奥迪A6汽车安全气囊的故障诊断.doc

1、浙江工业大学博士学位论文毕业论文说明书课题名称： 奥迪A6汽车安全气囊的故障诊断 学生姓名 谭建峰 学 号 100607101148 二级学院（系） 电气电子工程学院 专 业 汽车电子技术 班 级 汽电1011 指导教师 吴立菊 起讫时间：2012 年9 月10 日2013 年1 月18 日17浙江机电职业技术学院毕业设计说明书奥迪A6汽车全气囊的故障诊断摘 要在我国，随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车的行驶速度越来越快，特别是由于汽车拥有量的迅速增加，交通越来越拥挤.等诸多因素导致近年来汽车安全事故的损失逐年上升。所以，汽车的安全性就变得尤为重要。因此安全气囊作为汽车安全性的重要组成装

2、置备受人们关注，人们对安全气囊的要求也越来越高。安全气囊是汽车必不可少的组成部分，在现代轿车上是引人注目的新技术装置。 本文以一汽大众生产的奥迪A6骄车为例对安全气囊进行了阐述，并对汽车安全气囊的组成进行了介绍，并且对汽车安全气囊的工作原理进行了分析，讲解了汽车安全气囊的诊断方法，并列出了几个典型案例。关键词： 奥迪A6汽车；安全气囊 ； 故障诊断 ； 目 录摘 要I第一章 绪论2第二章A6汽车安全气构和工作原囊结理42.1奥迪A6汽车安全气囊部件42.2奥迪A6汽车安全气囊工作原理6第三章 奥迪A6汽车安全气囊的更换与检修73.1安全气囊的检修73.2安全气囊的更换9第四章 SRS气囊系统的

3、故障诊断实例113.1案例一113.2案例二123.3案例三13结束语15参 考 文 献16致谢17第一章 绪论随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶的速度越来越快。又由于汽车保有量的迅速增加，道路交通越来越拥挤。这就使得汽车事故频繁发生，所以汽车的安全性就变得尤为重要，成为当今汽车设计和生产的一个重要课题。汽车的安全性分为主动安全和被动安全。主动安全是指汽车防止发生事故的能力，主要有操纵的稳定性，制动的可靠性、平顺性等；被动安全是指汽车在发生事故的情况下保护乘员的能力，主要有防撞式车身、安全带和辅助乘员的保护系统（SUPPLEMENTAL-RESTRAINT SYSTEM，以下简称安全

4、气囊）等。为了说明安全带和安全气囊在保护乘员方面的重要性，首先说明造成乘员伤害的原因。当汽车和障碍物之间发生碰撞事故时，汽车和障碍物之间的碰撞称为一次碰撞。一次碰撞的结果导致汽车速度急剧下降。例如，如果一辆汽车以50km/h的速度与一个固定不动的障碍物正面相撞，则汽车至完全停止所需时间大约0.1s。在这短暂的时间内，可发生的事情却相当多：在碰撞的瞬间，前护杠停止运动，但汽车的其他部分仍以50kmh的速度前进。随着车辆前部逐渐损坏，汽车即开始吸收动能并减速；在碰撞过程中，当开始减速慢下来时，内部乘员则仍以原来的速度向前移动。于是就发生了乘员和方向盘、仪表板、风挡玻璃等之间的碰撞，造成了乘员的伤害

5、。这种乘员和汽车内部结构之间的碰撞称为二次碰撞1、被动安全装置：用来减轻事故导致的伤害程度的装置，如安全气囊、安全带、护膝垫、两节或三节式转向柱。2、主动安全装置：车轮制动器、防抱死制动系统、刮水器与洗涤器、雷达车距控制与报警系统等。3、一次碰撞：汽车发生碰撞时，汽车与汽车或汽车与障碍物之间的碰撞。4、二次碰撞：一次碰撞后，汽车速度将急剧变化，驾驶员和乘员就会受到惯性力的作用而向前运动，并与车内的转向盘、挡风玻璃或仪表台等构件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞。在车辆事故中，导致驾驶员和乘员遭受伤害的主要原因是二次碰撞。注：安全气囊的作用就是要减小司乘人员在二次碰撞中的伤害程度.如果乘员未系上安全

6、带，则他们会继续以50km/h的速度前进，直到撞及车室内部物件才会停止。在此例中，乘员撞击车室内部的速度，与从三楼的窗户跳下撞击地面时的速度相当。如果乘员系上安全带，则他们将逐渐减速，因此作用到他们身上的撞击力将减轻。但是在严重的碰撞事件中，虽然系上安全带的碰撞力比未系安全带少了很多，但乘员仍可能会撞到车室内部物件而造成伤害。汽车安全气囊的基本思想是：在发生一次碰撞后，二次碰撞前，迅速在乘员和汽车内部结构之间打开一个充满气体的袋子，使乘员撞在气袋上，避免或减缓二次碰撞，从而达到保护乘员的目的由于乘员和气囊相碰时容易因振荡造成乘员伤害，所以在气囊的背面开两个直径25mm左右的圆孔。这样，当乘员和

7、气囊相碰时，借助圆孔的放气可减轻振荡，放气过程同时也是一个释放能量的过程，因此可以很快地吸收乘员的动能，有助于保护乘员。由于汽车事故难以避免，因此被动安全显得非常重要，安全气囊作为被动安全的研究成果，由于使用方便、效果显著、造价不高，所以近年来得到迅速发展和普及第二章A6汽车安全气构和工作原囊结理2.1奥迪A6汽车安全气囊部件（1）安全气囊的组成原件1、执行感应器：由双接触机电开关组成的安全装置。a) 工作不依赖于电子元件；b) 在正常行车时保证气囊点火线路不触发；c) 必要时接通点爆电路。2、碰撞感应器：即碰撞传感器。用以碰撞的强烈程度。3、SRS 警示灯：如感应诊断模块或外部电路出现故障，

8、位仪表盘内的故障灯点亮，此时安全气囊SRS失效。a) 打开点火开关后，警示灯亮4S后熄灭，说明系统正常；灯总亮或总灭均说明系统出现故障。b) 在行驶过程中，如出现故障灯亮，也说明系统出现故障。4、线束及接头：线束为黄色套管包扎，非专业人员不得对该线束进行测量及维修，否则会造成气囊误爆的危险。a) 时钟弹簧接头短路棒的作用：当拔下插头时，使气囊两接头短路防止误通电造成误爆；b) ECU接头处的短路棒：拔下拔头，警示灯会亮。5、碰撞传感器：一般安装在汽车前部（本车装在ECU内部）。注：当惯性力小时，滚球无法克服永久磁铁的磁力，被吸附在最右端；当惯性力足够大时，滚球克服永久磁铁的磁力，向左边滚动，使

9、触点两端接通。（2）奥迪A6汽车安全气囊部件位置如图2-1所示1-驾驶员侧安全气囊；2-乘员侧安全气囊（未安装）；3-时钟弹簧；4-感应与诊断模块；5-线束（黄色）图2-1奥迪A6汽车安全气囊部件（3）安全气囊电路如图2-2所示 图2-2 安全气囊电路气囊张开后，需注意如下问题：1）安全气囊在设计上只能充气1次，一次性使用。用后必须更换。2）发生碰撞时，即使前乘员座没有乘员，前座乘员气囊也会同时张开。3）在气囊充气时会产生巨大的声响，而且在所释放出的氮气中会伴生少许烟雾。这些气体和烟雾是无害的（这不表示有起火现象），但乘员要尽快清洗残留物，以免皮肤过敏。4）气囊的充气在少于1s内完成，因此气囊

10、充气的力量相当大。此系统的设计是为了减少严重的伤害，但它本身可能会对乘员造成轻微的烫伤、擦伤或红肿等伤害。5）气囊张开后，气囊单元的组件（方向盘中央部分、仪表板）可能会烫热几分钟，但气囊本身并不会发烫。6）当碰撞的程度足以让气囊充气时，可能会因车身变形而使风挡玻璃破裂。而在备有乘员气囊的车辆上，风挡玻璃也可能因吸收部分充气力量而破裂。2.2奥迪A6汽车安全气囊工作原理安全气囊系统SRS的作用如图2-3所示：当汽车遭受碰撞导致车速急剧变化时，气囊迅速膨胀，在驾驶员、乘员、与车内构件之间迅速铺垫一个气垫，使驾驶员、乘员头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊的阻尼作用和气囊排气节流的阻尼作用来吸收

11、人体产生的动能，从而减轻人体遭受伤害的程度。安全气囊使用的气体介质为氮气，平时由叠氮化钠固体药片受热分解释放。若减速力达到设定值以上时，系统会触发充气装置，然后充气装置内的化学反应会使气囊在瞬间充满氮气，以缓冲乘员的冲击，保护乘员头部和脸部免于撞击方向盘或仪表板。在气囊开始泄气时，气囊依然在继续吸收动能。整个过程（由充气、保护、泄气组成）在不到1s内完成。图2-3气囊系统SRS作用安全气囊的动作过程1.碰撞刚开始10ms后，气囊开始充气，驾驶员尚未动作。2.碰撞40ms后，气囊完全充满，人体向前移动。安全带开始预收缩（吸收部分能量）。3. 碰撞约60ms驾驶员头部及身体压向气囊。气囊内气体通过

12、节流孔排气，吸收人体与气囊之间的碰撞能量。4. 碰撞约120ms大部分气囊内气体从节流孔排出，汽车前方视线恢复。注：人的眼皮一眨眼所用时间约为200ms，因此气囊爆炸这个过程是非常短暂的，用肉眼根本无法看清。气囊打开的条件如图2-4所示：1、碰撞方向与汽车中心线的夹角30以内；2、碰撞车速在25km/h以上。 图2-4第三章 奥迪A6汽车安全气囊的更换与检修3.1安全气囊的检修 （1）安全气囊安装位置示意图 安全气囊主要部件的安装位置如图3-1 所示1-驾驶员安全气囊；2-驾驶员安全气囊（赛车方向盘）；3-安全气囊控制单元；4-副驾驶员安全气囊；5-横向加速度传感器6-侧面安全气囊图 3-1

13、安全气囊部件安装位置示意图（2）驾驶员侧安全气囊的结构如图3-2所示 1-方向盘（将松开的线固定到箭头，A-所示的位置）；2-螺旋弹簧插头；3-安装气囊插头；4-除静电插头；5-内多角螺栓（60Nm）； 6-安全气囊；7-定位爪；8-Torx 扳手（T30）；9-带滑环的回位弹簧；10-方向盘加热插头图 3-2 驾驶员侧安全气囊分解图 （3）安全气囊的检修方法检测、安装和维修工作必须由专业人员来进行。检测时不可使用检测灯、电压表和欧姆表。安全气囊只可在安装好用V.A.G1551/1552来检查。检查安全气囊时，必须断开蓄电池地线。断开蓄电池后不需等待。将安全气囊与电源相连时，车内不可有人。安全

14、气囊从运输器具内取出后必须马上装车。如须中止工作，应将安全气囊放回运输器具内。 不可将安全气囊放到无人照管的地方。存放拆开安全气囊时，起缓冲作用的面应朝上。安全气囊不可打开及修理，必须使用新件。掉到过坚硬地面上的或有损伤的安全气囊不可再用。在检修时应将点火开关断开，切断电源，因为拆除蓄电池后，故障代码会消失。所以在拆除蓄电池之前，应读取和记住故障代码显示的故障特性。电源切断要等待10min以上，让电容储能器内的电能完全释放后，才允许开始检修，以防止备用电源的电流引爆安全气囊。在大多数情况下，一些主要的零部件如微处理器、碰撞传感器、中央传感器、安全传感器、气体发生器等，都是采取更换零部件的方法进

15、行检修的，且必须尽可能地更换原生产厂家配套的零部件。对少数重复使用的零件，必须严格检查后才能使用。如安全气囊系统发生“误爆”，则应更换原生产厂家的整套安全气囊系统，确认无误后才能使用，还必须进行新的安全气囊系统严格检查，才能装车。不允许用尖锐的工具来修理安全气囊，以免损坏零部件，不要刺穿气囊造成气囊泄气。不允许用任何一种能够让电流通过的仪表来跨接导线进行测量，以避免发生错误引爆。检测安全气囊系统时，要用高阻抗的电压、电阻表测量。 检修完毕后，在安装零部件时，应注意零部件的导向标志和导线插头的插接方向。安全气囊系统的导线颜色和接线端子的颜色，一般为黄色或金黄色，不允许采用其他颜色的导线代替，最后

16、要检查报警灯是否正常工作等。更换安全气囊时应遵守下述规定： 拆下旧安全气囊，缓冲面朝上放置。 从运输器具中取出新安全气囊，缓冲面朝上放置。 将旧安全气囊装入运输器具。 将新安全气囊装到车上。安全气囊有一定使用寿命（见 B 柱上不干胶标签）。如更换安全气囊，应将新标签取下并贴到 B 柱的旧标签上面。每 14 年必须更换安全气囊和不干胶标签。如果车的 B 柱上无标签，应在保养手册中注明更换安全气囊。 安全气囊上不能沾油脂、清洁剂等，也不能置温度在 100以上的地方（短时也不可）。3.2安全气囊的更换（1）事故后触发了的安全气囊的更换 事故后安全气囊/张紧器弹开时，带安全气囊的车，显示屏显示“安全气

17、囊，前部和侧面”或“安全气囊，前面和头部”。 安全气囊控制单元最多可用于控制 3 个侧面/头部安全气囊和/或张紧器的触发。 三次触发后，故障阅读仪上显示“控制单元损坏”。 在下述情况必须更换安全气囊控制单元： 驾驶员/副驾驶员安全气囊触发一次。 壳体损坏。 控制单元周围 200mm 内通道变形。 安全气囊触发三次后。 所有已触发的安全气囊总成。 如果副驾驶员安全气囊已触发，还要更换仪表板。 副驾驶员一侧的支架已变形（不允许二次变形）。 横向加速度传感器故障（如果传感器周围地板已变形）。 驾驶员安全气囊触发后，要更换带滑环的回位弹簧，要更换张紧器已触发的安全带。可用自诊断来识别安全气囊的张紧器触

18、发状况。 （2）事故后未触发安全气囊的处理 如果安全气囊警报灯 K75 未指示故障，那么就不必更换安全气囊部件，就单独检查安全带。更换安全气囊或控制单元后，将标签（仅指沿虚线撕下的部分）贴到登记卡上，并将卡交给销售商。 （3）安全气囊的存放和运输 安全气囊是用一级聚乙烯制成的烟火式装置，其存放和运输应按易爆危险品对待（炸药管理规定）。安全气囊存放时间不可超过 3 个月。 （4）安全气囊的报废 安全气囊报废前，应按相应的安全规程使其触发。因为如违反规程，触发烟火式装置的（如用气体形割器）会造成伤害。只可在安装状态触发安全气囊。点火装置备件号为 8DI971 259。引爆安全气囊时人与车最小距离为

19、 10m。第四章 SRS气囊系统的故障诊断实例SRS是一个可靠性要求极高的控制系统，为此在SRS ECU中专门设计有自诊断系统，在气囊控制电路中还设有相应的检测机构。SRS一旦发生故障，自诊断电路就能诊断出来，并控制仪表盘上的SRS指示灯闪亮报警，同时将故障码编程代码存入SRS ECU的存储器中，以供检测维修调用。利用专用测试仪器或特殊方式，便可通过诊断插座进行自诊断测试，以便尽快查到故障部位。各型SRS的自诊断测试方法各有不同，下面介绍奥迪A6车型安全气囊系统的故障自诊断测试及其检修方法。3.1案例一1.故障现象： 更换了安全气囊控制单元和转向盘上的安全气囊后气囊灯仍长亮2.故障分析：用故障

20、诊断仪V.A.G1551对安全气囊系统进行检测，故障代码为01044，故障含义为控制单元编码错误，且故障码无法直接清除。判定故障原因可能是控制单元的编码与此车不匹配。于是依据该车安全气囊系统的实际配置，对照维修手册中的编码表重新对其编码，即把原来的编码00104改为00004，故障即被排除。故在这里提醒广大维修人员，在奥迪A6车型上，由于安全系统的配置不同，其控制单元的编码也不相同，所以在更换其控制单元时，必须重新对其进行编码。3. 故障排除：依据该车安全气囊系统的实际配置，对照维修手册中的编码表重新对其编码，即把原来的编码00104改为00004，故障即被排除。3.2案例二1.故障现象： 一

21、辆才行驶了 2 000 km的2.4L奥迪A6轿车安全气囊灯长亮2.故障分析：用故障诊断仪VAS5051对安全气囊系统进行检测，故障代码为00589，故障含义是前排乘客侧安全气囊触发器N-31电阻过大，且故障码无法直接清除。可能的故障原因：导线断路。前排乘客侧安全气囊损坏。安全气囊控制单元损坏。由于该车为新车，笔者主要怀疑线路中的插接件处可能松动。依据电路图检查，各插接件连接正常，无松动和虚接之处；检测前排乘客侧安全气囊接头处的电压值正常。然而在折下前排乘客侧安全气囊进行检查时，居然发现该气囊是已被触发的旧气囊。更换新件后，故障被排除。后经询问车主得知，此车是非正规渠道购得。3. 故障排除：折

22、下前排乘客侧安全气囊进行检查时，居然发现该气囊是已被触发的旧气囊。更换新件后，故障被排除。后经询问车主得知，此车是非正规渠道购得。3.3案例三1.故障现象：一辆2004年产奥迪A6 1.8T轿车因侧翻事故来厂维修。事故造成驾驶员侧座椅气囊爆开，安全带抱死。在更换气囊控制单元、新驾驶座椅以及安全带后，发现仪表板气囊灯报警。2.故障分析：该车的事故只造成了驾驶员侧座椅气囊引爆，并且已经更换，同时也更换了气囊控制单元，为什么还报警呢？ 首先连接故障诊断仪VAS5052进行自诊断，选择15-安全气囊系统，读取故障码，发现控制单元内储存了1个故障码：01219驾驶员侧后排侧面安全气囊引爆装置N201对地

23、短路。 因为该车在钣金维修时拆装过室内线束，因此笔者怀疑后座椅安全气囊的线束插头没插牢固，于是关闭点火开关，拆下后座椅对其插头进行检查，经检查该插头无松动现象。然而打开点火开关后发现气囊灯仍然报警，于是索性关掉点火开关，拔掉后座椅左侧气囊线束的插头，继续读取故障码，此时显示的故障码为01219驾驶员侧后排侧面安全气囊引爆装置N201引爆装置阻值过大。看来安全气囊或者其连接线束有问题。 为了进一步确认故障点，需将后座椅的2个气囊连接线束插头对调了一下，继续读取故障码，此时显示故障码为01220乘客侧后排侧面安全气囊引爆装置N202对地短路，由此排除了气囊连接线束的故障，看来后座椅左侧的气囊确实有

24、问题。将后座椅靠背拆下后发现里面的气囊已经爆开了一点，只是没有全部爆开，气袋都没有爆出来（附图），导致在之前的维修过程中没有发现。 图3-1气袋状况3.故障排除：更换新的座椅安全气囊以及气囊控制单元后，试车，气囊报警灯熄灭，故障彻底排除。 故障总结：对于气囊报警，我们一般要用自诊断检查其故障范围，如果遇到气囊引爆装置阻值过大，一般则可认为出现断路，应检查其连接插头。如果气囊引爆装置对地短路，则可重点检查气囊，气囊的阻值一般为23 ，可以找一个同阻值的电阻，替换安全气囊引爆装置，再进行清除故障码操作。如果可以清除掉故障码，则说明该气囊有问题，必须予以更换。特别是电动座椅的安全气囊连接线插头，由于

25、拆装座椅稍不注意就把座椅下线束固定卡子弄坏，而且前后移动座椅则可使插头受力，造成插头松动或脱落，出现座椅电动功能失效或者是气囊报警等故障现象。结束语开始一直认为汽车中，机修很重要，但是完成这项论文后，才发现电子设或电控技术比机修同样重要，甚至超过机修，所以，在今后的工作中，要格外重视汽车电控技术。通过对汽车安全气囊结构、工作原理、检修方法、目前存在的缺陷的研究使我对汽车安全气囊的改进有了一定的思考。 此次对汽车安全气囊的研究使我对汽车安全气囊的认识更加深入我又对奥迪A6轿车SRS系统的故障诊断与排除方法进行了专门的研究。经过这次的论文使我进一步了解汽车安全气囊在汽车安全技术中发展得很快智能化、

26、多安全气囊是今后整体安全气囊系统发展的必然趋势。参 考 文 献1. 李栓成 舒华.汽车电子控制装置使用维修技术;金盾出版社2. 李明才 .汽车电工技术手册;江苏科学技术出版社3. 秦明华 .汽车 电器与电子技术;北京理工大学4. 陈德宜 .新型汽车电子装置结构原理检修;福建科学技术出版社5. 李辉国 .上汽通用N300技术资料;广西交通职业学院出版社致谢毕业论文是综合大学理论与实践知识相结合的重要的教学设计环节，通过撰写论文，增长了我查阅资料的能力，使原本认为设计内容繁多，设计过程繁琐的毕业设计工作变得如此有意义。大学的学习生活即将结束随之毕业设计论文完成之际，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够成功的完成，要特别感谢我的指导老师的精心指导。在我写论文的过程中，无论是在论文的构思和资料的收集方面，还是论文的整体格式吴立菊老师都给予了精心指导和无私的帮助。在这里我要对吴老师说声谢谢，我让您劳累了，辛苦了。谢谢！