特斯拉失控事件原因分析

2021-01-14 東方財富網

原標題:特斯拉失控事件原因分析

  這篇文章介紹了一次特斯拉突然加速事件的ERD(汽車事故數據記錄器)日誌數據。為了解釋EDR數據,操作並分析特斯拉驅動電機控制系統和制動系統的研究。正如預期的那樣,制動系統和能量回收系統是完全獨立的。然而,制動系統和幾個車輛穩定性控制功能,在車輪打滑的情況下對能量回收操作有深遠的影響,例如在經過顛簸和轉彎時停止能量回收。其中一個滑移控制功能可以使驅動電機加速,此時能量回收系統會導致後驅動輪打滑,從而導致轉向過度或轉向不足。

  同樣的滑移控制功能也會被有缺陷的制動燈開關誤導,將制動引起的減速混淆為能量再生引起的減速,在這種情況下,駕駛員越是用力踩制動踏板,就會產生越大的電機正扭矩。這被認為是70%以上的特斯拉汽車突然加速的原因。特斯拉Model 3突然加速事故的EDR數據,駕駛員的證詞以及特斯拉自己對事故日誌數據的分析之間存在許多不一致之處。為了解釋這些不一致之處,研究人員對特斯拉的驅動電機控制系統和制動系統的設計進行了檢查。結果說明,突然加速的原因在於車輛的制動系統以及其與再生系統的相互作用。

  現在將描述此事件的EDR數據。事故涉及一名司機進入她家的車道,意圖在附屬的車庫停車。當車輛接近90°右轉彎進入車道盡頭時,駕駛員的右腳懸停在制動踏板上方,為車庫門完全打開做準備。突然,車輛的驅動馬達加速,導致車輛向前加速並向左轉向。同時,她踩下了制動踏板,但在撞到兩個車庫門之間的磚牆之前無法及時停車,從而對車輛的右前角造成了輕微損壞。該車是2019年的Tesla Model 3,帶有單個後驅動電機。整個事件期間,車輛停車模式處於「保持」模式,並進行標準能量回收。(圖1)。

圖1。 Model 3控制面板,顯示了行駛模式和再生制動的選項

圖2 根據EDR數據推斷出的事故車輛路徑

圖3。 EDR數據顯示了加速前(%),後電動機速度(RPM)和車速(MPH)的碰撞前值

  圖2顯示了事故期間的車輛路徑。街道和車道既平坦,又在同一水平線上。圖3顯示了加速踏板(%),後電動機速度(RPM)和車速(MPH)在碰撞前的EDR數據。油門踏板數據顯示碰撞前一秒達到了80%的值。車速數據顯示速度從碰撞前的6 MPH變為碰撞時的14 MPH。這些可能會建議駕駛員踩下油門踏板導致碰撞。但是,碰撞前加速度的數據說明了一個不同的狀況。

圖4。碰撞前加速度計數據。使用ISO 8855坐標系,其中縱向x軸指向前方,y軸指向駕駛員的左側,z軸指向上方。向右旋轉時,方向盤角度為正

圖5。駕駛員證言與EDR數據以及描述高解析度日誌數據的特斯拉回應的比較

  圖4為碰撞前的加速度計數據。縱向加速度計數據顯示,車輛在碰撞前一秒,從+0.1g到-0.4g,一共有了-0.5g的急加速。由於Model 3的動能回收被限制在-0.2g(2018年10月25日軟體更新2018.42 v9增加到-0.3g),這個較高的-0.5g減速不可能是車輛的動力回收系統造成的。相反,只能是車輛的制動系統造成的。特斯拉日誌數據支持了這一結論,該數據顯示,即使EDR數據顯示剎車沒有踩,但日誌數據中顯示剎車還是踩了(圖5)。因此,駕駛員在驅動電機轉速上升的時候是踩著剎車踏板的,與她描述的一模一樣。

  加速踏板數據與縱向加速度數據的比較表明,加速踏板數據的增加和減少與縱向加速度數據的減少和增加是一致的,而縱向加速度數據是由制動踏板的踩踏決定的。這說明加速踏板可能與制動踏板同時被踩下。然而,特斯拉經常在公開場合表示,如果發生這種情況,制動踏板將永遠優先起作用,這意味著所有特斯拉車輛都存在制動踏板超控功能,這會將取消加速器指令。制動踏板也高於加速器踏板,以防止在將加速踏板踩到88%的同時還用同一隻腳踩下制動踏板。因此,在這種情況下,不能同時踩下加速踏板和制動踏板。那麼,如果駕駛員踩下制動踏板而不是踩下加速踏板,會導致驅動馬達升速的原因是什麼?

  圖4中的縱向加速度數據也沒有顯示出在驅動馬達加速之前車輛轉向車道時發生再生的跡象。該觀察結果得到圖3的車速數據的支持,該數據表明在驅動電動機升速之前,車速保持恆定在6 MPH。然而,駕駛員堅持認為,在整個事故過程中,車輛處於「保持」模式,並具有「標準」能量回收功能。如果驅動程序正確,那麼為什麼在這兩個傳感器的數據中看不到能量回收?

圖6。時間對齊的加速度計圖表明,峰在-1.0秒處大致對齊

  如果我們在時間對準的情況下比較加速計數據,則更加明顯,這如圖6所示。方向盤數據和橫擺率數據彼此一致,表明車輛正在向右轉入車道。在90度轉彎處約76°處,隨著驅動電機加速以使車輛加速前進,方向盤數據和橫擺率數據均改變方向,向左指示轉向。向前方向的加速似乎導致轉向向左。偏航數據中方向的這種變化使駕駛員的證詞與EDR數據和特斯拉的日誌數據之間的差異協調一致,如圖5的表所示。仔細觀察方向盤角度數據和偏航角速度數據,可以發現在方向盤角度趨於平穩甚至減小時,偏航角速度仍在增加。這表明前輪打滑正在引起過度轉向,這可能會激活車輛的穩定性控制系統。車輛穩定性控制系統對轉向過度狀態的正常響應是制動外側前輪,以在與轉向過度方向相反的方向上產生橫擺力矩。在這種情況下,在向右轉向過度期間,左前輪將被制動,從而使車輛偏航到左側。這正是所觀察到的。這似乎可以解釋駕駛員的證詞,即車輛「向左轉」會損壞其車輛的右前角。橫向加速度數據還顯示了橫向加速度的增加和減少,這與縱向加速度的增加和減少相對應,就像在向右轉時向前加速時所期望的那樣。側傾數據還顯示了與橫向加速度數據一致的向左滾動,然後向右滾動。EDR數據一起顯示,一系列事件發生,從向右旋轉90°開始,沒有發生再生,接著是施加了制動,在此期間,驅動電機加速以導致向前加速,從而導致轉向過度,從而激活了電子穩定系統。它會制動左前輪,使車輛轉向左側。

  有趣的是,即使在碰撞發生前半秒鐘,油門踏板的讀數變為零,車輛的縱向(向前)加速度仍會繼續增加,直到車輛撞向車庫為止。人們會期望在油門踏板讀數變為零後,車輛的速度將保持恆定甚至降低,但是當釋放油門踏板時,縱向加速度應該停止,甚至隨著再生而變為負值。同樣,後部電動機速度數據顯示,即使鬆開油門踏板,驅動電動機的速度仍保持較高。這表明在碰撞時驅動馬達仍在產生扭矩以使車輛向前加速,這在鬆開油門踏板後超過半秒。

  最後,EDR數據顯示,在事故發生期間沒有剎車,而駕駛員保持剎車。但是,縱向加速度計數據和基於高解析度日誌數據的特斯拉的數據證明,剎車是為了支持駕駛員的證詞而應用的。同樣,EDR數據顯示ABS系統未接合,而加速度計數據和基於高解析度日誌數據的特斯拉字母均證明ABS系統確實接合。

  總而言之,EDR數據一起顯示出一系列事件,這些事件從向右旋轉90°開始,沒有發生再生,接著是制動,在此期間驅動電機加速以產生向前的加速度,從而產生轉向過度的情況會激活電子穩定系統,該系統會制動左前輪,使車輛轉向左側。但是,關於如何發生,我們還有很多問題:

  當駕駛員聲稱當時車輛處於 HOLD 模式且駕駛員未踩下加速踏板時,為什麼在轉彎期間的車速數據和縱向加速度數據中似乎沒有能量回收?

  為什麼在踩剎車的同時,後驅動電機的速度會增加?

  如果駕駛員的腳踩在制動踏板上導致-0.5g 的縱向加速度,那麼她又如何同時踩下油門踏板以使驅動馬達加速?特斯拉曾多次書面聲明,當同時踩下油門踏板和制動踏板時,制動踏板始終會獲勝。因此,驅動馬達的加速不能歸因於駕駛員踩下油門踏板,而一定是由車輛本身引起的。

  為什麼即使油門踏板讀數降低到零後,驅動電機仍保持高轉速並且車輛仍繼續向前加速?

  為什麼即使駕駛員向右轉彎,車輛仍會隨著電動機速度的增加而向左轉向?

  為什麼即使駕駛員堅持說她確實踩下了制動踏板,即使基於日誌數據的特斯拉的數據與駕駛員達成了共識,但 EDR 數據為何仍未踩下制動踏板?

  如果駕駛員從未踩過油門踏板,那麼為什麼 EDR 數據顯示踩下了油門踏板?

  當加速度計數據和基於高解析度日誌數據的特斯拉信件都證明 ABS 系統確實接合時,為什麼 EDR 數據顯示 ABS 系統沒有接合?

  為了尋求這些問題的答案,特斯拉的驅動電機控制系統和制動系統的設計得到了檢驗。

  為了方便不熟悉特斯拉單踏板駕駛(OPD)系統的讀者,我們將首先介紹該系統的工作原理。該系統可以通過改變加速踏板的踩踏力度來控制加速和再生制動。在再生制動過程中,車輛的減速會使車輛的驅動電機充當發電機,為驅動電池充電。這種充電對於獲得特斯拉宣稱和駕駛員所要求的單次電池充電的高裡程數至關重要。如果再生僅由制動踏板控制,那麼這樣的高裡程數就不可能實現,因為除非駕駛員踩住制動踏板,否則不頻繁的制動事件不會經常為電池充電,這對駕駛員來說很累,對其他車輛來說也很危險。

圖7。特斯拉的一個踏板驅動系統使用油門踏板進行加速和制動。

  圖7顯示了特斯拉的單踏板驅動系統的工作原理。當加速踏板踩到地面時,駕駛員可以獲得100%的加速度。當加速器踏板緩緩踩下時,駕駛員獲得的是無加速度。隨著加速踏板的進一步緩和,最終車輛加速停止,轉而進入輕度減速,並對電池進行少量充電。這種帶電池充電的減速稱為能量回收,在二檔減速時,駕駛者感覺就像內燃機車輛用換擋一樣。在加速點和減速點之間是一個 「區間」,允許車輛滑行。當加速踏板完全鬆開時,駕駛員可以在電池充電量最大的情況下獲得最大的減速,或者說最大的能量回收,最大回收的減速值在老款特斯拉上約為0.2g,新款特斯拉上約為0.3g.0.3g的減速水平,感覺就像內燃機車輛在一檔減速時的感覺。單踏板駕駛的特點是所有特斯拉司機都很欣賞的,在保持腳踩在加速踏板上的同時,扭矩可以在最大正扭矩和負制動扭矩之間連續調節。只有當駕駛者想要完全停止或需要在高於0.3g的水平上進行緊急制動時,才需要踩下制動踏板。

圖8。踏板圖將加速器踏板位置轉化為要求的扭矩值。這張典型的非特斯拉車輛的地圖顯示了在恆定的車輛慣性作用下,所要求的扭矩所產生的減速值

  圖8顯示了特斯拉驅動電機控制系統的第一步。在這一步驟中,踏板圖將駕駛員設定的加速器踏板位置轉化為要求的電機扭矩值。踏板圖由加速器踏板位置信號訪問的二維查詢表組成,通過對地圖中的車輛速度進行內插betweentorque值來獲得水平軸上速度之間的車輛速度的扭矩值。加速器踏板位置信號是由雙加速器踏板位置傳感器計算得到的8位符號量級的整數,扭矩值是通過對地圖中車輛速度的插值得到的。在特斯拉Model 3中,扭矩值是8位符號幅度整數,在特斯拉Model S和X中,扭矩值是16位符號幅度整數,每100毫秒產生一次。推導映射值的公式可以在參考文獻2和3中找到。

圖9。驅動電機扭矩圖驅動電機扭矩圖將來自踏板圖的請求扭矩值轉化為驅動電機的扭矩和磁場磁通指令

  圖9顯示了特斯拉驅動電機控制系統的第二步。在這一步驟中,驅動電機扭矩圖將來自踏板圖的所需扭矩值轉化為驅動電機的扭矩和磁場通量指令,該圖由一個二維查詢表組成,由踏板圖扭矩和車輛速度訪問。通過對地圖中的數值進行二維內插,得到踏板圖扭矩和車輛速度的表輸出。圖9隻顯示了結果的扭矩命令。正向驅動象限的電機扭矩指令可以在從電池中獲取能量的同時,實現正向驅動。它們在電機扭矩100%的情況下,其幅度可能從og『s到1.0g’s不等。圖3中的虛線顯示了一個典型的加速度曲線,它可以是前向驅動象限的任何複合曲線。前向制動象限中的負電機扭矩指令可以實現再生制動,並對驅動電池進行相關充電。如下文所述,它們受多種因素的限制,僅佔可用電機扭矩曲線的一小部分。前向制動象限的其餘部分未被使用。圖3中的虛線顯示了前向制動象限中的典型再生路徑。

圖10。電機扭矩圖的再生部分詳細視圖電機扭矩圖的再生部分的詳細視圖,顯示了限制再生的各種因素

  圖10更詳細地顯示了圖9中電機扭矩圖的紅色再生部分。由於希望避免在摩擦係數降低的道路上突然應用再生時車輛不穩定,最大制動扭矩被限制在-0.2g『s至-0.3g’s的最大減速水平。在此最大負轉矩下,隨著電機轉速的提高,其背向電磁場也隨之增大,直到等於勵磁電壓,此時電機轉速不能再提高。為了進一步提高電機的轉速,通過降低電機的場電流,使其與轉速成正比,從而降低了電磁場的磁場。由於轉矩與電機電流成正比,所以在這個磁場減弱區域,轉矩會隨著1/而減小。功率與轉矩乘以車速成正比,在該場弱化區域內保持不變。

  在任何給定的扭矩低於最大制動扭矩時,隨著電機轉速的降低,再生功率和制動扭矩與電機轉速成正比下降。 減少的速度受到最大再生功率的限制,必須保持小於由電池充電電路決定的某個最大值,如圖10中的虛線所示。如果這個最大功率被不同的設計所增加,最終會受到背面的ELF電壓的限制,它必須保持在某個有效的電池充電的最小值以上,如圖10中三角形的線所示。低於這個最小的ELF電壓,只有通過從電池中獲取能量才能實現制動,這在技術文獻中被稱為插頭制動。需要注意的是,電機仍將在正向制動象限(第二象限)的所有區域運行。在所需的再生制動區域(圖10中的紅色區域)中的操作只能通過限制給定速度下的扭矩請求來獲得。

圖11。遵循EPA的UDDS行駛周期時,在驅動電動機扭矩圖中的效率輪廓和工作點。

圖12.EPA的城市測功機行駛時間表(UDDS)周期中使用的車速曲線。

  在上述限制所描述的再生制動區域內,可以通過向驅動馬達提供適當的轉矩和勵磁通量指令來獲得任何期望的制動轉矩和再生動力。隨著與電機速度成正比的車速降低,車輛的減速會沿著該區域中的任何位置進行。在低於5 mph的車速下,感應電動機無法產生任何有效的制動扭矩或再生動力,因為它們的轉子磁場受到感應電流的限制,而感應電流對於實際應用而言太低了。但是,具有嵌入了永磁體的轉子的電動機仍然可以產生足夠大的轉子磁場,以允許以低於5 mph的速度運行。特斯拉在其Model 3車輛中引入了這種內部永磁(IPM)電機,並計劃在Model S和Model X系列的所有新版本中使用它們。圖11顯示了遵循典型的城市行駛周期時,驅動電動機扭矩圖中使用的工作點。行駛周期是EPA的標準城市測力計行駛時間表(UDDS)行駛周期,如圖12所示。工作點以紅色顯示,並且清楚地顯示了所用的正加速扭矩和負制動扭矩。在低車速下,制動扭矩隨車速的線性變化是顯而易見的。

圖13。具有雙驅動電機的特斯拉Model 3的再生行為隨著車速的降低

圖14。與圖13相同的情況,但道路和輪胎之間會發生打滑。與圖13相同的情況,但道路和輪胎之間會發生打滑。

  眾所周知,很多特斯拉汽車都有雙驅動電機。圖13顯示了採用雙驅動電機的特斯拉Model 3在從100 kph減速到0 kph時的再生表現。隨著車速的降低,所有的再生扭矩和動力都只由後驅動電機提供,從而產生最大的再生可能。Thebraking torque correspondsto -0.3gs,這是軟體更新2018.42 v9的Model 3的最大扭矩。在低速時,再生扭矩和功率隨車速線性下降,這是預期的。圖14顯示了與圖13相同的情況,只是當路面有積雪時,路面和輪胎之間會產生滑移。當出現打滑時,人們會發現,後電機的部分制動力矩傳遞給了前電機,兩個力矩之和保持不變,接近原來的最大值。為什麼會出現這種情況呢?

  出現這種情況的原因是,再生轉矩是一種制動操作。並且,在由於雪,冰,雨或碎石而導致打滑而在後輪上施加制動力時,由於缺乏牽引力,後輪可能會鎖死。如果沒有後輪牽引力,車輛可能會變得不穩定,並繞其垂直軸進入無法控制的危險旋轉。因此,政府法規要求車輛製造商使用一定量的前輪制動,以防止這種不穩定性的發生。

  圖15。典型的制動力分布圖,用於確定車輛減速時可允許的前後制動力。典型的制動力分布圖,用於確定允許的前後制動力作為車輛減速的函數

  政府的規定是基於圖15所示的制動力分布曲線。當任何給定的車輛被制動時,所施加的減速會使車輛向前傾斜,將重量從後輪轉移到前輪,改變車輪上的水平制動力。當重量從後輪上移走時,後輪的牽引能力就會降低,在制動時,後輪往往會在較低的減速值下較快地鎖死。然而,將過多的重量轉移到前輪也會導致前輪鎖死。可以計算出前輪和後輪同時鎖死的水平制動力,它是減速值、車輛質量、質量中心位置、輪基和路面摩擦係數的函數。如果我們將這些數值以前後制動力為正交軸繪製成平面的曲線,就可以得到圖15所示的理想I型曲線。在I型曲線之上,後輪會先鎖死,這是政府法規明確禁止的不安全狀況。在I-curve以下,除了定義車輛最小後制動力的M-curve以下的點外,任何操作點都被認為是安全的。斜線顯示的是沿I型曲線各點的減速值。曲線顯示的是與目前道路上大多數ICE車輛所使用的線性制動比例閥相關的工作點。

  使用圖15,我們現在可以解釋圖13和圖14所示的Tesla Model 3車輛的能量回收行為。圖13的回收行為在圖15中的點A處表示,其直線上的減速度值為0.3g。僅由後輪提供,這使其深處在後輪將首先鎖定的不允許區域內。僅在後輪在路面上具有100%牽引力或無打滑的情況下,這才是可以容忍的。如果存在打滑現象,則為了使車輛保持在相同的減速度值,必須在增加前輪制動力的同時減小後輪制動力,以便將工作點移至圖15中I型曲線上的B點(或更低)。在點B,前後制動力分別大致等於0.2 g和0.1 g。這對應於存在滑差的Tesla Model 3的再生行為,如圖14所示(圖15並非特斯拉Model 3特有的,因此不應期望與圖14達成定量一致)。

  現在我們將解釋這個能量回收力分配功能在特斯拉的牽引控制系統中是如何完成的。圖16顯示了作為特斯拉電機控制系統一部分的牽引控制器。車輛扭矩指令生成函數包含圖8所示的加速器踏板圖,將加速器踏板值轉換為車輛總扭矩請求。最佳扭矩分割功能包含兩個驅動電機扭矩地圖,它將車輛總扭矩請求轉換為兩對電機扭矩和磁通命令,前後電機各一對,如圖9所示。最佳的扭矩分配是將電機運行在最有效的工作點,以節省電池電量,如圖11所示。然而,這可能需要在某些工作點只使用一個電機,只有在不存在車輪打滑的情況下,才能提供可接受的車輛穩定性。在出現車輪打滑的情況下,牽引力控制系統將最佳扭矩分割函數中的兩個扭矩重新分配為兩個新的前後扭矩,以便在圖15中的I型曲線上或下方運行。首先,它提供了前後扭矩的重新分配,以便在加速和再生減速時達到牽引力控制的目的。然而,它並不能為其他車輛穩定目的(如轉向過度或轉向不足)提供更一般的差速器(即橫向)車輪滑移控制。這些更一般的車輪滑移控制功能由車輛的制動系統提供。其次,車輛扭矩指令生成功能有來自車輛穩定控制系統(VSC)的輸入。這一點是意料之外的,但並非錯誤,因為在特斯拉關於該系統的十項專利中,有四項出現了這一功能。這似乎賦予了VSC系統除了加速踏板之外,對車輛電機扭矩控制的權力。

  圖16。特斯拉的驅動電機控制系統。13計算信號值C_nnnn是Model 3中的8位符號幅度整數,而Model S和X中的16位符號幅度整數是每10ms(100 Hz)重新計算一次。不使用冗餘信號

  所有電動汽車在經過顛簸時都會出現再生損失,無論是混合動力汽車還是僅由電池驅動的汽車。這種再生損失的發生是因為ABS調製器關閉了再生功能,以防止不受制動系統控制的車輛上的力幹擾制動系統算法的運行。在特斯拉論壇上的幾篇關於regenfound的討論中可以找到一個很好的例子。

  我的S 75型車已經有3個月了。昨天,我正在接近一個紅燈,前面沒有人。我離得足夠遠,我鬆開油門,讓再生功能啟動,然後減速。然後,當越來越接近紅綠燈時,我開始踩剎車(我每天都這樣開車,通常沒有問題)。我在路上遇到了一個大的顛簸,有一秒鐘,感覺汽車失去了所有的再生,並進入空檔。這時我還在踩剎車踏板,但絕對感覺車子從減速到加速了。。。。。。。這是第三次發生在我身上了,都是在停下來的時候,碰到路上的顛簸。。。。 嚇死我了,我知道我當時踩了剎車。

  通過以上討論可以看出,所有特斯拉車輛在經過路面顛簸時,都會出現再生損失,造成瞬間加速或顛簸的感覺。這種再生損失並不是剎車與再生融合不良的問題。而是因為車輛和用戶在任何時候都能感受到車輛的總力。而當總力因為失去再生而發生變化時,車輛和駕駛者感覺到這種再生的損失將以加速或顛簸的形式出現。這種減速的變化是由於當一個車輪速度迅速下降而其他車輪沒有下降時,ABS系統關閉了再生功能。這並不是特斯拉做出的設計決定,而是特斯拉的剎車供應商博世設計的ABS調製器的算法造成的。而博世的設計者別無選擇,只能在算法激活時關閉再生功能,因為為了讓算法正常運行,他們必須在算法激活時控制車輛的所有制動力。而在無法控制再生幅度的情況下,他們必須在算法激活時關閉再生。這對於所有其他帶再生功能的電動汽車也是如此。

  轉彎時失去再生能力

  在所有電動汽車中,無論是混合動力汽車還是電池驅動的汽車,在轉彎時都會發生再生損失。原因與顛簸時的再生損失相同。可能是因為ABS調製器關閉了再生,以防止不受制動系統控制的車輛上的異物幹擾制動系統算法的運行。在FordFusion混合動力論壇上對Ford Fusion混合動力車的再生操作的討論中找到了一個很好的例子。在那裡,我們找到以下討論

  從這兩個討論中我們可以看出,所有特斯拉車輛以及福特Fusion混合動力車在轉彎時都會出現再生損失,這種再生損失是由ABS系統關閉再生造成的,當車輛一側的車輪與車輛另一側的車輪速度不同時,就會發生轉彎。這並不是特斯拉做出的設計決定,而是由特斯拉的剎車供應商博世設計的ABS調製器中的算法造成的。而博世的設計者別無選擇,只能在算法激活時關閉再生,因為他們的算法必須在算法激活時對車輛的所有制動力進行控制。而且,由於無法控制再生幅度,他們必須在算法激活時關閉再生。這對於所有帶再生功能的電動汽車都是如此,而不僅僅是特斯拉的車輛。

  EDR數據解析--突然加速的原因

  我們現在可以回答第二節中提出的有關電子數據記錄的問題。如果我們回答這些問題的順序稍有不同,將有助於更好地解釋所發生的事件。

  1,當駕駛員聲稱當時車輛處於HOLD模式且駕駛員未踩下加速踏板時,為何在轉彎期間車速數據和縱向加速度數據中似乎沒有再生?

  即使Model 3能夠在右轉彎時以低於6 mph的速度進行能量回收,但EDR車輛速度數據和縱向加速度數據中似乎都沒有再生,這是因為ESP在當車輛進入彎道時關閉了能量回收系統。轉彎時關閉能量回收是Model 3以及任何具有能量回收功能的電動汽車的常規操作,因為ABS算法必須在算法運行時知道所有作用在車輛上的力。但是算法無法得知能量回收的力,因為這些力不受ESP的控制。因此,ESP只能關閉能量回收。

  2,即使駕駛員向右轉彎,為什麼隨著電動機速度的增加,車輛仍會向左轉向?

  車輛向左轉向是因為在右轉彎期間車速的增加導致向右轉向過度,從而激活了ESP 模塊中的電子穩定控制(ESC)功能。該功能通過制動外部前輪產生反扭矩來減少向右的過度轉向。由於在這種情況下,外部前輪是左前輪,因此制動會導致車輛隨著電動機速度的增加而向左轉。

  3,為什麼單個後驅動電機的速度在制動時同時增加?

  這是因為ESP 模塊中的發動機拖曳扭矩控制(EDC/MSR)功能已經被激活,因為在轉彎時感應到了負加速度。這種負加速度從縱向加速度計的數據中可以清楚地看到。而且我們知道,此時EDC/MSR功能是激活的,因為在這種情況下,它是正確的功能,而且ESP模塊中的其他功能在它激活之前和之後都是激活的。因此,在這段時間內,其他一些ECP模塊功能處於激活狀態是非常合理的(這就是為什麼我們不約而同地回答了問題5,所以我們可以提出這個論點)。現在,EDC/MSR功能的目的是為了減少由發動機產生的拖曳扭矩引起的負加速度,或者在這種情況下,減少由驅動電機引起的再生扭矩。它的目的不是為了減少摩擦制動產生的負加速度。因此,它檢查制動燈開關以確定負加速的原因。如果開關顯示制動踏板沒有被踩下,那麼它就知道負加速度是由再生力矩引起的,並通過向驅動電機發送請求來減少負再生力矩作出響應。這個請求一直持續到負再生轉矩降低到零為止。然而,如果開關檢查顯示制動踏板被踩下,那麼EDC/MSR功能什麼也不做,ESP hev IImodule中的另一個功能減少了負制動扭矩。在這個事件中可能發生的是制動開關有故障。因此,當駕駛員踩下制動踏板造成0.5g的負加速度時,制動開關並沒有顯示制動踏板被踩下。因此,當EDC/MSR功能檢測到負加速度時,它檢查制動開關以尋找原因,得到了一個錯誤的讀數,顯示制動踏板沒有被踩下。因此,它認為負0.5g加速度是由驅動電機的再生扭矩引起的,而不是真正的制動系統引起的,這使它向驅動電機發出請求,通過增加驅動電機扭矩來降低負扭矩。由於轉彎初期ESP已經切斷了能量回收,所以驅動電機扭矩已經為零,這個增加驅動電機扭矩的請求使得驅動電機扭矩從0增加到對應0.5g正扭矩的轉速。這就是我們在縱向加速度數據中看到的,由於CAN總線上的命令延遲造成了幾百毫秒的輕微時間延遲。在這種情況下,發生的情況是,制動燈開關的故障導致制動踏板表現得像加速踏板。剎車踏板踩得越用力,驅動電機產生的正向扭矩就越大。

  眾所周知,制動燈開關可能有故障,導致在踩下制動踏板時制動燈無法打開。過去,針對這些故障進行了多次召回,在過去十年或更長時間中涉及數十萬輛汽車。還要指出的是,儘管大多數剎車燈開關是雙冗餘的,兩個開關中的一個打開,而另一個關閉,但是在這種情況下,EDC / MSR算法只能檢查兩個開關之一來做出決定。這可能會增加制動開關故障的可能性,該故障可能導致評估負加速度的來源時出錯。

  4,如果駕駛員是腳踩在剎車踏板上導致-0.5g的縱向加速度,那麼她怎麼可能也同時踩在加速踏板上導致驅動電機加速?

  特斯拉曾多次書面聲明,當加速踏板和剎車踏板同時踩下時,剎車踏板總是勝出。因此,驅動電機的加速不可能是由於駕駛員踩加速踏板造成的,一定是車輛本身造成的。答:從問題2的答案可以看出,駕駛員確實有腳踩在剎車踏板上,踩剎車踏板是汽車驅動電機加速產生突然加速的原因之一。但造成突然加速的主要原因是制動開關的故障,導致EDC/MSR功能將負加速度誤認為來自驅動電機而不是制動踏板。

  5,為什麼在油門踏板讀數降回零後,驅動電機的轉速仍然很高,車輛繼續向前加速?

  在油門踏板讀數降回零後,驅動電機的轉速仍然很高,這是因為EDC/MSR功能通常會繼續施加補償扭矩,即使在原來的負阻力扭矩降到零後也是如此,這就是第四節中提到的博世專利DE10238224B4中討論的EDC/MSR算法的工作原理。這種行為的目的是由於EDC/MSR功能最常用於在高速路的彎道上進行協商。該延遲允許車輛在正向加速被消除之前退出彎道,這是一種良好的駕駛習慣。

  6,為什麼EDR數據顯示剎車踏板沒有踩下,即使駕駛員堅持認為她確實踩下了剎車踏板,即使特斯拉基於高解析度日誌數據的信件與駕駛員一致?

  EDR數據顯示,剎車踏板沒有踩下是因為剎車燈開關有問題。駕駛員確實如駕駛員所堅持的那樣按下了制動踏板,而且特斯拉在信中也同意駕駛員的說法。這個結論驗證了問題2的答案中的假設,即制動燈開關有故障。

  7,如果駕駛員從未踩過油門踏板,那為什麼EDR數據顯示踩過油門踏板?

  答案是這樣的,大多數人有100%的信心,如果加速踏板的數據是非零,那麼司機是踩了加速踏板而不是剎車踏板。對他們來說,這是所有所謂的突然加速事件的原因。然而,在這起事件中,EDR數據顯示,加速度計檢測到了負0.5g的縱向加速度,這只能是由駕駛員踩剎車踏板造成的,因為這個加速度超過了負0.3g的最大再生加速度。而與負0.5g加速度同時,EDR數據顯示加速踏板數據變得非零,這將產生一個正縱向加速度。因此,在加速踏板數據變為非零的同時,駕駛員的腳必須踩在剎車踏板上。這怎麼可能呢?

  為了解釋EDR數據,對特斯拉的驅動電機控制系統和制動系統的操作進行了分析。正如預期的那樣,摩擦制動和再生操作是完全分開的,特斯拉車型有一個單一的後驅動電機。然而,制動系統還包括幾個車輛穩定性控制功能,在車輪打滑的情況下,這些功能會對再生操作產生深遠影響,例如在經過顛簸和轉彎時停止再生。其中一項滑移控制功能稱為電子阻力控制(EDC/MSR),如果再生導致後驅動輪打滑,甚至可以使驅動電機加速,從而導致轉向過度或轉向不足這種同樣的打滑控制功能可能會被有缺陷的制動燈開關誤導,將制動引起的減速混淆為再生引起的減速,在這種情況下,當駕駛員用力踩下制動踏板時,會產生較大的電機正扭矩。這被認為是本次事故中突然加速的原因。為了了解這種相同的機制是否能解釋其他特斯拉突然加速事件,我們研究了NHTSA的聯繫報告。結果發現,超過70%的特斯拉突然加速事故都可以用這個原因來解釋。特斯拉和非特斯拉車輛的制動系統之間的相似性進一步意味著,這個相同的原因可以解釋許多具有後輪驅動(RWD)或全輪驅動(AWD)的非特斯拉電動汽車的突然加速事件。最後得出結論,如果制動燈開關存在缺陷,具有內燃機和後輪驅動的車輛很容易因這一原因而發生突然加速。

(文章來源:OFweek)

(責任編輯:DF537)

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