【AOL特輯】ARTC操安測試道為ESC把關

奔向「安全」的道路

記者:文、圖/HAYABUSA 版面構成/lulu 2014-11-25

資料協助/ARTC
隨著車輛與交通環境日趨複雜,駕駛者平日開車或因為駕駛技術或觀念不當,或因為車輛狀況不佳與對車輛狀況的不熟悉,在路上不時會發生一些車輛失控所造成的意外。在網路時代的現在,大家也經常可以在Youtube等視訊網站看到這些由網友所上傳的影片。 而在這類影片中最常見到的情境,就是車輛在高速行駛時為了超車變換車道、或為了閃避前方突然出現的異物障礙或突然從旁邊車道切進來的冒失車輛而受到驚嚇慌張急向旁邊切出時,造成車輛失控打滑導致發生翻覆。

2018年元月一日起小客車強制配備ESC

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那麼,當影片中的這些意外發生時,一般人是否就有足夠的應變能力做出最適當的操駕動作來避免或至少減低事故發生後所造成的傷害呢?其實答案很可能不是那麼樂觀,因為這些意外狀況發生後,後方或周遭的駕駛人通常必須在瞬間就做出正確的反應,對於一般沒有接受過正式防衛訓練的人來說確實是不容易的。

歐美都已在2011年立法開始強制要求新車型配備ESC,國內也將加緊腳步跟上。
▲歐美都已在2011年立法開始強制要求新車型配備ESC,國內也將加緊腳步跟上。
車廠當然也很了解這樣的問題,所以不斷地想辦法提昇車輛的主動性安全,也就是避免車輛發生意外(被動性安全則是指撞擊發生後如何保護乘客減少傷害)。例如ABS防鎖死煞車系統與之後陸續出現的幾項煞車輔助系統就是代表之一。而在這之後又出現一個十分重要的主動安全輔助科技,那就是ESC(Electronic Stability Control)電子車輛穩定控制系統。

根據國內高速公路統計,民國100~102年事故肇事原因中,與車輛緊急閃避相關的原因,包括為注意前車狀態、變換車道/方向不當就佔了43.68%,而根據國外機構研究表示,配備ESC系統後事故比率可降低34~59%,所以交通部也將於民國107年頒佈法規,要求自2018年1月1日起在國內銷售的小客車新車都必須配備ESC。


ESC的運作原理

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▲ESC的運作原理示意

ESC最早是由德國的Bosch公司開發製造,也普遍被全球許多車廠所採用。而各大車廠對於搭載在自家車款的電子車輛穩定系統則有不同的稱呼,例如ESP、DSC、VSC、ASC、VSA及DSTC等,雖然在功能上或技術細節上不盡相同,不過都是以車身穩定控制為訴求。而在各國法規上則是統一稱為ESC。

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ESC的基本運作原理是透過輪速感應器、方向盤角度感知器、橫擺角速度感知器等感應器來判斷駕駛者的預期目的與車輛實際的動態狀況,當兩者間的誤差超過設定值時,系統就會介入控制動力輸出與煞車施加制動力道的方式來抑制車輛的橫擺運動直至回復駕駛者原本預期的行進動線。

具體來說,當車子想要閃避前方或進入彎道時,因為地面溼滑或激烈的轉動方向盤,就容易出現轉向不足或轉向過度的情況。車子左彎時,當ESC偵測到車輛出現轉向不足,會立即發出指令降低引擎扭力輸出並對後輪施加煞車力讓車輛產生逆時針的補償力矩幫助車輛轉向。相反地,當車輛轉向過度時,系統就會控制引擎扭力輸出並對右前輪施加煞車力,讓車輛產生順時針的補償力矩削弭車輛轉向力道。


操安測試道大公開

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▲動態平台與乾地測試區為多孔隙排水路面,摩擦係數為0.9以上。

因應政府即將實施的新車強制配備ESC制度,ARTC車輛研究測試中心這次特別邀請媒體參觀該中心於2013年八月破土開工,今年十月正式啟用的操安測試道,這也是全台第一條由國人自行設計與監造的專業測試跑道。測試道最大特色就是路面排水坡度為0%(一般道路為1%~2.5%),這樣可消除路面坡度對實車測試的影響。

”濕地測試區為礫石路面,摩擦係數小於0.8。”/"
測試道共分為三個測試區,分別是:(1)動態平台操安測試區、(2)乾地操安測試區、(3)濕地操安測試區。
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(一)動態平台操安測試區

主要測試區塊為一扇形鋪面的平台,內含最大迴轉區域為半徑60mm之路徑,並包含進入該測試平台的直線加速道。因具有廣闊測試面積,可執行較激烈或需較大緩衝空間的操控測試,例如車輛動態穩定系統測試項目之正弦定頻試驗(Sine With Dwell)。
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(二)乾地操安測試區

由半徑20m~140m的圓弧串接而成,路面摩擦係數約0.9,並設置半徑100m、長10m圓弧、積水1cm旋迴水漂車道,可進行車輛操控性能主觀評價及轉彎水漂測試。
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(三)濕地操安測試區

<05> 由半徑20m及40m圓弧串接而成,路面摩擦係數約0.6~0.8,並設置灑水設施可模擬行駛濕滑路面情境,進行車輛於低摩擦路面的操控性能主觀評價測試。
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實際測試示範登場!

在實際進行ESC系統評價時會包含緩慢增加轉向程序與正弦定頻(Sine With Dwell)測試,其中緩慢增加轉向程序是讓車輛在80km/h定速行駛中逐漸以13.5度/秒的速度提高方向盤轉角,讓車輛以螺旋軌跡行進,每次當側向加速度達0.5g時停止。測試6次線性回歸取得側向加速度0.3g之方向盤轉角A值,這個A值每部車款不同。

而在進行正弦定頻測試時,是以80km/h的固定車速,進行S形連續轉向、類似緊急閃避的動作,最後再停頓0.5秒後才回正。至於方向盤該轉多少度呢?就跟之前取得的方向盤轉角A值有關,第一次測試先從150%的A開始,假設A值為100度,第一次測試就是左轉方向盤100度後立刻再轉到右方100度的位置,然後停頓0.5秒後回正。之後測試則每次增加50%的A,也就是150度、200度、 250度...直到角度達300度或650%A為止。

那麼在側試過後,怎麼樣才算車上的ESC過關呢?答案是要在「橫擺角速度」與「車輛位移量」達到法規要求?「橫擺角速度」代表車身方向變化的速度趨於收斂,讓車子回到駕駛者的掌控之中。具體的法規要求是在轉向操作完成後的1秒瞬間橫擺角速度低於35%、完成後1.75秒低於20%。

而車輛側向位移量代表緊急閃避效果,太低就代表你左閃右閃後車輛沒有偏移仍然向前撞上前方障礙物。具體法規要囚室重量3.5噸以下車輛需大於1.83m、超過3.5噸則必須大於1.52m。

ARTC操安測試道的完成,未來除了可以提供車廠(尤其是國產車廠)進行ESC系統測試認證外,也提供電動車底盤操安測試驗證的絕佳場地,協助車廠進行相關的研發改良,為國內汽車產業的提昇做出貢獻。

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