專題報導油門及煞車操作情況, 若經判定為可能導致不穩定狀態, 將直接控制單軸或單輪的煞車或驅動力, 使車輛恢復穩定正弦定頻試驗 (Sine with Dwell) 為驗證 ESC 有效性的主要方法, 其是將車輛以 80 km/h 速度行駛, 對方向盤突然施打一個正弦波, 並且在中途停頓 0.5

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衲昀席
5 years ago
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1 先進駕駛輔助系統 (ADAS) 法規趨勢車輛研究測試中心施聰評林信賢一前言先進駕駛輔助系統 ( A d v a n c e d D r i v e r Assistance Systems, ADAS) 是指利用安裝於車上各式各樣的感測器 ( 偵測光熱壓力等參數 ), 在第一時間收集車內外的環境資料, 進行靜動態物體的辨識偵測與追蹤等技術上的處理, 並在最短的時間內提醒駕駛人注意可能發生的情況 ; 常見的輔助駕駛系統包括盲點偵測系統 (Blind Spot Detection System) 支持型停車輔助系統(Backup Parking Aid System) 後方碰撞警示系統(Rear Crash Collision Warning System) 車道偏離警示系統 (Lane Departure Warning System) 適路性車燈系統 (Adaptive Front-lighting System) 夜視線雷達雷射雷達 CCD\CMOS 影像感測器及輪速感測器等, 來蒐集整車的工作狀態及其參數變化情形, 並將不斷變化的機械運動變成電子訊號 ( 電壓電阻及電流 ); 舉例來說, 車道偏離警告系統使用 CMOS 影像感測器夜視系統則使用紅外線感測器適應性定速控制通常使用雷達停車輔助系統則會使用超聲波等 ; 2. 電子控制單元 (ECU) 將感測器所收集到的資訊進行分析處理, 然後再向控制的裝置輸出控制訊號 ; 3. 執行器依據 ECU 輸出的訊號, 讓汽車完成動作執行系統 (Night Vision System) 主動車距控制巡航系統 (Adaptive Cruise Control System) 停車輔助系統 (Parking Aid System) 車輛穩定性電子式控制系統 (Electronic Stability Control) 煞車輔助系統 (Brake Assist System) 及緊急煞車輔助系統 (Advanced Emergency Braking System) 等, 甚至更多功能的系統組成每項輔助駕駛系統的作動主要包含 3 個程序 : 1. 資訊的蒐集, 不同的系統藉由不同類型的車用感測器, 包含毫米波雷達超聲波雷達紅外二先進駕駛輔助系統功能用途及國內外法規實施時程本節將闡述車輛安全審驗中心 (VSCC) 近幾年將推動之 ADAS 相關法規草案, 並就各主要系統的功能及用途作一簡要說明 ( 一 ) 車輛穩定性電子式控制系統 (Electronic Stability Control, ESC) ESC 是設計用來控制車輛操控穩定性的主動式安全系統, 其利用感測器監控車輛姿態與方向盤 8 車輛研測資訊 107 期

專題報導油門及煞車操作情況, 若經判定為可能導致不穩定狀態, 將直接控制單軸或單輪的煞車或驅動力, 使車輛恢復穩定正弦定頻試驗 (Sine with Dwell) 為驗證 ESC 有效性的主要方法, 其是將車輛以 80 km/h 速度行駛, 對方向盤突然施打一個正弦波, 並且在中途停頓 0.

93 秒內一氣呵成, 需要非常迅速且精確控制以確保重複性, 因此必須圖 1 正弦定頻試驗的轉向輸入及車輛暫態行為 ( 圖片參考來源 : 車輛安全檢測基準 42-3 動態煞車 ) 使用自動轉向控制裝置 ( 如圖 2) 作為完成測試的輔助測試過程中利用儀器設備記錄車輛的動態穩定性, 如圖 1 下半部就是一個穩定的暫態響應結果, 若正弦定頻波形完成的 1 秒瞬間, 橫擺角速度 (yaw

2 專題報導油門及煞車操作情況, 若經判定為可能導致不穩定狀態, 將直接控制單軸或單輪的煞車或驅動力, 使車輛恢復穩定正弦定頻試驗 (Sine with Dwell) 為驗證 ESC 有效性的主要方法, 其是將車輛以 80 km/h 速度行駛, 對方向盤突然施打一個正弦波, 並且在中途停頓 0.5 秒的動作 ( 方向盤輸入訊號如圖 1), 此動作類似車輛進行高速閃避後緊急修正方向, 容易使車輛進入失控狀態, 主要用以驗證 ESC 的有效性, 正弦波振幅須從低角度 (30~60 度 ) 逐次增加達到 300 度為止, 且完整的波形需要在 1.93 秒內一氣呵成, 需要非常迅速且精確控制以確保重複性, 因此必須圖 1 正弦定頻試驗的轉向輸入及車輛暫態行為 ( 圖片參考來源 : 車輛安全檢測基準 42-3 動態煞車 ) 使用自動轉向控制裝置 ( 如圖 2) 作為完成測試的輔助測試過程中利用儀器設備記錄車輛的動態穩定性, 如圖 1 下半部就是一個穩定的暫態響應結果, 若正弦定頻波形完成的 1 秒瞬間, 橫擺角速度 (yaw rate) 不超過峰值 ( peak) 的 35%, 正弦定頻波形完成的 1.75 秒瞬間, 不超過峰值的 20%, 則表示車輛可趨於穩定 ( 代表車身方向變化的速度逐漸減小 ); 另圖 2 執行 ESC 所需的轉向控制裝置 ( 圖片參考來源 : 亦須確認車輛具備足夠的閃避能力, 在特定轉向角度的閃避動作中, 於轉向動作開始後的 1.07 秒, 車輛側向位移必須達到 1.83 m, 此為車輛宣告總重低於 3.5 公噸的要求, 若宣告總重高於 3.5 公噸, 則須達到 1.52 m; 能夠滿足上述橫擺角速度與側向閃避量的要求,ESC 系統才算是合格 ( 二 ) 緊急煞車輔助系統 (Advanced Emergency Braking System, AEBS) AEBS 之設計係透過感知器偵測前方物體, 根據當時的車速與物體的距離來判斷碰撞的危險性, 當危險指標到達設定的門檻時, 自動緊急煞車系統則會啟動, 把傷害減到最低 ; 根據統計, 當車上裝有此項系統時, 事故可降低 27% 車輛研測資訊 107 期

http://www.artc.org.tw 國內 AEBS 法規內容係參照歐洲法規制訂, 試驗項目可分為 :(1) 靜止目標之警示與作動試驗 (2) 移動目標警示與作動試驗 (3) 失效偵測試驗 (4) 關閉試驗 (5) 錯誤反應試驗 ; 以下就各試驗項目概述如下 : 1.

移動目標警示與作動試驗 : 測試車輛以 80 km/ 統時, 關閉警示信號應作動 ; 將點火開關轉至 OFF 位置再轉至 ON 位置後,AEBS 系統應自動回復作動狀態且不再顯示關閉警示信號 ; 若點火開關係經由鑰匙啟動, 則應在不用拔除鑰匙的狀態下完成上述動作 5. 錯誤反應試驗 : 置放兩部 M1 類轎式車輛作為靜止目標以同一行進方向併排, 而兩靜止目標之間距為 4.

3 國內 AEBS 法規內容係參照歐洲法規制訂, 試驗項目可分為 :(1) 靜止目標之警示與作動試驗 (2) 移動目標警示與作動試驗 (3) 失效偵測試驗 (4) 關閉試驗 (5) 錯誤反應試驗 ; 以下就各試驗項目概述如下 : 1. 靜止目標之警示與作動試驗 : 測試車輛以 80 km/h 速度以直行方式接近靜止目標進行功能試驗 ( 如圖 3), 且與測試目標間之距離 120 m 時開始測試, 碰撞警示模式作動時機緊急煞車階段及測試車輛與固定目標發生碰撞時, 其所降低之車速等性能皆應符合表 1 之要求 2. 移動目標警示與作動試驗 : 測試車輛以 80 km/ 統時, 關閉警示信號應作動 ; 將點火開關轉至 OFF 位置再轉至 ON 位置後,AEBS 系統應自動回復作動狀態且不再顯示關閉警示信號 ; 若點火開關係經由鑰匙啟動, 則應在不用拔除鑰匙的狀態下完成上述動作 5. 錯誤反應試驗 : 置放兩部 M1 類轎式車輛作為靜止目標以同一行進方向併排, 而兩靜止目標之間距為 4.5 m, 且靜止目標車身後方應對齊, 試驗時測試車輛應與靜止目標距離至少 60 m, 並以車速 50 km/h 通過兩靜止目標中間 ; 性能要求為測試過程中,AEBS 系統應不得發出任何碰撞警示信號及啟動緊急煞車功能 h 速度以直行方式接近移動目標 ( 如圖 4, 移動目標速度則依照表 1-H 欄位之數值 ) 進行功能試驗, 且測試車輛與移動目標間之距離 120 m 時開始測試, 碰撞警示模式作動時機緊急煞車階段及測試車輛不得與移動目標發生碰撞等性能皆應符合表 1 之要求 3. 失效偵測試驗 : 模擬電力失效, 例如切斷 AEBS 圖 3 測試車輛以 80 km/h 速度接近靜止目標 ( 圖片參考來源 : 系統組件之主要電源或切斷 AEBS 系統個別組件間的電源, 當模擬 AEBS 系統失效時, 失效警示信號與 AEBS 系統手動關閉裝置均不得被切斷 ; 試驗時, 失效警示信號應在車速超過 15 km/h 後之 10 秒內作動, 並在車輛靜止狀態且模擬失效存在時, 將點火開關 OFF-ON 後, 失效警示信號應立即重新作動 4. 關閉試驗 : 對於配備 AEBS 系統關閉裝置之車圖 4 測試車輛以 80 km/h 速度接近移動目標 ( 圖片參考來源 : 輛, 當點火開關轉至 ON 的位置並關閉 AEBS 系 10 車輛研測資訊 107 期

專題報導表 1 AEBS 系統試驗要求 A B C D E F G H 靜止目標移動目標車輛種類至少應有一種聲音或震動警示警示模式時機至少應有兩種警示測試車輛降低之速度至少應有一種聲音或震動警示警示模式時機至少應有兩種警示測試車輛降低之速度移動目標之速度總重量逾五公噸之甲乙類大客車 N3 以及總重量逾八公噸之 N2 類車輛應至少在緊急煞車輔助階段介入前 1.

4 專題報導表 1 AEBS 系統試驗要求 A B C D E F G H 靜止目標移動目標車輛種類至少應有一種聲音或震動警示警示模式時機至少應有兩種警示測試車輛降低之速度至少應有一種聲音或震動警示警示模式時機至少應有兩種警示測試車輛降低之速度移動目標之速度總重量逾五公噸之甲乙類大客車 N3 以及總重量逾八公噸之 N2 類車輛應至少在緊急煞車輔助階段介入前 1.4 秒作動應大於 20 km/h 應至少在緊急煞車輔助階段介入前 1.4 秒作動測試車應不得與移動目標發生碰撞 12±2 km/h 總重量在八公噸以下之 N2 類車輛及總重量在五公噸以下之甲乙類大客車應在緊急煞車輔助階段介入前作動應大於 10 km/h 應在緊急煞車輔助階段介入前作動測試車應不得與移動目標發生碰撞 67±2 km/h ( 三 ) 車道偏離警示系統 (Lane Departure Warning System, LDWS) LDWS 為一主動式安全系統, 當駕駛在行車過程中, 因精神不繼不自覺分心或疏忽等因素, 無意的使車輛偏離既有行駛車道時,LDWS 即作動並藉由聲響警示燈號警示或方向盤抖動等輔助方式 Highway Traffic Safety Administration, NHTSA) 的統計顯示, 不經意的偏移車道所造成的意外傷亡佔所有肇事率的 42%, 另有數據顯示, 如果系統能提前 1 秒警示不正常偏移駕駛現象, 可減少約 90% 的駕駛意外傷亡, 因此提前警示可提高駕駛安全, 降低事故肇事率提醒駕駛 LDWS 之感測系統依各家製造商的策略不同而有所區別, 如紅外線偵測的光敏式警示系統, 其又可分為可見光與不可見光警示系統 ; 又如使用 CCD 或是 CMOS 電子影像系統, 或者是將電子影像轉換為 3D 影像感測器配合紅外線感測器等等其作動原理是利用感知器監測識別路面上車道標誌, 一般而言, 當駕駛施打方向燈轉向或有明顯轉向意圖時,LDWS 並不會作動, 倘若車輛在駕駛無意狀態下 ( 未施打方向燈且轉向角度訊號不明顯 ) 開始偏移車道, 此時 LDWS 會在車輛偏移且接近車道線時, 作動發出警示提醒駕駛 ( 如圖 5) 此外, 根據美國高速公路交通安全管理局 (National 圖 5 LDWS 作動顯示模擬 ( 圖片參考來源 :Heavy-Vehicle Lane Departure Warning Test Development, NHTSA Nov. 2014) 車輛研測資訊 107 期

http://www.artc.org.tw 國內 LDWS 法規係參考 UN ECE R130 之規範, 其試驗項目可分為 (1) 車道偏離警示試驗 (2) 失效偵測試驗及 (3) 解除狀態試驗, 以下就各試驗項目概述如下 : 1.

5 國內 LDWS 法規係參考 UN ECE R130 之規範, 其試驗項目可分為 (1) 車道偏離警示試驗 (2) 失效偵測試驗及 (3) 解除狀態試驗, 以下就各試驗項目概述如下 : 1. 車道偏離警示試驗 : 測試車輛以 65±3 km/h 之車速行駛於試驗車道中間, 並使車輛保持穩定, 維持規定車速並平順地讓車輛向左或向右偏移, 使偏移率保持在 0.1 m/s ~ 0.8 m/s 範圍間, 讓車輛跨越車道標線 ; 完成後再以 0.1 m/s ~ 0.8 m/s 範圍內之不同偏移率重複試驗 ;LDWS 系統最遲應於車輛前輪 ( 最靠近偏向車道標線之前輪 ) 外側跨越出車道標線外側邊緣 0.3 m 處, 提供車輛偏移警示 2. 失效偵測試驗 : 當模擬 LDWS 系統失效 ( 例如切斷 LDWS 系統組件之主要電源或切斷 LDWS 系統個別組件間電氣連線 ) 時, 失效警告訊號與 LDWS 系統手動解除裝置均不應被切斷 ; 且車輛在行駛中, 失效警告訊號應維持致動 ( 四 ) 煞車輔助系統 (Brake Assist System, BAS) BAS 為一主動式安全系統, 其設計主要目的為輔助駕駛在遇緊急情況時, 能有效將車輛煞停以降低意外發生機率及傷害程度, 傳統煞車系統之作動方式是駕駛利用煞車踏板透過真空倍力器等機械裝置, 將煞車力道以固定倍數放大, 使車輛達到煞停效果, 然而對於較瘦弱或無法以較大踏力作動煞車踏板的駕駛而言, 恐因無法產生足夠的煞車力道而發生危險在車輛行駛過程中,BAS 之感測器會監測煞車踏板的作動, 駕駛若以一般正常踏力作動,BAS 並不會介入煞車系統, 但當感測器偵測到煞車踏板在極短時間內作動,BAS 即將此作動視為駕駛需做緊急煞停的狀態, 於是對煞車系統進行加壓, 使其煞車系統產生最大煞車力, 使駕駛能避開意外的發生, 提高行車安全性根據測試數據, 搭載有 BAS 之車輛其煞停距離較無 BAS 之車輛少約 45%, 增加了行車安全性 ( 如圖 6) (activate) 顯示, 並於接續之點火開關 OFF-ON 循環操作下再度致動顯示 3. 解除狀態試驗 : 配備有 LDWS 系統解除裝置, 當點火開關轉至 ON 位置並解除 LDWS 系統時, 解除狀態警告訊號應致動顯示 ; 將點火開關轉至 OFF 位置再轉至 ON 位置後, 確認前述解除狀態警告訊號不再致動顯示,LDWS 系統應自動回復作動狀態 ; 若點火系統係經由鑰匙啟動, 則應在不用拔除鑰匙之狀態下滿足前述要求圖 6 BAS 作動示意圖 ( 圖片參考來源 : hollisbrothersauto.com/hitting-the-hooks-brake-assist-system/) 12 車輛研測資訊 107 期

6 專題報導國內 BAS 法規系參考 ECE R13-H Annex 9 之規表 2 我國與歐盟 ADAS 系統配備實施日程差異比較範, 依其系統功能及效果, 可區分為 A B 兩類, 分述如下 : A 類 BAS 系統之感測器, 係藉由偵測駕駛施加於煞車踏板之力道, 判斷車輛是否處於需緊急煞車狀態, 當判定為緊急煞停狀態時, 其系統輔助方式為減低 ABS(Anti-lock Brake System) 全循環作動之所需踏板力, 其系統輔助效果能有效降低使 ABS 全循環作動所需踏板力達 40~80% 舉例而言, 若要使 ABS 全循環作動, 所需踏板力約需 500 牛頓, 藉由 BAS 系統輔助, 可降低至只需 100~300 牛頓之踏板力即可, 對於無法以較大踏力作動煞車踏板的駕國內歐盟測試類別法規 / 標準車輛種類實施 / 需求時程 ESC AEBS LDWS BAS 車輛安全檢測基準四十二之三動態煞車車輛安全檢測基準七十二緊急煞車輔助系統車輛安全檢測基準七十車道偏離輔助警示系統車輛安全檢測基準四十二之三動態煞車 M1 N1 1. 甲類大客車及 N3 2. 乙類大客車及 N2 M2 M3 N2 N3 M1 N1 ESC EEC 661/2009 M1 N1 AEBS EEC 347/2012 M2 M3 N2 N3 LDWS ECE R130 M2 M3 N2 N3 BAS 2007/46/EC M1 N1 新型式 :2018/1/1 所有型式 :2020/1/1 1. 新型式 :2019/1/1 所有型式 :2021/1/1 2. 新型式 :2021/1/1 所有型式 :2023/1/1 新型式 :2019/1/1 所有型式 :2021/1/1 新型式 :2018/1/1 所有型式 :2020/1/1 新型式 :2011/11/1 所有型式 :2014/11/1 新型式 :2013/11/1 所有型式 :2015/11/1 新型式 :2013/11/1 所有型式 :2015/11/1 M1: 新型式 :2009/2/24 所有型式 :2011/2/24 N1: 新型式 :2015/2/4 所有型式 :2015/8/24 駛而言, 是相當有助益的 B 類 BAS 系統之感測器, 係藉由偵測駕駛施加於煞車踏板之速度, 判斷車輛是否處於需緊急煞車狀態, 當判定為緊急煞停狀態時, 其系統輔助方式為增加煞車油管壓力, 使車輛產生最大煞車率或使 ABS 全循環作動, 其系統輔助作動效果為可維持原來 85% a ABS 之減速度 ; 舉例而言, 若要使車輛產生最大煞車率或使 ABS 全循環作動, 其所需達到之減速度約為 8~9 m/s 2, 在 BAS 系統輔助狀態下, 所需要的踏板力僅需為原踏力的 50%~70%, 即可維持 85% a ABS 之減速度 ( 即 6.8~7.65 m/s 2 ), 因此駕駛無需使用最大踏力即可達所需之煞停效果有鑑於 ADAS 對降低車輛事故發生有相當助益, 歐盟已逐步要求新型式及所有型式車輛需強制安裝 ESC AEBS LDWS 及 BAS 等系統, 我國亦參三結論車輛電子產品與車輛法規一直都是相輔相成, 如何運用先進科技來達到降低交通事故的目的, 是各國持續關注的焦點, 然而各國政府針對車輛電子安全系統的相關規定越趨繁複嚴格, 尤其以歐盟美國日本最為積極, 除此之外,Euro NCAP 公佈的碰撞測試評價規範中, 將 AEBS 及 LDWS 列為評分項目, 預計將大大影響各車廠新車配備 ADAS 系統的搭載比例, 同時促使大眾對於行車交通安全輔助系統的更加重視 ADAS 作為兼具駕駛安全性及舒適性的車輛電子安全產品, 透過攝影機與多種感測器的融合, 可確保其產品可靠度, 並在各種使用情境下滿足使用者的需求, 車輛中心亦將持續相關產品進行把關, 希望提供民眾更安全的駕駛環境照歐盟法規推動方向, 積極訂定相關推動時程, 兩者差異比較請見表 2 車輛研測資訊 107 期

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