大客車車輛穩定性電子式控制功能之測試治具設計

車輛中心 技術服務處 陳奕安

自今(2019)年1月1日起，國內新型式M3類大客車應符合車輛安全檢測基準42-3動態煞車之規範。然而，大客車則需要配備符合此規範之車輛穩定性電子式控制功能(Vehicle Stability Function, VSF)系統進行驗證。何謂VSF呢？VSF係指利用電子控制功能提升車輛行駛時之動態穩定性，其應包含下述其中之一或兩者之功能： (a)方向性控制(Directional Control)：當轉向不足或過度轉向情況下，維持車輛方向控制。 (b)翻覆性控制(Roll-over Control)：當執行可能產生翻覆之動態操作時，仍能穩定不翻覆。

目前在車輛安全檢測基準42-3動態煞車之規範中，對於VSF之判定採功能測試，其僅需評估測試過程中VSF系統是否發生作動，而不是一般法規常使用之性能測試。其測試方式目前車輛中心(ARTC)實車測試實驗室是以下列方式執行：

圖1. VSF測試方式示意圖

從圖1中VSF測試方式可知，測試過程大客車須以逐漸增加車速之方式繞著圓形跑道行駛，以進而使大客車一側輪胎達到稍微離地之狀態。也正因為如此，測試人員於測試過程中則存在著危險性，有鑑於此，ARTC人員在執行大客車VSF測試時，會參考國外檢測機構之作法與經驗，要求委測之大客車必須安裝防傾倒輔助治具裝置（簡稱VSF治具），以保護測試人員及場地安全。

在大客車防傾倒輔助治具設計時，須一併考量大客車之重心分佈、車輛結構強度及車體結構上實際可安裝之位置，並同時討論治具組配工序上之可行性。ARTC之工程分析中心目前已具備大客車防傾倒輔助治具設計之技術服務能量，其設計服務過程主要是由客戶提供大客車車體暨底盤結構設計圖及3D CAD檔案，進行車體結構之初步評估，而後再針對VSF治具進行設計。

在VSF測試過程中有可能因車輛翻覆而造成輪邊系統與地面間的衝擊，故VSF治具的結構強度也就十分地重要了。因此，ARTC人員會針對VSF治具進行整車動態模擬分析，以評估治具在發生碰撞衝擊時，是否會發生永久變形甚或是破壞的情況，以確保車輛在測試過程之人車安全，如圖2所示。在前述作業完成後，會產出VSF治具之設計圖供客戶進行後續之治具製造。

圖2. VSF治具與車身結構強度分析示意圖

國內欲委託執行大客車VSF測試之業者，可透過ARTC協助進行相關治具設計，並依照治具設計圖自行打造組裝此套設備。雖各廠之大客車結構型式各自不同，VSF治具也因實際搭載於各型式大客車結構型式而有所不同，但為降低業者VSF治具製造成本，ARTC也投入規劃共用VSF設計，即共用輪邊系統治具模組可供業者租借，可節省客戶在尋找輪邊系統及製造組裝上的時間與人力成本，而故僅需針對搭載於大客車車身骨架之VSF治具（於車身內緊固加強之結構，以及車身外與輪組搭接之外伸臂結構）進行製造搭載。

有關大客車VSF治具設計分析服務，歡迎洽詢ARTC工程分析中心陳奕安工程師（04-7811222#3131）。