Americké statistiky dopravních nehod vyprávějí příběh o dramatickém zlepšení od poloviny 20. století. Nemluvíme o drobných vylepšeních. Zaznamenáváme masivní pokles počtu mrtvých a zraněných. K tomuto posunu nedošlo náhodou. To bylo zajištěno řadou národních a regionálních bezpečnostních zákonů.
Pokrok byl zpočátku pomalý. Vezměme si příklad bezpečnostních pásů. Byly představeny v 50. letech 20. století a léta seděly v autosalonech a garážích, aniž by změnily chování řidiče. Jejich míra využití se pohybovala na ubohých 10-15%. Tehdejší údaje byly ponuré. V roce 1965 bylo téměř šest úmrtí na každých 100 milionů ujetých mil. To je děsivě vysoké číslo.
Situace se změnila, když se kontrola zvýšila. Od roku 1984 si zákony a kampaně jako „Připoutejte se nebo získejte vstupenku“ vynutily změnu chování. Používání bezpečnostních pásů se neustále zvyšuje. Na počátku 21. století klesla úmrtnost na méně než dvě smrtelné na 100 milionů ujetých mil.
Dnes se tlak přesunul z legislativy na technologie. Řidiči chtějí lepší hodnocení bezpečnosti při nárazu. Požadují chytřejší auta. Automobilky naslouchají. Novou hranicí v záchraně životů je Collision Avoidance System. Tyto systémy mají zabránit nehodám dříve, než k nim dojde, nebo alespoň zmírnit jejich následky.
Obtížnost automatického brzdění
Pre-Collision System (PCS) je více než jen senzor. Jedná se o komplexní síť algoritmů a hardwaru. Neustále skenuje cestu. Sleduje polohu vozidla. Hlídá překážky. Pokud se zdá, že kolize hrozí, systém zasáhne.
Testování této technologie je notoricky obtížné. Nehody jsou nepředvídatelné. Systém musí být jemně vyladěn, aby se nespouštěl falešně. Nikdo nechce, aby mu při jízdě na otevřené dálnici bezdůvodně dupaly brzdy. Falešné poplachy jsou stejně nebezpečné jako zmeškané skutečné hrozby. Podkopávají důvěru. Způsobují nárazy zezadu.
Jak radar napájí systémy zabraňující kolizi
Jak tedy auto ví, co přijde? Jak rozlišuje mezi autem měnícím jízdní pruh a stínem na kraji silnice? Odpověď spočívá v radaru.
Radarové senzory vysílají rádiové vlny. Tyto vlny se odrážejí od předmětů a vracejí se do vozidla. Měřením doby, za kterou se vlny vrátí, a změnou frekvence (Dopplerův jev) auto vypočítá vzdálenost a rychlost. Tato data jsou přiváděna do algoritmu PCS. Pokud matematika říká, že jste příliš blízko a příliš rychle, systém řidiče upozorní. Pokud řidič varování ignoruje, zabrzdí se.
Tato technologie přechází z volitelných luxusních prvků do standardní výbavy. Představuje zásadní změnu ve způsobu, jakým vnímáme bezpečnost vozidel. Přecházíme od pasivní ochrany k aktivní prevenci. Otázkou nyní není, zda tyto systémy budou fungovat, ale jak dobře se přizpůsobí chaotické realitě na silnici.
Pasivní bezpečnostní systémy jsou tichými ochránci interiéru. Do okamžiku dopadu nedělají nic. Klasickým příkladem je bezpečnostní pás. Zazipujete jej a zůstane volný, dokud fyzika havárie nezpůsobí jeho uzamčení. Airbagy sedí na palubní desce, neaktivní a k ničemu, dokud senzory nezaznamenají katastrofální zpomalení. Ale hranice mezi pasivní a aktivní bezpečností není vždy jasná. Airbagy se spoléhají na nárazové senzory, které měří sílu nárazu, aby rozhodly, jak rychle by se měly nafouknout a jak dlouho by měly zůstat nafouknuté. Toto zpracování dat v reálném čase je přibližuje kategorii aktivních systémů.
Systémy aktivní bezpečnosti nečekají na problémy. Hledají je. Systémy pro předcházení kolizím neustále skenují vozovku před vámi a analyzují stav vozidla v reálném čase. Nejsou jen v pohotovosti. Varují řidiče. Oni vládnou. Zpomalují. Pracují na toku signálů a hledají nebezpečí, než se stane titulkem zpráv.
První pokusy o detekci kolize vyzkoušely všechno. Infračervené vlny. Ultrazvukové impulsy. Hodně z toho bylo nespolehlivé. Dnes je průmyslovým standardem radar. Představte si, že křičíte do kaňonu. Slyšíte, jak se váš hlas vrací zpět. Toto je ozvěna. Radar dělá to samé, ale místo zvuku používá rádiové vlny. Tyto neviditelné vlny se šíří rychleji a dále. Prolamují se mlhou a tmou.
Uvnitř mřížky, obvykle skryté za plastovou kapotáží, je malý radarový senzor. Nepřestává vysílat vysokofrekvenční impulsy. Neustále pulzuje. Když vlna narazí na vůz vpředu, odrazí se zpět. Senzor zachytí zpětný signál. Samostatná řídicí jednotka vypočítá přesnou dobu, za kterou signál opustil senzor a vrátil se.
Tento výpočet probíhá v milisekundách.
Systém okamžitě rozpozná polohu vozidla před vámi. Zná vzdálenost. Vypočítává rychlost a relativní rychlost. Pokud matematika naznačuje, že hrozí nehoda, systém to nebude jen sledovat. Ona zasahuje. Poskytuje informace řidiči nebo pomáhá zcela předejít nehodě.
Ale co se stane, když počítač rozhodne, že kolize hrozí? Jak hardware převádí data do akce?
Co systémy pro předcházení kolizím vlastně dělají
Cílem není jen vás varovat. Cílem je zmírnit škody nebo zcela zabránit nehodě. Když je detekována potenciální kolize, systém zvýší úroveň alarmu. Nemá jedinou reakci. Má hierarchii zásahů navrženou tak, aby vás udržela v bezpečí.
1. Varovná fáze
Prvním krokem je komunikace. Auto vám hlásí, že něco není v pořádku. Na přístrojové desce blikají vizuální výstrahy. Zvukové signály vydávají pískání nebo zvonění. Některé systémy využívají k upoutání vaší pozornosti hmatovou zpětnou vazbu, vibrace volantu nebo sedadla. To dává řidiči zlomek sekundy na reakci. Často stačí tento zlomek vteřiny. Uvolníte plynový pedál. Dupl jsi na brzdy. Nebezpečí pominulo.
2. Fáze předvyplnění
Pokud řidič nereaguje, systém připraví brzdy. Vytváří tlak v brzdovém potrubí. Toto je známé jako předplnění. za co? Protože hydraulickým brzdám trvá vytvoření tlaku. Předtlakováním systému auto eliminuje prodlevu mezi sešlápnutím pedálu a přitlačením destiček k rotorům. Když konečně šlápnete na brzdu, okamžitě získáte maximální brzdnou sílu.
3. Automatické nouzové brzdění (AEB)
Pokud hrozba přetrvává a řidič stále nic nedělá, systém převezme kontrolu. Automaticky aktivuje brzdy. To není snadné poklepání. Toto je sebevědomé, kontrolované zpomalení. Účel se zde liší. V některých systémech je cílem vozidlo před nárazem úplně zastavit. V jiných je cílem výrazně snížit rychlost. I když dojde k havárii, nižší nárazové rychlosti znamenají menší poškození konstrukce a méně zranění.
4. Brzdění po srážce
Některé pokročilé systémy po prvním nárazu pokračují v brzdění. Pokud vozidlo narazí do bariéry a odrazí se zpět do dráhy jiného vozidla, systém nadále drží brzdy. Tím se zabrání sekundárním kolizím. Toto je jemná, ale kritická funkce. Nevšimnete si toho, dokud si o tom nepřečtete v protokolu o nehodě.
Technologie za senzorem
Radar není jediným nástrojem v arzenálu. Mnoho moderních automobilů používá kombinaci senzorů. Kamery jsou často kombinovány s radarem. Kamera vidí to, co radar nevidí. Radar určuje vzdálenost a rychlost s vysokou přesností. Fotoaparát
Ne všechny bezpečnostní systémy jednoduše pípají. Některé systémy skutečně uchopí volant nebo použijí brzdy. Existují pasivní alarmy, které pouze varují před hrozící kolizí a dávají vám zlomek sekundy na reakci. Pak jsou aktivní zásahy.
Vezměme si systém přednárazového brzdění. Systém vytváří dodatečný hydraulický tlak v hlavním brzdovém válci. To pomáhá řidiči zastavit rychleji. Nejedná se o úplné autonomní zastavení, ale snižuje to rychlost nárazu. Na tom záleží. Menší rychlost znamená menší poškození.
Některé z těchto systémů spolupracují s předpínači bezpečnostních pásů. Jedná se o mechanismy, které vám utahují pásy před nárazem. Táhnou tě zpátky na sedadlo. Logika je jednoduchá. Svobodný cestující je projektil. Pasažér přežije.
Ale tady je ten háček. Tyto systémy musí být přesné. Pokud vystřelí falešně, rozptylují pozornost řidiče. Nepozorný řidič způsobuje nehody. Výrobci proto tyto systémy testují, dokud se nezapotí. Falešně pozitivní jsou nepřijatelné.
Rané dny: detekce chování, ne objektů
Mercedes-Benz vedl tento závod. V roce 2003 třída S představila systém Pre-Safe. Označili jej za první sériové auto na světě s tímto typem reflexů.
Nedívala se na cestu před sebou. Sledovala tě, jak řídíš auto. Senzory monitorovaly úhel natočení volantu a zrychlení. Pokud jste trhli volantem nebo šlápli na brzdy, systém předpokládal, že se vyhýbáte kolizi.
co dělala? Utahovala si bezpečnostní pásy. Zavřela poklop. Zvedla sklopná sedadla. Vše směřovalo k přípravě interiéru na náraz, a ne k tomu, aby se mu zabránilo. Byl to spíše reaktivní než prediktivní systém.
Radarové a milimetrové vlny
Do obrazu vstupuje radar. Po roce 2000 došlo k posunu směrem ke snímání prostředí, nejen k chování vozidel. Toyota představila svůj Pre-Collision System (PCS) v roce 2003 na Harrieru v Japonsku. V roce 2010 se objevil na Priusu.
Systém Toyoty využívá radar s milimetrovými vlnami. Tato technologie dokáže detekovat objekty a vypočítat vzdálenost a relativní rychlost. Určuje, zda je potřeba brzdový asistent. Aktivuje také předpínače bezpečnostních pásů.
Dohlíží také na cestující vzadu. Pokud hrozí kolize, systém přesune zadní sedadla do vzpřímené polohy. Sklopná sedadla jsou při srážce nebezpečná. Páteř je pod velkým tlakem. Vzpřímená sedadla rozdělují sílu na silnější části těla.
Konkurenční prostředí
Ford nesedí nečinně. Oznámili varování před kolizí s podporou brzd pro modely Taurus, Lincoln MKS a MKT. Toto je jejich verze radarového zabezpečení.
Honda a Nissan nabízejí u mnoha svých modelů systémy varování před opuštěním jízdního pruhu a systémy pro zmírnění čelní kolize. Technologie se šíří. Už to není luxus. Stává se standardem.
Všechny značky mají stejný cíl. Snížení závažnosti nehod. Záchrana životů. Rozdíl je v provedení. Některé systémy dávají přednost brzdění. Ostatní – zadržování. Všechny se spoléhají na přesné senzory, aby vykonávaly svou práci, aniž by obtěžovaly řidiče.
Kam dál
Chcete-li se dozvědět více o technologiích, které vás udrží naživu na dálnici, podívejte se na níže uvedené odkazy.
Další informace
Související články HowStuffWorks
-
5 způsobů, jak vylepšit hybridní autobaterie
-
Jak funguje brzdový asistent?
-
Jak se provádějí nárazové testy
-
Byli někdy lidé používáni jako testovací subjekty pro nárazové testy?
Zdroje
-
Automobilový průmysl. “Na bezpečnosti záleží: Technologie pokročilé prevence nehod si našla cestu do sériových vozů v Japonsku.” 2004, srpen. (13. dubna 2009) http://findarticles.com/p/articles/mi_m3012/is_8_184/ai_n6173980/
-
Společnost DENSO. “Předkolizní bezpečnostní systém.” 22. října 2003 (6. dubna 2009) http://www.globaldenso.com/en/technology/product/electronics/files/pdf12_e.pdf
-
Ford.com. “Nejnovější bezpečnostní vylepšení Ford, varování před srážkou s brzdovým asistentem, přichází v roce 2009.” 6. dubna 2009 (6. dubna 2009) http://media.ford.com/article_display.cfm?article_id=29188
-
Lemmen, Paul a kol. “Vývoj přednárazového bezpečnostního systému pomocí testovacího zařízení VEHIL.” Národní úřad pro bezpečnost silničního provozu. 8. března 2005 (6. dubna 2009) http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/esv/esv19/05-0322-O.pdf
-
Mercedes-Benz Kanada. “Mercedes-Benz představuje první vůz na světě s ‘reflexy’.” 15. října 2002 (6. dubna 2009) http://www.mercedes-benz.ca/index.cfm?NewsID=121&id=2959
-
Merkelbachová, Bettina. “Toyota ke svým bezpečnostním technologiím přidává přední a boční bezpečnostní systémy před nárazem a zádržné systémy opěradla.” ATZ online. 2. března 2009 (6. dubna 2009) http://www.atzonline.com/index.php%3Bdo=show/site=a4e/sid=65255547349e36722b41f2291479446/alloc=1/id=9270
