Crashstatistieken in Amerika vertellen een verhaal van drastische verbetering sinds het midden van de 20e eeuw. We hebben het niet over marginale winsten. We kijken naar een enorme vermindering van het aantal doden en gewonden. Deze verschuiving gebeurde niet toevallig. Het werd aangedreven door een waterval van veiligheidswetten op nationaal en staatsniveau.
De voortgang verliep aanvankelijk traag. Denk aan de veiligheidsgordel. Hij werd geïntroduceerd in de jaren vijftig en stond jarenlang in showrooms en garages zonder het gedrag van de bestuurder te veranderen. Het adoptiepercentage schommelde rond een schamele 10 tot 15 procent. De gegevens uit die tijd waren somber. In 1965 stierven bijna zes mensen per 160 miljoen gereden kilometers. Dat is een schrikbarend hoog aantal.
Er veranderde iets toen de handhaving werd verscherpt. Vanaf 1984 dwongen wetten en campagnes als ‘Click It or Ticket’ een gedragsverandering af. Het gebruik van de veiligheidsgordels steeg gestaag. Aan het begin van de jaren 2000 was dat sterftecijfer gedaald tot minder dan twee doden per 160 miljoen gereden kilometer.
Tegenwoordig is de druk verschoven van wetgeving naar technologie. Chauffeurs willen betere crashbeoordelingen. Ze eisen slimmere auto’s. Autofabrikanten luisteren. De nieuwste ontwikkeling bij het redden van levens is het pre-collision-systeem. Deze ontwerpen zijn bedoeld om ongelukken te voorkomen voordat ze gebeuren, of op zijn minst de klap te verzachten.
De complexiteit van automatisch remmen
Een Pre-Collision System (PCS) is niet zomaar een sensor. Het is een complex web van algoritmen en hardware. Hij scant voortdurend de weg. Het volgt de positie van het voertuig. Het let op obstakels. Als een botsing dreigt, grijpt het systeem in.
Het testen van deze technologie is notoir moeilijk. Ongelukken zijn onvoorspelbaar. Het systeem moet nauwkeurig worden afgesteld, zodat het niet ten onrechte wordt geactiveerd. Niemand wil dat de remmen zonder reden aanslaan tijdens het rijden op een open snelweg. Valse positieven zijn net zo gevaarlijk als valse negatieven. Ze ondermijnen het vertrouwen. Ze veroorzaken kop-staartbotsingen.
Hoe radar pre-botsingssystemen mogelijk maakt
Dus hoe weet de auto wat er gaat komen? Hoe maakt het onderscheid tussen een auto die op uw rijstrook invoegt en een schaduw op de berm? Het antwoord ligt in radar.
Radarsensoren zenden radiogolven uit. Deze golven stuiteren tegen objecten en keren terug naar het voertuig. Door de tijd te meten die nodig is voordat de golven terugkeren en de verandering in frequentie (het Doppler-effect), berekent de auto afstand en snelheid. Deze gegevens worden ingevoerd in het PCS-algoritme. Als uit de berekeningen blijkt dat u te dichtbij of te snel bent, waarschuwt het systeem de bestuurder. Als de bestuurder de waarschuwing negeert, worden de remmen ingeschakeld.
Deze technologie evolueert van optionele luxe naar standaarduitrusting. Het vertegenwoordigt een fundamentele verandering in de manier waarop we naar voertuigveiligheid kijken. We gaan van passieve bescherming naar actieve preventie. De vraag is nu niet of deze systemen zullen werken, maar hoe goed ze zich zullen aanpassen aan de chaotische realiteit van de weg.
Passieve veiligheidsvoorzieningen zijn de stille bewakers van de cabine. Ze doen niets totdat de impact zich voordoet. Een veiligheidsgordel is het klassieke voorbeeld. Je klikt hem erin en hij blijft los totdat de fysica van een crash hem dwingt te vergrendelen. Airbags zitten in het dashboard, inert en nutteloos, totdat sensoren een catastrofale vertraging detecteren. Maar de grens tussen passieve en actieve veiligheid is niet altijd een schone muur. Airbags zijn afhankelijk van impactsensoren die de ernst van een botsing meten om te beslissen hoe snel ze moeten worden opgeblazen en hoe lang ze moeten worden geactiveerd. Die realtime gegevensverwerking brengt hen dichter bij de actieve categorie.
Actieve veiligheidssystemen wachten niet op problemen. Ze jagen ernaar. Pre-collision-systemen scannen voortdurend de weg voor u en analyseren de toestand van het voertuig in realtime. Ze zitten daar niet alleen. Ze waarschuwen de chauffeur. Zij sturen. Ze remmen. Ze opereren op basis van een stroom signalen en zoeken naar gevaar voordat het de krantenkoppen haalt.
Vroege pogingen tot botsingsdetectie probeerden alles. Infrarode golven. Ultrasone pulsen. Het grootste deel ervan was onbetrouwbaar. Tegenwoordig is radar de industriestandaard. Zie het als schreeuwen in een kloof. Je hoort je stem terugkaatsen. Dat is een echo. Radar doet hetzelfde, maar dan met radiogolven in plaats van geluid. Deze onzichtbare golven reizen sneller en verder. Ze doorkruisten mist en duisternis.
In de grille, meestal weggestopt achter het plastic dashboard, bevindt zich een kleine radardetector. Het houdt niet op met het uitzenden van hoogfrequente uitbarstingen. Het pulseert continu. Wanneer een golf een auto verderop raakt, stuitert deze terug. De sensor vangt de retour op. Een aparte besturingseenheid berekent de exacte tijd die nodig was voordat het signaal vertrok en terugkwam.
Deze berekening gebeurt in milliseconden.
Het systeem kent onmiddellijk de positie van het voorligger. Het kent de afstand. Het berekent snelheid en relatieve snelheid. Als uit de berekeningen blijkt dat er een crash dreigt, kijkt het systeem niet alleen maar toe. Het komt tussenbeide. Het geeft informatie aan de bestuurder of helpt een ongeval volledig te voorkomen.
Maar wat gebeurt er als de computer besluit dat een botsing onvermijdelijk is? Hoe vertaalt de hardware gegevens in actie?
Wat pre-collision-systemen eigenlijk doen
Het doel is niet alleen om u te waarschuwen. Het is bedoeld om de schade te beperken of de crash helemaal te voorkomen. Wanneer een potentiële botsing wordt gedetecteerd, escaleert het systeem. Er is niet één enkele reactie. Het heeft een hiërarchie van interventies die zijn ontworpen om u veilig te houden.
1. Waarschuwingsfase
De eerste stap is communicatie. De auto geeft aan dat er iets mis is. Visuele waarschuwingen knipperen op het dashboard. Hoorbare waarschuwingen piepen of klinken. Sommige systemen maken gebruik van haptische feedback, waarbij het stuur of de stoel trilt om uw aandacht te trekken. Dit geeft de bestuurder een fractie van een seconde om te reageren. Vaak is die fractie van een seconde al genoeg. Je haalt het gas eraf. Jij remt. Het gevaar gaat voorbij.
2. Voorvulfase
Als de bestuurder niet reageert, bereidt het systeem de remmen voor. Het zet de remleidingen onder druk. Dit heet voorvullen. Waarom? Omdat hydraulische remmen tijd nodig hebben om druk op te bouwen. Door het systeem vooraf onder druk te zetten, elimineert de auto de vertraging tussen het intrappen van het pedaal en het moment waarop de remblokken de rotoren vastgrijpen. Wanneer u uiteindelijk remt, krijgt u onmiddellijk maximale remkracht.
3. Automatisch noodremsysteem (AEB)
Als de dreiging blijft bestaan en de bestuurder nog steeds niets doet, neemt het systeem het over. Het remt automatisch. Dit is geen zachte tik. Het is een stevige, gecontroleerde vertraging. Het doel varieert hier. Bij sommige systemen is het doel om de auto volledig tot stilstand te brengen voordat hij wordt aangereden. In andere gevallen is het doel om de snelheid aanzienlijk te verminderen. Zelfs als er toch een botsing plaatsvindt, betekent de lagere botssnelheid minder structurele schade en minder verwondingen.
4. Remmen na een crash
Sommige geavanceerde systemen blijven remmen na de eerste botsing. Als de auto een barrière raakt en terug stuitert in het pad van een ander voertuig, houdt het systeem de remmen ingeschakeld. Dit voorkomt secundaire botsingen. Het is een subtiele maar cruciale functie. Je merkt het pas als je erover leest in een crashrapport.
De technologie achter de sensor
Radar is niet het enige hulpmiddel in de schuur. Veel moderne voertuigen gebruiken een combinatie van sensoren. Camera’s worden vaak gecombineerd met radar. Een camera ziet wat de radar niet kan zien. Radar detecteert afstand en snelheid met hoge precisie. Een camera
Niet alle veiligheidstechnologie piept alleen maar naar u. Sommige systemen grijpen feitelijk het stuur vast of knijpen in de remmen. Je hebt de passieve alarmen die je waarschuwen als er een crash op komst is, waardoor je een fractie van een seconde de tijd hebt om te reageren. Dan zijn er de actieve interventies.
Neem het pre-crash-remmen. Het systeem oefent extra hydraulische druk uit op de hoofdcilinder. Hierdoor kan de bestuurder sneller stoppen. Het is geen volledig autonome stop, maar het vermindert de botssnelheid. Dat doet ertoe. Minder snelheid betekent minder schade.
Sommige van deze instellingen praten met de veiligheidsgordelspanners. Dit zijn de mechanismen die uw beperkingen aanscherpen vóór de botsing. Ze trekken je terug in de stoel. De logica is eenvoudig. Een losse passagier is een projectiel. Een ingetogen persoon overleeft.
Maar hier is de kicker. Deze systemen moeten nauwkeurig zijn. Als ze ten onrechte worden geactiveerd, leiden ze de bestuurder af. Een afgeleide bestuurder veroorzaakt ongelukken. Dus fabrikanten testen deze dingen totdat ze blauw in het gezicht zijn. Valse positieve resultaten zijn onaanvaardbaar.
De begindagen: gedrag waarnemen, geen voorwerpen
Mercedes-Benz leidde de aanval. De S-Klasse uit 2003 was uitgerust met het Pre-Safe-systeem. Ze noemden het ‘s werelds eerste productieauto met dit soort reflexen.
Er werd niet naar de weg voor ons gekeken. Er werd gekeken naar hoe je reed. De sensoren bewaakten de stuurhoek en acceleratie. Als u aan het stuur trok of op de rem trapte, ging het systeem ervan uit dat u een botsing aan het vermijden was.
Wat deed het? Het spande de veiligheidsgordels aan. Het sloot het zonnedak. Het verhoogde verstelbare stoelen. Het ging erom de cabine voor te bereiden op een botsing, niet om deze te voorkomen. Het was reactief, niet voorspellend.
Radar- en millimetergolven
Ga radar in. In de jaren 2000 vond er een verschuiving plaats naar het waarnemen van de omgeving, en niet alleen van het gedrag van de auto. Toyota introduceerde zijn Pre-Collision System (PCS) in 2003 op de Harrier in Japan. In 2010 trof het de Prius.
Het systeem van Toyota maakt gebruik van millimetergolfradar. Deze technologie kan objecten detecteren en de afstand en relatieve snelheid berekenen. Het systeem zoekt uit of remhulp nodig is. Het activeert ook de gordelspanners.
Er wordt ook rekening gehouden met de achterpassagiers. Als er een botsing dreigt, zet het systeem de achterbank rechtop. Achterover leunende stoelen zijn gevaarlijk bij een ongeval. De wervelkolom krijgt een klap. Rechtopstaande stoelen verdelen de kracht over de sterkere delen van het lichaam.
Het concurrentielandschap
Ford zit niet achterover. Ze kondigden “Collision Warning with Brake Support” aan voor de Taurus, Lincoln MKS en MKT. Het is hun kijk op radargebaseerde veiligheid.
Honda en Nissan bieden op veel binnenlandse modellen preventie van het verlaten van de rijstrook en het voorkomen van frontale botsingen. De technologie verspreidt zich. Het is niet langer een luxefunctie. Het wordt standaard.
Het doel is voor alle merken hetzelfde. Verminder de ernst van ongevallen. Red levens. Het verschil zit hem in de uitvoering. Sommige systemen geven voorrang aan remmen. Anderen geven prioriteit aan terughoudendheid. Ze vertrouwen allemaal op nauwkeurige sensoren om hun werk te doen zonder de bestuurder te irriteren.
Waar te gaan vanaf hier
Bekijk de onderstaande links voor meer informatie over de technologie die u in leven houdt op de snelweg.
Veel meer informatie
Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen
-
5 manieren waarop hybride batterijpakketten worden verbeterd
-
Hoe remassistentie werkt
-
Hoe crashtests werken
-
Zijn er bij crashtests ooit menselijke proefpersonen gebruikt?
Bronnen
- Automobielindustrie. “Veiligheid is belangrijk: geavanceerde technologie om botsingen te vermijden vindt zijn weg naar productievoertuigen in Japan.” Augustus 2004. (13 april 2009) http://findarticles.com/p/articles/mi_m3012/is_8_184/ai_n6173980/
-DENSO Corporation. “Pre-crash veiligheidssysteem.” 22 oktober 2003. (6 april 2009) http://www.globaldenso.com/en/technology/product/electronics/files/pdf12_e.pdf
- Ford.com. “De nieuwste doorbraak op veiligheidsgebied van Ford – Collision Warning met remondersteuning – komt in 2009.” 6 april 2009. (6 april 2009) http://media.ford.com/article_display.cfm?article_id=29188
-Lemmen, Paul et al. “Ontwikkeling van een Pre-Crash-systeem met behulp van de VEHIL-testfaciliteit.” Nationale snelwegverkeersveiligheidsadministratie. 8 maart 2005. (6 april 2009) http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/esv/esv19/05-0322-O.pdf
-Mercedes-Benz Canada. “Mercedes-Benz lanceert allereerste auto met ‘reflexen’.” 15 oktober 2002. (6 april 2009) http://www.mercedes-benz.ca/index.cfm?NewsID=121&id=2959
- Merkelbach, Bettina. “Toyota voegt Pre-Crash-systeem aan de voorkant en rugleuningen toe aan veiligheidstechnologieën.” ATZ online. 2 maart 2009. (6 april 2009) http://www.atzonline.com/index.php%3Bdo=show/site=a4e/sid=65255547349e36722b41f2291479446/alloc=1/id=9270
