1. WSTĘP

Systemy poduszek powietrznych SRS pojawiły się na początku lat 80-tych w pojazdach luksusowych. Wraz z rozwojem techniki oraz zmniejszaniem kosztów rozwiązań stosowanych w układach bezpieczeństwa, systemy te zaczęto montować również w pojazdach klasy średniej oraz niższej. Powszechne zastosowanie systemów bezpieczeństwa, skutkuje w praktyce pojawieniem się wielu problemów podczas eksploatacji tych, dość nietypowych układów, szczególnie przy ich obsłudze i naprawie. Z reguły każdy z układów elektronicznych pojazdu pracuje w sposób ciągły, lub zostaje uruchomiony wielokrotnie podczas swojej eksploatacji. Układy te posiadają wbudowane procedury samodiagnozy, przechodzenia w tryb awaryjny - pracy w ograniczonym zakresie regulacji, przy dostarczeniu lub przy braku w ogóle informacji z czujników systemu. Np. układ regulacji pracy silnika przystosowany jest do pracy w warunkach awaryjnych, i zawsze można się zorientować co do zakresu usterek oraz ich możliwych objawów - mówiąc krótko, dopóki nie zostanie odcięte zasilanie to silnik lepiej lub gorzej pracuje. Nawet w przypadku tak rzadko uruchamianego układu jak ABS, zawsze można sztucznie wywołać uślizgi kół i sprawdzić działanie układu. Inaczej jest natomiast w przypadku systemów bezpieczeństwa biernego. Te systemy działają w pojeździe tylko raz w czasie swojej eksploatacji i praktycznie tylko po uruchomieniu poduszek i napinaczy można w 100% określić, że system był sprawny. Natomiast przed zadziałaniem można określić tylko to, czy system jest bardziej lub mniej gotów do zadziałania. Szczególnie newralgicznym momentem w diagnostyce tych systemów okazuje się ocena systemu po wypadku. Znanych jest wiele przypadków, w których wydawałoby się, że poduszki powinny zadziałać, lecz nie uruchomiły się. Zdarzają się także sytuacje odwrotne - przy stosunkowo lekkich uderzeniach, czasem nawet na nierównościach nawierzchni drogowej, eksploduje poduszka powietrzna. Przyczyn takich zachowań systemu jest wiele i poniżej postaram się je przedstawić.

2. PODUSZKI POWIETRZNE

Wszystkie poduszki powietrzne składają się z generatora gazu oraz worka, który jest tym gazem napełniany. Kształt i rozmiary tego worka zależą od tego, czy jest to poduszka dla kierowcy czy większa dla pasażera, czy np. jest to poduszka boczna. Każda poduszka powietrzna jest elementem jednorazowego użycia i po wystrzeleniu powinna zostać wymontowana z pojazdu i złomowana. Reakcjom zachodzącym podczas wystrzelenia poduszki towarzyszy silny wzrost temperatury osłony ładunku pirotechnicznego. Stąd zazwyczaj ulega stopieniu wtyczka elektryczna do poduszki. Na rys. 1a widoczna jest całkowicie wytopiona wtyczka zapłonnika. Należy wówczas wymienić pierwszy odcinek wiązki z tą wtyczką do najbliższego złącza. Wiązka elektryczna systemu poduszek jest tak skonstruowana, że są to odcinki o długości do kilkudziesięciu centymetrów. Problemem jest kiedy, w przypadku poduszki dla kierowcy, wtyczka do poduszki jest na stale powiązana z taśmą spiralną - rys. 1b. Należy wówczas wymienić taką taśmę na nową.

a)

b)

Rys 1. Stan wtyczek do poduszek po zadziałaniu pirotechniki.
a - poduszka pasażera BMW, widoczna całkowicie wytopiona wtyczka, oraz odcinek przewodu do pierwszego złącza
b - taśma spiralna Seat Ibiza, widoczna zniszczona wtyczka do poduszki, na stałe dołączona do taśmy.

Ponieważ moduły poduszek powietrznych są elementami dość drogimi, to obszar ich zastosowań stał się terenem wielu nadużyć, a nawet oszustw. Wynikają one w znacznym stopniu z powodu braku uregulowań prawnych dotyczących obrotu materiałami pirotechnicznymi oraz z tego, iż na naszym rynku znalazło się wiele pojazdów odbudowanych po wypadku, możliwie najniższym kosztem, w sytuacji gdy wielu użytkowników nie stać na pojazdy tak bogato wyposażone. Kolejny powód, to chęć łatwego zarobku, w momencie kiedy pojazd uległ wypadkowi. Poniżej przedstawiono najczęściej spotykane i niezgodne z prawem i przyzwoitością zawodową praktyki:

Zastąpienie modułu poduszki powietrznej atrapą. Stosowane gdy pojazd po wypadku odbudowuje się jak najtaniej. Zamiast poduszek powietrznych wstawiane są atrapy, łudząco podobne do oryginalnych. Na giełdach samochodowych można nabyć doskonale wykonane "zaślepki". Inną metodą jest wycięcie worka z poduszki i sklejenie oryginalnej pokrywy poduszki, wzdłuż linii pęknięcia. Zazwyczaj nabywca takiego pojazdu, jeśli sam tego nie zauważy, nie zostaje uświadomiony przez nierzetelnego sprzedawcę, że tak naprawdę poduszek w danym pojeździe nie ma. Stan taki łatwo jest zdiagnozować, jeśli diagnosta ma spore doświadczenie to rozpozna klejenie pokrywy poduszki lub to że ma do czynienia z atrapą. Najłatwiej jest podłączyć urządzenie diagnostyczne i odczytać kody usterek, które wskażą na uszkodzenie poduszek powietrznych (gdy wyłączona jest kontrolka SRS).

Zastąpienie włókna zapalnika poduszki lub napinacza rezystorem. Wszystkie poduszki powietrzne oraz napinacze pasów bezpieczeństwa widoczne są dla sterownika systemu jako czyste rezystancje o wartości w zakresie od ok. 2 ? do ok. 6 ?. Jeśli sterownik zmierzy rezystancję w obwodzie poniżej 2 ?, to rejestruje kod usterki o za małej rezystancji, jeśli natomiast pomierzy rezystancję większą niż 6 ?, to rejestruje kod usterki o za dużej rezystancji w obwodzie. Wystarczy więc w obwód poduszki lub napinacza włączyć rezystor symulujący włókno odpalenia i sterownikowi "wydaje" się, że w danym obwodzie wszystko jest w porządku. Bardzo często w momencie założenia atrap zamiast poduszek, we wtyczki do poduszek lub gdzieś we wiązce są montowane rezystory symulujące poprawny stan systemu. Jedynym sposobem prawidłowego zdiagnozowania takiego przypadku jest demontaż poduszek lub atrap, i ich weryfikacja wzrokowa oraz kontrola wiązki elektrycznej. Należy wówczas także zaobserwować czy po wypięciu 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.

"Zwinięcie" poduszki
Praktyka, którą można nazwać tylko zwykłym oszustwem. Poduszka po detonacji zostaje rozłożona na podzespoły, worek zostaje wycięty lub zwinięty z powrotem do wnętrza modułu. Zostaje założona nowa pokrywa czołowa, zamiast włókna odpalającego montuje się rezystor symulujący i całą poduszkę ponownie nituje. W ten sposób uzyskuje się całkiem "nową" poduszkę powietrzną, która sprawia wrażenie sprawnej, a tak naprawdę nie ma szans zadziałania. W takim przypadku należy sprawdzić:
- oznaczenia poduszki powietrznej. Na podstawie katalogów części można zorientować się czy dana poduszka była stosowana w tym modelu pojazdu.
- 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 rzędu tygodni na transport podzespołów na linię montażową. Można się wówczas zorientować czy mamy do czynienia z wyposażeniem fabrycznym pojazdu.
- 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.

Wymiana poduszki na zdetonowaną.
Przypadek spotykany jeśli pojazd uległ małemu wypadkowi bez zadziałania poduszek powietrznych, a właściciel pojazdu chce wymusić wypłatę większego odszkodowania. W takim momencie przed ekspertyzą pojazdu montowane są w miejsce sprawnych poduszek, poduszki spracowane, które rzekomo zdetonowane zostały w czasie wypadku. Takie wystrzelone poduszki można w każdej chwili zakupić lub wypożyczyć u osób parających się handlem częściami używanymi do systemów poduszek powietrznych. Jest to trudny do oceny przypadek. W zależności od marki pojazdu można dokonać czynności systemu jak niżej:
- jeśli ocena stanu pojazdu odbywa się dość wcześnie po wypadku, rzędu dni, to w pojeździe powinien być wyczuwalny charakterystyczny zapach oraz obecność pyłu po detonacji poduszki i proszku jakim jest przesypany worek poduszki
- uszkodzone - stopione - powinny być wtyczki elektryczne do podzespołów
- zweryfikować oznaczenia numerów i daty na podzespołach pirotechnicznych - skonfrontować z datą produkcji pojazdu oraz z jego historią. Jeśli wcześniej nie uległ wypadkowi to należy spodziewać się wyposażenia fabrycznego.
- w wielu markach pojazdów sterownik rejestruje informację o zadziałaniu poduszek i napinaczy pasów. Wystarczy, wiedząc że w danym systemie takiej informacji należy się spodziewać, podłączyć pojazd lub wręcz sam sterownik, do przyrządu diagnostycznego. Diagnoskop powinien odczytać z pamięci sterownika przynajmniej kod usterki informujący o zadziałaniu systemu podczas wypadku. Takich kodów usterek nie można skasować z pamięci sterownika. Jeśli w takim systemie kodów tych brak, to mamy do czynienia z prawdopodobną próbą wymuszenia odszkodowania.

3. STEROWNIK SYSTEMU

Podstawowe funkcje sterownika to:
- ocena w chwili wypadku siły uderzenia oraz podjęcie decyzji o detonacji poduszki i/lub napinaczy pasów. W pamięci sterownika zanotowane zostaną dane o sile i kącie uderzenia oraz wszystkie inne dostępne dane, w zależności od oprogramowania.
- uruchomienie funkcji pomocniczych w chwili wypadku - odryglowanie zamka centralnego, odcięcie dopływu paliwa i zasilania z akumulatora, uruchomienie systemów powiadamiania o wypadku.
- monitorowanie obwodów poduszek, napinaczy i czujników
- sterowanie kontrolką systemu
- komunikacja z urządzeniem diagnostycznym.

Zdarzają się 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. Uszkodzenie sterownika następuje także w wyniku zalania pojazdu wodą, zazwyczaj w czasie powodzi. Ponieważ jest on montowany zazwyczaj na tunelu nadwozia, to nawet niewielka ilość wody powoduje jego zalanie. Sterowniki systemów SRS produkowane są przez kilka firm np. Bosch, Siemens, Autoliv. Ponieważ istnieje wiele modeli pojazdów w danej marce, to w celu ograniczenia kosztów produkcji samochodów, płyta elektroniki jest taka sama w wielu modułach, natomiast sterownik jest programowo konfigurowany do zastosowania w danym modelu. Oznacza to, iż jeśli porównamy sterownik np. z Opla Corsy to jest on identyczny ze sterownikiem z dużo większego Opla Omegi. Natomiast zmienione jest oprogramowanie zarządzającego nim mikrokontrolera, zapisane w jego pamięci progi zadziałania dla sygnałów z czujnika opóźnień. I tutaj można doszukiwać się przyczyn, dlaczego niekiedy w czasie wypadku nie dochodzi do zadziałania poduszek lub zadziałanie następuje niespodziewanie - przy małym uderzeniu. Jedni konstruktorzy, aby zabezpieczyć się przed niepożądanym zadziałaniem poduszek programują sterowniki "twarde", które do zadziałania potrzebują stosunkowo większych opóźnień. Jeśli sterownik ma obniżony próg zadziałania z czujnika opóźnień, to istnieje niebezpieczeństwo, potwierdzone w praktyce, że poduszki będą detonowały także w przypadkach kiedy taka konieczność nie zachodzi. Zdarza się to np. przy szybkim najechaniu na krawężnik lub kiedy auto przy dużej prędkości wpada w dziurę w nawierzchni drogi.

4. OCENA I WERYFIKACJA STEROWNIKA SYSTEMU SRS.

Jeśli doszło (lub nie doszło) do nieprawidłowego zadziałania systemu poduszek powietrznych należy przeprowadzić diagnostykę sterownika systemu.

1. Diagnostyka przyrządem diagnostycznym.
Należy w miarę możliwości podłączyć pojazd lub sam sterownik do diagnoskopu i odczytać zawartość jego pamięci. Wszystkie sterowniki są wyposażone w pamięć nieulotną EEPROM, czyli taką której zawartość nie kasuje się nawet przy braku zasilania. W zależności od tego jak jest oprogramowany sterownik oraz jakim dysponujemy przyrządem, z pamięci sterownika można odczytać wiele interesujących danych. Diagnoskopy uniwersalne standardowo pozwalają odczytać:
- numery identyfikacyjne sterownika
- kody usterek. Jeśli w sterowniku występuje usterka wewnętrzna bądź uczestniczył on w wypadku to w pamięci zanotowane są odpowiednie kody. Przyrządy diagnostyczne, w które są wyposażone stacje autoryzowane, posiadają znacznie szersze możliwości, jak widać na powyższym przykładzie. Sterownik ten miał w pamięci zapisany nawet kod VIN pojazdu, w którym został zamontowany.

2. Weryfikacja wzrokowa sterownika.
Po wymontowaniu sterownika z pojazdu można odczytać jego naklejkę informacyjną, a z niej można ustalić datę produkcji sterownika, numer części oraz numer seryjny. Na podstawie tych informacji można określić, czy mamy do czynienia ze sterownikiem zamontowanym fabrycznie.

Sterownik systemu poduszek jest podzespołem nienaprawialnym. Jeśli zanotuje w pamięci usterkę wewnętrzną lub informacje o wypadku to taki sterownik należy wymienić na nowy. Jeśli nastąpiła ingerencja do wnętrza sterownika, to w większości wypadków można to stwierdzić po naruszeniu plomb zabezpieczających. Niestety, wiele sterowników montowanych w pojazdach powypadkowych, przeszło tzw. "leczenie", czyli z ich pamięci usunięto dane o wypadku i przywrócono je do stanu nadającego się do dalszej eksploatacji. Nigdy jednak nie wiadomo czy sterownik taki zadziała prawidłowo.

5. 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 sekwencje zapalania się kontrolki w różnych stanach systemu, można już uzyskać wstępne informacje, a co najważniejsze - nie potrzeba do tego żadnego sprzętu i jest to metoda 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.
Na tym etapie diagnostyki systemu 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.

Jak widać rzetelna i skuteczna diagnostyka systemów bezpieczeństwa biernego i ich podzespołów, wymaga wiedzy i praktyki warsztatowej. Dla osób, które praktyki takiej nie nabyły, ale zmuszone są oceniać systemy SRS, ważny jest dostęp do szczegółowych informacji na temat poszczególnych systemów oraz winny odbyć podstawowe szkolenie w tym zakresie. Pewne informacje zawarte są także na stronie internetowej www.airbag.com.pl oraz stronach producentów systemów i podzespołów bezpieczeństwa biernego jak Bosch, Siemens, Autoliv i inne.

Referat powyższy został wygłoszony na konferencji naukowej "Diagnostyka samochodowa", zorganizowanej przez SIMP w Rydzynie w dniach 21-23.05.2002.