[发明专利]车辆的转向柱系统

说明书

本申请涉及一种车辆的转向柱系统，该转向柱系统包括：能旋转的、中空的转向轴，该转向轴具有附接至方向盘的近端，并且该转向轴被构造成将方向盘处的旋转输入传输至车辆的转向齿条；固定的驾驶员侧安全气囊(DAB)轴，该安全气囊轴由转向轴包围并沿转向轴延伸；以及DAB模块，该DAB模块包含安全气囊，并且该DAB模块固定安装至方向盘区域内的DAB轴的近端。包含在DAB模块中的安全气囊形成为具有基本圆形的中央腔以及一对侧延伸腔，这些侧延伸腔中的一个布置在中央腔的右侧，并且这些侧延伸腔中的另一个布置在中央腔的左侧。

技术领域

本公开总体涉及车辆安全，并且更具体地，涉及一种用于增强车辆乘员安全性的转向柱系统。

背景技术

碰撞测试是为了确保各种模式的运输工具(主要包括车辆)的安全设计标准而经常执行的破坏性测试。存在有由美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)制定的不同类型的碰撞测试，以用于评估车辆的耐碰撞性的不同方面。最传统的碰撞测试已知作为“正面撞击碰撞测试(frontal-impact crash test)”，即，驾驶车辆与诸如混凝土墙的屏障物迎头碰撞。图1A示出了示例性正面撞击碰撞测试，其中，撞击角度与车辆100行驶的方向直接相对。在这种情况下，车辆100的整个前端都经受由于与屏障物110的碰撞而产生的负载。但是，在“重叠碰撞测试”中，只有车辆前端的一部分撞击屏障物。撞击力保持大约与正面撞击测试的撞击力相同，但是要求车辆的小部分吸收该力。

最近，NHTSA提出了新的“斜正面碰撞测试(oblique frontal crash test)”，其中，在与车辆行驶的方向具有偏角的角度处，车辆被屏障物(例如，研究可移动变形屏障物(RMDB))阻挡。例如，图1B示出了示例性斜正面碰撞测试，其中，在相对于车辆100行驶方向具有15°的偏角处(具有35％的重叠)，屏障物110(在这种情况下为移动屏障)与车辆100碰撞。无论车辆何时在与车辆行驶方向具有偏角的位置处撞击另一物体(即，非正面撞击类型的碰撞)，都可出现如图1B所示的“倾斜”碰撞，诸如，转向到对向交通并撞击另一汽车的失控车辆。

显著地，在倾斜正面碰撞中，其中，车辆的整个前端不经受主要负载，碰撞的侧向加速度将导致乘员(例如，驾驶员、乘客等)向主要力方向(PDOF)移动，导致如图2所示的驾驶员的向前运动和侧向运动。如果PDOF距离中心足够远，则乘员将会以未在目前常规测试中所表示的方式，来负载传统的正面约束(例如，安全气囊系统)。实际上，最近的倾斜碰撞测试已示出：主要的正面安全气囊系统独自不能充分地保护驾驶员，其中，驾驶员的运动学特征具有显著的侧向输入，这促使驾驶员位于常规的驾驶员侧安全气囊之间，并且使得驾驶员以不安全的方式撞击缓冲板。因此，如同加载更一般的常规加载条件(诸如，迎头碰撞)一样，如果出现斜正面撞击，传统的正面约束不能为乘员提供足够保护水平，。

一些车辆可装配有帘式安全气囊(CAB)，用于在具有显著的侧向输入的正面撞击中对驾驶员的头部和/或上半身提供额外保护。CAB通常从驾驶员侧的门的前方向后地向后乘客门膨胀。为了使CAB在图1B所示的倾斜撞击中提供足够的头部保护，气囊必须做得更宽、更长，或者具有一些系带以创建用于约束上部躯干的“口袋”。然而，这些CAB设计受到充气压力、时机以及由于添加额外材料的包装问题的限制。

在常规车辆保护系统中，存在其他缺陷，诸如，通常使用烟火式固体(例如，叠氮化钠)的安全气囊充气机。然而，生成气体具有高温，并且由于高温气体通过形成在其中的排气孔从安全气囊中排出，所以它可能对乘客的手部造成烧伤的危险。此外，在常规转向柱中，用于吸收碰撞事件过程中的能量吸收机构一般采用金属的弯曲、伸长，或撕裂。然而，由于金属化学、处理，以及几何形状的变化，这些机构通常容易受到性能变化的影响，包括中断平滑负载传输的可能性。转向柱的离轴(off-axis)加载可造成对转向柱的合成滑动运动干涉，而该合成滑动对于由撞击造成的负载安全处理是必要的。

发明内容