安全气囊系统

发展历史

1953年8月18日，取得美国辅助乘员保护系统（Supplementary Restraint System）专利。

1971年福特将安全气囊装在一批实验车上，1974年通用汽车率先在市售车装上驾驶座安全气囊，之后在前乘客座也装上安全气囊。

1980年12月，宾士汽车S系列成为第一辆在欧洲正式销售配有气囊的汽车。

1988年克莱斯勒开始将旗下所有车款都装上安全气囊，并大作电视广告示範安全气囊的效用，才真正开启汽车界安全配备的竞争

1984年，美国高速公路安全管理局制订《联邦汽车安全标準》（Federal Motor Vehicle Safety Standard；FMVSS）第208条中，增加安装气囊的要求。

1995年，正式经由美国国会通过法案，提供明确的法则及指导方向，要求1995年起新车的标準配备需要有双气囊。1997年起，货车亦比照办理。

工作原理

当撞击感知器检测到撞击时，相关控制系统会判断撞车程度决定是否触发充气装置，通常由汽油或炸药等气体发生剂配合点火装置组成充气模组。为了废弃处理上的安全，通常只高温引爆气囊。由于撞击过程时间非常短，一般气囊由触发至完成充气过程约25－35毫秒。充气时间过长便会失去其效用。

系统组成

安全气囊模组

安全气囊模组由接收从碰撞感测器传来的信号、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）接收从碰撞感测器传来的电信号，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）：採用特殊的化学物质（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

安全气囊模组装在气囊盖及支撑环中，且成为一体装在车内。支撑环一般採用钢板材料製造，具有支撑充气装置、气囊和坚固车体的作用。

碰撞感测器系统

（1）约束装置控制模组（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感测器及周边感测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，一般安装在仪錶板下侧等车辆的中心附近。

（2）边缘感测器（Satellite Sensor）以快速进行动作判断为目的，在离碰撞部位较近处设定了边缘感测器。一般种类有：电子式加速度感测器、电气机械式感测器、电子式压力感测器等。

1. 侧翻感测器:侧翻感测器为判定侧翻时是否使用帘式气囊而检测侧翻的感测器。

线束系统

安全气囊系统的线束及连线器的特徵：

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

（2）防止连线器半啮合

（3）短路桿在动作信号迴路上的充气器侧的连线器安装有在分离状态时可使两个线路短路的短路桿。

类型分类

前方气囊

驾驶席用正面安全气囊：安全气囊模组安装在方向盘中央位置，气囊具有45-60L的容积，作用在于缓解正面碰撞时驾驶者与方向盘的二次碰撞。

副驾驶席用正面安全气囊：该气囊模组放置在仪錶板内，正面碰撞时展开，覆盖仪錶板，气囊具有70-200L容积，作用在于缓解正面碰撞时副驾驶席乘员与仪錶板及前风挡玻璃框的二次碰撞。

侧面安全气囊

侧面安全气囊模组安装在坐席靠背侧面或车门护板内，具有8-16L容积，作用在于缓解侧面碰撞时乘员与车门护板、侧窗框及车室外的碰撞物的二次碰撞。一般有两种形式：一种是只保护乘员胸部，另一种是胸部和头部都保护。

帘式安全气囊

安全气囊模组安装在顶棚内衬的外侧边沿内，充气机构在其前端、后端或中间部，具有15-40L的容积，作用在于缓解侧面碰撞时乘员与侧窗框及车室外的碰撞物的二次碰撞。根据乘员的保护範围，可分为仅保护前席、保护前席及后席、保护前席、后席及第三排3种类型。

膝部安全气囊

安全气囊模组安装在仪錶板下部，气囊容积为10L左右，作用在于缓解正面碰撞时前席乘员的下肢与转向柱下部及仪錶板下部的二次碰撞。

智慧型安全气囊

增设都卜勒车速感测器（Doppler Speed Sensor）,监测汽车与障碍物的相对速度。加装红外乘员感测器（Infrared Sensor）,检测乘员的有无与身材大小。安全带加装收紧装置，气囊起爆前先收紧安全带缓解冲撞损失，碰撞后自动解除收紧力。车速低于16Km/h时，只收紧安全带不引爆气囊。

扩张ACM的控制範围，增加逻辑运算功能，运筹不同车速和加速度下的最佳控制模式，根据乘员红外信号决定适当的充气压力和膨胀信号。

性能

1、感测器的性能：考虑适当配置可兼顾展开条件和不展开条件的 RCM及边缘感测器或在碰撞判断方法上下工夫，以确保碰撞识别性能。

2、能量吸收性能：安全气囊与车身碰撞缓解、安全带及其他内饰件能量吸收性能匹配，碰撞发生时，降低乘员伤害。

3、降低损害性：採取黏贴警告标誌、用户启蒙教育及降低安全气囊弹出力等措施，避免由于安全气囊的展开而发生的事故。

安全装置设计/故障诊断功能

为防止安全气囊系统发生故障，在发生事故时不弹出或在正常行驶时弹出，设计时应充分考虑一下各点：

1、 故障安全装置设计：除主微处理器外，还设定动作监视微处理器，将重要部分的设计做到万无一失。

2、备份电源：发生事故时，蓄电池电源无法供电时，装备辅助电源（通常为电容器）防止安全气囊系统失效。

3、故障诊断功能：判断线束的断线、短路，各感测器的动作状态及系统整体有无故障，以警示灯等形式提醒用户进行检测修理。

报废/循环再利用

安全气囊的充气装置内装有推进剂或类似火药的材料，装有这些材料的汽车在报废时，必须採取措施，以免发生事故。为提高循环再利用的作业效率，在汽车上安装有打开安全气囊的处理端子通用标準。