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如果特斯拉真的刹车失灵,那可能会是什么原因?

 2 years ago
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如果特斯拉真的刹车失灵,那可能会是什么原因?

本文来自微信公众号:吴教授来了(ID:gh_1ed8517640ec),作者:吴教授来了,原文标题:《特斯拉汽车能不能刹得住》,头图来自:视觉中国

躲过了315,没躲过419。在2021年全球首个顶级车展(上海车展)现场,一位维权车主身着印有“刹车失灵”的T恤,站在特斯拉车顶喊着“刹车失灵”,把特斯拉送上了新闻头条。

对特斯拉刹车失灵的诟病不是什么新话题。2020年下半年以来,江西、浙江、广东、天津、北京、河南、四川等地先后发生十几起事故,车主均声称特斯拉刹车失灵。就在4月17日晚上,广州还发生过一起特斯拉失控碰撞起火致死的事故。

任何一辆汽车存在的安全隐患都不容小觑,更何况神车特斯拉接连发生事故。2020年,特斯拉全球销量近50万辆。其中,在中国仅Model 3的销量就接近14万辆。神车如果真变病车,满大街时不时搞个刹车失灵、横冲直撞,谁受得了。

那么,特斯拉汽车到底能不能刹得住?

回答这个问题之前,首先要弄明白汽车刹车原理是怎样的。

汽车刹车系统专业称呼叫汽车制动系统。这个系统包括了大量的零部件。例如,制动踏板、推杆、油管、刹车片、刹车盘、电机等等。简单地说,制动原理就是通过施加足够的力,让刹车片夹住刹车盘(连接车轮),使车子减速停止。

但是,一辆轿车的重量在1~2吨左右,即使原地不动,一个成年人要推动汽车也非常费劲。物理惯性下,如果想单凭人的力量让一辆行驶的汽车停下来,就需要足够长的杠杆来放大力,但汽车那么大,这不现实。换句话说,单凭人的力量,无法实现刹车。

所以,就需要有一套系统来提供助力,帮助人把汽车刹住。汽车制动系统助力的形式有很多种。例如,机械真空型、电子真空型、电子助力型。这里我们只分析包括特斯拉在内的电动汽车普遍使用的电子助力型

这种刹车流程是,驾驶员踩制动踏板,输入推杆产生位移,踏板速度位移传感器检测到位移,将这个信号发给控制器。控制器根据这个信号计算出刹车助力辅助电机需要的相对扭矩,然后传动装置把这个扭矩转化成伺服制动力。伺服制动力和人踩踏板产生的力一起,施加在制动主缸上产生所需的压力,再由制动管路传导液压油至刹车分泵来作用于刹车片上,实现制动刹车。

简单来说,就是要实现刹车,需要通过踩下刹车踏板来给刹车系统一个信号,刹车系统根据这个信号,产生不同大小的力量,最终人的力量和刹车系统的力量一起作用在刹车片上,实现车辆制动。

那么,为什么汽车会出现失灵?

第一种可能是硬件系统出现老化或者是质量不合格。现在比较常见的硬件故障包括刹车油管漏油、真空助力泵漏气、电子助力器的齿轮链条出现磨损咬死、电机烧毁、模块芯片故障等。比如说刹车油管漏油,那就会没法给刹车片一个足够大的力,刹车效果就会下降;如果是油管爆裂,那就根本没法刹车。

第二种可能是特殊的驾驶环境导致刹车失灵。这主要可以有三种情况。一是路面土质过于松软、泥泞或者路面结冰。这都可能导致轮胎与地面之间摩擦力大大减弱,刹车制动效果大打折扣。二是长时间持续踩刹车踏板,导致车辆刹车盘片热衰减,制动力大大降低甚至丧失。这种情况最容易在坡度较大的超长下坡路行驶中出现。所以,在经过超长下坡路后,大货车司机一般会给车轮浇水降温,就是担心刹车盘、刹车片过热衰减刹不住车。三是驾驶员驾驶速度太快,惯性太大,需要相对较长的刹车距离,如预估的距离不够导致刹车达不到理想值。所以,一般车速在每小时100公里的情况下,与前车要保持100米以上的距离;即使时速小于100公里,车距也不能少于50米。

第三种可能是车载软件系统出现故障。汽车智能化程度提高,车载软件增多,软件对汽车的影响越来越大。马斯克曾经说过,我们将Model S真正设计成了一个装载在轮子上的成熟计算机系统,特斯拉是一家硬件公司,更是一家软件公司。软件重新定义汽车,让汽车变得更智能,但软件故障也成为带来刹车失灵等安全问题的重要隐患。例如,软件计算不准确,或者软件匹配等,都可能导致刹车失灵。

自从汽车诞生,就有了刹车失灵这个安全隐患。但是,传统燃油车经过百年发展,相关硬件的质量不断提高,对于各种可能导致刹车失灵的问题,也有了越来越多的应对经验。

但是,新能源汽车就是另外一回事了。一方面,新能源车大多都是近几年研发的新车型,车体各大系统在实际驾驶中经历的考验相对少一些,成熟度要弱于传统燃油车。另一方面,新能源车智能化程度高于传统燃油车,车载软件多,软件系统故障导致的刹车失灵的概率更高。

具体到特斯拉,到底是刹车失灵,还是驾驶员误踩加速踏板,还需要专业机构去检测。在这里,我们分析下特斯拉如果出现刹车失灵,可能是谁惹的祸。

第一,车辆硬件出现故障。像上文提到的,车辆刹车系统大量硬件都可能导致刹车失灵。这次特斯拉刹车失灵纷争里,舆论对硬件关注最多的是刹车助力系统。特斯拉使用的是博世的iBooster。iBooster被广泛使用在特斯拉、蔚来、小鹏、本田、领克、通用、大众、福特等诸多品牌车型中。

例如,这套系统内部的齿轮磨损、电机被烧毁都可能出现刹车失灵。另外,车辆涉及刹车系统的相关线路或连接器存在质量问题或遭遇电磁干扰,刹车信号的传输出现故障,也会导致车辆无法实施有效地判断来制动刹车。

但是,目前没有任何一个出现刹车失灵问题的车主爆出存在车辆硬件问题。因此,硬件故障导致刹车失灵的概率相对较小。

第二,特定路况下车载系统判断失误。智能汽车分为感知层(传感器、摄像头等)、决策层、执行层。在某些特殊路况下,智能汽车可能出现感知或决策失误,给执行层发出错误指令,造成刹车失灵、刹车加速等事故。之

前曾有媒体报道,一位霍尼韦尔退休工程师Ronald A. Belt表示,在湿滑路面、车辆刹车灯故障等情况下,如果踩下刹车,特斯拉的车辆稳定系统可能会通过增加电机扭矩来保持车身稳定,出现“刹车”变“油门”的情况。从国内爆出的相关事故来看,确实有事故车辆是在湿滑路面或者地下车库等特殊路况下,出现刹车失灵等情况。

第三,车载软件系统存在纰漏。特斯拉车载软件这几年接连曝出漏洞。2019年3月29日,已多次成功“远程入侵”特斯拉Model S的腾讯“科恩实验室”称其利用此前在特斯拉Model S发现的已知漏洞可获取AutoPilot控制权;2020年11月,比利时鲁汶大学的研究人员的一项研究显示,特斯拉Model X或存在重大安全漏洞。

如果是软件导致特斯拉刹车失灵,最有可能是两种情况。

一种是多模块匹配出现问题。iBooster系统是博世的,但各车企可以对刹车助力曲线进行自由编程,调整刹车的参数。特斯拉为了使iBooster系统与自动驾驶AutoPilot系统深度整合,对软件控制系统进行了大量“魔改”。这可能导致系统不同模块软件之间存在偶发的不匹配,iBooster系统可能没有接收到正确的指令信号。

另一种是极小概率才会出现的软件Bug问题。即使已经更新、发展十几年的智能手机操作系统,依然会出现Bug,导致手机出现卡顿、死机、闪退等情况。特斯拉等智能化汽车搭载大量软件系统,可能存在编写程序不完美,存在系统漏洞。从多位特斯拉车主的驾驶体验来看,也确实遭遇过主机死机、屏幕失控等一系列问题。因此,有可能在某些特殊条件下,涉及制动刹车的相关软件就会出现Bug,导致偶发性的制动刹车失灵。

从公开信息来看,如果特斯拉确实存在刹车失灵,那么最大可能就是软件上出现问题

在汽车领域,硬件故障的排查已经有非常成熟的经验和便捷的方法,但软件纰漏的检测、解决就困难得多。

这种事情是有先例的。2009年,美国爆出丰田刹车门事件。当时,美国发生多起丰田汽车突然加速,并导致交通事故的事件。美国交通部下属的公路交通安全管理局,在美国国家航空航天局协助下,对丰田汽车的软件、机械系统,以及电磁干扰感受进行了全面评估。尽管最终调查结论是没有发现丰田汽车电子控制系统以及由软件控制的节气门存在缺陷,但整个调查投入大量人力,耗时10个月才得以完成。

这里必须提一句,丰田“刹车门”是在12年前。根据公开资料,当时一辆汽车上的软件代码也就1000万行左右。那现在一辆汽车有多少行软件代码呢?超过1亿行!检测难度有多大,可以自行脑补。

根据特斯拉4月20日晚发布的官方消息,政府相关部门已经开始进行调查。4月21日晚,国家市场监管总局表示,已责成河南省、上海市等地市场监管部门依法维护消费者权益。当晚,郑州郑东新区市场监管局称,责令特斯拉提供事故前30分钟行车数据

那么,这项调查是否会像美国当年调查丰田一样,对包括软件源代码在内的所有事项进行细致入微的调查,整个调查需要政府投入多大的人力,耗时多久,都尚不得知。

特斯拉汽车是否存在刹车失灵,还有待调查结果公布。但是,从特斯拉事件可以看出,电动化、智能化、网联化、共享化在重新定义汽车的同时,也对汽车产业发展、产品性能、市场治理带来了前所未有的挑战。

第一,汽车零部件看似减少,但实际上是增多了。中国电动汽车百人会统计,电动汽车的零部件至少比传统燃油车减少了1/3。而且,这1/3里包括像发动机、变速箱这些技术复杂,我国相对比较落后的核心零部件。

但是,智能化汽车的零部件不能像传统燃油车那样计算。因为智能化汽车对软件的依赖程度远高于传统燃油车,软件乃至软件代码正成为新的汽车核心零部件。10年前,一辆汽车的软件代码在1000万行左右,现在1亿多行,但未来一辆智能化自动驾驶汽车的软件代码数量还得翻番式增长。越多的零部件,意味着产品越复杂;越复杂的产品,越需要重视安全可靠。

第二,新一代汽车发展太快,但相关零部件可能还没达到车规级。如今,全球电动汽车的保有量已经超过1000万辆,中国超过550万辆。不仅数量在快速增长,新能源汽车车型、零部件的迭代也比传统燃油车快,但零部件是否达到了车规级?

中国电动汽车百人会秘书长兼首席专家张永伟在接受媒体采访时就曾说,由于汽车产品涉及人身安全,且运行条件苛刻,车规级的零部件设计参数往往高于非车用领域,目前针对跨界零部件产品的车规级产品设计标准和检测方法尚不完善

拿动力电池来说,能量密度这几年提高得非常快,五年差不多翻一番。但是,电池安装在笔记本电脑上和汽车上的要求是完全不同的。车用电池要面对更加苛刻的使用环境(比如能抗得了漠河的低温,也耐得住三亚的暴晒),还要有更长的使用寿命(能用10到15年)。之前有汽车领域专家认为,车规级动力电池的严苛程度是传统电池的200倍以上。中国汽车工业协会原常务副会长兼秘书长董扬一年多前就公开呼吁“电动汽车用动力电池需要达到车规级”

动力电池是新一代汽车硬件的核心零部件,操作系统就是软件里的核心。如今,特斯拉、蔚来、小鹏、长安等车企有自己的操作系统,百度、谷歌这些互联网企业也在开发操作系统。但是,这些系统安不安全,符不符合要求,现在也没有一个明确的认证体系。

第三,汽车消费者权益保护和政府对汽车领域治理面临前所未有的挑战。一方面,智能化汽车将汽车企业由生产商变为“生产商+服务商”,但服务过程中消费者的隐私和数据权益有可能被侵犯。多位特斯拉事故车主都面临一个窘境:自己汽车产生的数据,自己不仅不掌握,而且无法决定数据的处理方式。最典型的例子就是,多位车主在遭遇事故后,发现行车记录仪都已被清空。这次特斯拉刹车失灵纷争,直到4月21日晚才由郑州郑东新区市场监管局责令特斯拉提供事故前30分钟行车数据。

但是,一辆智能汽车所产生的数据,是属于个人,还是服务商,谁有处置权?目前在法律上都是空白。

更麻烦的是,以后政府相关部门在汽车全生命周期治理中面临一系列挑战。举一个简单例子,一辆智能汽车软件系统短暂卡顿、死机酿成事故,但事故发生后系统恢复正常。以交警部门现有力量、手段很难现场对这种情况作出识别,只会是对驾驶员作出处罚。相信类似的事情会因为智能汽车的普及大量出现,但全球各国交警部门组织架构、人员配置显然是无法实现有效处理这种情况的。

所以说,特斯拉刹车失灵纠纷的重点,不仅在于特斯拉能不能刹得住,还在于汽车历史性大变革冲击下,未来该如何来发展、治理汽车社会。

本文来自微信公众号:吴教授来了(ID:gh_1ed8517640ec),作者:吴教授来了


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