1、汽车电子控制技术 课程教案营口职业技术学院教案（2009 2010学年第2学期）教学单位： 机电工程系 课程名称： 汽车电子控制技术 任课班级： 07汽车检测与维修 任课教师： 徐 罕 汽车电子控制技术 课程教案授课题目第十四章 防抱死制动系统教学目的教学要求通过安全气囊系统的功用、种类、组成及基本工作原理、安全气囊系统中传感器、电控单元等系统部件的结构与原理、装备安全带收紧器的安全气囊系统的基本组成及工作原理、安全气囊的使用与处置方法的学习、使学生掌握安全气囊故障诊断的方法，学会使用故障诊断仪同时了解故障代码的清除方法教学重点教学难点安全气囊系统的组成与原理安全气囊的使用与处置、安全气囊系统
2、的故障诊断教学方法教学手段方法：启发式教学法、案例教学法手段：常规教学、多媒体教学、网络教学课堂教学时间分配教学内容时间分配（学时）第一节 安全气囊系统的组成与原理1第二节 安全气囊系统部件的结构与原理1第三节 装备安全带收紧器的安全气囊系统2第四节 安全气囊的使用与处置1第五节 安全气囊系统的故障诊断1课堂教学设 计理论联系实际的教学方法，进行一定时间的理论学习，之后进行实际零部件的拆装及观摩机械的运行过程。作 业实践教学备 注教学后记第一节 安全气囊系统的组成与原理1、安全气囊系统的功用安全气囊系统（SRS）是座椅安全带的辅助装置，只有在使用安全带的条件下能充分发挥保护驾驶员与乘员的作用。
3、据有关资料统计，安全带对驾驶员与乘员的保护程度占70%，安全气囊的保护程度为20%以上。为此，汽车装备了座椅安全带和安全气囊等被动保护装置，以尽量减轻碰撞对人体的伤害。2、安全气囊系统的种类（1）按传感器的类型分类机械式安全气囊系统电子式安全气囊系统（2）按碰撞类型分类正面防撞安全气囊 侧面防撞安全气囊 顶部防撞安全气囊3、安全气囊系统的组成尽管各款汽车的安全气囊在控制部件的结构、数量和安装位置各有不同，但其基本组成大致相同，主要由传感器、安全气囊组件、安全气囊系统指示灯和SRS ECU四部分组成。安全气囊系统的基本构成如图9-1所示。图9-1 安全气囊系统的构成4、安全气囊系统的基本工作原理
4、当汽车在行驶过程中遭受正面撞击或侧面撞击时，安全气囊的工作原理完全相同，如图9-2所示。图9-2 安全气囊系统工作原理5、安全气囊系统的动作过程汽车以车速50km/h与前面障碍物碰撞，安全气囊系统的动作过程如图9-3所示。 a） b） c） d）图9-3 安全气囊系统的动作过程a）尚未引爆 b）气囊充满 c）能量吸收 d）气体溢出6、安全气囊系统的有效范围汽车安全气囊系统并非在所有碰撞情况下都能起作用。正面安全气囊只有在汽车正前方或斜前方30角范围内发生碰撞，且纵向减速度达到设定值时系统才能工作。如图9-4所示在下列条件之一的情况下，安全气囊不会动作。（1）汽车遭受侧面碰撞超过斜前方30角时；
5、（2）汽车遭受横向碰撞时；（3）汽车遭受后方碰撞时；（4）汽车发生绕纵向轴线侧翻时；（5）纵向减速度未达设定值时；（6）汽车正常行驶、正常制动或在路面不平的道路条件下行驶时。图9-4 正面碰撞时安全气囊的有效范围第二节 安全气囊系统部件的结构与原理1、碰撞传感器碰撞传感器按结构可分为机械型碰撞传感器、汞开关型碰撞传感器和半导体型碰撞传感器三种。（1）机械型碰撞传感器 分为偏心锤型、滚球型、滚轴型式三种。偏心锤型碰撞传感器滚球型碰撞传感器滚轴型碰撞传感器（2）汞开关型碰撞传感器汞开关型碰撞传感器是利用汞导电良好的特性来控制气囊点火器电路接通或切断，一般用作防护传感器。结构如图9-8所示。图9-8
6、汞开关型碰撞传感器（3）半导体型碰撞传感器半导体型碰撞传感器由电阻应变片和集成电路组成。2、电子控制单元（ECU）SRS ECU是安全气囊系统的核心部件，其内部结构如图9-9所示，主要由专用中央处理单元CPU、备用电源电路、稳压电路、信号处理电路、保护电路、点火电路和监测电路等组成。图9-9 SRS CPU 的内部结构1-能量储存装置（电容器） 2-碰撞防护传感器总成 3-传感器触点 4-传感器滚轴 5-四端子连接器 6-专用CPU 7-SRS CPU连接器3、备用电源SRS有两个电源，一个是汽车电源（蓄电池和交流发电机）；另一个是备用电源（BACK-UP POWER）。4、故障指示灯故障指示
7、灯又称为SRS警示灯，安装在驾驶室仪表盘面膜下面，并在面膜表面相应位置制作有气囊动作图形或“SRS”、“AIG BAG”等字样表示。5、安全气囊组件SRS气囊组件按功能分为正面SRS气囊组件和侧面SRS气囊组件两大类。按安装位置分为驾驶席、前排乘员席（副驾驶席）、后排乘员席气囊组件和侧面气囊组件四种。气囊组件有气囊、点火器和气体发生器等组成。驾驶席与乘员席气囊组件一般都用同一个SRS ECU控制，其组成部件和工作原理基本相同，但具体结构有所不同。气体发生器气体发生器的结构如图9-10所示，由上盖1、下盖3、充气剂4和金属滤网6组成，其功用是在点火器引爆点火时，产生气体向气囊充气，使气囊膨开。图
8、9-10 气体发生器1-上盖 2-充气孔 3-下盖 4-充气剂 5-点火器药筒 6-金属滤网 7-电热丝 8-引爆炸药点火器气囊点火器外包铝箔，安装在气体发生器内部中央位置，其结构如图9-11所示，主要由引爆炸药1、药筒2、引药3、电热丝4、电极10和引出导线7等组成。图9-11 点火器结构1-引爆炸药 2-药筒 3-引药 4-电热丝 5-陶瓷片 6-永久磁铁 7-引出导线 8-绝缘套管 9-绝缘垫片 10-电极 11-电热头 12-药托气囊气囊是用聚酰胺织物（如尼龙）制成，内部涂有聚氯丁二烯，用以密封气体。气囊安放在气体发生器上部与气囊饰盖之间。气囊开口一侧固定在气囊安装支架上，先用金属垫圈
9、和支架座圈夹紧，然后用铆钉铆接。除此之外，固定气体发生器的专用螺栓也穿过金属垫圈和支架座圈将气囊与气体发生器固定在一起，以便承受气体压力的冲击。气囊饰盖表面膜压有撕印，以便气囊充气时撕裂饰盖，减小冲出饰盖的阻力。6、线束与保险机构（1）防止SRS误爆机构安全气囊采用的各种特殊连接器如图9-12所示，从SRS ECU至SRS气囊点火器之间的连接器2、5、8均采用了防止误爆机构。图9-12 安全气囊采用的各种特殊连接器1、2、3-ECU连接器 4-SRS电源连接器 5-中间线束连接器 6-螺旋线束 7-右碰撞传感器连接器 8-安全气囊组件连接器 9-左碰撞传感器连接器 10-点火器（2）电路连接诊
10、断机构电路连接诊断机构用于检测连接器插头与插座是否可靠连接。前碰撞传感器连接器及其与SRS ECU连接的连接器采用了电路连接诊断机构，其结构如图9-14所示。 a） b）图9-14 电路连接诊断机构结构原理（3）连接器双重锁定机构安全气囊系统在线束的重要连接部位，连接器采用了双重锁定机构。连接器双重锁定机构的用于锁定连接器，防止连接器脱开。连接器双重锁定机构如图9-15所示。 a） b） c）图9-15 连接器双重锁定机构a）主锁打开，副所被挡住 b）主锁锁定，副锁可以锁定 c）双重锁定（4）接线端子双重锁定机构在安全气囊系统的每一个连接器中，接线端子都设有双重锁定机构，用于防止接线端子产生滑
11、动。（5）螺旋线束目前，安全气囊系统的所有线束都套装在黄色波纹管内，并与车颈线束总成连成一体，以便于区别。图9-16 端子双重锁定机构 图9-17螺旋弹簧与螺旋线束的结构a）插头 b）插座 1、3-线束连接器 2-螺旋弹簧 4-弹簧壳体 5-搭铁连接器第三节 装备安全带收紧器的安全气囊系统汽车安全气囊属于一次性使用设备，而且造价较高。为了保护驾驶员和乘员安全，降低耗费，部分中高档轿车装备了带安全带收紧器的安全气囊。1、基本组成安全带控制系统的组成与安全气囊相似，由碰撞防护传感器、中心碰撞传感器、前碰撞传感器、电控单元ECU和安全带收紧器组成，其中安全带收紧器为执行器。安全带控制系统仅在安全气囊
12、系统的基础上，增设了防护传感器和左、右座椅安全带收紧器。中心碰撞传感器、前碰撞传感器和SRS ECU均为公用部件。2、工作原理安全带控制系统和安全气囊控制系统组成的辅助防护系统控制电路如图9-18所示。前左、右碰撞传感器与设置在SRS ECU内部的中心传感器互相并联，驾驶室气囊（点火器）与乘员席气囊（点火器）并联，左、右安全带收紧器（点火器）并联。在SRS ECU中，设有两只相互并联的防护传感器，其中一只控制收紧器点火器电源，另一只控制气囊点火器电源。第四节 安全气囊的使用与处置1、安全气囊的使用（1）安全气囊必须和安全带配合使用 （2）注意日常检查 （3）及时排除安全气囊的故障 （4）避免高
13、温 （5）避免意外磕碰和振动 （6）不要擅自改变安全气囊系统及其周边布置 （7）乘坐装备常规安全气囊的乘员应尽量坐后排 （8）严格按规范保管安全气囊系统元器件2、安全气囊系统的处置在报废整车或报废SRS组件时应在报废之前先将安全气囊引爆。具体操作方法如下：（1）拆下蓄电池负极电缆；（2）拔下SRS组件与螺旋线束之间的连接器；（3）剪断SRS组件线束，使连接器与线束分离；（4）连接引爆器接线夹与SRS组件引线；（5）现将引爆器放置距SRS组件10m以外的地方，然后再将电源夹与蓄电池连接；（6）查看引爆器上的红灯指示灯是否发亮，当红色指示灯发亮后才能引爆；（7）按下引爆开关引爆SRS。待绿色指示灯
14、发亮之后，将引爆好的SRS装入塑料袋内再做废物处理。图9-19 安全气囊的车下引爆1-固定车轮的绳子 2-未拆轮辋的轮胎 3-拆掉轮辋的轮胎4、8-蓄电池 5-安全气囊组件 6-引爆器 7-引爆开关第五节 安全气囊系统的故障诊断1、读取安全气囊系统故障代码（1）读取故障码检查SRS指示灯。接通点火开关等待20s以上时间；用跨接线将诊断插座上的TC、E1两个端子跨接；根据仪表盘上SRS指示灯闪烁规律读取故障代码。丰田车系SRS的故障代码均为两位数字，故障代码的含义如表9-1所示。丰田车系安全气囊系统SRS故障代码的含义 表9-1故障代码代码含义故障部位指示灯状态正常安全气囊系统SRS正常-OFF
15、安全气囊系统SRS电源电压过低1、蓄电池2、SRS ECUON111、SRS气囊点火器线路搭铁2、前碰撞传感器线路搭铁1、SRS气囊组件2、螺旋线束3、前碰撞传感器4、SRS ECUON121、SRS气囊点火器引线与电源线搭接2、前碰撞传感器引线与电源线搭接3、前碰撞传感器引线断路4、螺旋线束与电源线搭接 1、SRS气囊组件2、螺旋线束3、传感器线路4、SRS ECUON13SRS气囊点火器线路短路1、SRS气囊点火器2、螺旋线束3、SRS ECUON14SRS气囊点火器线路断路1、SRS气囊点火器2、螺旋线束3、SRS ECUON15前碰撞传感器线路断路1、前碰撞传感器2、SRS ECU3、
16、气囊系统线束ON22SRS指示灯线路断路1、SRS指示灯2、SRS ECU3、气囊系统线束ON311、SRS备用电源失效2、SRS ECU故障SRS ECUON41SRS ECU曾记忆过故障代码SRS ECUON（2）注意事项当点火开关接通后，SRS指示灯一直发亮，读取故障代码时显示代码又正常，说明蓄电池电源电压过低或SRS ECU的备用电源电压过低，SRS ECU设计时未将此故障编写成代码存入存储器。当电源电压恢复正常后约10s，SRS指示灯将熄灭。当SRS指示灯线路断路时，SRS ECU便将故障变成代码22并存入存储器中。当SRS发生故障时，SRS ECU就会将故障编写成11至31之间的代
17、码存入存储器中。如果SRS指示灯显示出11至31以外的代码，说明SRS ECU有故障。当排除故障代码11至31表示的故障并清除故障代码之后，SRS ECU将把代码41存入储存器中，SRS指示灯将一直发亮，直到代码41清除为止。2、清除安全气囊系统故障代码（1）清除代码41以外的故障代码关闭点火开关；拔下熔断器盒内的ECUB熔断器（15A）或拆下蓄电池负极电缆端子10s或更长时间后，代码41以外的故障代码即可被清除；插上ECU-B熔断器或接上蓄电池负极电缆端子。（2）清除代码41以外故障代码的注意事项在清除故障代码后接上蓄电池负极电缆端子时，必须将关闭点火开关。如果点火开关在处于接通状态，会导致
18、诊断系统工作失常。上述方法只能清除代码41以外的故障代码，不能清除代码41。如果利用拆卸蓄电池负极电缆端子来清除故障代码，那么在拆卸之前，应先通知汽车用户将音响和防盗系统的密码记录下来（3）清除代码41丰田车系SRS的代码41必须按照图9-20所示时间间隔和操作方法才能清除，否则就不能清除。具体操作方法和程序如下：取两根跨接线，分别连接诊断插座TC、AB端子，并分别称为TC端子和AB端子跨接线，如图9-20所示；接通点火开关并等待6s以上时间；首先将TC端子跨接线搭铁1.00.5s（图9-20中所示），然后离开搭铁部位，并在TC端子跨接线离开搭铁部位后0.2s内，将AB端子跨接线搭铁1.00.5s（图9-20中所示）在将AB端子离开搭铁部位之前0.2s内，将Tc端子第二次搭铁1.00.5s（图9-20中所示）；在将TC端子第二次离开搭铁部位之前0.2s内，将AB端子第二次搭铁1.00.5s（图9-20中所示）；在将AB端子第二次离开搭铁部位之前0.2s内，将Tc端子第三次搭铁（图9-20中所示）；将Tc端子保持搭铁、AB端子保持离开搭铁部位，直到数秒之后，SRS指示灯以发亮64ms、熄灭64ms的闪烁周期闪烁时，代码41即被清除，此时再将Tc端子离开搭铁部位。图9-20 故障代码41的清除程序
