轉向柱壓潰系統的製作方法
2023-10-04 13:57:59
專利名稱：轉向柱壓潰系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車安全防護領域，尤其涉及一種轉向柱壓潰系統。
背景技術：
正面碰撞是發生碰撞事故最頻繁的碰撞形式。在正面碰撞被動安全開發中，轉向管柱是正面碰撞乘員保護約束系統的重要組成部分。在碰撞中，通過產生合理的壓潰力和壓潰距離緩衝對乘員胸部和頭部的衝擊。壓潰過程中，轉向柱的壓潰吸能結構發生塑性變形，吸收碰撞能量，降低胸部和頭部的傷害值，起到保護乘員的作用。在中國專利號為2012200177474、授權公告日為2012年9月5號、名稱為「汽車轉向管柱總成」，中國專利號為2011203410550、授權公告日為2012年5月30號、名稱為「汽車可控潰縮轉向管柱總成」，中國專利申請號為2010101666079
公開日為2011年11月9日、名稱為「吸能轉向管柱裝置及含有該裝置的車輛」，中國專利號為201010257089
公開日為2010年12月29日、名稱為「轉向管柱的壓潰吸能機構」等專利文件中都公開了各種不同的轉向管柱壓潰形式。現有轉向管柱的壓潰形式都是採用連接銷剪斷吸能、內外套筒摩擦吸能、U形鋼片變形吸能等方式。現有的轉向管柱壓潰方式普片存在以下不足:都是通過駕駛員對轉向盤產生撞擊後所產生的沿轉向柱的軸向力去迫使轉向柱軸向潰縮，而對不是沿轉向柱軸向的力則不產生響應且非軸向力等於設定值時即使軸向力達到使得值也不會產生響應，但碰撞過程中人體同方向盤之間的撞擊力的方向是隨機的、並非一定沿著轉向管柱的軸向，因此會產生駕駛人員受到了衝擊而轉向管柱不能壓潰或壓潰不充分的現象，故不能可靠地對駕駛員進行保護。
發明內容
本發明提供了一種能可靠地對駕駛員進行安全防護的轉向柱壓潰系統，解決了現有的轉向管柱壓潰系統不能可靠地對駕駛員進行保護的問題。以上技術問題是通過下列技術方案解決的:一種轉向柱壓潰系統，包括轉向柱和可控式壓潰助力裝置，所述轉向柱設有壓潰結構，所述可控式壓潰助力裝置包括電連接在一起的控制單元、用於檢測駕駛員同方向盤之間的撞擊力的壓力傳感器、DAB完全展開時刻獲取單元和執行機構，所述控制單元用於在DAB完全展開時刻起如果壓力傳感器檢測到駕駛員同方向盤之間的撞擊力有大於設定值的情況時使執行機構將壓潰結構壓潰。「DAB」是駕駛員安全氣囊模塊的意思。通過撞擊力以判斷駕駛員同方向盤的撞擊嚴重程度，通過DAB完全展開來判斷車輛是否受到碰撞，如果DAB完全展開且壓力傳感器檢測到撞擊力達到設定的值，表不車輛受到了撞擊且駕駛員同方向盤產生了撞擊但對方向盤的撞擊力沒有可靠地將壓潰結構壓潰，此時控制單元控制執行機構去將壓潰機構壓潰，確保了只要車輛產生碰撞且駕駛員同方向盤產生撞擊而受到損害前都能將壓潰結構壓潰，安全防護時的可靠性好且可控性好。作為優選，所述DAB完全展開時刻獲取單元根據DAB點爆時刻加上DAB完全展開所需的時間獲取DAB完全展開時刻。不同的DAB的完全展開所需的時間都是已知的，而DAB點爆時刻獲取結構和技術都是已知的，故通過本技術方案的方式獲取DAB完全展開時刻時快捷可靠。本發明還包括壓力傳遞套，所述壓力傳遞套包括感應部和設置在感應部的傳遞管，感應部包括裡層和柔性外層，裡層和外層之間形成同傳遞管相連通的腔體，所述腔體和傳遞管內填充滿液體，所述壓力傳感器的感應頭位於所述傳遞管內，所述感應部套設在轉向盤上。因力為矢量，該設計使得無論以怎樣的方向的力去撞擊轉向盤時，只需要一個壓力傳感器即能感知力的值。能方便地檢測到力。當然將多個壓力傳感器朝不同的方向布置在轉向盤上的方式也能感知，但結構的複雜程度和安裝接線時會十分不便。作為優選，所述壓力傳感器固定在所述轉向柱上。壓力傳感器不容易被碰撞到而損壞，可靠性好。作為另一優選，本發明還包括護胸和頭箍，所述護胸和頭箍上都設有所述壓力傳感器。既以便捷的方式解決了壓力傳感器的安裝問題，同時護胸和頭箍又能進一步對駕駛員起到安全防護作用。作為優選，所述轉向柱包括上段和下段，所述壓潰結構為氣脹杆，氣脹杆設有氣口，所述上段通過所述氣脹杆支撐在所述下段上，所述執行機構包括設置於所述氣口的電動閥。使用過程中，通過開啟電動閥，使氣脹杆扁掉的方式來實現轉向柱的軸向壓潰。轉向柱壓潰後通過重新對氣脹杆進行充氣而使得轉向柱復原，實現了轉向柱的可逆式壓潰。安全防護成本低。作為優選，所述上段和下段之間設有若干對相互配套的扭力杆和插孔，所述扭力杆穿設在所述插孔內，所述扭力杆沿轉向柱的軸向延伸，所述扭力杆沿軸向柱的周向分布；所述扭力杆和插孔二者，一者設置與所述下段、另一者設置於所述上段。轉動轉向盤時，轉向盤帶動上段轉動，上段帶動扭力杆轉動，扭力杆帶動插孔轉動，插孔帶動下段轉動，從而實現扭矩由轉向盤傳遞給下段，能夠克服氣脹杆傳遞扭矩的實時性較差的不足。作為優選，所述氣脹杆內的氣體為氧氣。使得產生碰撞事故時，駕駛艙內有足夠的氧氣，在車輛碰撞而導致換風系統損壞門窗無法開啟時不會產生駕駛艙缺氧而導致的駕駛員窒息現象。作為另一優選，所述壓潰結構包括吸能塊和套設在所述轉向柱上的轉向柱安裝架，所述吸能塊將轉向柱和轉向柱安裝架固定在一起，所述執行單元包括電機和通過所述電機驅動的用於頂斷所述吸能塊的頂杆。使用時，轉向柱通過轉向柱安裝架固定在車架上。吸能塊斷裂後則轉向柱安裝架失去對轉向柱的固定作用，轉向柱相對於轉向柱安裝架作相對運動而實現潰縮。作為優選，所述吸能塊為環形，所述頂杆為管狀結構，所述吸能塊和頂杆都套設在所述轉向柱上，所述吸能塊設有沿吸能塊周向延伸的導引槽，所述頂杆設有同所述導引槽對齊的環形刃。可控式壓潰助力裝置壓潰吸能塊時的可靠性好。本發明具有下述優點:通過設計可控式壓潰助力裝置來對壓塊結構進行壓潰，使得轉向管柱壓塊時的可控性、可靠性好；可控式壓潰助力裝置根據DAB的動作和方向盤所收的衝擊力兩個條件來判斷碰撞的嚴重程度以決定是否需要將壓潰結構壓潰，既能避免非碰撞事故而導致的壓力傳感器檢測到的力大於設定值而導致的將壓潰結構誤壓潰的現象、又能避免雖然DAB展開而駕駛員沒有同轉向盤產生碰撞擠壓時產生將壓潰結構誤壓潰的現象，能正確地將壓潰結構壓潰，能夠有效地降低安全防護成本；不同車型之間通過在控制軟體中更改DAB展開時間、乘員對方向盤的撞擊力的設定值，可以實現同一轉向管柱在不同車型上通用，通用性好。
圖1為本發明實施例一的示意圖。圖2為本發明實施例二的示意圖。圖3為本發明實施例三的示意圖。圖中:轉向柱1、上段11、連接耳111、扭力杆112、下段12、凸緣121、插孔122、卡槽13、壓潰結構2、吸能塊21、導引槽211、轉向柱安裝架22、氣口 23、轉向盤3、輪緣31、輻條32、壓力傳遞套4、感應部41、裡層411、外層422、腔體423、傳遞管42、可控式壓潰助力裝置5、控制單元51、壓力傳感器52、壓力傳感器的感應頭521、DAB完全展開時刻獲取單元53、執行機構54、電機541、電機的動力輸出軸5411、偏心輪5412、頂杆542、刃5421、驅動杆5422、頭箍6、護胸7。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。實施例一，參見圖1，一種轉向柱壓潰系統，包括轉向柱1、壓潰結構2、轉向盤3、壓力傳遞套4和可控式壓潰助力裝置5。轉向柱I包括上段11和下段12。上段11通過壓潰結構2支撐在下段12上。上段11的周面上設有四個連接耳111。每一個連接耳111上固接有一根扭力杆112。扭力杆112沿轉向柱I的軸向延伸。扭力杆112沿軸向柱I的周向分布。下段12上設有徑向凸起的凸緣121。凸緣121上設有四個插孔122。插孔122沿上下方向貫通凸緣121。四根扭力杆112的下端一一對應地穿設在四個插孔122內。壓潰結構2為氣脹杆。氣脹杆設有氣口 23。氣脹杆內的氣體為氧氣。轉向盤3包括輪緣31和輻條32。輪緣31通過輻條32同上段11連接在一起。壓力傳遞套4包括感應部41和設置在感應部的傳遞管42。感應部41包括裡層411和柔性外層422。裡層411和外層412之間形成同傳遞管42相連通的腔體423。腔體423和傳遞管42內填充滿液體。填充在腔體423和傳遞管42內的液體為矽油。感應部41套設在轉向盤3上。感應部41覆蓋住轉向盤3的整個上端面和周面。可控式壓潰助力裝置5包括電連接在一起的控制單元51、壓力傳感器52、DAB完全展開時刻獲取單元53和執行機構54。壓力傳感器52安裝在上段11上且位於轉向盤3的下方。壓力傳感器的感應頭521位於傳遞管42內。DAB完全展開時刻獲取單元53通過DAB點爆時刻獲取機構(該機構為現有機構)獲取DAB點爆時刻後加上DAB完全展開所需的時間後得出DAB完全展開時刻。執行機構32為安裝在氣口 23上的電動閥。本發明的壓潰過程為:DAB完全展開時刻獲取單元53將DAB的展開狀態信息傳遞給控制單元51 ;當駕駛員撞擊到外層412時，該碰撞力經腔體413內的液體傳動給壓力傳感器52，壓力傳感器52將檢測到的壓力反饋給控制單元51 ;當控制單元51獲知DAB完全展開且壓力傳感器52檢測到的壓力大於設定值時，執行機構54動作即壓力閥開啟、使得壓潰結構2壓潰即氣脹杆洩氣扁掉，從而實現轉向柱I的潰縮。實施例二，參見圖2，同實施例一的不同之處為:壓潰結構2包括吸能塊21和套設在轉向柱I上的轉向柱安裝架22。吸能塊21為環形。轉向管柱I上設有卡槽13。吸能塊21通過套設在轉向柱I且徑向內端卡在卡槽13內的方式將轉向柱I和轉向柱安裝架22固定在一起。吸能塊21的上端面上設有沿吸能塊周向延伸的導引槽211。執行機構54包括電機541和頂杆542。電機的動力輸出軸5411上安裝有偏心輪5412。頂杆542為管狀結構且套設在轉向柱I上。頂杆542的下端設有環形刃5421。環形刃5421同引導槽211對齊。頂杆542的側面設有驅動杆5422。偏心輪5412抵接在驅動杆5422上。執行機構使壓潰結構壓潰的動作過程為:使用時，轉向柱安裝架22同儀錶板橫梁固定在一起，電機541轉動，電機的動力輸出軸5411帶動偏心輪5412轉動，偏心輪5412下壓驅動杆5422，驅動杆5422帶動頂杆542下移，刃5421切嚮導引槽211使得吸能塊21壓斷，轉向柱安裝架22失去對轉向柱I的軸向固定左右，轉向柱I可以相對於轉向柱安裝架22軸向移動從而實現轉向柱的潰縮。實施例三，參見圖3，同實施例一的不同之處為:沒有設置壓力傳遞套。還包括護胸7和頭箍6。護胸7和頭箍6上都設有壓力傳感器52。駕駛過程中，駕駛員佩戴上護胸7和頭箍6。頭箍6上的壓力傳感器52位於額頭上，產生碰撞事故時，無論駕駛員的頭部還是胸部撞擊到轉向盤3，都能將撞擊力反饋給控制單元。
權利要求
1.一種轉向柱壓潰系統，包括轉向柱，所述轉向柱設有壓潰結構，其特徵在於，還包括可控式壓潰助力裝置，所述可控式壓潰助力裝置包括電連接在一起的控制單元、用於檢測駕駛員同方向盤之間的撞擊力的壓力傳感器、DAB完全展開時刻獲取單元和執行機構，所述控制單元用於在DAB完全展開時刻起如果壓力傳感器檢測到駕駛員同方向盤之間的撞擊力有大於設定值的情況時使執行機構將壓潰結構壓潰。
2.根據權利要求1所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述DAB完全展開時刻獲取單元根據DAB點爆時刻加上DAB完全展開所需的時間獲取DAB完全展開時刻。
3.根據權利要求1或2所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，還包括壓力傳遞套，所述壓力傳遞套包括感應部和設置在感應部的傳遞管，感應部包括裡層和柔性外層，裡層和外層之間形成同傳遞管相連通的腔體，所述腔體和傳遞管內填充滿液體，所述壓力傳感器的感應頭位於所述傳遞管內，所述感應部套設在轉向盤上。
4.根據權利要求3所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述壓力傳感器固定在所述轉向柱上。
5.根據權利要求1或2所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，還包括護胸和頭箍，所述護胸和頭箍上都設有所述壓力傳感器。
6.根據權利要求1或2所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述轉向柱包括上段和下段，所述壓潰結構為氣脹杆，氣脹杆設有氣口，所述上段通過所述氣脹杆支撐在所述下段上，所述執行機構包括設置於所述氣口的電動閥。
7.根據權利要求6所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述上段和下段之間設有若干對相互配套的扭力杆和插孔，所述扭力杆穿設在所述插孔內，所述扭力杆沿轉向柱的軸向延伸，所述扭力杆沿軸向柱的周向分布；所述扭力杆和插孔二者，一者設置與所述下段、另一者設置於所述上段。
8.根據權利要求6所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述氣脹杆內的氣體為氧氣。
9.根據權利要求1或2所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述壓潰結構包括吸能塊和套設在所述轉向柱上的轉向柱安裝架，所述吸能塊將轉向柱和轉向柱安裝架固定在一起，所述執行單元包括電機和通過所述電機驅動的用於頂斷所述吸能塊的頂杆。
10.根據權利要求8所述的轉向柱壓潰系統，其特徵在於，所述吸能塊為環形，所述頂杆為管狀結構，所述吸能塊和頂杆都套設在所述轉向柱上，所述吸能塊設有沿吸能塊周向延伸的導引槽，所述頂杆設有同所述導引槽對齊的環形刃。
全文摘要
本發明涉及汽車安全防護領域。一種轉向柱壓潰系統，包括轉向柱和可控式壓潰助力裝置，所述轉向柱設有壓潰結構，所述可控式壓潰助力裝置包括電連接在一起的控制單元、用於檢測駕駛員同方向盤之間的撞擊力的壓力傳感器、DAB完全展開時刻獲取單元和執行機構，所述控制單元用於在DAB完全展開時刻起如果壓力傳感器檢測到駕駛員同方向盤之間的撞擊力有大於設定值的情況時使執行機構將壓潰結構壓潰。本發明提供了一種能可靠地對駕駛員進行安全防護的轉向柱壓潰系統，解決了現有的轉向管柱壓潰系統不能可靠地對駕駛員進行保護的問題。
文檔編號B62D1/19GK103192866SQ20131000409
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月7日 優先權日2013年1月7日
發明者管立君, 祁洪娟, 王純, 劉衛國, 周大永, 潘之傑, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司