宝马3系F30底盘车型碰撞和安全模块解析
BMWCHE/2015-11-19/技术解析/阅读:次
(一) 碰撞和安全模块
F30碰撞和安全模块安装在驾驶员侧仪表台下方，它有两个线束插口。该模块内部不再安装任何传感器，相关的传感器安装在集成式底盘管理控制模块内部。F30碰撞和安全模块见下图。
F30碰撞和安全模块
(二)传感器和开关
1、B柱横向和纵向加速度传感器
该传感器由一个横向加速度传感器和一个纵向加速度传感器组成。加速度传感器分别测量χ方向和 y方向的加速度，从而使系统识别正面、 侧面或尾部碰撞。F30的 B柱横向和纵向加速度传感器见下图。
F30的B柱横向和纵向加速度传感器图
左侧 B柱和右侧 B柱分别有一个横向和纵向加速度传感器，它们的结构相同，安装时通过机械设码方式来确定位置。
2、安全气囊传感器
对于美规车型，在驾驶员和前乘客车门内装有安全气囊传感器。该传感器用于验证当系统监测到侧面碰撞时 B 柱横向和纵向加速度传感器信号和集成式底盘管理控制模块内部的加速度信号的真实性。F30安全气囊传感器见下图。
F30安全气基传感器图
安全气囊传感器是压力型传感器，其工作原理如下： 安全气囊传感器的电子装置持续对车门内部的压力进行测量，压力信号被处理成数字信号，然后以周期方式被传送至碰撞和安全模块。当侧面碰撞导致车门变形时(外板向内压)，车门内部的体积减少，压力增加，碰撞和安全模块对安全气囊传感器传送的信号进行分析，从而识别侧面碰撞。
3、前方传感器
在美规车型中有两个前方传感器安装在发动机支架的前方区域，这两个前方传感器的信号被传送至碰撞和安全模块。F30前方传感器见下图。
F30前方传感器图
前方传感器是加速度传感器。由于该传感器设置在车辆前方的左侧、 右侧区域，其信号携带碰撞特点和严重性信息，因此能够协助碰撞和安全模块识别正面碰撞。该传感器的信号是以数据电报的形式被传送至碰撞和安全模块的。
4、座椅占用识别墊
欧规车型配备座椅占用识别垫，该垫安装在前排乘客座椅内，用于检测负荷情况。碰撞和安全模块利用座椅占用识别垫判断前排乘客座椅上是否有人。由于座椅占用识别垫无法对乘员进行分级，因此系统无法自动关闭前乘客安全气囊。
5、电容性车内感应垫(CIS垫)
在美规车型中，前排乘客座椅安装电容性车内感应垫，而不是座椅占用识别垫。电容性车内感应垫能够辨别前排乘客座椅上坐的人，是成人还是儿童座椅 (装在前排乘客座椅上) 中的儿童。
6、集成式底盘管理控制模块内部的传感器
集成式底盘管理控制模块内部有用于行驶动态协调控制系统的传感器，也有用于识别碰撞的横向和纵向加速度传感器。集成式底盘管理控制模块利用两条导线与碰撞和安全模块相连，以便传送传感器数据。碰撞和安全模块对传感器数据进行分析和处理，从而判断正面、 侧面、尾部碰撞或翻车等情况。
7、安全带锁扣开关
安全带锁扣开关位于驾驶员和前乘客的安全带锁扣内。对于某些等级的欧规车型，后排座椅也配备安全带锁扣开关。F30安全带锁扣开关见下图。
F30安全带锁扣开关图
碰撞和安全模块为安全带锁扣开关供电并通过分析该开关信号来识别安全带锁舌是否位于安全带锁扣内。从总线端15接通起，安全带锁扣开关持续被监控。碰撞和安全模块根据该开关信号执行视觉和声音安全带警告功能，同时确定乘员保护系统中可被触发的部件。
8、紧急呼叫按钮
紧急呼叫按钮位于车顶功能中心上，见下图。
F30紧急呼叫按組
9、前乘客安全气囊关闭开关
利用前乘客安全气嚢关闭开关可以手动方式关闭前乘客侧的前部和侧面安全气囊。该开关的位置由一个霍尔传感器测量。碰撞和安全模块为该开关供电并分析开关信号。
10、座椅位置传感器
根据美国相关法规要求，必须对乘坐在驾驶员座椅和前排乘客座椅的人员进行高度识别，以利于座椅前、 后行程的调节。座椅位置传感器的任务是在座椅纵向调节范围内辨别个子较小的人员和正常高度的人员。
这是一项以提高乘员安全性为日的的监测技术。座椅位置传感器采用双线霍尔传感器的结构形式并由碰撞和安全模块供电。碰撞和安全模块根据座椅位置传感器信号来调节两个前部安全气整和白适应通风阀的位置、
(三)执行机构
1、安全带系统
F30配置三点式安全带，见下图。
1.安全带锁扣拉紧器 2.可逆电动机驱动收卷机构 3.安全带收卷机构/自动拉紧器
F30安全带图
2、驾驶员安全气囊
驾驶员安全气囊位于方向盘缓冲垫内，该气整配备一个气体发生器。
美规车型的驾驶员安全气囊配备两级气体发生器，可根据碰撞严重性和座椅位置进行短时间或长时间膨胀。此外，美规车型的驾驶员安全气囊配备主动通风阀。
3、前乘客安全气囊
前乘客安全气囊位于仪表台内，该气囊配备一个气体发生器，当气体发生器触发时，气囊向风挡玻璃方向打开, 向上膨胀并支撑在风挡玻璃和仪表台上，F30欧规车型前乘客安全气囊见下图。
1.盖 2.安全气整壳体 3.引爆器
A.前乘客安全气囊顶部 B.前乘客安全气囊底部
A.前乘客安全气囊顶部 B.前乘客安全气囊底部
F30欧规车型前乘客安全气囊图
美规车型的前乘客安全气整配备两级气体发生器,可根据碰撞严重性和座椅位置进行短时间或长时间膨胀。此外，气囊还配备主动通风阀。F30美规车型前乘客安全气整见下图。
1.2.引爆器 3.通风阀 4.通风阀接头
F30美规车型前乘客安全气囊图
4、膝部安全气囊
由于美国相关法规要求必须对乘员进行被动式固定 (不含安全带)，因此在美规车型中需要配备驾驶员和前乘客的膝部安全气囊，以便在正面碰撞情况下控制乘员的向前位移量。F30膝部安全气囊见下图。
1.侧面安全气囊
F30側面安全气囊图
5、头部安全气囊
头部安全气囊从A柱延伸至C柱，覆盖整个侧窗玻璃区域。该安全气囊在乘员与侧面结构之间展开，其特点如下：覆盖范围扩展到前、后所有侧窗玻璃，防止碎玻璃伤害乘员，针对不同身材的乘员优化了覆盖范围。F30头部安全气囊见下图。
F30头部安全气囊
6、前部側面安全气囊
前部侧面安全气嚢安装在前排座椅靠背内座套下方，它由气囊和气体发生器组成，其位于塑料壳体内，即安全气囊模块内。当车辆发生侧面碰撞时，侧面安全气囊从靠背框架中向外弹出并在车体内侧与乘员之间展开。F30侧面安全气囊见下图。
7、安全带锁扣拉紧器
安全带锁扣拉紧器位于驾驶员或前排乘客座椅上。安全带锁扣通过一条钢线与拉紧管内的活塞相连。在某些碰撞情况下，安全带锁扣拉紧器启动，引爆器触发时产生气体压力，该压力使拉紧管内的活塞移动，拉线将安全带锁扣向下拉，从而使安全带绷紧。F30安全带锁扣拉紧器见下图。
1.安全带锁扣开关 2.带有活塞的拉紧管
F30安全带锁扣拉紧器图
8、带有线性带力限制器的安全带收卷机构
驾驶员和前乘客的带有线性带力限制器的安全带收巻机构安装在欧规车型中。如果发生正面或尾部碰撞或翻车，安全带收卷机构阻止安全带延长，以便保护乘员。该机构利用安全带自动收卷器内的担力杆扭转来限制安全带力，见下图1 l-5-24。
A.扭力杆未承受负荷 B.扭力杆扭转
F30带有线性带力限制器的安全带收卷机构图
9、带有自适应限力器的自动拉紧器
驾驶员和前乘客的带有自适应限力器的自动拉紧器安装在带有主动保护装置的美规车型中。通过气体发生器的辅助作用，该自动拉紧器在乘员向前位移时使安全带卷起，从而减少安全带的松弛部分。F30带有白适应限力器的自动拉紧器见下图。
F30带有自适应限力器的自动拉紧器图
10、安全蓄电池接线柱
如果碰撞和安全模块识别到严重的正面碰撞、 侧面碰撞和尾部碰撞，就会根据不同限值使安全蓄电池接线柱触发，随后安全蓄电池接线柱以燃爆方式断开蓄电池正极接线柱与启动机/ 发动机之间的导线。虽然安全蓄电池接线柱已经断开，但仍能确保危险报警灯、 车内照明灯、安全气囊系统和电活 (紧急呼叫功能) 等各类安全性相关用电设备的供电。F30安全蓄电池接线柱见下图。
F30安全書电池接线柱图
11、安全带警告灯
在车辆启动后，当安全带触发变化时，仪表板的显示屏显示安全带警告灯符号。
12、前乘客安全气囊关闭指示灯
前乘客安全气囊关闭指示灯位于车顶功能中心中。如果前乘客安全气囊被关闭，那么该指示灯以黄色方式点亮。
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