汽車安全氣囊控制系統實驗臺檢測

張晶+楊國輝+焦雍珀+王錦濤+胡晨曦

摘要：為了判斷SRS ECU控制系統是否故障，以SRS實驗臺為基礎開發出一套SRS檢測系統，本系統利用集成電路板實現對SRS控制電路的各部分電路進行通斷，并利用CAN總線進行通信讀取故障碼，實現了在SRS各種情況下對ECU質量實現檢測與研究。

1、引言

隨著汽車技術的不斷發展，汽車的行駛速度越來越快，汽車安全問題越來越得到重視，安全氣囊的出現彌補了汽車快速行駛對安全不穩定因素的空白區。隨之而來的問題是如何能夠保證汽車遇到危險時安全氣囊能夠有效的彈出保證駕駛員及乘客的安全，對SRS技術的檢測，診斷，教學需求量越來越大，對安全氣囊的穩定性有了更高的要求。汽車SRS檢測系統有效的解決了實車不容易觀察，不容易拆解，及不了解SRS ECU內部的工作情況。是汽車維修人員通過汽車SRS檢測系統更直觀的對SRS 控制電路進行故障診斷，分析，甚至學習其內部結構、原理，對汽車安全氣囊的穩定性有了更高的保證。

2、SRS控制系統的工作原理分析

汽車SRS由碰撞傳感器，SRS電子控制單元，SRS安全指示燈，氣體發生器，氣囊等組成（注：氣體發生器與氣囊為一體成為氣囊模塊），在汽車遭遇碰撞時，碰撞傳感器將這一信息轉換為電信號輸送到SRS ECU，SRS ECU就收到碰撞信號后，將該信號與系統設定中的信號進行分析與比對。如果該碰撞信號達到或大于系統中設定的安全氣囊工作信號，那么SRS ECU將發出控制氣體發生器的點火器電路接通，點火劑因受熱而被引爆釋放出大量的熱量，使充氣劑受熱分解并迅速充入安全氣囊。安全氣囊在短時間內沖破安全氣囊組件的裝飾蓋板，快速膨脹展開，在人體和車內部件之間形成彈性氣墊，通過氣囊產生變形吸收人體遭遇碰撞的沖擊力，有效的保護了人體的頭部，胸部（注：汽車安全氣囊需與安全帶配合使用，若無安全帶可能會造成嚴重后果）。

3、系統硬件框架組成設計與搭建

汽車SRS ECU檢測系統主要包括集成電路板，數據接頭，檢測PC機，傳感器接頭，K線適配器，安全氣囊實驗臺。

3.1、集成電路板

以集成電路板為核心，是指實現SRS ECU與碰撞傳感器，氣囊模塊之間的線路通斷。集成電路板通過檢測PC機控制實現自身二極管通斷，致汽車安全氣囊控制電路中各部分線路通斷。

3.2、數據接頭

數據接頭是此汽車SRS ECU檢測系統的連接部分，通過數據接頭將汽車SRS ECU與檢測PC機相連接，實現檢測PC機對汽車安全氣囊ECU的控制，檢測及分析。

3.3、檢測PC機

檢測PC機通過集成電路板的連接實現控制汽車安全氣囊控制電路的通路、斷路或短路，并及時接收SRS ECU的工作狀態信號，形成相應故障代碼，以便于檢測及研究。

4、汽車SRS ECU檢測系統與安全氣囊實驗臺的檢測方式

汽車SRS ECU檢測系統對安全氣囊實驗臺的檢測方式為兩種。第一種方法為檢測PC機通過集成電路板向汽車安全氣囊實驗臺的SRS ECU發送碰撞模擬電信號，若SRS ECU工作情況正常，檢測PC機將接收到汽車SRS ECU發送發送至氣囊模塊的點火器的控制點火信號，此信號為模擬，無需使用臺架即可完成檢測。

第二種方法為連接安全氣囊臺架后，檢測PC機通過集成電路板控制碰撞傳感器發送碰撞信號至實驗臺SRS ECU，實驗臺SRS ECU通過比對系統設定數據發送控制點火信號至氣囊模塊點火器，此時實驗臺用于替換安全氣囊的氣球將充氣。若工作不正?？蓹z測SRS ECU的工作狀態及SRS ECU與氣囊模塊之間的電路通斷故障。也可使用汽車SRS ECU檢測系統對汽車安全氣囊各部件電路實現通路，斷路，短路，以便了解汽車安全氣囊控制電路在各種工作狀況下，各部件的工作情況，

5、檢測系統相關原理

K線適配器 K線是診斷器與汽車控制單元之間一條數據線，可以通過K線適配器連接與汽車控制單元進行總線的交換，用于檢測汽車SRS ECU的工作信號及狀態。PC機根據診斷協議與ECU進行通信診斷。

6、系統軟件設計

虛擬檢測系統利用集成電路板，個人電腦，通信網絡可對汽車安全氣囊控制電路的工作信號進行通信，采集ECU中的數據包，將采集數據與該系統存儲的正常波形進行對比，并結合神經網絡技術對采集數據進行分析，最終直接給出診斷結果。

7、汽車SRS ECU檢測系統的檢測與分析

檢測在各部件運行情況下ECU是否工作正常，比如碰撞傳感器，需要檢測它們在正常工作下是否正常運行。本系統通過對各傳感器，電路，ECU的連接，實現對汽車SRS 控制電路的檢測。

8、汽車SRS ECU檢測系統檢測安全氣囊實驗臺架故障流程

故障現象：組合儀表安全氣囊故障指示燈常亮

診斷流程：將汽車SRS ECU診斷系統連接到安全氣囊臺架診斷接口，使用汽車SRS ECU通過K線適配器連接與汽車控制單元進行總線的交換，讀取汽車控制單元的數據包查詢汽車安全氣囊的故障代碼，故障碼為安全氣囊之間線路斷路。使用汽車SRS ECU診斷系統通過碰撞傳感器向SRS ECU碰撞信號，診斷系統監控到SRS ECU工作正常并已發出控制點火信號，但氣囊模塊并未工作，由此可見，汽車碰撞傳感器至汽車SRS ECU之間線路無問題，斷電后檢測汽車SRS ECU與氣囊模塊之間的線路導通，檢測結果為不導通，撥開線束發現線路間一根線斷了，更換線束后組合儀表安全氣囊指示燈熄滅。使用汽車SRS ECU檢測系統控制碰撞傳感器向汽車SRS ECU發出碰撞信號，安全氣囊臺架工作正常，替代氣囊的氣球成功被充氣，故障排除。

9、結束語

汽車SRS檢測系統使得汽車維修人員通過汽車安全氣囊檢測系統更直觀的對汽車安全氣囊控制電路進行故障診斷，分析，甚至學習其內部結構、原理，有效的解決了實車不容易觀察，不容易拆解，及不了解SRS ECU內部的工作情況，對汽車安全氣囊的穩定性有了更高的保證。

參考文獻：

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天津職業技術師范大學天津市市級大學生創新創業訓練計劃項目，項目編號：201610066063