汽車安全氣囊的控制

1.前言

　　汽車碰撞安全性研究的目標是盡可能地減低交通事故發生的后果。設計優秀的汽車在碰撞事故發生時一方面可以確保人的生存空間，另一方面借助汽車的約束系統把產生在乘員上的負荷限制在人體可以承受的范圍之內。

　　汽車的碰撞安全性基本上是由下面兩個因素決定的：

　　?汽車碰撞時的變形特性(汽車的減速度、乘員的生存空間等)

　　?車內約束系統(安全帶、安全氣囊等)

　　2.安全氣囊的控制

　　汽車碰撞事故發生時，由于持續時間非常短(一般幾十毫秒)，汽車的約束系統(例如三點式安全帶、安全帶卷收器、氣囊等)必須很好地配匹起來才能最佳地保護乘客。這就要求約束系統必須能很快地識別碰撞，很快地決定是否、何時點爆氣囊或者安全帶卷收器(如果有的話)。有些早期汽車的安全氣囊控制器安裝在轉向柱上，這樣雖然成本較低，但此處的加速度不穩定，很難做到精確地控制氣囊是否、何時引爆。現代汽車的安全氣囊大多是通過裝在車內中央通道上的點燃觸發控制器來控制的。當今的控制器一般實時監測汽車中央通道處的加速度變量大小，經濾波積分等處理后同預先設置好的觸發門檻信號進行比較，從而決定交通事故發生時安全氣囊的點爆。汽車中央通道上的碰撞響應特性非常大地影響著汽車的碰撞安全保護，設計優秀的汽車(主要是車身)將使得碰撞感應很可靠、非常容易。事故發生時氣囊爆發的整個過程由信號傳輸、傳感器反應分析、氣囊氣體發生器被點燃等組成。

　　但是當今世界上汽車安全氣囊的引爆控制一般也只考慮了汽車本身在碰撞事故發生時的情況而沒有考慮到坐在車內的乘客。

　　3.安全氣囊的危險

　　毫無疑問安全氣囊系統非常好地改善了汽車的碰撞安全性，它和安全帶一起充分地發揮了對人的保護效能。但是在乘員OoP狀態(Out of Position，非正常乘坐位置)下，安全氣囊也會對人造成傷害甚至致死亡，例如：

　　?由于氣囊的傳感系統沒有完全考慮到事故的真實情況，造成氣囊比較晚的被點燃引爆

　　?乘客由于恐慌等原因伏在安裝氣囊的方向盤或者儀表板上，或者座椅調節得太靠前，或者由于安全帶比較松甚至沒有帶安全帶造成緊急剎車時乘客身體前傾

　　?沒有注意到汽車上的警告，把嬰兒的座椅頭朝前地固定在副駕駛員位置上

　　在上述情況下，氣囊爆發時，很容易對人造成傷害。要解決這個問題，就必須改善現有的碰撞傳感識別系統，要求通過這套系統一方面安全氣囊可以提供乘客在標準位置時的碰撞安全保護，另一方面也可以通過氣囊的不引爆或者減少氣囊爆炸時的壓力來減少乘客在偏離正常乘坐位置時可能產生的對人的傷害。