特斯拉频频刹不住,问题出在“魔改”博世iBooster?

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特斯拉频频刹不住,问题出在“魔改”博世iBooster?

2022年11月29日 15:34 来源:第一财经
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  作者:魏文

  11月28日下午,浙江台州一辆黑色特斯拉Model Y在行驶中“突然加速”,并闯过红绿灯,与多辆汽车发生碰撞后才停下。根据现场事故图片显示,该事故车辆车头部分损毁严重,另有两辆汽车尾部被撞毁,其中一辆疑为白色大众途观的车辆受损较为严重,尾部在巨大的冲击力下已经严重变形。据台州警方通报,该起事故造成2人死亡1人受伤。

  这仅是特斯拉近期多起事故中的一起。此前曾有多家媒体报道称,11月23日傍晚5时,一辆特斯拉Model S从大楼地下停车场快速驶出,突然不明原因“暴冲”(突发性非预期加速)撞向大楼梁柱,造成严重事故;11月上旬,潮州一辆特斯拉疑似发生失控,高速狂奔2.6公里,造成2死3伤。

  截至目前,上述几起事故的原因依旧扑朔迷离。

  在不少评论中,舆论将事故的“锅”甩给了特斯拉的单踏板模式。特斯拉是单踏板模式最激进的普及者之一,对于特斯拉而言,在部分工况下,以动能回收取代传统的卡钳制动,能够帮助车辆更高效的使用能量,进而实现更长的续航里程。特斯拉公司CEO埃隆·马斯克甚至在社交媒体表示:“特斯拉车主永远不需要换刹车片。”

  但单踏板并非特斯拉专属,实际上包括蔚来、日产等品牌的纯电动汽车上,均有类似的设计,既松开油门,车辆会通过动能回收实现制动减速。一位蔚来车主告诉记者,在日常使用的舒适模式下,松开油门后,车辆会产生较为缓慢的制动;同时仪表上也会显示正在回收能量;而在节能模式下,最大的区别便是动力回收带来的制动感觉更强。

  特斯拉的区别则在于没有更接近于燃油车行驶感受的“0动能回收”模式,虽然给用户提供了标准和较轻两种动能回收模式,但两种动能回收模式下制动力都较强,日常行驶中的许多场景下,仅依靠电门的控制就可以实现减速和刹停,不需要额外踩刹车。

  对于大部分司机而言,在车辆出现紧急情况时,第一反应都会是踩下刹车制动;即便特斯拉的单踏板使用体验极佳,使得大部分用户日常不再使用刹车,但在事故来临时,对于有驾驶经验的司机,完全忘记“踩刹车”这个动作的概率,似乎并不算高,毕竟目前中国的驾考,并没有使用单踏板的车辆。

  此前潮州事故中车主的亲属亦表示:“既然会去闪躲,为什么不会踩刹车?正常的驾驶员,你会懂得去躲避,不懂得踩刹车,这是死都说不过去的东西。”

  美国交通部高速公路与运输安全管理局(NHTSA)针对特斯拉失控加速的调查报告,在总计246起调查事故,涉及22页调查报告的内容,得出的结论是,“没有任何证据表明加速踏板总成、电机控制系统或制动系统存在任何能导致失控加速事故的故障,也没有任何证据表明这些事故是由于特斯拉的设计因素导致用户有踏板误用的可能性。”

  相较于追究普及单踏板和不提供0动能回收选项的责任,特斯拉的多起事故中,问题可能更多出在软件和特斯拉的垂直整合上。

  公开信息显示,特斯拉采用了iBooster(电子制动助力器)系统。这套来自于零部件巨头博世的制动系统,当下几乎成为新能源汽车的标配。

  传统燃油汽车的刹车系统多采用真空助力泵来放大制动力,它的工作原理并不复杂,利用发动机工作时吸入空气,造成助力器的一侧真空,相对于另一侧正常空气压力产生压力差,利用这压力差来加强制动推力,换言之,这类系统中,正常情况下用户踩多少踏板,刹车卡钳就会给到多少制动。但纯电动汽车并没有发动机,失去了产生真空的源头;早前亦有产品实用电动真空泵,但使用体验并不好。

  iBooster的横空出世,为纯电动汽车提供了一个近乎“完美”的解决方案。在这套系统中摒弃了真空助力泵,采用电机-齿轮结构来放大刹车压力。同时iBooster可以通过监测驾驶者踩下的制动踏板行程和踏板力,计算得出驾驶者希望得到的减速度,系统优先使用电机拖拽(即动能回收)进行制动,如果减速度不足再启动液压制动进行补偿,这样就实现了最大限度的制动能量回收。

  此外,iBooster系统支持主动建压,无需驾驶员踩下刹车踏板即可实现制动,而且系统就可以通过电机给予精确、合适的制动力。同时,相比ESP系统,iBooster的制动速度快3倍,而且可以120毫秒内达到最高的制动压力。这些特性让iBooster可以更好地融入到自动驾驶系统中。

  iBooster看似“完美”的设计,相当依赖于软件的调校,譬如对于刹车意图的逻辑判断、制动力的计算等。但在工业设计中,纯机械的结构(譬如刹车和真空助力泵的组合)永远比电子化更加可靠。

  2017年,本田曾对当时刚刚上市的不久的CR-V发起过召回,该车型也是国内较早开始使用iBooster的产品之一。彼时召回原因中曾写道,全新CR-V由于供应商设计原因,电子制动助力器控制软件存在问题,在车辆行驶过程中可能产生误判,从而启动制动后备模式,导致制动故障灯点亮及制动踏力增大,存在安全隐患。

  而回顾特斯拉此前发生的多起事故,刹车踏板“踩不下去”或者踩下去没反应,是相关车主共同反应的问题。近期得到舆论重点关注的潮州特斯拉事故中,车主亲属亦表示:“刹车踏板很硬,踩不下去,车辆停不下来。”

  在博世的设计中,在电子助力完全失效的情况下,通过大力踩下踏板,在200N踏板力下提供0.4g的减速度,但对于大部分缺乏紧急情况处理经验的司机来说,刹车踏板就会处于“踩不下去”的情况。在博世原本的设计中,刹车踏板信号既可以先传递给整车控制器,再分配给iBooster控制器,也可以在紧急状态下(比如整车控制器失效)直接传递给iBooster控制器。

  而根据中信证券联合部分车企与机构对特斯拉Model 3的拆解,包括iBooster、ESP 车身稳定系统、EPS 助力转向、前向毫米波雷达以及热管理等功能系统都集成在“前车身控制器(Body Controller Front)”中,通过前车身控制器为MCU、Autopilot ECU、iBooster、ESP等控制器供电,并进行逻辑检测。在特斯拉高集成度的电子电气架构设计中,刹车踏板的传递线路被取消,所有信号必须在任何状态下均经过整车控制器。

  去年6月开始,美国霍尼韦尔电子工程师Ronald A.Belt博士对特斯拉的一起突然加速事件进行独立调查,并公布了一份长达66页的调查报告。经过检验失速的特斯拉Model 3,他的分析是,车辆突然加速的原因在于制动系统及其与动能回收系统的冲突。在分析一个行驶数据时,他指出,当驾驶员踩下刹车踏板产生0.5g的负加速度时,系统认为负加速度来自于驱动电机的再生扭矩(动能回收),因此系统给出的指令是加大电机的驱动扭矩输出以克服负扭矩。这种情况下,踩下刹车踏板的力量越强,驱动电机的扭矩输出就越大。而正是由于这种故障,才导致了驾驶员坚称没有踩电门、刹车踩不动,而特斯拉的行驶数据却显示驾驶员长时间深踩电门,却没有刹车踏板被踩下的数据。

  业内的分析将故障的原因指向两个方面,一是特斯拉改写博世iBooster和ESC控制软件算法产生的软件缺陷,二是博世iBooster存在缺陷。不过博世中国总裁陈玉东曾公开表示:“iBooster作为博世的明星产品,不仅仅供应给特斯拉,还供应给其他品牌的厂家,我们保证产品不出问题。”

【编辑:刘阳禾】
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