安全带装置、安全带提示方法及车辆与流程

本发明涉及车辆安全领域，特别涉及一种安全带装置、安全带提示方法及车辆。

背景技术：

安全带是车辆安全系统极为关键的组成部分。在车辆正常高速行驶过程中，由于交通与路况的变化，如刹车、转弯，或者是路面变化产生的加速度，会使乘员坐姿晃动。如果没有安全带约束，当加速较大时，会使乘员与车内部件发生碰撞。在极端情况下，比如发生车辆的碰撞，如果在没有安全带约束，乘员会因极大加速度，而被抛出车外。当气囊弹出并展开时，因乘员受加速度座姿前移，与未完全展开的气囊接触，叠加撞击，将会遭受更严重的伤害。因此，乘坐高速交通工具，必须系好安全带。

目前大部分车辆的乘员，如驾驶员及副驾乘员，的座椅上配置有安全带装置，该安全带装置包括：安全带、安全带锁扣和提醒模块等。当乘员由于安全意识不足，认为安全带束缚感觉不舒适，可能会选择不系安全带，提醒模块在检测到座椅上有乘员乘坐，但未系安全带时，可以发出安全带未系提示。

但是，一些乘员可以使用假安全带锁舌插入安全带锁扣，或将安全带从身体后背绕过，直接插入安全带锁扣，以欺骗提醒模块。对此，传统的安全带装置可能无法检测出来这种欺骗行为，不会产生发出安全带未系提示，导致车辆的安全性较低。

技术实现要素：

本发明提供安全带装置、安全带提示方法及车辆，用于检测车辆乘员是否系扣安全带，以在未系扣安全带时发出安全带未系提示，提高车辆的安全性。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种安全带装置，所述安全带装置设置在车辆的座椅上，所述安全带装置包括：安全带；卷收模块，用于卷收所述安全带；信号输出模块，用于通过输出脉冲信号反映在所述安全带卷收过程中的所述安全带的卷收量；以及处理模块，用于：

在车辆的加速度大于预设加速度阈值时，控制所述卷收模块卷收所述安全带，并获取所述信号输出模块在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，所述第一脉冲信号的个数与所述安全带的卷收量正相关；

判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；

当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

可选的，所述处理模块，还用于：

当所述座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接时，控制所述卷收模块按照预设速度卷收所述安全带至预设的限定卷收量；

获取按照预设速度卷收所述安全带的过程中，所述信号输出模块输出的第二脉冲信号的个数；

判断所述第二脉冲信号的个数是否小于预设的第二脉冲个数阈值；

当所述第二脉冲信号的个数小于所述第二脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

可选的，所述卷收模块包括：电机、传动组件、离合组件和卷带筒，

所述传动组件分别与所述电机、离合组件连接，所述离合组件与所述卷带筒连接，所述电机通过带动所述传动组件驱动所述离合组件旋转，以带动所述卷带筒转动，使所述卷带筒卷收所述安全带。

可选的，所述信号输出模块包括：多极磁环和磁场传感器，

所述多极磁环设置在所述离合组件外侧，能够与所述离合组件同轴旋转；

所述磁场传感器设置在所述多级磁环的表面，当所述离合组件旋转时，所述磁场传感器能够采集所述多级磁环旋转时的磁极变化所产生的磁信号，并将所述磁信号转化为脉冲信号输出。

可选的，所述磁场传感器为霍尔传感器。

可选的，所述传动组件包括：与所述电机连接的驱动齿轮，以及与所述驱动齿轮啮合的传动齿轮。

可选的，所述离合组件与所述传动齿轮通过齿轮连接；

所述离合组件与所述卷带筒之间设置有斜滑块，当所述电机通过带动所述传动组件驱动所述离合组件沿第一预设方向旋转时，所述离合组件通过所述斜滑块连接所述卷带筒，并驱动所述卷带筒沿所述第一预设方向旋转以卷收所述安全带；当所述电机通过带动所述传动组件驱动所述离合组件沿第二预设方向旋转时，所述离合组件与所述卷带筒分离。

作为本发明的另一方面，提供一种安全带提示方法，所述方法包括：

在车辆的加速度大于预设加速度阈值时，控制卷收模块卷收所述安全带，并获取信号输出模块在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，所述第一脉冲信号的个数与所述安全带的卷收量正相关；

判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；

当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

可选的，所述方法还包括：

当所述座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接时，控制所述卷收模块按照预设速度卷收所述安全带至预设的限定卷收量；

获取按照预设速度卷收所述安全带的过程中，所述信号输出模块输出的第二脉冲信号的个数；

判断所述第二脉冲信号的个数是否小于预设的第二脉冲个数阈值；

当所述第二脉冲信号的个数小于所述第二脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

作为本发明的又一个方面，提供一种车辆，所述车辆包括：根据本发明提供的所述安全带装置。

在本发明所提供的安全带装置中包括安全带，卷收模块，信号输出模块以及处理模块，处理模块在车辆的加速度大于预设加速度阈值时，控制所述卷收模块卷收所述安全带，并获取所述信号输出模块在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，所述第一脉冲信号的个数与所述安全带的卷收量正相关，即第一脉冲信号的个数越多表示所述安全带的卷收量越高，也就说明安全带越紧，由于在车辆行驶过程中，安全带被乘员佩戴的卷收量与未被乘员佩戴时卷收量差距很大，则相应地通过该比较第一脉冲信号的个数与预设的第一脉冲个数阈值可以有效地甄别出乘员是否系安全带，故判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。从而可以检测车辆乘员是否系扣安全带，并且可以识别出假系扣安全带，以在未系扣安全带时发出安全带未系提示，提高车辆的安全性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种安全带装置的框图；

图2是本发明实施例提供的一种安全带装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种安全带装置的电路控制示意图；

图4是本发明实施例提供的一种安全带提示方法流程示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种安全带提示方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明实施例提供一种安全带装置10，如图1所示，所述安全带装置10设置在车辆的座椅上，所述安全带装置10包括：安全带101，所述装置10还包括：卷收模块102，用于卷收所述安全带；信号输出模块103，用于通过输出脉冲信号反映在所述安全带卷收过程中的所述安全带的卷收量；

处理模块104，用于：

在车辆的加速度大于预设加速度阈值时(例如急刹车时)，控制所述卷收模块102卷收所述安全带，并获取所述信号输出模块103在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，所述第一脉冲信号的个数与所述安全带的卷收量正相关；该预设时间段可以是从检测到车辆的加速度大于预设加速度阈值时至所述安全带的堵转(可以理解为安全带卷收不动了，或者是安全带卷收到了某一卷收量)为止的时间段。

判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；

当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

在本发明实施例中，可以通过查询车身电子稳定系统(英文：electronic stabilityprogram；简称：esp)获取车辆的加速度状态，从而检测车辆的加速度状态是否大于预设加速度阈值。

进一步的，还可以在未检测到加速度时检测是否系扣安全带，示例的可以通过在检测到座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接时，对安全带进行预紧来检测是否真的系扣安全带，具体的，所述处理模块104，可以用于：

当所述座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接时，控制所述卷收模块102按照预设速度卷收所述安全带至预设的限定卷收量；

获取按照预设速度卷收所述安全带的过程中，所述信号输出模块103输出的第二脉冲信号的个数；

判断所述第二脉冲信号的个数是否小于预设的第二脉冲个数阈值；

当所述第二脉冲信号的个数小于所述第二脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

可选的，如图2所示，所述卷收模块102包括：电机1021、传动组件1022、离合组件1023和卷带筒1024。

所述传动组件1022分别与所述电机1021、离合组件1023连接，所述离合组件1023与所述卷带筒1024连接，所述电机1021通过带动所述传动组件1022驱动所述离合组件1023旋转，以带动所述卷带筒1024转动，使所述卷带筒1024卷收所述安全带101。示例的，所述传动组件1022可以包括：与所述电机1021连接的驱动齿轮1022a，以及与所述驱动齿轮1022a啮合的传动齿轮1022b。所述离合组件1023与所述传动齿轮1022b可以通过齿轮连接。所述离合组件1023与所述卷带筒1024之间设置有斜滑块，当所述电机1021通过带动所述传动组件1022驱动所述离合组件1023沿第一预设方向旋转(正转)时，所述离合组件1023通过所述斜滑块连接所述卷带筒1024，并驱动所述卷带筒1024沿所述第一预设方向旋转以卷收所述安全带101；当 所述电机1021通过带动所述传动组件1022驱动所述离合组件1023沿第二预设方向旋转(反转)时，所述离合组件1023与所述卷带筒1024分离。

需要说明的是，在发出安全带未系提示后，如果检测到车辆的加速度又小于预设加速度阈值，所述电机1021通过带动所述传动组件1022驱动所述离合组件1023沿第二预设方向旋转，以使所述离合组件1023与所述卷带筒1024分离。以及，在所述座椅上有乘员，并且检测到安全带锁扣与安全带锁舌连接后，当所述安全带101已经卷收至堵转时(可以是达到预设的限定卷收量，或者卷收不动了)，所述电机1021通过带动所述传动组件1022驱动所述离合组件1023沿第二预设方向旋转，以使所述离合组件1023与所述卷带筒1024分离。

可选的，如图2所示，所述信号输出模块103包括：

多极磁环1031和磁场传感器1032，所述多极磁环1031设置在所述离合组件1023外侧，可以与所述离合组件1023同轴旋转，在本发明实施例中，该离合组件1023上可以设置有环形槽，该环形槽的圆心可以在离合组件1023的轴线上，该多极磁环1031可以嵌置于所述环形槽中，一方面保证多级磁环1031的有效固定，另一方面使多极磁环1031可以与所述离合组件1023同轴旋转。

所述磁场传感器1032设置在所述多级磁环1031的表面，与多级磁环1031存在微小的距离，例如，2毫米以内的距离，当所述离合组件旋转时，所述磁场传感器1032能够采集所述多级磁环1031旋转时的磁极变化所产生的磁信号，并将所述磁信号转化为脉冲信号输出。该磁场传感器1032有至少一个，该磁场传感器1032可以为霍尔传感器。实际应用中该磁场传感器1032可以有两个，如图2所示，分别为霍尔传感器1032a和霍尔传感器1032b。霍尔传感器是利用霍尔效应，将磁场强度转换为电信号的传感器。

本发明实施例假设处理模块104为微处理器(mcu)1041，图3为本 发明实施例提供的安全带装置10的电路控制示意图，如图3所示，霍尔传感器1032a和霍尔传感器1032b用于采集多极磁环旋转时的磁极变化所产生的磁信号(也称旋转磁环信号)，并将该磁信号转化为脉冲信号输出。电源与通讯模块301包括：电压转化模块3011和通讯模块3012，电压转化模块3011，用于将车供电源302输入的电压转换为微处理器1041所需电压；通讯模块3012用于连接控制器局域网络(英文：controllerareanetwork；简称：can)总线303，将can总线传输的差动号调制为微处理器1041支持的通讯电平信号，电源与通讯模块301通过电源与通讯传输线304与微处理器1041连接。反极性保护电路305，为电机驱动模块306提供电源，并配有大电容，抑制电磁兼容性(英文：electromagneticcompatibility；简称：emc)传导骚扰。电机驱动模块306还设计有过流过压检测与保护功能，防止因电机堵转等异常而损坏系统，该电机驱动模块306用于驱动电机307(即图2中的电机1021)。

综上所述，本发明实施例提供的安全带装置通过在车辆的加速度大于预设加速度阈值时，控制所述卷收模块卷收所述安全带，并获取所述信号输出模块在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，由于第一脉冲信号的个数越多表示所述安全带的卷收量越高，也就说明安全带越紧，并且在车辆行驶过程中，安全带被乘员佩戴的卷收量与未被乘员佩戴时卷收量差距很大，则相应地通过该比较第一脉冲信号的个数与预设的第一脉冲个数阈值可以有效地甄别出乘员是否系安全带，故判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。从而可以检测车辆乘员是否系扣安全带，并且可以识别出假系扣安全带的欺骗行为，以在未系扣安全带时发出安全带未系提示，提高车辆的安全性。

本发明实施例提供一种安全带提示方法，如图4所示，包括：

步骤401、在车辆的加速度大于预设加速度阈值时，控制卷收模块卷收所述安全带，并获取信号输出模块在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，所述第一脉冲信号的个数与所述安全带的卷收量正相关；

步骤402、判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；

步骤403、当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。

本发明实施例提供另一种安全带提示方法，如图5所示，该方法可以由本发明实施例提供的安全带装置的处理模块104执行，该方法包括：

步骤501、检测座椅上是否有乘员。当座椅上有乘员时，执行步骤502，当座椅上没有乘员时，执行步骤501。

在安全带装置上电启动后，可以通过查询占位传感器的状态来确定车辆的座椅上是否有乘员。

步骤502、检测安全带锁舌与安全带锁扣的状态。当安全带锁舌与安全带锁扣连接，执行步骤503，当安全带锁舌与安全带锁扣未连接，执行步骤502。

安全带锁舌与安全带锁扣的状态可以包括扣置状态和未扣置状态。安全带的一端设置有安全带锁扣，该锁扣位置可以设置有检测传感器，用于检测是否存在安全带锁舌插入安全带锁扣，通常在存在安全带锁舌插入安全带锁扣时，该检测传感器向处理模块发送相应的指示信号，用于指示安全带锁舌与安全带锁扣处于扣置状态。

步骤503、按照预设速度卷收所述安全带至预设的限定卷收量。执行步骤504。

本发明实施例中，预设速度是根据具体情况设置的，其速度较慢，以不影响乘客的佩戴舒适度为前提。限定卷收量也是以根据具体情况设置的，其 长度是根据乘客的体型来适应性调整的，以不影响乘客的佩戴舒适度为前提。例如，儿童对应的预设长度小于成人对应的预设长度。在卷收安全带至预设的限定卷收量时，电机会自动堵转，卷收动作停止。

步骤504、获取按照预设速度卷收安全带的过程中，该信号输出模块输出的第二脉冲信号的个数。

当安全带装置的结构如图2所示时，在按照预设速度卷收安全带的过程中，由于多极磁环在旋转过程中，其磁极在不断变化，相应地产生多个磁信号，霍尔传感器将磁信号转化为多个第二脉冲信号。将霍尔传感器产生的第二脉冲信号累加计数，可以得到按照预设速度卷收安全带的过程中，信号输出模块输出的第二脉冲信号的个数。

步骤505、判断第二脉冲信号的个数是否小于预设的第二脉冲个数阈值。当第二脉冲信号的个数小于预设的第二脉冲个数阈值，执行步骤506。当第二脉冲信号的个数不小于预设的第二脉冲个数阈值，执行步骤507。

在本发明实施例中，第二脉冲个数阈值可以是预先在座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接，并且实际上乘员未佩戴安全带的场景下所确定的个数。

在实际应用中，在座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接，并且实际上乘员佩戴安全带的场景下，第二脉冲信号的个数通常是成百上千次，而如果乘员没有佩戴安全带，第二脉冲的个数通常是十个以内，两者差异明显。

步骤506、发出安全带未系提示。

当第二脉冲信号的个数小于预设的第二脉冲个数阈值，说明安全带并没有有效保护乘员。即使安全带锁扣与安全带锁舌连接也属于假安全带系扣的情况，因此，本发明实施例提供的安全带提示方法能够有效识别假安全带系扣的情况。

在本发明实施例中，处理模块可以通过can总线发出安全带未系提示，该提示可以以声音形式(如告警音，或语音提示等)播放，也可以以文字或图像形式显示在车辆的显示屏上。

步骤507、检测车辆的加速度状态是否大于预设加速度阈值。当车辆的加速度大于预设加速度阈值时，执行步骤508，当车辆的加速度不大于预设加速度阈值时，执行步骤507。

在本发明实施例中，可以通过查询车身电子稳定系统esp获取车辆的加速度状态，从而检测车辆的加速度状态是否大于预设加速度阈值。

步骤508、获取信号输出模块在预设时间段内输出的第一脉冲信号。执行步骤509。该预设时间段可以是从检测到车辆的加速度大于预设加速度阈值时至所述安全带的堵转(可以理解为安全带卷收不动了，或者是安全带卷收到了某一卷收量，该卷收量可以与前述预紧过程中的限定卷收量不同)为止的时间段。

该信号输出模块用于通过输出脉冲信号反映安全带的卷收过程中安全带的松紧变化。

步骤509、判断第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值。当第一脉冲信号的个数小于预设的第一脉冲个数阈值，执行步骤506，当第一脉冲信号的个数不小于预设的第一脉冲个数阈值，执行步骤508。

在本发明实施例中，第一脉冲个数阈值可以是预先在车辆行驶过程中、座椅上有乘员且安全带锁扣与安全带锁舌连接，并且实际上乘员未佩戴安全带的场景下所确定的个数。

在车辆行驶过程中，在刹车时，通过esp会检测到加速度超过预设加速度阈值，从而会触发卷收筒卷收安全带，此时与卷收筒相连的离合组件上的多级磁环同步旋转，霍尔传感器检测第一脉冲信号，并连续累加计数。在实际应用中，乘员佩戴安全带的场景下所确定的第一脉冲信号个数通常是数十 次以上，而如果乘员没有佩戴安全带，第一脉冲的个数通常是十个以内(可以理解是，乘员佩戴安全带的场景下，安全带通常不会系扣的很紧，因此卷收时卷收量的变化较大，而乘员假系扣安全带时安全带通常系扣的很紧，因此卷收时卷收量的变化很小)，两者差异明显。示例的，第一脉冲个数阈值可以设置为5或10。

当预设时间段内第一脉冲信号的个数低于第一脉冲个数阈值，说明安全带并没有有效保护乘员。即使安全带锁扣与安全带锁舌连接也属于假安全带系扣的情况，因此，本发明实施例提供的安全带提示方法能够进一步的有效识别假安全带系扣的情况。

在本发明实施例中，处理模块可以通过can总线发出安全带未系提示，该提示可以以声音形式(如告警音，语音提示灯)播放，也可以以文字或图像形式显示在车辆的显示屏上。

综上所述，本发明实施例提供的安全带提示方法通过在车辆的加速度大于预设加速度阈值时，卷收所述安全带，并获取在预设时间段内输出的第一脉冲信号的个数，由于第一脉冲信号的个数越多表示所述安全带的卷收量越高，也就说明安全带越紧，并且在车辆行驶过程中，安全带被乘员佩戴的卷收量与未被乘员佩戴时卷收量差距很大，则相应地通过该比较第一脉冲信号的个数与预设的第一脉冲个数阈值可以有效地甄别出乘员是否系安全带，故判断所述第一脉冲信号的个数是否小于预设的第一脉冲个数阈值；当所述第一脉冲信号的个数小于所述第一脉冲个数阈值时，发出安全带未系提示。从而可以检测车辆乘员是否系扣安全带，并且可以识别出假系扣安全带的欺骗行为，以在未系扣安全带时发出安全带未系提示，提高车辆的安全性。

本发明实施例还提供一种车辆，包括：本发明实施例所提供的安全带装置10。该车辆还可以包括图3中所示的电路控制示意图中的各个模块。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。