連結車輛之共同輔助駕駛器之研究

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

連結車輛之共同輔助駕駛器之研究

計畫類別： 個別型計畫

計畫編號： NSC94-2212-E-011-037-

執行期間： 94 年 08 月 01 日至 95 年 07 月 31 日 執行單位： 國立臺灣科技大學機械工程系

計畫主持人： 陳亮光

報告類型： 精簡報告

處理方式： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 95 年 10 月 27 日

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

連結車輛之共同輔助駕駛器之研究

Investigation of a Co-pilot for Articulated Vehicles

計畫編號：NSC 94-2212-E-011-037

執行期限：94 年 8 月 1 日至 95 年 7 月 31 日 主持人：陳亮光/國立台灣科技大學機械系

計畫參與人員：徐錦衍、彭孟璿、林良奇/國立台灣科技大學機械系

一. 摘要

鐮刀效應為聯結車輛所具有獨特事故型態 之一，發生時所導致之生命財產損失通常遠 較其他事故型態為大。在發展針對此一現象 之安全系統時，常面臨大型聯結車輛之實車 測試的困難，例如成本、危險、與場地等。

本研究計畫提出使用一縮小型聯結車輛以 測 試 預 防 鐮 刀 效 應 之 安 全 系 統 。 依 據 Buckingham π theorem 可決定縮小型車輛各 元件所需之參數。安全系統使用差動煞車作 為主要之控制手段，並參照文獻中之控制器 作為初步評估的基礎。初步實驗結果顯示所 架構之縮小型車輛之動態效應符合預期，安 全系統之實驗評估仍在進行中。

關鍵字:縮小型車輛、鐮刀效應、獨立煞車，

聯結車 Abstract:

Jack-knife is a particular vehicle crash type for articulated vehicles. The damage, both to human life and property, are generally much higher comparing to other crash types. The development of active safety systems for jack-knife prevention is hindered by the vast difficulty in field testing with heavy vehicles.

Therefore, this project utilizes a scaled articulated vehicle to investigate the performance of the jack-knife prevention

controller. The parameters of the scaled vehicle are adjusted according to Buckingham π theorem. The controller employs differential braking as the control action to influence vehicle motion. Currently the vehicle model and controller design methodology are adopted from the literature as a starting point for baseline results. Preliminary experimental results indicate that the constructed scaled vehicle matches the model reasonably well.

The experimental evaluations of the jack-knife prevention controller is in progress.

Keywords: scaled vehicle, articulated vehicle jack-knife, independent braking

二.緣由與目的

根據我國交通部九十二年交通事故統 計，汽車平均每天發生三點九件死亡車禍，

及一百七十一點五件受傷車禍，共造成兩千 七百一十八人死亡，十五萬六千三百零三人 受傷[1]，顯示車輛事故乃是現今社會的一 項嚴重的問題。而長久以來車輛安全問題就 是車輛研究人員所著重之主要課題，但就現 今 ASV(Advanced Safety Vehicle)發展而 言，一般皆著重於自小客車方面，相較之 下，聯結車之車輛安全系統之發展便薄弱許 多。但當聯結車發生意外事故時，尤其於高

密集度之車陣，往往聯結車所造成的損傷卻 遠比轎車等小型車輛嚴重許多。除此之外，

聯結車具有許多獨特之意外事故種類，包括 了聯結車輛翻覆、魚尾效應以及此計畫所研 究之鐮刀效應等意外事故型態。上述等車輛 意 外 通 常 多 發 生 於 駕 駛 者 不 當 的 駕 駛 行 為，因此通常聯結車駕駛者需經過特殊訓練 並保持高度注意力來避免一些不當的駕駛 行為產生。在此時如果能夠有適當的車輛安 全系統來輔助駕駛者，即可提高行車的安全 性。

鐮刀效應為聯結車輛多種特殊事故型態 之一，目前之研究多是利用 independent braking 來預防以及抑止。同時，大多數之 研究文獻皆以探討聯結車翻覆為主，並將鐮 刀效應之問題一併歸類於聯結車之翻覆預 防之副產品。此是因為鐮刀效應常與引發聯 結車輛翻覆之操控現象息息相關。在本計畫 中同樣以 independent braking 來預防鐮刀 效應之主要控制手段。在目前針對預防鐮刀 效應發生之車輛安全系統研究文獻，多數皆 僅利用軟體來進行車輛動態模型與車輛安 全系統之模擬，未有利用實地測試來驗證車 輛安全系統以及未進行實地測試與模擬結 果之比較，主要的一個原因是大型聯結車輛 的實車測試面臨很高的實驗成本與危險。此 計畫中透過軟體模擬車輛動態模型與發展 一主動式車輛安全系統，並以縮小型聯結車 輛進行實驗驗證。如此可有效解決場地與技 術成本之限制，此一縮小型車輛在動力學分 析上已證明可正確代表實際聯結車輛之動 態行為。在鐮刀效應預防的控制器設計上初 步採用 Chen 與 Tomizuka 之車輛動力學模型 與獨立煞車之車輛安全系統設計方法[2]。

首先進行車輛模型之架構與車輛動態效應 之模擬，並透過縮小型車輛實驗來進行模擬 與實驗結果比較，以驗證此一動力學模型。

之後方安裝主動式控制系統以實驗驗證鐮

刀效應預防之成效。

三. 文獻探討

在文獻探討方面以縮小型車輛、鐮刀效 應以及獨立煞車(independent braking)為 關鍵字來進行文獻探討。縮小型車輛之好處 在於能夠降低實驗成本與困難，且文獻中已 有許多成功使用縮小型車輛來進行實驗之 例子。如伊利諾大學之 Brennan 與 Alleyne 報告了 IRS (Illinois Roadway Simulator) 系統，並依據該系統進行主動式安全系統之 模擬測試與評估其性能，同時也利用該系統 發展車輛 differential braking control 轉向控制的穩健控制器[3]。德州大學奧斯 汀分校之 Longoria 等人建立了 1/5 比例縮 小之測試平台，並用於進行 ABS (Anti-lock Braking System)測試的實驗[4]。另外，維 吉尼亞理工學院之 Kachroo 所建立的 FLASH (Flexible Low-cost Automated Scaled Highway)系統，採用縮小型車輛當測試平 台，運用影像處理技術並透過演算法以達成 車輛之側向控制[5]。Auburn 大學之 Travis 等建立了 1/10 比例縮小之小客車測試平 台，並用於評估重心高度、車速、轉向角度 等變數對車輛翻覆的影響[6]。由此可知使 用此一概念建立縮小型車輛來協助車輛主 動式安全系統之研發乃是一常見之方法。

由於縮小型車輛的動態效應必須能夠代 表 真 實 的 大 型 聯 結 車 輛 ， 因 此 根 據 Buckingham π Theorem 之原理[7]，透過維 度分析之技巧可得到一組無因次之常數，稱 之為 π group。當縮小型車輛之π group 值與 實 際 車 輛 之π group 相 近 ， 即 可 依 據 Buckingham π Theorem 說明縮小型車輛與實 際車輛具有相似的動態效應之表現。

在探討鐮刀效應時，必須了解鐮刀效應 為何與其發生狀況。鐮刀效應是當 tractor 後輪失控打滑時再加上 trailer 前進之慣性 力，此時會造成聯結車之第五軸旋轉角度大

於一安全規範之角度所產生之現象，此時聯 結車之第五軸在 yaw 方向是處於不穩定的狀 態。但聯結車有許多會導致意外之效應都跟 yaw 方向處於不穩定時有關，故需要清楚的 釐清這些效應。在這方面，He 等人清楚的釐 清聯結車之 snaking、鐮刀效應(jack-knife) 與魚尾效應(trailer swing)三種典型與 yaw 方向不穩定時會發生之效應，且透過兩個自 由度與三個自由度之車輛模型來顯現轉向 過度(oversteer)與鐮刀效應兩者之間相互 關係[8]。Stevenson 和 Ridley 提出鐮刀效 應與魚尾效應兩種不穩定的動態模型，兩種 效應皆造成第五軸有不合理的旋轉角度，並 清楚的釐清鐮刀效應與魚尾效應的定義。在 此文獻辨別在何種操作下可能發生不穩定 的情況、並評估車輛在達到不穩定的狀態時 間 點 時 須 採 取 何 種 動 作 方 能 防 止 事 故 發 生，以及測驗一可使車輛由不穩定之 yaw 角 度恢復至穩定之 yaw 角度之自動控制策略，

其自動控制策略為利用左右兩端的煞車來 提供 yaw 方向之力矩以抵抗不穩定的 yaw 角 度[9]。

要避免聯結車多種意外效應發生，有許 多方法，但其共同的特性皆是保持 yaw 方向 之穩定性，降低 yaw angle 的變化量。在目 前有一產品(SAFE AS25)能夠有效的預防聯 結車的意外事故產生之裝置，其意外事故中 亦包括鐮刀效應，SAFE AS25 是透過一機構 來限制 trailer 相對於 tractor 的旋轉角 度，即第五軸角度。此機構安裝於 trailer 與第五軸接觸的位置，利用高張力的嚙合閂 來限制 trailer 的搖擺[10]。大多數在預防 聯 結 車 之 鐮 刀 效 應 最 常 採 用 的 是 透 過 independent braking 來 提 供 一 力 矩 於 trailer，透過此效應來降低 yaw 方向之不 穩定性。文獻[2]中，Chen 與 Tomizuka 採用 tractor 前輪轉向角與 trailer 後輪之煞車 力之兩種輸入訊號以改善聯結車之側向控

制。在轉向控制演算系統中，使用輸出與輸 入之線性化控制法則以設計一基本控制器 來達到路徑跟隨之功能，並利用 trailer 之 煞 車 以 增 強 車 輛 之 側 向 動 作 穩 定 性 。 而 trailer 之左右後輪煞車為獨立控制，透過 煞車之獨立控制可改善 tractor 與 trailer 之相對 yaw errors。並提出車輛之系統模型 建 構 兩 個 控 制 模 式 ， 分 別 為 steering control mode 與 steering and braking control mode。Chen 與 Tomizuka 針對鐮刀 效應發展 trailer 後輪之獨立煞車來穩定 trailer 的 yaw motion ， 透 過 單 獨 控 制 trailer 後 輪 之 煞 車 ， 並 以 adaptive backstepping 控制器來決定該採用多少煞 車力於 trailer 之後輪上，透過煞車量的不 同 以 產 生 一 力 矩 來 穩 定 車 輛 之 yaw motion[11]。

圖一. 聯結車之不穩定狀態[8]

四.研究方法 4.1 縮小型車輛

計畫中使用縮小型車輛進行實驗，以驗 證控制器是否能夠有效地制止鐮刀效應發 生。而縮小型車輛之參考依據是以日野聯結 車(HINO)[12]之數據來進行設計。一開始縮 小型車輛之實驗規劃是在一個長約 1.5 米的 輸送帶軌道上面進行，因此縮小型車輛之設 計是以 18:1 之比例來進行設計，但後因實 驗時之實際因素考量而將縮小型車輛之實 驗架置於一般道路進行實驗。由於實地測試 時，需要一電腦放置於縮小型車輛上來達成 控制動作的下達與訊號資料的存取，因此縮

小型車輛的大小需要增加。再考量到比例太 小之縮小型車可能會使某些動態表現之現 象無法顯著觀察到。基於上述兩因素，縮小 型車輛的比例從 18:1 改為 14:1。其差異如 圖二與圖三所顯示，可發現基本結構相同，

僅在尺寸上略有差異。縮小型車輛之避震系 統採用 TAMIYA 模型車 TT01 之零件以取代真 實聯結車之葉片式避震系統。在車輛動力傳 動以及轉向控制皆以直流馬達配合編碼器 來進行控制。

圖二.比例 18:1 之縮小型車輛

圖三.比例 14:1 之縮小型車輛

在一般實際聯結車輛中，受限於重量之 關係，其煞車是以油壓的方式進行煞車。計 畫 中 透 過 trailer 後 輪 之 獨 立 煞 車 (independent braking)技術來預防鐮刀效 應的產生。但因空間限制，改以蹄片加壓 trailer 後輪輪軸，使縮小型車輛之 trailer 減速而達到有煞車效果。其所加壓之煞車力 量由步進馬達控制，其機構圖如圖四所示。

在 trailer 後輪部分裝有兩顆編碼器進行 trailer 後輪速度量測，透過編碼器來了解

trailer 後輪速度改變量。第五軸角度量測 是安裝一顆編碼器於第五軸上(圖五中紅色 框框處)。整體差動煞車系統之設計構想可 由圖六看出。

圖四. Trailer 後輪-提片煞車

圖五. 第五軸編碼器安裝圖

圖六. Trailer 後輪煞車示意圖 4.2 縮小型車輛:Buckingham π Theorem

完成縮小型車輛設計與加工後，要以縮

小型車輛代表真實之大型聯結車輛，必須有 所根據來使縮小型車輛之動態效應能夠代 表 大 型 之 真 實 聯 結 車 ， 而 Buckingham π Theorem在車輛研究領域中 常被應用於縮小型車輛之設計，使縮小型車 輛 能 夠 代 替 真 實 車 輛 ， 在 此 同 樣 是 以 Buckingham π Theorem唯依據。而初步設計 完後之縮小型車輛參數值參閱表一，表中 C_αf、C_αr、C_αt受限於儀器問題目前待估測中。

透 過 Buckingham π Theorem進行縮小型車 輛的維度分析，並同時進行日野(HINO)聯結 車之維度分析，其無因次分析結果與比較如 表二所列出。

4.3 車輛模型建立與控制器

事先透過電腦來進行聯結車之動態模 擬，並利用模擬來設計以及驗證控制器效 果，在此車輛模型與控制器皆參考 Chen 與 Tomizuka[2,11]之模型與控制器。此聯結車 輛模型是根據道路座標所推倒而來，U為輸 入訊號，其訊號為轉向角與 trailer 內外後 輪煞車量之差值。車輛模型如下:

U H q

q q q

M( _r)_r+Φ( _r,_r,ε_d,ε_d)= ⋅

⎟⎟

⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎜

⎝

⎛

=

f r r r

y q

ε ε









詳細的 M、F、與 H 矩陣之定義可參考文獻 所述[2,11]。

而要考慮到 trailer 後輪煞車力則需有 輪胎動力模型，其輪胎模型為

i i i

i B Fr

I_ωω =− ω + −τ Îτ_i=−Bω_i+F_ir−I_ωω^_i

τi為要透過加於trailer後輪的煞車扭矩，

透過backstepping技術來決定τ_i。在此i＝1 代表左輪、i=2 代表右輪，且Fi可近似為

i lt

i C

F = λ ，

i i i

i V

r V

ω

ω ω

λ = ⁻

)) (

( _{2 lt i i}

i i i i lt i lt

i C r

V I V r V C r C

F λ ω λ τ

ω

+

− +

−

=

=  



圖七. 輪胎動力學[2]

圖八. 路徑規劃模擬

在初步進行模擬時，由於縮小型車輛尚有轉 向剛度(cornering stiffness)未量測，故 先以文獻[2]之參數值進行模擬，在此假設 模型中之輸入訊號T為 0 來進行模擬。模擬 中規劃一路徑如圖八，從中觀察模型模擬後 是 否 符 合 真 實 性 。 假 設 車 輛 縱 向 速 度 為 20m/s，模擬結果如圖九所示。

控制器方面目前仍在進行中，但其方法 與設計依據皆是引用文獻[2]和文獻[11]之 控制器設計。透過控制器來獨立控制縮小型 車輛之 trailer 左、右輪煞車力之煞車，利 用獨立煞車來讓 trailer 內、外輪具有不同 的速度而讓 trailer 具有一力矩讓聯結車輛 保 持 穩 定 ， 此 技 術 稱 之 為 Independent braking control 。 而 控 制 器 是 以 multivariable backstepping technique 設 計，透過 backstepping technique 來決定 要加多少煞車力於 trailer 之內、外輪。

4.4 實驗平台之架構與規劃

由於縮小型聯結車輛之實驗是在實際的 路面上進行，而必須有一電腦放置於縮小型 車輛上進行資料的擷取與儲存，而後再讀出 資料透過 PC 電腦來進行分析。而放置於縮 小型車輛上之電腦必須是嵌入式電腦，以避 免重量過重而造成縮小型車輛無法正常運 動 ， 此 電 腦 之 型 號 為 凌 華 科 技 公 司 之

GEME-4000，其擴充規格為 PC104 介面。而 在 I/O 介面卡方面是採用 Sensoray 526，

Sensoray 526 是一張 PC104 介面的多功能 I/O 卡，其具有 24-bit 之可程式化的計數 器、8 個數位輸出及數位輸入、4 個 16-bit 的 D/A 轉換器與 8 個 16-bit 的 A/D 轉換器。

本 實 驗 是 利 用 Sensoray 526 並 透 過 MATLAB/Simulink 之 XPC target 來進行控 制。圖九為實驗平台架構圖。在初步縮小型 車輛實地測試時，先以 MATLAB/SIMULINK 之 RTWT 進行測試。如圖十所示。

圖十一. 實驗平台

在進行實驗測試前，先以無載重方式來進行 縮小型車輛轉向與速度控制，速度方面讓縮 小型車輛達到轉向角為 15 度且其速度可達 2m/s，如圖所示。速度控制無法達到非常穩 定的狀態是因機構上仍包含許多非線性因 素之問題而造成。

0 5 10

0 10 20 30

sec

degree

steering angle desired angle actual angle

圖十二. 無負載下之轉向角控制

0 5 10 15

0 0.5 1 1.5 2 2.5

sec

velocity

velocity control

圖十三. 無負載下之速度控制 完成無負載轉向與速度控制後，接著測試縮 小型車輛在實地上之簡單路徑實驗測試。在 實地測試時，分別以轉向角轉為步階以及弦 波訊號，車輛之縱向速度為 0.3 m/s。其實 驗數據如下:

0 5 10 15

-20 -10 0 10 20

30 steering angle

degree

sec

0 5 10 15

-10 -5 0

5 fifth axle angle

sec

degree

圖十四. 轉向角為步階訊號之實驗數據

0 5 10 15

-10 -5 0 5 10 15

sec

degree

steering angle desired angle actual angle

0 5 10 15

-6 -4 -2 0 2

degree

sec fifth axle angle

圖十五. 轉向角為弦波訊號之實驗數據

五.結論

本研究計畫透過使用縮小型車輛替代真 實大小車輛來進行車輛主動式安全系統研 發之實驗，可以有效的降低系統開發與測試 之成本。且此一縮小型車輛可以依據所探討 之運動狀態之模型而很容易地修改其維度 分析，如此將很容易應用於其他車輛安全系 統開發時使用。計畫執行中縮小型車輛實體 架構已完成，同時設計並安裝一主動式差動 煞車系統。接著需針對部分π group 之參數 進行調整，以使縮小型車輛之動態效應能夠 更相似於真實聯結車。在車輛動力學的模型 上使用文獻中現有之聯結車輛模型，並進行 電腦模擬。主動安全控制器上受限於時間關 係，目前尚無法進行控制器之模擬評估與縮 小型車輛上之實驗驗證。未來之主要工作包 括測試縮小型車輛獨立煞車之功能、完成控 制器模擬與實驗驗證、以及使用縮小型車輛 以評估此控制器在消除鐮刀效應的同時在 其他運動模式所產生的副作用以及所需相 對應的控制器修改。

六.參考文獻

[1] http://www.npa.gov.tw/NPAGip/wSite/

public/Attachment/f1146476893559.pdf

[2] C. Chen and M. Tomizuka, “Lateral Control of Commercial Heavy Vehicle,”

Vehicle System Dynamics, vol.33, 2000, pp.391-420.

[3] S. Brennan and A. Alleyne, “Robust scalable vehicle control via non-dimensional vehicle dynamics,” Vehicle System Dynamics, vol.36, 2001, p255-277

[4] R. G. Longoria, A. Al-Sharif, and C. B.

Patil, “Scaled vehicle system dynamics and control: A case study in anti-lock braking,”

International Journal of Vehicle Autonomous Systems, vol.2, 2004, p18-39

[5] K. Pushkin, “Setup for advanced vehicle control systems experiments in the flexible low-cost automated scaled highway (FLASH) laboratory,” Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering, vol.2591, 1995, p269-278

[6] W. E. Travis, R. J. Whitehead, D. M. Bevly and G. T. Flowers, “Using scaled vehicles to investigate the influence of various properties on rollover propensity,”

Proceedings of the 2004 American Control Conference (AAC), 2004, p 3381-3386.

[7] S. Brennan, “On size and control: the use of dimensional Analysis in controller design” , Doctor Thesis of Philosophy in Mechanical Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2002.

[8] Y. He, A. Khajepour, J. McPhee and X.

Wang, “Dynamic modeling and stability analysis of articulated frame steer vehilce,”

Int. J. of Vehicle System, Vol.12, No.1, 2005.

[9] B. Stevenson and P. Ridley, “Automated Vehicle Stability Control for Articulated Vehicles,” Undergraduate thesis report, School of Mechanical Manufacturing

&Medical Engineering, Queensland University of Technology, 2004.

[10] http:www.safeeu.com/pdfs/prod_sheet.pdf [11] C. Chen and M. Tomizuka, “Steering and Independent Braking Control for Tractor-Se mitrailer Vehicle in Automated Highway System,” Proceedings of the 34^th Conference on Decision & Control, New Orleans, LA-December 1995.

[12] http://www.hino.com.tw/hino/A1_2_1_6_2004.asp

[13] P. S. Fancher and A. Mathew, “A Vehicle Dyanamics Handbook For Single-Unit And Articulated Heavy Trucks,” The University of

Michigan Transportation Research Institute, May 1987.

符號定義:

δ : Tractor front wheel steering input.

xr: Longitudinal velocity of tractor unsprung mass coordinate relative to road reference coordinate.

r

r y

y ,  : Lateral displacement and lateral velocity of tractor unsprung coordinate relative to the road centerline coordinate.

εd: Desired yaw rate of the vehicle at curved section. If the radius of the curve is a constant and equals to

ρ,then ε_d= /ρ. x

r r ε

ε , : Yaw angle and yaw rate of the tractor relative to the road centerline coordinate, where.

f

f ε

ε , : semitrailer yaw angle and yaw rate relative to tractor sprung mass coordinate.

C_αf: cornering stiffness of tractor front wheel.

C_αr: cornering stiffness of tractor rear wheel.

C_αt:cornering stiffness of semitrailer rear wheel.

表一. 縮小型車輛參數值與 HINO 聯結車之值

*代表 HINO 參數是參照相近大小的車輛估測所得，其參照車輛為 UMTRI (University of Michigan Transportation Research Institute)技術報告[13]中的 benchmark tractor semi-trailer 3S2。而 HINO 的 trailer 是假設為實際拖車之最短車道 21 尺(6.3m)。

Symbol Mean of the symbol Scaled Vehicle values (Empty)

The values of Hino vehicle

(Loaded)

Unit

M1 Tractor’s mass 2.281 6510 kg

M2 Trailer’s mass 2.08 28490 kg

Tw1 Tractor front axle track width 0.149 2.035 m

Tw2 Tractor rear axle track width 0.159 1.84 m

Tw3 Trailer rear axle track width 0.204 1.84 m

L1 Tractor’s C.G. to tractor front wheel axle 0.135 1.395* m

L2 Tractor’s C.G. to tractor rear wheel axle 0.105 1.905* m

L3 Fifth axle to trailer rear wheel axle 0.464 6.3* m

d1 Relative position between tractor’s C.G. to fifth wheel 0.054 1.516* m

d2 Relative position between tractor’s C.G. to fifth wheel -0.067 0.6* m

d3 Relative position between trailer’s C.G. to fifth wheel 0.342 3.94* m

d4 Relative position between trailer’s C.G. to fifth wheel -0.043 1.2* m

Cα^f Cornering stiffness of tractor front wheel 159045x2* N/rad

Cα^r Cornering stiffness of tractor rear wheel 159045x4* N/rad

Cα^t Cornering stiffness of trailer rear wheel 954269* N/rad

Iz1 Tractor’s moment of inertia 0.0251 23161.1* kg−m²

Iz2 Trailer’s moment of inertia 0.505 84415.3* ^kg−^m2

表二. Buckingham π theorem 之π group

Scaled Vehicle values (Empty)

The values of Hino vehicle (Loaded)

π₁ 2

2 3

1 T m

I_{z w} 0.29 0.24

π2 I_z² T_w³²m² 0.5834 0.875 π₃ C_αfT_w3 m2U² 0.0293 π4 C_αrT_w³ m²U² 0.0585 π5 C_αtT_w3 m2U² 0.0878

π6 L¹ T^w3 0.6618 0.758

π₇ L2 Tw3 0.5147 1.035

π8 L3 Tw3 2.2745 3.424

π9 d1 Tw3 0.2647 0.824

π10 d² T^w3 0.3284 0.326

π₁₁ d3 Tw3 1.6765 2.141

π12 d4 Tw3 0.2108 0.652

π13 Tw1 Tw3 0.7304 1.106

π14 T^w2 T^w3 0.7794 1

π₁₅ m1 m2 1.0966 0.223

0 5 10 15

-0.02 -0.01 0 0.01 0.02

sec

m

lateral error

0 5 10 15

-1 0 1

2 fifth axle angle

degree

sec

0 5 10 15

-0.06 -0.04 -0.02 0 0.02

sec

rad/s

yaw rate

0 5 10 15

-0.1 -0.05 0 0.05

0.1 yaw rate of the fifth alxe

rad/s

sec

圖九. 聯結車輛動力學模型模擬結果

嵌入式 電腦 (GEME -4000) PC

功率放大器 馬達 Encode

步進馬達驅動器 步進馬達 煞車蹄片

Encoder Encoder

Encode 功率放大器 馬達

Trailer 速度

Trailer 煞車

Trailer 後輪轉速 第五軸角度量測

Tractor 速度

圖十. 實驗平台架構圖

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ■ 成 果 報 告

□期中進度報告

（連結車輛之共同輔助駕駛器之研究）

計畫類別：■ 個別型計畫 □ 整合型計畫 計畫編號：NSC 94-2212-E-011-037

執行期間： 94 年 8 月 1 日至 95 年 7 月 31 日

計畫主持人：陳亮光

計畫參與人員： 徐錦衍、彭孟璿、林良奇

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：■精簡報告 □完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

執行單位：國立台灣科技大學機械工程學系

中 華 民 國 95 年 10 月 16 日