智能化安全气囊的研究

1、智能化平安气囊的争辩 一、 前言 平安气囊是现代轿车上引人注目的新技术装置。安装了平安气囊装置的轿车方向盘，平常与一般方向盘没有什么区分，但一旦车前端发生了猛烈的碰撞，平安气囊就会瞬时间从方向盘内“蹦”出来，垫在方向盘、座椅、车辆侧壁与驾驶者、乘员之间，防止乘员的头部、胸部和腿部撞击到方向盘、仪表板或车辆硬壁等硬物上，这种奇异的装置自从面世以来，已经挽救了数以万计的性命。平安气囊从取得专利到应用推广，已走过了三十多年的时间，从机械式到电子式，如今智能化平安气囊的需求又被纳入到新一代平安技术研发之中。二、 平安气囊的作用在乘员使用平安带的状况下，气囊有助于减轻胸、头和面部在碰撞时受伤的严峻性。在

2、汽车发生前碰撞时，首先是汽车要停止运动，车内乘员的惯性力作用下仍以原来速度连续向前运动，驾驶员、乘员将会与转向盘、前挡风玻璃、汽车四壁相碰，因而可能受到严峻损害；佩戴平安带的乘员将在平安带的作用下，随着汽车停止运动而渐渐停止向前运动。但当碰撞来重时，乘员向前运动更快，既使佩戴了平安带，在平安带使乘员完全停止运动前，他们仍会与车内物相碰。假如此时装在车内的平安气囊气囊充气弹出，它就可以有效疼惜乘员削减其与车内物相碰的可能性，更均匀地分散头、胸的碰撞力，吸取乘员的运动能量，从而起到补充平安带效果的作用。因此气囊主要在缓冲前碰撞或近似前碰撞严峻性方面，进行有效的补充性疼惜。三、 智能化平安气囊技术系

3、统的争辩 平安气囊的智能化进展，将集成先进的传感器技术和信息处理系统，它们在事故发生的短临时间内能够供应牢靠的碰撞环境方面的信息。这些信息包括汽车碰撞的猛烈程度，碰撞的形式(包括正碰撞、侧碰撞、翻滚等)，乘员的身材、体重、乘坐位置和乘坐姿势，以及乘员是否系有平安带等。智能平安气囊系统依据探测到的信息，通过其电子把握系统的计算分析，打算平安气囊何时及以何种程度开放，从而对乘员供应最优化的疼惜。新一代安气囊系统将由多种电子传感器、中心把握器、探测设备、智能化信息处理系统、多气囊、多平安带预紧器和接头等组成。 1、系统主要部件包括：(1) 探测设备目前在智能化平安气囊研制过程中，对乘员的状态识别是争

4、辩的新方向，由于中心把握器只有精确的采集到了车辆碰撞参数和乘员的身材、体重、乘坐位置和乘坐姿势等状态，才能更好的发出点火指令，乘员识别包括压力分布称重座椅+红外线探测传感器（或光学镜头传感器）和超声波测距传感器，由压力分布称重座椅测量乘员的重量、乘座位置，由红外探测传感器或光学镜头加超声波测距传感器测量司机与方向盘，乘员距离座椅、仪表板、车辆侧壁之间的距离和乘员类别来确定乘员的真实状态；由于探测设备接受了大量的传感器，因此对信号的处理工作将增加难度，同时对智能化平安系统的牢靠性和使用寿命也提出了新的挑战。(2) 多种电子传感器智能化平安气囊的电子部分将增加大量的传感器，需由新型高性能的位置传感

5、器、平安带检测传感器、测距传感器、红外探测传感器等加上传统的加速度传感器、速度传感器、压力传感器等才能实现其智能化的要求。(3)中心电子把握器电子把握器包括引爆把握电路、驱动电路、储存电路和诊断电路等它们都集中装在中心把握器上。新型智能化平安气囊把握系统需开发能适应不同碰撞强度的多极点火系统，能实行不同的点火开放策略，能依据碰装条件和接收到的乘员状态信息调整气囊的工作性能。通过把握探测到的信息，中心把握器才能依据每个乘员的具体需要，利用本身固有的灵敏性，确定平安气囊的触发时刻及开放强度，实现最佳的乘员疼惜效果，诊断电路不断地分析和诊断气囊系统的各种故障，将这些故障编码储入储存电路，驱动电路使仪

6、表盘上的气囊警告灯开头闪烁，以确定平安气囊随时处于有效工作状态。（4）平安带预紧装置平安气囊和平安带协作使用，能够更好的发挥其疼惜作用，目前汽车上安装的大部分是一般平安带，在智能化平安气囊系统中，开发出了新型限力式、预紧式平安带，限力式平安带可削减撞击时的冲击力，而预紧式平安带可感知碰撞信号的强弱从而使得原来松跨在乘员身上的平安带瞬时拉紧，以削减冲击力。因此预紧式平安带是当前智能化平安系统的重要组成部分。（5）挂念电源挂念电源由直流稳压器和电容储能器组成。直流稳压器能保证供应系统电压的恒定性，使系统能正常工作而不发生失效引爆事故。它是一种带比较、放大和调整动能的集成稳压装置。电容储能器是利用电

7、容储存电能，在冲撞中发生电源中断时，担负起气囊系统的电源作用，避得失效引爆事故。2、系统工作原理在汽车行驶中，通过各探测设备和传感器感应到的信息，中心把握器不断将车辆不同部分变化的信息输入到电子把握器模块，经电子把握器不断地计算、分析、比较和推断，并随时预备发出指令。当碰撞信号低于气囊点火阀值时，平安传感器向电子把握器输入撞车信号，并发出引爆平安带预紧器电点火装置的指令，而中心传感器发出的信号不能使电子把握器发出引爆气囊电点火装置的指令。所以，在低速(减速度较小)冲撞时，只要预紧器向后拉紧平安带，就足以疼惜驾乘人员不撞向前方。在高速(减速度较大)冲撞时，中心传感器通过探测传感器等分析车内乘员的

8、重量、乘作位置、乘员类别，确定各气囊的张开程度，同时向电子把握器输入冲撞信号，电子把握器在快速推断后发出指令，引爆平安带预紧器和多气囊的电点火装置。平安带向后拉紧的同时，气囊张开，吸取驾乘人员因减速度大而产生的冲撞能量，有效地疼惜他们的平安。从发生冲撞、传感器发出信号到把握器推断引爆电点火装置，大约需要10ms时间。引爆后，气体发生器产生大量气体，快速吹胀气囊。从发生冲撞到气囊形成，进而到平安带拉紧，全过程所需时间为30-35ms，所以气囊系统的疼惜效果是特殊好的。当气囊引爆后，由于产生的气体大量涌进气囊，使气囊的压力增高，不利吸取冲撞能量，所以，在气囊的后面有2个排泄压力的气体排放孔，有利于

9、疼惜驾乘人员的平安。由于汽车发生碰撞事故的瞬间是特殊短促的，因此智能化平安气囊的争辩要求各传感器发出的信号必需精确、有效，中心把握器的分析、计算、处理必需准时、正确。四、 使用中的问题由于平安气囊只有在车辆消逝事故时才会消逝，其奇特性作为一般车辆用户而言可谓可望而不行及，因此多方面的了解、生疏平安气囊的基本原理、构造，并且正确的使用、维护才能真正发挥其有效的疼惜作用。（1） 烟和粉末气囊充气时不会燃烧或裂开，由于化学反应而产生烟和粉末状残渣，其成分大部分是滑石粉与钠的化合物，对人体无害。这些粉末用于防止折叠在组件内的气囊自身粘结，有助于充气时膨胀，充气后生成的微量氢氧化钠粉末与空气中水分相互作

10、用，很快生成碳酸钠和碳酸氢钠（小苏打）。皮肤或眼睛如与沉淀物接触，可能有短时间刺激感，但不会对健康产生危害。发生碰撞事故时，气囊爆开所充气体为对人体无害的氮气或惰性气体。（2） 气囊充气后驾驶汽车气囊充气后，人体碰压使其很快泄气，只要汽车照旧能行驶，驾驶员就能连续操纵带有瘪气囊的转向盘。明显，在这种状况下行驶是危急的，只能在应急时这样做，而且应尽快把车送到修理厂去。（3） 气囊充气对眼镜的损坏由于乘员与充气气囊相碰，可能使眼镜架折弯、损坏甚至断开，造成面部轻伤，但眼镜片不会裂开或伤及眼睛。（4） 气囊充气的声音气囊充气时的声音很响，但持续时间极短，以致大多数乘员都没留意到。由于实际碰撞的声音几

11、乎完全沉没了气囊充气的噪音。在试验和实际使用中，从未有任何乘员听力受损的报导，气囊充气后，有时乘员的耳内有鸣响，此状况很快就会消逝。（5） 在装有气囊的车室内放置物品在气囊的前方、上方或近处放置的任何物品都有可能防碍气囊充气或被抛射出去，因此发烧友对车室内附件进行改装时，应遵照汽车厂的规定，避开有障碍物拦住气囊爆开范围，否则会影响气囊工作。（6） 碰撞损坏汽车上的气囊假如在由于碰撞而严峻损坏的汽车上有未引爆充气的气囊，那么可能该气囊的电路系统被损坏，以致没有电信号传给气体发生器，此时应尽量请售后服务人员进行拆卸，如必需移动车辆，应首先断开电源线再移动车辆。（7） 气囊系统的更换在碰撞后可修复的汽车上，必需更换已充过气的气囊系统。任何气囊系统都是与某一特定车型的碰撞特性及乘员舱尺寸相匹配的，因此，必需由专业人员更换特地为该车型设计的气囊系统。五、平安气囊技术的新进展随着车辆的不断增加，如何更好的疼惜人类生命平安已成为新一代平安系统的争辩课题，人们对汽车被动平安装置特殊是新型智能化平安气囊的开发对新技术提出了更高的要求。今后，在设法