具有可下降的方向盤的機動車的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有可下降的方向盤（11）的機動車，該方向盤這樣設計，當車輛發生正面事故時從第二位置移動到事故位置中。
【專利說明】具有可下降的方向盤的機動車
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據獨立權利要求1的前序部分所述的具有方向盤的機動車。
【背景技術】
[0002]機動車日益增多地配有“線控”轉向系統，其中方向盤或轉向柱與車輛的車輪在機械或液壓上解耦。利用“線控”技術不僅能通過節省車輛的轉向裝置的不同部件來節省重量，而且能設置所謂的自動導航裝置。自動導航裝置能實現車輛的導航行駛，由此車輛駕駛員不必再主動使得車輛轉向。因此在導航行駛的情況下車輛駕駛員可以從事其它使得駕駛員能夠放松且實現無干擾行駛的事務。
[0003]由現有技術已知其中方向盤在導航行駛的情況下可在儀表板或者說儀表盤中下降到回縮位置中的車輛。通過方向盤連同轉向柱的下降而為車輛駕駛員提供了更多空間，例如在副駕駛員一側常見地那樣。
[0004]由文獻DE 10 2006 006 995 Al已知了一種具有方向盤的機動車，該方向盤在自動行駛模式中——即在自動導航模式中——自動地采取小的幾何結構并且可在儀表板或者說儀表盤中下降到回縮位置中，由此強制性地導致方向盤所占空間變小并且駕駛員因此不那么容易無意地撞到方向盤上。如果駕駛員必須自己進行控制或者必須從自動轉向模式快速地承擔轉向控制任務本身，則方向盤自動地重新回調到大的幾何結構。
[0005]由其它文獻，例如 DE 198 44 412 Al, DE 199 07 360 Al, DE 100 53 182A1 以及DE 42 25 671 Al和DE 43 22 925 Al公開了用于乘用車的可縱向移動的安全柱，該安全柱在發生事故時降低駕駛員臉部頭蓋骨區域的受傷危險，其方法是，該安全柱設有可推擠到一起的安全縱向柱，在安全縱向柱中，借助于執行器使得上方可動的縱向柱在遠離駕駛員的方向上朝向儀表盤插入。
[0006]公開文本DE 38 03 401 Al公開了用于車輛的另一種安全裝置，其中當發生正碰時存在減速的情況下觸發一閉鎖接合裝置，其中上方的縱向柱可以連同方向盤一起自由地在遠離駕駛員的方向上沒入到下方的縱向柱中。在此設有軟地并且以規定方式攔阻頭部碰撞并且在此防止過度的頭部轉動以及伴隨其的不利的頸椎伸展過度。
[0007]其它文獻，如WO 2005/030558 Al以及WO 00/58132公開了安全系統，其中方向盤在發生正碰的情況下可圍繞固定的轉動點翻轉，使得方向盤可以偏轉到特定的、對于駕駛員而言不危險的位置中。
[0008]然而在方向盤下降時需要在駕駛員一側上設置另一個安全氣囊系統，該安全氣囊系統類似于副駕駛員一側地設計，這是因為它對于通常設置在方向盤中的安全氣囊而言在下降的方向盤中可能過小，而不能相應保護駕駛員。因此設計為，不僅在方向盤中設置安全氣囊，而且在具有相應更大形狀的儀表盤中設置安全氣囊。但是這意味著，當方向盤可以下降時，必須始終為駕駛員設置兩個安全氣囊。在發生碰撞時便必須要么在駕駛員手動進行車輛轉向的情況下點燃方向盤的安全氣囊，要么在導航行駛的情況下必須點燃布置在儀表板中的安全氣囊。
【發明內容】

[0009]因此本發明的目的是，進一步改進開頭所述類型的機動車，該機動車(針對在正碰中的駕駛員側被動安全性)利用僅一個安全氣囊。
[0010]實現根據本發明的目的的機動車具有獨立權利要求1所述的特征。據此提出了一種機動車，具有儀表板和布置在轉向柱上的方向盤，所述方向盤布置在儀表板的區域中，其中方向盤能相對于儀表板運動并且能在轉向柱的縱向方向上朝向儀表板從第一位置移動到第二位置中，其中，轉向柱構造成，在由事故引起的對機動車的力加載下，使得方向盤從第二位置移動到第一位置中。通過使方向盤移回到手動轉向的第一位置中使得僅需要為駕駛員設置一個安全氣囊，這是因為方向盤在任何情況下都處于如下位置中:其中方向盤中的安全氣囊為駕駛員提供充分的安全性。通過同樣也可以被稱為方向盤的事故位置的第一位置，駕駛員可以以改進許多且快許多的方式被納入車輛的乘員保護系統中。在此可以設計為，機動車具有控制裝置，其設計成基于事件使得方向盤移動。優選地，事故傳感器的信號觸發轉向柱的移動。特征“在由事故引起力的加載下”也包括時間上在由事故引起力加載之前的情況。利用已知的緊急制動輔助裝置可以借助傳感器裝置以非常高的可能性識別出由事故引起的力加載，因此事故或者力加載馬上即將來臨的條件也被一同包括在內。也就是說，不僅在發生事故事件時轉向柱移動到第一位置中，而且通過傳感器裝置在滿足至少一個參數時識別出即將來臨的事故。
[0011]根據本發明的一個優選的實施方式可以設計為，方向盤能在——特別是與使集成在方向盤中的安全氣囊至少部分展開所需的時間相當的一時間段內從第二位置移動到第一位置中。由此能夠以最佳方式實現駕駛員和乘員保護系統的接合，這是因為通過方向盤的前移可以使得在所謂的事故位置中在固定的支撐座與處于駕駛位置中的駕駛員之間的距離縮短。該時間段同樣可以與如下時間相當:其中人(駕駛員)從駕駛位置向方向盤的安全氣囊至少部分展開的碰撞位置經過了一路段。
[0012]根據本發明的一個改進方案，方向盤能在十分之一秒中或更短的時間內——優選在10?100毫秒內、特別優選在20?50毫秒內——從第二位置移動到第一位置中。這基本上相應于方向盤中的安全氣囊展開所需要的時間。
[0013]此外，轉向柱可以與一執行器耦合，所述執行器設計用于使得方向盤從第二位置移動到第一位置。利用執行器特別能使方向盤在非常短的時間內運動到期望的位置中，在該期望的位置中，當駕駛員陷入/沉入(eintaucht)安全氣囊中時，方向盤為安全氣囊形成了支撐座。執行器因此可以在最短的時間內使得轉向柱在其縱向延伸(方向)上從儀表板移出。
[0014]根據一個有利的設計方案，執行器可以是彈簧裝置，所述彈簧裝置優選在方向盤的第二位置中處于預緊狀態下并且能在發生事故的情況下釋放。彈簧裝置在預緊下具有動能，該動能足以使得轉向柱在發生事故的情況下運動到事故位置中。利用彈簧裝置，在發生事故的情況下僅需釋放彈簧裝置，而此外不需要其它從外部傳入的能量。事故位置基本上相應于手動轉向的位置。
[0015]方向盤同樣可以在執行器是煙火裝置(Pyroelement)的情況下運動到事故位置中。與用于展開安全氣囊的裝置類似，執行器可以設計為煙火裝置的形式，煙火裝置具有以下優點:轉向柱從儀表板中移出所需的時間與安全氣囊展開的時間大致相同。
[0016]根據本發明的另一個設計方案，執行器可以是線性電機，該線性電機在縱向方向上與轉向柱相連接。利用線性電機可以容易地使得轉向柱沿其縱向延伸(方向)從儀表板中運動出來，其中轉向柱為此可以具有至少一個線圈，該線圈可以通過布置在轉向柱側面的磁體而移動。
[0017]根據本發明的另一個同樣有利的設計方案，執行器可以是氣動缸和/或液壓缸。在此，轉向柱特別設計為缸的活塞，該活塞在發生事故的情況下通過液壓液或者通過被輸入缸中的氣體被從缸中壓出。
[0018]為了使得安全氣囊在方向盤的事故位置中具有固定的支撐座，轉向柱能固定在、特別是鎖定在終端位置、特別是手動轉向的位置中。通過執行器的上述的實施例而可能額外需要鎖定轉向柱，以使得轉向柱在駕駛員碰撞到安全氣囊時不會屈從/屈曲(nachgeben)。
[0019]根據另一個改進方案也可以設計為，在第一位置中轉向柱或轉向柱的至少一部分以能屈從的方式支承。轉向柱也能吸收駕駛員傳遞到方向盤上的碰撞能量，其中轉向柱在縱向延伸(方向)上屈從。在此轉向柱可以設計成經過規定的路段，由此能實現駕駛員更好地接合于乘員保護系統。
[0020]在從屬權利要求中描述了本發明的其它有利的設計方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面根據附圖詳細說明一個優選的實施例。圖中示出:
[0022]圖1示出在機動車的前部區域中的轉向柱布置結構的示例性側視圖，
[0023]圖2示出根據第一個實施例的轉向柱，
[0024]圖3示出根據第二個實施例的轉向柱，和
[0025]圖4示出根據第三個實施例的轉向柱。
【具體實施方式】
[0026]在圖1中在側視圖中示出機動車的轉向柱布置結構，該轉向柱布置結構具有轉向柱10和布置在該轉向柱上的方向盤11。車輛可電動轉向。這種“線控”轉向系統提供了一些相對于傳統轉向系統的優點。然而，“線控”轉向系統出于安全性原因仍使方向盤11與轉向車軸或轉向車輪純機械地或液壓地耦合。
[0027]“線控”轉向系統相對于傳統轉向系統的一個優點首先在于重量節省，這是因為就其本身而言可以盡可能地放棄轉向控制桿。此外，利用“線控”轉向系統也能簡單得多地執行車輛的導航行駛，這是因為在此情況下不必操縱整個轉向控制桿。為此設置的用于使車輪轉向的馬達可以布置在車輪或懸架的區域中，其中每個車輪可單獨地利用自身的馬達驅動。盡管存在這些優點，但立法者仍一如既往地規定了，必須維持方向盤與車輪之間的機械或液壓的耦合。
[0028]但是，正是在導航行駛方式的情況下不需要方向盤，因此方向盤在導航行駛期間可在儀表板12中下降。已知的是，使方向盤11匹配于駕駛員和其駕駛位置，為此，方向盤在轉向柱10的縱向方向和垂直方向上都能被調節。[0029]然而，方向盤11在儀表板12中下降涉及進一步的功能，其中方向盤11被朝向儀表板12的方向推動，直到方向盤幾乎靠置在儀表板上或者至少布置在儀表板12的一個區域中。方向盤11的下降對于技術人員本身而言同樣是已知的，因此在這里不需要詳細探討。
[0030]一旦駕駛員在自動模式中駕駛車輛，也就是說如果車輛在沒有駕駛員的主動轉向的情況下運行和轉向，則駕駛員可以使方向盤下降到自動轉向的回縮位置中，與主動或手動轉向的位置相對地該回縮位置也可以被稱為第二位置。主動轉向的位置因此是方向盤的第一位置。在此，駕駛員首先手動地使得車輛轉向并且在第二步驟中轉入自動轉向中。在自動轉向時則不需要駕駛員的主動干預，因此方向盤也不具有實際的作用。也就是說可以為了給駕駛員提供更大的空間而使方向盤下降到第二位置中，其中該位置也可以被稱為自動控制位置。
[0031]方向盤11在第二位置中優選地處于中性/非作用的位置中，其中如果車輪和方向盤11機械耦合，則車輪處于直線運動中。在第二位置中，方向盤11和優選地也包括轉向柱10脫離了“線控”模式中的轉向過程。也就是說，即使車輪轉向，方向盤11也不跟隨著轉動。
[0032]方向盤11具有以已知方式布置的安全氣囊。也就是說，在發生事故的情況下，安全氣囊從方向盤11中出來以保護駕駛員。然而，為了當車輛在自動模式中運行并且方向盤下降時使安全氣囊不布置得過低而提出:隨著安全氣囊的展開方向盤11從回縮位置運動到另一個預先確定的位置中。該預先確定的位置基本上相當于在其中車輛被主動轉向的第一位置并且也可以被稱為事故位置。方向盤11因此在發生事故、特別是發生正面事故時以高速運動到事故位置中。該運動必須非常快速地進行，優選以和安全氣囊展開和/或駕駛員陷入至少部分展開的安全氣囊中相同的速度進行。通過突出的方向盤11可以使得駕駛員更快和更好地接合車輛的乘員保護系統，由此可以更好地降低能量，以便更好地保護駕駛員。
[0033]上文對于方向盤在發生事故情況下從第二位置移動到第一位置的說明還包括以下可能性:車輛具有事故識別裝置或緊急制動輔助裝置，其借助于傳感器裝置識別即將來臨的事故。這種事故識別裝置是已知的，因此在這里不需要對這種系統進行詳細探討。事故識別裝置可以識別出現可能性很高的事故事件，其中傳感器裝置設計成測量一個或多個參數的輸入，由此可以查明在時間上即將來臨的事故。通過識別即將來臨的事故時間可以使得轉向柱和方向盤都對事故做好準備并且相應地更早移動到事故位置中，由此實現了時間上的優點。
[0034]因此還提出，方向盤11至少極快地運動到預先確定的位置中，從而能夠實現駕駛員向乘員保護系統中的接合。優選地為此規定的時間段在十分之一秒范圍內、特別優選地在毫秒范圍內。也就是說，在幾毫秒內使得方向盤11從回縮位置進入到事故位置中。
[0035]為此轉向柱10配設有執行器。執行器的任務基本上是，在發生事故時在預先確定的時間段內將轉向柱10相對移出，或者說使得方向盤11運動到手動轉向位置中。由于轉向柱10的相對移出非常快地進行，因此可以考慮執行器的如下不同實施方式:所述執行器可以通過不同的裝置來相應地施加相應的力。執行器在此優選地與轉向柱10的可伸出的部分相連接，使得該部分從儀表板12中移出。此外，轉向柱10也可以是執行器的一部分。[0036]如上所述，轉向柱10也可以集成在緊急制動系統中，這意味著，執行器擁有與安全氣囊展開所需時間相比更多的時間來使得方向盤11從第二位置移動到第一位置中，這是因為方向盤11在事故事件——也就是當傳感器裝置通過由事故引起的力加載而實際上確定出車輛變形時一之前便已經可以移動。
[0037]在根據圖2的第一個實施方式中，執行器基本上是彈簧元件13，該彈簧元件在方向盤11的第二位置中處于預緊狀態下。包含在彈簧元件中的動能足以使方向盤11在幾毫秒內運動到期望的位置中。一旦方向盤11進入第二位置中，則彈簧元件13被張緊。在此例如也像圖2中示出地那樣，轉向柱10使彈簧元件13壓縮，由此彈簧元件13處于預緊狀態下。在第二位置中能固定轉向柱10，為此設有鎖定裝置14。優選地電磁地釋放彈簧元件13，其中釋放可以通過控制裝置進行，該控制裝置也觸發安全氣囊的展開。該鎖定裝置14優選具有螺線管，借助于該螺線管可以快速解除鎖定。一旦鎖定被解除，彈簧元件13就壓向轉向柱10連同方向盤11使其進入手動轉向的期望位置中，在該位置中駕駛員撞入到安全氣囊中。
[0038]一旦方向盤11移出并且處于期望的第一位置中，轉向柱10就被重新鎖定，由此便能夠使得通過駕駛員在其陷入安全氣囊中時引入的能量被降低。隨著轉向柱10被鎖定在第一位置中，轉向柱10基本上在其縱向尺寸方面不可動地布置在儀表板12中，因此其為安全氣囊提供了充分的阻力。
[0039]在圖3中，執行器設計為調節元件，優選設計為氣動缸或液壓缸15。氣動缸或液壓缸通常具有氣體存儲器或液壓存儲器用以存儲氣體或液壓液。在發生事故時通過氣動缸或液壓缸15使與之連接的轉向柱10從儀表板12中移出，其中轉向柱10優選設計為氣動缸或液壓缸15的活塞。但是轉向柱10也可以通過氣動缸或液壓缸15自身/固有的活塞來致動。氣動缸或液壓缸15的壓力大小為:使得方向盤11在必需的時間中從第二位置運動到第一位置。通過在缸15中存在的壓力可以省去單獨的鎖定裝置14。
[0040]此外，執行器根據在圖4中示出的另一個實施例設計為電機，該電機布置在轉向柱10的區域中。該電機通過一軸與一小齒輪16相連接，該小齒輪與布置在轉向柱10上的齒條17嚙合。通過操縱電機可以在發生事故時通過轉動小齒輪16使得轉向柱10移動到第一位置中。在該位置中同樣可以通過固定電機使轉向柱10被固定。
[0041]也可以將電機設計為沿轉向柱10布置的線性電機。線性電機在發生事故時被激活，使得轉向柱10的可動部分相對于轉向柱10的固定部分運動。在這個和前面的實施方式中，轉向柱10不必通過一裝置來鎖定，一旦到達期望的位置，轉向柱就可以通過電壓保持在期望的位置中。優選可以額外設置鎖定裝置。
[0042]在另一個實施方式中，執行器設計為煙火裝置，通過該煙火裝置在發生事故時使得轉向柱10的可動部分移出。類似于安全氣囊的煙火裝置，轉向柱10的煙火裝置將使可動部分移動到期望位置中。一旦方向盤11到達期望的事故位置，轉向柱10就被重新鎖定并且為安全氣囊提供充分的支撐座。
[0043]在發生事故時為了操縱其中一些執行器而需要能量，因此執行器優選地配設有自身的儲能器。該儲能器例如可以作為電容器的形式存在，該電容器提供足以為電機或液壓缸15的泵供給能量的充足能量。執行器因此與車載電網相關，其即使在發生嚴重事故時也可能受損較輕。[0044]此外執行器與事故傳感器或控制裝置相連接，其產生表明車輛發生事故、優選是正面事故的信號。事故傳感器或控制裝置這樣設計，即，通過該信號使得轉向柱10移動或者使得方向盤11從第二位置移動到第一位置中。
[0045]除了鎖定之外，轉向柱10也可以這樣設計，即，轉向柱10的至少一部分在碰撞能量的作用下屈從。在此，轉向柱10至少部分地在其縱向尺寸方面改變。優選地在線性電機和缸的實施例中，可以與轉向柱10的屈從的部分相組合。在此，由該執行器施加到轉向柱10上的力的大小為:允許轉向柱在碰撞能量的作用下移動。
[0046]此外,轉向柱10可以如上述地一方面使一個部分在轉向柱移動到相應的位置中之后被鎖定，另一方面可以使另一個部分仍設計成能屈從的，從而實現兩個系統的組合。
【權利要求】
1.一種機動車，具有儀表板(12)和布置在轉向柱(10)上的方向盤(11),所述方向盤布置在所述儀表板(12)的區域中，其中所述方向盤(11)能相對于所述儀表板(12)運動并且能在所述轉向柱(10)的縱向方向上朝向所述儀表板(12)從第一位置移動到第二位置中，其特征在于，在由事故引起的對機動車的力加載下所述轉向柱(10)構造成，使得所述方向盤(11)從第二位置移動到第一位置中。
2.根據權利要求1所述的機動車，其特征在于，所述方向盤(11)能在一特別是與使集成在方向盤(11)中的安全氣囊至少部分展開所需的時間相當的一時間段內從第二位置移動到第一位置中。
3.根據前述權利要求中至少一項所述的機動車，其特征在于，所述方向盤(11)能在十分之一秒中或更短的時間內——優選在10?100毫秒內、特別優選在20?50毫秒內——從第二位置移動到第一位置中。
4.根據前述權利要求中至少一項所述的機動車，其特征在于，所述轉向柱(10)與執行器耦合，所述執行器設計用于，使得所述方向盤(11)從第二位置移動到第一位置中。
5.根據權利要求4所述的機動車，其特征在于，所述執行器具有彈簧裝置(13)，所述彈簧裝置優選在所述方向盤(11)的第二位置中處于預緊下并且能在發生事故的情況下被釋放。
6.根據權利要求4所述的機動車，其特征在于，所述執行器具有煙火裝置。
7.根據權利要求4所述的機動車，其特征在于，所述執行器具有電機，所述電機在轉向柱(10)的縱向方向上與所述轉向柱相連接。
8.根據權利要求4所述的機動車，其特征在于，所述執行器具有氣動缸和/或液壓缸(15)。
9.根據權利要求4至8中至少一項所述的機動車，其特征在于，在所述轉向柱(10)的區域中設有至少一個鎖定裝置(14)，通過所述鎖定裝置能將所述轉向柱(10)固定——特別是鎖定——在終端位置、特別是第一位置中。
10.根據權利要求4至8中至少一項所述的機動車，其特征在于，在所述第一位置中所述轉向柱(10)或所述轉向柱(10)的至少一部分以能屈從的方式被支承。
【文檔編號】B62D1/02GK103569185SQ201310314175
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2012年7月25日
【發明者】M·斯塔德勒, I·舒茨 申請人:奧迪股份公司