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8.3 智能安全气囊系统8.3.1 智能安全气囊系统概述近年来，安全气囊技术发展很快，在一些高端汽车上，已经开始装备智能安全气囊系统智能安全气囊是在普通安全气囊的基础上增加传感器，以探测出座椅上的乘务员是儿童 还是成年人，是否系好安全带以及乘务员所处的位置、高度，通过采集这些数据，由电子计 算机软件分析和处理控制安全气囊的起爆和膨胀，使其发挥最佳作用，避免安全气囊出现不 必要的起爆，从而极大的提高其安全保护作用智能安全气囊比普通安全气囊主要多了两个核心元件，即传感器以及与之配套的计算机 软件目前使用的传感器主要有以下几种1）重量传感器，根据座椅上的重量感知是否有人以及乘务员是大人还是小孩2）电子区域传感器，能在驾驶室中产生一个低能量的电子区域，测量通过该区域的 电流测定乘务员的存在和位置3）红外线传感器，根据热量探测乘务员的存在，以区别其他无生命的物品4）光学传感器，如同一台照相机注视着座椅，并与存储的空座椅的图像进行比较， 以判别人体的存在和位置5）超声波传感器，通过发射超声波，然后分析遇到的物体后的反射波探明乘员的存 在和位置设计开发智能安全气囊的另一个重要工作就是编制计算机软件一般来说，计算机软件 要能根据乘员的身材、体重、是否系好安全带、人在座椅上所处的位置、车辆碰撞时的车速 以及撞击程度，在一刹那间就作出反应，调整安全气囊的起爆和膨胀时机、速度和强度，使 安全气囊为乘客提供最合理和最有效的保护，特别是减少对儿童等身体矮小者的伤害。

下面以宝马BMWE60车系的新一代被动安全系统——高级安全电子系统ASE为例，介绍智能安全气囊系统的组成和工作原理8.3.2 智能安全气囊系统的特点与组成1.宝马BMW高级安全电子系统的特点BMW 公司将自己的智能安全气囊系统称为高级安全电子系统 ASE高级安全电子系统ASE由一个主控制单元、安全、和网关模块SGM和多个卫星式控制单 元组成这些卫星式控制单元及其传感器散布于车辆上的各个重要位置，并与SGM交换信息高级安全电子系统ASE具有以下优点：快速获取并传输数据（10Mb/s）；准确识别碰撞； 安全气囊控制系统联网；选择性触发；精确控制智能型安全气囊；触发安全性高；抗电磁干 扰能力强；需要时可断开安全蓄电池接线柱，进行蓄电池线路诊断通过分布于车辆重要位置的多个加速传感器，能够比多重乘员保护系统 MRS 更准确地识 别出碰撞情况由车内加速传感器探测到的车辆减速信息都被传送至安全和网关模块 SGM SGM与所有卫星式控制单元交换减速数据，据此描绘出准确的碰撞情况，然后根据碰撞情况 及时地、有选择地触发执行器（气囊）发生碰撞时，仅仅触发那些必要的执行器（气囊）， 以便对车内乘员提供最佳的保护，并减低维修费用。

2. 宝马 BMW 高级安全电子系统的组成 高级安全电子系统由传感器、控制单元、执行器、总线系统组成高级安全电子系统 ASE 总线系统组成如图 8.31 所示8ULSQ7T14图 8.31 系统组成1—安全和网关模块；2—伺服转向助力系统阀（SA）； 3—ECO阀（仅针对AFS）； 4—数字式 发动机控制单元； 5—车身标准模块； 6—灯光模块； 7—多音频系统控制器； 8—电子信息系 统控制单元；9—紧急呼救按钮；10—右侧头部安全气囊AITS II； 11—前乘客前部安全气 囊；12—前乘客侧车门模块；13—前乘客侧面安全气囊；14一后座右侧侧面安全气囊（SA）；15—行李箱内监控屏蔽接头；16—右侧B柱卫星式控制单元;17—车辆中央卫星式控制单元;18—前乘客安全带锁扣开关及拉紧装置； 19—座位占用识别装置； 20—后座右侧安全带锁扣 开关及拉紧装置（SA）； 21—安全蓄电池接线柱；22—后座左侧安全带锁扣开关及拉紧装置（SA）； 23—主动式前乘客头枕； 24—主动式驾驶员头枕； 25—驾驶员安全带锁扣开关及拉 紧装置； 26—左侧 B 柱卫星式控制单元； 27—发动机室内监控屏蔽接头； 28—后座左侧侧面 安全气囊（SA）； 29—驾驶员侧面安全气囊；30—驾驶员侧车门模块；31—左侧头部安全气 囊（SA） ;32—转向柱开关中心；33—驾驶员前部安全气囊；34—诊断接头8.3.3 智能安全气囊的工作原理1. 触发规则针对 E60 车门专门开发的高级电子设备 ASE 是在 E65/66 的智能型全面安全系统 ISIS 基础上演变而来的，其触发逻辑是相同的，只是各种碰撞严重程度和触发阀值有所不同。

1 ）碰撞严重程度 通过大量在极端条件下的碰撞和行驶试验，确定所有可能的事故类型的 BMW 触发阀值触发阀值取决于碰撞严重程度，碰撞严重程度分为4组，即CS0,不必触发乘员保护系统； CS1，轻度碰撞；CS2，中度碰撞；CS3，重度碰撞2）触发阀值触发阀值的确定主要取决于碰撞严重程度以及对其他因素的考虑，如撞击方向、碰撞时 触发面积和车内乘员是否系好安全带由此得出控制各个乘员保护系统的不同阀值由于触 发阀值的不同，前部安全气囊第 2 级的引爆根据碰撞的严重程度而变化如果安全带锁扣识别错误，系统会由此推断出乘员未系安全带此时触发阀值降低，尽 管是识别错误，还是会试图激活安全带拉紧装置如果座椅占用识别出现错误，系统将确认座椅被占用（即座椅上有乘员），此时乘员保 护系统会被激活（相应的安全气囊会引爆）2. 碰撞时的触发1 ）正面碰撞发生正面碰撞时，可将碰撞严重程度分为轻度至中度碰撞（CS1/CS2）和严重碰撞（CS3）3 级1）碰撞严重程度CS1碰撞严重程度CS1 （轻度碰撞）会触发安全带拉紧装置在识 别到车内乘员系好安全带时，不会触发驾驶员/前乘客安全气囊如果车内乘员没有系好安 全带，则会触发驾驶员/前乘客安全气囊。

2） 碰撞严重程度CS2从碰撞严重程度CS2 （中度碰撞）起，驾驶员/前乘客安全气 囊和安全带拉紧装置都会触发安全蓄电池接线柱开始工作，关闭电动燃油泵，如车内装有具有报警功能的，还将 进行紧急呼叫3） 碰撞严重程度CS3碰撞严重程度CS3 （重度碰撞）时，驾驶员/前乘客安全气囊 和安全带拉紧装置都会触发，但时间延迟不同车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程如图 8.32 所示通过安全带锁扣开关和座椅 占用识别装置可以确定前乘客座椅是否被占用在 t0 时刻，车辆发生碰撞，安全带的机械锁止装置阻止安全带伸长，传感器采集车辆 减速数据在 t1 时刻，卫星式控制单元触发执行器（引爆阶段），燃爆式执行器被引爆驾驶员/ 前乘客安全带拉紧装置以及驾驶员/前乘客安全气囊第 1 级被引爆碰撞严重程度达到2 级时，同时触发安全蓄电池接线柱，以避免发动机舱中蓄电池导线短路图 8.32 车辆发生正面碰撞时安全气囊的触发过程然后开始形成阶段，即安全气囊充气安全带拉紧装置中的活塞被拉紧管中的气体推动 活塞上固定的拉索将安全带锁向下拉并将安全带的松弛部分拉住在 t2 时刻拉紧安全带的过程结束，安全带将开始提供保护，此时两个气囊还在充气。

在 t4 时刻已经开始对驾驶员提供保护根据碰撞严重程度，从 t2 时刻起可能两个安 全气囊已经开始第 2 级引爆由于各级别引爆时间错开，安全气囊对于车内乘员来说攻击性 更小从 t8 时刻起，车内乘员开始后移，车内乘员不再有前冲运动而是跌回到座椅中2）侧面碰撞 发生侧面碰撞时，按碰撞严重程度分为轻度和中度碰撞从碰撞严重程度CS1 （轻度碰撞）起，受撞击侧的头部保护系统AITS II和侧面安全气 囊即会被触发从碰撞严重程度CS2 （中度碰撞）起，气囊触发的同时，还会激活安全蓄电 池接线柱，关闭电动燃油泵如车内装有具有报警功能的，还将进行紧急呼救3）尾部碰撞从碰撞严重程度CS1 （轻度碰撞）起，触发主动式头枕和安全带拉紧装置如碰撞严重程度为CS2 （中度碰撞），还将激活安全蓄电池接线柱，关闭电动燃油泵 如车内装有具有报警功能的，还将进行紧急呼救2.紧急呼叫（欧规车）如果装有车载， BMW 高级安全电子系统可向客户提供两种紧急呼叫功能，即手动和 自动紧急呼叫功能如果车内还装有导航系统，发出紧急呼叫的同时还会发出车辆所在位置的数据图 8.33 紧急呼叫按钮1—左侧免提话筒；2—活动天窗按钮；3—紧急呼叫按钮；4—右侧免提话筒1）手动紧急呼叫（不带导航）紧急呼叫按钮位于车顶托架内前部车内照明灯上，如图 8.33 所示。

紧急呼叫按钮由一 个盖板保护，打开盖板并按动紧急呼叫按钮即可触发手动紧急呼叫功能，拨出所在国家的紧 急呼叫号码（德国 112，美国 911，中国 119）2）手动紧急呼叫（带导航）通过操作紧急呼叫按钮，拨打已存储的网络服务商紧急呼叫号码，同时一条短信息（SMS） 将车辆所在位置的数据发给网络服务商网络服务商会尝试与车内乘员建立联系，以便 获得事故的更多信息（事故严重程度、伤者人数），从而指导救援工作如果60S内未能与网络服务商建立联系，则拨打所在国家的紧急呼叫号码3） 自动紧急呼叫（不带导航）发生碰撞时，网关SGM会根据相应的碰撞严重程度向车载发送本车发生碰撞的电码 （电子信息）车载会立即进行紧急呼叫并拨打所在国家的紧急呼叫号码（德国 112， 美国 911，中国 119）4） 自动紧急呼叫（带导航）接收到碰撞电码后，车载会拨打已存储的网络服务商紧急呼叫号码，同时一条短信 息（SMS）将车辆所在位置的数据发给网络服务商网络服务商会尝试与车内乘员建立 联系，以便获得事故的更多信息（事故严重程度、伤者人数），从而指导救援工作如果 60S 内未能与网络服务商建立联系，则拨打所在国家的紧急呼叫号码（德国 112， 美国 911，中国 119）。