Poduszka powietrzna - AIRBAG SRS - (Supplemental Restraint System).

Poduszka powietrzna jest urządzeniem zabezpieczenia biernego pasażerów złożonym z jednej lub dwóch poduszek, które w przypadku zderzenia czołowego są automatycznie nadmuchiwane stanowiąc amortyzację pomiędzy zajmującymi przednie siedzenia kierowcy i pasażera, a kierownicą lub przednią częścią kabiny pasażerskiej rys. 1.

Rys. 1.

Typowy system z dwiema poduszkami powietrznymi:
1 - poduszka kierowcy,
2 - poduszka pasażera,
3 - wiązka przewodów,
4 - urządzenie sterujące czujnikami.

Dzisiejsza poduszka powietrzna to urządzenie, które bez większych trudności można zabudować w kole kierownicy lub tablicy rozdzielczej. Składa się ona z trzech części: generatora gazowego, złożonej poduszki oraz właściwej pokrywy. Generator gazowy napełniający poduszkę zawiera zapalnik i około 73g stałego paliwa. Stosuje się azydek sodowy, który okazał się najbardziej stabilny. Po zapłonie rozkłada się on wydzielając gaz o zawartości 99% azotu i śladowo inne składniki. Reakcja trwa ok. 0,025 sek., a podana powyżej ilość azydku wystarcza na napełnienie poduszki o pojemności 60 dm3. Przekrój generatora gazowego wraz z poszczególnymi jego częściami przedstawia rys. 2.

Rys. 2.

Przekrój generatora gazowego poduszki powietrznej:
1 - komora sprężania,
2 - paliwo pirotechniczne,
3 - kanały dolotowe,
4 - zapalnik.

Oprócz tych zewnętrznych - wykonawczych elementów system SRS zawiera jeszcze układ sterujący momentem zadziałania poduszki, zawierający:

- czujnik opóźnienia,
- elektroniczny układ sterujący,
- własne źródło zasilania prądowego,
- układ diagnostyczny i wskaźnikowy,
- okablowanie ze złączami.

Układ SRS można podzielić zasadniczo na dwie generacje: do 1992r. i po roku 1993. Układy starszej generacji miały oddzielne układy sterowania i zasilacz, układy nowej generacji mają te zespoły w jednej obudowie. Zmieniona została również zasada zapłonu generatora gazowego - w układach nowej generacji odbywa się on prądem zmiennym, co zwiększa bezpieczeństwo przy obsłudze układu. Również diagnostyka układu AIRBAG została włączona do zespołu diagnostycznego samochodu poprzez gniazdo diagnostyczne.

Interesującym elementem przedstawionego systemu jest cewka kontaktowa (ang. contact reel). jej zadanie polega na przeniesieniu sygnału z czujnika zderzeniowego do generatora gazu umieszczonego na ruchomej kierownicy. Urządzenie składa się z dwóch miseczek, z których dolna jest przymocowana śrubami do przełącznika pod kierownicą, a górna sprzęgnięta z kierownicą. Wewnątrz miseczek przewody łączące instalację z modułem AIRBAG oraz z przyciskami sygnału dźwiękowego są zwinięte w spiralę co pozwala bez przeszkód kręcić kierownicą. Zastosowanie tego rozwiązania było konieczne ze względu na zapewnienie stuprocentowej pewności styku pomiędzy ruchoma kierownicą, a nieruchomą kolumną kierownicy.

Proces działania całego systemu SRS przebiega zawsze według ustalonego algorytmu. Elektroniczny czujnik opóźnienia podaje do mikroprocesora sygnał proporcjonalny do wielkości opóźnienia i sygnał ten utrzymuje się przez czas trwania opóźnienia. Daje to mikroprocesorowi możliwość rozróżnienia czy zaistniałe opóźnienie jest wynikiem zderzenia czy np. uderzenia młotkiem, które może dać znaczne, ale bardzo krótkotrwałe opóźnienie. Duże opóźnienie występujące przy zderzeniu powoduje zwarcie kontaktu rtęciowego lub elektromechanicznego. Może jednak ono też wystąpić przy bardzo ostrym hamowaniu. Aby zadziałał układ SRS zwarte muszą być zarówno kontakt zderzeniowy jak i kontakt sterowany przez czujnik opóźnienia. Czas jaki upływa od momentu zderzenia do momentu całkowitego napełnienia poduszki azotem wynosi 40msek. Zasilacz awaryjny zwiera przetwornik napięciowy i kondensator "przechowujący" energię wystarczającą do uruchomienia systemu wówczas, gdy zasilanie z akumulatora zostało przerwane na skutek uszkodzenia akumulatora lub przerwania przewodu w początkowej fazie zderzenia. Zasilanie to trwa zaledwie ok. 1 sekundy po przerwaniu zasilania z akumulatora, ale wystarcza do uruchomienia poduszek powietrznych.

Lampka sygnalizacyjna SRS umieszczona jest w zespole wskaźników. Po włączeniu zapłonu lampka ta świeci się czerwonym światłem. Przy prawidłowo działającym systemie, po uruchomieniu silnika lampka ta gaśnie. Jeżeli w układzie jest jakaś usterka wykryta przez układ diagnostyczny lampka będzie się świeciła nadal, Aż do usunięcia usterki i wykasowania błędu z pamięci układu.

Centralka sterująca

Elektroniczna centralka sterująca umieszczona jest wewnątrz kabiny na tunelu pomiędzy siedzeniami kierowcy oraz pasażera i jest mocno przytwierdzona do podłogi. W rozwiązaniu włoskiej firmy FIAT centralka ta jest wyposażona w złącze o 10-ciu stykach, z których 7 jest wykorzystywane do połączenia z instalacją elektryczną.

Centralka jest zasilana napięciem 12 V po włączeniu zapłonu i po około 100 ms jest w pełnej gotowości do zadziałania w takim też czasie reaguje na ewentualne zderzenie. Szybkie działanie centralki jest możliwe dzięki zastosowaniu w układzie elektronicznym kondensatora buforowego, który akumuluje energie zapewniając normalne działanie oraz generację sygnału zapalającego ładunek wybuchowy. Centralka musi być zamontowana tak aby kierunek strzałki umieszczonej na etykiecie przyklejonej do centralki był zgodny z kierunkiem ruch pojazdu. Właściwy kierunek montażu musi być rygorystycznie przestrzegany gdyż warunkuje prawidłową ocenę opóźnienia podczas zderzenia, a więc i skuteczność działania całego zabezpieczenia.

Wewnątrz elektronicznej centralki są umieszczone:
- piezoelektryczny czujnik przyspieszenia mocno przytwierdzony do ścianki obudowy,
- drugi mechaniczny czujnik przyspieszenia o podwyższonym progu zadziałania, który jest połączony szeregowo z czujnikiem piezoelektrycznym i wejściem stopni sterujących odpaleniem poduszek,
- mikroprocesor dokonujący obróbki (całkujący) sygnałów z czujników opóźnień,
- pamięć stała usterek (FAULT MEMORY),
- pamięć stała zderzenia (CRASH MEMORY).

Podczas jazdy samochodem centralka dokonuje ciągłej diagnostyki systemu AIRBAG sprawdza ciągłość obwodów i sprawność elementów. Gdy zostanie wykryta awaria lub złe funkcjonowanie wtedy zostanie zapamiętany typ usterki w pamięci stałej usterek FAULT MEMORY. Zostanie również zapalona kontrolka AIRBAG w zestawie wskaźników sygnalizując użytkownikowi awarię systemu. Kiedy centralka elektroniczna rozpoznaje warunki zderzenia i wysyła następnie rozkaz uruchomienia urządzeń odpalających poduszki nie tylko rozkaz ten będzie zapamiętany w pamięci zderzenia CRASH MEMORY lecz również inne dane wybrane z zasobu informacji wysłanych przez system.

Pamięć zderzeniowa jest podzielona na cztery bloki:
- Pierwszy blok - w tym obszarze pamięci będą zapamiętane czasy trwania objawów ewentualnej pierwszej awarii.
- Drugi blok - w tym obszarze zostaną zapamiętane tylko ewentualne awarie występujące w czasie zderzenia co umożliwia lepsze zrozumienie tego jaki wpływ mają te awarie na funkcjonowanie AIRBAG.
- Trzeci blok - w tym obszarze pamięci będą rejestrowane rutynowe parametry zderzenia:
a)opóźnienie większe niż 2,6g,
b) rozkaz odpalenia AIRBAG wysłany,
c) zadziałanie elektromechanicznego czujnika opóźnienia.
- Czwarty blok - w tym ostatnim obszarze pamięci będzie zapamiętywane potwierdzenie rozkazu odpalenia urządzeń napełniających poduszki powietrzne.

Czujnik elektromechaniczny

Zadaniem czujnika elektromechanicznego zwanego też czujnikiem bezpieczeństwa jest szybkie dołączanie plusa napięcia do zapalnika przy przyspieszeniu minimalnym wynoszącym ok. 2,5g. Pozwala to uniknąć włączenia przypadkowego generatora gazu podczas hamowania, które maksymalnie osiąga opóźnienie 1¸1,2g i daje mikroprocesorowi możliwość wykrycia niezgodności w stosunku do czujnika przyspieszenia.

Rys. 3.

Czujnik elektromechaniczny

Czujnik ten posiada dwa ciężarki inercyjne: zwiększenie bezwładności pozwala mu na przedłużenie okresu trwania kontaktu. Ciężarki utrzymane są w położeniu spoczynkowym przez sprężynki. Podczas zderzenia ciężarek 1 przemieszcza cię razem z ciężarkiem 2, a ponieważ jedna część każdego z ciężarów jest wykonana z magnesu trwałego zbliżenie się magnesu do styku kontarktronu powoduje jego zamknięcie.

Czujnik przyspieszenia

Czujnik przyspieszenia zwany też czujnikiem opóźnienia ponieważ mierzy przyspieszenie ujemne jest montowany szeregowo z czujnikiem elektromechanicznym. Jest on elementem piezorezystancyjnym zasilanym napięciem 5V, który to generuje napięcie proporcjonalne do przyspieszenia pojazdu.
Przedstawiony poniżej schemat rys. 5. ilustruje zasadę budowy czujnika piezorezystancyjnego (czujnika przyspieszenia). Na cienkiej płytce umieszczone są cztery piezorezystancje tworzące mostek Wheastone'a. Rezystancje pełnią rolę miernika naprężeń, co pozwala na zarejestrowanie odkształcenia płytki wywołanego przez wstrząs elementu bezwładnościowego, czułego na przyspieszenia pojazdu.

Rys. 4.
Wygląd zewnętrzny czujnika przyspieszenia.

Rys. 5.
Schemat elektryczny czujnika przyspieszenia.

Mostek Wheastone'a jest w równowadze gdy: U = 0. W konsekwencji odpowiedniego ułożenia na płytce, oporniki R3 i R1 oraz R4 i R2 działają prostopadle jeden na drugiego. W efekcie pod wpływem przyspieszeń, a więc pod wpływem odkształcenia się płytki, wartości poszczególnych oporów zmieniają się w sposób różny. Mostek nie jest już w stanie równowagi ponieważ U<>0.
Każda zmiana oporności powoduje zmianę UAC i UAD, a więc U jest dokładnie odbiciem przyspieszenia. Po obróbce sygnału wyjściowego z mostka uzyskuje się liniową zależność napięcia U[V] do wartości przyspieszenia a[m/s2]. Dla każdego modelu pojazdu określona jest kalibracja (próg zadziałania) napięcia U w funkcji przyspieszenia.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Problemy warsztatowe obsługi systemu poduszek powietrznych.

Systemy poduszek powietrznych SRS pojawiły się na początku lat 80-tych w pojazdach luksusowych. Wraz z rozwojem techniki oraz zmniejszaniem kosztów rozwiązań stosowanych w systemach bezpieczeństwa, systemy te zaczęto montować w pojazdach klasy średniej i niższej. Wynika to także z tego, iż bezpieczeństwo stało się towarem, na który jest spore zapotrzebowanie oraz z tego, że producenci samochodów walkę konkurencyjną przenieśli w obszar komfortu użytkowania pojazdu oraz bezpieczeństwa kierowcy.

1. Zalecenia dotyczące bezpieczeństwa.

Przy eksploatacji i obsłudze systemów poduszek powietrznych NIE WOLNO:

• dokonywać pomiarów rezystancji podzespołów SRS jak poduszki i napinacze pasów. Jeśli sterownik systemu zanotował kod usterki o przerwie lub za dużej rezystancji w obwodzie to należy sprawdzić wszystkie przewody i złącza. Jeśli nie stwierdzi się w nich usterki to należy przyjąć, że usterka nastąpiła w podzespole SRS i należy wymienić go na nowy;

• używać miernika analogowego (wskazówkowego) lub kontrolki żarówkowej do pomiarów ciągłości przewodów wiązki i napięć zasilających;

• dokonywać napraw przewodów elektrycznych;

• dokonywać napraw oraz modyfikacji podzespołów SRS jak poduszki czy napinacze pasów;

• podłączać zewnętrznych źródeł zasilania do sterownika i innych podzespołów systemu;

• podłączać obwody masy z innych układów elektrycznych do punktów podłączenia masy dla systemu SRS;

• instalować akcesoria typu telefon komórkowy, podstawka pod napoje, pojemnik na kasety itp. w okolicy poduszki pasażera. Podczas detonacji poduszki przedmioty te mogą zostać zerwane i doprowadzić do zranienia pasażera;

• przechowywać w okolicy napinaczy pasów silnych magnesów;

• przechowywać lub przewozić w przedziale pasażerskim nie zdetonowane podzespoły SRS oraz pozostawiać je nie zabezpieczone bez kontroli;

• używać uniwersalnych pokrowców na siedzenia, jeśli w oparciach foteli zamontowane są poduszki boczne;

• montować podzespołów SRS wymontowanych z innego samochodu. Zawsze należy używać oryginalnych podzespołów;

• demontować na części podzespołów SRS;

• podczas montażu lub demontażu podzespołów SRS, zbliżać głowy lub ciała do tych podzespołów;

• umieszczać poduszek powietrznych, lub kierownic w te poduszki wyposażonych, stroną czołową do dołu, lub na twardej powierzchni;

• pracować z systemem jeśli poduszki powietrzne nie są dokładnie przymocowane w pojeździe;

• dopuścić do przekroczenia temperatury otoczenia poduszek powietrznych powyżej 90 °C;

• uderzać w podzespoły SRS, dopuszczać do ich upadków z wysokości, przechowywać je w pobliżu nadajników radiowych. Jeżeli sterownik systemu SRS spadnie z wysokości ponad 0,5 m to nie nadaje się on już do ponownego montażu;

• detonować poduszki powietrzne i napinacze pasów bez uprzedniego przeszkolenia i zapoznaniem się z procedurami dotyczącymi tych czynności,

• wyrzucać nie zdetonowane podzespoły do zwykłych pojemników na śmieci.

Przy eksploatacji i obsłudze systemów poduszek powietrznych ZAWSZE NALEŻY:

• przed rozpoczęciem wszelkich prac w systemie poduszek powietrznych zdjąć klemę ujemną z akumulatora i odczekać co najmniej minutę, przed rozpoczęciem prac w systemie. Podczas zdejmowania klemy, w pojeździe nie powinna przebywać żadna osoba. Należy też pamiętać, że w niektórych modelach, kondensatory podtrzymujące mogą rozładowywać się dość długo i mimo zdjęcia klemy może dojść do eksplozji poduszek;

• odłączyć wszystkie podzespoły przed rozpoczęciem testowania wiązki przewodów elektrycznych;

• używać miernika cyfrowego o impedancji wejściowej co najmniej 10 kW, do pomiarów ciągłości przewodów wiązki i napięć zasilających;

• upewnić się, że wszystkie złącza systemu sa prawidłowo osadzone i zabezpieczone blokadami i zatrzaskami;

• upewnić się, że cała wiązka jest prawidłowo ułożona i zabezpieczona prze przełamaniem, przetarciem i uszkodzeniem przewodów;

• przenosić poduszki powietrzne zwrócone stroną czołową do góry;

• instalować poduszki powietrzne i napinacze od razu po wyjęciu ich z fabrycznych opakowań;

• używać właściwych śrub i innych elementów mocujących podzespoły SRS;

• podczas wszelkich prac spawalniczych w samochodzie zdjąć klemę ujemną akumulatora, oraz prawidłowo zamocować masę spawarki, jak najbliżej punktów spawania. Należy też wypiąć złącze sterownika lub wymontować z pojazdu sterownik SRS oraz czujniki zderzeń czołowych lub bocznych;

• zanotować datę wymiany podzespołów SRS na nalepkach dostarczonych wraz z podzespołami;

• wymontować z pojazdu napinacze pasów jeśli temperatura w pojeździe przekroczy 110°C;

• wymontować z pojazdu poduszki powietrzne jeśli temperatura w pojeździe przekroczy 85°C;

• wymontować z pojazdu sterownik systemu oraz czujniki uderzeń bocznych jeśli temperatura w pojeździe przekroczy 100°C;

• dokręcać śruby mocujące podzespoły zgodnie ze specyfikacjami.

Takich przypadków i opowieści o nieoczekiwanym zadziałaniu systemów SRS, czasem ze skutkami znacznie gorszymi, tak dla zdrowia jak i dla kieszeni, możemy przytoczyć kilkanaście.

2. Diagnostyka podzespołów.

Lampka kontrolna systemu SRS.

Pierwszym krokiem w diagnostyce systemu jest obserwacja stanu lampki kontrolnej SRS. Wszystkie układy poduszek powietrznych są w taką kontrolkę wyposażone. Jej głównym zadaniem jest sygnalizacja wystąpienia usterki w systemie - a znając stany zapalania kontrolki w różnych stanach systemu można już uzyskać wstępne informacje, co najważniejsze - nie potrzeba do tego żadnego sprzętu i jest ona dostępna dla każdego użytkownika pojazdu. Otóż po włączeniu zapłonu, sterownik systemu zapala kontrolkę i przeprowadza autodiagnostykę systemu. Lampka ta jest po pewnym czasie - rzędu kilku sekund - zgaszona i taka pozostaje jeśli sterownik nie napotka usterki w systemie. Jeśli taka usterka występuje lampka zostaje ponownie zapalona i świeci się kilka minut. Zgaszenie lampki na chwilę daje możliwość weryfikacji jej prawidłowego załączania przez sterownik. Jeśli lampka pali się ciągle po włączeniu zapłonu, oznacza to zazwyczaj uszkodzenie sterownika, jego brak lub stan przed przeprowadzeniem konfiguracji sterownika. Inne zachowania lampki - zależnie od marki pojazdu - np. jej kilkakrotne miganie po włączeniu zapłonu w pojazdach grupy VW oznacza programowe wyłączenie poduszki dla pasażera. Już na tym etapie diagnostyki systemu należy zachować czujność, ponieważ można spotkać się z poniższymi przypadkami:

• zdemontowanie lub zaślepienie lampki kontrolnej SRS;

• podłączenie lampki kontrolnej SRS równolegle do lampki ładowania akumulatora, kontrolki ABS lub innego systemu. Lampka poduszek powietrznych zachowuje się wówczas tak, jakby sterownik nie zanotował usterki i system był sprawny. Należy więc zwrócić uwagę na sposób pracy lampki, czy nie gaśnie ona dokładnie w tym samym momencie co inna lampka kontrolna - dopiero po uruchomieniu silnika. W niektórych pojazdach lampka kontrolna systemu poduszek powietrznych zapala się już na pierwszym stopniu stacyjki, jeszcze przy wyłączonym zapłonie.

• podłączenie lampki kontrolnej SRS do specjalnie zbudowanego układu czasowego, który steruje lampką. Efekt jak przypadku wyżej, a jest to szczególnie niebezpieczne gdyż nawet doświadczony diagnosta nie wykryje nieprawidłowości w pracy lampki, która zachowa się tak, jak przy braku usterek w systemie.

Rys. 1.
Przykłady lampek kontrolnych systemu poduszek powietrznych:

Poduszki powietrzne i napinacze pasów bezpieczeństwa.

Kolejne „pułapki” czekają przy ocenie samych elementów pirotechniki jak poduszki i napinacze pasów. Dużym problemem w diagnostyce pojazdów wyposażonych w system poduszki powietrznej na polskim rynku jest spora ilość aut odbudowanych po wypadkach. Zdarzają się pojazdy remontowane przez warsztaty nierzetelne, na zlecenie osób pragnących najniższym kosztem odbudować auto z najbogatszym wyposażeniem - odnosząc w ten sposób niezasłużone korzyści materialne. Praktyki te należy nazwać oszustwem, ponieważ maja na celu uzyskanie najwyższej ceny przy wprowadzeniu w błąd niedoświadczonego nabywcy pojazdu. W praktyce spotykamy pojazdy z przypadkami jak:

• podłączenie rezystorów symulujących włókna poduszek powietrznych i napinaczy. Sterownik widzi prawidłowe parametry w obwodach włókien i stwierdza brak usterki.

• naprawy zdetonowanych poduszek powietrznych. Poduszka zostaje zwinięta, a pokrywa dokładnie sklejona lub założona zostaje nowa atrapa. W miejsce włókna odpalającego instalowany jest rezystor
  symulujący.
  

Oba powyższe przypadki prowadzą do wprowadzenia w błąd diagnosty przez urządzenie diagnostyczne. Sterownik systemu bowiem widzi prawidłowe rezystancje w obwodach włókien odpalających, i nie notuje żadnych kodów usterek. Jeśli mamy możliwość odczytu parametrów bieżących to i tak widzimy tylko rezystancje włókiem lub rezystorów. Pojawia się tu problem rzetelnej i odpowiedzialnej weryfikacji systemu poduszek powietrznych, zwłaszcza jeśli istnieje podejrzenie manipulacji w systemie lub klient, co zdarza się już w warsztatach, zadaje pytanie „To mam te poduszki czy nie?”. Jedyna metoda to wzrokowa ocena podzespołów, co wiąże się z ich wymontowaniem z pojazdu. Należy wówczas zwrócić uwagę na:

• oznaczenia daty na podzespołach - wszystkie podzespoły pirotechniczne mają na naklejkach zapisaną datę produkcji, czy jest ona zbieżna z datą produkcji samochodu, oczywiście z pewną tolerancją na transport podzespołów na linię montażową;

• ślady demontażu poduszki, stan nitów i połączeń elementów poduszki;

• stan pokrywy czołowej poduszki, czy nie występują ślady klejenia, czy dokładnie wykonana jest faktura materiału i czy jest ona taka sama jak na innych elementach wykończenia wnętrza pojazdu. Czy dokładnie wykonane są napisy Airbag lub SRS i czy w ogóle one występują;

• czy po wypięciu wtyczek podzespołów pirotechnicznych sterownik zanotuje kody usterek odpowiadające takim stanom awaryjnym. Jeśli nie to oznacza, że gdzieś we wiązce elektrycznej systemu mamy wpięty rezystor „oszukujący”. Można tu także, w miarę możliwości, skorzystać z funkcji odczytu parametrów bieżących systemu.

Jak widać prawidłowa i rzetelna ocena stanu systemu poduszek powietrznych może się odbyć, i jest wskazana w przypadku samochodów powypadkowych, tylko poprzez wzrokową weryfikację podzespołów wymontowanych z pojazdu. Jest to dość czasochłonne, ale niektóre serwisy i warsztaty praktykują już ten sposób. Spowodowane jest to faktem wytoczenia pierwszych procesów sądowych, osobom wprowadzającym opisane powyżej modyfikacje, które doprowadziły do urazów pasażerów podczas wypadków, przy braku zadziałania poduszek powietrznych.

Sterownik systemu.

Ze względu na bezpieczeństwo użytkowników pojazdu, większość sterowników poduszek powietrznych po zadziałaniu, czyli po odpaleniu poduszek i napinaczy, blokuje się powodując konieczność ich wymiany na nowe. Różnorodność wersji systemów oraz potrzeba uproszczenia budowy i zmniejszenia ilości wersji sterownika systemu poduszek spowodowała konieczność programowego konfigurowania systemu. Zazwyczaj nowy sterownik jest „czysty” - np. w pojazdach grupy Volkswagena lub w Oplach lub skonfigurowany na najbogatsze wyposażenie - np. Mercedes, i w procesie konfigurowania definiowane jest ile poduszek i napinaczy ma on obsługiwać. Dlatego wymiana sterownika systemu na nowy, bez posiadania odpowiedniego sprzętu diagnostycznego, w wielu przypadkach jest po prostu niemożliwa.
Zdarzają się natomiast usterki wewnętrzne sterowników, szczególnie gdy auta odbudowywane po wypadkach maja zakładane sterowniki, które już raz uczestniczyły w wypadku, a z pamięci mikroprocesora zostały usunięte informacje o zderzeniu, co zdarza się dość często.

Elementy czujnikowe.

Aby nastąpiło prawidłowe wyzwolenie poduszek powietrznych, system jest wyposażany w elementy czujnikowe. Można wśród nich wyróżnić:

Czujniki zderzeń czołowych - występują w starszych systemach oraz w najnowszych rozwiązaniach. W starszych systemach potrzebne były do wykrycia zderzenia, wraz z rozwojem elementów czujnikowych zostały zabudowane wewnątrz sterownika, przez co sam sterownik potocznie nazywany jest „sensorem”.
Czujniki zderzeń bocznych - dla wykrycia uderzenia w bok pojazdu, występują gdy pojazd jest wyposażony w boczne poduszki powietrzne.

Czujniki obecności pasażera - dla wykrycia czy fotel pasażera jest zajęty i czy w razie zderzenia odpalać poduszkę powietrzną pasażera.

Wyłączniki poduszki pasażera - spotykamy je w pojazdach grupy Fiata i PSA. Pozwalają one zadecydować osobom korzystającym z pojazdu, czy poduszka pasażera ma być aktywna, np. przy konieczności zamontowania na przednim siedzeniu fotelika do przewozu dziecka.
Wszystkie elementy czujnikowe są tak skonstruowane, że sterownik może wykryć stany awaryjne, np. zwarcie któregoś z przewodów do masy lub plusa zasilania, zwarcie lub przerwę w obwodzie czujnika. Osiąga się to poprzez zastosowanie w konstrukcji czujników dzielników rezystorowych - patrz rys. 2. Wydawać by się mogło, że np. wyłącznik poduszki pasażera to prosty styk dwupozycyjny. Jednak zastosowanie dzielnika, powoduje że w stanie dla włączonej i wyłączonej poduszki sterownik widzi różne napięcia z wyłącznika w przedziale kilku V. A jeśli zobaczy 0V lub 12V to stwierdza awarię i generuje odpowiedni kod usterki.

Rys. 2.
Wyłącznik poduszki pasażera Citroen Saxo oraz fragment schematu elektrycznego, wraz z połączeniami wewnętrznymi wyłącznika poduszki pasażera W.

Czujniki zderzeń bocznych są wykonane jako osobne układy elektroniczne zawierające mikroprocesor co pozwala na cyfrową komunikację ze sterownikiem głównym. Nie da się więc ich w żaden sposób symulować. Z doświadczenia wiem, że same czujniki bardzo rzadko ulegają uszkodzeniom, nie blokują się one także po zadziałaniu poduszek bocznych. Najczęstsze przyczyny usterek to uszkodzenia wtyczek i pinów w gniazdach czujników. Podzespoły te zamontowane na podłużnicach, pod wykładzinami często są narażone na wilgoć, a wręcz stoją w wodzie zebranej na podłodze pojazdu. Powoduje to nawet w krytycznych przypadkach całkowitą korozję pinów i zniszczenie złącza. Zdarza się też, że po naprawach blacharskich złącza te po prostu nie są pozapinane.

Wiązka elektryczna.

Zazwyczaj wiązka elektryczna systemu poduszek powietrznych jest wykonana jako osobna instalacja w pojeździe. Wiązka ta jest wykonana w kolorze żółtym, w celu jej wyróżnienia wśród innych przewodów elektrycznych. Sama wiązka, rzadko ulega uszkodzeniu, sporadycznie dochodzi do przetarcia lub przerwania przewodów. Piętą Achillesową niektórych modeli są złącza elektryczne występujące we wiązce. Na pierwszy rzut oka są one wykonane wyjątkowo solidnie, wyposażone są w zatrzaski uniemożliwiające ich wypięcie oraz złocone styki. Nie chroni ich to jednak (szczególnie w pojazdach Opel i PSA, ale inne także) przed sporadycznym brakiem kontaktu. Takie chwilowe przerwy w obwodzie są natychmiast wyłapywane przez sterownik, generowany jest kod usterki i zapalana jest lampka kontrolna. Dotyczy to szczególnie złączy poduszek bocznych zamontowanych w fotelach oraz napinaczy w zamkach pasów. W sytuacjach kiedy klient wraca po raz któryś z usterką takiego złącza, jest ono mostkowane dodatkowym przewodem lub po prostu wycinane, a przewody zostają zlutowane na stałe. Co prawda nie powinno się dokonywać takich przeróbek, ale konia z rzędem temu warsztatowcowi, który namówi klienta na wymianę całej wiązki. Z tego co widać napraw takich dokonują nawet stacje autoryzowane.
Należy także zwrócić uwagę na stan wtyczek do podzespołów pirotechnicznych. Tu także zdarzają się braki kontaktu oraz poluzowanie wtyczki w gnieździe - nawet w stosunkowo nowych pojazdach. Osobiście diagnozowałem Opla Astrę G, gdzie ktoś w desperacji wykonał całą nową wiązkę w fotelu kierowcy. A źródłem występowania usterki była wtyczka do poduszki bocznej, którą należało rozebrać i podoginać piny. Co ciekawe w fotelu pasażera działa się dokładnie ta sama historia.
Jako element wiązki elektrycznej można także potraktować taśmę spiralną, która jest elementem łączącym poduszkę w kierownicy z nieruchomą wiązką na kolumnie kierowniczej. Jest to także bardzo zawodny element, szczególnie w starszych pojazdach. Taśma z naklejonymi miedzianymi ścieżkami pracuje w czasie całego życia samochodu i po jakimś czasie może po prostu popękać. Także podczas niefachowego demontażu, a szczególnie zakładanie kierownicy na taśmę, która nie została ustawiona w położeniu środkowym może prowadzić do jej zerwania po przekręceniu koła kierownicy. Niektóre modele taśmy są tak skonstruowane, że następuje ich samoczynna blokada po zdjęciu kierownicy. Wiele modeli ma także znaki ustalające lub naklejkę z opisem sposobu ustawiania taśmy. Jeżeli istnieje konieczność demontażu taśmy spiralnej to rozpocząć trzeba od ustawienia kół pojazdu w położeniu na wprost. A po wymontowaniu samej taśmy zabezpieczyć ją, jeśli jest taka potrzeba taśmą samoprzylepną i odłożyć w miejsce trudnodostępne. Życie uczy bowiem, że jeśli taka taśma dostanie się w czyjekolwiek ręce, to pierwszym co zrobi taka osoba będzie pokręcenie jej dla zabawy.

Jakiekolwiek naprawy taśmy są bezcelowe, i są skuteczne na dzień lub tydzień. Jeśli stwierdzimy usterkę taśmy - a jest to główna przyczyna usterki, którą sterownik interpretuje jako uszkodzenie w obwodzie poduszki kierowcy - należy wymienić taśmę na nową. Podkreślam nową, bo zakupy podzespołów tych jako używanych to loteria, a na giełdach oferowane są często taśmy, których miejsce jest w śmietniku.

3. Diagnostyka systemów.

Wszystkie sterowniki systemów poduszek powietrznych - oprócz najstarszych rozwiązań z początku lat 80-tych - skonstruowane są w oparciu o systemy mikroprocesorowe. Umożliwia to wprowadzenie procedur diagnostycznych do programu procesora i opracowanie samodiagnozy systemu. System poduszek powietrznych jest systemem czysto elektrycznym, elementy pirotechniczne widziane są przez sterownik jako rezystancje, komunikacja z czujnikami uderzeń bocznych odbywa się drogą cyfrową. Pozwala to na przeprowadzenie całkowitej samodiagnozy i monitorowaniu systemu podczas normalnej eksploatacji. Przykładowo, w systemach sterownia silnika, gdzie występują sterowania pneumatyczne, układ wysokiego napięcia, podzespoły mechaniczne itd. - informacje o usterkach zgłaszane przez sterownik mogą być mylące. Natomiast w systemie poduszek powietrznych obserwujemy wysoką skuteczność samodiagnozy i prawie 100% prawidłowych wskazań sterownika na przyczyny usterek.
W systemach poduszek powietrznych kilku producentów pojazdów, można za pomocą lampki kontrolnej SRS odczytać kody migowe, odpowiadające usterkom zanotowanym w systemie. Wywołanie tych kodów odbywa się różnymi metodami. Np. w pojazdach Ford w modelach do 1998 kody usterek wyprowadzane były od razu po włączeniu zapłonu, a ich skasowanie następowało po wyłączeniu zapłonu. Była to bardzo wygodna metoda diagnostyki, nie wymagająca posiadania sprzętu diagnostycznego, a tylko znajomości tabeli kodów usterek. W części pojazdów produkcji japońskiej i niektórych europejskich, kody usterek można było wywołać za pomocą zwarcia odpowiednich styków złącza diagnostycznego.
Ogólną tendencją w diagnostyce wszystkich systemów elektroniki pojazdowej jest rezygnacja z prostych metod diagnozowania kodem migowym na rzecz diagnostyki urządzeniami diagnostycznymi. Spowodowane to jest pojawieniem się innych opcji w diagnostyce systemów elektronicznych, poza odczytem kodów, oraz wymuszenie przeprowadzania napraw w stacjach autoryzowanych lub warsztatach w urządzenia takie wyposażonych. Pojawiły się takie funkcje jak odczyt parametrów bieżących systemu - są to zazwyczaj rezystancje widziane przez sterownik w obwodach włókien odpalających, status komunikacji z czujnikami bocznymi. Można także w opcji wysterowania podzespołów wymusić np. wysterowanie lampki kontrolnej systemu lub zamka centralnego w celu weryfikacji poprawności połączeń w tych układach. Nie ma oczywiście możliwości wywołania w ten sposób detonacji poduszki powietrznej.

Rys. 3.
Przykład odczytu kodów urządzeniem Mega Macs w samochodzie Opel Vectra

Rys. 4.
Przykład odczytu parametrów bieżących systemu urządzeniem ADP124 w samochodzie Opel Vectra.

Ważnym powodem posiadania urządzeń diagnostycznych jest także to, że nawet po usunięciu usterek, system jest nadal w trybie awaryjnym, i dopiero skasowanie kodów powoduje jego przejście w tryb pracy normalnej.
Kwestią dyskusyjną było, to czy poduszki zadziałają jeśli pali się lampka kontrolna. Otóż lampka wskazuje na występowanie usterki i konieczność je usunięcia, natomiast nie powoduje wyłączenia całego systemu. Stąd obwody, w których nie ma usterek są wciąż aktywne i poduszki podczas wypadku normalnie zadziałają.

Urządzenia diagnostyczne można podzielić na dwie grupy. Są to urządzenia przeznaczone dla serwisów autoryzowanych, zbudowane na zlecenie producenta pojazdu, do diagnostyki jednej tylko marki, ale w pełnym zakresie. Druga grupa to urządzenia uniwersalne, np. MegaMacs firmy Guttman, KTS 300 i KTS 500 firmy Bosch, ADP124 firmy AutoCom itp. konstruowane przez firmy niezależne od producentów pojazdów, a przeznaczone dla warsztatów niezależnych. Ich wadą jest to, że zazwyczaj nie mają wszystkich możliwości diagnostyki systemów elektronicznych pojazdu, jest to uzależnione od pracy programistów, piszących programy do komunikacji pomiędzy urządzeniem diagnostycznym a sterownikami. Brak jest też opcji zaawansowanych, jak np. konfigurowanie sterownika lub wyłączenie poduszki pasażera - ale są to funkcje dla warsztatów ogólnych raczej niepotrzebne.
Oryginalne urządzenia serwisowe, budowane dla diagnozowania pojazdów konkretnej marki, np.: VAG 1552 dla grupy Volkswagena, Tech2 dla Opla, HHT dla Mercedesa i inne posiadają oprócz funkcji standardowych, możliwość, w zależności od marki i modelu, wyłączenia programowo poduszki pasażera, np. w przypadku zamontowania tam fotelika dla dziecka oraz skonfigurowania nowego sterownika po wymianie.
Niezależnie od diagnoskopu jakim dysponujemy w warsztacie, w diagnostyce systemu airbag obowiązują zasady takie jak przy diagnozowaniu innych systemów sterowania elektronicznego. Należy także patrzeć na system ten, jak na zwykły system sterowania, który posiada czujniki oraz podzespoły wykonawcze. Często spotykam się z określeniem „skasowania lampki kontrolnej”, a chodzi o to, że należy odczytać pamięć usterek, usunąć ich przyczyny, a następnie skasować kody z pamięci sterownika. I to dopiero powoduje zgaszenie lampki.

Zdarza się także, że bardziej majętni warsztatowcy zakupili już dobrej klasy diagnoskop, ale nie potrafią wykorzystać w pełni jego możliwości. Z jednej strony w przypadku systemów poduszek powietrznych nie mamy do czynienia z taką różnorodnością rozwiązań jak w przypadku np. systemów sterowania silnikiem. Można spotkać się jednak z pewnym zamieszaniem, jeśli trafimy na auto dość nowe, ale produkowane dłużej na mniej zasobny rynek i wyposażane wciąż w ten sam stary system poduszek. Okazuje się to przeszkodą nie do pokonania dla osób, które potrafią wybrać tylko model samochodu z menu urządzenia diagnostycznego, a akurat takiego modelu nie uwzględniono. Trzeba patrzeć w tym momencie przez pryzmat systemu i protokołu komunikacyjnego pomiędzy sterownikiem a urządzeniem diagnostycznym. Spokojnie można wybrać auto w starszym roczniku i próbować skomunikować się ze sterownikiem poduszek.

Diagnosta, który patrzy w ten sposób na zagadnienie komunikacji, bez problemu diagnozuje system poduszek powietrznych z np. Skody używając oprogramowania do komunikacji z jakimkolwiek modelem Volkswagena lub Audi, wiedząc że sterowniki poduszek powietrznych, stosowane we wszystkich tych pojazdach „rozmawiają tym samym językiem” czyli jest taki sam protokół komunikacyjny. W innych pojazdach np. w BMW mamy dwa protokoły, w Oplu i Renault cztery. Osoby, które pracują na diagnoskopach dedykowanych dla danej marki wiedzą, że nie wybiera się tam modelu pojazdu, tylko generacje sterownika systemu i następuje komunikacja.

Przyczyną braku komunikacji może być także uszkodzenie wiązki czyli brak przejścia z gniazda diagnostycznego do sterownika poduszek lub zwarcie tego przewodu do masy bądź plusa zasilania. Tutaj trzeba odwołać się do dokumentacji i odnaleźć na schemacie pin, który ze sterownika dołączony jest do którego styku w złączu diagnostycznym. Pamiętać tu trzeba, że w przypadku złącza OBDII (16 pinowe) styk dla komunikacji z systemem poduszek nie jest znormalizowany. I tak np. w Oplu linia transmisji do sterownika poduszek powietrznych znajduje się na styku nr 12, w Mercedesie i pojazdach PSA na styku nr 13, a Renault na stykach 7 i 15. Powoduje to sytuacje, że np. mamy komunikację ze sterownikiem silnika (zawsze pin nr 7), a nie ma komunikacji do sterownika poduszek powietrznych.
W pojazdach, gdzie linie transmisji do wszystkich sterowników spotykają się na jednym styku w gnieździe diagnostycznym np. pojazdy grupy Volkswagena lub BMW, można spotkać się z takim przypadkiem, że nie ma komunikacji z żadnym sterownikiem. Oznacza to, że albo w którymś punkcie wiązki nastąpiło zwarcie do masy lub plusa zasilania, lub któryś ze sterowników, dołączonych do magistrali diagnostycznej, wprowadza zakłóceniami uniemożliwiające komunikację. A w praktyce oznacza to, że któryś sterownik ma spalone wyjście diagnostyczne i zwiera całą magistralę do masy. Jest to przypadek bardzo pracochłonny, bowiem trzeba po kolei wypinać złącza sterowników, obserwując zachowanie się napięcia na linii transmisji.

Diagnostyka systemów poduszek powietrznych nie jest taka trudna, jakby się to mogło wydawać. System jest zbudowany ze stosunkowo małej ilości podzespołów, a 99% usterek to usterki typowe i mało jest niespodzianek, na które jest narażony diagnosta np. systemów sterowania silnika. Należy jednak zachować szczególną uwagę i ostrożność, oraz postępować według określonych procedur, aby uniknąć nieprzyjemnych finansowo i niebezpiecznych sytuacji w warsztacie.

Mariusz BOHDAN

Centrum Szkolenia Motoryzacji

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I na tyle teorii ....

Jak wiemy z praktyki często podczas kolizji wystrzeliwują poduszki powietrzne (lub są one specjalnie wywlekane). Jak dużo musimy za nie zapłacić sami wiemy rozliczając szkody. Średnia wartość poduszki powietrznej kierowcy waha się w przypadku systemów Eurotax i Audatex w granicach ok. 1500 - 2000 zł, a cena poduszki pasażera to kwota średnio ponad 2000 zł. Dlatego często zdarza się, że tzw. "poszkodowani" do oględzin specjalnie wystrzeliwują poduszki powietrzne podkładają drugie.
Poniżej przedstawiam ofertę firmy zajmującej się handlem systemami bezpieczeństwa do samochodów. Na podstawie tych danych możecie porównać ile my płacimy za poduszki, a za ile można je faktycznie kupić.

CENY PODANO W DM (DO NEGOCJACJI).

MARKA	PODUSZKA KIEROWCY	PODUSZKA PASAŻERA
AUDI A-4	350	500
BMW E-36	250	300
CHEVROLET LUMINA	550	700
CHRYSLER VOYAGER	550	700
DAEWOO LANOS	300	500
FIAT BRAVO	300	450
FORD FIESTA	350	350
FORD MONDEO	400	500
HONDA CIVIC 5-D	300	450
JEEP GRAND CHEROKEE	350	700
LANCIA Y	300	400
MAZDA 626 1999	450	450
MERCEDES E-CLASE	300	420
MITSUBISHI COLT	450	450
MITSUBISHI GALANT	700	700
MITSUBISHI PAJERO	600	600
NISSAN PRIMERA	320	700
OPEL CORSA	250	350
OPEL OMEGA	250	350
PEUGEOT 406	350	500
RENAULT MEGANE	400	500
SAAB 9000	500	800
SEAT IBIZA	300	350
SUBARU IMPREZA	750 (MOMO)	700
SUZUKI BALENO	500	650
TOYOTA COROLLA	400	600
VOLKSWAGEN GOLF III	150	350
VOLKSWAGEN GOLF IV	300	300
VOLKSWAGEN PASSAT B5	300	300
VOLKSWAGEN SHARAN	450	550
VOLVO 940	600	800
VOLVO V-40	600	800

---