История создания нескольких удерживающих систем
Многочисленные удерживающие системы имеют долгую историю в BMW. Первая множественная удерживающая система, MRS 1, была введена еще в 1996 году.
MRS 1
С введением боковых подушек безопасности в марте 1996 года MRS 1 заменил блок управления ZAE/BAE, использовавшийся до этого времени на E38/E39. Когда были введены боковые подушки безопасности, были также добавлены два внешних датчика MRSA для улучшенного обнаружения бокового удара. Из-за требуемого количества входов/выходов количество выводов пришлось увеличить с 30 до 50.
MRS 2
В мае 1997 года на E38 была установлена головная подушка безопасности ITS и задние боковые подушки безопасности MRS2. На E39 MRS2 был впервые использован при установке головной подушки безопасности ITS в сентябре 1997 года. 1998 сентября появилась двухступенчатая подушка безопасности для переднего пассажира (SMART).
MRS 3
Система MRS3 была запущена с прибытием двухступенчатой подушки безопасности водителя в марте 1999 года. Еще одним новшеством на MRS3 стала его связь с K-шина. Предыдущие системы MRS были подключены к диагностической шине. Исключением в этом отношении был E36/7 (Z3). Поскольку Z3 не имеет K-шины, MRS3 на Z3 остаются подключенными к диагностической шине.
MRS 4
Изменения на MRS4 по сравнению с MRS3 состояли из модифицированного процессора и нового программного обеспечения для расчета алгоритма срабатывания удерживающей системы. Впервые MRS4 был использован в апреле 2001 года с запуском MINI, а также на E46 и E53. Модели E38 и E39 были впервые оснащены MRS4 в августе 2001 года.
MRS4RD
MRS4RD перепроектирования множественной удерживающей системы 4 является развитием MRS4 на E46. Интерфейсы MRS4RD расширены до 75 контактов.
Задача MRS4RD заключается в выявлении сценариев дорожно-транспортных происшествий, имеющих решающее значение для водителя и пассажиров транспортного средства, и в выборочном приведении в действие необходимых удерживающих систем в зависимости от тяжести дорожно-транспортного происшествия.
MRS4RD был дополнительно оптимизирован и оснащен следующими датчиками
- Передние датчики
- Датчики обжатия дверей
- Спутники стойка B
Работа фронтальных датчиков заключается в обнаружении фронтальных ударов. Это позволяет активировать такие удерживающие системы, как натяжители ремней безопасности и подушки безопасности.
Работа датчиков сжатия двери заключается в обнаружении боковых ударов. Спутники MRS4 (MRSA) под передними сиденьями были перемещены на B-образные стойки. Спутники стойка B содержат датчики ускорения для линейного и бокового ускорения.
MRS4RD выполняет самодиагностику и контролирует все входные и выходные сигналы. Любые обнаруженные неисправности сохраняются в энергонезависимой памяти и сигнализируются водителю сигнальной лампой подушки безопасности (AWL).
Связь с другими блоками управления в сети систем автомобиля происходит по К-шине.
Программировать/кодировать MRS4RD можно по К-шине.
Схема №1
Схема №2
Компоненты системы
Множественная удерживающая система MRS4RD состоит из следующих компонентов:
- MRS4RD блок управления
- Датчики и переключатели
- Приводы
MRS4RD блок управления
Количество контактов на блоке управления MRS4RD увеличено с 50 (MRS4) до 75 из-за большего количества интерфейсов.
Блок управления MRS4RD расположен в центре транспортного средства на туннеле трансмиссии. В блок управления MRS4RD встроены два датчика ускорения, установленные под прямым углом друг к другу. Датчик линейного ускорения (ось Х) расположен под углом 0 градусов к продольной оси транспортного средства, а датчик бокового ускорения (ось Y) - под углом 90 градусов к этой оси.
Все датчики ускорения воспринимают ускорение в двух направлениях, т.е. регистрируют как положительное, так и отрицательное ускорение. Полярность сигналов ускорения зависит от направления удара. Это означает, что можно различать передний или задний удар и левый или правый боковой удар.
Схема №3
Датчики
Множественная удерживающая система MRS4RD имеет больше датчиков, чем предшествующая система.
В их состав входят следующие датчики
- Передние датчики
- Датчики обжатия дверей
- Спутники типа стойка B с датчиками бокового и линейного ускорения
Передние датчики
Работа фронтальных датчиков заключается в обнаружении фронтальных ударов. Передние датчики расположены в переднем конце над продольными подрамниками. Передние датчики обеспечивают блок управления MRS исходной информацией о прогрессировании и тяжести удара.
Датчик прямого действия состоит из датчика ускорения для обнаружения замедления, преобразователя сигнала и микропроцессора для передачи данных.
Электропитание датчиков прямого действия осуществляется через интерфейс ток-сигнал. На фронтальные датчики подается ток 5-10 мА. При передаче сообщения данных уровень скачет по вертикали на 20 мА.
Преимуществом интерфейса ток-сигнал является его постоянная подача тока, что предотвращает искажение сигнала. Изменение сопротивления в выводе не влияет на сигнал.
Источник питания с сигналом напряжения был бы поврежден изменениями сопротивления в выводе. Сигнал также может быть искажен помехами ЭМС от других выводов.
Датчики давления двери
Функция датчиков (1) давления двери состоит в том, чтобы обеспечивать дополнительное обнаружение боковых ударов в дополнение к информации, предоставляемой датчиками бокового ускорения в спутниках B-стойки и блоке управления MRS4RD. Датчики давления двери расположены на внутренней панели двери и измеряют давление внутри двери.
Схема №4
В случае бокового удара внешняя дверная панель может быть задвинута внутрь, тем самым сжимая пространство внутри двери и увеличивая давление. Это повышение давления обнаруживается датчиками давления двери. В то же время боковой удар обнаруживается датчиками ускорения в спутнике стойка B. Спутник B-стойки затем также передает сообщение данных. Блок управления MRS4RD в центре транспортного средства обрабатывает эти два сигнала и может приводить в действие удерживающие системы на основе представленной информации.
Спутники стойки B
Два модуля MRSA (несколько внешних спутников удерживающей системы), которые ранее располагались под сиденьями, были заменены спутниками с B-образной стойкой. Каждый спутник стойка B состоит из датчика бокового ускорения и датчика линейного ускорения.
Как и в случае с передними датчиками, передача сигнала является циклической. Спутники B-стойки обнаруживают боковые, передние и задние удары.
Левый и правый сателлиты B-стойки идентичны.
Схема №5
Датчик занятости сиденья (OC-3 коврик)
Из-за правовой ситуации в США наличие детского сиденья для ребенка в возрасте до одного года должно быть автоматически обнаружено, а затем подушки безопасности пассажира деактивированы. Коврик для OC3 обнаруживает детское сиденье, которое соответствует соответствующему стандарту (NHTSA FMVSS 208) благодаря рисунку оттиска, который он производит на сиденье, и деактивирует подушки безопасности для пассажиров.
Простой детектор занятости сиденья распознает определенный вес как доказательство того, что сиденье занято. Для соответствия законодательным требованиям детектор занятости сиденья (Sbe) был разработан в интеллектуальный классификатор пассажиров (Oc). Это было достигнуто с помощью следующих мер
Схема №6
- Большим количеством чувствительных элементов
- Чувствуя большую площадь сиденья
- Интеллектуальным электронным анализатором
OC3 мат.
Схема №7
Convention Детектор занятости места
Коврик для OC-3 способен различать годовалого ребенка в детском кресле и легкого человека.
Мат для OC-3 интегрирован в область пассажирского сиденья. Мат OC-3 состоит из проводников с зависимыми от давления резисторными элементами (FSR, или силочувствительные резистивные элементы). Проводники подключаются к электронному анализатору.
Элементы FSR соединены проводами таким образом, что их можно дискретизировать по отдельности. При увеличении механической нагрузки на чувствительный элемент уменьшается электрическое сопротивление и соответственно изменяется ток измерения.
Анализируя сигналы от отдельных датчиков, анализатор отображает занятость поверхности сиденья и может определить локальные концентрации веса. Расстояния между зонами приложения давления и концентрации давления показывают, занято ли сиденье человеком (А) или детским сиденьем (В).
Схема №8
Анализатор OC3 мата посылает сообщение в блок управления MRS4RD по К-шине. Если система обнаруживает, что сиденье не занято или что установлено детское сиденье для ребенка в возрасте до одного года, подушки безопасности со стороны пассажира отключаются. Блок управления MRS4RD включает сигнальную лампу подушки безопасности. Сигнальная лампа подушки безопасности указывает, что подушки безопасности со стороны пассажира деактивированы.
ПримечаниеСигнальная лампа подушки безопасности включается, если сиденье не занято.
Переключатель пряжки ремня
Переключатель пряжки ремня используется для определения того, был ли пристегнут ремень безопасности или нет. Сигнал обнаружения посылается в блок управления MRS4RD. Сигнал используется в качестве критерия для избирательного срабатывания исполнительных механизмов в случае аварии. Переключатель пряжки ремня расположен в пряжке ремня безопасности на сиденье водителя и пассажира.
Переключатель пряжки ремня представляет собой двухпроводной переключатель Холла. Коммутатор Холла питается от блока управления MRS4RD через интерфейс «ток-сигнал». Ток, потребляемый выключателем, является сигналом для положения выключателя. Выключатель пряжки ремня постоянно диагностируется и контролируется во всех состояниях электрической системы, начиная с клеммы R «ON» и далее.
Приводы
Модификация системы с несколькими удерживающими устройствами 4 отвечает за приведение в действие следующих приводов:
- Передняя подушка безопасности, 2-ступенчатая, со стороны водителя
- Передняя подушка безопасности, 2-ступенчатая, со стороны пассажира
- Головная подушка безопасности (навесная подушка безопасности), левая и правая
- Боковая подушка безопасности, передняя дверь, слева и справа
- Боковая подушка безопасности, задняя дверь, левая и правая
- Натяжитель ремня безопасности, спереди, слева и справа
- Клемма батареи безопасности
- Сигнальная лампа подушки безопасности
Подушка безопасности водителя
Назначение передней подушки безопасности водителя в сочетании с ремнем безопасности - снизить риск серьезной или смертельной травмы водителя в случае лобового столкновения. Передняя подушка безопасности для стороны водителя расположена в ударной накладке рулевого колеса. Передняя подушка безопасности для водителя оснащена 2-х ступенчатым газогенератором.
В зависимости от тяжести аварии две ступени подушки безопасности воспламеняются с задержкой. Две ступени газогенератора позволяют подушке безопасности выполнять свою удерживающую функцию способом, соответствующим тяжести столкновения, таким образом избегая дополнительной травмы водителя на стадии развертывания. Газ, втекающий в подушку безопасности, надувает ее, а в сочетании с ремнем безопасности это снижает риск получения травмы при аварии.
Надувная подушка безопасности пассажира
Назначение передней подушки безопасности пассажира в сочетании с ремнем безопасности - снизить риск серьезной или смертельной травмы переднего пассажира в случае лобового столкновения. 2-ступенчатая передняя подушка безопасности пассажира расположена под приборной панелью.
При аварии и в зависимости от тяжести аварии две ступени подушки безопасности срабатывают с задержкой. Таким образом, сдерживающий эффект согласуется с серьезностью аварийной ситуации. Другим эффектом является уменьшение нагрузки на пассажира во время фазы развертывания подушки безопасности.
При надувании подушки безопасности пассажира открывается откидная створка, которая крепится к приборной панели. Подушка безопасности пассажира надувается в сторону ветрового стекла. Подушка безопасности переднего пассажира выходит вверх и поддерживает себя на стекле ветрового стекла и приборной панели.
Головная подушка безопасности (Curtain подушки безопасности)
На E83 новая система защиты головы, навесная подушка безопасности, впервые введена в качестве стандартного оборудования. Он отличается от системы защиты головы, используемой на E46 / E53, следующим образом
- Непрерывная головная подушка безопасности, проходящая от передней стойки до задней стойки
Преимущества системы
Схема №9
- Расширенная крытая зона для боковых окон спереди и сзади.
- Защита от осколков стекла и проникающих предметов.
- Оптимизированная защитная зона, обеспечивающая защиту для пассажиров различных размеров.
В случае бокового столкновения генератор взрывается, и газ течет через две газовые фурмы в завесу. Одновременное надувание завесы спереди и сзади достигает более равномерного развертывания.
Схема №10
Схема №11
Боковая подушка безопасности
Боковые подушки безопасности в передней и задней дверях снижают риск травмы пассажира в области туловища в случае удара сбоку.
Боковые подушки безопасности сложены вверх внутри алюминиевого кожуха с пластиковой крышкой за дверными отделочными панелями. В районе боковой подушки безопасности в обрешетке двери находится отрывной шов. Боковые подушки безопасности крепятся к накладкам дверей, а также одним винтом к внутренней панели двери.
Пластиковая крышка имеет определенные точки разрушения. При боковом ударе достаточной тяжести срабатывает боковая подушка безопасности. Боковая подушка безопасности выходит через линию разъема и разворачивается между дверью и обитателями шептала.
Натяжитель ремня безопасности
Пиротехническое устройство для натяжения ремня безопасности в случае аварии призвано свести к минимуму любое ослабление ремня в области таза и плеча.
Натяжитель ремня безопасности расположен на сиденье водителя и/или пассажира. В сочетании с ограничителем механической силы в инерционной катушке это снижает нагрузку на грудную клетку для сидящих.
BST
Если MRS обнаруживает воздействие достаточной степени серьезности, терминал батареи безопасности развертывается. Когда это происходит, кабель стартера/генератора электрически и механически отсоединяется. Генератор переменного тока обесточен. Клемма батареи безопасности расположена непосредственно на положительной клемме батареи.
Схема №12
Функции системы
Блок управления MRS4RD должен выполнять следующие функции:
- Обнаружение аварий и расчет времени развертывания
- Активация этапов вывода развертывания
- Документирование временной последовательности развертывания исполнительного механизма
- Проверка перед приводом
- Циклический мониторинг
- Индикация готовности системы
- Индикация и хранение неисправностей
- Вывод данных о неисправностях (диагностика)
- Выдача аварийного сигнала другим членам сети связи
- Включение предупреждающего огня в случае отключения подушки безопасности пассажира
Развертывание
Для активации выходных каскадов развертывания соответствующие сигналы должны приниматься от двух различных датчиков, т.е. спутника B-образной стойки и датчика блока управления MRS.
В состояниях электросистемы, начиная с клеммы R «ON» и далее, блок управления MRS4RD запитан и готов к работе после завершения проверки перед приведением в действие. Конденсатор развертывания, который действует как резерв мощности, заряжается приблизительно до 26 В через импульсный стабилизатор. Конденсатор развертывания обеспечивает резервное питание в случае аварии, при которой отключается питание аккумулятора.
Конденсатор развертывания, который обеспечивает мощность развертывания для выходных ступеней развертывания, управляется защитным переключателем (триггерным переключателем). Аварийный выключатель управляется микропроцессором.
Выходные каскады развертывания состоят из выключателя питания на стороне высокого напряжения и на стороне низкого напряжения. Выключатель питания на стороне высокого напряжения переключает ток развертывания, а выключатель питания на стороне низкого напряжения переключает ток заземления. Переключатели питания на стороне высокого и стороне низкого давления также используются для проверки цепей развертывания в рамках проверки перед приводом.
Поступающие сигналы датчиков анализируются модулем анализатора и передаются на микропроцессор. Микропроцессор выполняет вычисления алгоритма развертывания. Результаты расчетов сравниваются с матрицей событие/развертывание и принимается решение относительно развертывания различных капсюлей-детонаторов.
Как проверить перед приводом
Что касается состояния системы Терминал R «ON», то MRS4RD выполняет проверку перед запуском (тестирование системы). Пока идет проверка перед приводом, на 3-5 секунд включается лампа предупреждения о подушке безопасности. После завершения проверки перед вождением и в предположении, что неисправностей не обнаружено, лампа предупреждения о подушке безопасности выключается, и система готова к работе.
Следующие тесты выполняются в рамках проверки перед приводом
- Сравнение запрограммированного оборудования с фактическим установленным оборудованием
- Проверка схем развертывания
- Проверка сопротивления цепей развертывания
- Тестирование внутренних компонентов
- Тестирование внешних компонентов
- Вычисление контрольной суммы для параметров алгоритма
Циклическая проверка
После успешного завершения предварительной проверки привода и готовности системы к работе выполняется циклическая проверка с целью контроля неисправностей. Циклическая проверка продолжается до тех пор, пока состояние системы - терминал R «ON».
В рамках циклической проверки проводятся следующие испытания:
- Контроль сопротивления цепей развертывания
- Возможности связи и состояние компонентов
- Электропитание
Готовность системы
Этот MRS4RD указывает на то, что система готова к работе путем выключения сигнальной лампы подушки безопасности (AWL).
Хранение информации о сбоях
При наличии неисправности в системе на нее указывает лампа предупреждения о подушке безопасности.
При возникновении неисправности в MRS4RD он должен храниться в энергонезависимой памяти (EEPROM). При регистрации неисправностей проводится различие между внутренними и внешними неисправностями.
Если обнаружена внутренняя неисправность, запись о неисправности не может быть удалена, т.е. блок управления должен быть заменен. Единственным исключением в этом отношении являются неверные данные программирования.
Внешние неисправности на компонентах системы также записываются в память неисправностей. После устранения таких неисправностей запись может быть удалена из памяти неисправностей.
Аварийный сигнал
В случае дорожно-транспортного происшествия, связанного с приведением в действие удерживающих систем, блок управления MRS4RD подает сигнал о дорожно-транспортном происшествии членам автобусной сети.
По получении этого сигнала соответствующие блоки управления выполняют следующие функции в зависимости от тяжести аварии:
- Выключите электрический топливный насос
- Выключить генератор переменного тока
- Расконтрите систему центрального замка
- Включение сигнальных ламп предупреждения об опасности
- Сделать экстренный вызов (только если установлен вариант профессионального телефона)
Экстренный вызов (если оборудован телематикой)
E83 предлагает клиенту ряд функций экстренного вызова и функцию аварийного вызова, если транспортное средство оборудовано телематикой. Функции экстренного вызова включают в себя ручной экстренный вызов, а также автоматический экстренный вызов, активированный в результате сбоя соответствующей степени серьезности.
Даже если автомобиль не оснащен телефоном Motorola Everest, каждый автомобиль имеет блок телематического управления TCU (если он оборудован телематикой), телефонную антенну, блок громкой связи, а также антенну GPS для локализации.
Ручной экстренный вызов
Коммутатор экстренного вызова (4) подключен непосредственно к телефону. Нажатие переключателя экстренного вызова устанавливает голосовое соединение с провайдером «Cross Country». Голосовое соединение индицируется мигающим светодиодом в переключателе.
Аварийный вызов
Кнопка вызова сигнализации на центральном информационном дисплее может быть активирована с помощью контроллера. Если кнопка вызова при сбое активирована, устанавливается соединение с аварийной службой BMW соответствующей страны.
Автоматический экстренный вызов
В случае аварии соответствующей степени тяжести блок управления MRS4RD передает аварийную телеграмму в блок управления КП. TCU размещает экстренный вызов, который в то же время содержит местоположение транспортного средства.