本文作者目前從事國內(nèi)自主電助力，ESC開發(fā)，底盤域控方面工作，今天上班劃了半天水，寫了這篇帖子，應(yīng)該可以對這個問題有一點(diǎn)專業(yè)解答，友情提示本文分成5個Part，大約2700字，關(guān)注結(jié)論的可以直接看黑體字。
Tesla碰撞前運(yùn)動數(shù)據(jù)
首先這是Tesla在事故發(fā)生前的數(shù)據(jù)，各大網(wǎng)站都有轉(zhuǎn)發(fā)了
雖然這份數(shù)據(jù)存在諸多問題被吐槽，例如數(shù)據(jù)采樣頻率嚴(yán)重不足，關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失（駕駛員踩制動踏板行程等），但是仍然可以從中找到很多本次事故發(fā)生的原因
使用6:14:22.35秒作為本次事故的起始時間，車輛在6:14:27.65秒發(fā)生了碰撞，整個事故持續(xù)時間共計(jì)5.3秒。在同一張圖內(nèi)畫出速度v和減速度a隨時間的關(guān)系，由于關(guān)鍵的減速度在日志中未發(fā)送，使用dv/dt來計(jì)算每兩個速度采樣點(diǎn)之間的平均減速度，得到了這次事故的車速與減速度曲線：
事故還原：整個5.3秒的事故過程中，第0.8秒時，駕駛員踩下制動踏板，車輛開始減速；在前3.5秒內(nèi)，制動減速度上升，車速一直保持下降；在3.5秒時，車速下降到約85kph，此時車輛減速度約0.55g，然后前后軸ABS均被激活；0.5秒后，車速為75kph時，AEB被激活，此時車輛減速度約0.62g；又在1.2秒之后，車輛發(fā)生碰撞，碰撞時速約48kph，碰撞前車輛瞬時減速度約為0.7g，整個制動過程的平均減速度約為0.4g，ABS觸發(fā)后的平均減速度約為0.57g。
同時Tesla也上傳了主缸壓力信號，我們也畫出了主缸壓力與對應(yīng)的減速度曲線（這對后續(xù)基礎(chǔ)制動的分析非常重要）
Tesla Model3基礎(chǔ)制動計(jì)算
Tesla Model3的基礎(chǔ)制動采用了前輪固定卡鉗*2，后輪浮動卡鉗的設(shè)計(jì)，卡鉗參數(shù)如下：
前卡鉗：2*D42，有效制動半徑133.8mm，后卡鉗：D43，有效制動半徑142.5mm，前后剎車片的摩擦系數(shù)0.38。
Tesla Model3在空載和滿載時，質(zhì)量在1600kg至2100kg之間，前軸與后軸的載荷比約保持在0.82，本次事故的計(jì)算中，取前軸質(zhì)量820kg，后軸質(zhì)量1000kg。Model3的車輪半徑335mm，軸距2875mm。最后，Tesla Models采用的是博世公司提供的ibooster Gen2電子助力器，這是一個非解耦式的電子助力器，通過解析駕駛員踩下踏板的制動行程，來驅(qū)動ibooster內(nèi)部電機(jī)給主缸加壓。
當(dāng)Model3主缸壓力為P時，可以建立起來的整車減速度為
將主缸壓力P的單位改寫成bar，則a=0.144P，當(dāng)在正常高附著系數(shù)路面前后軸均抱死時，a=10m/s2，此時主缸壓力約為69.4bar
在實(shí)際的駕駛過程中，Tesla Model3在60bar附近觸發(fā)了前后軸ABS，這個主缸壓力值與Model3基礎(chǔ)制動的設(shè)計(jì)值也是基本相吻合的，但在前后軸同時觸發(fā)ABS的時候，我們注意到最關(guān)乎核心安全的車輛減速度卻嚴(yán)重不足，大約只有0.55g，此后ABS持續(xù)工作直到碰撞發(fā)生，但是車輛的減速度也持續(xù)嚴(yán)重低于良好路面條件下ABS功能觸發(fā)時整車應(yīng)當(dāng)具備的減速度（正常車輛通常可以達(dá)到0.9~1.1g），最終導(dǎo)致了碰撞的發(fā)生。分析到這里基本可以排除本次事故是車輛制動助力失效所導(dǎo)致的，在駕駛員和電子助力器ibooster提供了充分大的主缸壓力之后，整車也觸發(fā)了ABS，但是減速度仍然不足，問題可能主要來源于電子助力器的后端。
ABS功能與踏板變硬
在本次事故和其他多次Tesla用戶抱怨的事故中，都出現(xiàn)了踏板變硬踩不下去這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的來源是ibooster與ESC在ABS工況下共同導(dǎo)致的。其中ABS功能是通過ESC進(jìn)行電磁閥的調(diào)制來實(shí)現(xiàn)的，首先來看ibooster+ESC的原理圖
ibooster建立起來的壓力，通過TMC的兩個通道入口對ESC加壓，正常制動情況下ESC不會工作，高壓制動液直接通過電磁閥進(jìn)入輪缸進(jìn)行制動，而當(dāng)ABS觸發(fā)后，ESC會關(guān)閉ibooster的進(jìn)液閥，在極端情況下，ESC的電機(jī)還會把液體抽回ibooster主缸。在此過程中，會出現(xiàn)ibooster主缸異常高壓的情況（類似本次制動后期主缸壓力達(dá)到了140bar）。同時，由于主缸的壓力非常大，ibooster電機(jī)無法繼續(xù)推動主缸，并且ibooster是一個非解耦的助力器，所以與ibooster電機(jī)剛性連接的駕駛員制動踏板和推桿也會出現(xiàn)無法推動，即踏板變硬的現(xiàn)象。在博世對ibooster的軟件架構(gòu)VDA360中，對此提出了一系列軟件模塊功能劃分，Tesla Model3有沒有對ibooster和ESC的軟件進(jìn)行大規(guī)模重改，目前不得而知。
AEB介入與結(jié)果
本次制動過程中，觸發(fā)了AEB信號，那么AEB在本次事故中起到了什么作用呢？可以看到，在第4秒時觸發(fā)AEB信號，車輛速度為75kph=20.83m/s，在碰撞發(fā)生的第5.3秒時，車輛速度為48kph=13.33m/s，可以估算出，AEB觸發(fā)時，距離事故點(diǎn)的距離約為0.5*(20.83+13.33)*1.3=22.2m，按照通常的AEB觸發(fā)要求，這個警報(bào)發(fā)出的時候，距離前車距離已經(jīng)過近了，假設(shè)在觸發(fā)AEB后始終以0.9g減速度直至靜止，制動距離也需要24.1m，換句話說，按照Tesla AEB觸發(fā)的時間點(diǎn)和前車距離，即使制動性能完好，碰撞也是不可避免的，這一部分主要是ADAS攝像頭算法的問題，和本次制動力不足分析關(guān)聯(lián)不大。
目前L4和L5遠(yuǎn)未普及，普遍的共識是駕駛員請求的優(yōu)先級要優(yōu)于ADAS行車電腦的優(yōu)先級，因此大部分OEM的AEB邏輯觸發(fā)是有門檻的，在駕駛員一定強(qiáng)度的制動壓力請求下，AEB功能是不會被激活的。在本次制動過程中，ABS已被激活的前提下，整車減速度已達(dá)到最大值，無論Tesla的邏輯是人優(yōu)先還是行車電腦優(yōu)先，AEB的激活都不會進(jìn)一步提高整車的減速度，進(jìn)而對整車縮短制動距離有改善行為。
另外AEB激活后，對AEB的功能檢測在ENCAP，CNCAP中都有對應(yīng)的要求，不同的時速下觸發(fā)AEB后，對車速的降低值有具體的測試標(biāo)準(zhǔn)，通常的要求是1秒鐘之內(nèi)車速的相對下降值達(dá)到40kph或者45kph，本次AEB觸發(fā)后直到碰撞的1.3秒內(nèi)，車速的下降值僅有37kph，這是一個很糟糕的AEB效果。
事故責(zé)任分析與小結(jié)
本次事故的原因是多方面的，在觸發(fā)ABS的瞬間，車輛距離前車的距離約33m，此時車速85kph，即使ABS正常工作，這也是一個相對來說比較短的制動距離了，車主對車速和前車的預(yù)判存在一定的高估。
Tesla Model3的問題則更加明顯，最核心的安全失效問題來自于主缸壓力，ABS，減速度三者數(shù)據(jù)之間存在相互矛盾，其中主缸壓力和ABS信號比較一致，但是與車輛車速或者減速度的偏差非常明顯，我們把主缸壓力按照基礎(chǔ)制動數(shù)據(jù)對應(yīng)換算成整車減速度后，額外再加上0.1g能量回收的減速度，與車輛的實(shí)測減速度進(jìn)行對比，可以得到本次分析最關(guān)鍵的一張圖：
可以看出，在制動前2.5s內(nèi)，兩者的一致性是很好的，整車的減速度能夠體現(xiàn)駕駛員的制動請求（主缸壓力），在2.5秒之后，主缸壓力迅速上升，而整車的減速度則被限制在了一個很低的上升幅度內(nèi)，最終在ABS觸發(fā)后最關(guān)鍵的1.8秒時間內(nèi)，駕駛員和ibooster已經(jīng)提供了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過車輛最大減速度所需要的制動壓力，但Tesla的ABS對外輸出了一個峰值甚至還達(dá)不到常規(guī)ABS觸發(fā)門檻的減速度，最終導(dǎo)致了碰撞的發(fā)生。目前而言，并未發(fā)現(xiàn)任何當(dāng)時路面客觀條件的異常現(xiàn)象。考慮到Tesla大規(guī)模重新改寫了博世關(guān)于ibooster和ESC的底層和上層控制軟件算法，這一部分的軟件，尤其是ABS控制，電磁閥控制，ESC與ibooster和驅(qū)動電機(jī)能量回收交互之間的控制算法，恐怕要牢牢背上本次事故最大的鍋。
本文經(jīng)汽車電子與軟件授權(quán)轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系出處
文 | Tifosi
關(guān)注敲黑板（ID：qiaoheiban8）
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