强制安全带系统及改进研究

张庆韩，吴艳霞

（德州学院 汽车工程学院，山东 德州 253023）

1 安全带的作用及结构原理

步入21世纪以来中国经济高速发展，作为高档商品的汽车也进入了千家万户，使得中国汽车保有量目前已达2.64亿辆。汽车多了交通事故也会有所增多，所以汽车安全性越来受到社会广泛关注。交通法规明确要求驾乘人员必须正确系安全带，但很多驾乘人员并没有按规定执行，所以应推行强制性系安全带的措施。

汽车安全带与安全气囊一样都是现在汽车上的安全装置，它能在汽车发生碰撞或者急转弯时约束驾乘人员的身体，使其尽可能保持在座椅原来位置上而不移动和转动，减少乘员与车内坚硬部件发生碰撞而造成伤害，降低伤亡率。

安全带按安装方式可以分为4种：两点式；斜挂式；三点式；四点式。安全带的装置内有一个卡轮，卡轮的主要特点是当安全带突然向前运动时，里面的卡子会因为滚轮又向前的加速度而迅速卡死安全带，将驾乘人员固定在座位上，待对安全带的突然拉力消失后卡轮的限制作用消失，所以安全带的使用必须正确。安全带的基本结构一般包括软带、带扣、长度调整机构、卷带装置和固定部分。

2 安全带的使用现状

交通法规定对不系安全带的驾乘人员给予一定的处罚。但很多驾乘人员嫌麻烦或安全意识不强，而不按正确方法系安全带或根本不系安全带。有的驾驶人为了规避处罚，只是象征性的把安全带拉至胸前，或者将安全带插口一直插在锁扣内，失去了安全带的设计初衷及保护功能;还有驾驶人在交警值勤和监控拍照的地方系安全带，否定就不系安全带;更有大量的驾乘人员在乡镇道路不系安全带，农村驾驶员开车时更没有系安全带的习惯。

应予以高度重视的是，随着农村经济的发展，农业机械等机动机车在农村道路来回穿梭，安全监管是一个突出问题。一是驾乘人员的安全意识更弱，二是机车安全保障设施更差。如拖拉机、农用汽车等，因行驶速度低而没有设置安全带。

3 现安全带的强制功能缺陷

图1 安全带报警系统原理图

目前很多汽车都配置了强制安全带系统，采用的是不系安全带的报警提示。设计原理是：在安全带锁扣内设置了一个传感器，它能感应驾乘人员是否将安全带的插扣插到锁扣内，ECU会根据这个信号发出相应的指令，并将这些信号反映在仪表台上，并进一步控制汽车的行驶，其原理如图1所示。这样设计给了一些人不系安全带或不安规定系安全带的机会。如在汽车美容店或者网上购买一个安全带插扣，将插扣插在汽车的安全带锁扣内，给汽车电脑（ECU）一个错误的信号，电脑会误认为驾乘人员已系上了安全带，这样使安全带强制系统失去了作用。所以，目前普遍使用的安全带对安全意识不强的驾驶人来说，没有警示效果，达不强制作用。

4 新型强制安全带系统设计方案

真正意义上的新型强制安全带系统应该出现了。方案是对现强制安全带系统进行改进并创新新。现在的强制安全带系统只是感应安全带插口是否插入安全带锁扣，除了在安全带锁扣内加入传感器外，还应在安全带的收紧装置内加入传感器。因为三点式安全带的正确系法和把三点式安全带当成斜挂式安全带它们对收紧装置的拉力大小是不相同的。可以先在汽车电脑（ECU）内设置一个最小拉力，如果驾驶人在开车时安全带给收紧装置受到的拉力小于这一规定值时，汽车电脑（ECU）应该发出控制发动机运转的信号，这个信号可以是控制喷油器的喷油、点火器的点火以及进气系统的进气等。同样也可以控制汽车车轮的转动。新强制安全带系统如图2所示。

图2 新强制安全带系统示意图

当然，只有这样的装置是不够的，如果只有这么一套控制系统控制汽车安全带系统，当系统电路或者传感器出现故障时，将无法保证汽车的正常行驶。所以可以试着在汽车内加装一套强制安全带检测系统，如在汽车驾驶人的正前方头顶的位置加装一套视频拍照设备。当驾驶人启动点火开关后，该视频拍照系统便紧接着拍摄一张驾驶人的照片，然后将该照片和汽车电脑（ECU）内存储的正确系安全带的图片相对比。如果安全带系带合格，则汽车将可正常行驶，否则给予蜂鸣提醒和锁死车轮限制汽车正常行驶。该系统还应该在汽车行驶时进行不定时的拍照以防驾驶人在行驶途中不安规定系安全带。更重要的是这种系统是强制性的，如果汽车电脑在发动机处于启动的过程中无法对驾驶人进行拍照对比，汽车将永远无法行驶，以防驾驶人破坏视频拍照系统。

5 结语

汽车配置新型强制安全带系统具有必要性和可行性，但本设计方案现在投入生产与应用，可能还有较大的困难。一是从方案设计到产品设计还有许多技术问题、工艺问题要解决;二是强制视频拍照系统的推广可能就会遇到用户方面的较大阻力。所以一项新技术的推广应用与全社会的支持密不可分。希望新型强制安全带系统早日应用于现代汽车，为更有效保护驾乘人员的安全发挥作用。

［1］柳艳杰.汽车碰撞的安全性［M］.黑龙江：黑龙江大学出版社，2014.

［2］魏春源.汽车安全性与舒适性系统［M］.北京：北京理工大学出版社，2014.

［3］孔军.汽车安全气囊电控系统故障检测［M］.北京：化学工业出版社，2014.

［4］凌永城，于京诺.汽车电子控制技术［M］.北京：北京大学出版社，2015.