汽車安全氣囊應(yīng)用現(xiàn)狀論文

1、鄭州交通職業(yè)學(xué)院畢 業(yè) 論 文題 目： 汽車安全氣囊應(yīng)用現(xiàn)狀 所屬系別： 汽車運(yùn)用工程系 專業(yè)班級(jí)： 09汽運(yùn)技術(shù)5班 姓 名： 肖鋒 學(xué) 號(hào)： 200908010110563 指導(dǎo)教師： 楊洪振 撰寫(xiě)日期 2012 年 5 月摘 要汽車安全氣囊作為一種輔助的乘員約束條件，在汽車發(fā)生碰撞時(shí)保護(hù)乘員的效用已越來(lái)越得到肯定，當(dāng)今社會(huì)對(duì)安全氣囊的要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)智能安全氣囊的需求也越來(lái)越廣泛。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞時(shí)汽車與汽車或汽車障礙物之間的碰撞稱為第一次碰撞，第一次碰撞導(dǎo)致了汽車速度的急劇變化。由于慣性的作用，車上的乘員向前運(yùn)動(dòng)，于是發(fā)生了車內(nèi)乘員與車內(nèi)結(jié)構(gòu)件之間的第二次碰撞，事故中造成乘員傷害

2、的主要原因就是第二次碰撞。為了減輕和避免駕乘人員在第二次碰撞中受到傷害，乘員保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在碰撞中利用約束系統(tǒng)（包括座椅、安全帶、安全氣囊等）避免或減緩乘員與車內(nèi)結(jié)構(gòu)件碰撞造成的傷害。下面主要通過(guò)對(duì)安全氣囊的發(fā)展歷史、結(jié)構(gòu)原理、以及在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，有利于我們更好的去了解安全氣囊。同時(shí)，對(duì)其在應(yīng)用中存在的一些缺陷進(jìn)行改進(jìn)，及對(duì)一些新技術(shù)的研究。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)原理，應(yīng)用，開(kāi)發(fā)，智能控制AbstractAutomobile airbag as an auxiliary occupant restraint conditions in automobile collisions, the

3、 utility of occupant protection has become more and more get affirmation, the social airbag higher requirements, especially for intelligent airbag needs more and more widely. When the automobile collisions of automobile and automobile collisions between the obstacles or car called first collision, t

4、he first in the car collision speed change sharply. Due to the effect of inertia, the occupant forward movement, so happened between interior structure with car passenger, the second collision accident caused damage is the main reason crew second collision. In order to reduce and avoid rides in the

5、second crash damage, the occupant protection system is designed in the collision use restraint system (including seat belts, etc), the airbag to avoid or slow occupant vehicle collision with structural damage. Below mainly through the development history of the airbag, structure and principle, appli

6、cation and development in reality, we better to understand the airbag. At the same time, in the application of some defects, and to improve the study, some new techniques.Key Words: structure and principle, application, and development, intelligent control目 錄1引言.12安全氣囊的發(fā)展歷史.12.1安全氣囊的結(jié)構(gòu)原理.23安全氣囊技術(shù)應(yīng)用.

7、33.1安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā).43.2使用缺陷.53.4磁電式傳感器的采用.63.5智能化控制系統(tǒng)的采用.73.5.1碰撞傳感器.73.5.2緩沖氣囊.73.5.3乘員探測(cè)系統(tǒng)的選擇.8 3.5.4氣體發(fā)生器的多元化發(fā)展.84汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì).95總結(jié).9參考文獻(xiàn).11致謝.121引言安全氣囊的發(fā)明源于一次有驚無(wú)險(xiǎn)的事故。1952 年，美國(guó)工程師赫特里克在一次駕車中，為了躲避一個(gè)障礙物，立即猛打方向盤并緊急制動(dòng)。同時(shí)，他和妻子都本能地伸出手臂，來(lái)保護(hù)當(dāng)時(shí)正在前排中央座位上的女兒。雖然有驚無(wú)險(xiǎn)，這位自學(xué)成才工程師卻從中受到啟發(fā)。他想必須有一種保護(hù)裝置，在緊急制動(dòng)或是碰撞時(shí)能代替手臂去保護(hù)前沖的

8、駕乘人員。他利用兩個(gè)星期的時(shí)間設(shè)計(jì)出了一種汽車緩沖安全裝置，其原理是在發(fā)動(dòng)機(jī)罩下裝一個(gè)盛滿壓縮空氣的儲(chǔ)氣筒，當(dāng)汽車受到正面碰撞時(shí)，慣性沖擊力促使一個(gè)滑動(dòng)重塊向前移動(dòng)，從而推動(dòng)儲(chǔ)氣筒向隱藏在方向盤中央以及儀表板旁的空氣袋快速充氣，從而可以使車中人員減少傷害，這就是安全氣囊的最初雛形。 2安全氣囊的發(fā)展歷史使用安全氣囊來(lái)保護(hù)汽車乘員的想法最先產(chǎn)生于美國(guó)。1952年，美國(guó)汽車生產(chǎn)者聯(lián)合會(huì)在理論上闡述了這樣 一種汽車安全系統(tǒng)的必要性，幾乎同時(shí)，這種系統(tǒng)的原理圖也繪制了出來(lái)。1953年8月，赫特里克首次提出了“汽車用安全氣囊防護(hù)裝置”，并在美國(guó)獲得了 “汽車緩沖安全裝置”專利。但是，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限

9、制，還不能把這種想法或?qū)＠吨T實(shí)現(xiàn)。1966年，梅塞德斯-奔馳公司開(kāi)始研發(fā)安全氣囊裝置，梅塞 德斯的工程師們首先發(fā)明了碰撞傳感器以及氣體發(fā)生裝置，讓安全氣囊能夠在30毫秒內(nèi)膨脹展開(kāi)，他們還研制出了抗撕裂的氣囊織物材料，改善了氣囊的膨脹特 性，最終，把整個(gè)裝置設(shè)計(jì)安裝在汽車的方向盤中。 在大約250次真車撞擊試驗(yàn)，2 500次的臺(tái)架試驗(yàn)，以及超過(guò)700萬(wàn)km的車輛路試之后，在1980年12月，同預(yù)張緊安全帶一起，安全氣囊被安裝在了當(dāng)時(shí)最新的奔馳S級(jí)轎車上。而從 1985年起，奔馳在全部供應(yīng)美國(guó)市場(chǎng)的汽車上都有安裝了這種安全系統(tǒng)。到了1991年，差不多有28%的奔馳轎車都裝備了駕駛員安全氣囊，從最

10、早裝備安 全氣囊的奔馳S級(jí)轎車駛下生產(chǎn)線至今已經(jīng)25年了。據(jù)美國(guó)國(guó)家公路安全管理部門（NHTSA）的統(tǒng)計(jì)，迄今為止，在美國(guó)的交通事故當(dāng)中，安全氣囊已保護(hù)了 約14 200人的生命，而在德國(guó)，自1990年以來(lái)，安全氣囊阻止了2 500例發(fā)生重大傷害的交通事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，安全氣囊在嚴(yán)重的碰撞事故當(dāng)中能夠保護(hù)約三分之一的人員生還，另外，六分之一的駕駛員或前排乘客能夠在碰撞中得 到安全氣囊的保護(hù)而被拯救。安全氣囊的使用明顯提高了汽車的被動(dòng)安全性。 在未來(lái)的幾年當(dāng)中，安全氣囊仍然會(huì)在汽車安全設(shè)備中扮演重要的角色。工程師們?cè)趯ふ业哪軌驅(qū)?能發(fā)生的事故和汽車駕駛者進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整的主動(dòng)安全系統(tǒng)的可能性，新型智能

11、化安全氣囊的開(kāi)發(fā)對(duì)新技術(shù)提出了更高的要求。安全氣囊由于其工作采用的方式，其爆 破力造成的沖擊對(duì)人體也有一定的傷害。當(dāng)駕駛員相對(duì)方向盤氣囊襯蓋的距離小于10cm時(shí)，在2030毫秒內(nèi)爆炸展開(kāi)的氣囊將會(huì)給駕駛員致命的沖擊傷害。 而副駕駛座上的成員如果沒(méi)有保持合適的坐姿，在碰撞中導(dǎo)致受傷的可能性也會(huì)大大增加。 當(dāng)前，安全氣囊出現(xiàn)了兩種發(fā)展趨勢(shì)，美國(guó)和日本的汽車公司正在努力增大氣囊尺寸來(lái)保護(hù)乘員。而歐洲一些汽車制造公司，如奔馳、寶馬和沃爾沃等則認(rèn)為，安全氣囊本身決不是保障乘員的靈丹妙藥，它必須在一個(gè)統(tǒng)一的汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)中才能有效地發(fā)揮作 用，在這個(gè)系統(tǒng)中，一定要具備緊縮式安全帶、結(jié)構(gòu)可靠的座椅、兒童專

12、用座椅和一系列其它部件。而且，最好在車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)就考慮到這個(gè)安全系統(tǒng)所有必須的組成部件的安裝。 2.1安全氣囊的結(jié)構(gòu)原理現(xiàn)代安全氣囊系統(tǒng)由碰撞傳感器、緩沖氣囊、氣體發(fā)生器及控制塊（電腦）等組成。 （1）氣體發(fā)生器。安全氣囊系統(tǒng)要求氣體發(fā)生器能夠在較短的時(shí)間內(nèi)（30 ms左右）產(chǎn)生大量的氣體充滿氣囊，產(chǎn)生的氣體必須對(duì)人體無(wú)害，且不能溫度太高，同時(shí)要求氣體發(fā)生器有很高的可靠性和穩(wěn)定性。氣體發(fā)生器主要有：壓縮氣體式、煙火式和混合式三種型式?；旌鲜綒怏w發(fā)生器是壓縮氣體式和煙火式相結(jié)合的發(fā)生器，也是目前廣泛應(yīng)用一種氣體發(fā)生器。 （2）控制裝置。一般集成在微計(jì)算機(jī)中。當(dāng)汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，電控裝置接

13、收多個(gè)傳感器傳來(lái)的車身不同位置的減速信號(hào)，經(jīng)過(guò)反復(fù)不斷的分析、比較、計(jì)算，決定是否發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)。要求控制裝置能夠在復(fù)雜的碰撞情況下作出非常準(zhǔn)確的判斷，點(diǎn)火時(shí)刻也必須精確控制。 雖然安全氣囊在結(jié)構(gòu)上會(huì)有所不同，但其工作原理基本一致。汽車行駛過(guò)程中，傳感器系統(tǒng)不斷向控制裝置發(fā)送速度變化（或加速度）信息，由控制裝置（中央控制器）對(duì)這些信息加以分析判斷，如果所測(cè)的加速度、速度變化量或其它指標(biāo)超過(guò)預(yù)定值（即真正發(fā)生了碰撞），則控制裝置向氣體發(fā)體發(fā)生器發(fā)出點(diǎn)火命令或傳感器直接控制點(diǎn)火，點(diǎn)火后發(fā)生爆炸反應(yīng)，產(chǎn)生N2或?qū)?chǔ)氣罐中壓縮氫氣釋放出來(lái)充滿碰撞氣袋。乘員與氣袋接觸時(shí)，通過(guò)氣袋上排氣孔的阻尼吸收碰撞能量

14、，達(dá)到保護(hù)乘員的目的。 安全氣囊根據(jù)安裝的位置及保護(hù)對(duì)象不同，主要分為：對(duì)駕駛員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，裝在方向盤內(nèi)，防止駕駛員與轉(zhuǎn)向盤、儀表板及前擋風(fēng)玻璃發(fā)生碰撞；對(duì)前排乘員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，裝在儀表板內(nèi)，防止乘員與儀表板、前擋風(fēng)玻璃發(fā)生碰撞；對(duì)后排乘員進(jìn)行保護(hù)的氣囊，一般安裝在前排座椅的靠背上后部或頭枕內(nèi)部，防止乘員與前排座椅發(fā)生碰撞。由于后排乘員受到的傷害程度較輕，后座椅安全氣囊一般只在高級(jí)轎車上使用。 3安全氣囊技術(shù)應(yīng)用安全氣囊系統(tǒng)，屬于輔助約束系統(tǒng)(SRS)。它的作用是在碰撞過(guò)程中彌補(bǔ)佩帶安全帶仍不能保護(hù)乘員頭部、臉部、胸部和膝部的缺陷。安全氣囊系統(tǒng)的組成如圖1所示。圖1：安全氣囊系統(tǒng)組成早期

15、的安全氣囊為機(jī)械式安全氣囊系統(tǒng)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外氣囊廠家主要采用的是電子式安全氣囊系統(tǒng)?；拘桶踩珰饽蚁到y(tǒng)包含了駕駛員、乘員正面保護(hù)安全氣囊及安全帶預(yù)緊裝置。   電子式安全氣囊系統(tǒng)特點(diǎn)是由傳感器感知車輛運(yùn)動(dòng)情況，由MCU監(jiān)控并作出判斷，判斷當(dāng)前的事件是否是嚴(yán)重碰撞事件，如果是嚴(yán)重碰撞事件則驅(qū)動(dòng)氣囊展開(kāi)，保護(hù)駕乘人員的安全。安全氣囊作用過(guò)程為：碰撞發(fā)生后0"20ms內(nèi)傳感器將信號(hào)輸送到中央電子控制器(ECU)， ECU判斷后確認(rèn)是嚴(yán)重碰撞則引發(fā)氣體發(fā)生器，在20"60ms內(nèi)高溫、高壓氣體(氮?dú)?經(jīng)過(guò)濾冷卻進(jìn)入氣袋，氣袋張開(kāi)形成氣墊，將乘員與車內(nèi)裝備隔開(kāi)，60&

16、quot;100ms后氣袋排氣孔打開(kāi)，氣囊泄氣并收縮。氣體的阻尼作用吸收了碰撞的能量，緩解了氣囊對(duì)乘員頭部和臉部的壓力，乘員陷入較柔軟的氣囊中，使得乘員得到保護(hù)。最后氣體全部從排氣孔排出，氣囊癟下。圖2為安全氣囊系統(tǒng)基本裝車形式，圖中DAB是駕駛員氣囊，PAB是乘員氣囊，PSB是安全帶預(yù)緊裝置。圖2：基本型安全氣囊系統(tǒng)的裝車形式 由于安全氣囊系統(tǒng)屬于汽車安全部件，它所采用的電子器件均有較高的特殊性能要求，需要精度高、可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。常規(guī)安全氣囊的電子控制系統(tǒng)包括加速度傳感器和MCU等。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外氣囊廠家常用的安全氣囊傳感器為微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器，MEMS傳感器的感應(yīng)范圍比

17、較寬，可以感應(yīng)1G到100G值的加速度，感應(yīng)方向可從單軸向到三軸向，在正面、側(cè)面、垂直三個(gè)方向感應(yīng)汽車碰撞過(guò)程中的加速度變化，并輸出模擬信號(hào)。安全氣囊控制要求MCU運(yùn)算能力強(qiáng)、I/O口充足等，從可靠性角度考慮，需要使用汽車級(jí)的具有一些特殊功能模塊的MCU。根據(jù)系統(tǒng)性能的不同要求使用的MCU有8位、16位，對(duì)于更復(fù)雜的系統(tǒng)，許多氣囊系統(tǒng)供應(yīng)商已經(jīng)采用了32位的高性能MCU。  3.1安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā) 開(kāi)發(fā)安全氣囊是一項(xiàng)涵蓋內(nèi)容較多的智能系統(tǒng)，具有周期長(zhǎng)、試驗(yàn)量大、費(fèi)用高等特點(diǎn)。整個(gè)過(guò)程包含了零部件開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)的整車工程匹配、參數(shù)匹配等多項(xiàng)工作。涉及化工、機(jī)械、電子等多

18、種技術(shù)。 安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)是氣囊點(diǎn)火控制算法及目標(biāo)點(diǎn)火時(shí)刻的確定。確定目標(biāo)點(diǎn)火時(shí)刻，首先要解決如何評(píng)價(jià)乘員的傷害，由于氣囊不可避免的要和乘員發(fā)生碰撞，會(huì)導(dǎo)致乘員的傷害，定量地分析乘員的傷害指標(biāo)，才能分析氣囊在不同時(shí)刻點(diǎn)火對(duì)乘員的保護(hù)效果。汽車被動(dòng)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)是根據(jù)人體生物工程研究的成果來(lái)確定的。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)有歐洲標(biāo)準(zhǔn)ECE R94，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)FMVSS208 ，中國(guó)的法規(guī)為CMVD R294，日本一般引用的是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。主要傷害評(píng)價(jià)指標(biāo)有：乘員頭部傷害指標(biāo)HIC、胸部位移ThPC、腿部傷害受力FPC。 我國(guó)法規(guī)規(guī)定，碰撞后乘員頭部傷害指標(biāo)HIC1000、胸部位移ThPC75mm、腿部傷

19、害受力FPC10kN。   安全氣囊系統(tǒng)目標(biāo)點(diǎn)火控制策略要求：準(zhǔn)確的點(diǎn)火、防止誤點(diǎn)、漏點(diǎn)和遲點(diǎn)。目前，國(guó)際汽車界普遍采用的是5in-30ms的準(zhǔn)則作為點(diǎn)火控制準(zhǔn)則。其含義是汽車碰撞過(guò)程中，乘員向前移動(dòng)5in時(shí)刻的前30ms時(shí)刻是氣囊目標(biāo)點(diǎn)火時(shí)刻。按照這個(gè)準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)氣囊系統(tǒng)點(diǎn)火控制策略的算法有加速度法、速度減量法、比功率法、移動(dòng)窗式積分法等，它們是利用加速度信號(hào)進(jìn)行各種組合，得出判斷結(jié)果，確定最佳點(diǎn)火時(shí)刻。安全氣囊點(diǎn)火控制策略算法模型可以看作是一個(gè)多維歐式空間到一維歐式空間的非線性映射值F，yiF(x i)，式中x、y為輸入、輸出向量。通過(guò)對(duì)輸入信息的權(quán)值排列和等效預(yù)測(cè)，以及

20、閥值比較，進(jìn)行點(diǎn)火時(shí)刻的輸出值確定。安全氣囊開(kāi)發(fā)過(guò)程需要專業(yè)的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，具有特定的開(kāi)發(fā)流程，如圖3所示。圖3：安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程 3.2使用缺陷安全氣囊作為提高汽車安全性的有效措施之一越來(lái)越受到人們的重視。世界各國(guó)都投人大量的人力物力致力予安全氣囊的開(kāi)發(fā)，使得安全氣囊系統(tǒng)得到大力發(fā)展。在一些實(shí)際的碰撞事故中證明安全氣囊確實(shí)具有降低乘員傷亡的功效，但也發(fā)現(xiàn)了其存在的一些問(wèn)題。安全氣囊在使用中存在的問(wèn)題有： 1.氣囊可能在很低的車速時(shí)打開(kāi)。汽車在很低車速行駛而發(fā)生碰撞事故時(shí)，乘員和駕駛員系上安全帶即可，完全不需要安全氣囊展開(kāi)起保護(hù)作用。如果這時(shí)展開(kāi)氣囊反而會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，甚至還可能因安

21、全氣囊的展開(kāi)加重碰撞傷害。 2.氣囊的啟動(dòng)會(huì)對(duì)乘員造成傷害。安全氣囊系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)將沖開(kāi)氣囊蓋板，并且在瞬間展開(kāi)充氣，很可能對(duì)乘員造成沖擊；產(chǎn)生的灼熱氣體也會(huì)灼傷乘員和駕駛員。 3.當(dāng)乘客偏離座位或座位上無(wú)人或兒童乘坐時(shí)，氣囊系統(tǒng)的啟動(dòng)不僅起不到應(yīng)有的保護(hù)作用，還可能會(huì)對(duì)乘員造成一定的傷害。 3.3改進(jìn)和引用從安全氣囊在使用過(guò)程中存在的缺陷可知，現(xiàn)有安全氣囊的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)是用來(lái)對(duì)付嚴(yán)重交通事故的，但在一些不太嚴(yán)重，的事故中，系統(tǒng)反應(yīng)過(guò)度，反而會(huì)對(duì)駕乘人員施加作用過(guò)大，適得其反，造成不必要的傷害。 針對(duì)實(shí)際使用中存在的問(wèn)題，我們更希望在安全氣囊展開(kāi)之前，安全氣囊系統(tǒng)能夠精確感應(yīng)汽車發(fā)生的碰撞，并按照

22、程序來(lái)判斷碰撞事故的嚴(yán)重程度，如果碰撞級(jí)別比較低的話，只需將安全帶的預(yù)緊機(jī)構(gòu)拉緊即可；如果碰撞級(jí)別比較高，需要啟動(dòng)安全氣囊，則將點(diǎn)燃?xì)饽业闹噶顐鬟f給氣囊系統(tǒng)。這也就是要求安全氣囊系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地感應(yīng)所發(fā)生的碰撞事故；并且能模仿人腦，根據(jù)實(shí)際的碰撞程度來(lái)判別安全氣囊是否需要展開(kāi)，有一定靈活性；并且能夠針對(duì)不同體形的乘員適當(dāng)?shù)恼{(diào)整安全氣囊。 3.3.1磁電式傳感器的采用 傳感器的觸發(fā)通常有：開(kāi)關(guān)式，純機(jī)械式，單點(diǎn)電子式，側(cè)撞式，應(yīng)變式等。目前國(guó)際上對(duì)汽車上安全氣囊的傳感器觸發(fā)方式也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。不僅是因?yàn)槠浞N類繁多，而且是因?yàn)檠b于車身上不同位置的傳感器觸發(fā)方式也不同。為使傳感器能夠方便地安裝在各

23、個(gè)需要的感應(yīng)部位，使其能夠正確、適時(shí)地感應(yīng)碰撞，可選用磁電式傳感器。 磁電式傳感器可以安裝在車身上的任何位置，只要稍微調(diào)整一下某些參數(shù)值，使得其能夠識(shí)別峰值為0588 m/s：和時(shí)間脈沖為0-20 ms的碰撞加速度信號(hào)即可。只要碰撞加速度峰值和時(shí)間脈沖寬度同時(shí)滿足條件，就會(huì)向氣囊發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，展開(kāi)氣囊，對(duì)人體進(jìn)行保護(hù)。 傳感器結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由外殼（非磁性材料）、磁性材料、慣性體（非磁性材料）、連接在慣性體上的軟鐵、支持和調(diào)節(jié)位移幅值的彈簧、安裝在與外殼連接的凸柱內(nèi)的永久磁鐵和繞制在軟鐵上的線圈及引線組成。當(dāng)傳感器受到碰撞加速度時(shí)，慣性體產(chǎn)生反向加速度，導(dǎo)致通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈引

24、線兩端產(chǎn)生鐘形脈沖信號(hào)，當(dāng)調(diào)整彈簧剛度時(shí)，可改變加速度信號(hào)的寬度。 傳感器的信號(hào)判別電路由三部分組成：信號(hào)幅度判別電路；信號(hào)寬度判別電路；有用、無(wú)用信號(hào)判別電路。通過(guò)對(duì)碰撞信號(hào)進(jìn)行多方位的判別，可使控制裝置獲取的碰撞信號(hào)更全面，發(fā)出的點(diǎn)火控制更準(zhǔn)確，從而確保安全氣囊在必要的情況下展開(kāi)。 如何獲得穩(wěn)定的沖擊加速度信號(hào)是研究；傳感器的關(guān)鍵，也是保證傳感器準(zhǔn)確獲取碰撞信號(hào)的關(guān)鍵。磁電加速度傳感器采用落錘沖擊試驗(yàn)裝置來(lái)調(diào)整校正其感應(yīng)敏感度。釋放錘頭，與橡膠面碰擊時(shí)，安裝在錘頭上面的加速度或磁電式傳感器將感受到?jīng)_擊加速度。不同落高對(duì)應(yīng)不同加速度；調(diào)整橡膠厚度，可改變信號(hào)寬度；調(diào)整落錘高度，可改變信號(hào)幅度

25、。 磁電式傳感器不僅電子判別電路出錯(cuò)率低，感應(yīng)碰撞信號(hào)的可信度高而準(zhǔn)確；而且通過(guò)標(biāo)錘落定實(shí)驗(yàn)可以調(diào)節(jié)它的感應(yīng)范圍寬度，滿足汽車碰撞產(chǎn)生脈沖的再現(xiàn)，從而還可以安裝于車身上任何部位。還有就是它設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，對(duì)絕大多數(shù)汽車使用者來(lái)說(shuō)都不再是望而卻步的奢侈品。 3.3.2智能化控制系統(tǒng)的采用 對(duì)安全氣囊控制系統(tǒng)的要求是準(zhǔn)確判斷事故的碰撞強(qiáng)度，控制氣囊的展開(kāi)與否。針對(duì)安全氣囊在使用中的缺陷，必須進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)靈活性、準(zhǔn)確性，為此我們可以采用智能式控制系統(tǒng)。 3.4碰撞傳感器安全氣囊系統(tǒng)中的重要部件，其功能是檢測(cè)、判斷汽車發(fā)生碰撞后的撞擊信號(hào)，以便決定是否展開(kāi)緩沖氣囊。碰撞傳感器主要有三種類機(jī)械

26、式傳感器在早期的安全氣囊中使用較多，主要應(yīng)用慣性原理，利用傳感器中元件的慣性力克服彈簧力來(lái)觸發(fā)氣體發(fā)生器。機(jī)械式在加速度較低時(shí)保證不啟動(dòng)氣囊，可靠性較高；但只能單點(diǎn)傳感，對(duì)機(jī)械部件的品質(zhì)、精度和耐磨性要求極高。 電子式傳感器是一種應(yīng)用最早的碰撞傳感器，根據(jù)電子原理，利用電信號(hào)來(lái)反映車身減速度，而后根據(jù)電信號(hào)來(lái)判別是否展開(kāi)緩沖氣囊。 機(jī)電式傳感器采用機(jī)電結(jié)合的方式，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，再利用電子信號(hào)點(diǎn)爆安全氣囊。即具有機(jī)械式的優(yōu)點(diǎn)，又能克服機(jī)械式傳感器本身存在的缺陷，安裝在車身上任何位置，以便得到較好的減速信號(hào)，而且能夠在同一位置安裝多個(gè)傳感器。 3.5緩沖氣囊氣囊一般由防裂性能好的聚酞胺

27、織物制成，它是一種半硬的泡沫塑料，能承受較大的壓力；經(jīng)過(guò)硫化處理，可減少氣囊沖氣膨脹時(shí)的慣性力；為使氣體密封，氣囊里面涂有涂層材料。氣囊的大小、形狀、漏氣性能是確定安全氣囊保護(hù)效果的重要因素，必須根據(jù)不同汽車的實(shí)際情況來(lái)確定。 目前，安全氣囊系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員正在根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理開(kāi)發(fā)智能型氣囊系統(tǒng)。它主要是利用神經(jīng)末梢（即各種傳感器）將各自探索到的周圍環(huán)境的各種信息傳輸給中樞神經(jīng)（即電腦或微機(jī)），并能將碰撞事故的碰撞類型，碰撞事故嚴(yán)重程度以及碰撞時(shí)的車速等信息一起傳遞給電腦，由電腦對(duì)這些信息進(jìn)行加工處理分析，做出相應(yīng)反應(yīng)，并執(zhí)行與這些信息相對(duì)應(yīng)的、正確的氣囊保護(hù)程序，即所謂的智能式控制系統(tǒng)。 智能式

28、控制系統(tǒng)一般由兩部分組成，軟件部分和硬件部分。硬件部分主要由車載部分的電子控制單元（包括單片機(jī)、傳感器、點(diǎn)火電路等）和地面部分（包括串行通訊電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等）；軟件部分主要由單、片機(jī)部分和微機(jī)部分組成?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖2所示。氣囊傷人、保護(hù)效果不佳或者浪費(fèi)等狀況。 3.6乘員探測(cè)系統(tǒng)的選擇 針對(duì)氣囊未能對(duì)不同的乘員做出相應(yīng)的保護(hù)，我們可在乘員座位上安裝一個(gè)乘員探測(cè)系統(tǒng)，對(duì)車座上是否有人，乘員的體型大小，以及就座時(shí)偏離正中情況進(jìn)行探測(cè)。相當(dāng)于專門安裝一個(gè)傳感器，探測(cè)的乘員乘坐信息，并傳遞給中央電腦控制中心。如果發(fā)生碰撞的話，控制中心在對(duì)各種傳感器傳過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行判斷的同時(shí)綜合考慮乘員探測(cè)系統(tǒng)探

29、測(cè)所得的乘員乘坐信息。這樣的話，安全氣囊系統(tǒng)就可以針對(duì)駕駛員和乘員的乘坐情況適時(shí)適量展開(kāi)氣囊，完全避免 理想的安全氣囊是可以針對(duì)各種不同的特殊情況對(duì)汽車的使用者進(jìn)行保護(hù)。安全氣囊應(yīng)盡可能多地收集和利用有關(guān)乘員形體位置信息及撞車類型和撞車速度的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)碰撞中乘員和車的有關(guān)信息進(jìn)行識(shí)別判斷，調(diào)整安全約束系統(tǒng)參數(shù)，使人體獲得最佳保護(hù)。要實(shí)現(xiàn)這一理想，以我們目前的研究來(lái)說(shuō)可能還有很長(zhǎng)的一段差距，但我們可以逐步完成。以上的探討思考也只是向理想邁進(jìn)的一個(gè)步伐而已，相信今后隨著科學(xué)技術(shù)研究的發(fā)展，我們的汽車安全措施會(huì)更加的完善。 3.7氣體發(fā)生器的多元化發(fā)展 對(duì)于氣體發(fā)生器，不僅要求其工作可靠，

30、性能穩(wěn)定，耐久性好，符合環(huán)保要求，而且要求盡量減輕其質(zhì)量和降低成本。尤其針對(duì)安全氣囊氣體傷人的情況，更是要求對(duì)氣體發(fā)生器加以改進(jìn)。目前汽車上的氣囊系統(tǒng)大量采用以疊氮化物作為氣體發(fā)生物質(zhì)的推進(jìn)劑型氣體發(fā)生器。其它類型的氣體發(fā)生器，包括混合氣體型氣體發(fā)生器、液體（液態(tài)氣）型氣體發(fā)生器、壓縮空氣蓄能型氣體發(fā)生器和硝化纖維型氣體發(fā)生器等也在積極研制。如摩爾頓公司生產(chǎn)的一種低密度、無(wú)毒的氣體型氣體發(fā)生器，與現(xiàn)用的相比具有體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)；布雷德公司開(kāi)發(fā)的一種新型無(wú)鈉疊氮化物氣體發(fā)生器，耗用量不到鈉疊氮化物發(fā)氣劑的40%，而能產(chǎn)生等量的氣體，從而使其體積減小，質(zhì)量減輕。 4汽車安全氣囊的發(fā)展趨勢(shì)隨著科

31、技的發(fā)展和人們對(duì)汽車安全重視程度的提高，汽車安全技術(shù)中的安全氣囊技術(shù)近年來(lái)也發(fā)展得很快，智能化、多安全氣囊是今后整體安全氣囊系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。新的技術(shù)可以更好地識(shí)別乘客類型，采取不同的保護(hù)措施。系統(tǒng)采用重量、紅外、超聲波等傳感器來(lái)判斷乘客與儀表板遠(yuǎn)近、重量、身高等因素，進(jìn)而在碰撞時(shí)判斷是否點(diǎn)爆氣囊、采用1級(jí)點(diǎn)火還是多級(jí)點(diǎn)火、點(diǎn)爆力有多大，并與安全帶形成總體控制。通過(guò)傳感器，氣囊系統(tǒng)還可以判斷出車輛當(dāng)前經(jīng)歷的碰撞形式，是正面碰撞還是角度碰撞，側(cè)面碰撞還是整車的翻滾運(yùn)動(dòng)，以便驅(qū)動(dòng)車身不同位置的氣囊，形成對(duì)乘客的最佳保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用也是安全氣囊系統(tǒng)的發(fā)展方向。在汽車網(wǎng)絡(luò)中，有一種應(yīng)用面比較窄，但是非常重要的網(wǎng)絡(luò)即Safe-By-Wire。 Safe-By-Wire是專門用于汽車安全氣囊系統(tǒng)的總線，Safe-By-Wire技術(shù)旨在通過(guò)綜合運(yùn)用多個(gè)傳感器和控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)安全氣囊系統(tǒng)的細(xì)微控制。Safe-By-Wire Plus總線標(biāo)準(zhǔn)是由汽車電子供應(yīng)商和部件供應(yīng)商如飛利浦、德?tīng)柛５裙咎岢?。與整車系統(tǒng)常用的CAN、FlexRay等總線相比，Safe-By-Wire的優(yōu)勢(shì)在