淺談智能型氣囊的發(fā)展

1、淺談智能型安全氣囊的發(fā)展 高速運行的汽車在遭遇車禍時，絕大部分情況是車與車發(fā)生碰撞或車與障礙物發(fā)生碰撞，在第一次碰撞發(fā)生后，車輛損壞并迅速改變運行狀態(tài)，單車內(nèi)乘員因慣性仍然保持原來狀態(tài)，并碰撞車身內(nèi)部構件（轉向盤、儀表板、前風窗玻璃等），形成第二次碰撞。這第二次碰撞是造成成員傷亡的主要原因。1953年美國工程師約翰赫綴克發(fā)明了srs（supplemental restraint system）氣囊系統(tǒng)，它的構思就是當汽車高速發(fā)生一次碰撞后二次碰撞前，在乘員和車身構件之間迅速打開一個充滿氣體的氣囊，讓乘員撞在充氣囊上，充氣囊經(jīng)撞擊迫使其上排氣空放氣產(chǎn)生節(jié)流阻尼作用而吸收乘員動能從而避免或減輕了乘

2、員在車禍時的傷害?，F(xiàn)在，車在安全氣囊已經(jīng)廣泛地應用在各種乘車上，輔助安全帶共同保護發(fā)生車禍時車內(nèi)成員的安全。一、 一般型安全氣囊由于氣囊的點爆和展開是針對混合型男性假人（體重78kg）采取正確坐姿，佩帶安全帶在汽車碰撞時的慣性運動狀況來布置和設計的。在乘員身材矮小如婦女和兒童時，因為氣體中和慣性運動狀況的差別，氣囊的保護效果就會有差別。因為一般的氣囊系統(tǒng)不會識別乘員的尺寸、重量、是否力氣囊裝飾板蓋太近而確定強充氣，以免彈傷特殊情況的乘員。以往的處理辦法是在法規(guī)中規(guī)定必須在內(nèi)部轉向盤的周圍或氣囊模塊的蓋子上設置“airbag”的標志，在用戶手冊里說明“極其危險！在前面有氣囊保護的座椅上不許使用面

3、向后方的兒童座椅?！辈⑸鲜鑫淖趾鸵?guī)定的相應圖案警告標簽貼在車身內(nèi)的醒目處?；蛟谲嚿韮?nèi)設置氣囊工作開關，當前排乘坐的是兒童等特殊乘員時，可以關閉氣囊工作開關，以避免氣囊彈傷離位狀態(tài)的兒童。實際上遇到身材矮小的婦女和兒童其坐姿處于離位狀態(tài)，距離轉向盤、儀表板、前風窗玻璃過近時，氣囊仍然在車輛碰撞時正常點爆，這樣就會彈傷甚至彈死這些乘員，而不起保護作用了。這樣就引出了智能型安全氣囊的概念。二、智能型安全氣囊智能型安全氣囊就是在車身內(nèi)部裝上多個傳感器，能夠隨時測出車內(nèi)座椅上有沒有乘員、乘員的重量和尺寸、乘員是否處于離位狀態(tài)，從而判斷在車輛碰撞時用不用打開氣囊、是打開氣囊弱充氣、還是打開氣囊強充氣，從

4、而自動適應不同乘員在不同乘坐狀態(tài)時的保護需要，最大限度的起到保護乘員的作用。以trw公司開發(fā)的智能型氣囊為例，從結構上說，該氣囊除了一般安全氣囊所具有的部件外，他還具有更多的傳感器，如測量乘員體重的重量感測系統(tǒng)就是通過各種位于座椅坐墊或座椅支架上的載荷電池技術來估計乘客的重量。其優(yōu)越性在于當座椅靠背向后傾斜角度很大時，仍然可以通過傳感系統(tǒng)測出乘員的實際重量。乘員的尺寸和位置，是由電容性檢測系統(tǒng)、超聲波檢測系統(tǒng)或紅外線監(jiān)測系統(tǒng)來感測完成的。這些系統(tǒng)稱為智能型的動態(tài)或靜態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。靜態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是監(jiān)控穩(wěn)定狀態(tài)下的條件狀況，如乘員的重量或尺寸。動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)是連續(xù)監(jiān)控一名成員相對安全氣囊模塊的位置。通過

5、他們的檢測來做出決策，判斷安全氣囊是否是根據(jù)乘員的尺寸和位置來確定安全氣囊是否打開及如何打開（點爆哪一級氣體發(fā)生器更合適）的合理性的能力。這些技術往往與座椅重量傳感器/座椅位置傳感器及形狀識別系統(tǒng)（如座椅安全帶的使用情況和碰撞嚴重程度的感測系統(tǒng)）相連接，以提高乘員分類和位置判斷的可靠程度。這些技術具有迅速感測的能力和判斷做出點爆氣囊或抑制氣囊點爆的能力。此外，未佩帶安全帶的乘員比佩帶了安全帶的乘員更容易在不是很嚴重的碰撞中受傷，所以需要在更低劇烈程度的碰撞中就受到氣囊的保護。因此對于一個未佩帶安全帶的乘員來說，安全氣囊應該在更低的閥值處打開。智能型安全氣囊中裝備的氣體發(fā)生器，有動態(tài)和靜態(tài)監(jiān)測系

6、統(tǒng)得到的信息判斷出乘員是否佩帶安全帶、乘員身材和體重大小、座椅移動情況/成員離位情況（靠近安全氣囊模塊的程度），除了要確定是否打開氣囊還是在高閥值/低閥值下打開氣囊以外，還有決定對佩帶安全帶和未佩帶安全帶的乘員，對身材高大的成年乘員及身材暗笑的女性乘員和兒童乘員，對采取正確坐姿的乘員和未采取正確坐姿的“離位乘員”等信息來確定向對應的安全氣囊采取不同的充氣級別。這一功能的執(zhí)行機構就是多級氣體發(fā)生器。它是由兩極單獨的電雷管和相應的裝藥組成，可以視作兩個單獨的氣體發(fā)生器，他們的充氣強度（充氣量）是不相同的，視汽車碰撞的嚴重程度和乘員身體參數(shù)以及坐姿和安全帶等的使用情況不同，有傳感器將感應到的信號輸送

7、到電子控制單元（ecu），電子控制單元通過原先設計的計算程序進行運算，確定是否應該點爆氣體發(fā)生器。如需要點爆氣體發(fā)生器時則判定是點爆強充氣檔，還是點爆弱充氣檔，通常碰撞強度越是激烈，乘員的體重越重，其囊的充氣強度要求越高，此時設置兩極氣體發(fā)生器同時向氣囊充氣。在乘員體重較輕、碰撞情況較弱時，除了點爆其中單級氣體發(fā)生器外，還可以改變點爆第一級氣體發(fā)生器的起始時間和第二級氣體發(fā)生器的間隔時間來改變氣囊不同的充氣強度，以適應不同類型乘員裝到氣囊上時得到更好保護效果的對應充氣程度。使氣囊的充氣時間和充氣強度與乘員相應的靜態(tài)和動態(tài)狀況相適應，已取得更佳的保護效果。trw公司還發(fā)明了充氣安全帶織帶，發(fā)生碰撞時，在安全帶預緊裝置起作用后，使包裹在乘員身上的織帶迅速充氣變粗，以避免過大的抽緊力對乘員的頸、胸引起傷害。1953年美國機械工程師約翰赫綴克發(fā)明了充氣安全氣囊，在20世紀80年代得到發(fā)展、在90年代得到推廣，曾在車禍中挽救了千千萬萬的性命。在未來的510年中，車載安