宝马新7系G11/G12底盘车型的被动安全系统解读(2)
BMWCHE/2015-12-26/ 分类：技术解析/阅读：
三、功能 1、高级碰撞和安全模块的任务 高级碰撞和安全模块的任务是持续评估所有传感器信号，以便从中识别出碰撞情况。高级碰撞和安全模 块 ACSM 根 ...
三、功能
1、高级碰撞和安全模块的任务
高级碰撞和安全模块的任务是持续评估所有传感器信号，以便从中识别出碰撞情况。高级碰撞和安全模块 ACSM 根据传感器信号及其评估结果识别出碰撞方向和碰撞强度。
高级碰撞和安全模块 ACSM 分析传感器信息，随后采取相应措施以便有选择地触发所需乘员保护系统。
同时高级碰撞和安全模块 ACSM 对系统自身进行监控并以安全气囊指示灯熄灭的方式表示系统处于准备状态。
如果运行期间出现故障，就会在一个故障代码存储器内存储故障。进行诊断时可对故障代码存储器进行读取。
识别出碰撞情况时，会将具体情况以碰撞信号形式提供给总线网络内的其他设备。之后各控制单元根据碰撞严重程度执行各自的工作。
这些工作包括：
• 打开中控锁
• 启用危险报警灯
• 接通车内照明灯
• 发出自动紧急呼叫。
高级碰撞和安全模块的另一项功能是安全带声音警告功能，即通过视觉和声音信号提醒驾驶员系好安全带。通过安全带锁扣开关确定驾驶员是否系好安全带。在美规车辆上还会监控驾驶员和前乘客座椅的位置。
高级碰撞和安全模块的功能通常分为以下几个方面：
• 与碰撞相关的功能
• 系统监控功能
• 附加舒适功能。
2、与碰撞相关的功能
高级碰撞和安全模块需要执行以下与碰撞相关的功能：
• 分析传感器信号
• 碰撞识别
• 确定需要触发的执行机构
• 确定触发时刻和触发顺序
• 触发引爆电路输出级
• 将碰撞信号发送给所有总线设备
• 碰撞记录
• 紧急呼叫功能。
(1)分析传感器信号
传感器用于识别和确认正面碰撞、侧面碰撞、尾部碰撞以及识别翻车情况。
传感器位于高级碰撞和安全模块 ACSM 内或与其直接连接。在此对其信号进行分析和处理。
(2)欧规车辆碰撞识别
欧规车辆带有以下传感器：
• 两侧 B 柱内各一个横向和纵向加速度传感器（绿色）
• 前车门内各一个压力安全气囊传感器（蓝色）
• ACSM 内的一个横向和纵向加速度传感器（黄色）
• ACSM 内的一个滚动速率传感器（黄色）
• ACSM 内的一个垂直加速度传感器（黄色）
• 前保险杠后带有两个压力传感器的一个压力软管（蓝色）。
纵向加速度传感器可以测量正加速度和负加速度。借助这些信号可识别正面碰撞或尾部碰撞。
借助横向加速度传感器可识别出侧面碰撞。
借助高级碰撞和安全模块 ACSM 内的滚动速率传感器和垂直加速度传感器可以识别翻车情况。
作用方向与车辆纵轴或横轴不同的碰撞通过横向加速度和纵向加速度组合的方式来识别。
(3)美规车辆碰撞识别
美规车辆带有以下传感器：
• 两侧 B 柱内各一个横向和纵向加速度传感器（绿色）
• 前车门内各一个压力安全气囊传感器（蓝色）
• ACSM 内的一个横向和纵向加速度传感器（黄色）
• ACSM 内的一个滚动速率传感器（黄色）
• ACSM 内的一个垂直加速度传感器（黄色）
• 发动机支架上各一个前端传感器（红色）。
车门内的安全气囊传感器可为识别侧面碰撞提供支持。
前端传感器可为识别正面碰撞及其严重程度提供支持。
(4)触发时刻和触发顺序
高级碰撞和安全模块通过传感器发送的数据确定碰撞方向和碰撞严重程度。
例如发生正面碰撞时，后部侧围板内的纵向加速度传感器与高级碰撞和安全模块 ACSM 内的纵向加速度传感器必须识别出较高的加速度。通过算法根据加速度值计算出碰撞方向和碰撞严重程度。借助这些信息可计算出需启用乘员保护系统的触发时刻和顺序。
此外还能识别即将翻车的情况并控制相应的保护系统。
(5)触发引爆电路输出级
高级碰撞和安全模块由右后配电盒通过总线端 30B 供电。在总线端 30B 处高级碰撞和安全模块 ACSM处于离线模式。即该模块在总线上处于启用状态且可执行所有诊断功能。
此时禁止触发引爆电路，从行驶状态“停留”起系统自检结束后就会触发。处于行驶状态“行驶”时，高级碰撞和安全模块 ACSM 也处于准备引爆状态。
通过一个开关调节器为引爆电容器充电。发生碰撞事故时，引爆电容器提供引爆能量。如果发生碰撞期间供电中断，引爆电容器短时用作能量储备装置。
引爆电路输出级由一个高压断路器和一个低压断路器组成。高压断路器接通引爆电压，低压断路器接通接地点。引爆电路输出级由一个微处理器进行控制。
系统自检期间，高压和低压断路器还用于检查引爆电路。
(6)发送碰撞信号
发生碰撞事故使乘员保护系统触发时，高级碰撞和安全模块 ACSM 将一个碰撞信号发送给总线网络内的总线设备。
同时通过一个直接单线导线控制远程通信系统盒 2（TCB2）。远程通信系统盒 2（TCB2）是远程通信系统盒（TCB）的下一代远程通信系统控制单元。TCB2 在车辆上用作数据调制解调器，除一两个数据天线外还与一个紧急呼叫天线连接。通过该连接也可在翻车时通过所连接的车辆话筒建立语音连接。可通过固定安装在控制单元内的一个 SIM 卡实现紧急通话。
随后各控制单元根据碰撞严重程度执行以下功能：
(7)碰撞记录
发生碰撞事故使一个或多个执行机构触发时，就会在一个不可擦除的存储器内存储一个碰撞记录。存入五个碰撞记录后，就会存储一个不可擦除的故障代码存储器记录，同时提示存储了五条碰撞信息。此外，安全气囊指示灯会持续亮起。
注意：
注意：
事故发生过程中也可能存储五个碰撞记录。每个碰撞记录都分配了一个系统时间。存储五个碰撞记录后，控制单元仍处于可引爆状态。碰撞记录不可擦除，用于以后进行设备诊断。最多可以存储五个碰撞记录。之后必须更换控制单元。
(8)紧急呼叫功能
紧急呼叫功能根据各国情况而定，在具备 ConnectedDrive 服务基础设施的国家可供客户使用。紧急呼叫的前提条件是远程通信系统盒 2 TCB2 内有一个激活的 SIM 卡并可使用无线移动通信网络。
紧急呼叫按钮直接与远程通信系统盒 2 TCB2 连接。
驾驶员可在紧急医疗救援情况下通过手动紧急呼叫请求帮助。
3、系统监控功能
高级碰撞和安全模块执行以下系统监控功能：
• 系统自检（行驶前检查）
• 显示系统准备状态
• 循环监控
• 故障显示和故障存储
• 故障输出（诊断）
• 声音和视觉安全带警告
• 在欧规车辆上停用前乘客安全气囊和前乘客侧侧面安全气囊（仅限于带有 SA 5DA 的车辆）
• 在美规车辆上停用前乘客安全气囊、前乘客侧侧面安全气囊和前乘客侧膝部安全气囊。
(1)系统自检
切换总线端后，自行驶状态“停留”起高级碰撞和安全模块 ACSM 进行系统自检。系统自检期间安全气囊指示灯启用约五秒钟。
如果系统自检结束时未发现故障，安全气囊指示灯就会熄灭且系统进入准备状态。
(2)显示系统准备状态
组合仪表内的安全气囊指示灯熄灭时表示高级碰撞和安全模块处于系统准备状态。
(3)循环监控
如果系统自检顺利结束且该系统进入准备状态，就会为监控故障进行循环监控。循环监控功能用于对控制单元和整个安全气囊系统进行内部诊断。从行驶状态“停留”起持续进行循环监控。也会在切换总线端后从行驶状态“行驶”起继续进行。
(4)故障显示和故障存储
高级碰撞和安全模块 ACSM 有一个非易失性故障代码存储器。安全气囊指示灯亮起时表示故障代码存储器内有故障记录。
在故障代码存储器内也存储相关事件，例如安全气囊或自动拉紧器触发。
注意：
注意：
故障代码存储器内存有乘员保护系统触发记录时，不表示该乘员保护系统在碰撞事故中损坏，而是仅表示无法继续触发已引爆的乘员保护系统。
(5)故障输出（诊断）
借助 BMW 诊断系统 ISTA 可通过诊断接口读取故障代码存储器记录。排除故障或更换已触发的组件后，可通过诊断指令“删除故障代码存储器记录”来删除故障代码存储器记录。
(6)声音和视觉安全带警告
所有带高级碰撞和安全模块 ACSM 的车辆都标配声音和视觉安全带警告功能。高级碰撞和安全模块ACSM 探测驾驶员或前乘客是否系上安全带。如果未系安全带，就会通过声音和视觉提示信息提醒乘员系上安全带。系统分别监控两个安全带锁扣开关。根据国家规格和选装配置在后座区也装有安全带锁扣开关并相应针对后座区乘员发出安全带警告。
(7)停用安全气囊
欧规
在前乘客侧使用儿童座椅运送幼儿时，为安全起见必须停用前乘客安全气囊和前乘客侧侧面安全气囊。
由驾驶员负责停用或启用前乘客安全气囊和前乘客侧侧面安全气囊。
注意：
注意：
选择、安装和使用儿童保护系统时必须遵守儿童保护系统制造商的规定，否则可能会影响其保护作用。
发生事故后必须检查儿童保护系统和相关车辆安全带系统的所有部件并根据需要进行更换。这些工作只能由 BMW 售后服务部门或维修站内经过相应培训的人员遵照 BMW 规定来完成。
配备 SA 5DA 的车辆带有一个前乘客安全气囊关闭开关和一个指示灯。
通过使用机械车钥匙操作前乘客安全气囊关闭开关可停用前乘客安全气囊和前乘客侧面安全气囊。
前乘客安全气囊关闭指示灯的黄色符号亮起时表示处于停用状态。
在 G11/G12 上，用于停用前乘客安全气囊的前乘客安全气囊关闭开关位于前乘客侧。只有前乘客车门打开时才能接触到该开关，只有车辆静止时才能进行停用操作。
美规
为满足国家公路交通安全管理局 NHTSA 的规定，在美规车辆上带有安全气囊自动停用装置。使用该规定中列出的儿童座椅运送儿童时必须能够停用安全气囊。
为此在前乘客座椅上使用了带有占用识别和乘员分级功能的座椅占用识别垫。在 G11/G12 上使用电容性内部传感垫 CIS 垫。
CIS 垫由两个元件组成：与座椅垫内座椅加热装置并联的一个传感器丝和一个分析单元。CIS 垫以120kHz 的频率测量传感器丝（正极）与车辆接地（负极）之间的电容量和欧姆电阻。CIS 垫根据电容量和电阻的变化确定前乘客座椅上运送的是成人还是坐在儿童座椅上的儿童。
前乘客安全气囊关闭指示灯亮起时表示停用了前乘客安全气囊、前乘客侧侧面安全气囊和膝部安全气囊。
如果系统识别出使用儿童座椅运送儿童（例如在前乘客座椅上使用按 NHTSA 规定检验的儿童保护系统运送儿童）或无人占用前乘客座椅，车顶功能中心内的前乘客安全气囊关闭指示灯就会亮起。
4、主动保护系统
在 G11/G12 的标准配置中已包含安全套件主动保护系统（SA 5AL）。
安全套件主动保护系统（SA 5AL）由以下三个功能独立的子系统组成：
安全套件主动保护系统（SA 5AL）由以下三个功能独立的子系统组成：
• 发生碰撞前
• 发生碰撞后
• 注意力辅助系统。
安全套件主动保护系统（SA 5AL）可在危险行驶情况下（发生碰撞前）通过预防措施以及在出现碰撞情况后（发生碰撞后）通过相应措施提高车辆乘员安全性。注意力辅助系统可在行驶期间监控驾驶员的驾驶风格并在必要时要求驾驶员停车休息。
(1)主动保护系统的系统电路图
1 动态稳定控制系统 DSC
2 数字式发动机电子系统 DME/数字式柴油机电子系统 DDE
3 电子助力转向系统 EPS
4 主动定速巡航控制系统 ACC 的雷达传感器
5 右前配电盒内的保险丝
6 车身域控制器 BDC
7 CAN 终端电阻
8 右侧可逆电动安全带收卷装置 REMA RE
9 右后配电盒内的保险丝
10 前乘客侧后部座椅模块 SMBFH
11 驾驶员侧后部座椅模块 SMFAH
12 左侧可逆电动安全带收卷装置 REMA LI
13 前乘客座椅模块 SMBF
14 高级碰撞和安全模块 ACSM
15 车顶功能中心 FZD
16 基于摄像机的驾驶员辅助系统 KAFAS
17 选装配置系统 SAS 控制单元
(2)发生碰撞前
识别出可能导致事故的危险行驶情况时，子系统“发生碰撞前”就会采取针对乘员的预防性保护措施。
识别危险行驶情况
通过安装在车上的惯性传感器系统识别危险行驶情况。危险行驶情况包括：
• 已开始紧急制动
• 不足转向明显
• 过度转向明显
• 翻车。
在带有行驶辅助系统（SA 5AS）或高级行驶辅助系统（SA 5AT）的车辆上，还会将雷达传感器系统或KAFAS 立体摄像机所识别的附加碰撞危险纳入考虑范围内。如果装有这两个系统，就会对雷达传感器系统所识别的碰撞进行分析。针对发生碰撞前识别功能，由 KAFAS 或雷达传感器系统提供针对碰撞警告限值的独立限值从而触发发生碰撞前功能。
基本型发生碰撞前功能
在 G11/G12 的标准配置中已包含安全套件主动保护系统（SA 5AL）并提供以下基本功能：
舒适功能
• 锁止安全带后，起步后会一次性自动预紧前部安全带。
安全功能
识别出危险行驶情况时（例如自己紧急制动、不足转向明显、甩尾），会根据需要启用以下各项功能：
• 自动预紧前部安全带
• 自动关闭车窗，只留一条缝隙。
扩展型发生碰撞前功能
根据配置情况执行子系统“发生碰撞前”的不同功能。
“扩展型发生碰撞前功能”除标准配置外还包括附加功能。
下表概括了子系统“发生碰撞前”的各项功能及其与选装配置的关系：
*选装配置代码说明：
• SA 403 电动玻璃天窗
• SA 456 前部舒适座椅
• SA 460 后座区舒适座椅
• SA 5AS 行驶辅助系统
• SA 5AT 高级行驶辅助系统。
(3)发生碰撞后
子系统“发生碰撞后”具有发生碰撞后自动制动功能，在特定事故情况下无需驾驶员干预即可使车辆制动直至静止。这样可以降低继续碰撞的危险。驾驶员可通过踩下加速踏板或制动踏板对发生碰撞后自动制
动功能进行控制。
如果高级碰撞和安全模块 ACSM 确定发生了一定严重程度的碰撞，就会触发发生碰撞后自动制动功能。之后高级碰撞和安全模块 ACSM 将一个信号发送至电子燃油泵控制系统 EKPS 以便关闭电动燃油泵。
该信号经过 DSC 控制单元进行分析。之后 DSC 控制单元通过 DSC 泵使车辆制动直至静止。
DSC 产生制动所需的规定减速度 5 m/s2。只有在路况允许的情况下才会达到规定减速度。在自动制动期间仍会对加速踏板和制动踏板进行监控。如果驾驶员踩下加速踏板或长时间踩过制动踏板压力点，自动
制动过程就会中断。踩下加速踏板只会导致制动过程中断。车辆无法加速是因为电动燃油泵已关闭。
即使在自动制动期间，也会通过 ABS 防止车轮抱死，同时通过 DSC 稳定车辆。如果自动制动期间 DSC处于 DSC 关闭模式，就会强制启用 DSC。
车辆达到静止状态后约 1.5 秒时就会自动解除制动功能，此时必须防止车辆溜车。
识别出导致安全型蓄电池接线柱 SBK 触发的事故时无法触发自动制动功能，因为 DSC 泵已经断电。
在以下前提条件下不启用自动制动功能：
• 发生碰撞前 DSC 已失灵
• 发生碰撞前 ABS 已失灵
• 制动液液位过低。
如果在发生碰撞期间或发生碰撞后出现这些故障，调节过程仍执行到结束，因为之后会将这些故障识别为碰撞结果。
5、行人保护功能
根据国家规格在 G11/G12 上装有主动式发动机室盖（SA 8TF）。与行人发生碰撞时发动机室盖抬起。由此形成额外保护行人的溃缩吸能区。
在保险杠支架与碰撞缓冲块之间集成有一个加注空气的压力软管。在压力软管两端分别接有一个压力传感器。
施加在压力软管上的作用力使其压缩。压力传感器测量压力增大情况并产生特性信号。
这些信号通过数据导线传输至高级碰撞和安全模块 ACSM。高级碰撞和安全模块 ACSM 根据这些数据确定是否达到或超过与行人发生碰撞的识别限值并据此做出发动机室盖燃爆式执行机构的触发决定。
只有在约 25 – 55 km/h 车速时才会触发主动式发动机室盖。出于安全原因，在无法明确排除行人碰撞危险的极个别情况下也会触发系统。
可能包括以下情况：
• 与锥桶或界桩碰撞时
• 与动物碰撞时
• 石块撞击时
• 驶入雪堆时。
主动式发动机室盖触发后，组合仪表内有一个红色警告灯亮起，中央信息显示屏 CID 上显示一条检查控制信息。发动机室盖保持抬起状态并会影响视线。但触发发动机室盖不会产生安全危险。可以小心继续行驶至附近维修站，但只有更换组件后才能再次使用主动式行人保护功能。
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