◆文/北京 周文勝

2012年7月13日，基于“F30”平臺(tái)的寶馬新世代3系列在中國(guó)正式發(fā)布，現(xiàn)已開(kāi)始銷售。新寶馬328i使用新的4缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，0～100km/h加速僅需5.9s，與6缸渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比，只相差0.4s，從加速性能上來(lái)說(shuō)，性價(jià)比很高。寶馬新世代3系列除了大家熟悉的四門(mén)、雙門(mén)、敞篷、旅行車版本之外，還加入了一位新成員，即3-GT series。新3系將采用寶馬MSB車身架構(gòu)。本文將針對(duì)寶馬新3系F30被動(dòng)安全系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行剖析。

(接上期)

(2)PostCrash系統(tǒng)

PostCrash系統(tǒng)包括事故后的自動(dòng)制動(dòng)功能。在特定事故情況下，將車輛制動(dòng)至靜止，無(wú)需駕駛員的干涉，可以降低再次碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。駕駛員在事故后踩下制動(dòng)踏板或加速踏板以取代自動(dòng)制動(dòng)。如果ACSM識(shí)別出較嚴(yán)重的碰撞，自動(dòng)制動(dòng)功能將在事故后啟動(dòng)，ACSM向電動(dòng)燃油泵控制系統(tǒng)(EKPS)發(fā)送停用信號(hào)(該信號(hào)由DSC控制單元進(jìn)行分析)。之后，DSC控制單元在DSC泵的協(xié)助下制動(dòng)車輛，使其靜止。DSC產(chǎn)生5m/s2的設(shè)定點(diǎn)制動(dòng)減速，只有道路狀況允許時(shí)，DSC才可實(shí)現(xiàn)設(shè)定點(diǎn)減速。如果發(fā)現(xiàn)加速請(qǐng)求或駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)間較長(zhǎng)，自動(dòng)制動(dòng)將中斷。

在自動(dòng)制動(dòng)中，ABS避免車輪抱死，DSC對(duì)車輛進(jìn)行穩(wěn)定化。在自動(dòng)制動(dòng)期間，如果DSC處于OFF模式，ABS將被強(qiáng)制啟動(dòng)。車輛靜止約1.5s后，自動(dòng)制動(dòng)也會(huì)啟動(dòng)，以固定車輛防止滑動(dòng)。如果碰撞導(dǎo)致安全型蓄電池接線柱松脫，自動(dòng)制動(dòng)將無(wú)法開(kāi)啟，如DSC、ABS在碰撞前已發(fā)生故障或制動(dòng)液液位過(guò)低等，自動(dòng)制動(dòng)仍將結(jié)束，因?yàn)檫@些故障將被理解為碰撞造成的結(jié)果。

三、F30被動(dòng)安全系統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)

1.碰撞和安全模塊

碰撞和安全模塊位于殼體內(nèi)，包含兩個(gè)插口。一個(gè)插口用于連接車輛導(dǎo)線束，另一個(gè)插口用于駕駛室導(dǎo)線束。在F30上，碰撞和安全模塊安裝在駕駛員側(cè)駕駛室模塊支撐結(jié)構(gòu)上。碰撞和安全模塊內(nèi)不再安裝任何傳感器，傳感器位于變速器通道上的ICM內(nèi)(見(jiàn)圖13)。

2.傳感器和開(kāi)關(guān)

(1)B柱橫向和縱向加速傳感器

B柱橫向和縱向加速度傳感器(見(jiàn)圖14)在識(shí)別正面碰撞、側(cè)面碰撞和尾部碰撞時(shí)提供支持。B柱安全氣囊傳感器由一個(gè)縱向和一個(gè)橫向加速度傳感器組成。這些加速度傳感器分別用于測(cè)量X方向和Y方向上的加速度和減速度，X和Y信號(hào)得出的結(jié)果是識(shí)別碰撞方向的重要因素。左右B柱安全氣囊傳感器的結(jié)構(gòu)相同，安裝時(shí)通過(guò)機(jī)械設(shè)碼的方式確定左右方向。

(2)車門(mén)安全氣囊壓力傳感器

美規(guī)車型在駕駛員和前排乘客車門(mén)上安裝壓力傳感器(見(jiàn)圖15)。通過(guò)安全氣囊傳感器協(xié)助確定側(cè)面碰撞。如果發(fā)生側(cè)面碰撞，除了存在的橫向加速值外，車門(mén)空腔中的壓力也會(huì)增加。車門(mén)中的安全氣囊傳感器用于監(jiān)測(cè)側(cè)面碰撞時(shí)，驗(yàn)證來(lái)自B柱安全氣囊傳感器和ICM加速信號(hào)的真實(shí)性。安全氣囊傳感器位于車門(mén)側(cè)板上，如果車門(mén)發(fā)生側(cè)面碰撞，外板將內(nèi)壓，因而減少了車門(mén)內(nèi)部的體積，增加了壓力，安全氣囊傳感器將衡量這項(xiàng)壓力的變化。安全氣囊傳感器還包括電子系統(tǒng)，其將壓力讀數(shù)數(shù)字化，并將以周期的方式傳輸?shù)脚鲎埠桶踩K。數(shù)據(jù)的傳輸與B柱安全氣囊傳感器相同，壓力讀數(shù)在碰撞和安全模塊中進(jìn)行評(píng)估。

(3)前方傳感器

在美規(guī)車型中，兩個(gè)前方傳感器(見(jiàn)圖16)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架的前方區(qū)域，其所測(cè)量到的數(shù)值被轉(zhuǎn)發(fā)至碰撞和安全模塊進(jìn)行評(píng)估。左右兩側(cè)前方區(qū)域中的傳感器協(xié)助辨別正面碰撞，它們將相關(guān)的碰撞特點(diǎn)和嚴(yán)重性信息傳輸給碰撞和安全模塊。每個(gè)傳感器都包含加速傳感器、信號(hào)處理技術(shù)以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腁SIC。所測(cè)量到的數(shù)值將以數(shù)據(jù)電報(bào)的形式發(fā)送至碰撞和安全模塊。

(4)ICM中的傳感器

ICM控制單元位于變速器通道上，其位置如圖17所示。除行駛動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)傳感器外，F(xiàn)30的ICM還包含用于識(shí)別碰撞的縱向和橫向加速度傳感器。ICM通過(guò)兩根導(dǎo)線直接與ACSM4連接，以便傳輸傳感器數(shù)據(jù)。所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在ACSM4內(nèi)進(jìn)行分析。在帶有2VF自適應(yīng)M底盤(pán)或5DF ACC Stop&Go的車輛或美規(guī)車型中，ICM通過(guò)兩根附加導(dǎo)線與ACSM連接。滾動(dòng)速率傳感器數(shù)據(jù)和垂直加速度傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)這兩根附加導(dǎo)線傳輸給ACSM。ICM的傳感器數(shù)據(jù)協(xié)助ACSM4辨別側(cè)面、尾部或正面碰撞，并協(xié)助進(jìn)行翻車監(jiān)測(cè)。

(5)座椅占用識(shí)別墊

歐規(guī)車型配備座椅占用識(shí)別墊，即在前排乘客座椅表面安裝的測(cè)量負(fù)荷情況的傳感器墊。通過(guò)座椅占用識(shí)別墊可識(shí)別是否占用了前排乘客座椅。如果未系安全帶或在行駛期間松開(kāi)安全帶，就會(huì)發(fā)出聲音和視覺(jué)警告。座椅占用識(shí)別墊沒(méi)有乘員分級(jí)功能，因此無(wú)法自動(dòng)關(guān)閉前排乘客安全氣囊。車輛配備ACSM4時(shí)，不再通過(guò)座椅占用識(shí)別墊而是通過(guò)ACSM分析座椅占用數(shù)據(jù)。

(6)CIS墊

美規(guī)車型中，在前排乘客座椅中安裝電容性車內(nèi)感應(yīng)墊(CIS墊)，而不是座椅占用識(shí)別墊。CIS墊可監(jiān)測(cè)出占用前排乘客座椅的是成人還是兒童。前排乘客安全氣囊、側(cè)面安全氣囊和膝部安全氣囊的關(guān)閉通過(guò)前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈顯示。

(7)安全帶鎖扣開(kāi)關(guān)

安全帶鎖扣開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖18)位于駕駛員和前排乘客的安全帶鎖扣中。如需根據(jù)EURP NCAP要求獲得5星，車輛必須具備后座椅安全帶監(jiān)測(cè)功能。在帶有230歐規(guī)專用選裝配置的車輛上也裝有后座椅安全帶鎖扣開(kāi)關(guān)。安全帶鎖扣開(kāi)關(guān)用于識(shí)別安全帶鎖舌是否位于安全帶鎖扣內(nèi)，在此由碰撞和安全模塊為傳感器供電并分析傳感器數(shù)據(jù)。從總線端15起，系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控安全帶鎖扣開(kāi)關(guān)，同時(shí)將開(kāi)關(guān)信號(hào)用于視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)安全帶警告，以及確定觸發(fā)哪些乘員保護(hù)系統(tǒng)。

(8)緊急呼叫按鈕

緊急呼叫按鈕位于車頂功能中心內(nèi)，如圖19所示。在歐規(guī)車輛上，該按鈕連接在612寶馬 Assist上。

(9)前排乘客安全氣囊關(guān)閉開(kāi)關(guān)

在帶有5DA的車輛上，使用前排乘客安全氣囊關(guān)閉開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖20)來(lái)手動(dòng)停用前排乘客側(cè)的前部和側(cè)面安全氣囊。通過(guò)備用鑰匙以手動(dòng)方式操作前排乘客安全氣囊關(guān)閉開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)位置由一個(gè)霍爾傳感器探測(cè)。碰撞和安全模塊分析傳感器數(shù)據(jù)并為傳感器供電。

(10)座椅位置傳感器

根據(jù)美規(guī)要求，必須對(duì)乘坐在駕駛員和前排乘客座椅上的乘員執(zhí)行高度識(shí)別。這項(xiàng)高度識(shí)別通過(guò)座椅前后調(diào)節(jié)的行程來(lái)執(zhí)行。在美規(guī)車型中，使用座椅位置傳感器來(lái)辨別乘員的具體位置。對(duì)于配備座椅電動(dòng)調(diào)節(jié)和記憶功能(選項(xiàng)459)的車型，駕駛員側(cè)的座椅位置將從駕駛員模塊傳輸至ACSM。

駕駛員座椅位置傳感器的任務(wù)是在座椅的縱向調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，辨別個(gè)子相對(duì)較小的乘員和正常高度的乘員。這個(gè)功能是另一項(xiàng)以提高乘員安全性為目的的技術(shù)特點(diǎn)。之后，根據(jù)駕駛員和前排乘客的座椅位置，調(diào)節(jié)兩個(gè)安全氣囊以及自適應(yīng)通風(fēng)閥的位置。座椅位置探測(cè)器采用2線霍爾傳感器的形式，通過(guò)ACSM控制單元供電。座椅位置傳感器的級(jí)別根據(jù)座椅位置或座椅位置傳感器到永久磁鐵的距離加以改變。

3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)

(1)駕駛員安全氣囊

駕駛員安全氣囊的任務(wù)是與安全帶配合使用，以降低正面碰撞時(shí)駕駛員受傷的危險(xiǎn)。駕駛員安全氣囊配有一個(gè)氣體發(fā)生器，位于方向盤(pán)緩沖墊內(nèi)。美規(guī)車型中安裝兩級(jí)氣體發(fā)生器，可根據(jù)監(jiān)測(cè)到的碰撞嚴(yán)重性以及座椅位置，啟動(dòng)短時(shí)間或長(zhǎng)時(shí)間膨脹。此外，美規(guī)車型中的駕駛員安全氣囊配備主動(dòng)通風(fēng)閥。

(2)前排乘客安全氣囊

前排乘客安全氣囊的任務(wù)是降低正面碰撞時(shí)前排乘客受傷的危險(xiǎn)。前排乘客安全氣囊位于儀表板內(nèi)，其展開(kāi)時(shí)在規(guī)定位置處撕開(kāi)儀表板。前排乘客安全氣囊配有一個(gè)氣體發(fā)生器，向風(fēng)擋玻璃方向打開(kāi)，向上膨脹并支撐在風(fēng)擋玻璃和儀表板上。歐規(guī)車型中的前排乘客安全氣囊如圖21所示。

(3)膝部安全氣囊

美規(guī)要求對(duì)乘員進(jìn)行被動(dòng)固定(不含安全帶)，因此，在美規(guī)的車型中，還需要在駕駛員和前排乘客側(cè)設(shè)立膝部安全氣囊，如圖22所示，以便在正面碰撞情況下控制乘員的向前位移。

(4)頭部安全氣囊

F30中安裝有頭部安全氣囊，以便在側(cè)面碰撞情況下保護(hù)乘員的頭部，安全氣囊的位置如圖23所示。頭部安全氣囊從A柱延伸至C柱，覆蓋整個(gè)側(cè)窗玻璃區(qū)域。該安全氣囊在乘員與側(cè)面結(jié)構(gòu)之間展開(kāi)，其特點(diǎn)是：①范圍擴(kuò)展到覆蓋前后所有側(cè)窗玻璃；②防止碎玻璃危害乘員；③針對(duì)不同身材的乘員優(yōu)化了覆蓋范圍。

(5)前排側(cè)安全氣囊

與所有當(dāng)前車型一樣，前部側(cè)面安全氣囊也從前座椅靠背(見(jiàn)圖24)中引爆。側(cè)面安全氣囊和氣體發(fā)生器位于一個(gè)塑料殼體，即安全氣囊模塊內(nèi)。該模塊安裝在前座椅靠背內(nèi)座套下，觸發(fā)時(shí)側(cè)面安全氣囊從靠背框架中向外彈出并在側(cè)面結(jié)構(gòu)與乘員之間展開(kāi)。應(yīng)該注意的是，切勿安裝附加座套，因?yàn)檫@些座套對(duì)側(cè)面安全氣囊的功能影響很大，甚至?xí)?dǎo)致安全氣囊失效。

(6)安全帶鎖扣拉緊器

爆燃式安全帶鎖扣拉緊器的任務(wù)是在發(fā)生碰撞事故時(shí)，盡可能防止骨盆和肩部區(qū)域的安全帶松弛，這樣可以增強(qiáng)安全帶的約束作用。安全帶鎖扣拉緊器位于駕駛員或前排乘客座椅上，如圖25所示。在某些碰撞情況下引爆安全帶鎖扣拉緊器，安全帶鎖扣通過(guò)一個(gè)鋼拉線與拉緊管內(nèi)的活塞相連。引爆器觸發(fā)時(shí)產(chǎn)生氣體壓力，該壓力使拉緊管內(nèi)的活塞移動(dòng)。此時(shí)通過(guò)拉線將安全帶鎖扣向下拉，從而使安全帶繃緊。

(7)帶有線性帶力限制器的安全帶收卷機(jī)構(gòu)

駕駛員和前排乘客的帶有線性帶力限制器的安全帶收卷機(jī)構(gòu)安裝于歐規(guī)車型中，如圖26所示。如果發(fā)生正面或尾部碰撞以及翻車，安全帶收卷機(jī)構(gòu)將阻止安全帶的延長(zhǎng)，以便保護(hù)乘員。在事故情況下，安全帶限力器對(duì)乘員的安全帶載荷加以限制，根據(jù)具體碰撞類型，安全氣囊承擔(dān)其余的約束作用。因此，就作用而言，安全氣囊和安全帶彼此準(zhǔn)確配合。由于安全帶作用力降低且安全氣囊以較大面積支撐乘員，因此減小了乘員所承受的壓力。在線性系統(tǒng)中，通過(guò)安全帶自動(dòng)收卷器內(nèi)的扭力桿扭轉(zhuǎn)來(lái)限制安全帶力。應(yīng)該注意的是，帶力限制器做出響應(yīng)時(shí)，除安全帶外，安全氣囊也會(huì)承受相應(yīng)的作用力。

(8)帶有自適應(yīng)限力器的自動(dòng)拉緊器

駕駛員和前排乘客的帶有自適應(yīng)限力器的自動(dòng)拉緊器安裝于帶有主動(dòng)保護(hù)裝置(5AL)的美規(guī)車型中，如圖27所示。由氣體發(fā)生器加以輔助的自動(dòng)拉緊器確保在乘員發(fā)生向前位移時(shí)安全帶卷起，以減少安全帶松弛部分。由于F30中配備自適應(yīng)限力器的安全帶拉緊器僅配合可選配置主動(dòng)保護(hù)裝置(SA5AL)安裝，因此也具備可逆電機(jī)驅(qū)動(dòng)收卷機(jī)構(gòu)。

通過(guò)氣體發(fā)生器的輔助，自適應(yīng)限力器根據(jù)座椅位置從較高的壓力切換至較低的壓力，以便在碰撞期間根據(jù)乘員的體型降低安全帶的剩余壓力。座椅位置越靠前，切換越是提前發(fā)生，當(dāng)座椅與安全氣囊保持最佳狀態(tài)時(shí)，安全氣囊在正面碰撞期間可確保作用于乘員的動(dòng)力能量更加均勻分布，因此實(shí)現(xiàn)較小的乘員壓力值。

(9)帶有線性機(jī)械帶力限制器的自動(dòng)拉緊器

駕駛員和前排乘客的帶有線性機(jī)械帶力限制器的自動(dòng)拉緊器安裝于不帶主動(dòng)保護(hù)裝置(5AL)的美規(guī)車型內(nèi)。除了扭力桿所施加的壓力限制外，安全帶在氣體發(fā)生器的輔助下縮回，以便在乘員向前位移之前減少安全帶的松弛部分。通過(guò)對(duì)具體的被動(dòng)安全性部件、安全帶拉緊器、自動(dòng)拉緊器、限力器和安全氣囊進(jìn)行配合，作用于乘員的動(dòng)力能量在碰撞期間更加均勻分布，以實(shí)現(xiàn)較低的乘員壓力值。

(10)安全型蓄電池接線柱

如果碰撞和安全模塊識(shí)別到較嚴(yán)重的正面碰撞、側(cè)面碰撞和尾部碰撞，就會(huì)根據(jù)不同限值使安全型蓄電池接線柱觸發(fā)，安全型蓄電池接線柱的結(jié)構(gòu)如圖28所示。之后，以爆燃的方式斷開(kāi)蓄電池以及蓄電池正極接線柱之間的連接導(dǎo)線并啟動(dòng)發(fā)電機(jī)。安全型蓄電池接線柱緊靠在蓄電池正極旁邊，完全以塑料包圍，如果發(fā)生脫離，也不會(huì)從殼體中泄漏電火花。盡管安全蓄電池總線端已經(jīng)斷開(kāi)，但仍能確保為危險(xiǎn)報(bào)警燈、車內(nèi)照明燈、安全氣囊和電話(包括緊急呼叫)等各類與安全性相關(guān)的用電設(shè)備供電。

(11)安全氣囊指示燈

安全氣囊指示燈位于組合儀表內(nèi)，如圖29所示。行駛前檢查期間，碰撞和安全模塊以及被動(dòng)安全系統(tǒng)的系統(tǒng)準(zhǔn)備狀態(tài)通過(guò)安全氣囊指示燈亮起且隨后熄滅顯示出來(lái)。碰撞和安全模塊通過(guò)PT-CAN發(fā)送給組合儀表一條信息，通過(guò)這條信息可控制安全氣囊指示燈。組合儀表以周期的方式接收信息。如果該信息缺失，就會(huì)啟用安全氣囊指示燈。

(12)安全帶指示燈

如果未系安全帶或在行駛期間松開(kāi)安全帶，安全帶指示燈就會(huì)發(fā)出聲音和視覺(jué)警告，如圖30所示。車輛啟動(dòng)或觸點(diǎn)變化時(shí)，可在組合儀表的TFT顯示屏內(nèi)短時(shí)間看到后座椅安全帶觸點(diǎn)狀態(tài)。

(13)前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈

F30中的前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈位于車頂功能中心內(nèi)，如圖31所示。前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈在歐規(guī)和美規(guī)車型中是相同的。在歐規(guī)車型中，如果通過(guò)前排乘客安全氣囊關(guān)閉開(kāi)關(guān)關(guān)閉前排乘客和側(cè)面頭部安全氣囊，前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈將開(kāi)啟，并呈現(xiàn)黃色。在美規(guī)車型中，如果CIS墊監(jiān)測(cè)到坐在兒童座椅中的兒童，或前排乘客座椅未被占用，將開(kāi)啟前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈。前排乘客安全氣囊關(guān)閉指示燈的亮度通過(guò)顯示屏照明自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)功能來(lái)調(diào)節(jié)。(全文完)