車輛的轉向柱系統的製作方法

2023-05-20 15:32:11

本公開總體涉及車輛安全，並且更具體地，涉及一種用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統。

背景技術：

碰撞測試是為了確保各種模式的運輸工具(主要包括車輛)的安全設計標準而經常執行的破壞性測試。存在有由美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)制定的不同類型的碰撞測試，以用於評估車輛的耐碰撞性的不同方面。最傳統的碰撞測試已知作為「正面撞擊碰撞測試(frontal-impact crash test)」，即，駕駛車輛與諸如混凝土牆的屏障物迎頭碰撞。圖1A示出了示例性正面撞擊碰撞測試，其中，撞擊角度與車輛100行駛的方向直接相對。在這種情況下，車輛100的整個前端都經受由於與屏障物110的碰撞而產生的負載。但是，在「重疊碰撞測試」中，只有車輛前端的一部分撞擊屏障物。撞擊力保持大約與正面撞擊測試的撞擊力相同，但是要求車輛的小部分吸收該力。

最近，NHTSA提出了新的「斜正面碰撞測試(oblique frontal crash test)」，其中，在與車輛行駛的方向具有偏角的角度處，車輛被屏障物(例如，研究可移動變形屏障物(RMDB))阻擋。例如，圖1B示出了示例性斜正面碰撞測試，其中，在相對於車輛100行駛方向具有15°的偏角處(具有35％的重疊)，屏障物110(在這種情況下為移動屏障)與車輛100碰撞。無論車輛何時在與車輛行駛方向具有偏角的位置處撞擊另一 物體(即，非正面撞擊類型的碰撞)，都可出現如圖1B所示的「傾斜」碰撞，諸如，轉向到對向交通並撞擊另一汽車的失控車輛。

顯著地，在傾斜正面碰撞中，其中，車輛的整個前端不經受主要負載，碰撞的側向加速度將導致乘員(例如，駕駛員、乘客等)向主要力方向(PDOF)移動，導致如圖2所示的駕駛員的向前運動和側向運動。如果PDOF距離中心足夠遠，則乘員將會以未在目前常規測試中所表示的方式，來負載傳統的正面約束(例如，安全氣囊系統)。實際上，最近的傾斜碰撞測試已示出：主要的正面安全氣囊系統獨自不能充分地保護駕駛員，其中，駕駛員的運動學特徵具有顯著的側向輸入，這促使駕駛員位於常規的駕駛員側安全氣囊之間，並且使得駕駛員以不安全的方式撞擊緩衝板。因此，如同加載更一般的常規加載條件(諸如，迎頭碰撞)一樣，如果出現斜正面撞擊，傳統的正面約束不能為乘員提供足夠保護水平，。

一些車輛可裝配有簾式安全氣囊(CAB)，用於在具有顯著的側向輸入的正面撞擊中對駕駛員的頭部和/或上半身提供額外保護。CAB通常從駕駛員側的門的前方向後地向後乘客門膨脹。為了使CAB在圖1B所示的傾斜撞擊中提供足夠的頭部保護，氣囊必須做得更寬、更長，或者具有一些系帶以創建用於約束上部軀幹的「口袋」。然而，這些CAB設計受到充氣壓力、時機以及由於添加額外材料的包裝問題的限制。

在常規車輛保護系統中，存在其他缺陷，諸如，通常使用煙火式固體(例如，疊氮化鈉)的安全氣囊充氣機。然而，生成氣體具有高溫，並且由於高溫氣體通過形成在其中的排氣孔從安全氣囊中排出，所以它可能對乘客的手部造成燒傷的危險。此外，在常規轉向柱中，用於吸收碰撞事件過程中的能量吸收機構一般採用金屬的彎曲、伸長，或撕裂。然而，由於金屬化學、處理，以及幾何形狀的變化，這些機構通常容易受到性能變化的影響，包括中斷平滑負載傳輸的可能性。轉向柱的離軸(off-axis)加載可造成對轉向柱的合成滑動運動幹涉，而該合成滑動對於由撞擊造成的負載安全處理是必要的。

技術實現要素：

本公開提供了一種轉向柱系統，其中，中央駕駛員側安全氣囊(DAB)軸沿著車輛的可旋轉轉向軸延伸。DAB軸可通過磁性組件以固定方式保持。包含安全氣囊的DAB模塊在方向盤的中央區域內連接至DAB軸的近端，該該中央區域連接至可旋轉轉向軸的近端。方向盤和DAB模塊彼此不連接且彼此不相互作用。因此，即使當方向盤圍繞模塊旋轉時，DAB模塊也保持固定。為了在具有顯著的側向輸入的正面撞擊的過程中提供對駕駛員的頭部和/或上半身的增強保護，安全氣囊可形成為具有基本圓形的中央腔以及一對側延伸腔，該一對側延伸腔分別從中央腔的右側和左側延伸。

根據本公開的實施方式，車輛的轉向柱系統包括：可旋轉的、中空的轉向軸，該轉向軸具有附接至方向盤的近端，並且該轉向軸被構造成將方向盤處的旋轉輸入傳輸至車輛的轉向齒條；固定的駕駛員側安全氣囊(DAB)軸，該安全氣囊軸由轉向軸包圍並沿轉向軸延伸；以及DAB模塊，該DAB模塊包含安全氣囊，並且該DAB模塊固定地安裝至在方向盤區域內的DAB軸的近端。包含在DAB模塊中的安全氣囊形成為具有基本圓形的中央腔以及一對側延伸腔，該側延伸腔中的一個布置在中央腔的右側，並且該側延伸腔中的另一個布置在中央腔的左側。

側延伸腔的膨脹可發生得比中央腔的膨脹更慢。此外，側延伸腔可保持膨脹的時間比中央腔保持膨脹的時間更長。當安全氣囊膨脹時，側延伸腔的端部可向車輛的駕駛員彎曲。此外，一個或多個排氣孔可布置在安全氣囊上，從而允許用於使安全氣囊膨脹的壓縮氣體從安全氣囊排出。

磁性組件可被構造成以固定方式保持DAB軸。就這點而言，磁性組件可包括：一個或多個內部磁體，布置在轉向軸內部；以及一個或多個外部磁體，布置在轉向軸外部且定位成與一個或多個內部磁體對準。一個或 多個內部磁體可嵌入DAB軸的外部。一個或多個外部磁體可安裝至圍繞轉向軸和DAB軸的固定外部軸組件的外表面。

同時，方向盤和轉向軸可被構造成分別獨立於DAB模塊和DAB軸進行旋轉。DAB模塊可固定安裝在方向盤的中央區域中。DAB模塊也可保持在固定位置中，同時方向盤圍繞DAB模塊旋轉。此外，轉向軸的近端可直接附接至方向盤。方向盤可不附接至DAB模塊。

此外，間隔部件可沿著轉向軸的內部布置以避免DAB軸與轉向軸的接觸。轉向軸也可包括通過分離機構連接在一起的上部和下部，該分離機構允許上部和下部在碰撞事件過程中彼此分離。能量吸收部件可布置在上部連接至下部的位置附近，以用於吸收碰撞事件過程中的能量。

轉向柱系統可進一步包括：固定外部軸組件，該固定外部軸組件圍繞轉向軸和DAB軸。間隔部件可沿著外部軸組件內部布置以避免外部軸組件與轉向軸或DAB軸之間的接觸。

轉向柱系統可進一步包括：一個或多個內部能量吸收部件，該內部能量吸收部件布置在轉向軸內部，以用於吸收碰撞事件過程中的能量。轉向柱系統可另外包括：一個或多個外部能量吸收部件，該外部能量吸收部件可布置在轉向軸外部，以用於吸收碰撞事件過程中的能量。

此外，DAB軸可基本中空並且允許壓縮空氣通過的通道以使包含在DAB模塊中的安全氣囊膨脹。就這點而言，轉向柱系統可進一步包括：壓縮氣體組件，該壓縮氣體組件被構造成將壓縮氣體提供至基本中空的DAB軸。此外，轉向柱系統可進一步包括：壓縮氣體傳輸構件，該壓縮氣體傳輸構件布置為圍繞形成在轉向軸中的氣體進口，並且該壓縮氣體傳輸構件被構造成從壓縮氣體組件接收壓縮氣體，並且將所接收的壓縮氣體通過氣體進口傳輸至轉向軸。一入口可形成在DAB軸中以接收通過轉向軸流動的壓縮氣體。

此外，根據本公開的實施方式，車輛的轉向柱系統包括：可旋轉的、中空的轉向軸，該轉向軸具有附接至方向盤的近端，並且該轉向軸被構造成將方向盤處的旋轉輸入傳輸至車輛的轉向齒條；固定的駕駛員側安全氣囊(DAB)軸，該安全氣囊軸由轉向軸包圍並沿轉向軸延伸；以及DAB模塊，該DAB模塊包含安全氣囊，並且該DAB模塊固定安裝至方向盤區域內的DAB軸的近端；以及磁性組件，該磁性組件被構造成以固定方式保持DAB軸，其中，磁性組件包括：布置在轉向軸內部的一個或多個內部磁體，以及布置在轉向軸外部且定位成與一個或多個內部磁體對準的一個或多個外部磁體。

一個或多個內部磁體可嵌入DAB軸的外部，並且一個或多個外部磁體可安裝至圍繞轉向軸和DAB軸的固定外部軸組件的外表面。

附圖說明

通過參考結合附圖進行的以下描述可更好地理解本文中的實施方式，在附圖中，相同的參考標號表示完全相同或功能相似的元件，在附圖中：

圖1A和圖1B示出了示例性的碰撞測試；

圖2示出了響應於傾斜碰撞的車輛乘員運動學特徵的示例；

圖3示出了根據本公開的一個實施方式的用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的示例性側視圖；

圖4示出了根據本公開的一個實施方式的增強安全氣囊配置的示例性視圖；

圖5示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的內部部件的示例性側視圖；

圖6示出了沿圖5中示出的線A-A截取的用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的示例性截面視圖；

圖7示出了包括磁性組件的用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的另外側視圖；

圖8示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的能量吸收部件的示例性側視圖；

圖9示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的轉向軸的上區段和下區段的示例性側視圖；以及

圖10示出了在用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統中操作的壓縮氣體組件的多個側視圖。

應當理解，以上參考的附圖不必按比例繪製，並呈現了說明本公開的基本原理的各種優選特徵的略微簡化的表示。本公開的具體設計特徵，包括，例如，具體尺寸、定向、位置和形狀，將部分由特定的預期應用和使用環境來確定。

具體實施方式

本文所使用的術語僅是用於描述具體實施方式的目的，而非旨在限制本公開。除非上下文另有明確說明，否則如本文所用的單數形式「一個」、「一種」和「該」旨在也包括複數形式。將進一步理解，當在本說明書中使用時，術語「包括(comprises)」和/或「包括(comprising)」規定了闡述的特徵、整數、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但並不排除存在或附加有一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或它們的群組。如本文所使用的，術語「和/或」包括一個或多個相關列出的術語的任意及全部組合。術語「耦接」表示兩個組件之間的物理關係，由此組 件直接連接至另一組件或者通過一個或多個中間組件間接連接至另一組件。

應當理解，本文所使用的術語「車輛(vehicle)」或者「車輛的(vehicular)」或者其他的類似術語包括廣義的機動交通工具，諸如包括運動型多用途車輛(SUV)、大巴車、卡車、各種商用車輛的載客車輛，包括各種船隻(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，太空飛行器等，並且包括混合動力車輛、電動車輛、混合動力電動車輛、氫動力車輛、以及其他可替代的燃料車輛(例如，燃料從除石油以外的資源獲得)。如本文中提及，電動車輛(EV)是從可充電能量儲存裝置(例如，一個或多個可再充電電化學電池或其它類型的電池)得到的電力作為其一部分運動能力。EV不限於汽車，並且可包括摩託車、推車、小輪摩託車等。此外，混合動力車輛是具有兩個或多個動力源的車輛，例如，同時具有汽油動力和電動力的車輛(例如，混合電動車輛(HEV))。

現在參考本公開的實施方式，車輛可包括：轉向柱系統，在轉向柱系統中，中央的駕駛員側安全氣囊(DAB)軸沿著車輛的可旋轉轉向軸延伸。DAB軸可通過磁性組件以固定方式保持。包含安全氣囊的DAB模塊在方向盤的中央區域內連接至DAB軸的近端，該方向盤連接至可旋轉轉向軸的近端。方向盤和DAB模塊彼此不連接且彼此不相互作用。因此，即使當方向盤圍繞模塊旋轉時，DAB模塊也保持固定。為了在具有顯著的側向輸入的正面撞擊的過程中，提供對駕駛員的頭部和/或上半身的增強保護，安全氣囊可形成為具有基本圓形的中央腔以及一對側延伸腔，該一對側延伸腔分別從中央腔的右側和左側延伸。

圖3示出了根據本公開的實施方式的用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的示例性側視圖。如圖3所示，轉向柱系統200可包括：近端附接至方向盤220的可旋轉轉向軸210。轉向軸210的近端可直接附接至方向盤220。轉向軸210可被構造成將方向盤220處的旋轉輸入傳輸至車輛的 轉向齒條(未示出)。正如本領域公知的，方向盤220可由車輛的駕駛員自由旋轉，因此對應地旋轉轉向軸210。

轉向柱系統也可包括：DAB軸230，該DAB軸是固定的(即，不旋轉)且沿轉向軸210延伸。DAB軸230可在其遠端固定安裝至車輛，例如，車輛的車身或車輛的儀器面板，以避免移動或旋轉。可選地，如以下進一步詳細描述的，DAB軸230可通過磁性組件以固定方式保持，該磁性組件包括：嵌入DAB軸230中的一個或多個內部磁體，以及布置在轉向軸210外部且與該一個或多個內部磁體對準的一個或多個外部磁體。此外，轉向軸210可形成為中空的，並且可基本上圍繞DAB軸230。即，DAB軸230可定位於中空轉向軸210的內部。如以下進一步詳細描述的，諸如滾針軸承等的一個或多個間隔部件可沿著轉向軸210的內部布置以便將DAB軸230與轉向軸210分開，並且避免兩個軸之間的接觸摩擦。

DAB模塊240可固定安裝至DAB軸230的近端，使得模塊240位於方向盤220的區域內。正如本領域公知的，DAB模塊240可包含安全氣囊250，當在車輛中感應到碰撞時，該安全氣囊250展開。在車輛的使用過程中，DAB模塊240可定位為與車輛駕駛員相對，使得在出現撞擊時，包含在DAB模塊240中的安全氣囊250有效地緩解對駕駛員的撞擊。

顯著地，方向盤220和DAB模塊240可以是彼此不相互作用的不連接部件。即，方向盤220可不附接至DAB模塊240。因此，DAB模塊240可保持在固定位置，同時方向盤220圍繞DAB模塊240旋轉。此外，轉向軸210和DAB軸220可以是彼此不相互作用的不連接部件。因此，方向盤220和轉向軸210分別可獨立於DAB模塊240和DAB軸220地旋轉。

安全氣囊250可形成為具有基本圓形的中央腔和一對側延伸腔，該一對側延伸腔分別從中央腔的右側和左側延伸以便提供改善的傾斜保護。就這點而言，圖4示出了根據本公開的實施方式的增強安全氣囊配置的示例性視圖。如圖4所示，安全氣囊250可包括：主中央腔252，該主中央腔 252具有布置在中央腔252的右側和左側的側延伸腔254。中央腔252可形成為常規的、基本圓形的墊，該墊在正面撞擊的情況下，為駕駛員提供足夠的支撐。在安全氣囊250展開的過程中，安全氣囊可通過形成在中央腔252的後部的壓縮氣體入口256接收壓縮氣體(例如，從壓縮氣體組件提供的壓縮氣體)。在安全氣囊250展開之後，接收的壓縮氣體可通過形成在中央腔252的後部的排氣孔258從安全氣囊250中排出。如以下進一步詳細描述的，通過使用壓縮氣體來使安全氣囊250膨脹，氣體可以以低溫度從排氣孔258排出，由此減小對駕駛員手部的燃燒。

由於在傾斜碰撞的情況下中央腔252不足以保護駕駛員，所以如圖2所示，一對側延伸腔254可分別從中央腔252的右側和左側延伸，以便在這種撞擊(其中，存在顯著的側面輸入)的情況下對駕駛員的頭部和/或上半身提供額外保護，避免撞到堅硬表面。側延伸腔254增加安全氣囊250的保護寬度，並且因此允許中央腔252具有較小周緣。此外，當安全氣囊250展開(即，膨脹)時，側延伸腔254可為波形的使得其端部稍微向駕駛員彎曲。該波形可被優化以約束駕駛員的頭部和/或上部軀體，以便最小化有害肢體接觸以及造成的頭部、頸部以及胸部傷害的可能性。

側延伸腔254的膨脹可發生得比中央腔252的膨脹更慢。同樣，側延伸腔254可將壓力維持得比中央腔252的更久，以便在偏心的正面碰撞(即，傾斜碰撞)的過程中填充簾式安全氣囊(CAB)與中央腔252之間的空隙。當面臨傾斜碰撞時，這種配置可能是有利的，因為相比較迎頭碰撞，在具有側向撞擊的正面碰撞中，駕駛員的頭部可能接近堅硬表面發生之前有更長時間。

再次參考圖3，轉向柱系統200可進一步包括：圍繞轉向軸210和DAB軸230的外部軸組件260。外部軸組件260可用作轉向軸210和DAB軸230的殼體。外部軸組件260可安裝至車輛，例如，安裝至車輛的車身或車輛的儀器面板，並且可能夠滿足所需要的轉向柱負載以及轉向軸210和方向盤220的傾斜或伸縮要求。此外，如下文進一步詳細描述的，諸如滾 針軸承等的一個或多個間隔部件可布置為沿著外部軸組件260的內部以將外部軸組件260與DAB軸230和/或轉向軸210分開，並且避免外部軸組件260與DAB軸230和/或轉向軸210之間的接觸摩擦。

此外，一個或多個能量吸收部件可布置在轉向柱系統200內，用於吸收碰撞事件過程中的能量。例如，一個或多個內部能量吸收部件270可布置在轉向軸210的內部。此外，或可選地，一個或多個外部能量吸收部件280可安裝在轉向軸210的外部，例如，安裝至車輛的車身或車輛的儀器面板。例如，液壓/空氣能量吸收器或壓縮金屬泡沫可用作能量吸收部件。同樣，本文中公開的能量吸收部件代替常規機構，這些常規機構通過撕裂或展開金屬部件而吸收乘員能量。能量吸收部件可在碰撞事件的負載情況下，實現為對乘員的額外保護。

此外，壓縮氣體組件可用於DAB模塊240膨脹。如圖3所示，壓縮氣體組件可包括：壓縮氣體提供構件290，該壓縮氣體提供構件安裝得遠離DAB軸230，並且通過管子或其他相似的耦接裝置耦接至轉向柱系統200。在這種情況下，DAB軸230可基本為中空以允許從壓縮氣體組件提供的壓縮氣體通到DAB模塊240。因此，壓縮氣體可通過DAB軸230直接提供至DAB模塊240以便在碰撞中展開安全氣囊。本文中公開的壓縮氣體系統代替常規的固體推進物(比如，疊氮化鈉)的使用。

轉向柱系統200可進一步包括：安裝在轉向軸210的遠端的齒輪組件(未示出)，以便將方向盤220處的旋轉輸入傳輸至轉向齒條(未示出)。齒輪組件可包括一組螺旋狀齒輪。該組螺旋狀齒輪的第一齒輪可與轉向軸210形成整體，並且該組螺旋狀齒輪的第二齒輪可耦接至第一齒輪並且不與轉向軸210形成整體。

圖5示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的內部部件的示例性側視圖。如圖5所示，轉向柱系統200的內部部件包括，例如，連接至方向盤220的轉向軸210以及連接至DAB模塊240的DAB軸230。

可通過磁性組件300固定DAB軸230，以便將DAB模塊240維持在固定的、非旋轉的位置。如以下相對於圖6和7進一步詳細描述的，磁性組件300可包括一個或多個外部磁體310以及一個或多個內部磁體320。在替代方式中，作為示例，DAB軸230的遠端可固定至車身或儀器面板的下側。DAB軸230的近端可附接至DAB模塊240。

同時，轉向軸210可連接至方向盤220並且將來自駕駛員的旋轉輸入傳遞至車輛的下部齒輪(未示出)和轉向齒條(未示出)。轉向軸210和DAB軸230可在彼此平行的方向上延伸。更具體地，轉向軸210可以為中空的，以便DAB軸230能夠延伸通過該轉向軸，使得轉向軸210基本上圍繞DAB軸230。諸如滾針軸承或其他相似部件的一個或多個間隔部件330可用於將轉向軸210與DAB軸230分開，並且降低其間的接觸摩擦。

因為連接至方向盤220的轉向軸210以及連接至DAB模塊240的DAB軸230彼此不相互作用，即，轉向軸210與DAB軸230是不連接的部件，所以轉向軸210的旋轉不影響固定的DAB軸230。因此，即使當方向盤220在車輛駕駛時旋轉，由於方向盤220和DAB模塊240也不是相互作用的部件，從而允許DAB模塊240保持在固定位置。有利地，相比較常規的轉向柱系統，轉向柱系統200的設計變得更加靈活，並且車輛乘員安全性可增強。

圖6示出了沿圖5中示出的線A-A截取的用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的示例性截面視圖。如圖6所示，固定的DAB軸可基本上被轉向軸210和外部軸組件260按照從內部向外部的順序包圍。一個或多個間隔部件330可將DAB軸230與轉向軸210分開，並且將轉向軸210與外部軸組件260分開，以避免其間的接觸引起的摩擦，因此允許各種軸部件的平順地、通暢地移動。在碰撞的情況下，在負載軸部件的過程中，間隔部件330也保持軸組件位於相對於彼此的位置。間隔部件330可包括滾珠軸承(非磁性)、滾針軸承或能夠降低軸部件之間的摩擦的其他物體。

此外，轉向柱系統200可包括：以固定方式保持DAB軸230的磁性組件300。就這點而言，磁性組件300可包括：布置為貫穿轉向柱系統200的多個磁體，以便保持DAB軸230處於恰當的位置。例如，如圖6所示，磁性組件300可包括：布置在轉向軸210內部的一個或多個內部磁體320以及布置在轉向軸210外部且定位成與一個或多個內部磁體320對準的一個或多個外部磁體310。更具體地，內部磁體320可嵌入DAB軸230的外部中。內部磁體320可與DAB軸230的外表面齊平。同時，外部磁體310可安裝(例如，剛性附接)至外部軸組件260的圍繞轉向軸210和DAB軸230的外表面。在一些配置中，內部磁體320可包括稀土、高能(即，永久)磁體。同時，外部磁體310可包括稀土電磁體。磁性組件300也可包括貫穿轉向柱系統200布置的額外磁體組。

因為內部磁體320和外部磁體310定位得彼此對準，同時內部磁體320嵌入DAB軸230中，所以由於兩組磁體之間的磁性引力，DAB軸230可有效鎖定在合適位置。例如，內部磁體320和外部磁體310可定位為極性相對以便將DAB軸230定中心在「零度」轉向位置。然而，在高速正面撞擊的過程中，DAB軸230可使用在轉向柱系統200配備的能量吸收部件自由地與磁性組件300分離，以控制力量和/或位移。

圖7示出了用於包括磁性組件的增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的另外的側視圖。如圖7所示，外部磁體310安裝至外部軸組件260的圍繞轉向軸210和DAB軸230的外表面。例如，如圖7所示，磁性組件300的磁體可縱向布置在轉向柱系統200中。此外，外部磁體310可沿著外部軸組件260的多個區段布置，並且相似地，內部磁體320可嵌入DAB軸230的多個區段中以與外部磁體310相匹配。因此，圖7僅示出了轉向軸210、DAB軸230以及外部軸組件260的單個區段。

圖8示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的能量吸收部件的示例性側視圖。如圖8所示，轉向柱系統800可包括一個或多個能量吸收部件(例如，內部能量吸收組件270、外部能量吸收部件280、能量吸收 盤285等)，以用於吸收在車輛發生碰撞事件過程中的能量。能量吸收部件可包括，例如，用於能量吸收的液壓或氣動活塞類機構或基於氣體/油類的減震器。可選地，或者此外，能量吸收部件可包括可壓碎的金屬泡沫機構，而不是在常規的轉向柱中應用的金屬撕裂/成型機構。可考慮到負載需要，基於諸如乘員特性(例如，質量)、安全帶使用、碰撞類型等因素，由轉向柱系統設計者來調節能量吸收部件。

轉向柱系統200中的能量吸收部件可包括，例如，布置在轉向軸210內部的一個或多個內部能量吸收部件270以及布置在轉向軸210外部的一個或多個外部能量吸收部件280。更具體地，內部能量吸收部件270可布置在DAB軸230內部，以用於吸收影響DAB軸230的能量，而外部吸收部件280可安裝至外部軸組件260的內表面或轉向軸210的外表面，以用於吸收影響外部軸組件260和/或轉向軸210的能量。外部能量吸收部件280可提供力量/位移性能，該力量/位移性能被調節為補充(complement，補償)用於固定的DAB軸230的內部能量吸收部件270。

能量吸收部件可進一步包括能量吸收盤285，其可沿著轉向軸230布置。更具體地，如圖8所示，能量吸收盤285可布置在轉向軸的上區段210a耦接至轉向軸的下區段210b(例如，附接至上區段210a和下區段210b中的一個)的位置。能量吸收盤285可與外部能量吸收部件280相互作用，該外部能量吸收部件可被構造成：當由於在碰撞事件過程中在方向盤220上的高負載轉向軸210向下位移時，吸收來自能量吸收盤285的能量。

圖9示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統中的轉向軸的上區段和下區段的示例性側視圖。如圖9所示，與方向盤220一起旋轉的轉向軸210圍繞DAB軸230並且在其遠端(即，下區段)耦接至標準轉向機構，諸如轉向齒條(未示出)等。內部能量吸收部件270可布置在DAB軸230內，以吸收在碰撞事件過程中影響DAB軸230的能量。

此外，如上提及的，轉向軸210可被分為多個區段，例如，耦接至標準轉向機構的下區段210b以及連接至方向盤220的上區段210a，下區段210b與上區段210a彼此附接。下區段210b與上區段210a可被構造成使得轉向軸的上區段210a可與轉向軸的下區段210b重疊。因此，上區段210a可與下區段210b自由分離，並且在由於正面碰撞而產生重負載時，向下位移(即，在下區段210b上)。

一個或多個分離機構400可用於將轉向軸的上區段210a附接至轉向軸的下區段210b。分離機構400可將上區段210a和下區段210b保持在一起，並且允許上區段210a與下區段210b分離，並且在碰撞事件過程中，當重負載施加於方向盤220上時，上區段210a和下區段210b向下移動。如圖8所示，能量吸收盤285可布置在緊鄰分離機構400的位置。

圖10示出了用於增強車輛乘員安全性的轉向柱系統的壓縮氣體組件操作的多個側視圖。示出了示例性過程，通過該示例性過程，壓縮氣體通過轉向柱系統200流動以便使包含在DAB模塊240中的安全氣囊250膨脹。

如圖10所示，壓縮氣體組件可用於DAB模塊240膨脹。壓縮氣體組件可至少包括壓縮氣體提供構件290，該壓縮氣體提供構件290安裝得遠離DAB軸230(例如，外部軸組件260的外部)，並且通過管子或其他相似的耦接裝置耦接至轉向柱系統200。壓縮氣體提供構件290可提供壓縮氣體以使包含在DAB模塊240中的安全氣囊250膨脹。在這種情況下，DAB軸230可基本為中空的，以允許從壓縮氣體組件提供的壓縮氣體通到DAB模塊240。因此，壓縮氣體可通過DAB軸230直接提供至DAB模塊240，以便在撞擊的情況下展開安全氣囊。

壓縮氣體組件也可包括：布置在氣體進口294上的壓縮氣體傳輸構件292，該氣體進口形成在轉向軸210和DAB軸230中。壓縮氣體傳輸構件292可形成為圍繞轉向軸210和DAB軸230的環形構件。壓縮氣體傳輸 構件292可構造成接收從壓縮氣體提供構件290提供的壓縮氣體(例如，參見圖10中的「壓縮氣體流」)並且通過氣體進口294將接收的壓縮氣體傳輸至轉向軸210中。

軸止動件296可布置在轉向軸210和DAB軸230的內部，並且定位為在氣體進口294的後面以避免氣體洩漏。同時，壓縮環298可布置在轉向軸210與DAB軸230之間，並且定位為在氣體進口294的前面以進一步避免向前的氣體洩漏。

可操作地，從壓縮氣體提供構件290提供的壓縮氣體可通過壓縮氣體傳輸構件292的入口流動，並且通過形成在其中的氣體進口294流入轉向軸210中。隨後，接收的壓縮氣體通過形成在DAB軸230中的氣體進口294(即，傳輸孔)推動，該氣體進口位於轉向軸210內。由此壓縮氣體流對準DAB模塊240，用於在撞擊的情況下使安全氣囊250膨脹。

因此，相比較常規的轉向柱系統，本文中描述的轉向柱系統具有增加的靈活性、設計簡單性以及增強的保護。例如，將DAB模塊240安裝為方向盤220上的固定中央輪轂使得新的駕駛員安全氣囊配置能夠在某些正面碰撞模式中增強乘員保護，諸如圖4中示出的具有側面延伸構件254的安全氣囊250，這些側面延伸構件從中央腔252向外延伸以便延伸安全氣囊的側向保護性範圍。此外，固定輪轂設計可使得產生圍繞DAB模塊240控制和顯示的設計。甚至進一步地，固定輪轂設計允許使用用於駕駛員安全氣囊膨脹的壓縮氣體(例如，使用圖10中示出的壓縮氣體組件)，由此減小與固體推進物相關聯的燃燒風險並且允許針對不同的乘員情況進行氣體壓力調節。

本文中描述的轉向柱系統在不使用複雜的齒輪、鏈條或其他扭矩傳輸機構的情況下，也允許方向盤220直接物理連接至轉向組件(例如，轉向軸210、轉向齒條等)。此外，本文描述的能量吸收部件(例如，內部能量吸收部件270和/或外部能量吸收部件280)的使用可代替用於轉向組件 的駕駛員負載的金屬變形技術，可基於乘員質量來調節該能量吸收部件以匹配負載需要。此外，使用如圖5至圖7所示的磁性組件300將DAB軸230固定在合適位置，這樣去除將DAB軸230安裝至車輛的需要，並且將附接至DAB軸230的近端的DAB模塊240保持為獨立於方向盤220的角度的固定旋轉位置。

儘管已示出且描述提供用於增強車輛乘員保護的轉向柱系統的示例性實施方式，但是應理解，在本文所公開的實施方式的精神和範圍內可進行各種其他調整和變形。因此，在本權利要求的範圍內，公開的實施方式可以任意合適的方式進行修改。

上述描述針對本公開的實施方式。然而，將顯而易見的是，可對所描述的實施方式進行其他變形和修改，以達成實施方式的一些或全部優點。因此，該描述僅通過示例的方式進行，並且並非限制本文中的實施方式的範圍。因此，所附權利要求的目的是覆蓋落在本文的實施方式的真正精神和範圍內的所有這些變形和修改。