Ročně dojde na evropských silnicích přibližně k 1,5 milionu dopravních nehod, zemře několik desítek tisíc lidí a zhruba dva milióny osob jsou zraněny.
Škody způsobené dopravními nehodami přesahují závratnou částku 160 miliard Euro, což je více než dvě procenta evropského hrubého domácího produktu. Dá se vůbec takovým škodám zabránit nebo je alespoň zmírnit?
Po AIDS jsou dopravní nehody druhou nejčastější příčinou hospitalizace či úmrtí mužů ve věku 14 – 44 let a desátou nejčastější příčinou smrti bez rozdílu věkových skupin. Z těchto důvodů se automobilky předhánějí v zavádění stále účinnějších a rafinovanějších prvků pasivní i aktivní bezpečnosti svých vozů. Podle odborných odhadů by se takovýmito technickými prostředky dalo zamezit velké většině nehod nebo alespoň výrazně snížit jejich závažnost.
Vozy, které vidí i za roh
Maximálně omezit možnost vzniku dopravní nehody je základní úlohou systémů aktivní bezpečnosti moderních automobilů. Využívá se přitom schopností daného automobilu ve spojení s fyzikálními zákonitostmi.
Pojem „aktivní bezpečnost“ v sobě, kromě některých základních vlastností vozidla, jakými jsou např. přesné řízení či motor s dostatečným výkonem v celém rozsahu otáček, skrývá celou řadu elektronických systémů, které mají v podstatě jen jeden úkol, pomoci řidiči zabránit vzniku dopravní nehody. Základní i nabízená doplňková výbava současných automobilů je jimi doslova přecpána. S jakými systémy aktivní bezpečnosti se dnes na evropských silnicích můžete setkat?
Nestačí jen dupnout na brzdu!
Samotná síla sešlápnutí brzdového pedálu u moderních automobilů k dosažení potřebného účinku brzd již nestačí. Řidiči proto přichází na pomoc posilovač brzd, což je zařízení připojené přímo k hlavnímu brzdovému válci, které využívá podtlaku v sacím systému motoru. Ten přes membránu působí jako pomocná síla a k vyvolání dostatečného tlaku v brzdovém systému tak není zapotřebí silného sešlápnutí brzdového pedálu.
Nejmodernější vozy jsou nyní vybavovány brzdovým asistenčním systémem, což je systém monitorující rychlost sešlápnutí brzdového pedálu a jeho tlak. V současnosti se můžeme v moderních vozidlech setkat s elektronickou, hydraulickou nebo mechanickou variantu tohoto systému. Pokud takový brzdový asistent vyhodnotí situaci jako kritickou, dokáže zajistit okamžité zvýšení tlaku v brzdové soustavě, čímž dojde ke zvýšení brzdného účinku a zkrácení brzdné dráhy až o 20%. Hlavním přínosem tohoto zařízení je zkrácení brzdné dráhy při nesprávné reakci řidiče. V kritické situaci totiž méně zkušení řidiči sešlapují brzdový pedál buď pomalu a velkou silou, nebo příliš rychle a malou silou, což právě je impulsem pro aktivaci systému brzdového asistenta. Zkušení řidiči naopak v kritické situaci sešlapují brzdový pedál rychle a velkou silou a to jim umožňuje maximálně využít schopností brzdového systému vozidla v součinnosti s dalším, dnes již běžným systémem ABS.
Když se kola zastaví
Protiblokovací brzdový systém (ABS – Antilock Braking System) zabraňuje zablokování kol při prudkém brzdění a díky tomu je vůz na libovolném povrchu stále, pochopitelně jen v mezích fyzikálních zákonů řiditelný. Nejčastěji přichází ABS ke slovu na mokrém, namrzlém nebo nezpevněném povrchu. Jakmile se některé kolo začne blížit ke stavu, kdy by mohlo dojít k jeho zablokování, začne systém ABS tlak v brzdě kola prudce přerušovaně (až 16krát za sekundu) snižovat a kolo tak neztrácí potřený kontakt s povrchem vozovky.
Systém ABS může být doplněn o funkci CBC (Cornering Brake Control), která úpravou velikosti potřebného brzdícího tlaku v každém z kol zvlášť dokáže výrazným způsobem potlačit působení stáčivých sil kolem svislé osy vozu, vznikající při brzdění v zatáčkách.
Je třeba se podělit o brzdné síly
Jako součást ABS je standardně dodáván elektronický rozdělovač brzdné síly (EBV / EBD). Úkolem tohoto systému je automatické optimální rozdělení brzdného účinku mezi přední a zadní nápravu podle jejich statického a dynamického zatížení. To totiž může být velmi rozdílné, přičemž jiná je situace u plně naloženého auta a jiná u vozidla, v němž sedí pouze řidič. Plně naložené vozidlo má více zatíženu zadní nápravu a té proto systém přiděluje větší brzdnou sílu. Podobné pravidlo platí i pro přední nápravu – čím je větší zatížení přední nápravy, tím větší část brzdného účinku na ni připadá.
Systém EBD se zapíná při prudkém brzdění, těsně před aktivací protiblokovacího systému ABS. Pomocí stejných senzorů jako ABS monitoruje rozdíl v rychlosti otáčení mezi předními a zadními koly a zjistí-li možnost zablokování zadních kol, nedovolí zvýšení tlaku v zadních brzdách. Tím zajišťuje maximální zpomalení a zároveň i stabilitu vozu při jakémkoli rozložení zatížení v něm.
S autem na klouzačce
Pro protiskluzové systémy existuje několik různých označení (ASR, ASC, DTC, EDS, ETC , ETS, TCS, TC), daných především tím, že je dodává více automobilových výrobců. Optimalizují přenos točivého momentu motoru na kola, čímž zlepšují vlastnosti automobilu při rozjezdu na kluzkém povrchu nebo při rychlých průjezdech zatáčkami. Pracují přitom na různých principech. Systém ASR například automaticky reguluje velikost prokluzu hnaných kol při rozjezdu nebo akceleraci. K jeho omezení přitom využívá brzdy poháněných kol a snižování výkonu motoru. Systémy označované ASC, DTC, ETC, ETS, TCS či TC pracují na stejném nebo podobném principu.
Úkolem elektronické uzávěrky diferenciálu (EDS) je zabránit na mokrém nebo zledovatělém povrchu vozovky prokluzování jednoho z hnacích kol. Protože je činný jen při samotném rozjedu a nedokáže proklouznutí hnacích kol zabránit úplně, nelze ho považovat za plnohodnotný protiskluzový systém. Elektronika řídicí jednotky zjišťuje informace o otáčkách hnacích kol a ty vyhodnocuje. Při zaznamenání rozdílu v otáčkách jednotlivých hnacích kol, což znamená protáčení jednoho z nich, dojde k aktivaci systému, přičemž EDS úzce spolupracuje s protiblokovacím brzdným systémem (ABS). Na základě pokynu řídící jednotky je pak prokluzující kolo přibržděno.
Když hrozí nebezpečí smyku
Dalšími zařízeními, která zajišťují bezpečné chování vozu v kritických situacích, zejména při průjezdech zatáčkami, jsou elektronické stabilizační systémy. S těmi se, podle jednotlivých výrobců, setkáváme pod označením AHS, DSC, ESP, VDC nebo VSC. V průběhu jízdy vyhodnocuje tento systém některé parametry (např. rychlost nebo natočení volantu) a v případě, že sledované hodnoty vyhodnotí jako reálné nebezpečí vzniku smyku, vyvolá přibrzděním příslušných kol odpovídající protireakci. Stabilizační systém přitom spolupracuje s celou řadou dalších elektronických systémů, přičemž mezi ty nejvýznamnější patří opět ABS a protiskluzový systém.
Bez vzduchu v pneumatikách to nejde
Ztráta tlaku v pneumatikách a následně i ztráta kontroly nad řízením, může při vysoké rychlosti představovat významné ohrožení nejen řidiče a spolucestujících, ale i ostatních účastníků silničního provozu. Tomu má zabránit kontrolní systém tlaku vzduchu v pneumatikách, který během jízdy monitoruje tlak v každém z kol samostatně a při zjištěném poklesu pod předepsaný stav okamžitě varuje řidiče.
Je nutné si udržet odstup
Některé vozy, např. Audi A8, jsou vybaveny tzv. adaptivním tempomatem, zařízením pro regulaci rychlosti, které automaticky zajišťuje bezpečnou vzdálenost od ostatních vozidel. Speciálním radarovým senzorem měří odstup od vpředu jedoucího vozu. Je-li vzdálenost příliš malá, systém vůz automaticky přibrzdí a jakmile je prostor před vozem volný, opět zrychlí na zvolenou rychlost. Adaptivní tempomat ale nereaguje na stojící překážky, protijedoucí vozidla a nelze ho tedy používat na úsecích s mnoha zatáčkami či při špatném počasí (mlha, náledí nebo silný vítr).
Vidět lze i za roh
Stále častěji se mezi bezpečnostními prvky objevují samonatáčecí elektronicky řízené bi-xenonové světlomety, zajišťující optimální osvětlení v zatáčkách. Jakmile totiž vůz vjede do zatáčky, snímače analyzují v závislosti na poloze volantu úhel natočení kol a automaticky horizontálně natočí do tohoto směru i světlomety. Osvětlí se tak zóny dříve tonoucí ve tmě a výrazně se zlepšuje viditelnost v noci nebo za špatného počasí. Umožňují sledovat profil silnice a v čas odhalit ostatní účastníky silničního provozu a případné překážky.
Dobrým příkladem může být nejnovější verze Citroënu C5, jehož inteligentní světlomety mohou být natáčeny v horizontálním směru pod úhlem 15° v obou směrech (8° pro světlomet na vnější straně zatáčky a 15° pro světlomet na vnitřní straně zatáčky). Samonatáčecí světlomety tohoto typu zahrnují bi-xenonový eliptický samonatáčecí modul, aktivní v poloze „tlumená světla“ a v poloze „dálková světla“, a halogenový světlomet s „dalekým dosahem“, který doplňuje dálková světla.
Umíte zaparkovat?
Vzhledem k faktu, že parkování do řady vozidel dělá některým řidičům značné problémy, instalují dnes mnozí výrobci do svých vozů asistenční systémy pro parkování. Nejčastěji je používán akustickým parkovacím systémem (APS) s přerušovaným výstražným tónem, signalizujícím změnou své frekvence vzdálenost od překážky. Systém využívá ultrazvukových senzorů, které jsou obvykle nainstalovány v nárazníku. Čidla systému APS, která jsou umístěna v zadním nárazníku se automaticky aktivují při zařazení zpětného chodu, přední čidla lze v případě potřeby vypnout.
V některých luxusnějších vozech jsou využívány i moderní kamerové systémy, které reálnou situaci za vozem zobrazují na displeji palubní desky.
Vyvíjejí se však i mnohem atraktivnější systémy, které dokáží pomocí radaru při pomalé jízdě podél řady zaparkovaných automobilů vyhledat vhodné volné mezery. Registruje přitom i případné překážky, které by zaparkování bránily (např. sloupy veřejného osvětlení, patníky apod.). Pokud radar vhodnou mezeru najde, řidič po zastavení pouze zmáčkne tlačítko na palubní desce a vůz zcela sám zacouvá na vybrané místo.
Vyjetí z jízdního pruhu pod kontrolou
Citroën od loňského roku nabízí v modelu C5, jako první na české trhu, unikátní systémem varování před neúmyslným opuštěním jízdního pruhu, který na dálnicích nebo rychlostních komunikacích sleduje neúmyslné přejetí dělící čáry při nesepnutém ukazateli směru. Řidič je poté, např. při mikrospánku, varován vibrací na té straně sedadla, na které došlo k přejetí čáry.
Infračervené snímače, umístěné za předním nárazníkem, dovedou rozpoznat bílé pruhy stejně dobře jako žluté, červené nebo modré, kterými jsou vyznačeny dočasné jízdní pruhy v různých evropských zemích. Rozliší i podélné značení vozovky (plné nebo přerušované) a ostatní značení na vozovce: odbočovací šipky, údaje o nutné vzdálenosti mezi vozy i nápisy (s výjimkou speciálních nenormalizovaných případů).
Mrkání prozradí únavu
V koncernu Volkswagen, je v současnosti vyvíjen systém, který na základě monitorování pohybů očí a mrkání vyhodnocuje pozornost a kondici řidiče. Podrobné výzkumy totiž prokázaly, že každou čtvrtou smrtelnou nehodu má na svědomí únava, resp. mikrospánek řidiče. Zařízení využívá speciální kameru, umístěnou v interiéru vozu, která neustále sleduje frekvenci pohybů očních víček. Zatímco odpočatý řidič mrká pouze občas a doslova mžikem, s prohlubující se únavou se frekvence mrkání zvyšuje a prodlužuje se i doba, po kterou je oko zavřené. Pokud počítačem podporovaný systém zjistí, že řidič začíná projevovat známky únavy, spustí se varovný signál. Ve spojení s navigačním systémem by mohl být unavený řidič nasměrován na nejbližší odpočívadlo.
Hlavní je přežít
V okamžiku, kdy systémy aktivní bezpečnosti selžou a nebo nejsou schopny s ohledem na fyzikální zákony zabránit dopravní nehodě, přicházejí ke slovu prvky pasivní bezpečnosti.
Minimalizovat následky dopravní nehody je věčným a nikdy nekončícím úkolem všech konstruktérů automobilů. Ochránit přitom musí nejen životy a zdraví posádky havarovaného vozidla, ale také ostatní účastníky nehody, včetně chodců. Mezi základní prvky pasivní bezpečnosti proto patří zejména bezpečná konstrukce karoserie a interiéru vozů a zádržné a protipožární systémy. Úroveň pasivní bezpečnosti motorových vozidel je pravidelně prověřována v destruktivních nárazových testech.
Posádka v kleci
Konstrukce prostoru pro cestující je u dnešních vozů navrhována tak, aby vytvářela jakousi bezpečnostní buňku či klec. Na rozdíl od poddajnějších deformačních zón je tato pevná buňka velmi těžko deformovatelná a může tak při nehodách do určité míry zaručit dostatečný životní prostor pro pasažéry..
Fast your belts!
Nejběžnějším ochranným systémem v automobilu jsou tříbodové bezpečnostní pásy. Ty bývají zpravidla doplněny o tzv. předpínače, aktivované pomocí plynového generátoru společně s airbagy. Bezpečnostní pás se přitom výrazně utáhne a účinněji tak zachytí tělo při nárazu. Poté se díky funkci omezovače napětí tah opět uvolní.
Po překročení určitého napětí, způsobeného setrvačnou silou, se cíleně zdeformuje torzní tyč v navíjecím mechanismu pásu nebo se roztrhne jeho speciální šev. Tím dojde k částečnému uvolnění pásu a tělo je pak zachyceno již naplněným airbagem.
Vypolštářovaný interiér
Společně s bezpečnostními pásy patří airbagy k nejúčinnějším bezpečnostním prvkům automobilu. V současné době se stále výrazněji prosazují tzv. inteligentní airbagy, jejichž rychlost naplnění a objem vzduchu ve vaku se přizpůsobují síle nárazu. Moderní vozy jsou vybavovány nejen čelnmi, ale také bočními, hlavovými nebo okenními airbagy. K aktivaci čelních airbagů dochází pouze tehdy, je-li směr nárazu totožný s podélnou osou vozu nebo v úhlu menším než +/-30 stupňů od této osy. Intenzita nárazu by přitom měla být silnější než náraz do pevné překážky v rychlosti 20 km/h. Podobné podmínky platí i pro aktivaci bočních, hlavových a okenních airbagů – ovšem v odpovídajících osách.
Nebezpečí přichází i zezadu
Velmi často dochází k nehodám, při nichž do auta narazí zezadu jiné vozidlo. Může to mít pro jeho posádku nepříjemné následky ve formě velmi nebezpečného poranění krční páteře. Aktivní opěrky hlavy mají takovému zranění zabránit nebo jej alespoň zmírnit v postatě jednoduchým způsobem. Pákový mechanismus v případě zadního nárazu vysune opěrku hlavy dopředu a nahoru, což výrazně ztlumí pohyb hlavy pasažéra dozadu. .
Volant se umí uhnout
Tuhý sloupek volantu představuje velké nebezpečí poranění hrudníku řidiče a proto výrobci automobilů již od šedesátých let minulého století hledají takové konstrukční řešení, které by riziko snížilo. Konstruktéři proto začali sloupky volantu vybavovat speciálním kloubem, který při nárazu vyhne sloupek řízení do strany. Novější pak jsou tzv. teleskopické konstrukce bezpečnostních sloupků, které ve spojení s přídavnými klouby účinně minimalizují pohybu volantu proti hrudníku řidiče. Volant i do něj zabudovaný airbag přitom mají při nárazech přesně definovanou pozici.
CrashTest – tvrdá zkouška odolnosti
Prakticky všechny automobilky věnují problematice pasivní bezpečnosti maximální pozornost. Karoserie nových vozidel je proto tvořena velmi složitou konstrukcí, která zahrnuje přesně definované deformační zóny a mimořádně pevnou skořepinu, tvořící prostor pro přežití posádky. Již v době prvních návrhů karoserie, kdy se teprve diskutuje o tom jakou bude mít nový automobil podobu, jsou pomocí výkonných počítačů simulovány následky nárazů. Pomocí těchto simulací je možné poměrně přesně stanovit, jak se bude vůz chovat a jak ochrání posádku v případě havárie. Podle současně platné legislativy musí každý nově vyrobený model automobilu projít i nárazovým testem. Základem těchto náročných testů je čelní náraz, při kterém automobil jedoucí rychlostí 64 km/h naráží čtyřiceti procenty přední části do částečně deformovatelné bariéry. Takzvaný ofsetový náraz simuluje nejčastější případ čelního střetu dvou protijedoucích automobilů.
Další tvrdou zkouškou je boční náraz, kdy do stojícího vozidla narazí rychlostí 50 km/h speciální vozík s deformovatelnou bariérou.
Nejnověji prováděným testem je náraz boku vozidla usazeného na pojízdném vozíku do pevné překážky. Automobil naráží v rychlosti 29 km/h do ocelového sloupu o průměru 254 mm. Automobil je při testech obsazen speciálními figurínami, které jsou plné citlivých snímačů, měřících zatížení jednotlivých částí těla. Na předních sedadlech je takto simulována dvojice dospělých cestujících a vzadu je v dětské sedačce usazeno dítě.
Unikátní test – srážka s kamionem
Srážka s kamionem je černou můrou snad každého řidiče osobního vozu, protože přežít ve zdraví se v takovém případě rovná zázraku. V době, kdy na našich silnicích jsou havárie kamionů a srážky s nimi na denním pořádku, přišla automobilka Audi s důkazem, že takový zázrak je s jejími vozy možný.
Dánský zkušební institut TNO připravil pro automobilku Audi unikátní destruktivní test, při němž proti sobě poslal dva vozy zcela rozdílných váhových kategorií, pětidveřový kompakt Audi A3 a těžký tahač SCANIA. Kamion byl přitom vybaven dnes již velmi rozšířenými zábranami proti podjetí. Při nepřímém čelním nárazu v rychlosti 60 km/h došlo sice k výrazným deformacím čelní části osobního vozu, ale nerozbilo se ani čelní sklo, vlastní prostor pro cestující nebyl nijak vážně narušen a prostor pro nohy byl jen minimálně deformován.
Výsledky měření specialistů, kteří po testu hodnotili vliv nárazu na strukturu vozu z pohledu zachování dostatečného prostoru pro přežití posádky, prokázaly, že všechny sledované veličiny ležely zcela bezpečně hluboko pod normami povolenými hodnotami.
