爆的要求都会发生改变,所以安全气囊控制单元必须知道驾驶人与乘客是否系好安全带,这也是安全带识别开关的重要性。安全带使用识别开关的安装位置如图1-56所示。当驾驶人和前排乘客未系安全带时,安全气囊控制单元的触发门槛将降低,即更为轻微地碰撞都可能引爆安全气囊。在大众检测仪器的08读取测量数据块的03通道和04通道中,若电阻值过大,表示未系安全带,安全带使用识别开关未接通。安全带识别开关在未系安全带时的状态如图1-57所示,系好安全带时的状态如图1-58所示。
当未系安全带时开关为打开状态,传感器电阻为R1和R2的电阻之和;当系好安全带以后,开关为闭合状态,电阻为R1的电阻。电阻变化会引起传感器的信号电压的改变,从而电控单元根据传感器电压变化就可以判断驾驶人是否已系好安全带,如图1-59所示。
图1-56 安全带使用识别开关的安装位置
图1-57 碰撞识别开关状态(未系安全带)
图1-58 碰撞识别开关状态图(已系好安全带)
5.前排乘客安全气囊关闭钥匙开关
很多车型的前排乘客安全气囊是可以人工关闭的,在人工关闭以后如果车辆发生碰撞事故,前排乘客安全气囊是不会引爆的。这样的好处在于,如果前排乘客席没有人乘坐,发生碰撞事故后可以适当减少维修费用,以减少不必要的损失。该开关通过钥匙插入以后旋转到“OFF”位置,即为关闭位置,如图1-60所示。其电路结构如图1-61所示,这个开关内集成了两个电阻电路,控制单元通过每个电路均可单独识别出开关的位置,当开关为“ON”或“OFF”时,因为传感器内触点的位置不同,传感器两端产生不同的电压,从而使安全气囊控制单元根据开关两端电压的变化来判断开关的位置,控制前排乘客安全气囊的工作状态。如果这个钥匙开关损坏,前排乘客安全气囊关闭指示灯就会闪烁。
图1-59 安全带开关电路结构图
图1-60 前排乘客安全气囊关闭钥匙开关位置
图1-61 前排乘员安全气囊关闭钥匙开关E224
6.安全气囊指示灯
每次点火开关打开到ON位置时,安全气囊系统均要进行自检,对系统的组成元件进行检查并判断元件的工作状态;在车辆运行过程中控制单元也要进行不断地检查,对各个元件进行监控。当发现有元件发生故障时,控制单元会点亮仪表中的故障指示灯。
7.螺旋弹簧(www.xing528.com)
螺旋弹簧是安全气囊控制单元和转向盘驾驶人模块之间的电子连接,配有ESP功能的车辆在复位环外壳内装有转向角度传感器G85,在维修或换件后必须对转向角度传感器进行基础设置,奥迪车系螺旋弹簧如图1-62所示。
8.主动反应头枕
(1)主动反应头枕的作用 有些车型(如2005年产的奥迪A6)的前座椅上使用的是主动式头枕,当发生尾部撞车时,这个头枕会向前运动,降低肩部和头部之间的相对加速度,大大降低了颈部脊椎的受伤风险,如图1-63所示。如果发生的是正面碰撞,那么离心配重的机械机构将会被锁止。
图1-62 螺旋弹簧
图1-63 主动头枕工作示意图
(2)系统结构与工作过程 如图1-64所示,在座椅S形弯曲位置,主动头枕设置了一个杠杆机构。当车辆尾部发生碰撞时,杠杆机构发生旋转,头枕前移,起到保护乘员颈部的作用。
9.碰撞蓄电池切断保护装置
蓄电池切断继电器是蓄电池的分离元件,它的任务是在发生撞车事故时,切断起动机和发电机。奥迪A6轿车蓄电池切断继电器安装在蓄电池的前方,如图1-65所示。蓄电池断电继电器只安装在蓄电池位于行李箱中的汽车上。
蓄电池切断元件经一根单独的导线接收来自安全气囊控制单元J234的触发信息。安全气囊控制单元触发了蓄电池切断元件后,切断元件视窗里看到的就不再是一个铜线圈了,而是一个白色区域。切断元件后,可以通过黄色按钮将其复位。
(1)工作过程 图1-66所示为蓄电池切断继电器的电路控制图,图中各元件的标注见表1-4,蓄电池切断继电器由3号端子接收安全气囊的碰撞信号。当车辆发生撞车事故,安全气囊发生引爆时,蓄电池切断继电器接收到相应的电压信号,触发继电器工作,断开图中的A与B之间的开关,使蓄电池停止向用电器供电。
图1-64 主动头枕工作过程图
图1-65 蓄电池切断继电器安装位置
a)奥迪A8轿车 b)奥迪A3轿车
表1-4 蓄电池切断继电器说明表
(2)复位与诊断 安全气囊控制单元执行元件诊断也可以触发蓄电池切断继电器,但要注意,执行元件诊断后一定要将该继电器手动复位,否则无法给蓄电池充电。安全气囊控制单元触发了蓄电池切断元件后,切断元件视窗里看到的就不再是一个铜线圈了,而是一个白色区域,切断元件后可以通过黄色按钮来将其复位,如图1-67所示。
图1-66 蓄电池切断继电器的电路控制图
J644—电能管理控制单元
J655—蓄电池管理继电器
10.座椅被占识别系统
(1)座椅被占识别系统(不用于美国,图1-68) 前排乘员座椅被占传感器G128是一个塑料膜,该膜覆盖在座椅的后部。由几个单独的压力电阻组成,感知座椅相关部位。
该传感器根据压力改变电阻,其阻值变化情况见表1-5。若传感器承受的负荷大于5kg,则安全气囊控制单元确定“座椅被占”,前排乘员座椅未被占时,传感器电阻很高,一旦该座椅被占,电阻下降。若电阻超过480Ω,则安全气囊控制单元判定为断路,并存储故障。安全气囊控制单元利用该传感器和安全带锁开关判断是否系安全带。
图1-67 蓄电池切断继电器视窗与复位
表1-5 依据传感器阻值判断座椅的被占情况
(2)座椅被占识别系统(用于美国,图1-69) 为满足美国的法规要求,单独开发了该系统。该系统在某些条件下可关闭前排乘员安全气囊。若测得前排乘员座未被占或装有儿童座椅,则安全气囊关闭前排乘员安全气囊。安全气囊关闭警告灯指示前排乘员安全气囊已关闭,并在组合仪表上显示相应文本信息。目前,奥迪A4轿车采用该种座椅被占识别系统,现用于美国市场。
图1-68 座椅被占识别系统(不用于美国)
图1-69 座椅被占识别系统的结构(用于美国)
(3)座椅被占识别压力传感器G452 座椅被占识别压力传感器G452(图1-70)通过一根软管与座椅被占识别垫相连,只有硅胶的识别垫装在座垫下面。若前排乘员座椅被占,压力通过坐垫施加到识别垫上,压力传感器G452产生一模拟电压信号,座椅被占识别控制单元向压力传感器提供5V电压,压力传感器产的信号在0.2~4.3V之间,该信号取决于作用在座椅上的负荷,负荷越高,电压越低。
图1-70 座椅被占识别压力传感器G452
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