汽车车门防夹系统和方法与流程

本发明涉及车辆安全领域，尤其汽车防夹技术。

背景技术

现有的汽车后排左右侧门及后背门，如果乘客在先下车时和后背门关闭时，未注意到即将下车的乘客和头、手伸到后背箱的乘客而强行关闭，就很容易夹伤即将下车的乘客和头、手，造成人员伤害，目前也有类似的技术，如专利号为zl201611260227.5，专利名称为《车门防夹伤系统及其控制方法》的专利公开文献，但是其防夹结构复杂，也会影响到开关车门的顺畅性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是实现一种不影响车门正常使用，安全可靠的车门防夹系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：汽车车门防夹系统，车门通过铰链安装在车辆的门框上，所述门框上檐和下檐、或者门框左侧和右侧安装有光束遮断感应器，所述光束遮断感应器输出信号至电机控制单元，所述铰链设有限位机构，所述电机控制单元输出驱动信号至限位机构使其处于非限位状态或限制铰链闭合状态。

所述铰链上设有获取铰链开合动态的霍尔传感器，所述霍尔传感器输出信号至电机控制单元。

所述电机控制单元输出报警信号至整车控制单元，所述整车控制单元驱动提醒报警器工作。

所述光束遮断感应器包括沿门框其中一个侧边布置的红外发射装置，以及布置于红外发射装置对侧接收其红外信号的红外接收装置。

所述限位结构包括电机、丝杆机构、齿轮传动机构和限位销，所述限位销位于铰链侧面，当限位结构处于非限位状态，所述限位销位于铰链外，当限位结构处于限制铰链闭合状态，所述限位销位于铰链的合页之间，所述限位销一端朝向铰链，另一端固定有丝杆，所述丝杆螺母套在丝杆上并通过轴承固定在门框上，所述丝杆螺母外设有与齿轮传动机构的输出齿轮啮合的外齿轮结构，所述电机驱动齿轮传动机构的输入齿轮转动。

所述限位销朝向铰链一端为楔形结构。

所述限位销和丝杆结合处固定有朝向门框设置的接触开关，所述门框上固定有位于接触开关行程始端和末端的限位凸块，所述接触开关输出信号至电机控制单元。

所述车门包括汽车前车门、汽车后车门、汽车后备箱门。

基于所述汽车车门防夹系统的防夹方法：

当某一个或多个车门开启角度达到设定角度，则开启车门的光束遮断感应器开始工作；

当某个车门关闭过程中，若光束遮断感应器的感应区域有障碍物遮断信号，则驱动限位机构运动至限制铰链闭合状态设定时间后，恢复为非限位状态；

当车门关闭后，关闭已关闭车门的光束遮断感应器。

当驱动限位机构运动至限制铰链闭合状态时，驱动提醒报警器工作。

本发明汽车车门防夹系统设有红外保护装置，利用红外保护装置发射红外光束覆盖活动门的活动范围，当即将下车的乘客出门在红外光束的覆盖范围时，利用红外保护装置、提醒报警器和电机控制单元，提出声音提醒警报并控制侧门及后背门电动铰链无法关闭，甚至反向转动，有效地防止活动侧门和后背门夹伤乘客。

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为汽车车门防夹系统原理图；

图2为汽车侧门防夹系统布置示意图；

图3为汽车后备箱门防夹系统布置示意图

图4为限位机构结构示意图。

具体实施方式

汽车车门防夹系统中的车门包括汽车前车门、汽车后车门、汽车后备箱门。如图2和3所示，在门框上檐和下檐、或者门框左侧和右侧安装有光束遮断感应器，光束遮断感应器包括沿门框其中一个侧边布置的红外发射装置，以及布置于红外发射装置对侧接收其红外信号的红外接收装置。红外线感应到有乘客遮挡后，阻断了红外接收装置接收红外光束，光束遮断感应器就会将信号传输给电机控制单元，则表示有物品或人被夹到的风险。

铰链上设有获取铰链开合动态的霍尔传感器，霍尔传感器既能获得铰链的开合度数，也能获取到铰链的开合状态，如当前是处于关门状态还是开门状态。

如图1所示，光束遮断感应器和霍尔传感器输出信号至电机控制单元，电机控制单元根据所获取的信号控制限位机构，控制限位机构在非限位状态和限制铰链闭合状态间变化。当驱动限位机构运动至限制铰链闭合状态时，电机控制单元同时将信号传输给整车控制单元，整车控制单元将控制提醒警报器发出声控警报提醒乘客注意关闭门安全。

如图4所示，限位结构包括电机、丝杆机构、齿轮传动机构和限位销，限位销位于铰链侧面，限位销优选与铰链的轴平行，其通过导向机构固定在门框上，限位销可以沿着导向机构活动，当限位结构处于非限位状态，限位销位于铰链外，当限位结构处于限制铰链闭合状态，限位销位于铰链的合页之间，能够阻止铰链闭合，起到防夹功能。

丝杆机构包括相配合的丝杆和丝杆螺母，限位销一端朝向铰链，另一端固定有丝杆，丝杆上设有丝杆螺母，同时丝杆螺母通过轴承固定在门框上，丝杆螺母外设有与齿轮传动机构的输出齿轮啮合的外齿轮结构，电机驱动齿轮传动机构的输入齿轮转动，由于丝杆螺母处于固定状态，当电机驱动丝杆螺母转动时，限位销则会沿着导向机构滑动，使其在非限位状态和限制铰链闭合状态变化。齿轮传动机构固定在壳体内(构成齿轮箱结构)，该壳体固定在门框上，电机同样固定在门框上，通过齿轮传动机构可以控制电机输出到丝杆螺母上的扭矩，并方便调整电机的固定位置。

为了精确获取限位销的位置，限位销和丝杆结合处固定有朝向门框设置的接触开关，门框上固定有位于接触开关行程始端和末端的限位凸块，接触开关输出信号至电机控制单元，则电机控制单元可以通过接触开关控制电机转动的停止时机，以及驱动当前正转还是反转。限位销朝向铰链一端优选楔形结构，楔形结构使得即便车门已经关闭到很小角度的状态，当红外线感应到有乘客遮挡后，限位销仍能够可靠的插入到铰链的两片合页之间，并且随着限位销插入的深入，能够使铰链合页分开，降低被夹的危害。

基于上述汽车车门防夹系统的防夹方法：

当某一个或多个车门开启角度达到设定角度(如设定需开启角度≥60°)，则开启车门的光束遮断感应器开始工作，仅监控开启的车门能够避免误报警，因为车门关闭状态光束遮断感应器必然处于遮蔽状态；

当某个车门关闭过程中(通过霍尔传感器获取信号)，若光束遮断感应器的感应区域有障碍物遮断信号，则驱动限位机构运动至限制铰链闭合状态设定时间后，恢复为非限位状态，限定启动防夹功能需要具备两个条件，即当前正在关门、以及当前光束遮断感应器的感应区域有障碍物遮断信号，这样的双重限定条件能够避免车门开启中，用户下车时发生的误报警；

此外，为了进一步避免误报警情况发生，针对驱动限位机构运动至限制铰链闭合状态的限定条件还可以增加一个，即三重限定条件，增加的限定条件为：当前车门开启角度小于设定值(如30度)，可以避免用户下车过程，随手合小车门而造成的误报警，进一步提高系统工作的可靠性，以及防夹功能启动的准确性；

当车门关闭后，关闭已关闭车门的光束遮断感应器。

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。