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技术领域

本实用新型属于汽车安全技术领域，涉及一种车载的安全监测预警系统， 具体涉及一种汽车车门开启安全规避系统。

背景技术

人类文明的发展，离不开交通工具的发展，尤其是汽车工业的发展。但是， 汽车在方便我们出行的同时，使用中会产生一些交通事故，给人们带来人身伤 害，给社会带来经济损失。在某些交通事故中，汽车在路边临时驻车时，由于 主观疏忽及路内停车设计的不合理，驾驶员或乘客稍不注意开启车门就可能会 造成车门开启与后方驶来的机动车或非机动车发生冲突，造成伤亡。

通过调查分析，导致驻车开启的车门与汽车侧后方来车发生冲突的原因主 要有以下几种：

汽车侧后方来车速度较快，对前方车辆突然开启车门来不及反应判断；

汽车驾驶人或乘车人开启车门时，观望不够，突然开启车门造成与侧后方 来车的冲撞；

汽车的视觉盲区使车上人员未能充分观察车辆周围情况。

此类事故多发生于摩托车类的机动车及非机动车驾驶者中，此类车型对人 身保护能力弱，且事故发生时速度快，因此汽车侧后方来车易受到较大伤害。

事故发生过程中造成二次伤害，汽车侧后方来车在受到汽车车门干扰后， 突然变道，对其他车道车辆产生影响，从而造成更严重的交通事故。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提供一套完备有效的汽车车门开启安全规 避系统，其通过自动化电控系统保障汽车左侧车门开启时危险区域内的机动车 或非机动车的行车安全以及车上人员下车时的人身安全。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车车门开启安全规避系统，由感测机构、控制机构、执行机构构成， 感测机构及执行机构分别与控制机构电路连接；所述感测机构包括一号红外传 感器、二号红外传感器、一号SCA60C倾斜测速传感器、二号SCA60C倾斜测 速传感器、驻车制动器拉杆，一号红外传感器和二号红外传感器分别安装在汽 车方向盘中央及驾驶员座椅后方，一号SCA60C倾斜测速传感器和二号SCA60C 倾斜测速传感器分别安装于汽车车身左后视镜支架及左后尾灯处；执行机构包 括爆闪警示灯、蜂鸣警示器、一号电控车门锁死开关和二号电控车门锁死开关， 爆闪警示灯及蜂鸣警示器均安装于汽车仪表盘左侧，一号电控车门锁死开关和 二号电控车门锁死开关分别安装于车辆左前门和左后门车门内部电路中，并联 于锁车开关。

所述的一种汽车车门开启安全规避系统，其中，控制机构为AT89C51单片 机。

附图说明

图1是本实用新型所述的汽车车门开启安全规避系统在车内的安装位置示 意图。

图2是本实用新型所述的汽车车门开启安全规避系统在车上安装的两组 SCA60C倾斜测速传感器位置示意图。

图3是本实用新型所述的汽车车门开启安全规避系统在车上安装的两组 SCA60C倾斜测速传感器所探测的危险区域示意图。

图4是本实用新型所述的汽车车门开启安全规避系统的结构原理框图。

图5是本实用新型所述的汽车车门开启安全规避系统的工作流程图。

图6是本实用新型所述的汽车车门开启安全规避系统的控制机构工作流程 图。

图中：

1-一号红外传感器；2-驻车制动器拉杆；3-爆闪警示灯；4-蜂鸣警示器；5- 一号电控车门锁死开关；6-二号红外传感器；7-二号电控车门锁死开关；8-一号 SCA60C倾斜测速传感器；9-二号SCA60C倾斜测速传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

本实用新型提供了一种汽车车门开启安全规避系统。

如图4所示，一种汽车车门开启安全规避系统，主要由感测机构、控制机 构、执行机构三部分构成，感测机构及执行机构分别与控制机构电路连接。

如图1、图2所示，感测机构包括一号红外传感器1、二号红外传感器6、 一号SCA60C倾斜测速传感器8、二号SCA60C倾斜测速传感器9、驻车制动器 拉杆2。驻车制动器拉杆2拉起代表当前汽车速度为零，其为系统的开启信号。 一号红外传感器1和二号红外传感器6分别安装在汽车方向盘中央及驾驶员座 椅后方，用于感知驾驶员或后排左侧乘客是否处于车内，一号SCA60C倾斜测 速传感器8和二号SCA60C倾斜测速传感器9分别安装于汽车车身左后视镜支 架及左后尾灯处，用于感测驻车车辆外部的机动车及非机动车是否处于危险区 域。

执行机构包括爆闪警示灯3、蜂鸣警示器4、一号电控车门锁死开关5和二 号电控车门锁死开关7。爆闪警示灯3及蜂鸣警示器4均安装于汽车仪表盘左侧， 用于警示车内驾驶员与乘客本车外部危险区域内有其他车辆；一号电控车门锁 死开关5和二号电控车门锁死开关7分别安装于车辆左前门和左后门车门内部 电路中，并联于锁车开关，用于控制车门关闭与开启。当一号SCA60C倾斜测 速传感器和二号SCA60C倾斜测速传感器感测到危险范围内的移动物体时，执 行机构中电控车门锁死开关打开使车门落锁同时爆闪警示灯发出警示光信号、 蜂鸣警示器发出蜂鸣声信号，共同警示车内驾驶员和乘客此时不能开门下车。 驻车外机动车与非机动车驶离危险区域后，执行机构关闭，左侧车门可正常开 启。

控制机构为AT89C51单片机，以上各部件均通过电路与单片机相连。感测 机构将红外传感器监测到的车内信号、驻车制动器拉杆发出的驻车信号及 SCA60C倾斜测速传感器采集的车外危险区域信号全部发送至单片机，单片机对 接收到的信号进行处理后生成控制信号，将控制信号发送至执行机构，分别对 蜂鸣警示器、爆闪警示灯和电控车门锁死开关进行控制。

如图2所示，安装于汽车车身左后视镜支架的一号SCA60C倾斜测速传感 器与左后尾灯处的二号SCA60C倾斜测速传感器用于感测从驻车车辆左侧后方 靠近汽车的机动车或非机动车是否处于车辆外部危险区域，当侧后方来车进入 危险区域内，控制机构控制车内执行机构开启，当一号SCA60C倾斜测速传感 器和二号SCA60C倾斜测速传感器感测到汽车外机动车及其它移动物体离开危 险区域时，控制机构控制车内执行机构关闭，驾驶员及后排左侧乘客可正常开 启车门。

如图3所示，预置一号、二号SCA60C倾斜测速传感器的覆盖角度与长度 以探测全部危险区域。本实施例中，图中数据均以北京现代SUV ix35车型计算 危险区域：驻车车身长A＝4.42m，车宽B＝2.162m，D_a＝1m,D_b＝0.98m,D_c＝1.02m。 对于左侧前车门危险距离S_a＝(D+D_a+D_b)*1.2＝17.76m；摩托车或自行车的车把长 度在0.7m～1.2m间，0.6m为侧后方来车最大横向宽度即最大摩托车或自行车车 把长度的一半；车门长为M＝1.2m，取安全系数k＝1.2，P为危险区域的长为 S_a＝17.76m，Q为危险区域的宽为(M+1.2*1/2)*1.2＝2.16m。

定义感测机构探测范围的过程如下：

D为临界情况下的实际制动距离，即后方来车从开始制动至车速为0时恰 好位于C柱水平线时，即其它机动车或非机动车与汽车车门恰好不发生碰撞条 件下的行驶距离。D＝D₁+D₂+D₃，D₁：驾驶员制动反应时间行驶的距离，D₂：制 动系反应时间行驶的距离，D₃：理论制动距离。D_a：A柱与B柱间距离；D_b：B 柱与C柱间距离；D_c：C柱到车尾的距离。取安全系数k＝1.2，对于装于左后视 镜支架上的一号SCA60C倾斜测速传感器来讲，其安全探测距离为S_a＝ (D+D_a+D_b)*1.2；对于装于左后尾灯处的二号SCA60C倾斜测速传感器来讲， 其安全探测距离为S_b＝(D-D_C)*1.2。

本实施例确定理论距离D的模型如下：

v：驻车车辆外其它机动车或非机动车初始车速；

Δt：驻车车辆外的机动车或非机动车驾驶者的反应时间与制动系作用时间 之和，一般为0.43s～0.63s，此处取0.63s；

D:驻车车辆外其它机动车或非机动车与汽车车门恰好不发生碰撞的行驶 距离，其计算过程由两部构成：

1.反应过程：驻车车辆外机动车及非机动车驾驶者反应时间与制动系作用时 间之和为Δt，此时段中，假设机动车辆或非机动车继续保持匀速行驶，则其行 驶距离为vΔt。

2.减速过程：反应时间过后，移动中的机动车辆或非机动车驾驶者会做出两 种规避措施：①刹车绕道行驶②制动减速，一般情况下，移动车辆的制动减速 时间大于刹车绕道时间，因此在计算后方危险距离时宜采用较大值，即采用制 动距离C。

综上两部过程，建立行驶距离数学模型如下：

D＝vΔt+C

结合我国颁布的《自行车安全要求》(GB3565-2005)及《摩托车和轻便摩托 车制动性能试验方法》(GB 20073-2006)中关于制动力的规定，我国道路上行驶 的摩托车和非机动车在依据标准规定的试验方法进行制动性能试验中所测得的 最大制动距离，结合上述模型，按照最高设计速度制动，可得非机动车和摩托 车、轻便摩托车的制动距离和危险距离要求分别见下表：

表1非机动车的制动距离和危险距离计算表

表2摩托车、轻便摩托车的制动距离和危险距离计算表

根据所求危险距离，计算SCA60C倾斜测速传感器需要探测的危险区域。 为覆盖所有可能靠近驻车的机动车与非机动车的行车轨迹，取 D_a＝1m,D_b＝0.98m,D_c＝1.02m，并取安全系数1.2，得危险区域的长P＝S_a＝ (D+D_a+D_b)×1.2＝(12.16+1+0.98+1.02)×1.2＝17.76m。经查阅资料，摩托车或 自行车的车把宽度在0.7m～1.2m间，且将侧后方来车中轴线最前点的运动轨迹 作为侧后方来车行驶轨迹，因此以车门宽度+侧后方来车最大车把宽度1.2×1/2 作为危险区域的宽度Q，驻车车门长度取1.2m，并取安全系数为1.2，得到危险 区域长17.76m，宽为(车门宽度+1.2×1/2)×1.2＝2.16m的矩形。

综上，装于汽车左后视镜、左后尾灯处的SCA60C倾斜测速传感器探测属 性最大探测张角为180°。为覆盖全部危险区域，左后视镜处的传感器探测张角 设置为90°、左后尾灯处传感器探测张角设置为90°。

定义SCA60C传感器安全报警距离L与对应探测角度α的关系：

左后视镜架处一号SCA60C倾斜测速传感器的安全报警距离为L＝0～L_a，

其中，S_a为装于左后视镜支架一号SCA60C倾斜测速传感器的安全探测距 离，Q为危险区域宽度；

左后尾灯处二号SCA60C倾斜测速传感器的安全报警距离为L＝0～L_b，

其中，S_b为装于左后尾灯处二号SCA60C倾斜测速传感器的安全探测距离， Q为危险区域宽度。

由于车道宽度及机动车与非机动车驾驶人行驶习惯的限制，侧后方来车进 入危险区域的行驶轨迹与路缘夹角不能过大，因此不考虑侧后方来车行驶轨迹 造成的误差。

为防止侧后方来车以极慢车速行驶或停驻在危险区域内，以致车内人员在 侧后方来车保证安全的情况下不能正常开启左侧车门，因此设置执行机构最长 维持时间。当侧后方来车进入危险区域内，单片机开始计时即T′＝0；取侧后方 来车可达到的最慢速度5km/h(此处的5km/h为行人步速)，计算得 当侧后方来车在危险区域内停留的时间超过最 长维持时间即12.79s时，进行二次判断，车内的蜂鸣警示器及爆闪警示灯正常 工作，而左侧车门可正常开启，允许车内人员在被提醒警示的情况下观察后开 启车门。

如图5、图6所示，本实用新型所述的一种汽车车门开启安全规避系统的控 制方法，包括以下步骤：

步骤一、驻车状态判断：检测本车车速，如本车车速为零，同时驻车制动 器拉杆处于抬起状态，则判定本车辆处于驻车状态，进入步骤二；

步骤二、车内人员判断：一号红外传感器和二号红外传感器探测车内是否 有驾驶员或后排左侧乘客，如一号红外传感器和二号红外传感器探测到驾驶员 或后排左侧乘客在车内，则判定系统开启，进入步骤三；

步骤三、危险区域内移动物体判断：一号SCA60C倾斜测速传感器和二号 SCA60C倾斜测速传感器探测驻车车身外危险区域内是否有移动物体，如探测到 危险区域内有移动物体，则控制机构控制执行机构开启，蜂鸣警示器与爆闪警 示灯发出声光警报信号，电控车门锁死开关闭合，车门锁死，进入步骤四；

步骤四、二次判断：一号SCA60C倾斜测速传感器和二号SCA60C倾斜测 速传感器再次探测上述步骤三探测到的目标移动物体是否仍处于危险区域内， 如目标移动物体仍处于危险区域，则进入步骤五，如目标移动物体已离开危险 区域，则进入步骤七；

步骤五、目标物滞留时间判断：判断步骤四所述目标移动物体滞留在危险 区域内的累积时间是否超过预设的最大行驶时间，如目标移动物体滞留时间未 超过预设的最大行驶时间，则返回步骤四，如目标移动物体滞留时间超过预设 的最大行驶时间，则进入步骤六；

步骤六、警报状态下车门解锁：控制机构控制执行机构，使蜂鸣警示器、 爆闪警示灯继续开启，同时电控车门锁死开关开启，车门解锁。

步骤七、执行机构关闭：控制机构控制执行机构关闭，蜂鸣警示器、爆闪 警示灯关闭，电控车门锁死开关开启，车门解锁。

本实用新型所述汽车车门开启安全规避系统的工作原理为：

汽车在路边驻车，当汽车车速为零即驻车制动器拉杆拉起、所置红外传感 器感受到驾驶员或后排乘客时，系统启动。一号SCA60C倾斜测速传感器与二 号SCA60C倾斜测速传感器探测危险区域内是否有移动物体，将电信号传给单 片机。当检测到有移动物体驶进危险区域时，单片机控制蜂鸣警示器及爆闪警 示灯提醒车内人员不得开启车门，同时电控车门锁死开关开启锁死驻车左侧车 门，当一号SCA60C倾斜测速传感器与二号SCA60C倾斜测速传感器感测到危 险区域没有移动物体时，执行机构关闭，车内人员可正常开启左侧车门。当侧 后方来车在危险区域内的时间超过最长维持时间即12.79s时(如以极慢车速行 驶或停驻在危险区域内)，进行二次判断，车内的蜂鸣警示器及爆闪警示灯正 常工作，而左侧车门可正常开启，允许车内人员在被提醒警示的情况下观察后 开启车门。

为使本系统更全面，在后期可根据需求，设置多型号产品，即多点安装控 制，将控制范围从初步的左边两个门扩展到双边四个门，从而进一步由防范驾 驶员开门引起的事故，延伸至防范包括驾驶员在内的车内所有乘客可能引起的 事故。

根据本实用新型创造的目的作出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的 精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方 式，都属于本实用新型的保护范围。