当被动安全被重新定义,自动驾驶需要什么样的安全气囊?

祥缘聊汽车 2024-08-20 21:48:36

有没有想过,自动驾驶的车辆发生事故时,安全气囊如何更好地保障乘客的安全?

当驾驶员可以在前排躺平时,安装在方向盘中间的安全气囊在碰撞发生时无法发挥作用,这意味着安全气囊的设计必须随着自动驾驶的趋势而作出相应的变革。

梅赛德斯-奔驰去年就宣布已经在为无人驾驶汽车开发全新的安全气囊。

“现在的安全措施,能否保护十年后的乘客?”奔驰的安全部门提出这一疑问,奔驰认为,十年后L3级以上的自动驾驶将大范围普及,届时无论是驾驶员双手离开方向盘,还是乘客将座椅放倒休息,当下的安全气囊的位置和结构都必须重新设计。

谷歌在十年前就申请了车辆外部安全气囊的专利,安装在前保险杠或车身两侧。通过无人驾驶系统的感知和算法,提前预测是否会和其它车辆与行人发生碰撞,如果传感器检测到碰撞不可避免,安全气囊就会自动打开,保护交通参与者的安全。

头部供应商们也在针对自动驾驶的工况,探索安全气囊全新的设计。奥托立夫、均胜电子、采埃孚、摩比斯等,推出了一系列创新的解决方案,完善自动驾驶车辆的被动安全性。

自动驾驶带来颠覆性设计理念

汽车生活化的属性越来越浓厚,我们常说车辆将成为“第三空间”,自动驾驶则将进一步催化这一趋势。当人们将注意力从驾驶车辆转移到车内娱乐、休息或办公,驾驶员和乘客可能以任意的姿势躺在座椅中,甚至在无人驾驶汽车中,乘客可能面对面相对而坐,此时方向盘、AB柱等位置的安全气囊,起到的保护作用将大打折扣。

因此,安全气囊安装的位置首先需要覆盖更大的范围,除了最常见的方向盘和前排头部外,座椅两侧、车门,甚至车顶都可能需要安装安全气囊,为乘客提供全方位的保护。侧气帘、头部、膝部气囊必须根据乘客不同的坐姿和不同的碰撞强度,进行全新的布置。

福特在2022年提交了更适应自动驾驶车辆的安全气囊专利。福特将其称之为“环状安全气囊”,安装在车顶位置,以圆环状的形式布置。当车辆发生碰撞时,气囊将会充气,随后像窗帘一样落下,将乘客包裹住,起到缓冲的作用。

另一方面,自动驾驶车辆搭载了更多的传感器和更丰富的控制系统,使得车辆可以实时监测碰撞发生的可能性,自动驾驶系统与安全气囊的控制单元互相协作,可以更为精准预测车辆潜在的事故风险,系统分析碰撞的严重程度,判断是否需要开启安全气囊,以及开启哪个位置的安全气囊可以更好地保护乘客身体。

再进一步,通过安装在车内的各种传感器,车辆系统可以采集分析乘客的体重、身高、坐姿等参数,根据这些参数调整安全气囊的充气和打开程度,提供个性化的保护效果。

从座舱到车辆外部成为可能

通常认知的安全气囊是用来保护车内司机和乘客的,随着高级别自动驾驶赋予车辆感知能力的全方位提升,通过在车辆外部安装安全气囊,在事故中保护行人,也成为一种具备量产可能性的设计。

谷歌早在2015年就提出这一设想,当时申请了一项专利——当车辆发生碰撞时,外置气囊会像《超能陆战队》的充气机器人“大白”一样,为行人提供防护。这种气囊根据安装在保险杠或车身两侧,被设计成不同的形状,传感器检测到车辆即将撞上行人,气囊就会自动打开。

以安全闻名的沃尔沃,是最先将这种外部气囊安装在量产车型上的。早在2016年,沃尔沃就在V40车型的发动机舱盖的位置布置了“行人安全气囊”。当车辆传感器预测保险杠即将碰撞行人,安装气囊瞬间充气并爆出,挡在车辆的挡风玻璃前,形成一个U型的保护结构,避免行人的头部被挡风玻璃伤害。据沃尔沃分析,该技术能够将车祸对行人的伤害降低降低20%~45%。

供应商的探索

作为汽车被动安全体系中的核心部分,安全气囊在自动驾驶时代面临着新的设计需求。安全气囊供应商也在通过各自的创新和实践,研发更适应自动驾驶汽车的安全气囊产品。

国内汽车安全领域的领先企业均胜电子研发了支持自动驾驶应用场景的新产品,在安装位置、展开路径和泄气装置等方面进行创新,包括顶棚式乘员气囊,远端侧气囊,环抱式气囊等等。与此同时,均胜还在气囊的智能化上发力,均胜安全气囊可针对不同等级的碰撞事故作出精准的差别响应,可根据事故碰撞速度、强度,乘员位置、身高、体型,以及是否系安全带等情况迅速判断气囊充气的程度,提供更到位的保护。

采埃孚在近期宣布其为高级自动驾驶开发一种新型的双腔安全气囊。采埃孚认为,座椅靠背与座椅表面垂直 90°时,通常称为倾斜度0°,而正常的坐姿倾斜度约为20°。为了实现自动驾驶,需要一种能为两种坐姿都提供高安全性的解决方案。这就是双腔安全气囊的设计理念。该解决方案包括一个专为标准坐姿设计的安全气囊;当驾乘人员处于舒适坐姿时,该安全气囊可放大尺寸。

采埃孚的新型主驾双腔气囊也提供两级功能,根据驾驶员是处于直立还是舒适坐姿而相应展开。两段式功能可通过一个控制单元进行调节,该单元可切换安全气囊内置拉带控制拉绳。这些拉绳与一个主动释放装置相连,根据需要释放拉绳。

聚焦到之前提到的外部气囊,奥托立夫在2022年宣布和自动驾驶汽车公司Nuro合作,为Nuro的全新第三代量产级自动送货旗舰车型搭载奥托立夫的弱势群体保护安全气囊,进一步提高安全标准。这种气囊在充气时可以覆盖车辆前部,以保护其他道路使用者。

现代摩比斯则在今年7月宣布开发了一种安装在车门上的新型安全气囊,这种气囊沿着钢丝绳在0.03秒内自下而上膨胀,从而减少乘客伤害。与目前的侧气帘相比,现代摩比斯的创新是由从上到下转变为垂直上升的充气膨胀,更利于狭小空间内的布置。

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