Домой Без рубрики Система передней надувной подушки безопасности

Система передней надувной подушки безопасности

426
0

Функции

Передние надувные подушки безопасности служат для защиты водителя и переднего пассажира от ранений в области головы и грудной клетки во время наезда автомобиля на неподвижное препятствие со скоростью до 60 км/ч. Во время лобового столкновения двух транспортных средств передние надувные подушки безопасности должны обеспечивать защиту при относительных скоростях до 100 км/ч. Натяжное устройство ремней безопасности одно не может предотвратить удара головы о рулевое колесо при тяжелом столкновении — для этого и были созданы надувные подушки безопасности, различающиеся по месту установки, типу автомобиля и в зависимости от характеристик деформации конструкции, а также имеющие разную емкость наполнения и последовательность образования давления, рассчитанные на специфические условия эксплуатации транспортных средств. Кстати, видеорегистратор Incar также является полезной вещью, о которой обязательно стоит узнать больше!

На некоторых типах автомобилей передние надувные подушки безопасности устанавливаются вместе с надувными подушками для защиты коленей.

ПРИНЦИП действия

Во время столкновения пиротехнический газогенератор надувает подушку безопасности экстренным взрывным процессом, обеспечивая полное наполнение до контакта с водителем или пассажиром автомобиля. Затем надувная подушка безопасности реагирует на контакт с водителем (передним пассажиром) частичным уменьшением давления срабатывания, рассчитанного в соответствии с физиологически приемлемым давлением и тормозящими силами, действующими на пользователя автомобиля. В результате такой концепции предупреждаются или, по крайней мере, значительно уменьшаются вероятность и тяжесть ранений головы и грудной клетки.

Максимально допустимым передним перемещением водителя (переднего пассажира) перед полным наполнением надувной подушки безопасности является значение, приблизительно составляющее около 12 см, прежде чем наступит соответствующий период, приблизительно равный 10 + 30 = 40 мс после начального столкновения (со скорости 50 км/ч с твердым препятствием). 10 мс требуется для электронного зажигания пиротехнического заряда и 30 мс занимает наполнение надувной подушки безопасности. Во время столкновения на скорости 50 км/ч полное наполнение надувной подушки безопасности составляет приблизительно 40 мс и еще 80…100 мс требуется для уменьшения давления через выпускные отверстия. Полный процесс, таким образом, занимает немногим более десятойдолисекунды, что соответствует времени моргания веком глаза.

Определение столкновения Оптимальная защита водителя (переднего пассажира) при лобовом, смещенном под некоторым углом столкновении ИЛИ наезде на мачту уличного освещения достигается посредством точно скоординированной взаимосвязи между передними надувными подушками безопасности с пиротехническим электровоспламенением и натяжными устройствами ремней безопасности. Для того чтобы оптимизировать эффект обоих защитных устройств, они должны приводиться в действие с максимальной чувствительностью ко времени срабатывания, обеспечиваемой общим блоком ECU (запускающее устройство), установленным в салоне. Вычисления блоком ECU о последующем замедлении основываются на данных от одного или двух электронных датчиков ускорения, которые используются при контролировании сил торможения, сопровождающих столкновение. Также должно быть проанализировано само столкновение. Удары молотком при ремонте автомобиля в мастерской, легкие толчки и удары по кузову, движение через бордюры или выбоины на проезжей части надувную подушку безопасности приводить в действие не должны. Чтобы этого не случилось, посредством алгоритмов цифрового анализа производится обработка сигналов датчиков ускорения, чья чувствительность предварительно оптимизировалась моделированием различных ударных воздействий. 8 зависимости от типа удара (столкновения), первое пороговое значение времени, требуемого на обработку данных, достигает значений 5…60 мс. Каждое транспортное средство обладает своими характеристиками ускорения, которые зависят, в частности, от оборудования автомобиля и деформационных характеристик кузова. С помощью характеристик ускорения определяются установочные параметры, которые необходимы для определения чувствительности датчиков в алгоритмах анализа (вычислительный процесс) и, в конечном итоге, для срабатывания надувной подушки безопасности и натяжного устройства ремня безопасности, В соответствии с концепцией каждого конкретного производителя автомобилей, параметры срабатывания надувной подушки безопасности могут быть заложены в блок ECU в конце линии сборки автомобилей («программирование EoL»).

Для того чтобы передние надувные подушки безопасности, при их срабатывании, не наносили ранений пользователям, в том числе маленьким детям, размещаемым в детских сиденьях Reboard, и не допускали смертельных исходов, предприняты меры по их улучшению:

  1. Применяются переключатели, с помощью которых водитель (пассажир) может отключить функцию срабатывания надувной подушки безопасности. Состояние готовности срабатывания надувной подушки безопасности отображается специальными лампами.
  2. В США, где случилось приблизительно 130 смертельных исходов, вызванных срабатыванием надувной подушки безопасности, созданы конструкции подушек, у которых мощность пиротехнического газогенератора уменьшена на 20…30®/, что уменьшает скорость нагнетания, тяжесть последствий наполнения и риск получения ранения. При тяжелых лобовых столкновениях применение таких подушек может быть эффективным только при одновременном использовании ремней безопасности.
  3. Применяются интеллектуальные системы надувных подушек безопасности с улучшенными функциями и вариантами управления процессом наполнения подушки. К функциональным улучшениям относятся:

определение тяжести наезда путем улучшения алгоритма срабатывания или использованием одного или двух датчиков ускорения, установленных в передней части автомобиля в зоне деформации (например, на фальш-решетке радиатора); датчики обеспечивают раннее обнаружение таких столкновений, которые трудно определить при расположении датчиков в салоне, например, при столкновениях типа ODB (смещенные столкновения с деформируемыми или неупругими ограждениями, наезды на мачты уличного освещения или столкновения, связанные с въездом под другой автомобиль); с помощью этих датчиков также можно определить энергию столкновения; ^ определение использования ремней безопасности;

определение наличия, положения и массы водителя (пассажира); определение положения сиденья и наклона спинки;

введение до десяти и более различных порогов срабатывания (например, варианты с двумя стадиями действия надувной подушки безопасности и применением ремня безопасности: стадия 1 и стадия 2; стадия 1 для водителя без использования ремня безопасности; стадия 2 для водителя без использования ремня безопасности; стадия 1 для водителя с использованием ремня безопасности; стадия 2 для водителя с использованием ремня безопасности; стадия 1 для пассажира без использования ремня безопасности; стадия 2 для пассажира без использования ремня безопасности; стадия 1 для пассажира с использованием ремня безопасности; стадия 2 для пассажира с использованием ремня безопасности; стадия 1 и стадия 2 при наезде сзади); использование надувных подушек безопасности с двухступенчатым циклом газогенератора или с одноступенчатым газогенератором и пиротехнически активированным газогенераторным клапаном; использование натяжных устройств ремней безопасности с различными лимитируемыми усилиями натяжения в зависимости от массы водителя (пассажира); подключение системы защиты водителя (пассажира) к шине бортового контроллера связи (CAN) для обмена данными (информация диагностики, включение сигнальной лампы и т.п.) и согласованного использования датчиков данных других систем (регулирование скорости движения, приведение в действие тормозов, подсоединение ремней безопасности и закрытие дверей).

Наружный сигнал о столкновении используется для срочного вызова помощи после возникновения аварии и для приведения в действие вспомогательных систем безопасности (включение системы предупреждения об опасности, открытие центральной системы блокировки дверей, отключение топливного насоса и т.п.).

Поэтому многие змобили начинают оснащаться бо- ыми надувными подушками безо- ности в дополнение к ремням без- сности с натяжными устройствами эредним надувным подушкам безо- ности. Боковые надувные подушки (опасности, защищающие голову и >хнюю часть туловища, начинают юлняться от боковой стороны кры- салона (например, нагнетаемые /бчатые системы, оконные подушки, полняемые занавески) и от двери и спинок сидений (подушки защиты /дной клетки).

Из-за недостатка зоны сжатия и мини- ального расстояния между пассажирами кузовом автомобиля обеспечить свое- ременное наполнение боковых надувных одушек безопасности не просто. Поэтому (ри тяжелых столкновениях время, несводимое для приведения в действие боковой надувной подушки безопасности, должно составлять порядка 3…5 мс, а зремя, необходимое для заполнения 12- питроаой подушки, защищающей грудную клетку, не должно превышать 10 мс.

Для удовлетворения вышеуказанных требований фирмой Bosch предложу вариант с использованием блока ECU приборного щитка, который обрабатщ вает входные сигналы датчиков поперечного ускорения, установленных а определенных точках кузова. На основании этих сигналов надуваются боковые и передние подушки безопасное^ а также срабатывают натяжные устройства ремней безопасности.

Компоненты Датчики ускорения Датчики ускорения, подающие сигналы непосредственно на блок ECU (соединенный с натяжным устройством ремня безопасности, передней надувной подушкой безопасности), устанавливаются в определенных точках на левой и правой сторонах кузова (боковые надувные подушки безопасности) или в зоне деформации передней части автомобиля (передние надувные подушки безопасности). Точность показаний этих датчиков является решающим фактором сохранения жизни людей. Обычно датчики ускорения представляют собой поверхностно-микромеханические сенсоры с очень низкой рабочей емкостью (= 1 пФ), что вызывает необходимость размещать оценочную электронику в корпусе датчика, с тем чтобы избежать влияния паразитной емкости и других помех.

Объединенные блоки ECU для натяжных устройств ремней безопасности и передних/боковых надувных подушек безопасности центральный блок ECU, называемый также устройством запуска, включает следующие функции (текущее состояние): определение столкновения посредством датчика ускорения и переключателя безопасности или двух датчиков ускорения без переключателя безопасности (резервная, полностью электронная индикация);

быстрое приведение в действие передних надувных подушек безопасности и натяжных устройств ремней безопасности в ответ на различные виды столкновений в продольном направлении автомобиля (например, лобовое, под некоторым углом, смещенное, наезд на мачту, наезд сзади). В этом случае ускорение регистрируется датчиком, расположенным в центральной части салона и оценивается алгоритмом запуска; для приведения в действие боковых надувных подушек безопасности блок ECU принимает сигналы центрального датчика поперечного ускорения и двух или четырех периферийных датчиков ускорения (PAS). Они прикрепляются к поперечному элементу сиденья, стойкам В или стойкам В и С. Датчики PAS передают команду запуска на центральный блок ECU через цифровой интерфейс. Центральный блок ECU приводит в действие боковые надувные подушки безопасности при условии, если внутренний датчик поперечного ускорения подтверждает боковое столкновение посредством контроля достоверности данных; преобразователь напряжения и аккумулятор энергии в случае подачи литания от аккумуляторной батареи должны отключаться;

выборочное приведение в действие натяжных устройств ремней безопасности в соответствии с контролируемым положением пряжки ремня; воспламенение имеет место только при застегнутой пряжке; установка до десяти и более пороговых значений приведения в действие натяжных устройств ремней безопасности и передних надувных подушек безопасности с Двумя стадиями действия в зависимости

адаптация к различным характеристикам автомобиля (поглощение энергии и вибрационное поведение конструкции автомобиля);

определение внутренних и внешних функций и компонентов системы; хранение типов и продолжительности отказов с помощью регистрирующего устройства повреждений; вывод данных посредством диагностического или САЫ-шинного интерфейса; включение сигнальной лампы.

Газогенераторы

Пиротехнический твердотопливный заряд газогенератора для образования газа, наполняющего надувные подушки безопасности и приводящего в действие натяжные устройства ремней безопасности, активируется за счет электрического зажигания. Газогенератор наполняет надувную подушку безопасности, главным образом, азотом. Надувная подушка водителя (объемом при раскрытии 35…67 л), встроенная в углублении рулевого колеса, или надувная подушка пассажира (70… 150 л), установленная є вещевом ящике, наполняются приблизительна за 30 мс после воспламенения

Воспламенение от переменного тока Для того чтобы предотвратить неумышленное активирование заряда газогене ратора через контакт между элемента зажигания и напряжением питания (на пример, при нарушенной изоляции электропроводке), воспламенение с переменного тока включает зажигані> импульсами переменного тока частоте приблизительно 80 кГц. Конденсате свечи запального элемента, включенні в цепь зажигания, изолирует элемент з жигания от постоянного тока. Такая из ляция от системы подачи питания пред преждает неумышленное срабатывак уже после аварии, когда надувная г душка безопасности должна оставаті в нерабочем положении, в то время пе водитель и пассажиры выбираются деформированного салона во вр< аварийно-спасательных работ; в та обстановке может возникнуть необхо мость в аварийном перерезании каб зажигания (провода «+» постоянного ка) в электропроводке рулевой коло’