10 lat PRE-SAFE: system, który wyprzedza zderzenie

Nie ma statystyk, które dokumentują, ile ludzkich istnień pomógł dotychczas ochronić system PRE-SAFE®, jakich obrażeń pomógł uniknąć i w jakim stopniu ograniczył ich skutki. Badania przeprowadzone przez Mercedes-Benz wskazują jednak, że ponad dwie trzecie wszystkich wypadków komunikacyjnych poprzedzają sytuacje krytyczne, które pozwalają na ocenę ryzyka kolizji. PRE-SAFE® jest więc istotnym elementem integralnej koncepcji bezpieczeństwa Mercedes-Benz, znanej pod hasłem "Real Life Safety".

Analizy testów zderzeniowych pokazują, jak skuteczna może być zapobiegawcza ochrona kierowcy i pasażerów. W przypadku napięcia pasów, na przykład, wcześnie podjęte działania pozwalają utrzymać kierowcę i pasażera przedniego fotela w optymalnej pozycji - tak, by ich ciała nie przesunęły się niebezpiecznie do przodu pod wpływem zderzenia lub awaryjnego hamowania. Badania inżynierów Mercedes-Benz wykazały, że przeciążenia wywierane na głowę manekinów zostają wówczas ograniczone o 30 proc., a te, na które narażone są okolice karku - o około 40 proc.

- Zasadniczą cechą systemu PRE-SAFE® jest sposób, w jaki łączy on fazę przed wypadkiem z fazą samego wypadku - wyjaśnia prof. dr Rodolfo Schöneburg, szef oddziału pasywnego bezpieczeństwa i funkcji pojazdów Mercedes-Benz Cars. - W przeszłości systemy pasywnego bezpieczeństwa, takie jak poduszki powietrzne i napinacze pasów, nie były uruchamiane aż do chwili zderzenia. Wcześniej funkcje ochronne realizowane były przez układy bezpieczeństwa aktywnego, takie jak Brake Assist i ESP®. Wraz z PRE-SAFE® po raz pierwszy użyliśmy systemów aktywnego bezpieczeństwa do warunkowania działania układów bezpieczeństwa pasywnego.

Dzisiaj, 10 lat po premierze systemu PRE-SAFE® jesienią 2002 roku, jest on dostępny w 14 modelach Mercedes-Benz, a w ubiegłym roku trafił do wyposażenia niemal 60 proc. sprzedanych przez firmę aut. Jego błyskawiczną popularność, podobnie jak radarowych systemów wspomagania kierowcy, odzwierciadla liczba instalowanych czujników, która tylko w samochodach dostarczonych w październiku 2012 roku wyniosła około 50 tys. Przed wprowadzeniem systemu COLLISION PREVENTION ASSIST jako standardowego wyposażenia nowej Klasy A i B stosowano ich zdecydowanie mniej - wartość 10 tys. sztuk przekroczono po raz pierwszy w kwietniu 2011 roku. Łącznie, samochody Mercedes-Benz uzbrojono już w ponad 756 tys. sensorów radarowych.

Aktywacja zapobiegawczych środków bezpieczeństwa w ciągu milisekund - jak to działa?

System PRE-SAFE® uruchamia prewencyjne środki ochrony kierowcy i pasażerów samochodu. Jego celem jest przygotowanie ich do zderzenia w taki sposób, aby pasy bezpieczeństwa i poduszki powietrzne mogły w pełni spełnić swoje funkcje. Co więcej, ingerencja środków ochronnych PRE-SAFE® jest odwracalna: jeśli wypadku uda się uniknąć, działanie napinaczy pasów zostaje automatycznie cofnięte, a pasażerowie mogą ustawić fotele i szyberdach w poprzedniej pozycji. System PRE-SAFE® jest znów gotów do akcji.

PRE-SAFE® aktywowany jest na przykład, gdy dochodzi do awaryjnego hamowania, poważnej pod- lub nadsterowności, krytycznych manewrów lub poważnej ingerencji adaptacyjnego układu Brake Assist. Wczesne wykrycie ryzyka wypadku umożliwia połączenie PRE-SAFE® z systemami ESP® oraz Brake Assist. Ich czujniki monitują potencjalne sytuacje krytyczne podczas jazdy i w ciągu milisekund wysyłają odpowiednie informacje do elektronicznych jednostek sterujących.

System PRE-SAFE® - w połączeniu z układem DISTRONIC PLUS - korzysta z informacji dostarczanych przez czujniki radarowe krótkiego zasięgu, umieszczone w przednim zderzaku. Dane te służą do aktywacji napinaczy przednich pasów w ostatnim momencie przed nieuniknionym wypadkiem. Pozwala to ograniczyć siły wywierane na kierowcę i pasażera przedniego fotela podczas zderzenia. Aktywacja systemu PRE-SAFE® to dosłownie "ultima ratio" (łac. ostateczny środek) w zakresie prewencyjnej ochrony pasażerów - do wypadku dochodzi około 150 milisekund później.

Naśladowanie zachowania zwierząt: rozwój

Skąd inspiracja dla systemu PRE-SAFE®? Karl-Heinz Baumann, inżynier Mercedes-Benz, wpadł na pomysł opracowania przewidującego systemu ochrony pasażerów, obserwując swoją córkę podczas zabawy z kotem. Zwierzę odwraca się i rozciąga przed upadkiem, by upewnić się, że znajduje się w najlepszej pozycji do lądowania.

W 1999 roku Mercedes-Benz powołał komitet wykonawczy PRE-SAFE®, złożony z pracowników z działów bezpieczeństwa aktywnego - tzn. unikania wypadków - i pasywnego.

- Spotykaliśmy się regularnie i projektowaliśmy system czujników oraz algorytmów, a jednocześnie pracowaliśmy nad elementami sterującymi w samochodzie, na przykład odpowiadającymi za odwracalne napięcie pasów - wspomina prof. Schöneburg. -

- Nazwa PRE-SAFE® pochodzi od "preventive occupant protection" (ang. prewencyjna ochrona pasażerów) lub "preventive safety" (ang. prewencyjne bezpieczeństwo) - wyjaśnia Karl-Heinz Baumann. - To było sedno pomysłu: wykorzystanie czasu tuż przed wypadkiem na podjęcie prewencyjnych działań, które byłyby skuteczne, ale jeśli nie dojdzie do wypadku - w pełni odwracalne.

PRE-SAFE® został gruntownie przetestowany w samochodach Mercedes-Benz zgodnie z istotną zasadą: nowe systemy nie mogły ograniczać swobody kierowcy co do podejmowania decyzji, ani ingerować we właściwości jezdne auta. Próby na symulatorze i na drogach wykazały, że system PRE-SAFE® wydaje się zwiększać subiektywne poczucie bezpieczeństwa pasażerów ze względu na utrzymywanie właściwej pozycji w samochodzie. Dodatkowo, badani kierowcy szybciej reagowali w sytuacjach zagrożenia.

Mercedes-Benz wprowadził pierwszą generację systemu PRE-SAFE® jako wyposażenie standardowe Klasy S (W 220) w październiku 2002 roku. Wówczas zakres jego działania był następujący: jeśli samochód wykrył sytuację krytyczną z pomocą czujników układu ESP®, jako środek ostrożności aktywowane były napinacze pasów przednich foteli, a elektrycznie sterowany fotel pasażera z przodu (opcja) przesuwał się do pozycji optymalnej w chwili zderzenia. System automatycznie domykał również okno dachowe.

W 2005 roku Mercedes-Benz połączył PRE-SAFE® z Brake Assist PLUS: jeśli stopień ingerencji systemu Brake Assist przekroczy ustalony poziom, PRE-SAFE® wkracza do akcji. Dodatkowo, rozszerzone zostały jego funkcje: po raz pierwszy Mercedes-Benz wprowadził automatyczne domykanie okien w przypadku ryzyka zderzenia. Jeśli auto wyposażone jest w opcjonalne fotele multikonturowe, a jednostka sterująca systemem PRE-SAFE® wykryje sytuację krytyczną, natychmiast napomopowane zostają poduszki w oparciach i siedziskach. Zapewniają one dodatkowe podparcie kierowcy oraz pasażerowi z przodu w chwili wypadku i minimalizują ruchy kręgów szyjnych, do których często dochodzi w wyniku obrotu pojazdu.

Kolejny istotny krok Mercedes-Benz w dziedzinie samochodowego bezpieczeństwa to premiera systemu PRE-SAFE® Brake w 2006 roku, umożliwiającego autonomiczne hamowanie samochodu w sytuacji zbliżającego się uderzenia w tył poprzedzającego pojazdu.

Trzy lata później zaprezentowano kolejne wcielenie systemu PRE-SAFE® (w zależności od modelu). Od tej pory, jeśli kierowca nie zareagował nawet po częściowym automatycznym hamowaniu, wykorzystujący radar PRE-SAFE® Brake uruchamiał maksymalne ciśnienie w układzie hamulcowym na około 0,6 s przed sytuacją, która rozpoznana została jako nieunikniona kolizja. Awaryjne hamowanie w znacznym stopniu może ograniczyć skutki zderzenia.

Wraz z premierą nowej Klasy B w 2011 roku PRE-SAFE® po raz pierwszy trafił na listę wyposażenia samochodu kompaktowego.

Teraz z funkcją wykrywania przechodniów: nowe możliwości

W nowej generacji Klasy S Mercedes-Benz wzbogaci system PRE-SAFE® o kolejne funkcje. Mogą one pomóc uniknąć potrącenia pieszego i uderzenia przodem samochodu w inny pojazd w ruchu miejskim, ograniczyć skutki uderzenia w tył auta i zwiększyć ochronę zapewnianą przez pasy bezpieczeństwa.

Przegląd nowych funkcji systemu PRE-SAFE®:

BAS PLUS oraz PRE-SAFE® Brake obejmują wykrywanie pieszych oraz rozszerzoną funkcję autonomicznego hamowania w razie wykrycia innego pojazdu z przodu. Optyczne i akustyczne sygnały ostrzegają kierowcę przed niebezpieczeństwem. Jeśli wciśnie on pedał hamulca, system BAS PLUS zwiększy siłę hamowania (w razie potrzeby nawet do 100 proc.), a jeśli nie zareaguje, PRE-SAFE® Brake uruchomi funkcję autonomicznego hamowania. Układ PRE-SAFE® Brake z funkcją wykrywania pieszych pozostaje aktywny do prędkości około 72 km/h, jest w stanie autonomicznie zapobiec potrąceniu pieszego podczas jazdy z prędkością początkową do 50 km/h i uniknąć kolizji polegających na najechaniu na tył poprzedzającego auta przy prędkości 50 km/h.

PRE-SAFE® PLUS rozszerza zakres ochrony kierowcy i pasażerów o sytuacje, w których zagrożenie powodują pojazdy znajdujące się z tyłu samochodu. Czujnik radarowy w tylnym zderzaku monitoruje ruch za autem i w razie ryzyka uderzenia aktywuje w celach ostrzegawczych tylne światła awaryjne ze zwiększoną częstotliwością migania. Ponadto, system PRE-SAFE® może uruchomić dodatkowe środki ochrony, takie jak napinacze pasów bezpieczeństwa. Jeśli samochód pozostaje nieruchomy, PRE-SAFE® PLUS zwiększy siłę hamowania, aby po uderzeniu w tylną część nadwozia nie doszło do wtórnej kolizji z poprzedzającym autem. Pasażerowie są w ten sposób dodatkowo chronieni przed ewentualnymi urazami kręgosłupa.

PRE-SAFE® Impulse: we wczesnej fazie wypadku kierowca i pasażer z przodu są za pomocą pasów bezpieczeństwa przyciągani do foteli w kierunku przeciwnym do kierunku uderzenia. Gdy przeciążenia osiągną fazę szczytową, ten dodatkowy dystans może służyć do kontrolowanego rozproszenia energii. Efekt? Mniejsze ryzyko i zakres obrażeń odniesionych w przypadku zderzenia czołowego. PRE-SAFE® Impulse przy użyciu ładunku pirotechnicznego pozwala cofnąć pas o trzy punkty mocowania i zwolnić go ponownie. Zasadnicza różnica w porównaniu do tradycyjnych napinaczy polega na tym, że siła zastosowana do napięcia taśmy utrzymuje się znacznie dłużej, a jej wartość jest dostosowana do siły zderzenia.

PRE-SAFE® Rear: aktywna klamra pasa bezpieczeństwa wyposażona jest w silnik elektryczny, który wysuwa ją lub chowa automatycznie i nie dopuszcza w ten sposób do luzu w rejonie miednicy i tułowia. W rezultacie pasażerowie są skuteczniej chronieni zarówno w kierunku poprzecznym, jak i wzdłużnym. Zapinanie pasów na tylnych siedzeniach jest znacznie prostsze - klamra wysuwa się z tapicerki i podświetla po otwarciu drzwi. Stanowi ona element integralnej koncepcji bezpieczeństwa Mercedes-Benz i spełnia swoją funkcję w czterech dziedzinach: bezpiecznej jazdy (łatwiejsze zapinanie), w obliczu zagrożenia (redukcja luzu po zapięciu pasa), podczas wypadku (napinacze pasów PRE-SAFE®) oraz po wypadku (klamra wysuwa się automatycznie po wypadku, ułatwiając dostęp do niej służbom ratowniczym).