安枕无忧 M.Benz主动安全系统进化论

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  • 时间:2020-07-03

在2001年出现的「电子感应煞车系统,Senstotronic Brake Control System」是一个重要里程碑,它代表电脑已经获得干涉人类行动意志的权利。这也说明未来人类将更加倚赖车辆自动控制系统,于2050年实现「无人自动驾驶」将不再是遥远的梦。 

正在研发中的「车辆沟通介面」。未来车辆将可以发出讯息相互沟通,通知周遭车辆前方出现状况并提早做出因应,将意外事故发生率降至最低。

汽车设计工程师在过去五十年来,一直不断研发更新更周延的安全防护系统,随着车辆主被动安全系统水準的提昇,车祸发生率与人员伤亡比例的数据逐年下降,相当值得欣慰。但不幸地是,人是唯一无法掌控的因素,因此截至目前为止,每年仍有数以万计的人们在交通意外事故中死亡。

工程师们终于了解到一点,不论安全系统再如何周延,一样杜绝不了由驾驶人疏忽所引发的车祸!因此他们开始研发「监控驾驶人」与「自动判读路况」的系统,当测知驾驶人精神状况不佳时,将会发出警示并自动控制煞车来维持车道甚至是安全停下。

现在是电脑接管煞车系统,而未来将是「电动转向系统」,油门深度本来就已经交给电脑控管了,再加上煞车与转向系统,以及正在研发的「车辆交谈系统」、「电子监理系统」,未来的车辆将可以接收交通资讯后,自动选择一条最佳的路线,并控制油门与转向系统,自动地将车上乘员送抵目的地。

「判读路况」也是研发重点之一,透过CCD镜头,汽车将看得懂道路标誌,进而做出减速或是加强灯光等因应措施。

这便是「无人自动驾驶」的境界,透过电子监控,车辆之间再无碰撞可能,交通意外事故发生率为零!时间点将是在前述的2050年。

安全系统
无人驾驶的马前卒

全世界大部分的地区仍被列为「高风险」名单之内,根据联合国统计数据显示,目前全球最安全的地区是欧洲,车祸发生率低于12%(以每十万人所发生的意外件数来计算),次安全区域为日本、北美以及澳洲,发生率介于12.1~16.0%。非洲与中东是最危险的,高达19%以上的事故发生率勇冠全球,平均出门五次就要发生一次车祸,能平安回家简直是老天爷的恩赐!中南美洲以及整个亚洲大陆都被归类在「中风险区域」,事故发生率大约在16.1~19.0%之间。

「智慧型照明系统」共有五种不同模式,可依照不同行驶路况,自动调整照明範围,属于「主动安全系统」的一环。

这些数据说明什幺?汽车科技业有「M型社会」的趋势。欧盟有钱、平均科技水準也高,因此当高科技车辆普及度够高的前提下,欧盟将会是全球第一个实行「无人自动驾驶」的区域。虽然交通意外死亡人数下降为零,但欧盟的热血驾驶人恐得将车运到亚洲来,才能享受档档红线、激烈操驾的快感…。

透过发射频率77GHz的短距雷达监控,将可提供前方路况讯息供电脑判读,决定煞车力道、煞车灯点亮方式甚至是SRS气囊作动位置与充气程度。

这当然是玩笑话,但却也真实地说明了汽车安全科技的一日千里,以及「所有的意外事故都是人所引起」的道理。

1995年出现的「侧边气帘」可大幅降低侧撞事故发生时,乘员脸部的伤害程度。而侧边气囊则负责提供胸腹部的防护。

Pro-Safe
终极安全防护

就像前文说的,所有的努力在车辆自动驾驶成真之后,都将成为昨日黄花。就像台北市的捷运路网一样,所有列车都在电脑监控之下,车速、车与车之间的距离一目了然,没有相撞的可能性。未来的自动驾驶世界就像如此,只是电脑监控的範围更广、感测器更多,而许多交通资讯更会是来自汽车相互间的沟通。

现阶段安全系统已经进化到什幺地步?研发「主动安全科技」不遗余力的德国M.Benz汽车,相关专家近来时常来台宣导旗下的安全理念。就像本文标题一样,「安全是可以买得到的」。由高车价所堆叠出来的「高刚性车体」以及诸多的「主被动安全配备」,让坐在宾士轿车内的乘员的确获得较多的防护。但德国讲师说得明白,安全带才是最佳的安全配备,如果没繫上安全带,所有的安全系统都将不能发挥应有的防护功能。

从1959年开始,M.Benz便开发出「车体防撞溃缩设计」,利用变形来吸收冲击力道、降低车内人员的伤害程度。

Pro-Safe(整合式安全防护系统)是目前M.Benz汽车(也可能是全世界)最高水準的安全系统。它结合了数十套主被动电子系统,达成确保车辆不易发生事故,以及发生事故之后提高乘员存活率的目的。

避免事故
主动安全系统的责任

此次宾士台湾投下鉅资,将全套展示装备由德国运送来台,并租下位于彰滨工业区的「ARTC,车测中心」场地,举办车辆安全系统的试驾会。在会场中便可以完整地看出M.Benz的造车理念。

M.Benz认为坚固的座舱设计才能提供最佳安全防护,因此在车侧、车尾(紫色部分)使用了「锻造高强度钢」,它的强度是传统钢材的十倍,但重量却更轻,更安全而且不会增加油耗。

他们觉得主动安全系统在确保驾驶人于「一般行驶」或是「紧急状况」发生时,能够全身而退。不仅仅是ABS、ESP等系统属于「主动安全防护」範围,容易为人所忽略的「智慧型HID头灯」、「智慧型煞车警示灯」、「驾驶盲点辅助系统」等,让驾驶人看得到别人,或是让别人看得到自己的灯光系统,也都被列在「主动安全系统」的清单之列。

甚至「车舱舒适度」也是被列入评估的範围,因为当驾驶人频繁地调整空调或是坐姿时,便容易因分心而导致车祸的发生。「寂静无声」并不是好事,工程师刻意留下一些噪音来提醒驾驶人,某些系统正在作动,例如方向灯作动时的「滴答声」,便是要提醒驾驶人记得回正方向盘。因此主动安全的涵盖範围极广,不仅仅只是控制车辆动态的电子系统而已。

在德国总部周围两百公里的範围内,只要有M.Benz汽车发生事故,研发人员变会赶到现场收集资料,并带回实验室分析原因,进而改善车辆的安全设计。

降低伤害
被动安全系统的诉求

会场中也展出C-Class的车体骨架,除名闻遐迩的「三层式」门槛设计外,现在又增添了「锻造超高硬度钢材」的使用,包括B柱、后保桿防撞桿等处,均用上了这种「量轻质坚」的新材料。目的只有一个,在不大幅增加车重的前提下,提高车体的抗扭曲承受力。

内装设计同时牵涉到主动安全与被动安全,舒适的设计可以让驾驶人专心地开车,属主动安全。而从脚踏板护垫内建「吸能材质」之后,再也没有出现因事故导致足部受伤的案例。

位于德国司图加特的M.Benz汽车总部,与德国警方合作,进行一项交通意外事故原因分析的调查。只要在总部方圆两百公里之内有M.Benz汽车发生事故,调查小组便会火速赶至现场进行事故原因的分析,并将数据带回实验室中研究。

M.Benz开发出两种测距雷达,有效侦测距离150m的「远距雷达」位于水箱护罩。而有效距离30m的「短距雷达」则安装在保桿之上。

经过3,500件调查统计发现,汽车事故的发生种类,以「不平均左侧撞击」为大宗,佔所有事故比例达75%。而「不平均右侧撞击」与「100%车头撞击」的比例各只有25%。这让车体设计工程师有了新的思考方向,他们强化了车头并设计「溃缩区」,让撞击力道能迅速地传送到车体后方,避免车舱变形导致车门无法开启。

从2001年开始,电子操控系统(ESP)成为M.Benz全车系标配,从那时开始,M.Benz车系的肇事比例便远远低于其他车系。

而内装材质也成为研究重点,包括内建吸能材质的前座脚踏垫、可以分散撞击力道的座椅骨架,M.Benz工程师甚至考量到车头发生撞击时,引擎所产生的移位状况,因此改採「可挠性油管」设计,以避免燃料外洩、导致火灾的发生。

拜中国市场崛起所赐,编辑部现在多了中文资料可以参考,不过都是简体中文。

我们曾经说过;车体结构是最根本、最重要的设计,除了抗撞吸能的作用外,它同时能提供卓越的操控性,在车辆容易控制的前提下,当然就能降低车祸的发生率。这是本次安全座谈相当重要的一个结论。

本能反应
主动安全防护系统

在事故无可避免时,该如何降低乘员受伤程度?答案就是「Pre-Safe,主动安全防护系统」。

它与前文提到的「Pro-Safe(整合式安全防护系统)」不同,「Pre-Safe,主动安全防护系统」在利用测距雷达侦测到前方状况可能会发生事故时,便会进入「紧急状况」,自动关闭车窗/天窗、前/后乘客座椅自动调整至防潜位置、后座头枕由倾倒恢复成直立以及前座安全带自动束紧。在完成这些动作之后,可以降低乘员头/颈部所受到的撞击力道达40%之多!大大降低受伤的机率。

目前内装设计已经进步到参考驾驶人心跳、脑波活动数值。以S-Class为例,现行新车驾驶人的心跳压力为78.5%,而1979年的老款车型则高达85.3%,可见现代新车内装设计要比以前舒服很多。

当然,除了「Pre-Safe,主动安全防护系统」电脑本身之外,刚刚所提到的系统也通通必须是电动的,如后座椅背、后座头枕等,否则也不能达到控制的目的,而这些电动装备也得靠金钱堆积出来。

「Pre-Safe,主动安全防护系统」可以在雷达侦测到前方有状况时,先行关闭玻璃窗/天窗、竖直椅背、拉紧安全带,以降低乘员伤害程度。

「Pro-Safe(整合式安全防护系统)」管得更多,除了前面的Pre-Safe归它管辖之外,它还负责在撞击之后,切断供油、引擎熄火,自动开启车窗、自动开启危险警示灯,甚至是发出求救讯号等等工作。总体来说,Pro-Safe从「预防事故」、「降低伤害」以至「人员逃生」等事务,都在它的管辖範围之下。同样的,这得基于所有系统均已「电子化」才能达到这个目标。M.Benz做到了!