汽车车身电控技术.ppt

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1、汽车车身电控技术,第1章 汽车车身电子控制系统概述,图1-1 电子控制系统的基本组成,1.1电子控制系统的基本组成,电子控制系统是主要组成可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三大部分，如图1-1所示。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,1.2车身电子控制技术的基本内容 汽车车身电子控制技术所涉及的内容很多，如汽车的视野性、方便性、舒适性、娱乐性、通信功能等。汽车车身电子控制主要包括：安全控制（电控安全气囊、电控安全带、车辆碰撞安全系统等）、舒适性控制（巡航系统、中央电动门锁系统等）、仪表控制（电子仪表、多功能综合屏幕显示等）、通信与智能化控制（导航系统、车载网络系统等）。,第1

2、章 汽车车身电子控制系统概述,1.安全控制 1)安全气囊系统 安全气囊系统，简称SRS（Supplant Restraint System）。安全气囊是汽车上一种常见的被动安全装置。撞车时，由电子控制器（ECU）提供电流，引爆安放在转向盘中央及仪表板（杂物箱）后面气囊中的氮化合物，它像“火药”似的迅速燃烧而产生大量的氮气，在瞬间充满气囊（气袋），整个动作过程约在0.02s内完成。这样，在驾驶员与转向盘之间、副驾驶员与仪表板（杂物箱）之间立刻形成一种缓冲的软垫，避免硬性撞击而发生严重的伤亡。现在越来越多的车辆将其定为标准配置。,安全气囊碰撞动画分析,第1章 汽车车身电子控制系统概述,第1章 汽车

3、车身电子控制系统概述,2)电控安全带 为确保乘员的安全，除了车身结构设计中应考虑有效地吸收撞击能量，确保车内具有有效的乘员生存空间外，作为乘员约束装置之一的座椅安全带，要求当汽车发生碰撞和翻车事故时使乘员免受大的减速度，同时约束乘员防止二次冲撞，减轻乘员伤害程度。当安全带结构性能的改进并与座椅结构和安全气囊相配合时，可达到较理想的乘员保护效果，进一步降低乘员的伤害指数。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,电控安全带,第1章 汽车车身电子控制系统概述,3)车辆碰撞安全系统 车辆碰撞安全系统包括预防碰撞安全系统、防追尾碰撞系统、倒车防撞报警系统等安全系统。预防碰撞安全系统可以在发生碰撞之前收缩前座

4、椅安全带的松弛部分，并使制动控制系统进入制动辅助等状态，以降低对驾驶员和前乘客造成的伤害。防追尾碰撞系统又叫自动制动控制的防追尾碰撞系统，这是一种新型主动安全新技术。倒车防撞报警系统又称为倒车雷达系统或声纳测距系统，可以防止车辆在倒车过程中发生碰撞。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,单击播放,第1章 汽车车身电子控制系统概述,2.舒适性控制 1)中控门锁系统 采用中央电动门锁系统的车辆，当驾驶员锁住驾驶员车门时，其他几个车门（包括后车门或行李箱门等）能同时自动锁住；当打开驾驶员车门时，其他几个车门能同时打开；乘客仍可用各车门的机械或弹簧锁开关车门。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,单击播放

5、,第1章 汽车车身电子控制系统概述,2)防盗报警系统 为了防止车辆被盗，许多汽车公司开始将汽车防盗装置作为汽车的标准配置。防盗报警系统通常与汽车中控门锁系统配合工作，当汽车处于防盗报警功能状态时，若有人企图强行进入汽车或打开发动机罩、行李箱门时，防盗报警系统一方面发出报警，如灯光闪烁、喇叭鸣叫，另一方面阻止车辆运行，如切断点火电路、起动电路及供油电路等。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,3)巡航控制系统 汽车巡航控制系统根据其特点又称恒速控制系统、车速自动控制系统等。该系统无需驾驶员操纵油门踏板即可将汽车车速自动控制在驾驶员设定的目标车速上。该系统将根据行车阻力自动增减节气门开度，使汽车行驶

6、速度保持一定，省去了驾驶员频繁地踩加速踏板的动作。在行驶中，驾驶员只要掌握转向盘就可以轻松地进行驾驶。当路况变化时，驾驶员又能重新操纵汽车，如加减速、停靠等，从而使整个驾驶过程变得简便、轻松和舒适。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,单击播放,第1章 汽车车身电子控制系统概述,4)汽车空调 空调是空气调节器的简称。汽车空调用于对汽车驾驶室和车厢内空气的温度、湿度、流速和清洁度等参数进行调节，并预防或去除风窗玻璃上的雾、霜和冰雪，保障乘员的身体健康、视野和行车安全。汽车空调是由制冷剂循环流动实现制冷的。液体制冷剂在蒸发器中低温下吸取被冷却对象的热量而汽化，使被冷却对象降温。然后，又在高温下把热量

7、传给周围介质而冷凝成液体。如此不断循环，借助于制冷剂的状态变化，达到制冷目的。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,空调系统的组成,第1章 汽车车身电子控制系统概述,3.车身电气系统 1)电子仪表 传统的仪表对车速、发动机转速、燃油消耗等信息进行监测、传递和显示。随着汽车工业的发展，人们对汽车行驶过程中各系统工作状态的信息需求量显著增加，即对汽车仪表功能的要求越来越大。因此，传统的汽车仪表逐渐被电子仪表所取代。它采用微处理器采集处理不同传感器信号，控制显示如车速、发动机转速、燃油消耗和行车里程等多种信息。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,2)多功能综合屏幕显示 随着汽车电子技术的飞速发展，汽车

8、仪表的电子显示系统，从简单地显示传感器信息，发展成为可以对各种信息进行分析计算、加工处理的综合信息系统。综合信息系统能够从大量的信息中选择出驾驶员所需要的各种信息内容。包括电子行车地图、维修、后视镜等信息，还可以显示电视、广播、电话等信息。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,单击播放,第1章 汽车车身电子控制系统概述,3)辅助电气系统 汽车辅助电气系统主要包括电动车窗、电动座椅、风窗玻璃刮水系统等。电动玻璃升降机构实质上是在手动玻璃升降系统的基础上，增设玻璃升降驱动电动机和减速器而构成。驾驶席侧面的总开关可以控制全部车门玻璃的升降，各车窗升降开关可以单独控制各自车门玻璃的升降；汽车电动座椅系统

9、又称为座椅位置(座位)调节系统，通过操纵座位控制开关，可以调整座位的前后滑移、前垂直、后垂直位置，靠背和头枕的倾斜位置以及腰垫的位置；汽车风窗玻璃刮水系统的功用是：刮除挡风玻璃上的雨水、积雪、尘土和污物，为驾驶人提供良好的视野，确保行车安全。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,第1章 汽车车身电子控制系统概述,4.通信与智能化控制 1)导航系统 随着科学技术的发展，汽车导航系统快速发展。目前已发展到比较先进的具有汽车导航功能、防盗功能、调度功能、汽车主要工况的监测报警等功能的综合系统。从设备上看，目前已发展成为利用“3C技术”，即计算机、通信及控制技术结合的全球卫星定位系统，建立了具有行车导航

10、、控制等功能的综合系统，而且民用精度已达到米级。,第1章 汽车车身电子控制系统概述,单击播放,第1章 汽车车身电子控制系统概述,2)车载网络系统 20世纪90年代以来，汽车上的电控装置越来越多，例如电子燃油喷射装置、防抱死制动装置（ABS）、安全气囊装置、主动悬架等，因此，电子控制区域网络CAN应运而生。它通过不同的编码信号表示不同的开关动作，信号解码后，根据指令接通或断开对应的用电设备（前照灯、刮水器、电动座椅等）。这样，就将过去一线一用的专线制改为一线多用制，减少了汽车上电线的数量，缩小了线束的直径。,第2章 汽车安全系统,2.1安全气囊系统 安全气囊系统（Supplemental Res

11、traint System）简称SRS。安全气囊是汽车上一种常见的被动安全装置。目前，较为普遍的是前排驾驶员安全气囊和副驾驶员安全气囊（前排座椅）。一旦撞车，由电子控制器（ECU）提供电流，引爆安放在转向盘中央及仪表板（杂物箱）后面气囊中的氮化合物，它像“火药”似的迅速燃烧而产生大量的氮气，在瞬间充满气囊（气袋），整个动作过程约在0.02s内完成。这样，在驾驶员与转向盘之间、副驾驶员与仪表板（杂物箱）之间立刻形成一种缓冲的软垫，避免硬性撞击而发生严重的伤亡。,第2章 汽车安全系统,单击播放,2.1安全气囊系统,2.1安全气囊系统,安全气囊系统的组成与工作原理 1.安全气囊的类型 根据碰撞类型，

12、安全气囊可以分为正面碰撞防护安全气囊和侧面碰撞防护安全气囊。正面气囊的主要作用是保护驾驶员和乘员的面部和胸部，而侧面气囊主要是保护驾驶员和乘员的头部和腰部。,2.1安全气囊系统,单击播放,表2-1 安全气囊分类,2.1安全气囊系统,2.1安全气囊系统,2.安全气囊对人体保护的作用原理,汽车从正面撞车时，气囊系统被引爆的有效范围如图2-1。以汽车纵向轴线为基准，从气囊转向盘的位置相对于汽车纵向轴线引出两条左右各成30的直线，在汽车前方30的角度范围内撞车，并且撞车后，汽车纵向减速度又达到某一值，正面气囊就会被引爆。,2.1安全气囊系统,图2-1 撞车时气囊系统的有效范围,2.1安全气囊系统,图2

13、-2 气囊引爆时序图,2.1安全气囊系统,(a),(b),(c),(d),图2-3 安全气囊的动作过程（a）10ms时；（b）40ms时；（c）60ms时；（d）110ms时；（e）120ms时,(e),2.1安全气囊系统,3.安全气囊系统的组成与工作原理 安全气囊系统组成,2.1安全气囊系统,典型安全气囊系统的组成,2.1安全气囊系统,1)传感器 汽车安全气囊用传感器用于检测、判断汽车发生事故后的撞击信号，以便及时起动安全气囊，并提供足够的电能或机械能点燃气体发生器。传感器按其功能分为碰撞传感器和安全传感器两大类。碰撞传感器按汽车上的安装位置又分为前方碰撞传感器和中央碰撞传感器两种。碰撞传感

14、器负责检测碰撞的激烈程度。如果汽车以40km/h的车速撞到一辆正在停放的同样大小的汽车上，或以不低于22km/h的车速迎面撞到一个不可变形的固定障碍物上，碰撞传感器便会动作，接通搭铁回路。安全传感器，也称触发传感器，其闭合的减速度要稍小一些，起保险作用，防止因碰撞传感器短路而造成误膨开。,2.1安全气囊系统,(1)碰撞传感器,全机械式传感器1-感应块；2-撞针；3-偏置弹簧；4-D轴5-顶盖,2.1安全气囊系统,图2-6 滚筒式机电传感器,机电式传感器,2.1安全气囊系统,图2-7 钢球式机电传感器的结构,图2-8 钢球式机电传感器的工作原理,2.1安全气囊系统,(2)安全传感器 压电式中央传

15、感器 工作原理：其悬臂架压在半导体应变片的两端。当汽车发生碰撞时，半导体应变片在悬臂减速力作用下发生弯曲应变，受压后的电阻发生变化，电阻的变化引起动态应变仪输出电压的变化。汽车的速度越高，碰撞后产生的减速度力越大，则输出的电压也越大。,2.1安全气囊系统,图2-9 中央传感器的结构及电路原理(a)结构(b)电路原理,2.1安全气囊系统,水银式安全传感器 水银式安全传感器用来防止系统在非碰撞状况引起气囊的误动作。它装在电子控制器内，实际是一个水银常开开关，如图2-10所示。当发生碰撞时，足够大的减速度力将水银抛上，使安全传感器两触头（触点）闭合，将电雷管电路接通。它只有在车辆前方发生冲撞时才对减

16、速度作出响应。否则，当冲撞以外的其他原因，即便中央传感器和前方传感器有信号输出，如果此安全传感器无输出，则应判定车辆无冲撞，以防止不必要情况下安全气囊的展开。,2.1安全气囊系统,图2-10 水银式安全传感器,2.1安全气囊系统,2)气囊组件 气囊组件主要由气体发生器、气囊、衬垫和固定部件等组成。安装在驾驶员席和副驾驶员席的安全气囊组件外形如图2-11所示。图中所示是在已断开点火开关和蓄电池搭铁线的前提下，驾驶员席和副驾驶员席的SRS安全气囊组件已分别从转向盘中央和仪表盘上取下，缓冲装饰垫面朝上的情况。气囊位于缓冲垫里，气囊接头一端从转向柱套管经由转向盘中间的配合面引出，另一端插接在缓冲垫后面

17、和气囊相通的孔内。然后，气囊接头管线由装置在缓冲垫后面的夹子固定住。缓冲垫做成特殊形状，以便通过螺钉安装在转向盘相应的凹槽内，构成气囊式转向盘。缓冲垫前面的中间部位开有预置接缝，当气囊被引爆时，接缝裂开使缓冲垫张开成为两半，充满气体的气囊由缓冲垫内胀出。,2.1安全气囊系统,图2-11 安全气囊组件外形1驾驶员席SRS安全气囊组件；2副驾驶员席SRS安全气囊组件；3鳄鱼夹；4导线,2.1安全气囊系统,2.1安全气囊系统,(1)气体发生器 气体发生器是气囊组件中非常重要而又复杂的一部分。该装置最突出的特点是燃爆品，在极短的时间内可以使环境发生剧烈变化。气体发生器通常分为燃料式和混合式两种。燃料式

18、气体发生器主要由外壳、引爆器（电雷管、点火器、引燃器）、增压充剂、气体发生剂、过滤器等组成，各部分结构如图2-13所示。,2.1安全气囊系统,图2-13 燃料式气体发生器的结构,2.1安全气囊系统,2.1安全气囊系统,(2)气囊 气囊折叠在气囊盒中，其材料为尼龙织物，内层涂聚氯丁二烯，能承接大于2.5kN的拉力。气囊衬垫也是一个关键零件，它具有保护气囊作用，又必须在气囊张开时易于碎裂而不影响气囊膨胀，而且碎裂时不会伤害驾乘人员，因此，采用轻度发泡的聚氨脂塑料薄板制成。安全气囊按大小可以分为保护整个上身的大型气囊和保护面部的小型护面气囊。由于欧洲普遍使用安全带，气囊只是补充性的保护装置，因此欧洲

19、气囊多为小型护面气囊。(3)衬垫 衬垫是气囊组件，由聚氨配制成。在制造过程中使用了很薄的水基发泡剂，质量特别轻。平时它作为转向盘的上表面把气囊与外界隔离开，既起到了维护作用，也起到了装饰作用。,2.1安全气囊系统,(4)固定部件 气囊和气体发生器用安装板和固定环连在一起并予以密封。气囊总成用转向盘气囊饰盖封装。气囊充开时安装板承受气囊的反作用力。当完全充气后，气囊内有80L左右的气体，气体的气压约0.005MPa。当驾驶员压向气囊时，气囊内的气压最大可增加到0.006MPa。气囊在背离驾驶员的一面有四个溢气孔，这些孔在驾驶员身体上部压向气囊时，可以使气囊均匀而又缓慢地泄气，这就有效地保证在撞车

20、大约110ms后，由撞车产生的能量被有效地吸收。,2.1安全气囊系统,3)电子控制系统 安全气囊的电子控制系统主要由SRS ECU、螺旋形电缆、SRS指示灯、SRS电源、线束等组成。(1)SRS ECU（安全气囊ECU）SRS ECU是安全气囊的控制中心，其功用是接收碰撞传感器及其他各传感器输入的信号，判断是否点火引爆气囊充气，并对系统故障进行自诊断。安全气囊ECU由稳压电路、备用电源电路、SRS侦测电路、点火控制引爆电路、安全传感器、故障自诊断电路等部分组成。图2-15为韩国现代安全气囊系统ECU组成及连接电路。,2.1安全气囊系统,图2-15 韩国现代安全气囊系统ECU电路图,2.1安全气

21、囊系统,(2)螺旋形电缆 螺旋形电缆的功用是把电信号输送到安全气囊引爆器（装在转动的转向盘内）的接线上。驾驶员侧气囊安装在转向盘上。它被安装在托盘内，托盘则通过螺栓固定在转向轴顶部，以顺逆两个方向的盘绕实现作旋转运动的一端与固定端的可靠连接。电缆内侧是固定端，用键与转向轴固定在一起，外侧是活动端，通过连接器与引爆器连在一起。,2.1安全气囊系统,(3)SRS指示灯 SRS指示灯装在仪表板上，有的用图形显示，如图2-16(a)，有的用字母显示，如图2-16(b)。SRS指示灯可以反映SRS系统的工作情况。一般把点火开关置于“ON”档后，SRS指示灯闪亮（或不间断亮），6-8s后熄灭，说明SRS系

22、统正常。如果SRS指示灯不亮，或不停地闪烁，或常亮，则说明SRS系统有故障。,2.1安全气囊系统,图2-16 SRS指示灯(a)图形显示；(b)字母显示,2.1安全气囊系统,(4)SRS系统电源 安全气囊电源由从点火开关流出的汽车蓄电池（或交流发电机）主电源、稳压器、备用电源等组成。平时由主电源供电，并对备用电源充电。由于主电源波动较大，一般都设有稳压器，以便获得稳定的电压。在主电源损坏时，电源监控器立刻切断主电源，启动备用电源。同时，电低于4V，气囊引爆时，电压转换器在点火开关已经打开的情况下将供给气囊系统的电压增加到12V左右。(5)SRS线束 SRS线束用特种包装和颜源监控器的储能电容器

23、也是备用电源的一部分。当蓄电池电压色标识。螺旋电缆能保证安装在转向盘中央的安全气囊系统电路可靠连接。另外，插接器触片与插头表面镀金用来防止接触不良。,2.1安全气囊系统,智能安全气囊 1.常规安全气囊存在的问题（1）碰撞传感器只监测碰撞时的惯性变化，即减速度。（2）在紧急制动或车轮碰触异物时引发误爆。（3）乘员座位如果无人，碰撞时将发生空爆，形成无谓损失。（4）安全气囊不能充分保护儿童、妇女及身体矮小人员的安全。（5）安全气囊迅速充满高温气体，在保护人员的同时，不可避免地造成一定程度的冲击损伤(如击碎眼镜)和轻度烧伤。（6）叠氮化钠燃烧反应后产生有害物质氮化钠和氢氧化钠，对驾乘人员和事后的维修

24、人员造成呼吸器官损坏。（7）安全带不能及时有效地防止驾乘人员在高速碰撞时扑向安全气囊而造成损坏。,2.1安全气囊系统,2.智能安全气囊系统组成 智能安全气囊是一个自适应式的约束系统，如图2-17所示。它能够有效地利用碰撞过程中的各种输入条件，例如乘员的状态和车辆的环境，在碰撞中充分发挥安全气囊系统的保护效果。它通过在普通安全气囊的基础上增加传感器，感应乘员和车辆状态的变化达到适应性的目的，并且利用电控单元（ECU）识别碰撞严重程度并以此调节发生器的出气量。通过采集这些数据，由ECU控制安全气囊的膨胀，使其发挥最佳作用，避免安全气囊出现无必要的膨胀。,2.1安全气囊系统,智能安全气囊,2.1安全

25、气囊系统,行人安全气囊系统 行人保护安全气囊系统进一步避免人体撞击汽车的前挡风玻璃，以免在猛烈碰撞下行人与车内乘客受到更大的伤害。行人安全系统采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的安全气囊：发动机罩气囊和前围安全气囊，如图2-18所示，两者配合使用可以减少最常见的行人伤亡事故。,2.1安全气囊系统,2.1安全气囊系统,单击播放,图2-19 行人安全气囊开启,2.1安全气囊系统,安全气囊系统的故障诊断1.故障自诊断 1）读取故障码 2）清除故障码,2.1安全气囊系统,2.安全气囊系统的故障检查 1)故障诊断流程 SRS安全气囊系统故障检测诊断步骤如图2-21。,2.1安全气囊系统,图2-22 转向

26、盘衬垫和螺旋型电缆部件,2.1安全气囊系统,图2-23 安全气囊传感器总成,2.1安全气囊系统,图2-24 检查膨胀器,2.1安全气囊系统,图2-26 切断伸缩带,2.1安全气囊系统,2.2 电控安全带,2.2 电控安全带,安全带的工作原理 1.座椅安全带的分类 安全带可以分为两点式安全带、三点式安全带和全背式安全带，如图2-27。,(a)两点式腰带；(b)两点式肩带；(c)三点式安全带；(d)全背式安全带 图2-27 安全带类别,2.座椅安全带的组成 安全带主要由织带、带扣锁、导向件、卷收器、调节件等组成。(1)织带 织带是一种柔性带状物，其作用是约束乘员并将作用力传递到安全带固定点，由聚酯

27、纤维编织而成，宽度一般在4050mm之间，厚度在1.2mm左右。织带应保证其作用压力在宽度方向尽量分布均匀，不发生扭曲。织带的主要性能指标有抗拉强度、伸长率、耐水性、能量吸收性、耐磨性、耐高温性、耐低温性、横向刚度、纵向刚度、阻燃性等。,2.2 电控安全带,(2)带扣锁 带扣锁是既能把乘员约束在安全带内，又能快速释放的连接装置。带扣锁的释放按钮位置一般在锁体的顶面，锁体与固定点的连接可以采用刚性和柔性两种方式。刚性连接一般用于前座，柔性连接可用于后座。锁舌与织带相连。带扣锁及连接除必须能够承受较大冲击外，还要求带扣锁结构合理、强度较高、开启性能稳定，在一定载荷下也能正常开启，开锁闭锁感觉明显，

28、排除任何不能正常使用的可能性。在高档汽车的安全带锁体中的报警装置，带扣锁未锁好时将发出报警信号。,2.2 电控安全带,(3)导向件 导向件是用于改变织带方向的零件，便于卷收器的布置，使安全带可以紧贴身体，有效地约束乘员身体，提高佩带的舒适性。织带在通过导向件时会弯曲变形，产生滑动阻力，所以要求导向件表面光滑、摩擦因数小、圆弧面曲率适中。(4)卷收器 卷收器是通过各类功能组件按需要组合而成，主要有织带收卷机构、敏感机构、锁止机构。在高档安全带的卷收器中还带有预收紧机构，由敏感机构和回拉机构组成。由于其成本较高，一般只用于装有安全气囊的前排座椅。,2.2 电控安全带,3.座椅安全带的控制过程 1）

29、安全带控制系统的组成 安全带控制系统是在安全气囊系统的基础上，增设防护传感器和左、右安全带收紧器而成。其中，前碰撞传感器、电控单元与安全气囊系统共用。安全带收紧器为座椅安全带控制系统的执行机构，防护传感器设在ECU内部，用于接通安全带收紧器的电源电路。图2-28为凌志LS400安全带控制系统的安装位置图。,2.2 电控安全带,图2-28 凌志LS400安全带控制系统的安装位置1-SRS指示灯；2-右前碰撞传感器；3-乘员席SRS气囊组件;4-SRS ECU；5-右座椅安全带收紧器；6-左座椅安全带收紧器；7-驾驶席SRS气囊组件；8-螺旋线束；9-左前碰撞传感器,2.2 电控安全带,2.2 电

30、控安全带,单击播放,安全带收紧器又称安全带紧急张紧收缩器，安装在前排座椅左、右两侧或前左、右车门立柱旁边。安全带收紧器由气体发生器、活塞、导管（气缸）、钢丝绳和安全带收缩棘轮组成，结构如图2-29所示。,2.2 电控安全带,图2-29 安全带收紧器的结构原理1-导管（气缸）；2-活塞；3-充气剂；4-引爆炸药；5-电热丝；6-线束插座；7，9-通气孔；8-气体发生器；10-钢丝绳；11-气体,2.2 电控安全带,气体发生器的结构原理与安全气囊系统的气体发生器基本相同，也是由充气剂和点火器组成。活塞直径20mm，安装在导管（气缸）内，活塞上焊接有一根钢丝绳，钢丝绳的另一端固定在棘轮机构的一个棘爪

31、上。棘轮机构设在安全带伸缩卷筒的一端，由3个棘爪、1个外齿圈和时钟弹簧组成。外齿圈固定在安全带伸缩卷筒的转轴上，可以与转轴一同转动，棘爪安放在外齿圈周围的圆形固定架内。当钢丝绳不动时，棘爪在时钟弹簧作用下处于松驰状态，外齿圈可以随安全带卷筒沿顺时针或逆时针方向转动；当拉动钢丝绳时，拉力力矩克服时钟弹簧弹力力矩使棘爪抱紧在外齿圈上，并带动安全带伸缩卷筒转动，从而可以使安全带收紧。,2.2 电控安全带,2）安全带控制系统的控制过程 当汽车遭受碰撞且减速度达到前碰撞传感器和防护传感器设定域值时，安全带控制系统的防护传感器将安全带点火器的电源电路接通。前碰撞传感器信号输入SRS ECU后，SRS EC

32、U将立即发出控制指令接通安全带收紧点火器的电路，电热丝通电红热并引爆引药，引药释放大量热量使充气剂受热分解并释放出大量无毒氮气进入收紧器导管。活塞在膨胀气体地推力作用下带动钢丝绳迅速移动。与此同时，钢丝绳通过棘轮机构带动安全带卷筒转动将安全带收紧，并在碰撞后8ms内将安全带收紧1015cm，使驾驶员和乘员身体向前移动距离缩短，防止面部、胸部与方向盘、挡风玻璃或仪表台发生碰撞而受到伤害。,2.2 电控安全带,在电控单元SRS ECU向安全带收紧器点火器发出点火指令的同时，还要向气囊点火器发出点火指令，引燃气囊点火器。气囊在碰撞约40ms后才能充分充气到体积最大，所以在座椅安全带收紧后，驾驶席气囊

33、和乘员席气囊才同时膨开，吸收碰撞产生的动能，从而达到保护驾驶员和乘员的目的。,2.2 电控安全带,预紧式安全带 预紧式安全带是近年来发展的一种安全带，如图2-30所示。预紧式安全带不仅为乘员提供了最为可靠的安全保障，而且由于它确保了乘客正确的坐姿，也是安全气囊能否正常发挥作用的关键。当发生正面碰撞时，预紧式安全带能够在瞬间收紧，使乘客能够牢固地坐在座席上，从而进一步提高了安全带的功效。采用预紧装置，不仅达到了使用简单、舒适的效果，而且可以进一步提高保护效果。如果同时使用预紧式安全带与安全气囊系统，则能够进一步提高对乘客的保护效果。,2.2 电控安全带,图2-30 预紧式安全带,2.2 电控安全

34、带,2预紧式安全带的组成 预紧式安全带主要由传感器、动力装置、安全带收紧结构、防逆转结构等组成。（1）传感器 传感器与SRS安全气囊系统共用。一旦检测到来自前方的冲击高于规定值时，预紧式安全带与SRS安全气囊系统会同时启动。（2）动力装置 动力装置由用于点火的加热器、点火剂、推动剂、活塞等组成。ECU根据来自传感器的信号控制点火，利用产生的气压推动气缸中的活塞，生成拉紧安全带的动力。对预拉紧装置中的推动剂添加了具有良好耐热性和耐久性的成分。,2.2 电控安全带,（3）安全带收紧结构 安全带穿过固定齿轮和移动齿轮之间，一般使用时不会产生任何阻力。动力装置启动后产生的推力，通过滑轮转换成回转运动。

35、另外，可动齿轮转动的同时夹住与固定齿轮之间的安全带，从而边转动边拉紧安全带。（4）防逆转结构 一旦收紧安全带，安全带的张力会使防反向转动齿轮咬合并保持咬合状态。为了确实防止反向转动，在齿轮的4个部位进行咬合。,2.2 电控安全带,3.预紧式安全带的工作原理(1)安全带预收紧装置当事故发生时，其作用过程是：首先由一个探头负责收集撞车信息，然后释放出电脉冲，该脉冲传递到气体发生器上，引爆气体。爆炸产生的气体在管道内迅速膨胀，压向所谓的球链，使球在管内往前窜，带动棘瓜盘转。棘爪盘跟轴连为一体，安全带就绕在轴上，即瞬间实现了安全带的预收紧功能。安全带预收紧的全过程仅持续千分之几秒。,2.2 电控安全带

36、,(2)事故发生后，安全带的张紧力度需要马上降低，以减小乘员受力，这由安全带拉力限制器完成。在安全带装置上，有一个预收紧装置，底下卷绕着安全带。轴芯里边是一根钢质扭转棒。当负荷达到预定情况时，扭转棒即开始扭曲，这样就在一定程度上放松了安全带，实现了安全带的拉力限制功能。,2.2 电控安全带,2.2 电控安全带,单击播放,安全带的检修 1.故障自诊断 1）故障码的提取 电子式安全带预紧装置的故障码借助于安全气囊报警灯(“SRS”或“AIR BAG”)读取。当安全带预紧装置和安全气囊系统均工作正常时，将点火开关转至ACC位或ON位后，安全气囊报警灯应亮6 s后熄灭。当点火开关在ACC或ON位时，若

37、安全气囊报警灯一直点亮，则说明安全气囊系统或安全带预紧装置有故障，此时应提取故障代码。将点火开关置于ACC或ON位，并至少等待20 s。用专用连接导线将检查连接器上的Tc和E1两端子连接起来，如图2-31所示。此时安全气囊故障报警灯开始闪烁。根据安全气囊报警灯的闪烁规律即可读取故障代码。,2.2 电控安全带,图2-31 连接Tc和E1端子,图2-32 正常码的显示,2.2 电控安全带,当安全气囊系统和安全带预紧装置正常时，故障报警灯以2次/s（亮、熄均为0.25s）的频率闪烁，如图2-32。,2）故障代码的清除 当按照故障代码将系统故障排除后，应当清除故障码，以免故障码混淆。丰田汽车电子式安全

38、带预紧装置故障代码的清除方法有2种，其操作步骤如下。方法1：使点火开关位于“OFF”位置。拆下“ECU-B”保险丝10 s以上(拆下蓄电池搭铁线10s以上也可以，但会使音响锁住)。将点火开关转至“LOCK”位置，装上保险丝(或蓄电池搭铁线)，故障代码即可清除。运用这种方法可以清除除“41”以外的所有故障码。,2.2 电控安全带,方法2：在检查连接器的端子Tc和AB上各接一条专用诊断线，如图2-33所示。把点火开关转至ACC位或ON位，并等待约6s。将端子Tc和AB交替搭铁。具体过程是：先将检查连接器Tc和AB端子搭铁1.00.5 s，然后中断搭铁，并在0.2s内将AB端子搭铁，其搭铁时间为1.

39、00.5s；在AB端子搭铁结束前0.2 s内，再将Tc端子搭铁，其搭铁时间为1.00.5 s。然后再重复上述过程一次，最后使Tc端子保持搭铁。几秒钟后，当安全气囊系统故障报警灯开始以亮、熄各50ms的规律闪烁时，说明ECU内存的故障代码已被清除。运用这种方法可以清除包括故障代码“41”在内的各种丰田车型安全气囊系统或安全带预紧装置的故障代码。,2.2 电控安全带,图2-33 在检查连接器端子上接专用诊断线,2.2 电控安全带,汽车智能避撞系统 汽车避撞技术首先解决的问题是汽车之间的安全距离。汽车与汽车之间超过了这个安全距离，就应该能自动报警，并采取制动措施。目前测定汽车之间安全距离的方法有三种

40、：超声波测距、微波雷达测距和激光测距。,2.3 汽车防撞安全系统,预防碰撞安全系统 预防碰撞安全系统可以在发生碰撞之前收缩前座椅安全带的松弛部分，并使制动控制系统进入制动辅助等状态，以降低对驾驶员和前乘客造成的伤害。1系统组成及功能 预防碰撞安全系统由毫米波雷达传感器、座椅安全带电动机、座椅安全带搭扣空气囊传感器总成、距离控制ECU，座椅安全带控制ECU，防滑控制ECU、速度传感器、横摆率和减速传感器、转向角度传感器、制动执行器等组成。,2.3 汽车防撞安全系统,2预防碰撞安全系统的工作过程 预防碰撞安全系统在如下情况工作：不可避免的与车辆前方障碍物或前方车辆发生碰撞时、突然使用制动器时、当前

41、轮相对后轮失去驱动力时（前轮有滑动趋势）、当后轮相对于前轮失去驱动力时（后轮有滑动趋势）。毫米波雷达传感器和距离控制ECU，判定与车辆的前方障碍物或前方车辆发生的碰撞是否是不可避免的。毫米波雷达传感器和距离控制ECU根据相对车速或者接近某一个物体的速度进行测定的。防滑控制ECU判定紧急制动、前轮侧滑趋势和后轮侧滑趋势。不可避免的碰撞情况如图2-34所示。,2.3 汽车防撞安全系统,图2-34 不可避免发生碰撞的情况示意图,2.3 汽车防撞安全系统,倒车防撞报警系统,2.3 汽车防撞安全系统,图2-35 倒车防撞报警系统,2.3 汽车防撞安全系统,1.系统组成 倒车防撞报警系统又称倒车雷达系统或

42、声纳测距系统，该系统主要由超声波传感器、电子控制单元、蜂鸣器等组成，如图2-35所示。,2.工作原理 倒车防撞报警系统利用声纳原理完成工作过程。如图2-36所示，系统发射一种超声波，这种声波的频率达到40kHz。当声波遇到障碍物时将产生反射，反射波被传感器接收后，电子控制单元就会利用发射波之间的延迟时间计算障碍物与车辆的距离，并据此采取相应的报警提示。,2.3 汽车防撞安全系统,图2-36 倒车防撞报警系统的工作原理,2.3 汽车防撞安全系统,第3章 中控门锁与防盗控制系统,3.1 中控门锁,中央控制门锁系统概述 1.中控门锁的功能 采用中央控制门锁系统的车辆，当驾驶员锁住驾驶员车门时，其他几

43、个车门（包括后车门或行李箱门等）能同时自动锁住；当打开驾驶员车门时，其他几个车门能同时打开；乘客仍可用各车门的机械或弹簧锁开关车门。,中控门锁的功能如下：（1）中央控制：对车门及行李箱锁进行集中控制。当驾驶员对驾驶员侧门进行控制（锁门、开门）时，汽车所有的门锁及行李厢锁能同时实现相同的控制效果。（2）速度控制：当车速达到一定值时，各个车门能自动锁定，防止乘员误操作车内门把手而导致车门被打开。（3）单独控制：在除驾驶员侧车门外的3个门设置有单独的弹簧锁开关，中控系统不工作时，乘客仍可以使用各车门的机械锁扣来开关车门。,3.1 中控门锁,2.中控门锁的组成 目前汽车上装用的中控门锁种类很多，但其基

44、本组成主要包括门锁开关、门锁执行机构和门锁控制器。,3.1 中控门锁,1）门锁开关 大多数中控门锁的开关都是由总开关和分开关组成。总开关装在驾驶员身旁车门上，驾驶员操纵总开关可将全车所有车门锁住或打开；分开关装在其他各个车门上，可单独控制某车门。2）门锁执行机构 门锁执行机构用于执行驾驶员的指令，将门锁锁止或开启。门锁执行机构有电磁式、直流电动机式和永磁电动机式3种驱动方式。它们都是通过改变极性转换其运动方向而执行锁门或开门动作。3）门锁控制器 门锁控制器是为门锁执行机构提供锁止/开启脉冲电流的控制装置。无论何种门锁执行机构都是通过改变执行机构通电电流方向控制连杆左右移动，从而实现门锁的锁止和

45、开启。,3.1 中控门锁,3.1 中控门锁,3.安装位置及其作用 中央门锁系统控制组件的安装位置如图3-1所示，其各部分作用如下。,3.1 中控门锁,图3-1 中央门锁系统控制组件的安装位置,1-行李箱门控电磁阀；2-左后门锁电动机及位置开关；3-门锁控制开关；4-左前门锁电动机、位置开关及门锁开关；5-左前门锁控制开关；6-No.1接线盒门控线路断路器；7-防盗和门锁控制开关；8-No.2接线盒门控线路断路器；9-行李箱门控制开关；10-点火开关；11-右前门锁控制开关；12-前门锁电动机、位置开关及门锁开关；13-右前门钥匙开关；14-右后门锁电动机及位置开关,3.1 中控门锁,1)门锁控

46、制开关 门锁控制开关装在前左门和右门的扶手上，为杠杆型开关，如图3-2所示。将开关推向前门是锁门，而推向后门是开门。2)钥匙开锁报警开关 钥匙开锁报警开关探测点火钥匙是否插进钥匙门内，当钥匙在钥匙门内，开关电路接通报警；当钥匙离开钥匙门时取消报警，如图3-3所示。,3.1 中控门锁,图3-2 门锁控制开关 1-左门锁控制开关 2-右门锁控制开关,图3-3 钥匙开锁报警开关,3.1 中控门锁,3)钥匙控制开关 钥匙控制开关装在每个前门的钥匙门上。当从外面用钥匙开门和关门时，钥匙控制开关便向门锁控制ECU发出开门或锁门的信号。4)门锁总成 门锁总成主要由门锁传动机构、门锁开关和门锁壳体 等组成。门

47、锁传动机构由电动机、齿轮和位置开关等组成，如图3-4所示。当门锁电动机转动时，涡杆带动齿轮转动，齿轮推动锁杆，车门被锁上或打开，然后齿轮在回位弹簧的作用下返回原位置，防止操纵门锁钮时电动机工作。当锁杆推向锁门位置时，位置开关断开；推向开门位置时位置开关接通。,3.1 中控门锁,图3-4 门锁传动机构1-涡杆；2-门锁电动机；3-位置开关；4-锁杆；5-齿轮；6-回位弹簧,3.1 中控门锁,5)行李箱门开启器开关 行李箱门开启器开关位于仪表板下面，拉动此开关便能打开行李箱门。钥匙门靠近行李箱门开启器，推压钥匙门，断开行李箱内主开关，此时再拉开启器开关也不能打开行李箱门。将钥匙插进钥匙门内顺时针旋

48、转打开钥匙门，当主开关再次接通，便可用行李箱门开启器打开行李箱。6)行李箱门开启器 行李箱门开启器装在行李箱门上，由轭铁、插棒式铁心、电磁线圈和支架组成。轴连接行李箱门锁，当电磁线圈通电时，插棒式铁心将轴拉入并打开行李箱门。线路短路器用以防止电磁线圈因电流过大而过热。7)门控开关 门控开关用来探测车门的开闭情况。车门打开时，门控开关又接通；车门关闭时，门控开关断开。,3.1 中控门锁,2）门锁控制系统的工作过程(1)锁车时 当用钥匙或按下前门锁操纵杆（左、右均可）时，连接杆（如图3-6）被压下，前门锁执行元件中门锁开关的锁车触头闭合，中央门锁控制单元收到此信号后，立即控制双压泵运转，产生真空，

49、各门锁的执行元件（膜盒）进入真空状态，膜片带动连接杆向下运动将车门锁住。,3.1 中控门锁,(2)开锁时 当用钥匙或拉出前门操纵杆（左、右均可）时，连接杆被拉起，前门锁执行元件中门锁开关的开锁触点I闭合，中央门锁控制单元收到此信号后，立即控制双压泵向反方向运转，产生高压气体，各门锁的执行元件进入高压状态，膜片带动连接杆向上运动将车门打开。后门及行李厢的门锁执行元件没有门锁开关和电路接线，只有一个膜盒和气管。,3.1 中控门锁,3.1 中控门锁,用门锁控制,用钥匙控制,4.中控门锁的遥控原理 中控门锁的无线遥控功能是指不用把钥匙键插入锁孔中就可以远距离开门和锁门，其最大优点是：不论白天黑夜，无需

50、探明锁孔，可以远距离、方便地进行开锁（开门）和闭锁（锁门）。中控门锁遥控的基本原理是：从车主身边发出微弱的电波，由汽车天线接收该电波信号，经电子控制器ECU识别信号代码，再由该系统的执行器（电动机或电磁经理圈）执行启/闭锁的动作。该系统主要由发射机和接收机两在部分组成。,3.1 中控门锁,车速感应式中控门锁 当汽车行驶速度超过规定速度时，为确保行车安全以防意外发生，有的中央门锁还受车速控制。它是在原中控门锁的基础上加设了车速控制电路，车速控制开关设在车速表内。当汽车行驶速度高时，车速传感器自动接通门锁锁止电路将门锁锁止，这种靠车速控制的门锁称为车速感应式门锁，其电路原理如图3-7。,3.1 中