撰文:張為揚,攝影:Mercedes-Benz 提供
2010/11/18,點閱 79,725

誠如 Mercedes-Benz 創辦人 Gottlieb Daimler 的理想、同時也是的 Mercedes-Benz 新一代立體 3D 品牌識別標誌之品牌宣言:「The best or nothing」一樣,Mercedes-Benz 在汽車安全的科技領域上,也一直是業界的指標,不僅在 1950 年代就研發出「安全乘客車廂」的設計,跨出了汽車安全史上相當重要的一頁,還是歐洲第一個在汽車上配備 Airbag(氣囊)的車廠,且早在 1999 年時,便將 ESP 電子車身穩定系統列為全車系標準配備,甚至研發出先進的 Pre-Safe 系統,主動偵測潛在事故的威脅,藉由「預測」來減少事故發生時可能造成的傷害。但這些設計之目的都只有一個,那就是實現更「完美」的零意外駕駛願景。

意外防護的第一步:Airbag 氣囊

Airbag(氣囊)概念的出現,最早可回溯至 1952 年、美國工程師 John W. Hetrick 在一場交通意外後的突發奇想,以氣袋來減緩意外發生時的衝擊,並於 1953 年取得了美國「輔助乘員保護系統(Supplementary Restraint System;SRS)」的專利,可惜當時這項技術並不成熟,所以一開始只有 Ford 在研發這項配備,並於 1971 年時推出全球第一輛搭載駕駛座氣囊的 Mercury Topaz。可惜 1970 年代的消費者,對「安全」並不感興趣,Seat belts 安全帶(第一個配置兩點式安全帶的品牌,是 1955 年的 Ford,三點式安全帶則是到 1959 年時才由 Volvo 所發明)的使用率也偏低,所以氣囊沒多久便在汽車市場上銷聲匿跡。

Airbag的出現,最早可回溯至 1952 年、美國工程師 John W. Hetrick 在一場交通意外後的突發奇想,以氣袋來減緩意外發生時的衝擊,並於 1953 年取得了美國「輔助乘員保護系統(Supplementary Restraint System;SRS)」的專利。

不過,儘管不是第一輛配置氣囊的量產市售車,但 1980 年 12 月推出的 Mercedes-Benz S-Class,卻是第一個將氣囊帶到歐洲的車廠,且將它列為新車的標準配備,隨後並陸續將氣囊這項配備導入旗下所有車型上,開啟汽車安全配備的新紀元。

氣囊平時扁平地收納在方向盤等地方,當車輛發生撞擊時,撞?感知器偵測到意外發生後,便會啟動氣囊、透過爆炸的氣體迅速充氣,做為乘員與車輛之間的緩衝體。

「氣囊」是現在車迷都很熟悉的被動安全配備,英文正式名稱為 SRS(Supplement Restraint System 輔助約束系統),但一般都以 Airbag 稱呼。氣囊是高強度的布囊,平時扁平地收納在方向盤等地方,當車輛發生撞擊時,撞擊感知器偵測到意外發生後,便會啟動氣囊、迅速的充氣,做為乘員與車輛之間的緩衝體,避免因為撞擊到車體的結構或是破損的玻璃等物品而受傷。而在達成緩衝效果之後,氣囊會迅速排氣,避免阻擋駕駛人的視線及救援工作的進行。

氣囊本身雖有緩衝的輔助效果,但車輛發生撞擊時,最主要的安全防護,仍得靠安全帶將身體固定在座椅上,方能避免乘員飛出車外。

必須注意的時,氣囊本身僅有緩衝的輔助效果,乘員最主要的安全防護,仍得靠安全帶將身體固定在座椅上,方能避免乘員飛出車外,而這也是氣囊名為輔助約束系統的原因。 至於國內市場方面,雖然二階安規並未明文規定在國內上市的新車都得標準配備前座雙氣囊,但目前各車廠大多都以全車系標配雙氣囊組,引進國內的 Mercedes-Benz 車型則是提供了 4~8 具不等的氣囊防護。

濕地煞車救星:ABS 防鎖死剎車系統

ABS 全名為 Antilock Brake System(防鎖死剎車系統),也是目前大家相當熟知的主動安全輔助系統,能夠防止車輛行駛在濕滑的低摩擦力路面時,因為剎車鎖死而產生車輛打滑的狀況,進而提升車輛的操控性能,增加行車安全。

ABS 是由一名法國汽車及飛機設計師 Gabriel Voisin 所提出的概念,最早都是用於飛機上,因為飛機降落時的速度相當快,一但鎖死,較有可能會發生打滑的意外。至於第一套車用 ABS,則是由德國 Bosch 於 1978 年所完成,第一輛搭載 ABS 系統的汽車,則是 1978 年發表的 Mercedes-Benz S-Class。

ABS 全名為 Antilock Brake System 防鎖死剎車系統,是目前大家最熟知的主動安全輔助系統之一,能防止車輛行駛在濕滑路面時,因為剎車鎖死而產生車輛打滑的狀況,提升車輛的操控性能。舉例來說,有配置 ABS 系統的右車,殺車距離就明顯短了許多。

車輛行駛時,靠的是車輪與地面間的摩擦力,輪胎與地表的接觸面積極為有限,所以當駕駛人需要緊急減速、全力踏下剎車踏板時,雖然能夠讓剎車力大幅提升,但剎車力過大也可能超過車輪與地面之間的摩擦力,造成打滑失控。因為在失控的狀況下,車輛將依慣性前進,無法聽命駕駛對於方向盤的操作,所以除非車輛滑動的磨擦力及阻力能在障礙前讓車輛停下,否則車輛將因慣性作用而撞上障礙物。

ABS 便是為了避免緊急剎車失控所出現的發明,配置 ABS 的車輛,會利用車輪的感知器,監測車輪是否發生鎖死的狀況。當車輪發生鎖死狀況時,ABS 會適時介入剎車系統,適時釋放剎車壓力,讓被鎖死的車輪剎車短暫放開,再恢復剎車的壓力,讓車輛繼續減速,以反覆分時的概念,使車輛的剎車系統,不斷進行剎車─放開─剎車─放開的操作,讓車輛在剎車間斷之間,仍保有駕駛人可操控的能力,避免事故的發生。

配置 ABS 的右車,在濕滑路面轉彎時,若偶遇突發狀況,會利用車輪的感知器,監測車輪是否發生鎖死的狀況。當車輪發生鎖死狀況時,ABS 會適時介入剎車系統,適時釋放剎車壓力,讓被鎖死的車輪剎車短暫放開,再恢復剎車的壓力,讓車輛繼續減速。

現代的 ABS,在 1 秒鐘之內均可以進行數次至十數次上述的動作,以在維持良好剎車效果的同時,保有車輛的操控及閃躲能力。在緊急剎車時,駕駛僅需以最快的速度使勁踏下踏板, ABS 便會適時介入。當系統作動時,剎車踏板將因為剎車系統內壓力的反覆釋放,而出現反震的現象,此為正常現象,並繼續用力踏下踏板,維持 ABS 作動,以保有剎車與轉向的力量,是使用原理簡單、且目前在汽車上已相當普及的主動安全輔助系統。

它煞得住我:BAS 煞車輔助系統

BAS 煞車輔助系統的全名為 Brake Assist System,是 Mercedes-Benz 於 1996 年首創,首度搭在 BAS 系統的則為 S-Class 與 SL-Class,1998 年 Mercedes-Benz 更成為首家將 BAS 全車系標配的車廠。

BAS 是一項極為有效的意外預防裝置,會在緊急狀況發生時、駕駛人踩下煞車力道的瞬間,感受力道是否足夠,不夠時還會立刻介入剎車系統,並迅速及時地煞停。

BAS 是一項極為有效的意外預防裝置,會在緊急狀況發生時,如果駕駛人踩下煞車的力道不夠,立刻介入剎車系統,並迅速及時地煞停。甚至在 Mercedes-Benz 工程師所進行的研究中還發現,BAS 也能保護行人的安全,避免意外的發生。實驗中,在 55 位駕駛人參加的模擬測試中,當駕駛以 50km/h 的速度行駛於小鎮上,突然看見一名孩童從車輛左側跑到前方,緊急煞車是唯一的方法,測試結果顯示,有安裝 BAS 的車輛比未安裝的車輛能大幅將意外的發生機率降低 26%。

抓住打滑一瞬間:ESP 電子車身動態穩定系統

由德國 Bosch 與 Mercedes-Benz 所研發的 ESP 電子車身動態穩定系統,全名為 Electronic Stability Program,誕生於 1987 年,可有效減少車輛打滑的危險發生,並協助駕駛人在面對危險狀況前做出適當的反應,能減少近一半重大車禍意外,是繼三點式安全帶後,汽車安全史上最重要的安全輔助系統。

和 ABS 一樣、Mercedes-Benz 是 1995 年第一家於新車上配置 ESP 的車廠,第一輛搭載此系統的也是 S-Class,1999 年起,Mercedes-Benz 更把 ESP 列為全車系標準配備。根據原廠一份統計資料顯示,德國在 1998 至 1999 年間,未配置 ESP 系統前的 Mercedes-Benz 新車發生因打滑所造成的車禍比例約為 20.7%,但到了 2002 至 2003 年間時,由於 Mercedes-Benz 已全面配備 ESP,所以當年已成功將發生此類意外的比例減少了 42%,其它尚未配被 ESP 的品牌則只減少了 13%,差距相當明顯。美國高速公路安全保險協會也確認 ESP 電子操控系統可以減少 1/3(34%)的死亡車禍。

配置 ESP 系統前的 Mercedes-Benz 新車發生因打滑所造成的車禍比例約為 20.7%,但到了 2000 至 2001 年間時,由於 Mercedes-Benz 已全面配備 ESP,所以成功將發生此類意外的比例減少了 15%。

基本上,ESP 的作用,在於讓車輛能穩定依照駕駛人所選擇的方向前進,也就是使車輛能遵循方向盤的轉向而行駛,依照不同車廠的命名,亦有 VSC 車輛動態穩定系統 (Vehicle Stability Control )、ESP 電子車身穩定系統 (Electronic Stability Program)、VDC 車輛動態控制系統(Vehicle Dynamics Contral)與 VSE 車身動態穩定強化系統)Vehicle Stability Enhancement)等名稱,但大致運作原理實為大同小異。

ESP 是一套能結合 ABS 及 TCS(TractionControlSystem)循跡控制系統之功能的整合系統,不但能防止車輪在煞車時鎖死,且可避免車輪於起步時空轉,並透過系統內的「G 值感知器」、「方向盤角度感知器」、「車輪速度感知器」與「車身加速感知器」等感知器所回傳之訊號,從感知器監控駕駛人與汽車的動向是否一致,系統可以立即決定前後輪的煞車力道,且同時調整引擎的輸出,並將所有資料傳送至車上的運算裝置,因此當車輛發生打滑或即將發生打滑時,系統便可事先感應狀況,防止車輛打滑。

舉例來說,當後輪打滑時 ,車輛動態會形成所謂的「轉向過度」,透過 ESP 的作動,會對轉向過度的彎外側前輪施以煞車力道,可以修正轉向過度的情形,保持車輛動態的穩定,避免失控的悲劇發生,而當前輪打滑時,車輛動態形成所謂的「轉向不足」,透過 ESP 的作動,對 4 輪施以不同的煞車力道降低車速,並對轉向不足彎內後輪施以較多的煞車力,修正轉向不足的情形,恢復車輛動態的穩定,避免失控。此外,和一般防滑系統不同,ESP不只在車輛加速時可提供作用,也可在車輛煞車、加速或過彎時介入,能夠立刻配合車輛運作,直至車輛恢復平穩。

ESP 是一套結合 ABS 及 TCS系統的整合系統,能防止車輪在煞車時鎖死,且可避免車輪於起步時空轉,並感知器監控駕駛人與汽車的動向是否一致,系統可以立即決定前後輪的煞車力道,且同時調整引擎的輸出,並將所有資料傳送至車上的運算裝置,防止車輛打滑。

ESP 這套主動安全輔助系統,目前在歐洲地區已幾乎是所有新車的標準配備,歐洲最權威的安全機構:歐洲新車安全評鑑(European New Car Assessment Program、Euro NCAP)更在 2009 年時宣布,唯有搭載 ESP 的新車,才有機會獲得最高的五顆星安全評價,美國運輸部與美國 NHTSA(National Highway Traffic Safety Administration 國家高速公路交通安全局)則是宣布自 2012 年開始,所有於美國販售的新車都要搭載 ESP,十分肯定這套主動安全輔助系統的重要性。

趕在意外發生之前:Pre-Safe 主動安全防護系統

Pre-Safe 主動安全防護系統這個概念始於 1989 年,2002 年才正式使用於 Mercedes-Benz S-Class 上,前身為「Integral Safety Concept 整合式安全防護概念」,是以對安全要求最高的公共汽車為標準所研發的系統(事實上,Mercedes-Benz 在把 ABS 與 ESP 搭載在 S-Class 的同時,也同時已將它們搭配在巴士上),因為在 Mercedes-Benz 的觀念中,「安全」並不都是單一系統,而是一個整合性的概念,且需依據車輛事故調查研究發展而來,是第一個可以讓車輛及乘員在意外發生前做好最佳準備的「預防性防護系統」、劃時代的行車安全設計,能在意外發生前夕瞬間,整合車內其它安全防護系統並進行調整,例如一旦偵測到車輛的側向離心力超過 0.6G 時,前方座椅便會自動往內移動 4 公分,以增加側面氣簾的填充空間,讓乘客處於防護最完整的位置,減少身體遭受側向撞擊時的傷害。

2002 年才正式使用於 Mercedes-Benz S-Class 上、前身為「Integral Safety Concept 整合式安全防護概念」,是以對安全要求最高的公共汽車為標準所研發的系統,能在意外發生瞬間,整合車內其它安全防護系統並進行調整,減少身體遭受側向撞擊時的傷害。

一般汽車的安全防護措施,除了基本的安全帶、氣囊等被動安全輔助系統外,頂多就是只會再加上諸如 ABS、ESP 等的主動安全輔助系統。不過,這些都是發生意外事故時才會產生作用的配備,但 Pre-Safe 主動安全防護系統卻可以在意外發生前,預先偵測出危險,且先行啟動安全配備,而不是在意外發生時才啟動安全配備,而且由於 Pre-Safe 只是預先防範,所以意外若未發生,所有安全輔助系統仍會恢復成未作動的待命狀態。

Pre-Safe 主動安全防護系統卻可以在意外發生前,預先偵測出危險,且先行啟動安全配備,例如車輛瀕臨失控情況,當駕駛人緊急煞車時,系統便會先將前/後座椅調整至防潛位置,以避免乘員從安全帶下方滑出而導致受傷。

舉例來說,若 Pre-Safe 偵測到車輛瀕臨失控情況,當駕駛人緊急煞車時,系統便會先將前/後座椅調整至防潛位置,以發揮安全氣囊最佳的保護功能,且避免乘員從安全帶下方滑出而導致受傷。此外,Pre-Safe 還會在車輛因轉向過度或不足而讓車身打滑時,自動將開啟狀態下的天窗及窗戶關閉,以保護車內成員在意外時不會被拋出車外或遭侵入車內的物品砸傷,趕在意外實際發生之前,先行提供較完整的安全防護。

保持距離:Distronic plus 車距控制系統

Distronic Plus 定速安全車距系統,其實就是 ACC 自適應巡航控制系統(Adaptive Cruise Control),目前裝置有 77 Ghz 跟 24 GHz 長短波雷達,偵測距離長達 150 公尺,可於 200km/h 以下使用,主要是透過裝置於 Mercedes-Benz New E-Class 與 S-Class 車頭水箱護罩內的雷達,依駕駛所設定的車速,自動保持與前方行駛車輛的距離與設定車速,當與前車的車距變小時會自動和緩的減速,與前車的車距變大時則是會緩慢地加速,讓駕駛人可以更專注於路況上,避免因過度關心與前車的距離而和前方行駛車輛發生追撞,也可以讓開車更為輕鬆。

Distronic Plus 定速安全車距系統,其實就是 ACC 自適應巡航控制系統(Adaptive Cruise Control),主要是透過裝置於 Mercedes-Benz New E-Class 與 S-Class 車頭水箱護罩內的雷達,依駕駛所設定的車速,自動保持與前方行駛車輛的距離與設定車速。

此外,當前方行駛車輛突然重踩煞車時,系統還會立即提出警告,同時透過 Brake Assist Plus 進階煞車輔助系統,補足駕駛人可能不夠的煞車制動力道,此時的煞車踏板一踩下,煞車的重度,就如同重踩煞車踏板一樣。原廠實驗並證實,於 100km/h 的速度使用時,可減少 5.5 公尺的煞車距離。

高枕無憂:Neck-Pro 前座主動式頭枕

前座 Neck-Pro 主動式頭枕是 Mercedes-Benz 工程小組在分析實際的意外結果數據後所研發的安全配備,能在遭受後方車輛撞擊時,即時有效保護前座乘員頸椎,降低傷害。

Neck-Pro 主動式頭枕可透過感應器控制對後方撞擊立即反應的安全系統,一旦感應器察覺到明確的後方車輛撞擊力道,便可在不到 1 秒的時間內,將頭枕靠墊向前及向上分別同時移動 4 公分和 3 公分,讓乘員頭部能在最短時間內獲得強化的支撐力量。

前座 Neck-Pro 主動式頭枕的作動方式,是透過一套感應器,控制對後方撞擊立即反應的安全系統,一旦感應器察覺到明確的後方車輛撞擊力道,即釋放頭枕內預先緊縮的彈簧,在不到 1 秒的時間內,將頭枕靠墊向前及向上分別同時移動 4 公分和 3 公分,讓乘員頭部能在最短時間內獲得強化的支撐力量,可防止車輛被碰撞時,由於慣性的關係,導致乘客向後仰倒,但由於身體受到座椅椅背良好的支撐,所以後仰的狀況集中在頭部,使得劇烈的撞擊造成頸椎受損(這類傷害,由於受傷的方式類似軟鞭鞭頭的甩動,所以也稱為「Whiplash Effect(甩鞭效應)」),進而可能造成乘員巨大的傷害。

亮不亮有關係:智慧型頭燈與閃光煞車燈

在照明科技方面,Mercedes-Benz E-Class 早在 10 年前就是業界先驅。1995 年,E-Class 的 Avantgarde 車型便已將 HID 氙氣頭燈列為標準配備,成為全球第一輛配備 HID 頭燈的車款,2003 年春季,E-Class 更領先車界將主動式頭燈列為配備,至於 2006 年上市的 E-Class(原廠型號 W211),則是再推出汽車照明科技的新里程碑:智慧型頭燈系統。

1995 年,E-Class 的 Avantgarde 車型便已將 HID 氙氣頭燈列為標準配備,2003 年春季,E-Class 更領先將主動式頭燈列為配備,至於 2006 年上市的 E-Class(原廠型號 W211),則是再推出汽車照明科技的新里程碑:智慧型頭燈系統

Mercedes-Benz 智慧型頭燈系統內的郊區照明模式,會將照往道路左方的照明光束強化,使照明距離及強度更高,使駕駛人的能見度增加 10 公尺,並於對向來車跨越車道時產生更快速的反應,但當車速增加到 90km/h 時,智慧型頭燈系統還會自動開啟高速公路照明模式,將雙 HID 頭燈的輸出功率,從 35W 增加到 38W,把路面和路肩照得更清楚;當時速達到 110km/h,近光燈將產生強化的均勻光束,距離長達 120 公尺遠,不論是遠處車輛或障礙物均可清楚辨認,照明距離比過去的近光燈增加 50 公尺,比傳統近光燈增加 60% 的能見度。

此外,這組智慧型頭燈還配備有強化型霧燈,能將雙 HID 頭燈的左側頭燈外轉 8 度,並調低光束,有效照明近距離路面,且當時速 70km/h 以下時,這套照明系統會在後霧燈開啟時自動作動,當時速超過 100km/h 時,霧燈則會自動關閉。這組智慧型頭燈當然也有主動轉向照明功能,會於方向燈作動或方向盤於時速低於 40km/h 轉動時,自動啟動近光燈及霧燈,提供路肩 65 度廣角及 30 公尺遠的照明區域。

新 E-Class 所搭載的智慧型頭燈,能將雙 HID 頭燈的左側外轉 8 度,並調低光束,有效照明近距離路面,且當時速 70km/h 以下時,這套照明系統還會在後霧燈開啟時作動,當時速超過 100km/h 時,霧燈則會自動關閉,,手動開關則是位於大燈旁邊處。

值得一提的是,Mercedes-Benz 還擁有閃光煞車燈,取代傳統煞車燈,在緊急情況下,駕駛人踩下煞車的平均反應時間可縮短 0.2 秒,在時速 80km/h 時,煞車距離可減少 4.4 公尺,在時速 100km/h 時可縮短 5.5 公尺。而且根據 Mercedes-Benz 針對不同煞車燈所進行的研究發現,閃光煞車燈的閃動速度可比傳統黃色警示燈快 4 倍,在有後車跟隨的情況下,可達到更有效的警告效果,進而避免後方追撞的發生。

來杯咖啡吧:Attention assist駕駛注意力輔助系統

2009 年率先搭載於 Mercedes-Benz New E-Class 上,目前 S-Class 也可搭載的這套 Attention Assist 駕駛注意力輔助系統,是一套過去從未出現的貼心系統,可根據配置在方向盤裡面的感知器,偵測駕駛人隨著持續行駛里程與時間的增加、疲勞指數逐步上升後,操作方向盤的手部動作,再以之前所匯集的 70 種各類疲勞駕駛操控動作的參數,研判駕駛人否有出現注意力不集中,開始不正常轉動方向盤及修正的動作,隨時監測駕駛人是否疲勞,並在系統判斷駕駛人已出現疲勞駕駛時,以聲響且於儀錶板上顯示咖啡杯圖案,提醒駕駛人該休息一下,能預防駕駛人因過度疲勞、繼續駕駛而發生意外的機會。

目前旗下部分車款已搭載的這套 Attention Assist 駕駛注意力輔助系統,是根據配置在方向盤裡面的感知器,偵測駕駛人隨著持續行駛里程與時間的增加、疲勞指數逐步上升後,操作方向盤的手部動作,加以研判駕駛人否有出現注意力不集中的動作。

根據統計,在德國有 25% 的車禍意外是因為駕駛人疲勞駕駛所發生,所以 Mercedes-Benz 認為,如果其它品牌的車廠也能夠研發如 Attention Assist 的這套駕駛注意力輔助系統,絕對可以大幅降低駕駛人疲勞駕駛的現象。

當駕駛人因疲勞而產生注意力不集中、行車偏離車道時,Attention Assist 駕駛注意力輔助系統便會以聲響且於儀錶板上顯示咖啡杯圖案,提醒駕駛人該休息一下。

正因為 Mercedes-Benz 總是願意成為汽車安全科技方面的龍頭,致力研發出如 ABS、ESP、Distronic plus 車距控制系統,以及 Attention Assist 駕駛注意力輔助系統等安全輔助系統,根據德國政府統計,1970 年在德國公路上因交通意外所死亡的人數高達 21,332位,但來到 2009 年時,死亡人數僅剩約 1/5(4,154 名),進步了 8 成之多,且繼續朝向實現「完美」的零意外駕駛願景邁進。