車輛中心 研究發展處 黃其竣

目前各先進國家均將車輛防撞、駕駛輔助，以及自動駕駛系統等先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance System, ADAS)列為技術發展之重要項目，但這些系統皆仰賴電控煞車系統之作動，才能實現功能性。美國高速公路安全局(NHTSA)於2018年統計，94%之車禍肇事原因為人為因素，其中根據美國車輛撞擊統計，後撞比例佔所有比例之32.9%，如圖1所示，因此若該車輛配有駕駛輔助系統之功能即可大幅降低事故發生率。為了提升電控煞車系統之功能，電子式助力煞車系統(i-booster)於電控煞車系統中扮演不可或缺之角色，不僅可取代傳統真空倍力器，且可依據駕駛者需求給予不同輔助力，除此之外，i-booster比起其它電控煞車系統中響應速度來的快。亦隨著車輛裝置電子化程度日益增高，利用車用電子強化行車安全性之議題漸受重視，意謂電控煞車系統失效診斷之重要性。

圖1. NHTSA車輛撞擊統計

電控煞車系統失效診斷與備援機制
目前車輛中心(ARTC)所發展之電控煞車系統，如圖2(右)所示。失效安全策略分為三個層面如圖2(左)所示：第一層為訊號轉換與正規化(Layer1_SignalScaling)，主要負責控制器(ECU)所有感測器訊號之格式轉換與比例正規化，此部分需配合ECU硬體之規劃，現階段乃是將所有之感測訊號轉換為unsigned int格式(如：霍爾訊號Hall Signals、編碼器訊號Encoder Signals以及行程計訊號Pedal Signals等)；第二層為失效判斷策略設計(Layer2_CheckStrategy)乃是針對感測訊號之正確性判斷，其中包含單一訊號合理性之判斷、多重訊號組合合理性判斷以及多重訊號相互比對判斷；第三層為失效對應措施規劃(Layer3_FailStrategy)，其中包含了失效嚴重度權限判別與失效結果判定，其做法乃是透過失效嚴重權限來抉擇應採取何種失效對應措施。在失效嚴重度權限判別乃是針對同時有數種感測訊號失效之情形發生時，比較某個別之嚴重度，並依據嚴重度最高者來做為失效對應措施依據基準，依現階段i-booster煞車系統失效安全策略規劃而言，當i-booster本身有失效情形發生時，其失效對應措施判定結果皆是直接將其功能關閉，開啟備援機制由後端ESC之液壓控制模組(HCU)接手控制權，快速提供煞車能力以避免車輛發生碰撞。

圖2. 失效安全策略規劃流程(左)與煞車系統管路配置(右)

結論
主動安全之標配化將會是全球汽車產業之新趨勢，同時對於電控煞車系統之需求提高，亦伴隨著車輛電子化日益增高，使系統診斷功能也逐漸受重視，以符合各國針對各項智慧安全系統進行車輛安全法規制定。ARTC所發展之電控煞車系統與失效診斷，不僅提供響應較快之煞車制動力以及系統失效保護機制，這將會是未來車輛主動安全與自動駕駛輔助核心技術的發展趨勢。