CN111491851B - 自动收起的转向柱组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于与车辆一起使用的转向柱组件，包括：护套；转向轴，该转向轴由护套以可旋转的方式支承；以及缩回器，该缩回器用于将转向轴从延伸位置移动至收起位置。当转向轴处于延伸位置时，缩回器不会干扰转向轴的旋转，并且该缩回器包括爆炸材料和引爆装置。当感测或预测到冲击事件时，引爆装置与爆炸材料连通以用于引爆爆炸材料，并且爆炸材料的引爆致使转向轴从延伸位置移动至收起位置。

Description

自动收起的转向柱组件
技术领域
本公开总体上涉及用于机动车辆的转向柱组件的领域。更具体地，本公开涉及可调节的转向柱组件。
发明内容
以下呈现了本公开的简化发明内容，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。本发明内容不是本公开的广泛综述。本发明内容并非意在确定本公开的关键元素或界定本公开的范围。本发明内容的唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些概念，作为在其他地方所呈现的更详细描述的序言。
根据实施方式，一种用于与车辆一起使用的转向柱组件包括：护套；爆炸材料；转向轴，该转向轴由护套以可旋转的方式支承；以及引爆装置。在引爆爆炸材料时，转向轴能够从延伸位置移动至收起位置，并且当感测或预测到冲击事件时，引爆装置与爆炸材料连通以用于引爆爆炸材料。
在实施方式中，推板从转向轴延伸，以用于接收足以将转向轴从延伸位置移动至收起位置的力。
在实施方式中，推板在转向轴的内部延伸。
在实施方式中，转向轴具有用于接纳方向盘的端部，并且爆炸材料定位在推板与转向轴的端部之间。
在实施方式中，转向轴具有用于接纳方向盘的端部，并且推板定位在爆炸材料与转向轴的端部之间。
在实施方式中，包括偏置构件，该偏置构件用于在引爆爆炸材料时在推板上施加力。
在实施方式中，基部相对于护套固定，并且冲击板通过延伸部与基部分开。推板位于基部与冲击板之间，偏置构件位于基部与冲击板之间，并且爆炸材料的引爆会改变延伸部。
在实施方式中，基部联接至护套。
在实施方式中，偏置构件选自包括处于张力下的弹簧以及压缩弹簧的组。
在实施方式中，偏置构件是选自包括机械弹簧、气压弹簧和液压弹簧的组中的至少一项。
在实施方式中，推板是环形的。
在实施方式中，转向轴的端部联接有方向盘。方向盘没有任何安全气囊。
在实施方式中，爆炸材料包括结合在一起时会反应以产生推进力或破碎力的化学品。
在实施方式中，爆炸材料包括加压气体。
在实施方式中，爆炸材料被定位成在引爆该爆炸材料时引起转向轴与护套之间的相对运动。
在实施方式中，转向柱组件包括外护套，该外护套以套叠伸缩的方式支承护套，并且爆炸材料被定位成在引爆该爆炸材料时引起护套与外护套之间的相对运动。
在实施方式中，转向柱组件包括支架，该支架将护套可操作地联接至车辆的框架，并且爆炸材料被定位成在引爆该爆炸材料时引起护套与支架之间的相对运动。
在实施方式中，转向柱组件包括支架，该支架将护套可操作地联接至车辆的框架，并且爆炸材料被定位成在引爆该爆炸材料时引起支架与框架之间的相对运动。
根据另一实施方式，一种用于与车辆一起使用的转向柱组件包括：护套；转向轴，该转向轴由护套以可旋转的方式支承；以及缩回器，该缩回器用于将转向轴从延伸位置移动至收起位置。当转向轴处于延伸位置时，缩回器不会干扰转向轴的旋转，并且缩回器包括爆炸材料和引爆装置。当感测或预测到冲击事件时，引爆装置与爆炸材料连通以用于引爆爆炸材料，并且爆炸材料的引爆致使转向轴从延伸位置移动至收起位置。
在实施方式中，转向轴的端部联接有方向盘。方向盘没有任何安全气囊。
在实施方式中，缩回器包括用于将转向轴从延伸位置移动至收起位置的偏置构件。
在实施方式中，缩回器包括推板、相对于护套固定的基部以及冲击板。推板从转向轴延伸，以用于接收足以将转向轴从延伸位置移动至收起位置的力。冲击板通过延伸部与基部分开，推板位于基部与冲击板之间，偏置构件位于基部与冲击板之间，并且爆炸材料的引爆会改变延伸部。
根据又一实施方式，一种控制转向轴的运动的方法首先包括提供转向柱组件，该转向柱组件具有：护套；爆炸材料；转向轴，该转向轴由护套以可旋转的方式支承；以及引爆装置，引爆装置与爆炸材料连通以用于引爆爆炸材料。在引爆爆炸材料时，转向轴能够从延伸位置移动至收起位置。该方法还包括感测或预测冲击事件以及激活引爆装置以引爆爆炸材料的步骤。
附图说明
图1是示出了根据本公开的实施方式的自动收起的转向柱组件的截面图。
图2A是示出了根据本公开的另一实施方式的自动收起的转向柱组件的截面图。
图2B是示出了用于图2A的自动收起的转向柱组件的选择元件的替代布置的截面图。
图3是示出了根据本公开的又一实施方式的自动收起的转向柱组件的截面图。
图4是示出了根据本公开的再一实施方式的自动收起的转向柱组件的截面图。
图5A是示出了根据本公开的又一实施方式的自动收起的转向柱组件的截面图。
图5B是示出了用于图5A的自动收起的转向柱组件的选择元件的替代布置的截面图。
图6是示出了根据本公开的又一实施方式的自动收起的转向柱组件的截面图。
图7是示出了根据本公开的再一实施方式的自动收起的转向柱组件的示意图。
图8是示出了根据本公开的又一实施方式的自动收起的转向柱组件的示意图。
具体实施方式
能够在收起位置与延伸位置之间移动的转向柱组件在本领域中是已知的。例如，授予Soderlind的被转让给FORD GLOBAL TECHNOLOGIES，LLC的美国专利No.9,630,644公开了一种嵌套在仪表面板的凹入区域内的方向盘，该美国专利的全部内容通过参引并入本文中。‘644专利使用驱动马达以使方向盘在嵌套位置与延伸位置之间移动。在非自动驾驶车辆中，‘644专利的方向盘在驾驶员不进行控制时被嵌套，并且在驾驶员进行控制时被延伸。而在自动驾驶车辆中，‘644专利的方向盘在车辆自动操作时被嵌套，并且在车辆识别到可能的冲击时“在需要展开安全气囊或车辆操作员需要超控该系统进行避让操作的情况下”被延伸。因此，‘644专利在方向盘中使用了安全气囊以确保乘员安全，无论车辆是自动操作还是在乘员(或“驾驶员”)的控制下操作。然而，在碰撞(或“冲击”)情况下依赖方向盘延伸可能并不理想。并且用于吸收能量的方向盘安全气囊和转向柱装置(例如，比如在授予Sulser的被转让给THYSSENKRUPP PRESTA AKTIENGESELLSCHAFT的美国专利No.8,474,869中所阐述的，该美国专利的全部内容通过参引并入本文中)可能会使能够在收起位置与延伸位置之间移动的转向柱组件以不期望的方式复杂化(并且增加转向柱组件的制造成本)，用于吸收能量的方向盘安全气囊和转向柱装置对于非收起式转向柱组件可能是期望的。
图1图示了根据一个实施方式的自动收起的转向柱组件100。转向柱组件100大体上包括护套110，该护套100比如通过轴承115绕转向轴120的纵向轴线120a以可旋转的方式支承转向轴(或“主轴”)120。转向轴120的端部121(直接或间接地)联接有方向盘，并且该方向盘的旋转使转向轴120旋转——这最终使具有转向柱组件100的汽车转弯。护套110可以(直接或间接地，比如通过外护套)紧固至与车辆底盘或其他环境结构件联接的支架，并且可以允许护套110相对于支架倾斜和锁定；因此，驾驶员能够根据其偏好使方向盘倾斜，不过仅沿着预定运动范围倾斜。
为了安全，代替依赖方向盘中的安全气囊和转向柱中的能量吸收结构件，并且因此代替方向盘(和转向轴120)在预料的碰撞情况下朝向乘员延伸，转向柱组件100的动作与其相反。安全气囊可以从方向盘中省去，能量吸收结构件可以从转向柱中省去，并且在感测或预料到碰撞情况时，转向轴120(以及因此方向盘)自动移动至收起位置。其他安全装置、比如未容纳在方向盘中的安全气囊可以被动地约束乘员。
在感测或预测到冲击情况之前，允许转向轴120在没有干扰的情况下操作。并且为了将转向轴120自动地移动至收起位置，转向柱组件100包括受控的爆炸系统，该爆炸系统使得或允许转向轴120行进到收起位置(即，沿远离车辆乘客舱的方向A移动)。更具体地，转向柱组件100具有(比如通过焊接、销或其他紧固件)联接至护套110的基部112、支承板114以及将支承板114与基部112分开的延伸部113。基部112、延伸部113和支承板114可以一体地形成或联接在一起，并且在一些实施方式中，护套110和基部112一体地形成。推板122从转向轴120延伸，并且爆炸材料130定位在支承板114与推板122之间。
爆炸材料130可以采取各种形式，并且本文中所使用的“爆炸材料”指的是能够产生足够的推进力或破碎力的一种或更多种物质。例如，爆炸材料可以是结合在一起时会提供适当的反应的化学品(呈固态、液态或气态)，或者可以是能够破裂或以其他方式选择性释放的在容器中的加压气体。
至少一个引爆装置(例如，芯、电引线等)135将爆炸材料130连接到至少一个致动器140，并且致动器140与控制器145连通。在一些实施方式中，致动器140和控制器145可以组合到一个装置中。替代地，致动器140和/或控制器145可以各自或共同为分布式装置，使得该装置的一个部分与该装置的另一部分物理上分开；换句话说，离散装置可以(例如，通过网络、通过两个分开的网络等)连结在一起，并且共同形成致动器140和/或控制器145。通过使控制器145成为两个分开的控制器，可以产生附加的安全益处。例如，这种布置可以更好地避免非预期或不期望的引爆，更好地确保期望的引爆，并且满足由ISO 26262定义的汽车安全完整性等级(ASIL)的要求。可能期望实施方式满足ASIL C或更高的要求。对冲击情况进行感测和预测在本领域中是公知的并且在不断改进，并且任何此类感测和/或预测，无论其是现在已知的还是以后研发的，都可以与控制器145一起使用。
当控制器145确定转向轴120应当移动至收起位置时，控制器145使致动器140经由引爆装置135引爆爆炸材料130。爆炸材料130的引爆在推板122上施加一个力，从而使推板122(并且因此使转向轴120)沿方向A移动。基部112、延伸部113和支承板114的材料和尺寸被选择成在整个引爆中保持大致完整且固定，并且爆炸材料130的量和类型被选择成通过转向轴120达到期望的行进量。可能期望引爆在控制器145感测或预测到冲击情况的三毫秒内将转向轴120移动至收起位置，并且可能特别期望引爆在控制器145感测或预测到冲击情况的一毫秒内将转向轴120移动至收起位置。
本领域技术人员将理解的是，实施方式100的各种元件可以是环形的，或者可以根据需要重复。例如，推板122可以是单个环形推板122，或者可以包括一个或更多个非环形推板122。
图2A图示了另一自动收起的转向柱组件200，除非特别指出和/或示出或者是固有的，该转向柱组件200大致类似于实施方式100。此外，本领域技术人员将理解的是，实施方式100(并且因此实施方式200)可以以各种方式进行修改，比如说例如通过结合各种所描述的实施方式中的任何实施方式的全部或部分实施方式而进行修改。尽管有任何注明的、示出的或固有的偏差，但是为了统一和简洁起见，可以使用从200至299的附图标记来表示与上面从100至199所标记的元件相对应的元件(例如，护套210大致对应于护套110，基部212大致对应于基部112，延伸部213大致对应于延伸部113，轴承215大致对应于轴承115，转向轴220大致对应于转向轴120，轴线220a大致对应于轴线120a，端部221大致对应于端部121，推板222大致对应于推板122，爆炸材料230大致对应于爆炸材料130，引爆装置235大致对应于引爆装置135，致动器240大致对应于致动器140，控制器245大致对应于控制器145等)。
在实施方式200中，与实施方式100的主要差异在于，与爆炸材料130相比，如何使用爆炸材料230以及所产生的结构差异。在实施方式100中，来自引爆爆炸装置130的力使转向轴120沿方向A移动至收起位置。但是在实施方式200中，引爆爆炸材料230允许偏置构件250(比如机械弹簧、气压弹簧、液压弹簧等)将转向轴220沿方向A移动至收起位置。与转向轴120一样，转向轴220可以在正常操作下无阻碍地旋转。
冲击板214通过延伸部213与基部212间隔开，并且偏置构件250被示出为处于张力下、通过螺母或其他锚固构件216a、216b(尽管可以使用任何适当的紧固方法，比如焊接、栓接、粘附等)联接至基部212和冲击板214。延伸部213被示出为中空的，其中，偏置构件250穿过延伸部213，但是其他实施方式将偏置构件安置在延伸部213的外部。
爆炸材料230可以与部分213a、213b一起形成延伸部213的一部分(如图2A中示出的)，使得爆炸材料230的引爆在爆炸材料230先前所处(引爆之前)的位置处产生空隙。替代地，如图2B中示出的，爆炸材料230可以被定位成使延伸部213的部分213c破裂，使得爆炸材料230的引爆在部分213c先前所处(破裂之前)的位置处产生空隙。图2A中的布置与图2B中的布置之间的主要差异在于，爆炸材料230是否形成将冲击板214与基部212分开的结构支承件的一部分。
在使用中，当控制器245确定转向轴220应当移动至收起位置时，控制器245使致动器240经由引爆装置235引爆爆炸材料230。爆炸材料230的引爆在延伸部213中产生空隙，从而允许偏置构件250将冲击板214朝向基部212拉动。冲击板214进而接触推板222，从而迫使推板222(并且因此迫使转向轴220)沿方向A移动。爆炸材料230被选择并定位成确保引爆时在延伸部213中产生的空隙足够大以允许转向轴220移动至收起位置。并且基部212、延伸部213、冲击板214和偏置构件250的材料和尺寸可以被选择成承受在使用期间所遇到的爆炸力和冲击力，并且及时达到期望的行进量。与实施方式100一样，可能期望转向轴220在控制器245感测或预测到冲击情况的三毫秒内移动至收起位置，并且可能特别期望转向轴220在控制器245感测或预测到冲击情况的一毫秒内移动至收起位置。
图3图示了另一自动收起的转向柱组件300，除非特别指出和/或示出或者是固有的，该转向柱组件300大致类似于实施方式200。此外，本领域技术人员将理解的是，实施方式200(并且因此实施方式300)可以以各种方式进行修改，比如说例如通过结合各种所描述的实施方式中的任何实施方式的全部或部分实施方式而进行修改。尽管有任何注明的、示出的或固有的偏差，但是为了统一和简洁起见，可以使用从300至399的附图标记来表示与上面从200至299所标记的元件相对应的元件(例如，护套310大致对应于护套210，基部312大致对应于基部212，延伸部313大致对应于延伸部213，冲击板314大致对应于冲击板214，轴承315大致对应于轴承215，转向轴320大致对应于转向轴220，轴线320a大致对应于轴线220a，端部321大致对应于端部221，推板322大致对应于推板222，爆炸材料330大致对应于爆炸材料230，引爆装置335大致对应于引爆装置235，致动器340大致对应于致动器240，控制器345大致对应于控制器245，偏置构件350大致对应于偏置构件250等)。
在实施方式300中，与实施方式200的主要差异在于，偏置构件350被压缩(而不是处于张紧)，直到转向轴320移动至收起位置为止，以及所产生的结构差异。支承板318通过支撑件317与基部312间隔开，并且偏置构件350被定位(处于压缩时)在支承板318与冲击板314之间。
与爆炸材料230和延伸部213一样，爆炸材料330可以与部分313a、313b一起形成延伸部313的结构部分，使得爆炸材料330的引爆在爆炸材料330先前所处(引爆之前)的位置处产生空隙；或者爆炸材料330可以被定位成使延伸部313的结构部分破裂，使得爆炸材料330的引爆在延伸部313的结构部分先前所处(破裂之前)的位置处产生空隙。
在使用中，当控制器345确定转向轴320应当移动至收起位置时，控制器345使致动器340经由引爆装置335引爆爆炸材料330。爆炸材料330的引爆在延伸部313中产生空隙，从而允许偏置构件350将冲击板314朝向基部312推动。冲击板314进而接触推板322，从而迫使推板322(并且因此迫使转向轴320)沿方向A移动。爆炸材料330被选择并定位成确保引爆时在延伸部313中产生的空隙足够大以允许转向轴320移动至收起位置。并且基部312、延伸部313、冲击板314、支撑件317、支承板318和偏置构件350的材料和尺寸可以被选择成承受在使用期间所遇到的爆炸力和冲击力，并且及时达到期望的行进量。与实施方式200一样，可能期望转向轴320在控制器345感测到或预测到冲击情况的三毫秒内移动至收起位置，并且可能特别期望转向轴320在控制器345感测或预测到冲击情况的一毫秒内移动至收起位置。
上述实施方式100、200和300提供了主轴120、220、320相对于相应的护套110、210、310的运动。在其他实施方式中，主轴(以及因此方向盘)的运动可以以其他方式来实现——例如通过使护套相对于另一(外部)护套移动、使护套相对于支架移动或使支架相对于车架移动来实现。
图4图示了根据另一实施方式的自动收起的转向柱组件400。实施方式400类似于实施方式100，除了收起是通过使护套相对于外护套移动(而不是使主轴相对于护套移动)来实现。
转向柱组件400大体上包括护套410，该护套410用于比如通过轴承绕转向轴的纵向轴线以可旋转的方式支承转向轴(或“主轴”)。转向轴的端部(直接或间接地)联接有方向盘，并且方向盘的旋转使转向轴旋转——这最终使具有转向柱组件400的汽车转弯。护套410由外(或“下”)护套460以套叠伸缩的方式支承，外护套460进而(直接或间接地)紧固至与车辆底盘或其他环境结构联接的支架，并且可以允许外护套460相对于支架倾斜和锁定；因此，驾驶员能够根据其偏好使方向盘倾斜，不过仅沿着预定运动范围倾斜。
与实施方式100、200和300一样，安全气囊可以可选地从方向盘中省去，能量吸收结构可以从转向柱中省去，并且转向轴(以及因此方向盘)在感测或预料到碰撞情况时自动地移动至收起位置。其他安全装置、比如未容纳在方向盘中的安全气囊可以被动地约束乘员。
在感测或预测到冲击情况之前，允许护套(或“内护套”)410在没有干扰的情况下操作。并且为了将转向轴(以及最终是方向盘)自动地移动至收起位置，转向柱组件400包括受控的爆炸系统，该爆炸系统使得或允许转向的内护套410行进至收起位置(即，沿远离车辆的乘客舱的方向A移动)。更具体地，转向柱组件400具有(比如通过焊接、销或其他紧固件)联接至外护套460的基部462、支承板464以及将支承板464与基部462分开的延伸部463。基部462、延伸部463和支承板464可以一体地形成或联接在一起，并且在一些实施方式中，外护套460和基部462一体地形成。推板472从内护套410延伸，并且爆炸材料430定位在支承板464与推板472之间。
爆炸材料430可以采取各种形式，并且本文中所使用的“爆炸材料”指的是能够产生足够的推进力或破碎力的一种或更多种物质。例如，爆炸材料可以是结合在一起时会提供适当的反应的化学品(呈固态、液态或气态)，或者可以是能够破裂或以其他方式选择性释放的在容器中的加压气体。
至少一个引爆装置(例如，芯、电引线等)435将爆炸材料430连接到至少一个致动器440，并且致动器440与控制器445连通。在一些实施方式中，致动器440和控制器445可以组合到一个装置中。替代地，致动器440和/或控制器445可以各自或共同为分布式装置，使得该装置的一个部分与该装置的另一部分以物理的方式分开；换句话说，离散装置可以(例如，通过网络、通过两个分开的网络等)连结在一起，并且共同形成致动器440和/或控制器445。通过使控制器445成为两个分开的控制器，可以产生附加的安全益处。例如，这种布置可以更好地避免非预期或不期望的引爆，更好地确保期望的引爆，并且满足由ISO 26262定义的汽车安全完整性等级(ASIL)的要求。可能期望实施方式满足ASIL C或更高的要求。对冲击情况进行感测和预测在本领域中是公知的并且在不断改进，并且任何此类感测和/或预测，无论其是现在已知的还是以后研发的，都可以与控制器445一起使用。
当控制器445确定转向轴应当(经由内护套410的运动)移动至收起位置时，控制器445使致动器440经由引爆装置435引爆爆炸材料430。爆炸材料430的引爆在推板472上施加一个力，从而使推板472(并且因此使内护套410和转向轴)沿方向A移动。基部462、延伸部463和支承板414的材料和尺寸被选择成在整个引爆中保持大致完整且固定，并且爆炸材料430的量和类型被选择成通过转向轴达到期望的行进量。可能期望引爆在控制器445感测或预测到冲击情况的三毫秒内将转向轴移动至收起位置，并且可能特别期望引爆在控制器445感测或预测到冲击情况的一毫秒内将转向轴移动至收起位置。
本领域技术人员将理解的是，实施方式400的各种元件可以是环形的，或者可以根据需要重复。例如，推板472可以是单个环形推板472，或者可以包括一个或更多个非环形推板472。
图5A图示了另一自动收起的转向柱组件500，除非特别指出和/或示出或者是固有的，该转向柱组件500大致类似于实施方式400。此外，本领域技术人员将理解的是，实施方式400(并且因此实施方式500)可以以各种方式进行修改，比如说例如通过结合各种所描述的实施方式中的任何实施方式的全部或部分实施方式而进行修改。尽管有任何注明的、示出的或固有的偏差，但是为了统一和简洁起见，可以使用从500至599的附图标记来表示与上面从400至499所标记的元件相对应的元件(例如，护套510大致对应于护套510，外护套560大致对应于外护套460，基部562大致对应于基部462，延伸部563大致对应于延伸部463，推板572大致对应于推板472，爆炸材料530大致对应于爆炸材料430，引爆装置535大致对应于引爆装置435，致动器540大致对应于致动器440，控制器545大致对应于控制器445等)。
在实施方式500中，与实施方式400的主要差异在于，与爆炸材料430相比，如何使用爆炸材料530以及所产生的结构差异。在实施方式400中，来自引爆爆炸装置430的力使转向轴(经由内护套410的运动)沿方向A移动至收起位置。但是在实施方式500中，引爆爆炸材料530允许偏置构件550(比如机械弹簧、气压弹簧、液压弹簧等)将转向轴(经由内护套510的运动)沿方向A移动至收起位置。与内护套410一样，内护套510可以在正常操作下无阻碍地移动。
冲击板564通过延伸部563与基部562间隔开，并且偏置构件550被示出为处于张紧、通过螺母或其他锚固构件566a、566b(尽管可以使用任何适当的紧固方法，比如焊接、栓接、粘附等)联接至基部562和冲击板564。延伸部563被示出为中空的，其中，偏置构件550穿过延伸部563，但是其他实施方式将偏置构件安置在延伸部563的外部。
爆炸材料530可以与部分563a、563b一起形成延伸部563的一部分(如图5A中示出的)，使得爆炸材料530的引爆在爆炸材料530先前所处(引爆之前)的位置处产生空隙。替代地，如图5B中示出的，爆炸材料530可以被定位成使延伸部563的部分563c破裂，使得爆炸材料530的引爆在部分563c先前所处(破裂之前)的位置处产生空隙。图5A中的布置与图5B中的布置之间的主要差异在于，爆炸材料530是否形成将冲击板564与基部562分开的结构支承件的一部分。
在使用中，当控制器545确定转向轴应当(经由内护套510的运动)移动至收起位置时，控制器545使致动器540经由引爆装置535引爆爆炸材料530。爆炸材料530的引爆在延伸部563中产生空隙，从而允许偏置构件550将冲击板564朝向基部562推动。冲击板564进而接触推板572，从而迫使推板572(并且因此迫使内护套510和转向轴)沿方向A移动。爆炸材料530被选择并定位成确保引爆时在延伸部563中产生的空隙足够大以允许转向轴移动至收起位置。并且基部562、延伸部563、冲击板564和偏置构件550的材料和尺寸可以被选择成承受在使用期间所遇到的爆炸力和冲击力，并且及时达到期望的行进量。与实施方式400一样，可能期望转向轴在控制器545感测到或预测到冲击情况的三毫秒内移动至收起位置，并且可能特别期望转向轴在控制器545感测或预测到冲击情况的一毫秒内移动至收起位置。
图6图示了另一自动收起的转向柱组件600，除非特别指出和/或示出或者是固有的，该转向柱组件600大致类似于实施方式500。此外，本领域技术人员将理解的是，实施方式500(并且因此实施方式600)可以以各种方式进行修改，比如说例如通过结合各种所描述的实施方式中的任何实施方式的全部或部分实施方式而进行修改。尽管有任何注明的、示出的或固有的偏差，但是为了统一和简洁起见，可以使用从600至699的附图标记来表示与上面从500至599所标记的元件相对应的元件(例如，护套610大致对应于护套510，外护套660大致对应于外护套560，基部662大致对应于基部562，延伸部663大致对应于延伸部563，冲击板664大致对应于冲击板564，推板672大致对应于推板572，爆炸材料630大致对应于爆炸材料530，引爆装置635大致对应于引爆装置535，致动器640大致对应于致动器540，控制器645大致对应于控制器545，偏置构件650大致对应于偏置构件550等)。
在实施方式600中，与实施方式500的主要差异在于，偏置构件650被压缩(而不是处于张紧)直到转向轴(经由内护套610的运动)移动至收起位置为止，以及所产生的结构差异。支承板668通过支撑件667与基部662间隔开，并且偏置构件650被定位(处于压缩时)在支承板668与冲击板664之间。
与爆炸材料530和延伸部563一样，爆炸材料630可以与部分663a、663b一起形成延伸部663的结构部分，使得爆炸材料630的引爆在爆炸材料630先前所处(引爆之前)的位置处产生空隙；或者爆炸材料630可以被定位成使延伸部663的结构部分破裂，使得爆炸材料630的引爆在延伸部663的结构部分先前所处(破裂之前)的位置处产生空隙。
在使用中，当控制器645确定转向轴应当(经由内护套610的运动)移动至收起位置时，控制器645使致动器640经由引爆装置635引爆爆炸材料630。爆炸材料630的引爆在延伸部663中产生空隙，从而允许偏置构件650将冲击板664朝向基部662推动。冲击板664进而接触推板672，从而迫使推板672(并且因此迫使内护套610和转向轴)沿方向A移动。爆炸材料630被选择并定位成确保引爆时在延伸部663中产生的空隙足够大以允许转向轴移动至收起位置。并且基部662、延伸部663、冲击板664、支撑件667、支承板668和偏置构件650的材料和尺寸可以被选择成承受在使用期间所遇到的爆炸力和冲击力，并且及时达到期望的行进量。与实施方式500一样，可能期望转向轴在控制器645感测或预测到冲击情况的三毫秒内移动至收起位置，并且可能特别期望转向轴在控制器645感测或预测到冲击情况的一毫秒内移动至收起位置。
上述实施方式100、200和300提供了主轴120、220、320相对于相应的护套110、210、310的运动。并且上述实施方式400、500和600提供了内护套410、510、610相对于相应的外护套460、560、660的运动。在其他实施方式中，主轴(以及因此方向盘)的运动可以以其他方式来实现——例如通过使护套相对于支架移动或使支架相对于车架移动来实现。
图7示意性地图示了根据另一实施方式的自动收起的转向柱组件700。类似于本文中所描述的其他实施方式，实施方式700包括护套710，该护套710比如通过轴承绕转向轴720的纵向轴线以可旋转的方式支承转向轴(或“主轴”)720。转向轴720的端部(直接或间接地)联接有方向盘，并且方向盘的旋转使转向轴720旋转——这最终使具有转向柱组件700的汽车转弯。护套710(比如通过外护套直接或间接地)紧固至与车辆底盘790或其他环境结构联接的支架780，并且可以允许护套710相对于支架780倾斜和锁定；因此，驾驶员能够根据其偏好使方向盘倾斜，不过仅沿着预定运动范围倾斜。
与本文中所描述的其他实施方式一样，安全气囊可以可选地从方向盘中省去，能量吸收结构可以从转向柱中省去，并且转向轴(以及因此方向盘)在感测或预料到碰撞情况时自动地移动至收起位置。其他安全装置、比如未容纳在方向盘中的安全气囊可以被动地约束乘员。
在实施方式700中，爆炸材料730(其大致对应于爆炸材料130)被定位成使得爆炸材料730的引爆致使护套710(例如，通过与支架780部分或完全分开)相对于支架780移动，并且最终将转向轴720从延伸位置移动至收起位置。转向轴720的运动可以沿各个方向比如沿着转向轴720的纵向轴线相对于支架780线性地发生，或者相对于支架780旋转地发生。如果需要，偏置构件(比如机械弹簧、气压弹簧、液压弹簧等)可以引导护套710的运动(并且因此引导主轴720的运动)。
至少一个引爆装置(例如，芯、电引线等)735将爆炸材料730连接到至少一个致动器740，并且致动器740与控制器745连通。在一些实施方式中，致动器740和控制器745可以组合到一个装置中。替代地，致动器740和/或控制器745可以各自或共同为分布式装置，使得该装置的一个部分与该装置的另一部分以物理的方式分开；换句话说，离散装置可以(例如，通过网络、通过两个分开的网络等)连结在一起，并且共同形成致动器740和/或控制器745。通过使控制器745成为两个分开的控制器，可以产生附加的安全益处。例如，这种布置可以更好地避免非预期或不期望的引爆，更好地确保期望的引爆，并且满足由ISO 26262定义的汽车安全完整性等级(ASIL)的要求。可能期望实施方式满足ASIL C或更高的要求。对冲击情况进行感测和预测在本领域中是公知的并且在不断改进，并且任何此类感测和/或预测，无论其是现在已知的还是以后研发的，都可以与控制器745一起使用。
当控制器745确定转向轴720应当移动至收起位置时，控制器745使致动器740经由引爆装置735引爆爆炸材料730。爆炸材料730的引爆引起或允许(即，结合偏置构件)护套710和转向轴720相对于支架780移动，从而使转向轴720从延伸位置移动至收起位置。可能期望引爆在控制器745感测或预测到冲击情况的三毫秒内将转向轴720移动至收起位置，并且可能特别期望引爆在控制器745感测或预测到冲击情况的一毫秒内将转向轴720移动至收起位置。
图8示意性地图示了根据另一实施方式的自动收起的转向柱组件800。类似于本文中所描述的其他实施方式，实施方式800包括护套810，该护套810比如通过轴承绕转向轴820的纵向轴线以可旋转的方式支承转向轴(或“主轴”)820。转向轴820的端部(直接或间接地)联接有方向盘，并且方向盘的旋转使转向轴820旋转——这最终使具有转向柱组件800的汽车转弯。护套810(比如通过外护套直接或间接地)紧固至与车辆底盘890或其他环境结构联接的支架880，并且可以允许护套810相对于支架880倾斜和锁定；因此，驾驶员能够根据其偏好使方向盘倾斜，不过仅沿着预定运动范围倾斜
与本文中所描述的其他实施方式一样，安全气囊可以可选地从方向盘中省去，能量吸收结构可以从转向柱中省去，并且转向轴(以及因此方向盘)在感测或预料到碰撞情况时自动地移动至收起位置。其他安全装置、比如未容纳在方向盘中的安全气囊可以被动地约束乘员。
在实施方式800中，爆炸材料830(其大致对应于爆炸材料130)被定位成使得爆炸材料830的引爆致使支架880(例如，通过与框架890部分或完全分开)相对于框架890移动，并且最终将转向轴820从延伸位置移动至收起位置。转向轴820的运动可以沿各个方向比如沿着转向轴820的纵向轴线相对于框架890线性地发生，或者相对于框架890旋转地发生。如果需要，偏置构件(比如机械弹簧、气压弹簧、液压弹簧等)可以引导护套810的运动(并且因此引导主轴820的运动)。
至少一个引爆装置(例如，芯、电引线等)835将爆炸材料830连接到至少一个致动器840，并且致动器840与控制器845连通。在一些实施方式中，致动器840和控制器845可以组合到一个装置中。替代地，致动器840和/或控制器845可以各自或共同为分布式装置，使得该装置的一个部分与该装置的另一部分以物理的方式分开；换句话说，离散装置可以(例如，通过网络、通过两个分开的网络等)连结在一起，并且共同形成致动器840和/或控制器845。通过使控制器845成为两个分开的控制器，可以产生附加的安全益处。例如，这种布置可以更好地避免非预期或不期望的引爆，更好地确保期望的引爆，并且满足由ISO 26262定义的汽车安全完整性等级(ASIL)的要求。可能期望实施方式满足ASIL C或更高的要求。对冲击情况进行感测和预测在本领域中是公知的并且在不断改进，并且任何此类感测和/或预测，无论其是现在已知的还是以后研发的，都可以与控制器845一起使用。
当控制器845确定转向轴820应当移动至收起位置时，控制器845使致动器840经由引爆装置835引爆爆炸材料830。爆炸材料830的引爆引起或允许(即，结合偏置构件)支架880、护套810和转向轴820相对于框架890移动，从而使转向轴820从延伸位置移动至收起位置。可能期望引爆在控制器845感测或预测到冲击情况的三毫秒内将转向轴820移动至收起位置，并且可能特别期望引爆在控制器845感测或预测到冲击情况的一毫秒内将转向轴820移动至收起位置。
在不脱离本公开的精神和范围的情况下，所描绘的各种部件以及未示出的部件的许多不同布置是可能的。本公开的各实施方式已经被描述为旨在是说明性的而非限制性的。不脱离本公开的范围的替代性实施方式对于本领域技术人员将变得明显。技术人员可以在不脱离本公开的范围的情况下研发实施前述改进方案的替代性装置。将理解的是，某些特征和子组合具有实用性且可以在不参考其他特征和子组合的情况下被采用、并且被认为在权利要求的范围内。在附图中所阐述的具体构型和轮廓是说明性的而非限制性的。

Claims (14)

1.一种用于与车辆一起使用的转向柱组件，包括：
护套；
爆炸材料；
转向轴，所述转向轴由所述护套以可旋转的方式支承，所述转向轴在引爆所述爆炸材料时能够从延伸位置移动至收起位置；以及
引爆装置，当感测或预测到冲击事件时，所述引爆装置与所述爆炸材料连通以用于引爆所述爆炸材料；
还包括推板，所述推板从所述转向轴延伸，以用于接收足以将所述转向轴从所述延伸位置移动至所述收起位置的力；
所述转向轴具有用于接纳方向盘的端部；并且
所述推板定位在所述爆炸材料与所述转向轴端部之间；
还包括偏置构件，所述偏置构件选自包括处于张力下的弹簧以及压缩弹簧的组，且引爆所述爆炸材料允许偏置构件将所述转向轴移动至所述收起位置。
2.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，所述推板在所述转向轴的内部延伸。
3.根据权利要求2所述的转向柱组件，还包括偏置构件，所述偏置构件用于在引爆所述爆炸材料时在所述推板上施加力。
4.根据权利要求3所述的转向柱组件，还包括：
基部，所述基部相对于所述护套固定；以及
冲击板，所述冲击板通过延伸部与所述基部分开，所述推板位于所述基部与所述冲击板之间；
其中，所述偏置构件位于所述基部与所述冲击板之间；并且
其中，所述爆炸材料的引爆会改变所述延伸部。
5.根据权利要求4所述的转向柱组件，其中，所述基部联接至所述护套。
6.根据权利要求3所述的转向柱组件，其中，所述偏置构件是选自包括机械弹簧、气压弹簧和液压弹簧的组中的至少一项。
7.根据权利要求2所述的转向柱组件，其中，所述推板是环形的。
8.根据权利要求1所述的转向柱组件，还包括联接至所述转向轴的端部的方向盘，所述方向盘没有任何安全气囊。
9.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，所述爆炸材料包括以下各者中的至少一者：
(a)加压气体；以及
(b)结合在一起时会反应以产生推进力或破碎力的化学品。
10.根据权利要求1所述的转向柱组件，其中，所述爆炸材料被定位成在引爆所述爆炸材料时引起所述转向轴与所述护套之间的相对运动。
11.根据权利要求1所述的转向柱组件，还包括外护套，所述外护套以套叠伸缩的方式支承所述护套，并且其中，所述爆炸材料被定位成在引爆所述爆炸材料时引起所述护套与所述外护套之间的相对运动。
12.根据权利要求1所述的转向柱组件，还包括支架，所述支架将所述护套可操作地联接至所述车辆的框架，并且其中，所述爆炸材料被定位成引起以下各者中的至少一者：
(a)在引爆所述材料爆炸时所述护套与所述支架之间的相对运动；以及
(b)在引爆所述材料爆炸时所述支架与所述框架之间的相对运动。
13.一种用于与车辆一起使用的转向柱组件，包括：
护套；
转向轴，所述转向轴由所述护套以可旋转的方式支承；以及
缩回器，所述缩回器用于将所述转向轴从延伸位置移动至收起位置，当所述转向轴处于所述延伸位置时，所述缩回器不会干扰所述转向轴的旋转，所述缩回器包括：
爆炸材料；以及
引爆装置，当感测或预测到冲击事件时，所述引爆装置与所述爆炸材料连通以用于引爆所述爆炸材料，所述爆炸材料的引爆致使所述转向轴从所述延伸位置移动至所述收起位置；
所述缩回器还包括：
推板，所述推板从所述转向轴延伸，以用于接收足以将所述转向轴从所述延伸位置移动至所述收起位置的力；
基部，所述基部相对于所述护套固定；以及
冲击板，所述冲击板通过延伸部与所述基部分开，所述推板位于所述基部与所述冲击板之间；
其中，偏置构件位于所述基部与所述冲击板之间，所述偏置构件选自包括处于张力下的弹簧以及压缩弹簧的组；并且
其中，所述爆炸材料的引爆会改变所述延伸部，允许偏置构件将所述转向轴从所述延伸位置移动至所述收起位置。
14.根据权利要求13所述的转向柱组件，还包括联接至所述转向轴的端部的方向盘，所述方向盘没有任何安全气囊。
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