一种防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置

摘要

本发明公开了一种防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置，包括信号采集模块、控制模块和执行模块，信号采集模块，由车门电子锁信号采集部分和车门把手位置信号采集部分组成，采集电动门锁主开关信号和车门把手位置信号并进行信号转换；控制模块，与信号采集模块连接，对信号采集模块获取的传感器信号进行综合处理，并输出控制信号；执行模块，与控制模块连接，对控制模块输出的控制信号进行处理以控制车门锁电动机，通过电动机正反转动实现车门的上锁与解锁。本发明的防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置，在车门打开过程中出现短暂延时作用，达到提醒车内乘员注意车辆后方行人和车辆的目的，具有操作简单，成本低等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置。

背景技术

车辆打开车门时应该先试探性地打开一条小缝，然后确认安全后再完全打开车门并迅速下车。然而，现实中因仓促打开车门而造成的交通事故屡见不鲜。现有的防汽车车门打开时引发事故的装置一般通过设计机械锁止装置延缓开门速度，或加装超声波传感器、红外传感器等检测车门周围行人车辆来控制开门是否打开。这些方法需要加装较为复杂的机械装置或电子设备，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供了一种防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置，利用现有汽车上配备的硬件资源，通过硬件电路和软件判定乘员开门意图，并车门打开过程中出现短暂延时作用，达到提醒车内乘员注意车辆后方行人和车辆的目的，具有操作简单，成本低，适应性广等特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置，包括信号采集模块、控制模块和执行模块，所述

信号采集模块，由车门电子锁信号采集部分和车门把手位置信号采集部分组成，用于采集电动门锁主开关信号和车门把手位置信号并进行信号转换；

控制模块，与信号采集模块连接，用于对信号采集模块获取的传感器信号进行综合处理，判断是否对车门电子锁进行解锁，并输出控制信号；

执行模块，与控制模块连接，对控制模块输出的控制信号进行处理以控制车门锁电动机，并通过电动机正反转动实现车门的上锁与解锁。

所述车门电子锁信号采集部分包括电动门锁主开关SW、光电隔离器U2、电阻R3和电阻R4，电动门锁主开关SW为双刀双掷开关，所述电动门锁主开关SW的定触点通过电阻R3与光电隔离器U2的1号接线端连接，电动门锁主开关SW的第一组引脚通过电阻R2、保险丝FU与+12V电源连接，且还与光电隔离器U2的2号接线端连接，光电隔离器U2的3号接线端与单片机U1的P1.4引脚连接，且还通过电阻R4与+5V电源连接，光电隔离器U2的4号接线端接地。当乘员按动车门电子锁按钮时，电动门锁主开关SW的位置发生变化，根据其位置不同可以判定车门处于解锁或者上锁状态，光电隔离器U2将采集的电动门锁主开关SW信号整合成高低电平输入单片机U1的P1.4引脚；当乘员将车门电子锁按钮置于上锁位置时，电动门锁主开关SW的双刀打向右边第一组引脚，使光电隔离器U2中的发光二极管导通，此时输入单片机U1的P1.4引脚的信号为低电位信号；当乘员将车门电子锁按钮置于解锁位置时，电动门锁主开关SW的双刀打向左边第二组引脚，使光电隔离器U2中的发光二极管截止，此时输入单片机U1的P1.4引脚的信号为高电位信号。因此，检测单片机U1的P1.4引脚的输入电平高低可以判定车门电子锁的状态。

所述车门把手位置信号采集部分包括滑动变阻器RV、NPN型三极管Q2、电阻R1和电阻R6组成，滑动变阻器RV的滑动触头与车门把手轴相连，随车门把手轴的转动而移动，用于采集车门把手位置信号，滑动变阻器RV一个固定端与+5V电源连接，且还通过电阻R6与NPN型三极管Q2的集电极连接，滑动变阻器RV另一个固定端接地，滑动变阻器RV滑动端通过电阻R1与NPN型三极管Q2的基极连接，NPN型三极管Q2的发射极接地，NPN型三极管Q2的集电极与电阻R6的连接点与单片机U1的P1.0引脚连接。滑动变阻器RV用于采集车门把手位置信号，初始状态时滑动变阻器RV的滑动触头位于滑动变阻器RV的最下端，由于滑动变阻器RV的滑动触头与车门把手轴相连，且随车门把手轴的转动而移动，当车内乘员拉动车门把手时，滑动变阻器RV的滑动触头向上移动，当移动到一定位置时，判定为乘员需要打开车门，当乘员放开车门把手后，滑动变阻器RV的滑动触头随车门拉手轴的转动又重新处于初始状态；NPN型三极管Q2用于把采集的门把手位置信号转换成高低电平输入单片机U1的P1.0引脚。当滑动变阻RV的滑动触头低于一定位置时，NPN型三极管Q2的基极电压较低，NPN型三极管Q2截止，此时输入单片机U1的P1.0引脚的信号为高电位信号；当滑动变阻器RV的滑动触头高于一定位置时，NPN型三极管Q2基极电压使NPN型三极管Q2导通，此时输入单片机U1的P1.0引脚的信号为低电位信号。因此，检测单片机U1的P1.0引脚的输入电平高低可以判定乘员是否手动拉动车门把手开门至一定位置。

所述控制模块为一个单片机U1系统，其根据P1.0引脚和P1.4引脚输入的信号综合判断是否对车门电子锁进行解锁，若需要解锁，则首先延时1秒，由P1.7引脚输出高电平信号；若不需要解锁，则直接由P1.7引脚输出低电平信号。只有当车门电子锁按钮置处于解锁状态时，同时乘客手动拉动车门把手至一定位置，即P1.0引脚输入低电位信号并且P1.4引脚输入高电位信号时，单片机U1判定为需要解锁，此时延时1秒后由P1.7引脚输出高电平信号。

所述执行模块包括NPN型三极管Q1和电动机M，NPN型三极管Q1的基极通过电阻R5连接于单片机U1的P1.7引脚，NPN型三极管Q1的集电极通过电阻R2、保险丝FU与+12V电源连接，NPN型三极管Q1的发射极连接电动门锁主开关SW的第二组引脚，电动门锁主开关SW的定触点与电动机M连接。NPN型三极管Q1根据单片机U1的P1.7引脚输出信号实现解锁控制，当车门电子锁处于上锁状态时，单片机U1的P1.7引脚输出低电平时，NPN型三极管Q1截止，电动机M不工作；当车门电子锁处于解锁状态，同时单片机U1的P1.7引脚输出高电平时，NPN型三极管Q1导通，使得电动机M工作以实现解锁；电动机M实现车门电子锁的上锁与解锁，如图2所示，当电流从右向左流过电动机M时，电动机M正转，实现上锁；当电流从左向右流过电动机M时，电动机M反转，实现解锁。

本发明的工作原理为：上锁时，车门关闭后将车门电子锁按钮置于上锁位置，即可通过门锁电动机的工作实现上锁；解锁时，将车门电子锁置于解锁状态，此时门锁电动机没有动作，待乘员手动拉动车门把手至一定位置时，控制模块经短暂延时后控制门锁电动机工作以实现解锁，此后车门才可以手动打开。因此，在乘员最初拉动车门把手时车门不会立即打开，而是要经过一短暂时间后才行。因为在这一短暂时间内车门无法打开而只能等待，能够使车内乘员意识到并且有时间注意车辆后方行人和车辆的目的。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置，利用现有汽车上配备的硬件资源，通过硬件电路和软件判定乘员开门意图，当乘员按下车门电子锁按钮解锁时，电子锁并不立即解锁，而是在乘员手动拉动车门把手至一定位置时，控制模块经短暂延时后控制门锁电动机工作以实现解锁，此后车门才可以手动打开，达到提醒车内乘员注意车辆后方行人和车辆的目的，具有操作简单，成本低，适应性广等特点。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的描述。

参见附图1和附图2，一种防止汽车车门打开时引发碰撞事故的装置，包括信号采集模块、控制模块和执行模块，所述

信号采集模块，由车门电子锁信号采集部分和车门把手位置信号采集部分组成，用于采集电动门锁主开关信号和车门把手位置信号并进行信号转换；

控制模块，与信号采集模块连接，用于对信号采集模块获取的传感器信号进行综合处理，判断是否对车门电子锁进行解锁，并输出控制信号；

执行模块，与控制模块连接，对控制模块输出的控制信号进行处理以控制车门锁电动机，并通过电动机正反转动实现车门的上锁与解锁。

所述车门电子锁信号采集部分包括电动门锁主开关SW、光电隔离器U2、电阻R3和电阻R4，电动门锁主开关SW为双刀双掷开关，所述电动门锁主开关SW的定触点通过电阻R3与光电隔离器U2的1号接线端连接，电动门锁主开关SW的第一组引脚通过电阻R2、保险丝FU与+12V电源连接，且还与光电隔离器U2的2号接线端连接，光电隔离器U2的3号接线端与单片机U1的P1.4引脚连接，且还通过电阻R4与+5V电源连接，光电隔离器U2的4号接线端接地。当乘员按动车门电子锁按钮时，电动门锁主开关SW的位置发生变化，根据其位置不同可以判定车门处于解锁或者上锁状态，光电隔离器U2将采集的电动门锁主开关SW信号整合成高低电平输入单片机U1的P1.4引脚；当乘员将车门电子锁按钮置于上锁位置时，电动门锁主开关SW的双刀打向右边第一组引脚，使光电隔离器U2中的发光二极管导通，此时输入单片机U1的P1.4引脚的信号为低电位信号；当乘员将车门电子锁按钮置于解锁位置时，电动门锁主开关SW的双刀打向左边第二组引脚，使光电隔离器U2中的发光二极管截止，此时输入单片机U1的P1.4引脚的信号为高电位信号。因此，检测单片机U1的P1.4引脚的输入电平高低可以判定车门电子锁的状态。

所述车门把手位置信号采集部分包括滑动变阻器RV、NPN型三极管Q2、电阻R1和电阻R6组成，滑动变阻器RV的滑动触头与车门把手轴相连，随车门把手轴的转动而移动，用于采集车门把手位置信号，滑动变阻器RV一个固定端与+5V电源连接，且还通过电阻R6与NPN型三极管Q2的集电极连接，滑动变阻器RV另一个固定端接地，滑动变阻器RV滑动端通过电阻R1与NPN型三极管Q2的基极连接，NPN型三极管Q2的发射极接地，NPN型三极管Q2的集电极与电阻R6的连接点与单片机U1的P1.0引脚连接。滑动变阻器RV用于采集车门把手位置信号，初始状态时滑动变阻器RV的滑动触头位于滑动变阻器RV的最下端，由于滑动变阻器RV的滑动触头与车门把手轴相连，且随车门把手轴的转动而移动，当车内乘员拉动车门把手时，滑动变阻器RV的滑动触头向上移动，当移动到一定位置时，判定为乘员需要打开车门，当乘员放开车门把手后，滑动变阻器RV的滑动触头随车门拉手轴的转动又重新处于初始状态；NPN型三极管Q2用于把采集的门把手位置信号转换成高低电平输入单片机U1的P1.0引脚。当滑动变阻RV的滑动触头低于一定位置时，NPN型三极管Q2的基极电压较低，NPN型三极管Q2截止，此时输入单片机U1的P1.0引脚的信号为高电位信号；当滑动变阻器RV的滑动触头高于一定位置时，NPN型三极管Q2基极电压使NPN型三极管Q2导通，此时输入单片机U1的P1.0引脚的信号为低电位信号。因此，检测单片机U1的P1.0引脚的输入电平高低可以判定乘员是否手动拉动车门把手开门至一定位置。

所述控制模块为一个单片机U1系统，其根据P1.0引脚和P1.4引脚输入的信号综合判断是否对车门电子锁进行解锁，若需要解锁，则首先延时1秒，由P1.7引脚输出高电平信号；若不需要解锁，则直接由P1.7引脚输出低电平信号。只有当车门电子锁按钮置处于解锁状态时，同时乘客手动拉动车门把手至一定位置，即P1.0引脚输入低电位信号并且P1.4引脚输入高电位信号时，单片机U1判定为需要解锁，此时延时1秒后由P1.7引脚输出高电平信号。

所述执行模块包括NPN型三极管Q1和电动机M，NPN型三极管Q1的基极通过电阻R5连接于单片机U1的P1.7引脚，NPN型三极管Q1的集电极通过电阻R2、保险丝FU与+12V电源连接，NPN型三极管Q1的发射极连接电动门锁主开关SW的第二组引脚，电动门锁主开关SW的定触点与电动机M连接。NPN型三极管Q1根据单片机U1的P1.7引脚输出信号实现解锁控制，当车门电子锁处于上锁状态时，单片机U1的P1.7引脚输出低电平时，NPN型三极管Q1截止，电动机M不工作；当车门电子锁处于解锁状态，同时单片机U1的P1.7引脚输出高电平时，NPN型三极管Q1导通，使得电动机M工作以实现解锁；电动机M实现车门电子锁的上锁与解锁，如图2所示，当电流从右向左流过电动机M时，电动机M正转，实现上锁；当电流从左向右流过电动机M时，电动机M反转，实现解锁。

初始状态：滑动变阻器RV的滑动触头处于最下端，此时NPN型三极管Q2截止，则输入单片机U1的P1.0引脚的电位为高电位信号，此时，单片机U1的P1.7引脚输出低电平信号，NPN型三极管Q1截止。

上锁时：车门关闭后按下车门电子锁按钮使其处于上锁位置，即将电动门锁主开关SW的双刀打向右边，此时电流从+12V电源依次流过保险丝FU、电阻R2、电动门锁主开关SW的最右边接头、电动机M、电动门锁主开关SW、+12VGND，此过程电动机M正转，实现车门上锁。此时，电阻R3左端电压较高使得光电隔离器U2中的发光二极管导通，故光电隔离器U2中的光敏二极管导通，电阻R4左端电位为低电平，则输入单片机U1的P1.4引脚的电位为低电平，单片机U1的P1.7引脚输出低电平信号，NPN型三极管Q1截止。

解锁时：按下车门电子锁按钮使其处于解锁位置，即将电动门锁主开关SW的双刀打向左边，此时因为单片机的P1.7引脚输出低电平信号，使得NPN型三极管Q1截止，故电动机M没有动作。当乘员拉动车门门把手时，滑动变阻器RV的滑动触头从下往上运动，NPN型三极管Q2的基极输入的电压就会随之增高，当滑动变阻器RV的滑动触头达到一定位置时，NPN型三极管Q2的基极输入的电压就会升高到使得NPN型三极管Q2导通，则输入到单片机U1的P1.0引脚的电位为低电位；同时，电阻R3左端与+12VGND相连，使得光电隔离器U2中的发光二极管截止，故光电隔离器U2中的光敏二极管截止，电阻R4左端电位为高电平，则输入单片机U1的P1.4引脚的电位为高电平。因此，单片机U1延时1秒后由P1.7引脚输出高电平信号；该信号经电阻R5到NPN型三极管Q1基极，使NPN型三极管Q1导通，此时，电流从+12V电源依次流过保险丝FU、电阻R2、NPN型三极管Q1、电动门锁主开关SW的最左边接头、电动机M，电动门锁主开关SW、+12VGND，此过程中实现电动机M反转使车门解锁，车门可以打开。