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剎車系統(tǒng)失靈?簡析特斯拉的公開數(shù)據(jù)

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  [汽車之家 技術(shù)] 2021上海車展上,特斯拉在沒有任何一款新車和新技術(shù)推出的前提下,再次成為了車展上的焦點(diǎn);仨懺谡桂^上空的“特斯拉剎車失靈”激起千層浪,令特斯拉的安全問題再次成為公眾關(guān)注的熱點(diǎn)。女車主維權(quán)事件隨著4天前的“剎車數(shù)據(jù)”公布加速發(fā)酵,用戶、汽車媒體、工程師甚至是央視都聚焦在這起事件中。迫于各方壓力,特斯拉向河南安陽涉事車主提供了事發(fā)當(dāng)時(shí)車輛記錄的數(shù)據(jù),并且對外公布了一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)的表格截圖,不過這一次聲明并未平息疑問,反而引發(fā)了更大規(guī)模的討論,剎車究竟有沒有失靈?數(shù)據(jù)可靠性如何?關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息缺失了嗎……鑒于目前仍沒有一個(gè)權(quán)威且令人信服的鑒定結(jié)果,我們就特斯拉公開的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行簡單的分析,也歡迎大家在評論區(qū)討論。

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  首先特斯拉向車主提供了記錄的事故發(fā)生前一分鐘的完整數(shù)據(jù),共計(jì)48頁,6697條,里面應(yīng)該包含了固定時(shí)間間隔記錄的車速,以及制動踏板物理信號移動、制動主缸壓力、ABS等與操作和安全系統(tǒng)相關(guān)主要零件的工作狀態(tài)變化的事件信號,并且向外公布了部分?jǐn)?shù)據(jù)截圖。并且給出說明:“特斯拉遞交的車輛發(fā)生事故前一分鐘數(shù)據(jù)顯示,駕駛員最后一次踩下制動踏板時(shí),車輛時(shí)速為118.5公里每小時(shí)。在駕駛員踩下制動踏板后的2.7秒內(nèi),最大制動主缸壓力僅為45.9bar,之后駕駛員加大踩下制動踏板的幅度,制動主缸壓力達(dá)到了92.7bar,緊接著前撞預(yù)警及自動緊急制動功能啟動(最大制動主缸壓力達(dá)到了140.7bar)并發(fā)揮了作用,減輕了碰撞的幅度,ABS作用之后的1.8秒,系統(tǒng)記錄了碰撞的發(fā)生。駕駛員踩下制動踏板后,車速持續(xù)降低,發(fā)生碰撞前,車速降低至48.5千米每小時(shí)。”然而這份說明并沒有明確給出結(jié)論。

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  為了方便大家觀看,我們根據(jù)特斯拉之前公布的數(shù)據(jù)截圖重新制作了一份表格。下面我們就根據(jù)公開的數(shù)據(jù)來看一看有哪些可疑之處。

  當(dāng)然,我們分析的前提這份數(shù)據(jù)是真實(shí)的(至少與特斯拉給車主的數(shù)據(jù)一致)。

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●公布的數(shù)據(jù)疑點(diǎn)在哪?

  特斯拉官方公布的數(shù)據(jù),記錄了當(dāng)天從18點(diǎn)14分22秒36到18點(diǎn)14分27秒67這5秒多的時(shí)間內(nèi),這臺Model 3從開始踩下剎車踏板到發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)記錄。關(guān)于這些數(shù)據(jù)的分析網(wǎng)上眾說紛紜,其中微博博主@大眾風(fēng)volkswind 做了較為詳實(shí),且我們認(rèn)為也是相對專業(yè)且客觀的分析。

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【博主@大眾風(fēng)volkswind制作的數(shù)據(jù)表格】

  作為一位有過在博世標(biāo)定8款車型ESP系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)的工程師,顯然對于特斯拉裝備的這套來自博世iBooster電動助力剎車系統(tǒng)再熟不過。他首先對于上述數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡單的運(yùn)算分析。

  首先從公布的數(shù)據(jù)來看,在這5秒鐘的時(shí)間內(nèi),車速由開始踩下踏板的118km/h降至了發(fā)生碰撞的48.5km/h。同時(shí)制動主缸壓力從0一直升至了130Bar。從擬合的曲線來看,基本是一條光滑的曲線,比較符合規(guī)律;與此同時(shí),由于數(shù)據(jù)僅記錄了6條速度數(shù)據(jù)(間隔大約1秒),因此博主通過插值計(jì)算出了在這些速度區(qū)間內(nèi)的平均加速度,分別是-0.68m/s²、-1.77m/s²、-4.66m/s²、-5.44m/s²以及-6.94m/s²。另外還可以注意到的信息點(diǎn)是,在25″97前ABS開始介入,而當(dāng)時(shí)對應(yīng)的加速度在-5.44m/s²到-6.94m/s²之間。

  首先如果剎車系統(tǒng)沒有任何助力,那么達(dá)到130Bar的主缸壓力需要駕駛員提供上百公斤的力,這已經(jīng)是專業(yè)賽車手的水平;其次依據(jù)我們之前的測試經(jīng)驗(yàn),加速度超過-4.5m/s²,可以認(rèn)定為較為急促的剎車,但是如果在條件良好的路面上將剎車踏板踩到底,那么通常加速度應(yīng)該達(dá)到-10m/s²以上,根據(jù)表格推算出來的ABS啟動時(shí)的加速度遠(yuǎn)沒有達(dá)到這個(gè)數(shù)值。

  通過計(jì)算分析,得出了以下推論

  一、車輛剎車系統(tǒng)沒有失靈,首先車輛速度不斷降低,說明剎車能夠提供制動力;其次鑒于已經(jīng)記錄到ABS防抱死系統(tǒng)啟動,這說明剎車系統(tǒng)能夠提供達(dá)到最大制動水平(即輪胎開始抱死產(chǎn)生滑動)的壓力;

  二、有AEB系統(tǒng)啟動的記錄,由于AEB系統(tǒng)是層級高、需求多的電子系統(tǒng),它能夠啟動的必要條件是車輛的ESP電子穩(wěn)定系統(tǒng)以及iBooster電助力系統(tǒng)都能夠正常工作,才能夠通過電信號來控制剎車。但反之如果AEB系統(tǒng)失效,并不意味著ESP和iBooster也同時(shí)失效;

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【AEB的正常啟動需要ABS和電動助力剎車系統(tǒng)正常工作】

  三、通過模擬出來的速度曲線和主缸壓力曲線來看,可能是由于駕駛員在初始階段并沒有大力踩下剎車踏板,這會導(dǎo)致剎車距離延長;

  四、根據(jù)計(jì)算得出車輛剎車的加速度最大僅為-5m/s²到-7m/s²之間,這與車輛在正常附著力條件的路面上的數(shù)據(jù)(通常為-10m/s²甚至更高)出入較大,但是在這樣的加速度條件下就觸發(fā)了ABS系統(tǒng),這代表了已經(jīng)到達(dá)了制動極限。這有可能是路面上有遺撒的沙土、積水或者其他雜物,或者輪胎產(chǎn)生磨損,沒有提供足夠的抓地力。

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【汽車之家測試的Model 3剎車成績:加速度大于-1g】

  為此我們查閱了當(dāng)天安陽的天氣情況,基本可以排除降雨或者降雪導(dǎo)致的路面濕滑,但至于是否有其他問題導(dǎo)致附著力降低,由于事故現(xiàn)場無法復(fù)現(xiàn),我們也無法做出結(jié)論。

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與此同時(shí),他也提出了以下疑點(diǎn)

  一、iBooster是否提供了足夠的助力?由于特斯拉公開的數(shù)據(jù)中并沒有顯示剎車踏板行程以及iBooster的工作狀態(tài),因此無法判斷是否是因?yàn)閕Booster提供的助力不夠?qū)е铝碎_始沒有提供足夠的加速度;

  二、為何AEB系統(tǒng)先于FCW(前碰撞預(yù)警)啟動?按照正常的邏輯來看,車輛一般先要啟動FCW預(yù)警,而AEB是到萬不得已才會啟動的最后一道防線。依據(jù)我們之前對于特斯拉車型進(jìn)行的AEB測試來看,F(xiàn)CW功能要早于AEB超過1秒鐘啟動,而這兩項(xiàng)功能在特斯拉公開的數(shù)據(jù)中先后在1%秒的時(shí)間內(nèi)被觸發(fā),但是先后順序也與常識不符;


【汽車之家針對Model Y進(jìn)行的主動緊急制動測試】

  三、由于特斯拉還具備能量回收系統(tǒng),但是系統(tǒng)并沒有記錄能量回收系統(tǒng)的工作狀態(tài);電驅(qū)系統(tǒng)與車輛的剎車系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)在極端工況下是否會出現(xiàn)特殊的標(biāo)定?這一點(diǎn)我們之前的視頻也提出過猜想:


更多精彩視頻,盡在汽車之家視頻平臺

    我們已經(jīng)在第一時(shí)間與博主取得聯(lián)系,并且將會在4月27日一起連線在線,通過他的專業(yè)角度對此次事件以及關(guān)于車輛剎車系統(tǒng)專業(yè)知識進(jìn)行分享,我們將通過汽車之家在線播放平臺,以及在汽車之家快手、官方微博以及微信視頻號同步在線,敬請關(guān)注。

●iBooster電傳剎車有何不同?

  在目前網(wǎng)上眾多的分析版本中,特斯拉采用的iBooster電動助力剎車系統(tǒng)被反復(fù)提及,那么在這里再為大家普及一下iBooster的相關(guān)知識。作為一款純電動汽車,特斯拉采用了來自博世的iBooster電動助力剎車系統(tǒng),這套系統(tǒng)由電傳動機(jī)構(gòu)代替了傳統(tǒng)的真空助力器,由電機(jī)協(xié)助駕駛員的右腳,來推動制動主缸來提供推動剎車卡鉗的動力。簡而言之,就是由電動系統(tǒng)取代了真空助力器來協(xié)助駕駛員推動制動主缸,從而令剎車卡鉗抱住剎車盤來提供制動力。

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  首先作為車內(nèi)安全性等級最高的零部件之一(ASIL D級),剎車系統(tǒng)擁有極高的可靠性。其次在博世提供的iBooster資料中,提到了這套系統(tǒng)提供了兩道在極端情況下的安全失效模式,在第一種模式中考慮到了兩種極端情況:一種是車載電源系統(tǒng)故障不能滿負(fù)載運(yùn)行,此時(shí)iBooster將以節(jié)能模式運(yùn)行;另一種是iBooster本身出現(xiàn)了故障,這時(shí)候車輛的電子穩(wěn)定系統(tǒng)將接替剎車系統(tǒng)發(fā)揮作用,也就是說iBooster與ESP系統(tǒng)互為備份,這兩種情況下車輛仍能夠提供-0.4g的加速度(大約為普通車型全力剎車力度的40%),但前提是駕駛員大力踩下剎車踏板(至少200牛,約合20千克,大約一個(gè)6歲兒童的重量)。鑒于之前分析的最大加速度達(dá)到了-0.7g,所以上述情況并沒有出現(xiàn)。

  第二種模式為最極端的情況,即ibooster系統(tǒng)下電,這時(shí)駕駛員踩下剎車踏板,iBooster將不會提供助力,但是仍然能夠通過踩下剎車踏板來推動制動主缸來對車輛四輪產(chǎn)生制動力。這時(shí)可能就會產(chǎn)生“剎車變硬”的問題。

●剎車真的壞了該怎么辦?

  假如剎車系統(tǒng)完全失效,車輛還有一套備份的剎車系統(tǒng)——電子手剎。通過長按電子手剎按鍵,車輛能夠通過啟動ABS系統(tǒng)對車輛進(jìn)行制動直至剎停。

>>點(diǎn)擊此處了解如何通過電子手剎緊急制動《緊急時(shí)直接用 電子手剎不為人知的作用》<<

  在特斯拉的車主手冊中,也說明了在緊急情況下通過電子手剎進(jìn)行剎車的操作方法:長按方向盤后方換擋桿的末端,車輛即可緊急剎車。當(dāng)然就這場事故來看,使用駐車制動器并不會避免事故的發(fā)生。

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●國家標(biāo)準(zhǔn)“黑匣子”將成為標(biāo)配

   此次事件鑒定結(jié)果難產(chǎn)的原因,一方面是國內(nèi)目前缺乏專業(yè)權(quán)威的第三方機(jī)構(gòu)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,另一方面則是由于事故車輛的數(shù)據(jù)完全都由特斯拉提供,相當(dāng)于自己即是考生,又是裁判。假如對數(shù)據(jù)進(jìn)行了篡改,那么基于這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生的分析結(jié)果顯然將會脫離真像。

  好在這樣的情況未來將會扭轉(zhuǎn)。在2022年1月1日,《汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)》國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)即將實(shí)施,屆時(shí)將會為新車配備類似于飛機(jī)黑匣子的系統(tǒng),通過EDR裝置可以完整記錄車輛在事故發(fā)生前、發(fā)生時(shí)以及發(fā)生后一段時(shí)間內(nèi)主要系統(tǒng)的工作狀態(tài)。這樣一來,類似特斯拉這樣的事故原因調(diào)查就會簡單得多。


  就在昨天深夜,特斯拉車頂維權(quán)當(dāng)事人@淡水里的珊瑚在微博公開發(fā)聲,質(zhì)疑特斯拉22號給到的數(shù)據(jù)并非車輛的原始數(shù)據(jù)。相關(guān)新聞鏈接:特斯拉維權(quán)當(dāng)事人:我認(rèn)為不是原始數(shù)據(jù),使得問題更加撲朔迷離。


●總結(jié):

    正如之前博主@大眾風(fēng)volkswind提到的,如果特斯拉給到的數(shù)據(jù)全面且完整,包括測量加速度、剎車踏板行程以及iBooster工作狀態(tài),至少可以驗(yàn)證是否真的存在剎車失靈的情況,我們期待權(quán)威的鑒定結(jié)果能夠盡快出爐。同時(shí)我們也不希望這次事件再一次陷入羅生門,在汽車電氣化、智能化的大背景下,我們有理由對類似的問題給出足夠的重視,因?yàn)榘l(fā)生在特斯拉身上的問題,很有可能會在裝備類似系統(tǒng)的其他電動車上復(fù)現(xiàn)。同時(shí)也希望特斯拉作為世界電動車市場的頭部企業(yè),能夠履行企業(yè)責(zé)任,給消費(fèi)者們一個(gè)真正有說服力,全面、詳實(shí)的報(bào)告,如果大家對于此次事件有什么疑問或者看法,歡迎在評論區(qū)分享,我們將挑選有代表性的問題和觀點(diǎn)在在線中與專家一起探討。(文 汽車之家 王興宇)

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指導(dǎo)價(jià):23.55-33.95萬
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