CN1303340A - 汽车安全转向柱、安全系统和带安全系统的汽车及安全方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在其轴向可调节的安全转向柱,并提供了一个烟火作用驱动的转向柱收缩装置,通过这种收缩装置,在发生事故时安全转向柱在其轴向的定位可以被向远离驾驶员的方向移动。此外,本发明涉及带有这种安全转向柱的安全系统和带有这种安全转向柱和/或这种安全系统的汽车。在用于根据本发明的安全转向柱和/或安全系统的触发和操纵的安全方法中,提出了首先通过一个单独的或第一气体发生剂点火,沿轴向释放或抬起安全转向柱的锁定或定位,于是,沿着远离驾驶员的最大收缩位置方向,安全转向柱受到气体发生剂,即第一气体发生剂或在给定的情况下还有第二气体发生剂的作用。

Description

汽车安全转向柱、安全系统和带安全系统 的汽车及安全方法
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的安全转向柱。此外，本发明涉及一种根据权利要求23前序部分的汽车安全系统以及带有这种安全系统的汽车。并且，本发明涉及一种安全方法。
从实际应用中，可以知道装备了安全转向柱的汽车在发生前碰撞的情况下，安全转向柱会使转向盘产生远离驾驶员的运动。在这些情况中，仅仅使用了只利用汽车动能的机械系统用于转向柱的定位。由于事故的具体情况，不能可靠地保证理想的功能以及对驾驶员的保护。
本发明的目的是进一步增加乘客的安全。
这个目的由根据权利要求1的安全转向柱、根据权利要求23的安全系统、根据权利要求30的汽车以及根据权利要求31的安全方法来实现。
根据本发明，安全转向柱包括根据事故情况而触发的烟火驱动(pyrotechnically driven)转向柱收缩装置。从而转向盘可以被可靠地远离驾驶员，因此，显著地减小了驾驶员撞在转向盘上而受伤的危险。
优选地，这种转向柱收缩装置，在触发时，首先释放转向柱的轴向定位，这是由烟火操纵装置具体执行的，然后使转向柱沿其轴向定位距离收缩。
优选地，转向柱收缩装置与气囊的操纵装置连接，具体地说，是能够多阶段触发的气囊，使现有的同一个用于气囊膨胀的烟火操纵装置至少可以部分地用于驱动转向柱收缩装置，特别是使转向柱沿其轴向定位距离收缩。
此外，在本发明的优选形式中，优选的是，气囊的膨胀和展开，特别是气囊的多阶段膨胀和展开，能够根据转向柱的收缩距离和/或收缩位置进行控制。举例来说，根据转向柱的收缩距离和/或收缩位置，和/或膨胀/展开状态，通过机械控制，在机械上产生转向柱收缩装置和/或气囊的烟火操纵装置的进一步触发，就可以实现这一点。
利用这种安全转向柱，汽车驾驶员的安全被进一步优化。
根据本发明的安全系统以及汽车，其特征在于，带有可以根据事故情况而触发的烟火操纵转向柱收缩装置的安全转向柱。
优选地，这种安全系统或汽车包括驾驶员位置检测装置和根据驾驶员位置控制操纵转向柱收缩工作的控制装置。根据驾驶员位置，或者不用驾驶员位置，或者除了驾驶员位置，要获得驾驶员的身材、体重和/或状态，并被考虑用于控制转向柱收缩装置的工作。
在根据本发明的安全方法中，根据事故情况，转向柱收缩装置被烟火操纵，使转向盘远离驾驶员移动。
在本方法的优选实施例中，检测驾驶员的位置和/或身材、体重和/或状态，并传到控制装置，控制装置根据这些尺寸来控制转向柱收缩装置的工作。
以下列出了本发明的基本原理以及本发明的优选的和有利的实施例。
1．一种能够沿轴向进行调节的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火驱动的转向柱收缩装置，在发生事故时，利用这种转向柱收缩装置可以使安全转向柱的位置沿其轴向远离乘客。
2．安全转向柱的进一步改进在于，烟火驱动的转向柱收缩装置包括至少一个用于安全转向柱沿其轴向定位的烟火驱动缸。
3．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火驱动缸，利用一个齿条转动舒适定位的锁轴，以开启定位锁，该齿条由凸轮控制与齿轮啮合。
4．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火驱动缸，通过摆动杠杆转动舒适定位的锁轴，以开启定位锁。
5．安全转向柱的进一步改进在于，根据驾驶员的数据，控制转向柱收缩装置，具体地说，打开或关闭转向柱收缩装置。
6．安全转向柱的进一步改进在于，包括一个烟火缸，其安装成在转向系统舒适定位情况下，在无事故的条件下在槽式导向件中滑动。
7．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个带有定位机构的舒适定位装置，并且定位机构的活塞杆做成齿条形式，在至少一个大致相同的短撞击后，在舒适定位装置的每个位置与定位齿轮啮合。
8．安全转向柱的进一步改进在于，包括一个安装在导向件上的烟火缸，该导向件是可以移动的，因此，能够在最初位置与舒适定位装置一同移动。
9．安全转向柱的进一步改进在于，包括一个烟火定位缸，安装在一个导槽中，在转向柱收缩装置触发时，具有两个由剪切销相连的楔的楔锁紧装置被楔牢，通过驱动这个缸使一个楔靠住另一个，并从而固定这个缸。
10．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火缸，安装在一个导槽中，两个楔形的驱动器，通过缸在一个方向上移动一个楔而通过一个剪切驱动器在相反方向上与活塞的活塞杆一起驱动另一个楔，彼此楔靠在一起。
11．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火缸，安装成除了能开启安全转向柱的定位机构以外，还能够在随后将装有安全转向柱的托架远离驾驶员方向移动。
12．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火缸，按下述方式导引：它在舒适定位托架导引下移动超出舒适定位距离。
13．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火缸，按以下方式导引：缸在其撞击末端锁住。
14．安全转向柱的进一步改进在于，烟火缸设置有锁定活塞，锁定活塞只能向前运动，在受反方向负载情况下锁住。
15．安全转向柱的进一步改进在于，烟火缸包括可以由锁定滚珠或负载吸收器锁住的活塞。
16．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火缸，其中在缸相对作用力侧的一侧上装有减振器，具体地说是液压或空气减振器，通过排出介质来产生速度调节效果。
17．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火缸，其可以按气囊触发被执行的时间来定时点火。
18．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个转向柱安装托架和对负载板的设计，负载板被解锁之后远离托架弯曲，并释放了托架的径向运动。
19．安全转向柱的进一步改进在于，转向柱安装托架是电控的，在高个驾驶员情况下用负载吸收板来吸收尖峰负载，同时通过烟火作用，尤其是电控，将安全转向柱向着坐近气囊的个小的人移动更远一些的距离。
20．一种安全转向柱，可沿其轴向进行调节，包括一个转向柱收缩装置，进一步改进在于，这种转向柱收缩装置在触发时，首先释放转向柱的轴向定位装置，然后使转向柱沿轴向定位的方向产生远离乘客的收缩。
21．安全转向柱的进一步改进在于，提供了一个烟火操纵装置，用于沿远离乘客的轴向定位方向定位转向柱和/或释放轴向定位装置。
22．根据项20或21与项1到19中的一个项相结合的安全转向柱。
23．一种安全系统，其特征在于，包括一个根据上述的项中的一个的安全转向柱。
24．安全系统的进一步改进在于，安全转向柱由负载吸收板固定到托架上，在发生事故时，负载吸收板的固定可被切断。
25．安全系统的进一步改进在于，提供了一个气囊装置的烟火操纵装置，装在烟火操纵的转向柱收缩装置中或连接在上面。
26．安全系统的进一步改进在于，提供了一个用于气囊装置特别是多阶段触发气囊的操纵装置，通过该操纵装置，能够连接转向柱收缩装置以进行工作，这样，同一个现有的用于气囊膨胀的烟火操纵装置可以至少部分地用于定位的释放和/或转向柱收缩装置的定位驱动。
27．安全系统的进一步改进在于，能够控制气囊的膨胀和展开，特别是在给定的情况下，气囊根据转向柱的收缩距离和/或收缩位置的多阶段膨胀和展开，反之亦然。
28．安全系统的进一步改进在于，根据乘客的数据来控制气囊的膨胀和展开，特别是在给定的情况下，气囊的多阶段膨胀和展开，以及/或转向柱的收缩。
29．安全系统的进一步改进在于，优选地，提供了机械控制，根据转向柱的收缩距离和/或收缩位置，以及/或气囊的膨胀和展开状态，产生一系列的用于转向柱收缩装置和/或气囊的触发，特别是机械上的触发。
30．一种汽车，其特征在于，包括根据项1到29的任一个的安全转向柱和/或安全系统。
31．一种触发和操纵根据上述项的任一个的安全转向柱和/或安全系统的安全方法，其特征在于，首先通过一个单独的或第一气体发生剂(propellant charge)点火，释放或取消安全转向柱在其轴向的锁定或定位，然后，沿着远离驾驶员的最大收缩位置的方向，安全转向柱受到气体发生剂，即第一气体发生或在给定的情况下进一步的第二气体发生剂的作用。
32．安全方法的特征在于，进一步的气体发生剂是第二气体发生剂，它受到已点火的第一气体发生剂的作用而点火。
33．安全方法的特征在于，进一步的气体发生剂是第二气体发生剂，通过第二气体发生剂，气囊在与转向柱收缩同时或一段时间延迟之后点火膨胀。
34．一种汽车中的安全方法，在发生事故时，特别是在转向盘气囊触发时，转向柱远离驾驶员移动，其特征在于，在由事故引起的转向柱远离驾驶员运动之前，检测驾驶员的位置，然后根据该位置，在气囊展开之前或期间，如果该位置超出了到转向盘给定或预定距离，以及/或超出了其它的乘客数据，转向柱被单独的操纵装置，如烟火能量储存装置，远离驾驶员移动。
本发明其他有利的、优选的结构在从属权利要求中被提及，且可以从下面的说明以及图示中获得。
附图显示了为了详细说明本发明的实施例。其中，
图1A和1B以纵向和横向剖面的方式显示了带有转向柱收缩装置和驾驶员气囊的安全转向柱的第一个实施例；
图2以在两个不同状态的横剖面的形式显示了带有转向柱收缩装置和驾驶员气囊的安全转向柱的第二个实施例；
图3以横剖面形式显示了带有转向柱收缩装置的安全转向柱的第三个实施例；
图4以横剖面形式显示了带有转向柱收缩装置的安全转向柱的第四个实施例；
图5A,5B和5C以剖视的形式显示了带有转向柱收缩装置的安全转向柱的第五个实施例的局部；
图6以横剖面形式显示了带有转向柱收缩装置和驾驶员气囊的安全转向柱的第六个实施例。
在图中的每个图形里，功能相同或相似的相同或相似的零件被标以相同的符号，或者相比较地加以说明，以便对于本领域普通技术人员来说，可以单从看图、它们的比较和/或下面的说明信息中，不用额外的信息，也能容易地明白零件及其它们的组合、功能和工作模式，即使当每个单独的图形之间和/或被陈述和说明的图形和文字之间没有明显的关联的情况下。
基于附图将在下面详细地对本发明以及对应其实施例的一些特别有利的特点和效果加以说明。
图1A和图1B显示了安全转向柱或总的来说是转向装置100的第一个实施例。安全转向装置100具有作成转向柱收缩装置102和两阶段的驾驶员气囊22形式的安全装置或安全系统101。安全装置101的转向柱收缩装置102包括辅助压力保险20和局部显示于图1中的转向柱1的反转机构21。
在根据图1A和图1B的实施例中，转向柱1通过定位托架3轴向可调节地布置到安装板2上。定位托架3包括一个初级点火器4，与带有压力通孔6的压力腔5连通。转换套筒8构成了压力腔5的限位，并且沿轴向可调。其中，转换套筒8通过转向柱的杆27上形成的槽7(只标出了一个槽7)伸出所述杆27。转换套筒8的自由端靠在其上装有Bowden缆线12一端的调整套筒9上，以锁定其沿槽7的运动。Bowden缆线12的另一端装在与定位杠杆11一同工作的释放杠杆10上。
此外，图1A和1B的第一个实施例的转向柱收缩装置102包括辅助压力保险20形式的驾驶员气囊22的第一阶段点火器14。驾驶员气囊22的第一阶段点火器14具有从压力腔5可以触及的两个活塞15，稍后将对其说明。本实施例的驾驶员气囊22还包括带有软线保险16的第二阶段。一个颗粒过滤器装在驾驶员气囊22的初始气囊18的前面。气体通道19(见图1B)从第一阶段沿着第二阶段进入气囊18。为了完整的缘故，也画出了转向盘的螺纹安装装置13。
在图1中，显示了电触发的初级点火装置，如所示的接头缆线29清晰地表示的。由相应的帽或盖30产生的压力撞击完成两个功能，详细地说：
一方面，在两个活塞上的压力撞击机械地触发第一阶段点火(见图1A)，它可以通过与软线保险16一起指示的第二阶段的外部的气体通道19(也见图1B)给气囊18部分充气。由于可以被电触发或点火的盖30牢固地布置在车内可转动转向柱1和可转动转向盘(未示出)外侧这个事实，可以以有利的方式节省了紧固在汽车(未示出)内可转动的转向盘(未示出)和气囊触发控制装置(未示出)之间的电连接。
过去常常是必需的这种电连接的一种可能的实现方式是所谓的螺旋弹簧，例如，由塑料制成。连接到在可转动的转向盘中的电子触发帽上的连接缆线通过螺旋弹簧穿出，确保在转向盘每个转动位置这个电子帽都能触发。但是这种螺旋弹簧具有较高的价格。为了取代这种昂贵的螺旋弹簧，配置了一种相对便宜的组合，即固定在车内的电子初级触发装置和与转向柱和转向盘能一同旋转的机械触发第一触发阶段的组合。
为了完整的缘故，应提到的事实为，只有在气囊18可以无阻碍地延伸过一给定点，并因此对软线31拉力很大，使剪切作用保险或者在此提及的第一实施例中为了增加触发安全性而设置的双剪切作用保险被触发时，软线保险16才被触发，从而也可以使用其它形式的触发器，例如冲击作用保险，并通过适当的装置来触发。
另一方面，在所说明的例子中，初级触发系统4导致在转向盘运动过程中与转向柱一同旋转的转换套筒8被定位在远离转向盘(未示出)位置。如果可能由于财政的原因该初级触发系统4对于实现该功能来说过小，气囊装置22的第一点火阶段的压力可以被用于转换套筒8相应的定位，这是特别优选的。作为另一个变化，也可以同时用两个压力的组合。
在转向柱支撑32中，转换套筒8与相对转向柱1的转动静止的调整套筒9连接。从而，以简单和巧妙的方式，在可转动的转向柱1的内部初级点火系统4的压力撞击同时被传到可转动转向柱外部，到达一个相对转向柱的转动静止不动的系统上。所述的压力撞击用于通过给气囊18充气的第一阶段点火系统14的压力进行触发。
转向柱支撑32内的调整套筒9上连有Bowden缆线12，通过该缆线调整套筒9的定位运动被传到转向柱调整装置或转向柱舒适定位装置33。转向柱舒适定位装置33的作用是在沿轴向的纵向方向和在垂直方向上在单个定位位置处固定转向柱。转向柱支撑32内的调整套筒9的定位运动从而通过Bowden缆线12而导致转向柱调整装置33的松动，它例如可以通过由定位杠杆11操作的螺母34来实现。因此，通过释放杠杆10,Bowden缆线与锁螺母34接合。
从而，通过初级点火系统4，调整套筒9被可与转向柱一同转动的转换套筒8移动。调整套筒9拉动Bowden缆线，而Bowden缆线扭转释放杠杆10，导致在水平和垂直方向可调整的转向柱1的锁34释放，以使转向柱1能被缩回。
一种特别有利的方式是，在气囊18充气过程中类似撞击的压力用于使转向柱1收缩，从而使转向盘(未示出)远离驾驶员。通过第一阶段以及每个进一步的阶段(仅仅作为一个例子，在图1A,2和6中只显示了一个第二阶段，本发明并不局限于此)，气囊18迅速地向驾驶员膨胀并展开。作为气囊18膨胀的反作用力，被认为是一个作用，也产生了一远离驾驶员的压力冲击，它导致如上所述的初级触发系统4释放转向柱，使转向柱远离驾驶员运动。因此，用于膨胀气囊18的能量同时以巧妙的方式用于转向盘(未示出)远离驾驶员的运动。特别是通过多个安全功能(转向系被气囊的压力移动)的组合，节省了结构空间、重量和成本。
在转向柱1中可以用吸收元件(未示出)来避免在转向柱收缩时需要较大的气囊18。该元件(未示出)按以下方式调节：通过转向柱套管(未示出)的收缩来实现转向柱1的前侧缩短。同时气囊从另一侧推动。
为了解释气囊装置22的结构，也应提及下列事实：在根据图1A的安全装置101的第一个实施例中，驾驶员气囊22的第一阶段点火装置14由通过上面提及的作为双活塞保险23的两个活塞15构成，它可被初级触发系统4的压力冲击触发。从而，双活塞保险23包括两个点火器24a,24b。驾驶员气囊22的第二阶段的软线保险16包括一个环形点火器25，一个双剪切作用保险的两侧与环形点火器25接合。
以下，另外说明了本发明的一些具体的实施形式，例如在第一个实施例的范围内的。
一般地，本发明提供了一种转向盘安装在转向柱上的汽车的安全装置，该安全装置包括烟火驱动的转向柱收缩装置。
根据进一步改进，在这种安全装置中，可以提供按以下方式构造的转向柱收缩装置：当触发时，首先释放转向柱轴向定位，特别地，这由烟火操纵系统执行，然后导致转向柱沿其轴向定位距离收缩。
另外的或其它的，转向柱收缩装置为了进行驱动，连接到气囊尤其是多阶段触发气囊的操纵装置，使同一现有的用于膨胀气囊的烟火操纵装置至少可以部分用于转向柱收缩装置的释放和/或驱动。
通过这点，根据这种装置和方法具体地提供有：气囊的膨胀和展开，尤其是在所给定的情况下，气囊根据转向柱的收缩方向和/或收缩位置的多阶段膨胀和展开，能够被相互联系地控制。或装置或其相应的方法可以按下列方式设计：提供了一个机械控制装置，根据根据转向柱的收缩方向和/或收缩位置以及/或气囊的膨胀/展开条件，对转向柱收缩装置和/或气囊的烟火操纵装置进行点火以及进一步的机械触发。
在本发明范围内的安全装置的触发和操作方法特征在于，首先，通过第一气体发生剂和/或气囊装置的第一个阶段或一阶段气囊装置的点火，转向柱在其轴向的至少一个定位被释放，然后，对转向柱进行处理，在所给定的情况下，用于在远离驾驶员最大收缩位置上触发至少一个第二气体发生剂。
在这个方法中，优选的是，在给定的情况下，第二气体发生剂在点火的第一气体发生剂作用下而点火。
另外的或其它的，在根据本发明的方法中进一步提供有：通过已点火的第二气体发生剂，在与转向柱收缩同时或一段时间延迟后使气囊膨胀。
在图2中，显示了安全转向柱100的第二个实施例。
在图2的说明中，本实施例的安全装置101的左半边显示的是气囊展开之前的情况，右半边显示的是气囊展开之后的情况。
在这个实施例中安全装置101也包括两阶段气囊装置22，其中第二阶段只在如果气囊18能够通过第一阶段展开直至保证在气囊18的展开空间内没有障碍物的情况下触发。这可以通过软线或绳31直接拉动触发机构或提供拉力释放拉力触发机构(未示出)纯机械地实现。如果使用电子第二触发器，软线也可以作用为电开关或霍尔发生器或类似物。只有在没有人坐在气囊18前面太靠近的地方，或者只有在第一阶段已将气囊设置到位的情况下，第二发生器的点火才将全部的压力施加到气囊18上。
图2在其下部显示了环绕转向柱1的用于第一阶段的发生器35。转向柱1可以转动而发生器35保持静止。这样作的优点是，电子触发器保持固定不动，因此不需要使用上面提及的用于供电的昂贵的螺旋弹簧。压力通路由孔36形成并用例如迷宫型密封(未示出)来密封。
图2在图中下半边的右部显示了图2中下半边左部所示第一发生器35的替换方式。在根据图2右部的实施例中，发生器37放置在转向柱1内。由于固定的电连接，带有引爆剂38的电子帽30只能固定地安装，并且通过环形通道39穿过孔40将点火能量传到薄壁的发生器37内。
在发生器35或37前面或下面，一个活塞41装在转向柱1内。活塞41的突起43在槽42中导引，当压力施加到相对于汽车(未示出)内实际的部件来说的前面/下面时，移动套筒9。这个套筒9通过Bowden缆线12将运动传递到左侧/右侧的螺纹轴或普通的螺纹件34上来开启转向柱1的水平和垂直定位装置。气囊18的反向冲击使转向柱1相对汽车(未示出)内的实际部件向前和向下运动。为了防止需要较大的气囊18，可以通过吸收器44来使定位速度减慢。
除此以外，从上述实施例的描述中还可以得到如下的优点。
在第二阶段膨胀气囊达到最终压力之前，通过软线的长度可以同时手动且简单地检查是否有人坐得与气囊太近。
以两个不同的形式设计的发生器，为静止不动，这意味着不转动，就节省了来补偿转向盘转动的昂贵的螺旋弹簧。
转向柱的烟火定位在人和转向盘之间提供了更大的空间。
参照图3，说明本发明的第三个实施例。
如前两个实施例所示，第三个实施例也是基于在驾驶员和转向盘之间产生更多空间的思想，即通过下面的首先全面陈述的实施方法。
根据第三以及第四个稍后参照图4说明的实施例，由于舒适的缘故而可调整的标准转向盘与烟火驱动缸基本平行连接。在气囊展开之前及期间，气缸开启可调整转向盘的锁，然后与汽车成一条直线地向前推转向柱，那意味着远离驾驶员。
根据本发明的设计也提供了一种可调整的转向柱，在发生事故时，它由烟火驱动的缸远离乘客推开。
根据一优选实施例，这种转向柱设置有烟火驱动缸，其通过由凸轮控制与齿轮啮合的齿条转动舒适定位的锁轴，从而开启锁。
另外的或其它的，这种转向柱设置有烟火驱动缸，其通过一回转杠杆转动舒适定位的锁轴，并从而开启锁。
为了转向柱的舒适定位不受根据本发明的烟火缸影响，并且，最优的按以下方式设计烟火驱动缸的连接，它在转向盘舒适定位的情况下，正常条件时(意味着远离事故)，沿导槽滑动。
此外，优选的是，烟火定位缸按以下方式与舒适位置的定位机构接合，在定位齿轮内受到等效短促冲击后，被设计成齿条的活塞杆与每个舒适位置接合。(例如，见图3)
此外，优选的是，烟火定位缸可移动地装在导向装置中，使之在其初始位置中移动，进行舒适定位。
烟火缸也可以按这样一种方式装在导槽中，当点火时，由剪切安全销连接的两个楔发生楔进，一个楔通过推烟火缸来楔靠在另一个上，从而固定了烟火缸。另一方面，还提出了，烟火缸以这样一种方式装在其导槽中：两个楔形的驱动器可以楔靠在一起。一个楔由活塞沿一个方向移动，另一个通过可剪切的驱动器向烟火缸的活塞杆的相反方向运动。
本发明实施例进一步优化的设计是，烟火缸的结构是：在托架带着转向柱远离驾驶员后烟火缸与定位机构的开启装置分开。可以进一步改进为，烟火缸按以下方式引导：烟火缸在舒适托架导引器内移动超出舒适位置范围。另外，烟火缸可以按在冲击结束时锁定系统的方式进行导引。也可能是，烟火缸带有在安全带拉紧器中共用的锁定活塞，这种活塞只能向前运动，并且在受反方向负载时锁住。后一种情况可以进一步发展为，这个活塞被构造成可以用吸振器(未示出)来代替锁定滚珠。
本实施例的另一种设计是在烟火缸相对力作用的一侧固定一吸振器(液压的或空气的)以通过排出介质来调节速度。
此外，烟火缸可以按照与气囊点火相配合的方式进行点火。
从上面各方案的组合以及下面提及的特征及其组合中可以得出进一步可能的设计和优点。
图3显示了具有舒适定位的转向柱1。图中示出了水平和垂直设置的导向件45和46、锁轴47以及定位杠杆48。定位机构装在转向系统100的螺纹安装板(未示出)上。
具体特征是与定位机构平行安装的一个缸49。缸49按这样一种方式安装到摆动支撑51中的定位设置装置50上：其齿条52与齿轮53有相同靠近的支撑位置，与舒适位置所在的位置无关。烟火帽30在气囊(未示出)之前或同时被计算机(未示出)点火。可以通过试验来优化点火时间。
在监视电路探测到例如一个身材小的人坐在转向盘前面太近的地方的情况下点火装置给出另外的方式。
烟火的能量通过活塞54推动齿条52。齿条52被凸轮55强制地导引，与通过锁轴47解开转向柱锁的齿轮53啮合。在解开转向柱1锁后(大约是在转轴14转1/4圈后)，缸49将转向系统100的定位推向前面。
正常情况下，转向系统100被推得比舒适位置所允许的更前，从而，定位轴47在舒适方式限定装置56后面锁定。
如果，由于与事故相关的原因，转向系统100不能覆盖整个其前面的距离，就要给出一种带有锁定滚珠57的活塞54的中间锁。
如果试验证实在具体的工作条件或其它情况(例如，为了优化气囊展开和转向柱收缩的协同工作)下，转向系统100的定位速度应从某段距离起降低，这可以通过气动或液动闸58来实现。在火药的相对侧，存有一些介质59，其通过缸盖61的喷气孔60以一种计算好的减速模式来被推动。正常情况下，这些孔60如图所示在标号62处是密封的。
在正常情况下，齿条52也是通过定位锁63来定位的。在发生事故的情况下，通过凸轮55导引的齿条52的运动破坏了定位锁。
事故后，如果所剩的转向系统100允许的话，转向柱100可以被修理以再次起作用，例如在更换了缸49和定位锁63后。
当然，齿轮53和齿条52可以由带有舒适位置设定(未示出)的杠杆系统来代替。
图4显示了作为根据图3的第三实施例的变动形式的第四实施例，其中通过一个可断开的连接66，活塞杆65上的驱动器64将滑动导引楔67楔靠在固定于缸49上的楔68上。从而，在事故期间缸49被固定在由舒适决定的每个位置处。
其它相似的解决方案在本领域技术人员的知识范围内。
总之，在第三和第四实施例中，制成了带有烟火触发缸的安全转向系统，在事故期间解开可调整转向柱的锁并把它推离驾驶员。从而在驾驶员和正展开的气囊和转向盘之间产生了更大的空间。两个方案都减少了乘员受伤的风险。
在图5A、5B和5C中，以局部剖面图的形式解释了带有转向盘以及特别是烟火可调整的转向柱安装装置的汽车安全装置的第五实施例。从而，对于例如车内的乘客来说，安全装置包括由烟火控制的转向柱收缩装置，而更进一步增加了其安全。从而转向盘可以被远离驾驶员，而由于撞击在转向盘上而受伤的风险就极大地降低了。
根据图5A、5B和5C的第五实施例特指烟火可调整转向柱，其通过在事故时克服负载吸收器相反的方向运动来吸收能量的“托架”来调整。
从实际应用中清楚地知道，目前根据事故情况优化的转向盘的构造是，它们安装在托架上，当人撞在转向盘上时，托架克服负载吸收器运动。这种负载吸收器可以是，例如可变形的或变形剪切板，其一方面与托架相连，另一方面连接到主体转向系统的安装装置上。在事故发生时，除气囊外，转向盘也产生运动，从而吸收能量。这种采用了除气囊以外的安全装置来降低负载峰值对体重大的人特别有利。
身材小的驾驶员被迫坐在靠近转向盘的前面。由于相对的矮小，在一些事故情况下，距气囊距离太小，虽然驾驶员系紧了安全带但也会造成死亡。(见案件美国FMVSS208USA的证据，99年4月生效)
在本发明的第五个实施例中，在体重大的乘客的情况下吸收能量的托架被用来在驾驶员气囊展开之前或期间向前(即通常的行驶方向)移动。从而，身材小的人的头部到气囊之间的距离被增加到不会由于气囊展开而受伤所需要的距离。
例如，通过驾驶员座椅的电子开关来探测到驾驶员坐在座椅位置的前部，一放在托架内侧或其上的烟火帽在气囊展开之前或期间通过气囊应急电路来触发。由帽产生的气压通过通道作用于活塞上，活塞首先解开负载吸收板的固定，然后在行驶方向上移动带有转向柱的托架。实际例子显示，借此，从气囊到头的距离增加了约70mm，气囊作为保护装置对于体重轻、身材小的人也是足够了，不会有危险的负载尖峰。对于身材小的人构成危险的是到气囊的距离短，而该距离已经通过根据图5A、5B和5C的第五个形式的实施例充分增加。
图5A、5B和5C显示了在框架70中带有可移动的托架69的本发明第五实施例。框架70装在车体(未示出)上能够纵向移动。参照图5A、5B和5C，在个大的人的情况下，如果人撞到转向盘上(未示出)，一个可变形剪切的“负载吸收板”71将吸收负载尖峰。从而烟火帽72并不触发。如果监视电路(未示出)发出人坐在离转向盘前太近的地方的信号，烟火帽72将触发。通过压力分配通道73，活塞74和75在其前侧被推动。首先，这些活塞74和75压向横向板76，在本实施例中它连接到两个用来连接负载吸收板71的锁销77和78上。这些锁销77和78从负载吸收板71的孔中被推出，此后，托架69通过被安装框架70支撑的活塞74和75在行驶方向上推动。借此，负载吸收板71被弯曲到顶部并让开了托架移动的通道。从而，气囊被快速地移动到距驾驶员较大距离处。从图5A、5B和5C的解释以及结合专业知识可得到具有相同或相似效果的相似的可能形式。
下面对解释第五实施例的一些概述。
基本上，第五个实施例是基于以下思想：转向柱装在托架上，托架在驾驶员撞到转向盘情况下通过克服能量吸收板的移动来吸收负载尖峰，该安装对于身材小的人坐得距气囊近并近到危及安全的情况区别对待：在通过检测电路探测到身材小的人后，负载吸收板被通过根据本发明的利用烟火技术的机构来纵向移动的托架解锁，且通过烟火压力作用在活塞结构上来使托架沿行驶方向移动，借此，在身材小的人的头部和气囊之间产生了较大的距离而避免了在气囊展开时的伤害。
换句话说，根据第五实施例，在本发明的优选设计中，用于体重大的负载尖峰吸收转向柱托架，在乘员身材小且坐在非常靠近气囊而易受伤的地方的情况下，由烟火移动，使气囊的展开不会造成伤害。
图6显示了根据本发明的用于转向盘在转向柱上的汽车安全装置的第六个实施例变例。
基本地，在上述的实施例的上下文中提供的事实以及所介绍的全部内容对于本实施例也是有效的，于是以下只是说明了图6中所示的第六个实施例中与上述的实施例不同之处。
气囊的压力可被用来通过上述例子中的活塞来开启舒适位置的锁。
从而，压力气体也可以按以下方式被控制，例如，通过磁阀，使其可以或不可以穿过阀而到达转向柱定位处。这种磁阀最好装在转向柱套管内在气囊压力供给和活塞之间。
这种装置的背景是以下事实：如果转向装置保持在正常位置以在气囊之外能够吸收能量，它对于坐在正确位置的体重大、个高的人是有好处。但是，在个小的人坐在靠近转向盘和气囊的情况下，较好的是到气囊有较大的距离。这时单独用气囊吸收能量已足够了。
可以通过超声波或红外线传感器，座位占据探测垫或乘坐位置查询或座位储存电路来执行个小的人的探测。最简单和最经济的装置是座位滑行架内的开关，其查询座椅位置并在前面的驾驶员座椅定位后正确探测到个小的驾驶员。随后如果个小的人在驾驶，在这种方式下，基本地说，磁阀可以被转换到气体通道并从而使气体通过来开启舒适定位。
进一步的可能通常是用安全带卡扣内的开关探测驾驶员(个小)(也有可能个高)是否佩戴了安全带。根据这点可以控制转向盘远离头部定位，特别是对于个小未佩戴安全带的情况。
实施例一到五的进一步完善是在转向系统定位装置的拧开轴和在发生事故时开启定位装置的杠杆之间采用“空转”(free running)。因此，在舒适定位情况下应急开启系统保持固定不动。
在事故时使转向柱与个小又有可能没系安全带的驾驶员间更大距离的补充或其它的可能方法可以由所谓的“应急托架”来实现。
现代安全立柱通常安装在托架式机壳上，机壳然后导引在与车身螺纹连接在一起的框架中。托架式机壳通过一个板(第五个实施例)与框架连接。在发生事故时，如果个高体重的乘客将很大的力传到上述转向系统，则该板由于吸收的能量而变形。
由于这个能量对于个高体重的人是必然的，在如以下所示的个小又可能未带安全带情况下该应急托架可以更有用。
如图6中所示的，能量吸收板71以只在个高体重的人的情况下工作的方式与锁销77固定。磁力线圈79可以将锁销77拔出负载吸收板71，然后，清开应急托架69远离驾驶员运动的路线，而不会给能量吸收板71带来制动效果。托架69被气囊18的反作用冲击、转向系统的负载或通过如第五个实施例文中所述的烟火作用帽30产生的附加的作用而移动。
在事故时，除了或者作为应急托架和通过转向柱中的活塞来定位的替换，还可以移动转向系统，在必要时由根据第三和第四实施例的变化形式的烟火驱动缸开启转向系统的舒适定位。
在如图6所示的实施例中，必要时使用双阶段气囊装置22来定位转向系统100的位置，通过压力容器独立地打开气囊盖，然后通过带有多条缝制的线或带31的软膨胀(softly inflated)气囊18来探测驾驶员是否偏离位置而位于气囊18的危险区域。如果所有的线31达到它们的全长并撕裂，那么气囊18的较强的第二阶段将被触发。
总之，在第六个实施例的范围内，通过位置探测和/或安全带系紧探测可以在事故发生很长时间以前就决定以下问题：
1．应急托架是用于吸收能量还是作为移动托架，在头部和气囊之间形成更大的距离，
2．根据例如，驾驶员的体重或他佩戴安全带情况来决定是否开启舒适的纵向和/或垂直定位装置，
3．气囊压力开启转向系统的舒适定位装置，然后例如通过压力容器在任何情况下打开气囊盖以使气囊可以柔和地膨胀出来。然后通过气囊控制装置或另外地，类似第一阶段，由相同信号来触发气囊的第二阶段。这对于个高体重的佩戴安全带的人的情况特别有意义。在个小或/且没有佩戴安全带的人情况下，第一阶段的气囊柔和地出来并通过附加的线来探测是否气囊能够完全打开到整个。只有在没人位于其路线内后，第二阶段才将被触发。
以这种方式得到以下优点：
通过简单的位置和/或系紧安全带探测，每次行车时在事故前，就能基本上决定转向系统是否要产生一个较大的距离或气囊装置是否首先判断，是否需要触发较安全的但更具杀伤力的第二阶段。
例如，也可以设置成使气囊不需自己打开其盖但能柔和地出来。通过这些探测使系统的风险可以减小到一半。
此外，通过对本发明简单的变动，对个小的人、未佩戴安全带的人、“偏离位置”的人以及婴儿座椅的单独判断来减小驾驶员气囊的杀伤性。该判断在事故之前或与事故部分同时地进行。与其它的“电子”解决方案比较，在本发明的范围内推荐的原理、系统和实施方式是更快且更具效果的。此外，通过转向柱定位，具体地说可调整并可控制的转向柱定位装置，“致命的”气囊问题在根本上得以解决。
再参照图6和其所示的第六个实施例，显示了带有外壳81的磁阀80，其让气体通过开口83流入其内部82。一电信号，例如，基于乘坐位置和安全带状况的电信号通过磁力线圈79吸引管路84到“气体通道”或“非气体通道”。管路84由弹簧85来保持“封闭”就位。此外，在磁阀80的安装板86上设置有用于特殊气体通过速度的孔87。可以使用任何形式的阀。
此外，图6显示了应急托架69的变动形式，托架式外壳88支撑转向柱1，并在螺纹连接在车体90上的框架89中导引。必要时，通过带有磁力线圈79的锁销77使负载吸收板71释放，以便应急托架69可以被用作可移开的转向系统托架。
此外，图6显示了在“拧开轴”92和在事故时用于开启转向系统100进行的定位的杠杆93之间的“空转”91。
本发明只是用举例和图解形式的实施例进行了说明，但并不局限于此，而是包括本领域技术人员能够从权利要求书和说明书中一般性的解释以及实施例的说明和附图的图示中得到的所有的变动、修改和替换。尤其是，本发明所有单独的特性和潜在的结构以及它们的实施例可以彼此结合。
标号参照表1    转向柱2    安装板3    定位托架4    初级点火系统5    压力腔6    压力通孔7    槽8    变换套筒9    调整套筒10   释放杠杆11   定位杠杆12   Bowden缆线13   转向系统的螺纹连接14   第一阶段点火15   点火活塞16   第二阶段软线作用保险17   颗粒过滤器18   气囊19   来自第一阶段的气体通道20   辅助压力保险21   反向运动机构22   驾驶员气囊或气囊装置23   双活塞保险24a,24b  点火器25       形点火器26       剪切作用保险27       管28       转换套筒的自由端29       电连接30       帽或盖31       线32       转向柱支撑33       转向柱锁定或转向柱舒适定位装置34       螺纹连接35       发生器36       孔37       发生器38       助力器39       环形通道40       孔41       活塞42       槽43       突出部44       吸收器45,46    水平或垂直设定导引件47       锁轴、旋转轴或定位轴48       定位杠杆49       缸50       定位调整装置51       摆动支撑52       齿条53       齿轮54       活塞55       凸轮56    舒适方式限制件57    锁定滚珠58    空气或液力制动器59    介质60    喷孔61    缸盖62    喷孔的密封状况63    位置锁64    驱动器65    活塞杆66    可剪断连接67    导引楔68    楔69    可动托架70    框架71    负载吸收板72    盖73    压力分配通道74,75 活塞76    横向板77,78 锁销79    磁力线圈80    磁阀81    外壳82    外壳的内部83    开口84    管85    弹簧86    安装板87    孔88    托架式外壳89    框架90    车体91    空转92    “拧开轴”93    杠杆100   安全转向柱或安全转向系统101   安全装置或安全系统102   转向柱收缩装置

Claims (34)

1．一种能够沿轴向进行调节的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火驱动的转向柱收缩装置，在发生事故时，利用这种转向柱收缩装置可以使安全转向柱的位置沿其轴向远离乘客。
2．根据权利要求1的安全转向柱，其特征在于，烟火驱动的转向柱收缩装置包括至少一个用于安全转向柱沿其轴向定位的烟火驱动缸。
3．根据权利要求1或2的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火驱动缸，利用一个齿条转动舒适定位的锁轴，以开启定位锁，该齿条由凸轮控制与齿轮啮合。
4．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火驱动缸，通过摆动杠杆转动舒适定位的锁轴，以开启定位锁。
5．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，根据驾驶员的数据，控制转向柱收缩装置，具体地说，打开或关闭转向柱收缩装置。
6．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，包括一个烟火缸，其安装成在转向系统舒适定位情况下，在无事故的正常条件下在导槽中滑动。
7．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个带有定位机构的舒适定位装置，并且定位机构的活塞杆做成齿条形式，在至少一个大致相同的短冲程后，在舒适定位装置的每个位置与定位齿轮啮合。
8．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，包括一个安装在导向件上的烟火缸，该导向件是可以移动的，因此，该烟火缸能够在最初位置与舒适定位装置一同移动。
9．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，包括一个烟火定位缸，安装在一个导槽中，在转向柱收缩装置触发时，具有两个由剪切销相连的楔的楔锁紧装置被楔牢，通过驱动这个缸使一个楔靠住另一个，从而固定这个缸。
10．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火缸，安装在一个导槽中，两个楔形的驱动器通过由缸在一个方向上移动一个楔，通过一个剪切驱动器在相反方向上与活塞的活塞杆一起驱动另一个楔，彼此楔靠在一起。
11．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，安装成除了能开启安全转向柱的定位机构以外，还能够在随后将装有安全转向柱的托架远离驾驶员方向移动。
12．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火缸，按下述方式导引：它在舒适定位托架导引下移动超出舒适距离。
13．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火缸，按以下方式导引：缸在其冲程末端锁住。
14．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，烟火缸设置有锁定活塞，锁定活塞只能向前运动，在受反方向负载情况下锁住。
15．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，烟火缸包括可以由锁定滚珠或负载吸收器锁住的活塞。
16．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火缸，其中在缸相对作用力侧的一侧上装有减振器，具体地说是液压或空气减振器，通过排出介质来产生速度调节效果。
17．安全转向柱的特征还在于，提供了一个烟火缸，其可以按气囊触发被执行的时间来定时点火。
18．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，提供了一个转向柱安装托架和对负载板的设计，负载板被解锁之后远离托架弯曲，并释放了托架的径向运动。
19．根据前述任一权利要求的安全转向柱，其特征在于，转向柱安装托架是电控的，在高个驾驶员情况下用负载吸收板来吸收尖峰负载，同时通过烟火作用，尤其是电控，将安全转向柱移开距坐近气囊的小个的人更远一些的距离。
20．一种安全转向柱，可沿其轴向进行调节，包括一个转向柱收缩装置，其特征在于，这种转向柱收缩装置在触发时，首先释放转向柱的轴向定位装置，然后使转向柱沿轴向定位的方向产生远离乘客的收缩。
21．根据权利要求20的安全转向柱，其特征在于，提供了一个烟火操纵装置，用于沿远离乘客的轴向定位方向定位转向柱和/或释放轴向定位装置。
22．根据权利要求20或21与权利要求1到19中的一个相结合的安全转向柱。
23．一种安全系统，其特征在于，包括一个根据前述任一权利要求的安全转向柱。
24．根据权利要求23的安全系统，其特征在于，安全转向柱由负载吸收板固定到托架上，在发生事故时，负载吸收板的固定可被切断。
25．根据权利要求23或24的安全系统，其特征在于，提供了一个气囊装置的烟火操纵装置，装在烟火操纵的转向柱收缩装置中或连接在上面。
26．根据权利要求23到25中任一项的安全系统，其特征在于，提供了一个用于气囊装置特别是多阶段触发气囊的操纵装置，通过该操纵装置，能够连接转向柱收缩装置以进行工作，这样，同一个现有的用于气囊膨胀的烟火操纵装置可以至少部分地用于定位的释放和/或转向柱收缩装置的定位驱动。
27．根据权利要求25或26的安全系统，其特征在于，能够控制气囊的膨胀和展开，特别是在给定的情况下，气囊根据转向柱的收缩距离和/或收缩位置的多阶段膨胀和展开，反之亦然。
28．根据权利要求23到27中任一项的安全系统，其特征在于，根据乘客的数据来控制气囊的膨胀和展开，特别是在给定的情况下，气囊的多阶段膨胀和展开，以及/或转向柱的收缩。
29．根据权利要求23到28中任一项的安全系统，其特征在于，提供了机械控制，根据转向柱的收缩距离和/或收缩位置，以及/或气囊的膨胀和展开状态，产生随后的用于转向柱收缩装置和/或气囊的触发，特别是机械上的触发。
30．一种汽车，其特征在于，包括根据权利要求1到29中的任一项的安全转向柱和/或安全系统。
31．一种触发和操纵根据前述任一权利要求的安全转向柱和/或安全系统的安全方法，其特征在于，首先通过一个单独的或第一气体发生剂点火，释放或取消安全转向柱在其轴向的锁定或定位，然后，沿着远离驾驶员的最大收缩位置的方向，安全转向柱受到气体发生剂，即第一气体发生剂或在给定的情况下进一步的第二气体发生剂的作用。
32．根据权利要求31的安全方法，其特征在于，进一步的气体发生剂是第二气体发生剂，它受到已点火的第一气体发生剂的作用而点火。
33．根据权利要求31或32的安全方法，其特征在于，进一步的气体发生剂是第二气体发生剂，通过第二气体发生剂，气囊在与转向柱收缩同时或一段时间延迟之后点火膨胀。
34．一种汽车中的安全方法，在发生事故时，特别是在转向盘气囊触发时，转向柱远离驾驶员移动，其特征在于，在由事故引起的转向柱远离驾驶员运动之前，检测驾驶员的乘坐位置，然后根据该乘坐位置，在气囊展开之前或期间，如果该位置超出了到转向盘给定或预定距离，并且/或超出了其它的乘客数据，转向柱被单独的操纵装置，如烟火能量储存装置，远离驾驶员移动。
CN 99806846 1998-05-11 1999-04-01 汽车安全转向柱、安全系统和带安全系统的汽车及安全方法 Pending CN1303340A (zh)

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