ZF LIFETEC發表四氣囊整合防護系統,專為舒適躺坐姿勢打造

Seat Ramp Airbag座墊氣囊從源頭固定骨盆位置,顛覆傳統被動安全思維。(圖片來源/ ZF LIFETEC)

隨著自動駕駛技術快速發展,以及消費者對車室舒適性要求持續提升,汽車座艙正逐漸從傳統「駕駛導向」轉變為兼具休憩、娛樂與工作功能的移動生活空間,當車輛能夠在更多情境下接手駕駛任務,乘員自然會希望採取更放鬆、更舒適的乘坐姿勢,例如大幅後傾座椅、伸展雙腿甚至接近半躺的姿態。然而,這些看似舒適的坐姿,卻對現有被動安全系統帶來前所未有的挑戰。全球被動安全系統領導供應商ZF LIFETEC近日正式發表全新四氣囊整合防護概念,專門針對舒適模式與大角度後仰座椅所產生的新型態碰撞風險進行設計,這套系統透過四組彼此聯動的氣囊模組,針對頭部、骨盆、膝部與腿部進行全方位保護,同時有效降低乘員於碰撞時發生「Submarining(潛滑效應)」的機率,進一步提升未來自動駕駛與傳統車輛的安全防護能力,根據ZF LIFETEC規劃,所有模組預計將於2028年具備量產導入能力,並將於2026年12月8日至10日在德國曼海姆舉行的AIRBAG 2026國際安全技術大會正式對外展示。

目前大多數車輛的安全系統,包括安全帶、預縮器以及氣囊配置,皆是依據乘員維持直立坐姿所設計,當發生正面撞擊時,安全帶會第一時間固定胸部與骨盆位置,隨後前氣囊與膝部氣囊接續承接撞擊能量,藉此降低人體傷害,然而當乘員將椅背大幅後傾,甚至進入舒適模式或休憩模式時,人體生物力學反應將與傳統坐姿截然不同,此時安全帶往往無法像過去一樣緊密貼合胸部與骨盆位置,碰撞瞬間所產生的力量分布也會隨之改變,其中最危險的狀況之一,便是所謂的「潛滑效應」。當事故發生時,乘員骨盆可能因固定不足而向前滑動,導致身體直接從腰帶下方滑出,安全帶也可能從原本應固定骨盆的位置上移至腹部區域,進而增加腹部器官與骨盆受傷風險。此外,由於乘員距離方向盤或儀表板中的氣囊模組更遠,因此氣囊接觸人體的時間點也將延後,降低既有氣囊系統的保護效率。另一方面,雙腳在舒適模式下通常會向前伸展,腳跟與地板接觸力道減弱,一旦發生撞擊,腿部容易出現失控擺動情形,進一步提高膝蓋、腳踝甚至足部受傷風險。

ZF LIFETE未來安全方案將於2028年量產。(圖片來源/ ZF LIFETEC)

ZF LIFETEC高級副總裁暨工程主管Harald Lutz表示:「舒適乘坐姿勢從根本上改變了碰撞時人體的生物力學反應,我們的整體保護概念正是針對這些變化所打造,透過智慧聯網的氣囊系統,我們能夠穩定乘員運動軌跡,並有效降低事故發生時潛滑效應所帶來的風險。」在ZF所提出的四氣囊系統中,最核心的技術之一便是設置於座椅坐墊下方的Seat Ramp Airbag,這組氣囊會在碰撞發生瞬間快速充氣,形成類似斜坡結構,限制骨盆向前滑動距離,藉此降低乘員從安全帶下方滑出的可能性,由於骨盆是人體在碰撞時最重要的固定點之一,因此能否有效控制骨盆位移,將直接影響安全帶與其他氣囊系統的保護效果。ZF認為,Seat Ramp Airbag將成為未來舒適乘坐模式下最關鍵的被動安全技術之一,第二項關鍵技術則是Dual Contour Knee Airbag雙輪廓膝部氣囊,這組氣囊設置於乘員膝部前方,會與Seat Ramp Airbag幾乎同步作動,引導膝蓋與大腿維持正確運動方向,避免碰撞時下肢失控移動。特別的是,這套系統具備可變容積設計,當乘員採用一般直立坐姿時,氣囊將以較小體積展開;若系統偵測到座椅處於舒適模式或大角度後仰狀態,則會自動增加展開容量,以提供更大的支撐面積,這種可依據座椅角度與乘坐姿勢調整的設計,不僅能穩定膝部位置,同時也能進一步控制骨盆移動軌跡,提升前方氣囊與安全帶的整體保護效率。第三項創新技術則是相當少見的Active Heel Airbag主動式腳跟氣囊,該氣囊配置於前方腳踏空間地板區域,主要目的在於建立穩定的腳跟支撐點,在舒適模式下乘員雙腿通常會向前延伸,因此腳底與地板之間的接觸力可能大幅降低,一旦發生碰撞,腿部便容易向前滑動或向上彈起,造成膝關節與腳踝承受異常負荷。Active Heel Airbag作動後能夠強化腳跟與車體地板之間的連結,使腿部維持穩定受力狀態,不僅能有效抑制潛滑效應,同時也能降低腳踝撞擊踏板結構的風險。ZF指出,這項技術對於未來具備旋轉座椅、大角度後仰座椅甚至商務休憩模式的車型而言,將具有相當重要的安全價值。

自動駕駛時代來臨,傳統安全架構面臨全新挑戰。(圖片來源/ ZF LIFETEC)

最後一項技術則是Dual Contour Airbag雙輪廓前氣囊,與傳統固定容量氣囊不同,這組氣囊能依據乘員與方向盤或儀表板之間的距離,自動調整展開體積與形狀,當乘員維持一般坐姿時,系統將採用較小的氣囊容量;若偵測到座椅進入舒適模式,導致人體距離氣囊模組較遠時,則會增加氣囊體積與覆蓋範圍,確保頭部與上半身仍能獲得足夠支撐與能量吸收效果,這項技術同時適用於駕駛與前座乘客,並分別整合於方向盤與儀表板內部。除了硬體創新之外,ZF LIFETEC此次最大的亮點之一,便是導入智慧化安全演算法,系統將整合車內攝影機乘員辨識功能、安全帶拉出長度感測器、座椅角度偵測器、座椅調整資訊以及舒適模式開關等多項數據來源,即時分析乘員當下坐姿與位置,透過這些資訊,系統能夠精準決定各氣囊模組的啟動時機、充氣速度以及展開容量,進而形成真正的自適應被動安全防護策略。換句話說,未來的氣囊不再只是「撞擊後打開」的單一保護裝置,而是能夠主動理解乘員姿態並進行客製化保護的智慧安全系統。

ZF LIFETEC表示,這套四氣囊整合防護方案將於2026年12月於德國曼海姆舉辦的AIRBAG 2026正式公開展示,該活動匯聚全球車廠、零組件供應商、研究機構以及法規制定單位,是全球被動安全領域最重要的技術交流平台之一。從目前發展趨勢來看,隨著Level 3甚至Level 4自動駕駛技術逐漸普及,車內乘員勢必將越來越常採用休憩、娛樂甚至工作導向的乘坐模式,傳統以直立坐姿為基礎所建立的安全系統,也將面臨重新設計與重新定義的需求。ZF LIFETEC此次提出的四氣囊整合概念,不僅展現未來被動安全技術的新方向,更預告未來車輛安全的核心,將不再只是保護事故中的人體,而是提前理解人體、預測人體,並為不同情境打造最適切的防護策略。

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