強制安全帶系統及改進研究

張慶韓，吳艷霞

（德州學院 汽車工程學院，山東 德州 253023）

1 安全帶的作用及結構原理

步入21世紀以來中國經濟高速發展，作為高檔商品的汽車也進入了千家萬戶，使得中國汽車保有量目前已達2.64億輛。汽車多了交通事故也會有所增多，所以汽車安全性越來受到社會廣泛關注。交通法規明確要求駕乘人員必須正確系安全帶，但很多駕乘人員并沒有按規定執行，所以應推行強制性系安全帶的措施。

汽車安全帶與安全氣囊一樣都是現在汽車上的安全裝置，它能在汽車發生碰撞或者急轉彎時約束駕乘人員的身體，使其盡可能保持在座椅原來位置上而不移動和轉動，減少乘員與車內堅硬部件發生碰撞而造成傷害，降低傷亡率。

安全帶按安裝方式可以分為4種：兩點式；斜掛式；三點式；四點式。安全帶的裝置內有一個卡輪，卡輪的主要特點是當安全帶突然向前運動時，里面的卡子會因為滾輪又向前的加速度而迅速卡死安全帶，將駕乘人員固定在座位上，待對安全帶的突然拉力消失后卡輪的限制作用消失，所以安全帶的使用必須正確。安全帶的基本結構一般包括軟帶、帶扣、長度調整機構、卷帶裝置和固定部分。

2 安全帶的使用現狀

交通法規定對不系安全帶的駕乘人員給予一定的處罰。但很多駕乘人員嫌麻煩或安全意識不強，而不按正確方法系安全帶或根本不系安全帶。有的駕駛人為了規避處罰，只是象征性的把安全帶拉至胸前，或者將安全帶插口一直插在鎖扣內，失去了安全帶的設計初衷及保護功能;還有駕駛人在交警值勤和監控拍照的地方系安全帶，否定就不系安全帶;更有大量的駕乘人員在鄉鎮道路不系安全帶，農村駕駛員開車時更沒有系安全帶的習慣。

應予以高度重視的是，隨著農村經濟的發展，農業機械等機動機車在農村道路來回穿梭，安全監管是一個突出問題。一是駕乘人員的安全意識更弱，二是機車安全保障設施更差。如拖拉機、農用汽車等，因行駛速度低而沒有設置安全帶。

3 現安全帶的強制功能缺陷

圖1 安全帶報警系統原理圖

目前很多汽車都配置了強制安全帶系統，采用的是不系安全帶的報警提示。設計原理是：在安全帶鎖扣內設置了一個傳感器，它能感應駕乘人員是否將安全帶的插扣插到鎖扣內，ECU會根據這個信號發出相應的指令，并將這些信號反映在儀表臺上，并進一步控制汽車的行駛，其原理如圖1所示。這樣設計給了一些人不系安全帶或不安規定系安全帶的機會。如在汽車美容店或者網上購買一個安全帶插扣，將插扣插在汽車的安全帶鎖扣內，給汽車電腦（ECU）一個錯誤的信號，電腦會誤認為駕乘人員已系上了安全帶，這樣使安全帶強制系統失去了作用。所以，目前普遍使用的安全帶對安全意識不強的駕駛人來說，沒有警示效果，達不強制作用。

4 新型強制安全帶系統設計方案

真正意義上的新型強制安全帶系統應該出現了。方案是對現強制安全帶系統進行改進并創新新。現在的強制安全帶系統只是感應安全帶插口是否插入安全帶鎖扣，除了在安全帶鎖扣內加入傳感器外，還應在安全帶的收緊裝置內加入傳感器。因為三點式安全帶的正確系法和把三點式安全帶當成斜掛式安全帶它們對收緊裝置的拉力大小是不相同的。可以先在汽車電腦（ECU）內設置一個最小拉力，如果駕駛人在開車時安全帶給收緊裝置受到的拉力小于這一規定值時，汽車電腦（ECU）應該發出控制發動機運轉的信號，這個信號可以是控制噴油器的噴油、點火器的點火以及進氣系統的進氣等。同樣也可以控制汽車車輪的轉動。新強制安全帶系統如圖2所示。

圖2 新強制安全帶系統示意圖

當然，只有這樣的裝置是不夠的，如果只有這么一套控制系統控制汽車安全帶系統，當系統電路或者傳感器出現故障時，將無法保證汽車的正常行駛。所以可以試著在汽車內加裝一套強制安全帶檢測系統，如在汽車駕駛人的正前方頭頂的位置加裝一套視頻拍照設備。當駕駛人啟動點火開關后，該視頻拍照系統便緊接著拍攝一張駕駛人的照片，然后將該照片和汽車電腦（ECU）內存儲的正確系安全帶的圖片相對比。如果安全帶系帶合格，則汽車將可正常行駛，否則給予蜂鳴提醒和鎖死車輪限制汽車正常行駛。該系統還應該在汽車行駛時進行不定時的拍照以防駕駛人在行駛途中不安規定系安全帶。更重要的是這種系統是強制性的，如果汽車電腦在發動機處于啟動的過程中無法對駕駛人進行拍照對比，汽車將永遠無法行駛，以防駕駛人破壞視頻拍照系統。

5 結語

汽車配置新型強制安全帶系統具有必要性和可行性，但本設計方案現在投入生產與應用，可能還有較大的困難。一是從方案設計到產品設計還有許多技術問題、工藝問題要解決;二是強制視頻拍照系統的推廣可能就會遇到用戶方面的較大阻力。所以一項新技術的推廣應用與全社會的支持密不可分。希望新型強制安全帶系統早日應用于現代汽車，為更有效保護駕乘人員的安全發揮作用。

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