研究發展處 張彥翔 

車輛行車安全一直都是汽車產業上非常重視的研發重點，其中煞車技術更是與生命安全息息相關。智慧電動液壓煞車系統可以在潛在危險情況下提供及時的主動干預，是降低車輛事故的重要方法之一，目前車輛中心（ARTC）積極開發智慧電動液壓煞車之動態穩定系統（Electronic stability control, ESC)，此系統也已是台灣法規強制要求上市車輛需配備，將依據ISO3888-1雙車道變換等廠規目標來進行設計與開發，透過模型迴路（Model in the loop, MiL）驗證系統功能，期能逐步建立台灣自主ESC控制技術。 

車輛動態穩定系統重要性 

隨著車輛技術的進步和動力的提升，車輛安全性及穩定性要求也越來越高。在交通事故中，因高速行駛造成失控的事件也逐年攀升，根據台灣交通部統計數據顯示，國道交通總事故中，超速失控占比於有人員死亡的A1類事故中大約有7.7%，由於車輛失控而導致的事故大部分是因為駕駛操作不當，使得車輛失控而造成交通意外，因此催生了ESC系統，通過主動控制單輪煞車改變車輛動態來提高車輛行駛的穩定性，進而避免交通意外的發生，減少人員傷亡和經濟損失，此系統也已成為新車的標準配備。 

車輛中心動態穩定控制技術發展 

車輛中心於2023年參與「低碳車輛與跨域系統節能優化之關鍵技術科專計畫」，進行電動液壓煞車系統的控制與整合技術建立，包含電動倍力器（electric brake booster, ebooster）與ESC等控制技術，組成互為備援的安全架構，其架構如圖1所示，車輛中心著重於電控模組與控制演算法的開發。目前已完成電動倍力器控制技術建立，本年度投入ESC演算法開發，包括車輛動態估測與駕駛者操作意圖感知技術，以能將車輛動態訊號整合至電控液壓煞車系統中，發展主動與輔助煞車控制功能。

圖1、車輛中心之電動液壓煞車系統架構圖 

ESC系統的運作方式是車輛在行駛狀態下駕駛操控方向盤而產生橫擺角速率，當橫擺角速率達到邏輯控制的進入點（Entry criteria）時，此時橫擺角速率誤差值經過控制器轉換成壓力命令，再經由液壓控制單元（Hydraulic Control Unit, HCU）轉換為煞車油壓，並傳遞到各輪的卡鉗上，產生煞車力矩，透過控制單輪的煞車壓力調節，來輔助車輛動態之修正，如圖2所示。圖中的r與r*分別為車身橫擺角速率與駕駛者需求的車身橫擺角速率控制命令，Vx為車輛縱向車速，PB為車輛卡鉗煞車壓力。 

本計畫應用Matlab, Simulink與CarSim進行模型迴路（Model in the loop, MiL）之協同驗證，測試情境為ISO3888-1雙車道變換，測試條件為操作車速80km/h與路面摩擦係數0.3，其模擬結果如圖3所示，車身側滑角可維持在7.3度內，觀察車輛行駛軌跡並未超越車道（紅線限制區），ESC系統能有效維持車輛穩定；相較於未搭載此系統，如圖4可知車輛在5.6秒車輛側滑角已超越22度（紅線限制區），車輛已達失控邊緣，且伴隨著車輛動態持續發散，導致駕駛失去方向控制能力。

圖2、車輛動態穩定系統架構

圖3、MiL模擬結果（with ESC）

圖4、MiL模擬結果（without ESC） 

小結

隨著車電技術及控制技術的穩定成熟發展，使得駕駛者的安全被重視，車輛主動安全系統逐漸成為法規強制配備。車輛中心投入動態穩定系統開發，目前動態穩定系統由控制邏輯設計進展到模型迴路（MiL）模擬階段，由模型迴路模擬數據顯示符合ISO3888-1的要求，後續將進入硬體迴路（HiL）模擬階段，透過於煞車驗證平台確認實體控制器之煞車穩定控制性能表現，再以實車進行功能確認，包括在各式路面條件下參數調校，最終完成實車階段煞車性能驗證。