元芳也迷茫 浙江定速巡航事件技术剖析(全文-图)
元芳也迷茫 浙江定速巡航事件技术剖析(全文)网易汽车 11.12.2012
现在的媒体报道经常有N个版本,这段时间的定速巡航事件就是如此。定速巡航很神秘么?它为啥会出现问题?看网易汽车和专家一同来剖析这个炒到快爆了的定速巡航事件。
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12月3日,浙江卫视报道:
11月19日,浙江的马先生正驾驶一辆价值20万元的进口车在高速公路上行驶,车辆采用了定速巡航,车速大概在125码左右。当准备在临平出口出高速时,驾驶者突然发现自己不管怎么操作,车辆都没有反应,也无法减速。最后车主报警之后,在警方组织上,车辆撞到前方的大货车而停下。
12月4日,上海东方卫视报道:
据警方介绍,11月19日18时10分许,金山公安分局接嘉兴高速交警消息,浙江往上海方向一辆开启了定速巡航的轿车刹车失灵。金山交警接报后,与沈海高速检查站联系,将高速收费栏杆收起,开辟绿色通道,18时40分许,失控车辆顺利通过沈海站。与此同时,金山警方联系消防车、救护车待命,并派出三辆警车护送失控车辆。在遭遇堵车后,驾驶员采取措施自救,在拉起手刹,车辆与隔离带碰擦后才停下来,幸运的是,驾驶员除了受惊吓外没有受伤。
相比最初的报道,后期的报道在很多细节上都存在不小的差异:
一、车辆行驶的时间和速度有差别,首先速度上有差别(最开始是125公里/小时,后来变成了120公里/小时左右),而时间则差了半个小时(由一个半小时缩短为一个小时左右);
二、后期报道的是车主拉手刹失控撞到护栏而停下,而不是前期报道的组织大货车拦截,撞停车辆。
对于这次事件,媒体前后的报道不一,官方也没有对于最终的原因和车辆的技术状况做一个初步的结论。下面我们就从技术的角度,来对可能出现故障的各个环节逐一分说。
* 声明:下文我们只是针对目前所掌握的事件信息和通用的汽车技术,做一个大致的分析,并非结论性结果,最终的结果还是有待权威机构的技术鉴定。
定速巡航为何不能解除?
可能故障点:定速巡航手柄、线束、ECU
定速巡航系统实际上就是通过驾驶者设定固定的速度,然后电子系统实现车辆恒速行驶的功能,从而降低驾驶者的疲劳强度。定速巡航功能实际上无论是机械式节气门(拉线油门),还是电子式节气门(电子油门),无论是手动挡还是自动挡,在技术上都可以实现。
对于现在更为普遍的电子油门车型来说,电控单元采集加速踏板位置、发动机转速等信号,精确控制节气门开度,这让得定速巡航十分容易实现。对于自动车型而言,定速巡航系统可以调节发动机转速(控制节气门开度、喷油时间、点火提前角等)和变速器挡位来实现恒速行驶,而手动挡车型则在相应挡位下根据行车阻力调节节气门开度,实现定速行驶。
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定速巡航事件技术剖析
定速巡航实际上是集成在发动机电控系统(ECU)中的一个子系统,因此它的解除通过多个系统给ECU信号都可以实现,首先是制动系统给制动信号,定速巡航就会暂时关闭,如果速度低于一个数值(不同车型有所差异,一般为30-40公里/小时),该功能就会安全关闭;另外,如果将定速巡航开关置于OFF(关闭)或者CANCEL(取消)位置,也可以关闭定速巡航功能;此外,变速器挡把置于D/M/S/3/2之外的挡位(如P、N、R、1、L等)时,通常车型设定下,定速巡航也会关闭;最后关闭此项功能还有一招,就是车辆熄火,从而彻底关闭此项功能。
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定速巡航事件技术剖析
根据目前报道的描述,驾驶者曾经尝试过定速巡航开关,那么故障可能出现在定速巡航手柄和ECU上面(线束出问题的几率较小,但是也不能完全排除)。那么其他几项也失效的原因又可能在哪里呢?
制动为何无效?
可能故障点:制动液压系统、ECU
单就定速巡航与刹车系统的关系来说,制动位置传感器失效也会导致定速巡航无法解除,但是刹车系统本身会有减速效果,所以基本可以排除传感器的故障。目前市面车型通常均为真空助力液压制动,如果因为车辆故障,丧失真空助力,刹车将变得十分困难,但至少对于乘用车来说,也非一点作用不起。如果是刹车液压系统失效(比如刹车液泄漏导致管路失压),那么才会导致刹车完全没有效果。
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定速巡航事件技术剖析
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定速巡航事件技术剖析
在此前的丰田北美“刹车门事件”之后,尽管美国官方机构证实事故与车辆本身机械性能无关,丰田还是在旗下车型广泛装备了“刹车优先”系统,换句话来说,对于ECU来说,刹车系统的信号的优先级会高于其他系统。
应该说,刹车优先的效果是比较明显的,笔者就曾经遇到过某自主车型因为刹车开关接触问题,自行启动刹车优先的情况,此时发动机断油,车辆基本丧失动力,虽然油门踏板基本完全踩下,且并未踩刹车,刹车系统实际上没有工作,但是车辆依然明显减速。从刹车优先的角度来看,刨除传感器的故障,那么故障点也有可能出现在ECU上面。
此次定速巡航事件涉及到的车型并没有采用电子手刹,而是采用机械式驻车制动(普通拉线手刹),它作用于后轮,为纯机械装置。所以这个成为了当事人的最后“救命稻草”,根据事件当事人描述,他在最后拉动手刹,导致后轮抱死失控,车辆撞到护栏而停止。
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定速巡航事件技术剖析
变速器推空挡为何无效?
可能故障点:挡位传感器、线束、TCU
从我们此前介绍的定速巡航控制逻辑看,变速器挡把推到空挡之后,发动机的动力不再传递到车轮,同时定速巡航也随之失效。而本次事件中,当事人自诉这一招同样没有效果。抛开电子挡把,对于现在自动挡车型大多数采用的换挡杆控制器来说,它主要是在各个挡位布置霍尔传感器,不同挡位的传感器通过挡把上的磁铁触发,然后将信号传至变速器控制单元(TCU),实现挡位的切换。
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定速巡航事件技术剖析
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定速巡航事件技术剖析
当然,如果空挡(N挡)挡位传感器、线束、TCU这几者中间的任意一个环节出现故障,也会导致推动挡把无效,定速巡航无法解除的情况。那么最后一招熄火又为何无法实现呢?
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定速巡航事件技术剖析
车辆为何不能熄火?
可能故障点:点火开关、线束、ECU
一键启动的车辆看似神秘,但是基本的控制原理实际上和普通钥匙也没有本质的区别。普通钥匙上面的四个挡位:LOCK、ACC、ON、START,在装备无钥匙启动的车型上通过电子控制的方式同样可以实现。在大多数车型上,ON和START两档便已经对ECU加电,一键启动也与之类似。如果要让车辆熄火,只需要在一定挡位,按动一键启动按钮便可以实现,一旦一键启动按钮、线束和ECU出现故障,也可能导致车辆不能正常熄火。
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定速巡航事件技术剖析
此外,一键启动按钮熄火也存在操作的问题,从我们现在了解到的车型看,有连续按两次、三次或者长按等多种方式。如果当事人并未仔细阅读用户手册对车辆的操作不了解,或者当时紧急情况下,操作错误,也会导致车辆不能熄火。
综上所述,也确实只有定速巡航手柄、发动机管理系统(EMS或者ECU)、变速器挡位控制器(挡把)或者变速器管理系统(TCU)、以及线束(CAN-BUS总线)等等一干系统同时出现问题,才会出现目前报道的当事人描述的情况,这样的几率确实不高,不过几率不高不等于完全排除,那么汽车行业的专业人士对此事又是如何看待的呢?
专家的初步意见
对于此次事件,我们也征询了业内技术专家的意见,他们多数表示,没有接触事故车,对此事只能进行大体的分析,其意见仅供参考。
A.某大学教授(从事汽车电子,汽车测试)
定速巡航的是否不能解除,还要有待科学分析,对于事故车辆要进行全面的检查,要对正常车辆进行大量的路试才能出结果,总的来说仅仅通过新闻中提供的叙述以及图片难以鉴定。最重要的还是要了解此次事故是如何发生的,对于事故中的驾驶者,最好能提供定速巡航中,踩刹车是否有效,如果踩刹车无效,就应当检查刹车信号是否有。如果假定定速巡航确实不能正常工作了,刹车踏板也无法正常工作,是不是刹车信号没有传过去,这些都是需要确认的。
另外由于此次事故发生比较突然,普通人在此情况下会出现逻辑混乱的状态,在有些事故中,由于受到惊吓,驾驶员会出现短暂的失忆,所以也要对驾驶员做一个全面的了解。
B.某研究中心工程师(从事整车测试) C.某大学教授(从事整车安全研究)
定速巡航失效在理论上是有可能不能解除的,最大的可能是由于程序混乱,导致定速巡航为最高优先级别,一切要经过汽车电脑控制的信号,统统被定速巡航所压制,驾驶员在做踩油门,踩刹车的动作都是无效的。
D.某交通事故鉴定机构专家
按照以往经验,该车在125km/h的速度发生事故持有怀疑态度,通常来说碰撞试验的速度是50km/h左右,而此次事故的速度已经达到了125km/h。而事故车的外观从图片来说却表现良好。事故驾驶员是通过摩擦护栏而停车的,从图片上看,没有多少的摩擦痕迹。
最近几年丰田的车都带有名为“EDR”设备,该设备是丰田汽车的黑匣子,在气囊打开前五秒的数据都会被记录在此。所以,读取“EDR”装置的数据现在来看显得更为重要。真实的碰撞环境肯定要比简单的碰撞试验要复杂,简简单单的从图片和视频上看说明不了太多问题。还需要进一步科学分析。
综合以上专家观点,大致的观点有三点:
1.最终的结果有待于数据分析,目前的都是推测;
2.定速巡航是有可能无法解除的,但是所有系统失效非常罕见;
3.事件不少细节,如车速等存在疑点。
笔者观点
由于定速巡航事件的具体细节目前也没有进一步公开,同时我们也没见到实车,所以出自严谨的角度,首先还是应当对车辆本身进行合理的检测和鉴定才能有个大致的判断。从车辆电子设备的设计基本初衷来看,如果电子设备出现问题,也会有一定预案,换句话来说即便是某个传感器、线束或者微处理器失效,系统也能保持基本的稳定运行,并分析故障原因并储存故障码,便于技术人员通过技术手段还原故障原因,排除安全隐患。
不过实践中,ECU读取故障码也存在一些不确定因素,比如笔者曾经处理过的一些自动挡车型异常熄火的故障,每当车辆熄火之后,再次启动,从ECU都无法读取到故障码,但是故障却是客观存在的,所以要再现这类电子系统故障存在一定难度。
所幸,此次事件中的车型还装备了一件利器,这就是EDR(事故数据记录仪,实际上从广义的角度来说,现在很火热的行车记录仪就是一种采集视频的EDR),它可以纪录安全气囊触发前5秒到安全气囊完全展开2秒之后这一段时间内的行车数据。有些种类的EDR只包括气囊、安全带卡扣等辅助约束系统(SRS)方面的数据,而不少的EDC包括了车辆ECU当时的很多数据,包括车速、制动系统、变速器与发动机工作状况等等。
提到此次事件,就不得不提当年一度沸沸扬扬的丰田北美刹车门事件,最终美国国家高速公路安全委员会(NHSTA)会给出的官方结论是当时涉案的事故均与刹车系统失效无关。而丰田刹车门的最终结论也正是通过读取EDR的数据来给出的。从现在掌握的信息看,此次事件中的事故车并没有完全毁坏,发动机舱基本都完整,而且气囊也正常弹出,因此EDR可以记录一些至关重要的数据,这些数据可能将有助于最终揭开谜底。
小结:从上面的分析看,从技术的角度看,发动机、变速器、总线等部位均出现问题才会导致此次事件中的结果,这种车辆几大系统同时出现功能障碍的几率非常小,当然也不能排除车辆出现类似故障的可能性。同时,仅凭当事人的口述来推断事故原因可能并不严谨,除开诸如交警等执法部门可以提供进一步的事件细节之外,我们也希望借助有相应资质的鉴定机构利用技术手段,对此事有一个最终的客观结论。 感觉要是电子手刹的话就完了 砖头哥前来围观 spacejovi 发表于 2012-12-11 10:29 static/image/common/back.gif
感觉要是电子手刹的话就完了
哈哈
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