In de dynamische wereld van de automobieltechnologie zijn veiligheidssystemen in auto’s steeds belangrijker geworden. Terwijl de verkeersdichtheid en dus het aantal verkeersongevallen toeneemt, daalt het aantal verkeersdoden gestaag. Dit is vooral te danken aan moderne veiligheidssystemen en het geoptimaliseerde ontwerp van moderne voertuigen.
Veiligheidssystemen in auto’s kunnen over het algemeen worden verdeeld in twee categorieën: actieve en passieve systemen. Actieve veiligheidssystemen omvatten technologieën zoals ABS, traction control, lane-keep assist, en adaptieve cruisecontrole. Passieve veiligheidssystemen omvatten zaken als airbags, veiligheidsgordels, kreukelzones en stevige structuren van de auto zelf.
In dit blogbericht bespreken onze auto-experts van Motointegrator de airbag nader. Daarom is de airbag in de auto, in combinatie met de veiligheidsgordel, één van de belangrijkste en meest effectieve passieve veiligheidssystemen.
De Evolutie van Veiligheidsvoorzieningen
De veiligheidsvoorzieningen in auto’s hebben een enorme ontwikkeling doorgemaakt sinds de opkomst van de eerste motorische vierwielers. Waar vroeger de focus voornamelijk lag op functionele aspecten van auto's, zoals snelheid en brandstofefficiëntie, is veiligheid nu een kernonderdeel van autotechnologie.
De eerste veiligheidssystemen in auto’s waren redelijk eenvoudig en bestonden uit zaken als gordels en mechanische remmen. Echter, door de jaren heen, met de vooruitgang van technologie, zijn deze systemen drastisch veranderd.
Lees ook: Hoe auto afschrijving berekenen?
Een stukje geschiedenis: De eerste veiligheidsvoorzieningen waren eenvoudig: ruiten, remmen en verlichting om de basisveiligheid te waarborgen. De doorbraak kwam in 1959 toen Volvo-ingenieur Nils Bohlin de driepuntsgordel introduceerde, wat het aantal dodelijke slachtoffers in auto’s aanzienlijk verminderde. In de jaren tachtig maakten airbags hun intrede en deze werden vanaf de jaren negentig wereldwijd verplicht. De introductie van ABS en elektronische stabiliteitscontrole (ESC) in de jaren negentig en het begin van deze eeuw zorgde voor een nieuwe golf van innovaties die de veiligheid verder optimaliseerden.
Veiligheidsgordels
Veiligheidsgordels in auto’s hebben het rijden veel veiliger gemaakt. Bij een ongeval of bij sterke vertraging door remmanoeuvres blijven de inzittenden veilig op hun stoel zitten. Veiligheidsgordels zijn een van de belangrijkste passieve veiligheidssystemen in een auto. In de huidige auto’s zijn de gordels op zowel de voorstoelen als de achterbank ontworpen als automatische gordels die zich aan de inzittenden aanpassen. Deze gordelspanners spannen de riem aan bij een ongeval. Dit zorgt voor extra veiligheid.
Carrosseriestructuur en Kreukelzones
De structuur van de carrosserie van een auto draagt in belangrijke mate bij tot de veiligheid van de inzittenden en behoort daarom ook tot de veiligheidssystemen. Ontwerpkenmerken zoals de veiligheidspassagierscel en de zogenaamde kreukelzone zorgen voor bijzondere veiligheid. De huidige auto’s hebben kreukelzones die de energie van de botsing bij een ongeval absorberen en zo het effect ervan kunnen verminderen. Daartoe vervormen de zones aan de voor- en achterzijde van het voertuig op een bepaalde manier, ze kreukelen letterlijk samen. In moderne voertuigen daarentegen is de zogenaamde passagierscel ontworpen om bijzonder stabiel te zijn. De veiligheidspassagierscel is bijzonder stijf en biedt de inzittenden van het voertuig de nodige overlevingsruimte. De deuren van moderne voertuigen kunnen ook energie absorberen, maar hebben tegelijkertijd bescherming tegen zijdelingse botsingen. Door hun ontwerp zijn carrosseriedelen van moderne auto’s vaak onherstelbaar beschadigd, zelfs bij kleine ongevallen.
Airbags: Plaats en Structuur
De airbag, samen met de veiligheidsgordel, vertegenwoordigt het inzittendenbeveiligingssysteem in de auto. Het is uiterst belangrijk om te begrijpen dat de airbag de veiligheidsgordel niet vervangt. De veiligheidsgordel is nog steeds de grootste levensredder in de auto.
De airbag is een luchtzak die bij een ongeval in een fractie van een seconde opengaat en wordt opgeblazen. Dit voorkomt dat de inzittenden hun hoofd tegen bijvoorbeeld het stuur of het dashboard stoten. Vroeger konden veiligheidsgordels alleen dit niet altijd effectief voorkomen. Tegenwoordig zijn airbags in moderne auto’s daarom niet alleen in het stuur of het dashboard te vinden, maar ook in de stoelen, dakrails, voetruimten of deuren van het voertuig. Het hart van het airbagsysteem is de airbagregeleenheid, die talrijke voertuiggegevens samenbrengt en uiteindelijk de airbags naar behoefte activeert. De sensoren van de airbagregeling zijn zowel in de regeleenheid als op andere plaatsen geïnstalleerd. Als de ABS-regeleenheid een ongeval detecteert, activeert zij de vereiste airbags. Een airbag werkt echter alleen in combinatie met de veiligheidsgordel.
Lees ook: Vind de perfecte autodealer in Huizen
Gelukkig is dat tegenwoordig anders. Sinds de jaren negentig zijn airbags - ook wel impactkussens of SRS (Supplemental Restraint System) genoemd - wettelijk verplicht in alle nieuwe voertuigen. Het positieve effect van deze stap wordt weerspiegeld in de ongevallenstatistieken. Het aantal verkeersdoden is tussen 1990 en 2005 gehalveerd. Dankzij de vele extra veiligheidssystemen waarmee moderne auto’s zijn uitgerust, is dit cijfer nog verder gedaald.
Moderne, dure voertuigen zijn voorzien van een groot aantal airbags. Naast de veiligheidskussens voor de bestuurder en voorpassagier - die wettelijk verplicht zijn in alle nieuwe voertuigen - zijn er ook zij-airbags, hoofd-airbags, knie-airbags en in sommige modellen zelfs voetgangersairbags.
Alle impactkussens zijn volgens hetzelfde principe opgebouwd. De airbag zelf is een plastic zak. In het geval van de bestuurdersairbag bedraagt de inhoud bijna zeventig liter. Aan de onderkant van dit impactkussen bevindt zich een gasgenerator waarin een brugontsteker een speciale vaste brandstof ontsteekt en zo het vulgas produceert. Het hart van dit passieve veiligheidssysteem is het airbagcontrolesysteem. Het voorziet het airbagsysteem van stroom, registreert botsingen en activeert de ontsteking in de gasgenerator.
Het regelapparaat dat het hart van het airbagsysteem vormt, is centraal in het voertuig ingebouwd. Moderne regelapparaten bevatten informatie die tijdens diverse crashtests zijn verkregen. Behalve met de 'botsingszwaarte' houdt het regelapparaat voor de activeringsstrategie ook nog rekening met informatie over de richting van de botsing (inwerking van de kracht), bijvoorbeeld 0° of 30°, alsmede met het type ongeval. Frontsensoren zijn altijd dubbel aanwezig.
Deze sensoren werken doorgaans volgens het veer-massa-principe. Hierbij bevindt zich in de sensor een rol die met gestandaardiseerde gewichten zijn gevuld. De rol is omwikkeld met een bronzen veerband waarvan het uiteinde steeds aan de rol en het sensorhuis is bevestigd. Hierdoor kan de rol alleen in beweging komen wanneer de krachtinwerking vanuit een bepaalde richting komt. Als kracht wordt toegepast, rolt de rol tegen de veerkracht in en sluit deze door middel van een contact de stroomkring naar het regelapparaat. Een andere mogelijke opbouw voor bewegingssensoren is het gebruik van een siliconenmassa. Als kracht wordt toegepast, wordt de siliconenmassa in de sensor in beweging gebracht. Er worden ook druksensoren toegepast. Deze worden in de portieren ingebouwd en reageren bij een ongeval op de drukverandering binnen in de portieren. Bij voertuigen waarbij deze druksensoren worden gebruikt, is het zeer belangrijk dat de portierafdichtingsfolies na een demontage weer correct worden gemonteerd. Bij de montage van de botssensoren moet altijd worden gelet op de inbouwrichting, die door een pijl op de sensor is aangegeven. De activeringsdrempel ligt bij een acceleratie van ca. 3 - 5 g. Om veiligheidsredenen moeten ter voorkoming van een ongewenste activering altijd twee onafhankelijk werkende sensoren de informatie voor het activeren van de airbag of airbags verzenden. De sensor is met de frontsensoren in serie geschakeld.
Lees ook: Elektrische Auto Pechhulp
De Safing-sensor is in het airbagregelapparaat geïntegreerd. De sensor bestaat uit een reed-contact in een met hars gevulde buis, en een ringvormige magneet. Het geopende reed-contact bevindt zich in een met hars gevulde buis waarover de ringvormige magneet is geschoven. De magneet wordt door een veer bij het uiteinde van de behuizing gehouden. Als er kracht toegepast wordt, schuift de magneet tegen de veerkracht over de met hars gevulde buis en sluit deze het reed-contact.
Hoe de Airbag Werkt
Zodra u met een impactsnelheid van circa 25 tot 30 km/u tegen een object rijdt, reageren de crashsensoren in het airbagregelsysteem. Het besturingssysteem activeert vervolgens de membraanontsteking in de gasgenerator van het slagkussen. Binnen 50 milliseconden - sneller dan een oogwenk - vult het impactkussen zich met een gasmengsel en fungeert zo als een beschermende barrière.
Direct na de impact stroomt het gas binnen ongeveer 150 ms weer weg. Hiermee wordt verstikkingsgevaar voor bewusteloze passagiers voorkomen.
Het besturingssysteem fungeert tevens als een soort zwarte doos die het tijdstip opslaat waarop de airbags in de auto worden geactiveerd.
Airbags Vervangen of Repareren?
Airbags zijn ontworpen voor eenmalig gebruik en moeten na activering worden vervangen door nieuwe airbags.
De redenen hiervoor zijn duidelijk. Enerzijds verliest een uitgeblazen airbag zijn effectiviteit. Bovendien is het mogelijk dat het gehele airbagsysteem, inclusief sensoren, regeleenheid en gasgeneratoren, door de impact beschadigd zijn geraakt. Dit alles betekent dat de airbag bij een volgende botsing niet wordt geactiveerd, waardoor het veiligheidsrisico vele malen groter wordt.
De kosten voor een nieuwe airbag en de bijbehorende arbeidskosten bedragen gemiddeld ruim 1.000 euro.
Vervangen van een stuur airbag (Volkswagen Polo 6R @Venyard)
ABS en ESP
Het ABS-systeem of antiblokkeersysteem is een van de belangrijkste actieve veiligheidssystemen in een auto. Dit systeem gaat het ontstaan van ongelukken vooraf tegen door te voorkomen dat de wielen tijdens het remmen blokkeren. Op die manier blijft de auto ook tijdens een noodstop bestuurbaar voor de bestuurder. Om te voorkomen dat de wielen blokkeren, werkt het ABS-systeem door de remdruk herhaaldelijk te verlagen en te verhogen. Daarvoor zijn een aantal onderdelen nodig. Auto’s met ABS hebben bijvoorbeeld wielsensoren om de wielsnelheid te detecteren. Als een van de wielen blokkeert, wordt dit door het ABS-systeem gedetecteerd via de wielsnelheidssensor. De regeleenheid stuurt op haar beurt de ABS-pomp aan, die de centrale eenheid is waarin de pomp, de kleppen en de aansturing daarvan zijn verenigd. Van hieruit wordt de pulsatie van de remdruk op de afzonderlijke remmen naar behoefte geactiveerd.
Net als ABS is het elektronisch stabiliteitssysteem of Electronic Stability Program, afgekort ESP, bedoeld om ongevallen te voorkomen. In tegenstelling tot ABS grijpt het ESP echter niet in op het remproces, maar voorkomt het dat het voertuig gaat slippen of slingeren. Het ESP-systeem zorgt voor het automatisch afremmen van individuele wielen via de remmen. Net als het ABS maakt het gebruik van gegevens van sensoren om de wielsnelheid te detecteren. Het systeem wordt aangestuurd door de ESP-regeleenheid, die alle gegevens verzamelt. Als de beweging van de auto afwijkt van het beoogde pad, of als de auto begint te slippen, grijpt het stabiliteitssysteem in. Dat gebeurt door actief de afzonderlijke wielen af te remmen, zelfs zonder dat de bestuurder het rempedaal intrapt.
Nieuwe Veiligheidstechnologieën
Naast de bekende systemen zoals airbags en ABS, zijn er enkele nieuwe veiligheidstechnologieën die een enorme impact kunnen hebben op de veiligheid van auto’s. AEB is een systeem dat automatisch de remmen van de auto activeert als het detecteert dat een botsing onvermijdelijk is, in een poging om de ernst van de botsing te verminderen.
Moderne auto’s worden steeds veiliger door de integratie van intelligente veiligheidssystemen. Denk hierbij aan Adaptive Cruise Control (ACC), vermoeidheidsherkenning, rijstrookassistentie en een automatische noodremfunctie. Meerdere ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) zijn sinds 1 juni 2022 verplicht voor nieuwe auto’s die op de markt worden geïntroduceerd. De meeste ADAS werken met camera’s en radarsensoren en zorgen op verschillende vlakken voor extra veiligheid tijdens het rijden. Een van de bekendste ADAS is Adaptive Cruise Control (ACC). Dit systeem werkt grotendeels hetzelfde als een normale cruise control, maar bewaakt de afstand tot je voorligger met behulp van radar. ACC wordt vaak gecombineerd met rijstrookassistentie (Lane Assist) die, wanneer nodig, tegenstuurt om netjes binnen de rijstrook te blijven.
Hieronder een overzicht van enkele verplichte veiligheidssystemen:
| Systeem | Werking | Verplicht? |
|---|---|---|
| Airbags | Worden bij een botsing razendsnel opgeblazen om de inzittenden op te vangen. | Ja |
| ABS (Antiblokkeersysteem) | Voorkomt dat de wielen blokkeren bij krachtig remmen. | Ja |
| LDW (Lane Departure Warning) | Waarschuwt de bestuurder als de auto van zijn rijstrook afwijkt. | Ja |
| ISA (Intelligent Speed Assistance) | Helpt de bestuurder om de geldende snelheidslimieten te volgen. | Ja |
| EDR (Event Data Recorders) | Slaat 5 seconden vóór en 300 milliseconden na een ongeval de kritieke gegevens van het voertuig op, zoals snelheid, remkracht en stuurhoek. | Ja |
De Toekomst van Veiligheidssystemen
De toekomst van de auto-industrie is ongetwijfeld verbonden met de ontwikkeling van zelfrijdende auto’s. Zelfrijdende auto’s kunnen potentieel menselijke fouten elimineren, die verantwoordelijk zijn voor een groot percentage van de auto-ongelukken. Het einddoel van deze ontwikkeling is auto’s autonoom laten rijden zodat er geen ongevallen meer ontstaan.
Er zijn verschillende niveaus gedefinieerd die elk een bepaalde graad van autonoom rijden vertegenwoordigen. Alleen een auto die op het hoogste niveau functioneert, dat is niveau 5, kan in principe volledig autonoom rijden. Bij lagere niveaus rijden auto’s gedeeltelijk autonoom.