Tecnica: Volvo XC90 protegge i passeggeri in caso di uscita di strada

Il pacchetto di sicurezza della nuova Volvo XC90 include il Sistema di protezione in caso di uscita di strada del veicolo, una soluzione unica a livello mondiale. L’elaborazione di tecnologie a supporto di queste situazioni comuni e complesse porterà Volvo Cars più vicino alla realizzazione del suo obiettivo per il 2020, ovvero l’azzeramento del numero di persone rimaste vittime o gravemente ferite a seguito di un incidente in una nuova Volvo.

L’uscita di strada del veicolo è una tipologia di incidente abbastanza comune determinata da cause diverse, come ad esempio la disattenzione del conducente, la stanchezza o le cattive condizioni meteorologiche. Ad esempio, la metà di tutti i decessi per incidente stradale negli Stati Uniti è dovuta all’uscita di strada del veicolo, mentre in Svezia gli incidenti che vedono coinvolto un solo veicolo rappresentano un terzo di tutti gli incidenti d’auto con conseguenze fatali e gravi.

Gli incidenti in cui si verifica l’uscita di strada del veicolo sono inoltre situazioni molto complesse in cui spesso i passeggeri vengono spostati dal sedile in direzioni casuali, il che impone requisiti elevati ai sistemi di ritenuta interni.

Le lesioni alla spina dorsale sono le più comuni in caso di uscita di strada del veicolo
Le lesioni causate dagli incidenti automobilistici sono cambiate nel corso degli anni. La continua evoluzione della struttura delle auto e l’implementazione di numerosi sistemi di sicurezza specializzati hanno determinato miglioramenti significativi della sicurezza dei veicoli negli ultimi decenni. Il rischio di riportare gravi lesioni o di morire a seguito di un incidente con una nuova Volvo si è ridotto di oltre due terzi rispetto alle autovetture progettate negli anni ’70.
Tuttavia, nonostante questa notevole riduzione complessiva del rischio di lesioni, la frequenza di lesioni toraciche e lombo-spinali non è calata nella stessa misura – e queste lesioni hanno un’incidenza particolarmente elevata nei casi di uscita di strada del veicolo, impatti multipli e eventi multipli. “Analizzando i nostri numerosissimi dati sugli incidenti abbiamo scoperto che la postura dell’occupante è un fattore molto importante durante il trasferimento del carico attraverso la spina dorsale. In molti casi, una notevole flessione dell’occupante è stata considerata un fattore influente. Insieme alla frattura da compressione, la cuneizzazione anteriore, risultante da un insieme di flessione e carico assiale, è la lesione spinale più comune che si verifica quando un’automobile esce di strada,” precisa Lotta Jakobsson.

Serraggio delle cinture e impatto ammortizzato

La soluzione che garantisce maggiore sicurezza in caso di uscita di strada nella nuova XC90 include due parti fondamentali:
• Utilizzando l’input fornito dall’avanzato sistema di sensori dell’auto, la tecnologia è in grado di rilevare un potenziale scenario con uscita di strada del veicolo. Le cinture di sicurezza anteriori vengono serrate elettricamente il più possibile per mantenere gli occupanti in posizione seduta e arretrata. La capacità di trazione del retrattore della cintura di sicurezza è di 1 mm/ms, il che significa che può ritrarre 100 mm di cintura di sicurezza in soli 0,1 secondi. Le cinture restano ben serrate finché la vettura è in movimento.
• Per evitare o ridurre le lesioni alla spina dorsale, una funzionalità per l’assorbimento dell’energia fra il sedile e il telaio del sedile effettua una deformazione meccanica per ammortizzare le forze verticali che si possono generare quando la vettura urta violentemente sul terreno.
“Facendo sì che gli occupanti mantengano una postura eretta mentre l’impatto viene ammortizzato, è possibile ridurre fino a un terzo le forze verticali cui sono esposti. Ciò consente di ridurre considerevolmente il rischio di subire le lesioni spinali più gravi e più frequenti in queste situazioni,” aggiunge Lotta Jakobsson.

Tre metodi completi per effettuare i test sui veicoli
Basandosi su dati reali, Volvo Cars ha sviluppato tre metodi completi di test per automobili da effettuarsi su circuito di prova – denominati ‘Fosso’, ‘Traiettoria in aria’ e ‘Fondo irregolare’ – al fine di valutare le conseguenze di diversi scenari legati all’uscita di strada di un veicolo.
Quando viene utilizzato il metodo ‘Traiettoria in aria’, il veicolo esce di strada ad esempio a 80 km/h. Dopo una primo volo libero, l’auto atterra su una superficie liscia a continua a muoversi in avanti.

La differenza in altezza è di 80 cm, il che determina un impatto violento sulle ruote. Ciò genera delle importanti forze verticali dello stesso livello di quelle cui viene sottoposto il pilota di un caccia quando utilizza il seggiolino eiettabile in un’emergenza.
Il test ‘Fosso’ è stato studiato per riprodurre il sobbalzo che si genera quando un’auto entra in un fosso profondo 80 cm e urta contro un terrapieno, situazione che produce forze verticali notevoli. Il test ‘Fondo irregolare’ riproduce il percorso di un’auto su un terreno accidentato, situazione che determina un considerevole rollìo laterale abbinato a spostamenti verticali e longitudinali del veicolo. Nei test sono stati utilizzati manichini da crash test come rappresentazione dei passeggeri. Il manichino più avanzato si chiama “Thor” ed è dotato di maggiore flessibilità nell’area della spalla per riprodurre movimenti più simili a quelli umani durante la simulazione di un’uscita di strada.

Un’apparecchiatura di test unica

Oltre ai crash test completi per i veicoli, Volvo Cars ha sviluppato anche un’apparecchiatura di test flessibile e multi-funzionale per valutare la postura e il livello di ritenzione degli occupanti.
Il sedile di un veicolo e un sistema di ritenuta vengono montati sul robot industriale multi-asse. Il robot, che viene utilizzato congiuntamente a un manichino da crash test, può essere programmato per simulare la cinematica degli occupanti del veicolo in ciascuno dei tre test su circuito di prova o qualsiasi altra variazione di un incidente con uscita di strada del veicolo. (Il robot è descritto in dettaglio in un comunicato stampa a parte.)

Per aiutare il conducente a evitare l’uscita di strada

“Naturalmente ci stiamo concentrando anche sullo sviluppo di tecnologie a supporto del conducente che contribuiscano a evitare che l’auto esca effettivamente di strada. Nella nuova XC90 ci sono due dispositivi appositamente sviluppati a tale scopo, il Lane Keeping Aid e il Driver Alert Control,” spiega Lotta Jakobsson.
Il sistema Lane Keeping Aid aiuta il conducente a rimanere in traiettoria applicando una maggiore coppia motrice nel caso in cui la vettura stia inavvertitamente uscendo dalla corsia prescelta. Il dispositivo Driver Alert Control rileva che il conducente è stanco o distratto e lo avverte. Nella nuova XC90, questo dispositivo è abbinato a una nuova funzione Rest Stop Guidance, che fornisce al conducente indicazioni per raggiungere la più vicina area di sosta.

Inoltre a partire dalla nuova Volvo XC90, City Safety diventa il nome che identifica l’insieme di tutte le funzioni di frenata automatica offerte da Volvo Cars. Le tecnologie di evitamento delle collisioni e di riduzione delle loro conseguenze, in continuo perfezionamento e ora incluse nella dotazione standard della XC90, si arricchiscono di un’altra anteprima mondiale a cura di Volvo: la frenata automatica in caso di svolta mentre di fronte sopraggiunge un altro veicolo.

Ora City Safety si amplia e assume un ruolo del tutto nuovo come denominazione per tutte le funzioni di frenata automatica di Volvo Cars. Il sistema è attivo a tutte le velocità a partire dai 4 km/h.

Frenata automatica agli incroci – un’anteprima a livello mondiale
La funzione di frenata automatica in prossimità degli incroci è una novità assoluta a livello mondiale che aiuta a gestire una situazione alquanto comune sia in prossimità di incroci cittadini molto trafficati sia sulle strade a scorrimento veloce e sulle autostrade, dove i limiti di velocità sono più elevati.

Le funzioni di frenata automatica di City Safety

Lo scopo del sistema avanzato di prevenzione degli incidenti è quello di assistere il conducente attraverso una strategia di segnalazione intuitiva e un sistema di supporto alla frenata. In caso di collisione imminente, il sistema attiva la frenata automatica se iI conducente non reagisce al pericolo imminente. L’obiettivo è quello di evitare del tutto la collisione oppure di ridurre la velocità dell’auto
il più possibile prima dell’impatto. City Safety rileva:
• I veicoli – incluse moto e biciclette – che sopraggiungono di fronte all’auto quando il conducente svolta a sinistra (o a destra in caso di Paesi con guida a sinistra). City Safety rileva la possibilità che si verifichi un incidente e frena automaticamente al fine di evitare la collisione o di attenuare le conseguenze dell’eventuale incidente.
• I veicoli – incluse le moto – che viaggiano nello stesso senso di marcia. City Safety è in grado di evitare la collisione se la differenza della velocità relativa fra i due veicoli non supera i 50 km/h. In caso di velocità più elevate, la frenata automatica contribuisce a ridurre le conseguenze dell’eventuale collisione.
• I ciclisti che tagliano la strada all’auto o che sterzano improvvisamente di fronte ad essa. A seconda della situazione, City Safety è in grado di evitare la collisione se la differenza della velocità relativa fra i due veicoli non supera i 45 km/h. In caso di velocità più elevate, la frenata automatica può attenuare le conseguenze della collisione.
• La presenza di pedoni in transito davanti all’auto. City Safety è in grado di evitare la collisione
a velocità fino a 45 km/h. In caso di velocità più elevate, la frenata automatica può attenuare le conseguenze della collisione.

Funziona anche quando è buio
Il funzionamento di City Safety si basa su un’unità che abbina una telecamera e un radar integrata nella parte superiore del parabrezza, davanti allo specchietto retrovisore interno. La più recente miglioriia tecnologica apportata al sistema è rappresentata da una telecamera megapixel ultra-sensibile, più intelligente e più veloce, abbinata a un avanzato dispositivo di controllo dell’esposizione. Ciò fa sì che le tecnologie di rilevamento e di frenata automatica operino in modo efficace anche durante la guida al buio.
Il compito del radar è quello di rilevare la presenza di oggetti davanti all’auto e di determinarne la posizione, la traiettoria di movimento e la distanza rispetto a quest’ultima. La telecamera identifica di che tipo di oggetto si tratta. La tecnologia effettua un monitoraggio continuo dell’oggetto e un’unità di controllo centrale utilizza i dati raccolti dalla telecamera e dal radar per valutare il rischio di un’eventuale collisione e avviare la contromisura più efficace.
In una situazione di emergenza, il conducente riceve un segnale acustico abbinato a un segnale tattile (un breve impulso di frenata) e a una luce lampeggiante nella parte inferiore del parabrezza.
Se il guidatore reagisce al segnale e comincia a frenare, il sistema è programmato per ‘intervenire’ applicando una maggiore forza frenante, se necessario. Se il guidatore non reagisce affatto, viene attivata la frenata automatica. La massima forza frenante viene applicata circa 1 secondo prima dell’impatto.