automatizace

Odborný časopis pro automatizaci,
měření a inženýrskou informatiku
Přehledy: Vydání   Témata   Autoři   Kalendář akcí   Přehledy trhu   English


Trendy

Automatizace • ročník 49 • číslo 5 • květen 2006
Tiskni článek Článek v PDF
Airbagy s vlastní inteligencí

ročník 49, číslo 5, strana 316
Autor: Kabeš Karel
Rubrika: Trendy, Téma: Robotika -> Dopravní systémy a logistika

Moderní koncepce bezpečnosti motorových vozidel vychází z účelné souhry různých technických opatření, mezi něž patří kompaktní karoserie, obložení vnitřního prostoru, bezpečnostní pásy a ochranné vzdušné vaky, neboli airbagy. Ty dnes již patří ke standardnímu vybavení osobních aut a především jejich zásluhou již řadu let klesá počet mrtvých při dopravních nehodách. Zatímco v 70. letech zemřelo na silnicích jenom ve Spolkové republice Německo za rok asi 20 000 osob, dnes je to při mnohem větší hustotě provozu a na území celého sjednoceného Německa méně než 6 000 osob.

Inteligentní adaptivní systémy
Zatímco zprvu byl do vozů instalován pouze  airbag na místě řidiče a brzy po něm i pro spolujezdce, nyní se uplatňuje koncepce „ochrany ze všech stran“ použitím různých typů airbagů obklopujících posádku auta, které zaručují její dostatečnou a „pružnou“ ochranu při čelním i bočním nárazu nebo při převracení. Další vývoj směřuje k inteligentním adaptivním airbagovým systémům, které se přizpůsobí velikosti a hmotnosti cestujících i druhu a závažnosti dopravní nehody [1].
U neadaptivních systémů není totiž možné vyřešit zásadní rozpor spočívající v tom, že malí a lehcí pasažéři (děti) potřebují „měkčí“ vzdušné vaky, větší a těžší pasažéři zase „tvrdší“ a rychleji reagující airbagy. Airbag jako podpůrný ochranný prostředek by se také neměl rozvinout při pouhém podezření, že dojde k nehodě, nebo při nehodách končících jenom mírným poškozením plechu, ale jen při opravdu těžkých dopravních nehodách, a to co nejrychleji.
 
Senzory pro adaptivní airbagy
Pro vývoj adaptivních airbagových systémů mají bezesporu velký význam inteligentní senzory a kamerové systémy sloužící ke zjištění hmotnosti, výšky a polohy pasažéra a také ke zjištění, která sedadla jsou právě obsazena a zda je na nich pasažér správně připoutaný. Tato data potřebuje řídicí systém airbagů, aby mohl reagovat podle skutečné situace. Např. nový hmotnostní senzor AWS II (Advanced Weight Sensor) společnosti Siemens VDO [2] má čtyři čidla nainstalovaná v sedadlech auta (obrázek), která jsou schopna indukčním procesem zjistit hmotnost pasažérů s chybou nejvýše 150 g. Jejich kovové perko může v důsledku sil působících na sedadlo změnit svou polohu až o 0,2 mm. Tato změna je převedena na elektrický signál a předána řídicí jednotce airbagů. Software používá získaná data k výpočtu hmotnosti a zařazuje pasažéry do pěti kategorií, počínaje malým dítětem a konče dospělým o hmotnosti nad 95 kg. V případě dopravní nehody se potom airbag nafoukne přesně podle zjištěných parametrů. Senzor AWS II lze snadno zabudovat do sedadel různých typů vozidel a v sériové výrobě automobilů by se měl objevit koncem roku 2006.
Ochranný systém může být uveden do činnosti včas jenom rychle a spolehlivě vyslaným varovným signálem. Středem pozornosti jsou dnes proto inteligentní senzory typu pre-crash, které dokáží v předstihu vyhodnotit následky nevyhnutelné dopravní nehody. Bez ohledu na to, zda pracují na bázi radaru, ultrazvuku, infračervených paprsků nebo jiného principu, by měly upozornit na těžkou dopravní nehodu ještě před deformací nebo destrukcí vozu. Takové senzory jsou již připraveny pro sériovou výrobu, ale vzhledem ke spolehlivosti a případné právní odpovědnosti výrobci ještě váhají s jejich nasazením. Prvním krokem v tomto směru je nový hlukový senzor, který má schopnost nehody „slyšet“ a v minulém roce ho veřejnosti představila společnost Siemens VDO [2]. Senzor dokáže podle vysokofrekvenčních kmitů karoserie již 0,2 ms po srážce posoudit sílu nárazu a rozpoznat, zda nehoda vyžaduje aktivaci airbagů. Nový senzor tak reaguje na otřesy a zvuky z karoserie automobilu až desetkrát rychleji než běžně používané senzory zrychlení a do sériové výroby by měl přijít začátkem roku 2006.

Umístění inteligentních hmotnostních senzorů AWS II v sedadlech
Umístění inteligentních hmotnostních senzorů AWS II v sedadlech

Pozvolné rozvinutí airbagů
Pro realizaci adaptivních systémů je třeba zajistit také řízené nafouknutí a pozvolné rozvinutí airbagů. K pozvolnější rozvinutí vede nové asymetrické skládání vzdušných vaků, jehož důsledkem je i lepší ochranný účinek. Nové vícestupňové generátory plynu umožňují nafouknout airbag variabilní rychlostí, přičemž tlakově regulované odvzdušňovací otvory ve vaku umožňují regulovat zadržovací sílu chránící pasažéra. Také vývoj generátorů plynu směřuje rychle ke kompaktním zařízením ohleduplnějším k životnímu prostředí. Především se nabízejí hybridní generátory, kde se plnicí plyn již nevyrábí chemickou reakcí, ale odebírá se z tlakové láhve a pyrotechnická operace je zapotřebí již jen pro otevření tlakové láhve. Použitím čistého helia se například zabraňuje oteplení při rozvinutí airbagu. Zcela nová je také technologie křemíkového zapalovače, která slibuje četné výhody, zejména větší rychlost a spolehlivost vybavení.
Inteligentní systémy airbagů, které se dokáží přizpůsobit závažnosti dopravní nehody a reagovat na počet a aktuální hmotnost pasažérů i na to, zda jsou připoutání a sedí ve správné poloze, již nejsou futuristickou vizí, ale realitou blízké budoucnosti. Ve spojení s novým senzorovým a varovným systémem promění automobil ve „vidící“ a dokonce „předvídající“ vozidlo, které bude řidiče včas varovat a zabrání nehodám s těžkými následky. Než se tak stane, měl by každý řidič dbát na to, aby byl vzdálen od volantu alespoň 30 cm a držel volant po straně, nikoliv nad panelem se složeným airbagem.


Ing. Karel Kabeš



LITERATURA
  1. Miller, F.: Airbags with eyes and ears. (Airbagy vidí a slyší.) Fraunhofer Magazin, 2005, č. 2, s. 48–49.
  2. Airbag pozná, kolik vážíte. Siemens Spektrum, 2005, č. 2, s. 23


Články v aktuálním čísle
[ ročník 49, číslo 5 ]
Články k aktuálnímu tématu
[ Dopravní systémy a logistika ]

Vyhledávání

Přihlášení
  Jméno
  Heslo
 







Uveřejněno na http://www.automatizace.cz