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    2020-07-12撞见高下 防护安全面面观


    随着汽车的性能日益提昇,对于安全自然更加要求。拜车身设计、使用材料与电子科技的进步所赐,现代车辆在主、被动防护上都有一定水準;其中具公信力的撞击测试也督促着车厂不断修正,「Safety」俨然已是购车时必须考量的项目!

    车体→Euro NCAP督促进化
    操驾→循迹防滑抑制失控
    整合→全方位分层防护
    照明→由主动转向HID演变

    有关于车辆安全的背书,「Euro NCAP五颗星」绝对是最有力的认证,这是汽车在防护上的最高表现,且对新车设计产生了莫大的影响。通常在购车时大家对于安全一项,除了会参考Euro NCAP(欧洲新车评鉴计画)、NHTSA(美国国家公路交通安全局)所公布的撞击测试成绩外,最常见的就是从目录中查看如ABS、气囊数等相关配备来作为依据。

    其实各家车厂在此投入的技术自有其概念,例如M.Benz「Pre-Safe」为整合式的全面保护、Volvo近来致力发展车距控制,而BMW则把车辆的操控性视为第一要务,在逼近极限的关头才介入电子辅助,但无论如何它们的最终目的都相同,不同之处只在于「防护的过程」。附带一提的是,所谓主、被动安全是以撞击发生前后来划分,防滑循迹系统为前者、气囊属于后者的範围,撞击测试亦只针对被动安全一项,目前的新车在外型、车身构造与安全配备愈来愈趋近一致的主因,就是为了要能符合Euro NCAP等机构的标準。
    车体 保持座舱完整与分散能量

    在被动防护的一环中,车体架构绝对是最重要的部分,这方面现阶段的概念是当撞击发生后(含翻车),必须要保持座舱的完整性,所以包括车顶设有支架的笼型构造也应运而生。这种设计主要为车舱四周採环状钢骨构成,钣件部分则透过高张力钢板提高强度,配合底盘前后加入副樑辅助,同时强化的A、C柱与延伸两侧大樑交错后,相对还有分散能量和增加溃缩区域支撑的效用,如此对于乘员已建立起基础的保护。

    Euro NCAP为了能模拟常见的车祸状况,所制定的测试分别为正撞、侧撞、侧面圆柱压挤和行人碰撞等四项。要有水準的表现除了车体构造的强化外,其他配套措施如气囊等运用亦缺一不可,同时这还影响到外型与内装的设计,所以不难发现新一代车种都有相似的样貌,就连相关安全配备也如出一辙。

    外型设计的演变

    新一代车款的车体都以笼型设计为主要架构,目的在于撞击后可求取座舱的完整性。


    一般而言在追撞的防护上,可见的设计有下潜式引擎、可溃式方向机柱/踏板与正面双气囊等措施,其中为使气囊发挥最大效用且不致造成另外的伤害,双段充气、助手席位置感应、预缩安全带、护颈头枕都成了必要的搭配;而膝部气囊最近也开始流行,应用上逐渐从跑车扩大到房车的範畴。内装部分,厚实的控檯、防潜座椅、较软的塑料与内衬亦属趋势之一,这些都让前座乘客可得到进一步的保护。

    在车身架构上分散撞击能量也是考量重点,这和以往的「吸收」概念有很大不同。


    另外,新一代车款的车头愈来愈低斜,一眼望去各个都流线非凡,这除了有利于降低风阻外,还包括减低撞击行人的伤害,若以座舱防护的眼光观之,倾斜的A柱能分散能量、大角度前挡可拉开头部与玻璃间距、增厚的控檯则能当作阻挡防线,所以造车科技确实是全方位的进步。

    目前的新车多半配置前正、侧四气囊搭配全尺寸气帘,驾驶膝部气囊也逐渐开始流行。


    圆润也是现代新车的共通点,腰线更是拉至与肩膀同高,并配合车门的外扩、加大而能提昇侧撞时的缓冲与防护,毕竟这是车身最弱之处,结构面强化只能运用更粗壮的B柱与门框,因此必须在外钣件的角度多所琢磨,车内还必须匹配侧面气囊和全尺寸气帘,故现今欧系车几乎已全面标配六气囊。最后,虽然各地撞击测试机构都无针对车尾制定规範,但它跟车头的加强方式相近,譬如C柱加厚、倾斜、拉高行李厢位置与缩小后挡,流线之外亦增添了丰腴感。
    操驾 循迹防滑系统降低失控危险

    就像BMW坚持的操控至上信念,一部可以说停就停、说弯就弯的车款,先天就能将失控的机率降至最低,所以提昇驾控性已然成为新世代车种的重点。在车身与悬吊设计上,低重心化、配重平衡、防俯仰都是工程师努力的重点,同时大尺寸轮胎与碟盘已成为每次进化的项目,因此各家新车的基本硬体面均有一定水準,剩下就是在软体控制单元做文章了。

    论及汽车安全系统中影响最深远的发明,ABS绝对要记上一笔,它运用点放煞车的概念防止急煞下车轮锁死,进而减少打滑的危险并能闪避障碍物,不知挽救了多少人的性命。而现代ABS除採用更精密的四轮独立管理外,也能与BAS紧急加压、EBD电子煞车力分配来获得最佳的制动效益,同时其轮转速控制的特性还衍生出循迹防滑系统,这让车辆的失控被减至最低,欧美许多先进国家未来都会立法成为标配,由此就不难想见这套装置有多幺重要了。

    煞车差速修正车身

    循迹控制系统的设定与底盘、动力有极大关联,跑车还必须兼顾驾驶乐趣的要求。


    循迹防滑系统的命名每家车厂都不一样,但作动方式与原理大同小异,不过其介入的时机、频率与程度有很大不同,这便是因应底盘特性及客层需求所做的调校,就像重操控的BMW车诱发时间晚,代表原厂有信心且希望消费者获得更多的乐趣,而M.Benz一向以安全为前提,所以电脑会下令预先及早準备。另外,此系统还有控制的细腻度等差异,感受上欧系车较顺畅、日系车则显生硬。

    针对打滑车轮减速与降低动力是循迹控制的基础,更高阶的则是以煞车差速为主。

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    关于循迹控制的作动,大致是某一轮打滑时系统会减低其轮转速而恢复抓地力,并配合降低动力输出来维持足够牵引力,更高级的架构还会利用煞车差速拉回车身,同时针对四轮个别调整轮速差,目前也出现少数主动修正转向舵角的设计,相信对于前驱车会有较大的帮助。由于循迹防滑的技术日益发达,所以现在4、500匹马力的跑车人人都可以驾驭,可是千万别以为是自己的驾技了得,实际上可是电脑帮了大忙,让你能畅快的加足油门过弯。

    一般循迹控制都有两段选择,高性能车款则会增加可全关的模式,但打滑过多时仍会自动回复以策安全。


    目前在此系统的动作设定上,一般都分有On与Off两段,不过Off时并非全部关闭,而是保留煞车调整的功能,目的是在安全範围内提供最高的驾驶乐趣,只有高性能车种备有全关的设定,可是一旦过度打滑仍会自动回复成开启模式,毕竟其目的为预防、拯救失控,如果因为不能作动而发生憾事岂不好笑?

    整合 全方位防护发挥被动安全极緻

    在汽车的安全防护中,最近拜雷达、摄影机的发达所赐,出现了车距控制、侧边侦测、车道偏离警告与驾驶状态监控等多项技术,其中车距控制一项也能结合主动煞车与BAS,让便利性提高之余还有对等的防撞机制。依据远、近雷达(或摄影机)精确侦测前方状况的车距控制,电脑会计算适合的档位、转速、煞车等参数,使车辆能自动维持跟车距离,若前车突然减速甚至急停,系统则会对驾驶发出声光警示,并且同步预先加压煞车辅助力,这样便能即时反应而降低事故。

    在此若驾驶仍未予以理会,主动煞车也会立即启动,不过其制动力只会达到40%~45%左右,不100%作动的原因是在这种危急状况下,要考虑的东西实在太多,就像全力煞停的话有可能被后车追撞,所以经实验证明后,减轻撞击伤害的概念亦较合理。

    Pre-Safe价值

    可自动煞车的车距控制系统,在紧急状况下的主动制动力仅40~45%,用意为减轻撞击损害。


    提到主、被动安全的最高层级,非M.Benz知名的全方位防护系统Pre-Safe莫属,其最新一代已整合车距控制与主动煞车的功能(W221 S-Class),但非人为的紧急制动力仍只达40%,不过后续处理的过程可是相当细腻,堪称是最能「保命」的设计。Pre-Safe其实是M.Benz Pro-Safe概念中的一项,它分成Perform-Safe(警告与煞车预先加压、循迹控制介入)、Pre-Safe(面临危险主动启动防护)、Passive-Safe(撞击时被动防护作用)、Post-Safe(事故后避免二次伤害)等四大环节,作动上也是分层负责的逐一开启,一切以严密保护乘员为最高指导原则。

    车距控制的出发点是为了便利性,遇到危险仍是要自己煞车才可靠。


    Pre-Safe的作动诱发,主要是BAS紧急加压或ESP循迹控制都无法让车辆有效减速、抑制打滑而即将发生撞击危险时,对应措施则是前座椅背竖直(动态支撑座椅充气)、安全带拉紧、车窗与天窗自动关闭(会留缝隙透气),这些举动是要使乘客被牢牢固定不致弹出车外,且让气囊发挥最大保护效果。之后在撞击当下正面、侧面气囊与气帘才会爆开,主动头枕并向上、向前支撑,在车辆已完全静止后,断油熄火、车门解锁、车窗微开透气、开警示灯都是防止再次伤害的措施,由此就不难想见其设计之周详。

    Pre-Safe作动示意图


    像Pre-Safe这种整合式防护系统,目前只有Lexus旗舰LS车系使用的Pre-Collision为类似概念,但它比较偏向预警功能,而Pre-Safe的精华则属于撞击前后的因应措施,这让相关被动保护机制能发挥最大效果,毕竟交通事故都是一瞬间发生,由Pre-Safe主导而即时反应当然更安全,这便是其价值所在。
    照明 外线与可变近灯技术导入

    夜间行车时最重要的安全配备─照明,近几年像HID、主动转向头灯、弯道对角雾灯开启等设计都愈来愈普及,高级车款更会搭配红外线夜视辅助,其对于行驶路况不熟的黑暗地区特别有用,能帮助驾驶注意到远端成像细节。此系统的架构大致是在头灯内设置红外线发射器,接收器则位于前挡记录反射影像,最后由LCD仪錶板或HUD抬头显示器呈现画面,它所能增加的视线範围达150公尺以上,而且能将目光带到远方黑暗死角,不过这仍属用余光扫描的辅助用途,驾驶的专注力还是得放在正前方。

    附带一提的是,LS600h率先配置的LED头灯,短期内并不容易普及化,因为LED虽然明亮但投射距离有限,所以当作大灯必须克服照度的问题,不过用于日照辅助灯或煞车灯可是相当适合,特别是需要反应快来提昇辨识性的后者。目前LED煞车灯已出现急煞闪烁警示的设计,此点灭功能已可缩短0.2秒的后车反应时间,测试指出它能在100和80km/h的车速下缩减4.4、5.5公尺的距离,这小小的改变就让追撞率有效降低,确实是值得推广的设计。

    Intelligent Light突破

    主动转向HID这项配备已日益普及,设计则分有单边与双边旋转两种,一般以前者居多。


    在头灯科技部分,M.Benz在小改款E-Class发表的Intelligent Light算是一大突破,此建构于主动转向HID的设计,主要是藉由可变近灯的控制而有五种照明模式,相对于天候与环境的影响也可减至最低,进而让驾驶有更大範围的最佳视线。这套头灯的特殊之处,除旋转角度增加3度达15度之外,弯道上对角雾灯与近灯都会及早投射侧边,身处雾区灯座更会向外旋转且降低投射角,藉此照近路面并减少背光,「智慧」的程度超乎想像。

    红外线夜视辅助可提醒驾驶远端细节,特别是在黑暗之处有非常大的帮助。


    Intelligent Light的主要功能还包括郊区及高速公路模式,前者为面对空旷地区加强近灯亮度并分散光源,使投射距离更远且涵盖道路两旁,而后者是视速度逐渐加强输出功率,最终可产生圆锥光形的照明,让路面的横向延展光度更广。Intelligent Light能有如此的多功能,要归功于控制模组与马达的全新设计,驾驶的方向视认性与道路使用者的辨识性也因此提高,对于夜间行车的安全有无比的贡献。

    Intelligent Light可让驾驶随时保有最佳视线,降低气候与环境的影响


    最后,儘管现在的主、被动安全科技这幺发达,但笔者还是建议开车的朋友有空都应该去检查视力,同时驾驶姿势应该调整适当,而且要养成守法与定期保养、检修爱车的习惯,这些才是安全驾车的基础,不然买再好的车也是枉然。