一种车辆安全开门保护系统及其控制方法技术领域
本发明涉及汽车主动安全技术领域，具体涉及一种车辆开门防撞系统及控
制方法。
背景技术
随着用户对车辆需求的不断提高，汽车主动安全技术在预防事故方面所凸
显的作用越来越为人们所重视。据统计在车辆事故中，由于驾乘人员一时忘记
回头观测后方车况，突然开门导致后方接近车辆和打开的车门发生碰撞导致的
交通事故约占6％。车辆开门预警系统正是为了避免该类事故发生的一项主动安
全技术。当前装配开门预警系统的车型比较少，只有进口少部分高端车型有此
配置，并通过在门把手位置安装的导光条进行危险提醒。
目前，也有公开的专利文献公开了基于多普勒雷达的开门预警系统，通过
在车内门把手位置安装警示灯对驾乘人员进行视觉提醒，通过蜂鸣器对驾乘人
员进行声觉提醒。
以上视觉和声觉提醒方式，主要是对驾乘人员进行危险提醒，但是这种提
醒方式是否能够真正的将信息准确传递到驾乘人员，完全取决于驾乘人员，而
且语音报警提醒存在时间延迟。如果驾乘人员接收到报警信号后，能够理解报
警信号所传递的意思或者收到报警信号的刺激，停止开门的动作，则系统报警
有效。如果驾乘人员在接收到报警信号后，不明白为什么报警，仍然继续开门，
则系统报警无效，此时系统无法避免碰撞事故的发生，尤其对老年人或者小孩
等驾乘人员，该类情况尤为严重。该类报警方式在给驾乘人员传达信息是存在
一定的随机性，无法保证足够安全。如果能够在系统检测到开门存在风险的情
况下，通过一种装置，能够阻止驾乘人员开门，则可以避免该类事故的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种更加安全可靠且能有效避免因开车
门而发碰撞事故的系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种车辆安全开门保护系
统，系统设有控制单元，所述控制单元通过CAN总线从整车获取车门门锁状态
信息、车门开关信息、车速信息、车辆纵向减速度信息、横向加速度信息以及
雷达模块采集的后方障碍物信息，所述的控制单元输出控制信号至车门自锁机
构，所述的控制单元经CAN总线与仪表控制单元进行通信控制其内置的蜂鸣器
启闭。
系统设有系统开关,所述系统开关输出系统开关信号至控制单元。
所述的雷达模块为检测车辆左右后方和正后方报警区域动态目标的调频连
续波毫米波雷达，所述雷达模块通过独立的CAN总线将探测得到的有用目标的
相对距离、位置和相对速度信息发送给控制单元。
所述车门自锁机构通过自锁机构及其内置的电磁铁实现车门允许或者静止
开启，所述车门自锁机构包括左前门自锁机构、左后门自锁机构、右前门自锁
机构、右后门自锁机构。
一种基于所述的车辆安全开门保护系统的控制方法：
步骤1、检测到门锁开启；
步骤2、系统上电运行并完成初始化；
步骤3、判断车辆是否发生碰撞事故，若否则执行下一步，若是则车门自锁
机构解锁并返回步骤3；
步骤4、判断车辆是否静止，若是则执行下一步，若否则车门自锁机构解锁
并返回步骤3；
步骤5、判断是否接收到车辆门锁开锁信号，若否则返回步骤3，若是则报
警防护功能开启，车门自锁机构闭合并执行下一步；
步骤6、判断是否有超过预设速度阈值的障碍物接近车辆，若否则车门自锁
机构解锁，若是则报警同时车门自锁机构保持闭合，并执行下一步；
步骤7、设定时间内若车门是否再次解锁，若是则关闭报警并返回步骤6；
若否则关闭报警并返回步骤3。
所述步骤2中，系统运行后蜂鸣器关闭，保持车门自锁机构断开呈解锁状
态。
所述步骤3中判断是否发生碰撞事故通过获取车辆当前车速、横向和纵向
的加/减速度判断，若获取的车辆横向和纵向的加/减速度小于加/减速度阈值，
且车速小于车速阈值，则判定为发生碰撞事故。
所述步骤6中若没有超过预设速度阈值的障碍物且门锁解锁后，则再判断
车辆是否处于熄火状态，若否则返回步骤2，若是则再判断门锁是否锁上，若否
则返回步骤2，若是则关闭系统。
所述步骤6中若有超过预设速度阈值的障碍物，则再检测解锁车门是否与
障碍物位于同侧，若位于同侧则车门自锁机构保持闭合、报警并执行步骤7，若
不位于同侧则车门自锁机构解锁并返回步骤3。
若检测解锁车门具有多个且存在与障碍物位于同侧的车门，则仅保持该侧
车门自锁机构闭合、报警并执行步骤7，另一侧车门自锁机构解锁。
本发明克服了驾乘人员对视觉和声觉报警理解的随机性和不确定性，提高
了系统的有效性，弥补了目前报警方式存在的不足，此外，减小视觉和声觉报
警提醒方式对驾乘人员的干扰。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为车辆安全开门保护系统框图；
图2为车辆安全开门保护系统控制方法流程图。
具体实施方式
本发明防护系统使用更加安全可靠，具有主动防护机构(车门自锁机构)，
防止在有危险的情况下，驾乘人员在接收到报警信息后，因为报警延时或者报
警信息没能被驾乘人员完全理解，驾乘人员仍然开门，则可能导致的碰撞事故
的发生。
如图1所示，系统包括控制单元、雷达模块、CAN总线、蜂鸣器、仪表控制
单元ICM、车门自锁机构、车门门锁状态开关以及系统开关组成。
控制单元为系统总的控制机构，控制单元设有CAN通信模块，并通过该模
块连接CAN总线，从CAN总线获取整车的车门门锁状态信息、车门开关信息、
车速信息、车辆纵向减速度信息、横向加速度信息以及雷达模块采集的后方障
碍物信息，车门门锁状态信息为车门门锁是否被拉动，车门开关信息为车门为
开启或闭合状态。
雷达模块实时将返回的I，Q中频信号经过控制单元的中频处理电路处理后，
经过控制单元处理器内置的A/D转换成数字信号，然后经过数字滤波和FFT变
换，通过雷达算法识别并判断是否有目标进入车辆后方报警区域。雷达模块可
获得障碍物速度信号，通过障碍物速度判断是否会发生碰撞，为提高采集精度，
雷达模块设有多个，包括采集车辆左右两侧前方和后方障碍物信息的侧雷达，
以及采集车辆正后方障碍物信息的后雷达，能够具体判断到障碍物所处的位置。
波雷达模块通过独立的CAN总线将探测得到的有用目标的相对距离、位置和相
对速度信息发送给控制单元。
车门自锁机构与车门门锁为两个独立的部件，每个车门均配备，车门自锁
机构为每个车门另外增加的锁止机构，车门自锁机构通过自锁机构及其内置的
电磁铁实现车门允许或者静止开启，即一个有电磁阀控制的电子锁，其包括左
前门自锁机构、左后门自锁机构、右前门自锁机构、右后门自锁机构。
车门门锁状态开关解锁时输出的高电平信号可以瞬间接通系统电源，系统
上电运行，然后由控制单元输出高电平保持电源的接通。当系统满足关闭条件
时，控制单元1输出低电平，将系统电源切断，从而降低系统的静态电流损耗。
系统设有系统开关,系统开关输出系统开关信号至控制单元。当车辆处于人
流量多的路段，后方持续有车辆进入报警区域，驾乘人员通过回头观测后方车
况，确定可以安全下车时，可以通过驾驶员位置的系统开关按钮将系统电源手
动切断，此时自锁机构断电后自动断开，此时车门可以在无安全防护装置的情
况下将车门开启。
控制单元通过CAN总线与仪表控制单元进行通信，控制其内置的蜂鸣器进
行声觉提醒，此外系统还可以配备LED灯光报警装置，LED灯光报警装置安装在
仪表控制单元上，与蜂鸣器联动，在声音报警同时给以闪烁的灯光提示，提高
报警效果，也能够与其他报警予以区分。
当本车停止，且接收到车门门锁解锁指令后，控制单元接收到门锁解锁指
令后，系统报警功能开启，此时如果有速度大于5km/h的运动目标进入后方报
警区域，控制单元通过控制车门门锁自锁机构控制驱动电路，给内置的电磁铁
通电，自锁机构闭合，此时车门无法开启。如果驾乘人员拨动了门把手，触发
了车门开关时，系统通过给仪表控制单元发送控制指令，通过蜂鸣器对驾乘人
员进行语音提醒。当目标离开后方报警区域时，蜂鸣器停止语音提醒，控制单
元通过控制车门门锁自锁机构控制驱动电路，给内置的电磁铁断电，自锁机构
断开，此时车门可以开启。
当系统报警功能开启时，如果车门处于开启状态，则不管后方是否有目标
进入报警区域，控制单元给对应车门自锁机构内置的电磁继电器断电，降低电
流损耗。此时如果有目标进入报警区域符合报警条件，则通过蜂鸣器进行预警
提醒。
基于上述车辆安全开门保护系统的控制方法如图2所示，具体步骤如下：
步骤1、检测到门锁开启，即门锁上锁系统开始工作；
步骤2、系统上电运行并完成初始化；保持车门自锁机构断开呈解锁状态；
步骤3、判断车辆是否发生碰撞事故，若否则执行下一步，若是则车门自锁
机构解锁并返回步骤3；
判断是否发生碰撞事故通过获取车辆当前车速、横向和纵向的加/减速度判
断，若获取的车辆横向和纵向的加/减速度小于加/减速度阈值，且车速小于车
速阈值，则判定为发生碰撞事故；
目前整车出于法规和安全考虑，当在车辆发生碰撞事故时，能够保证车门
正常开启，所以在设计车门门锁时，即使车门锁上，驾乘人员也可以通过两次
拉门把手或者解锁按钮将门开启。当本车虽然停止但是，如果突然出现纵向或
者横向急加速或者急减速车辆减速度大于6.8m/s2时，则表明本车可能被别的车
辆碰撞，此时车门自锁机构自动解锁；本车车速小于10km/h车速的状态下执行
车门自锁机构上锁操作；当车速大于10km/h车速时，不执行此动作。防止车辆
在高速行驶过程中发生碰撞事故时来不及将车门解锁导致车门无法打开的事情
发生；
步骤4、判断车辆是否静止，若是则执行下一步，若否则车门自锁机构解锁
并返回步骤3，可以通过当前车速判定车辆是否处于静止状态，先进行车辆碰撞
安全检测和车辆是否处于静止状态的检测，可以避免车门自锁机构反复解锁和
闭合；
步骤5、判断是否接收到车辆门锁开锁信号，若否则返回步骤3，若是则报
警防护功能开启，车门自锁机构闭合并执行下一步；
此外为配合系统工作，车门门锁具有自动上锁功能，上锁后，每个车门需
要拉开两次才能打开车门，第一次为车门解锁，第二次为车门的锁打开，此时
推门则车门打开，由于系统每次检查均在拉车门门锁时进行检测，为了避免系
统反应过慢而车门自锁机构上锁前车门已经被打开，车辆停止额定时间或车辆
行驶速度达到预设车速后，车门门锁均自带上锁，从而第一打开车门无法推开
车门，能够给予系统的车门自锁机构充足的上锁时间。
步骤6、判断是否有超过预设速度阈值的障碍物接近车辆，若否则车门自锁
机构解锁，若是则报警同时车门自锁机构保持闭合，并执行下一步；
为了提高判断精度，若有超过预设速度阈值的障碍物，则再检测解锁车门
是否与障碍物位于同侧，若位于同侧则保持门锁上锁状态、报警并执行步骤7，
若不位于同侧则车门解锁并返回步骤3；若检测解锁车门具有多个且存在与障碍
物位于同侧的车门，则仅保持该侧车门门锁闭合、报警并执行步骤7，另一侧车
门门锁解锁。若否(没有障碍物)则车门自锁机构解锁，则再判断车辆是否处
于熄火状态，若否则返回步骤3，若是则再判断门锁是否锁上，若否则返回步骤
3，若是则关闭系统；当系统报警功能关闭后，车门自锁机构断开，电磁铁处于
断电状态。
步骤7、设定时间内若车门是否再次解锁，若是则关闭报警并返回步骤6；
若否则关闭报警并返回步骤3。
上述系统的控制方法，可以在车速小于3km/h且车辆减速度小于6.8m/s2
时，系统防护报警功能开启，系统通过控制电磁铁将门锁关闭，车门无法打开。
当车速为0且门锁处于开启状态时，如果系统检测到有车辆进入后方报警区域，
则车门自锁机构保持，车门不允许打开，并通过蜂鸣器进行危险提醒。当目标
远离报警区域时，危险解除，系统通过给电磁铁断电，自锁机构断开，此时车
门才可以打开，蜂鸣器报警关闭。
当车辆停止、熄火且门锁处于关闭状态时，控制单元输出低电平通过相应
的控制电路关断自身电源。当车门门锁开关下次解锁时，通过车门门锁输出的
高电平将系统电源瞬间接通，控制单元1输出高电平保持系统正常供电。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上
述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性
的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在
本发明的保护范围之内。