自動緊急煞車(Automatic emergency braking, AEB)協議在2022年成標配,專利佈局早已先行

美國將推自動緊急煞車列新車標配

圖1:美國將推自動緊急煞車列新車標配,2015至2016年參與協議廠商(圖片來源:各家廠商,新聚能整理)

時間倒轉到2015年,美國交通部(U.S. Department of Transportation,DOT)、美國高速公路安全局(National Highway Traffic Safety Administration,NHTSA)、美國高速公路安全保險協會(Insurance Institute for Highway Safety,IIHS)與各家車廠協議在 2022 年時將自動緊急煞車(Automatic emergency braking,以下簡稱AEB)系統列入新車標準配備。

從2015年參與協議的10家車廠(如圖1所示):Audi(奧迪)、BMW(寶馬)、Ford(褔特)、GM(通用)、Mazda(馬自達)、Mercedes-Benz(賓士)、Tesla(特斯拉)、Toyota(豐田)、Volkswagen(大眾)和Volvo(富豪);今年再新增10家車廠:Hyundai(現代)、Subaru(速霸陸)、Kia(起亞)、Nissan(日產)、Fiat Chrysler(飛雅特克萊斯勒)、Honda(本田)、Jaguar Land Rover(捷豹荒原路華)、Maserati(瑪莎拉蒂)、Mitsubishi(三菱)、Porsche(保時捷)。這一波車廠標配將以美國為領頭羊,汽車電子相關領域後勢看漲。

ARTC開發的AEB系統架構

圖2:ARTC開發的AEB系統架構(圖片來源:ARTC)

AEB並不是最近才提出的防撞主動安全科技,駕駛朋友對這套系統應該不陌生。整體系統架構根據財團法人車輛研究測試中心(Automotive Research & Testing Center,ARTC)的說明,AEB主要是透過感測器(圖2中的影像偵測模組和毫米波雷達偵測模組的結合)偵測前方目標物(車輛或行人等)。再利用控制器(圖2中的電子控制單元)計算碰撞危險程度,先以聲響或燈號等方式,提醒駕駛人留意、並減速,駕駛人未理會的話,則會由致動器主動介入強行煞車。甚至,AEB也能運用在路邊停車或倒車入庫時的輔助。

全球AEB專利申請趨勢

圖3:全球AEB專利申請趨勢(圖片來源:新聚能整理)

我們從專利情報也發現各家廠商積極活躍程度也跟著市場熱絡起來。圖3為全球近20年在AEB技術領域的專利申請趨勢,2010年,因著中國、巴西、印度和俄羅斯的汽車銷量持續的增長,尤其是新興市場人多車少,意味著巨大的潛力促進汽車普及化,全球主要車廠紛紛加碼在新興市場國家的投資力度。主要車廠與相應供應商的所在國家美國、日本和德國強勁的專利佈局,進而牽動著全球申請趨勢往上攀升,雖然中國近年也呈現積極佈局,但主要佈局者被美國、日本和德國的車廠與相應供應商佔據著。近年,無論是美國宣布2015年後生產汽車加裝AEB,還是歐洲規定在2016年起AEB需具備防止與行人碰撞能力,甚至日本也提出在2016年汽車必須強制安裝AEB,國家政策的強制性規範,也將帶動下一波專利成長力道。

US9248811B2專利摘要

圖4:US9248811B2專利摘要(圖片來源:新聚能整理)

我們進一步從搜集到的專利情報中,觀察車廠如何佈局AEB,像是富士重工(Fuji Heavy)在2012年3月13日申請的美國專利US9248811B2是有關「Vehicle driving support apparatus」,圖4可以看出典型的系統架構32為車載攝像機、21為駕駛輔助控制單元和43為制動執行器。

富士重工發現如果根據與前方車輛的車間距來設定制動力道,因此到車輛停止為止,制動力道不會有減壓的動作,在即將停止時發生車輛前部大幅度下沉的所謂的俯衝現象,停止時因其反作用而發生餘震。這種俯衝現象和其餘震引起的俯仰振動致使駕駛人或乘客感到不舒服。

而且,如果想要有效地抑制俯仰振動,就要根據路面情況(乾燥或濕滑路面)、車重等設定對制動壓力進行減壓的時間。這需要另外用檢測路面情況或車重等的感測器,這不僅讓控制變得複雜,而且有因元件數量的增加導致成本變高的問題。

所以,富士重工基於自動刹車運行時的減速度求出制動壓力的減壓開始距離,無需另外裝設特別的感測器,有效地抑制自動刹車在停止前後發生的俯仰振動,可以減輕搭乘人員的不適感,得到較好的乘車感覺。您可以發現硬體的架構大同小異,但如果要征服消費者的胃口,強調使用者的體驗過程就來的比硬體規格來的重要。

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