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你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史

来源: 其他 金旺男 2021-7-23 19:09 顯示全部回文 |閱讀模式
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大家好,我是大叔。

科技始終來自於人性,自從人類發明蒸汽機以來,交通工具由獸力進化至更快更複雜的機械動力,這兩百多年來的演進,讓人類生活有了突飛猛進的變革。但更多的危險也隨著交通工具的進化而來,有別於汽車的包覆設計,俗稱「肉包鐵」的摩托車在安全性的進步上更是許多工程師與科學家們戮力的目標。今天大叔就要來和各位聊聊摩托車的安全性進化史,也讓各位更清楚自己的摩托車上有那些來自科技的安全保護。
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「他煞得住你!」 ABS 防鎖死煞車系統

ABS (Anti-Lock Brake System) 防鎖死煞車系統最早於 1929 年應用於「飛機」上, 由法蘭西 Automobile 公司與航空界的先驅 Gabriel Voisin 共同開發,之後 1958 年英國道路研究實驗室則首次安裝 Maxaret 防鎖死煞車系統在於 ROYAL ENFIELD Super Meteor 摩托車上 ,之後於 60 年代開始陸續出現在汽車上,而摩托車則要等到 BMW 在 1988 年推出的 K100RS 車型上才正式搭載。
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當年的 ABS 主機體積巨大,加上軟硬體的技術瓶頸,後續維修的問題也層出不窮,於是給人 ABS 系統不給力的想法。 你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史1218

但在科技與材質的進步下,如今的 ABS 主機已經縮小至一張名片的大小 (當然厚度不是),在車種的安裝上也更加普及。更重要的是 ABS 系統能夠降低因天候、車況與路面狀況等緊急情況下急煞而造成的打滑現象,讓意外造成的傷害降至最低。
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有鑒於歐美各先進國家開始將 ABS 列為摩托車出廠標配的作法,台灣也在 2007 年開始訂定 ABS 相關規範,在 2015 年預告自 2019 年起國內 125c.c. 以下販售機種需加裝 ABS 或 CBS 系統, 125c.c. 以上則為 ABS 系統,而 2021 年起強制全面安裝。不過在廠商與相關單位的陳情下,交通部則是在 2018 年底宣布暫緩 2021 年全面強制安裝的規定。
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大叔還記得當初許多人為了摩托車是否要加裝 ABS 的問題而吵翻了天,認為這不過又是廠商變相「漲價」的好藉口,甚至還有人提出可「借用」其他車輛上 ABS 系統的論調。但到了 2021 年的今天,許多消費者在選購上已會將 ABS 系統列為買車的重點之一,說真的, ABS 的好處真的只有「用過」才能知道。
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「頭搖又尾擺 飄移境界」 TCS 循跡控制系統

ABS 系統是處理由「動到靜」的問題,而且要在煞車狀態下才會開始輔助修正。但對於由「靜到動」或是因「瞬間加速」所造成的後輪打滑問題,那就得靠 TCS (Traction Control System) 循跡控制系統來救回瀕臨失控的車輛動態。
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TCS 通常會以下列幾種方式來控制車輛動態:
對一個或是兩個車輪進行煞車控制。
減少或是抑制引擎點火,就是俗稱的「斷電」。
減少引擎的燃料控制,也就是俗稱的「斷油」。
如果車輛採用電子油門,則控制關閉節氣門。

不管是用哪種模式,都是在降低但不完全切斷引擎或是車輛的動能輸出來達到維持車輛動態與循跡的效果,更進階的 TCS 還能依照需求自行調整介入的時間。 你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史2410

循跡控制系統大多會與 ABS 共用由霍爾感應線圈測得的數據,在某種角度來說,有 ABS 硬體系統的車款理論上是可以增加 TCS 功能的,例如剛推出的七期 DRG BT 在升級 ECU 後就增加了 TCS 功能。除了原廠標配外,有些 ECU 開發商也推出了外掛式的 TCS 模組供消費者自行改裝。
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TCS 在近年似乎也成了國產高階車款導入的配備之一,只是又遇到了與當初 ABS 系統相同的狀況,許多網友又覺得這是項「雞肋」的配備,換組好一點的輪胎不就行了?要知道機車除了直線行駛外,更有許多過彎的狀況,再黏再競技的輪胎都有抓不住的時候,如何在這抓不住的時候透過 TCS 來幫助你保持最佳的抓地力,可不是有個「黃金右手」就能解決的。
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大叔要說, TCS 與 ABS 一樣都是摩托車必須配備的配備之一,有了 TCS 不會讓你在下雨天的磁磚地上上演原地 180 度犁田的尷尬戲碼,更能降低在路上壓到溼滑的標線或是其他異物時要面對的意外傷害。
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「過彎煞車不犁田?」進階的彎道 ABS - MCS 系統

除了基本的直線防鎖死功能外,廠商更是探索如何能在彎道中安全地使用 ABS 系統,而在 2013 年 BOSCH 發表了新一代的 ABS 系統,並將這套系統名為 Motorcycle Stability Control (MCS),結合了 BOSCH 自己的第九代 ABS 系統與 TCS 循跡控制系統,加上 3D 的傾角測量儀 (IMU) 與電子前後連動煞車系統。 你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史9172

這套每秒偵測 100 次的安全系統,可以有效的在彎道中根據車速、前後輪抓地力、傾角等等資訊,自動分配前後煞車的力道,讓騎士在彎道中也可以放心的用力煞車。
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除了可以降低彎中因急煞打滑的風險外,還可以防止油門突然大轉而造成的孤輪,更可以有效的防止彎中 Low Side 的狀況發生。不管你是用前煞車還是後煞車,BOSCH 彎道煞車系統會自動分配前後煞車力道,讓摩托車在任何狀況下都保持穩定的行車動態。
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「你是我的眼!」BSD 盲點偵測系統

說到盲點偵測系統 (Blind Spot Detection),得先來談談什麼是「盲點」?所謂的盲點,指的是駕駛人無法透過直接目視或後視鏡反射而觀察的區域。人類的視野範圍約在 150 度左右,大於這角度的視野基本上是看不到的。
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加上汽車的 A、B、C 柱等影響,駕駛者能注視的範圍就更小了,所以要透過後視鏡等工具來增加視野範圍。不過,就算是有著後視鏡等幫助,基本上還是有著「死角」的存在,如下圖所示車輛左右後方的灰色範圍就是「視覺盲點」或是「死角」的存在!
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機車騎士雖然沒有汽車的的眉眉角角,但安全帽款式也是影響視野的主因之一。加上機車體積較小,又不像汽車除了左右後視鏡外還有中央後視鏡可以彌補後方視野的不足。機車騎士果然是高風險的弱勢族群啊。
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為了解決視野不足的問題,有人在後視鏡上加裝凸面鏡,透過凸面鏡的原理來增加視野範圍。不過這類產品的視野依舊無法涵蓋整個盲區,同時在遇到大雨或是夜間視線不良的狀況,鏡片上的雨珠也會降低其辨識功能。
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終於,軍事科技的應用還是造福了普羅大眾,工程師在車輛前後安裝了類似雷達的裝置,透過雷達波的折射來偵測前、後方盲點區域是否有物體,並透過後視鏡來顯示偵測結果。盲點偵測系統普及後,大幅降低因為死角而造成的碰撞或是意外。至於那個大家都知道的倒車雷達只是最早的應用。
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但汽車有盲點偵測,而風險更高的機車呢?工程師們努力地在機車上研究如何安裝類似的機構,終於在 2015 年的米蘭車展,BMW 在 C650 GT 上搭載一套名為 SVA (Side View Assist) 的盲點偵測系統,也是近代首度搭載盲點偵測的市售機車。這套系統是透過位於車前與車尾的雷達感測器來感應盲區的動態。
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並透過位於後視鏡支架上的燈號,提供騎士左右盲區的警示,自此開啟了機車盲點系統的濫觴。
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時隔多年後,在 2020 年底發表的 Ducati Multistrada V4 也配備了一套名為 ARAS (Advanced Rider Assistance Systems) 的騎士輔助系統,除了盲點偵測外也加入了 ACC 系統。
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當然在這之後也有許多廠商推出「外掛式」的盲點偵測,其原理與構造大同小異。
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透過外接的方式,將警示燈號黏貼在原有的後視鏡上,不破壞原車的結構。
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位於牌架上的雷達模組。
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看到這邊,有人會說:那個國內某車廠不也推出了 「DAPS 死角預防系統嗎?」對,不過這套系統跟接下來會提到另一種裝置較為相似,請先往下看吧。


「保持車距?」ACC 主動式車距調節巡航系統

盲點偵測的雷達系統既然可以用來偵測前後盲區的車輛,那是不是也能利用其原理來偵測與前車的距離,然後在跟車距離達到設定值時就提醒騎士或是自動幫你減速?這套在汽車已行之有年的 ACC ( Adaptive Cruise Control)  的主動式車距調節巡航系統,已在這兩年變成許多車款出廠時的標配。 你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史554

結合了車輛定速巡航系統的 ACC ,利用前方雷達系統的偵測,不僅能設定與前車之間的距離,同時還能自動調節車速,降低騎士在中/高速路況下長時間固定動作的疲憊感並增加行車安全。
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隨著科技越來越進步,ACC 主動式車距調節巡航系統也增加許多安全功能,例如整合 AEB 自動緊急煞車系統後,當前方車輛速度驟降時,可提前偵測警示並自動剎車,避免碰撞或降低車輛損害。
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在 2020 年底 BMW 宣布旗下新款 R1250 RT 將搭載 ACC 系統,KTM 也不落人後,宣布改款後的多功能車款 1290 Super Adventure S 也加入了 ACC 功能,先前提到 Ducati Multistrada V4 也隨後加入 ACC 的行列。
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「是攝影機還是後視鏡?」電子式虛擬後視鏡

這個看似未來車款才有的配備,其實在汽車上也還未普及,近期也只有 Audi e-tron 搭載這項配備。原理是透過電子攝影鏡頭將畫面傳回車內螢幕上,用以取代傳統後視鏡的影像,好處是虛擬後視鏡的低風阻低風切聲、自動防霧、光線不足時自動啟動夜視功能,以及切下方向燈自動轉換廣角 (停車時會改向下延伸) 的多樣化功能,肯定是會比傳統後視鏡更為全面豐富且更安全。不過畫面無法隨著駕駛者視角而變化,需要多花點時間來適應。
你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史2533

機車目前還沒有量產車安裝電子式虛擬後視鏡,不過在 2020 年底,SYM 發表了一款電能三輪車 EF-3,在車上就能看到配備電子式虛擬後視鏡。
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用鏡頭取代原有的後視鏡,並在車內儀表旁利用螢幕來顯示左右後方車況。雖然 EF-3 只是概念車,但已經看到這類產品在未來機車上的發展可能。
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雖然目前還沒有機車車款搭載電子式虛擬後視鏡,不過 Aeonmotor 宏佳騰則是在旗下的智慧電車 Ai-1 Ultra 上配備了 DAPS (Dead Angle Prevent System) 死角預防系統,透過選配的行車記錄器鏡頭,在方向燈啟動時於儀表上顯示後方即時車況。這設計讓騎士對於後方車況可以多份參考,但對於預警這件事還是得依照騎士來判斷,所以大叔覺得 DAPS 其實比較像是電子式虛擬後視鏡的一種概念。
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「無線預警系統!」大數據 5G 雲端

在越來越多車廠發展車聯網系統後,你的車輛開始可以與「外界」溝通,透過車聯網系統將各種數據透過更高速的 5G 訊號來傳遞與交換。試想一下,現在路口的行控管制是由「行控中心」來進行調度,以 CCTV 與感測器來收集數據,透過行控中心的指揮人員來控制燈號或是在告示牌上打出預警,用以提醒用路人。
你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史1591
Photo Credit 國道高速公路局

而未來的規劃是這樣,在都會區的每個路口設置感應器與發射器,屆時每輛車上皆有能與大數據連結的車聯網系統,將車身車上搭載的行車輔助等系統收集的數據透過 5G 訊號將車輛與路況傳遞至大數據中心,再透過運算以即時的方式提供給每位用路人。以下圖為例,機車騎士為了要閃避右轉的大型車,所以左切至內車道,他右側的視線已被大型車輛遮蔽,所以看不到一輛由右側朝他直行的車輛,在無法得知前方路口的狀況下,極有可能會造成事故。
你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史7429

要是有了雲端的預警系統,各車輛在路口的動態會被發送至將經過該路口的每位用路人,以上述的例子來說,系統透過運算發現車輛可能有碰撞的風險將先提出警告,如果發現用路人沒有任何迴避動作,直接透過車輛的 AEB 或其他方式直接將車速降低甚至停止,以避免事故發生。
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大叔碎碎念

「肉包鐵」的機車風險本就比起「鐵包肉」的汽車要來得高,這些配備發明與演進都是在降低騎士的騎乘的風險。而目前車聯網預警系統最大的瓶頸就是資料的分享,特別是在個人隱私保護的前提下,要將車身動態與行車資訊分享出來,會不會有侵犯人權的問題?甚至各車廠之間的跨平台分享更是另一個有難度的事情。不過在對於大環境都有益處的狀況下,自動駕駛與雲端預警會不會實現,還有待觀察。
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我是大叔,騎車小心。

本文最後由 金旺男 於 2021-7-23 20:05 編輯

相關標籤: ABSTCSBSDACCDAPS

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pipfan0318 + 5 感謝分享
rellik + 5 感謝分享

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網友回覆63

lpr617 2021-7-27 21:55 顯示全部回文
感謝分享~~~
感謝大叔~~~
祈禱成為省油第一
跑第一的猛的150
pluslee 2021-7-27 22:16 顯示全部回文
感謝分享~~~~~~~~~~
luke802126 2021-7-27 22:44 顯示全部回文
感謝分享,科技日新月異,思維也要跟著更新~
2012 07 01 台灣黃牌路權歸還~

值得紀念的日子
laba9 2021-7-27 23:40 顯示全部回文
感謝分享~你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史447
最心動的還是ACC呀!
不過覺得有點奇怪
如果主動式調節巡航
電腦突然幫你煞車
會不會騎士腳來不及撐
就直接轉倒了...
Wind0322 2021-7-28 00:32 顯示全部回文
感謝分享~~~你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史6325
阿釧釧 2021-7-28 00:56 顯示全部回文
     感謝分享~~~~
alesiX 2021-7-28 03:30 顯示全部回文
感謝分享~~

這些科技都是用來保護騎士的人身安全
雖然會增加成本,但是只要用到一次就夠了

個人覺得繼ABS & TCS 之後,BSD應該是下一波要求的重點
不管是汽車或機車,其實很有幫助
你是我的眼!淺談摩托車安全性輔助系統進化史6289

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