研究發展處    張皓喆 

近年來先進駕駛輔助系統（Advanced Driver Assistant System, ADAS）快速走向商業化，車道偏移警示、自動緊急煞車、智慧定速等功能，已逐漸成為當代車輛的標準配置，為駕駛者提供許多便利性及更高的安全性，隨著技術的不斷進步，自動駕駛系統（Autonomous Driving System, ADS）亦不再遙不可及。不論是目前的ADAS或是實現ADS，車道跟隨系統都是兩者共通且重要技術項目。電子轉向機作為線控底盤承載橫向控制元件，在車道跟隨系統的設計中，不僅影響系統的性能，更直接關聯到車輛的穩定性與安全。本文透過仿真模擬以定速、定曲率、平緩路面為場景，以車輛橫向加速度做為主要分析物理量，有效量化控制精度對車道跟隨系統的影響。 

用虛擬實驗室測試車輛的「耐受性」 

我們在虛擬模擬平台 PreScan 中打造多種駕駛情境，就像建立一個「汽車駕駛實驗室」。首先，將角度控制誤差從0.1度到1.5度之間逐步增加，觀察其對車輛橫向動態的影響。為了呈現不同道路條件下的駕駛情境，模擬環境中加入彎道與直線配置，曲率半徑從250公尺到1000公尺，對比不同彎曲程度下的表現。同時，實驗並考慮市區低速（30 km/hr）與郊區中速（60 km/hr）的兩種駕駛條件，檢視當速度提升時控制誤差是否會被放大。國際規範上對於車道跟隨系統的評估多以橫向加速度作為判斷依據，因此本次模擬亦將橫向加速度作為核心評估指標，用以量化不同控制精度在各種場景下對穩定性與安全性的實際影響。

圖1、模擬不同彎曲程度的道路場景

透過模擬轉向精度揭示車輛穩定關鍵參數，縮短開發時程 

為了更直觀呈現控制精度對車道跟隨系統的影響，將車速每小時30公里與每小時60公里，於不同彎道曲率（250–1000 公尺）以及不同角度控制精度的模擬結果進行可視化。結果顯示，角度控制解析度範圍0.1–0.3度內，車道跟隨系統能於全速域維持穩定運行，且橫向加速度符合國際安全標準（如ISO與UN R157建議值 ≤0.3g）。當解析度誤差大於1.0 度以上時，車輛在小曲率半徑或高車速下易出現明顯橫向擺動(橫向加速度≥0.7g)，導致車道維持性能顯著下降。此一臨界值可作為未來電子轉向系統設計與控制器調校的重要依據，有助於在設計早期即掌握系統安全裕度並縮短實車驗證周期。

圖2、不同車速與曲率半徑下轉向精度對橫向加速度的模擬結果 (x軸控制精度、y軸曲率半徑及z軸橫向加速度)

結論 

本研究成果顯示電子轉向機的角度控制精度對車道跟隨系統具有關鍵影響。在不同速度與彎道條件下，精度越高時，車輛橫向加速度越低，行駛更為平穩；相反地，在急彎或高速情境中，橫向加速度顯著上升，對系統穩定性與安全性提出更嚴苛挑戰。此一成果不僅界定電子轉向機的臨界性能需求，也為未來車道跟隨控制策略與電子轉向系統優化提供明確方向。透過模擬環境的測試，可在不依賴實車試驗的情況下快速驗證控制邏輯，加速找出影響系統表現的關鍵參數，並有效縮短演算法開發與調校時程。這不僅提升研發效率，也降低測試風險，成為推動自動駕駛可靠、安全落地的關鍵依據。