利用速度、G Sensor即時監測行車資訊 達到車輛制動安全設計 智慧應用 影音
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利用速度、G Sensor即時監測行車資訊 達到車輛制動安全設計

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ESP電控模組必須自車體取得大量行車資訊,判斷最佳動力輸出、動力轉換、煞車反應,維持車身穩定行駛。
ESP電控模組必須自車體取得大量行車資訊,判斷最佳動力輸出、動力轉換、煞車反應,維持車身穩定行駛。

現今的汽車設計,已經不是僅以動力中樞的引擎為開發核心,不只是加入大量的電子控制設計,電子系統提供大量主?被動安全設計,構築更安全的行車保護,以往已安全監控角色居多的電控系統,也必須肩負安全的輔助設計,車用電控系統的設計難度也益加趨於複雜...

根據一般的行車數據顯示,有超過7成的行車碰撞事件,是發生在低速運行的狀態下,尤其是塞車、走走停停的壅塞行車時段,人們在駕駛汽車時就容易因為低速精神鬆懈,反而容易出現小碰撞。

VOLVO Pedestrian AirBag,可在行人車嫌碰撞避免直接撞擊A柱或擋風玻璃,減低行人致死率。Volvo

VOLVO Pedestrian AirBag,可在行人車嫌碰撞避免直接撞擊A柱或擋風玻璃,減低行人致死率。Volvo

Volvo S40已推出概念新穎的Pedestrian Airbag安全選配套件。Volvo

Volvo S40已推出概念新穎的Pedestrian Airbag安全選配套件。Volvo

重型機車也開始導入汽車級的ABS煞車防鎖死系統,圖為Kawasaki Ninja ZX-10R前輪配置ABS系統。Kawasaki

重型機車也開始導入汽車級的ABS煞車防鎖死系統,圖為Kawasaki Ninja ZX-10R前輪配置ABS系統。Kawasaki

另外,在高速行駛的狀況下,往往會碰到長途駕駛的開車情境,駕駛因疲勞造成的駕駛反應趨緩問題,也容易造成駕駛車輛的安全疑慮。

汽車電控科技加持 安全性加分

針對行車安全開發的眾多車用感測技術,已經漸漸能在各種新車上發現,有了這些電子防護系統輔助駕駛操控車輛,對駕駛、同車人員,甚至路上的行人、車輛,都能達到主動介入、強化運行安全的設計目的,而不是僅有基本的Airbag system、ABS(Anti-lock braking system),而是有大量以感測系統為判斷基礎的EBD(Electric Brake-force Distribution)、ESP(Electronic Stability Program)等安全設計,透過對汽車穩定或煞停的高效率管控,達到提升行車安全之目的。

以AirBag的產品來說,主要是感測車身碰撞後即時啟動氣囊充氣,藉由充氣的氣囊緩衝避免駕駛與乘客不會與車內A/B柱、方向盤等碰撞而受傷,而AirBag的系統效能必須能準確判斷一般碰撞或是嚴重碰撞,避免輕微誤判為啟動AirBag時機,而啟動氣囊的速度也必須在幾mSec下完成系統作動,必須感測器與ECU(Electronic control unit)快速反饋才能滿足系統設計目標。

而AirBag僅保護車主、乘客的觀念也逐漸改變,VOLVO即推出Pedestrian AirBag設計,這種氣囊保護的對象為受汽車正面撞擊的行人,而氣囊在感測到車前衝撞後會迅速小幅開啟引擎蓋、同時令預置引擎蓋下的Pedestrian AirBag快速充氣覆蓋車前A柱與前擋風玻璃下2/3面積,避免行人受衝擊後遭前擋風玻璃與A柱二次撞擊致死。

ABS防鎖死煞車系統的原理,基本上即為解決一般用車人若遭遇緊急行車問題時,大多會採取重踩煞車亟欲令車輛停止的慣性反應,對駕駛而言遭遇危險狀況急踩煞車相當常見,但急煞的結果卻會造成車輪鎖死反而讓車輛的重量與慣性超越了車輪與地面的摩擦力,這會令車輛出現打滑、失控甚至翻覆。

因為ABS改善的煞車問題,為相當常見的駕駛問題,尤其常發生在操駕技術一般的常人,因此目前車輛搭載ABS電控系統已經相當常見,成為一種行車安全必備電子系統。ABS系統作動原理相當單純,即在車主重踩煞車時、在車輪尚未出現鎖死前短暫釋放煞車卡鉗再快速恢復卡鉗的制動力,透過往復的作動令車輛避免打滑,但這只是一般運行的概略敘述,而完成整套ABS動作運行,必須經一連串的感測與動作運作才能達成設計功能目標。

以ABS系統來說,不同車種、品牌採行的系統會略有不同,而前驅、後驅或四輪驅動的車種,還搭配前置或後置引擎,系統架構會略有差異。以前驅的TOYOTA採行的AISIN系統,此為前輪驅動車型,在ABS系統下包含液壓調節器總成的剎車總泵、4組車速感測器、ABS電腦系統等模組,而若是後輪驅動的車型,車速感測器會置放在變速箱輸出軸上,置於四輪驅動的車型,即較前輪驅動車型新增重力感測器(G sensor),此又稱為線性加速度計(Accelerometer),可提供速度及位移額外感測資訊,供ABS系統參考即時產生對應作動。

當車輛行駛在路面時,ABS電腦即進行個感測器的資訊接收,如車速感測器的速度數值(四驅車輛會額外多出G感測器的數值),當車輛的車速感知器傳送給電腦為減速訊息時,ABS電腦即進行液壓調節器調節,透過煞車總泵總成裡的電磁閥控制各輪的煞車油管之管道油壓,制動四輪煞車力道。

除TOYOTA採行的AISIN系統外,另有AP(Automobile Products)、Bendix、Bosch等,大多設計為透過車速感測搭配煞車現況進行ABS是否作動的基礎,而作動方式為透過煞車液壓控制個煞車單元,進行每秒4至10次的液壓調整,達到均衡四輪煞車力道之目的,而其中作動順暢與精確關鍵,即在擷取參考數據的精確度與ABS電腦的作動處理效率。

ESP、EBD、EBA的作動方式

行車安全的煞車部分,除了目前幾乎已經成為標準配備的ABS外,其實在中、高階車款大多會搭載的ESP(Electronic Stability
Program)、EBD(Electric Brake-force Distribution)、EBA(Electronic Brake Assist),也是相當重要的安全系統,其中也運用大量車輛感測技術。

ESP、EBD、EBA大致上都有個共同點,與ABS概念一樣,都是跟「煞車」的制動力有關,技術的出發點為保障車主安全為前提。

ESP電子穩定技術,可以透過車身的各個監控感測器讓行車電腦掌握汽車行駛狀態,在行駛中即時對車輛行駛狀況同步分析,行駛中由行車電腦向車輛的ABS防鎖死系統、ASR驅動防滑系統發出煞車校正指令,同時主動向一或多組車輪施加煞車制動力,以達到保持行車方向處於正常車道順暢運行,避免車輛出現過度轉向或轉向不足的行車問題。

一般車廠大多以ESP來稱電子穩定系統,不同的車廠有其技術簡稱,有VCA、DSG、VSA或DSTC等,尤其是車輛出現側滑現象時,ESP必須在即短時間判斷採取對應操作措施,透過制動系統、引擎管理系統、變速箱等功能連動,同時來進行行車狀態的控制,透過重點性的煞車、動力輸出、動力轉換等項目來改善側滑反應,讓車輛不致於產生失控。

EBD(電子制動力分配)則是配合ABS防鎖死系統同步運行的煞車制動輔助系統,通常會以ABS+EBD功能協同運作,而EBD作用在於,當車輛進行煞停時,左?右輪胎會因行駛路面的摩擦係數差異,讓車身出現側滑、側翻等可能問題,而EBD系統能快速計算與分析輪胎與地面的摩擦系數,即時調整煞車制動裝置來讓對應的制動力取得有效的摩擦力,再搭配ABS防鎖死系統來讓車輛不致於因錯誤轉向造成事故。

EBA則可稱作BA或BAS,為煞車輔助系統。其實EBA的存在相當簡單,因為當車主遭遇行車狀況時,通常第一反應是重踩煞車,期待車輛可以在最短時間內煞停至完全靜止,但實際的狀況可能因駕駛踩踏煞車的力道不夠造成煞車距離過長,而EBA可針對車輛行駛現況條件搭配駕駛目前操駕行為進行即時分析,當感測出現煞車力道不足時,系統隨即快速補強車輛制動力、即時停車,避免因制動力不足造成車輛追撞。


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