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Model 3 VS 宝马3系刹车距离实测，长一个车身
白日梦车 4浏览 2021-05-11 IP属地: 未知

特斯拉的事件，在刚结束的上海车展达到了高潮。针对特斯拉“事故”的原因分析，无数大V，KOL在网上都有了分析，其实网上的很多分析都是浪费时间。而我们也凑了波热度，请到了电子稳定系统工程师进行了很浅显的分析，纸上谈兵终觉浅，我们还计划在这周去找到一台Model3，进行实测。不能爽约，测试结果来了。


在此之前，我们再回顾下，上周的工程师分析方向：

01 iBooster 失效，导致踏板力过大，无法踩下；

02 ABS 制动干预不正常，过早干预导致减速度过低；

03 ABS比AEB早比FCW早，这是特斯拉完全无法理解的功能逻辑；



针对这几个可能性，我们在第一期视频后也进行了深入的讨论和研究。

基于这三个思路，也查阅了相关的法规，如VDA-360：

图片

其中针对电子助力器的设计要求，是非常之高的，为了达到ASIL D的功能安全等级，电子助力器在硬件/软件设计期间，会考虑到相当多的场景和交互，对于其失效场景有着极其严格的限制。我们可以认为，电子助力器失效的情况，发生概率极低，而且上期视频也说了，既然AEB已经触发，系统失效的情况应该可以排除。因为AEB作为ADAS功能甚至整车功能的金字塔顶端，但凡iBooster或者ESP甚至其对手件出现失效，AEB都是会被降级不能触发的。另外我们回顾历史，关于iBooster失效/故障的历史事件：本田CRV的故障是因为iBooster其中的一个标定参数，门限过于敏感，导致在复杂用车场景下鲁棒性不足，容易触发其降级（此降级非硬件故障或软件设计故障），在博世更新软件后至现在也未发生问题。理想one的单例失效，是因为ECU控制器的流水线操作工失误，导致硬件故障。而特斯拉的问题，虽然现在“事故”很多，但是有明确指向iBooster失效导致撞车的，一次实锤的证据都没有。

因为车辆条件和借用时间的限制，我们在一整个下午的测试过程中并没有发现iBooster的任何可疑问题（主观测试），这需要结合数据和长久日积月累才可能发现问题，故此环节作为追踪项。

第二个问题，ABS 制动干预不正常，过早干预导致减速度过低。我们在测试Model3期间，确实发生了。

ABS 全称 Anti-Lock brake system，顾名思义，就是防止驾驶员在踩下制动踏板，因制动力过大导致车轮抱死的功能。我们不希望车轮抱死，除了公知的，车轮抱死后，车辆会失控外，具体原因是什么？

请看下面：
图片

这是一张最简单的，均一柏油路面的车轮滑移率（（车轮线速度-实际车速）/实际车速的绝对值），与制动附着系数的关系图。当车辆匀速行驶时，车轮线速度=实际车速，那么这时候的滑移率可以理解为0%，若车辆在行驶途中，车轮突然抱死，车轮线速度为0，那么此时的滑移率为100%。

我们可以从图中看到，在紧急制动时，20%左右的滑移率，纵向的附着系数到达了定点，这也意味着，ABS的介入可以将轮胎与地面的抓地力效能，发挥到最大。

同时，我们也可以看到，轮胎侧向力附着系数，是随着轮滑移的增加而减少的，当车轮抱死时，车轮同时也失去了侧向力也就是转向的能力。

所以我们认知的，如果车辆没有ABS，车轮抱死后，车辆会失控的理解是完全正确的。

如果真有这么简单，那么现今的ABS逻辑，不会这么复杂，因为车辆行驶的工况，路面是多样的。除了城市里正常铺装的柏油/水泥路面外，还会下雨下雪结冰，南方可能还会遇到砂石路，北方冬天会遇到松软的积雪路，甚至还会遇到，柏油路上突然出现的一滩机油等....

图片

上图就是，不同路面状况，纵向摩擦系数和轮滑移率的关系曲线：
  1. 柏油路；
  2. 铺装不好的水泥路；
  3. 松软雪面；
  4. 结冰路面。

不同的路面，需要控制的目标滑移率完全是不同的，在柏油高速公路，我们的目标是保持滑移率在10%左右，达到最优的制动性能，在水泥路，就增加到20%左右，在松软雪面，我们希望也控制在20%左右（虽然完全抱死，车轮会因为堆砌效应，达到最佳的制动性能，但是此时车轮失去了转向能力，故不能将滑移率控制在最大），到了冰面，我们又会希望车轮能有一定的转向能力，轮滑移在20%左右。

因为考虑到不同轮胎的特性不同，每个车型的基础制动设计，制动时质量转移大小是不一样的，所以每台车型都需要经历至少2夏1冬的周期去进行标定优化。

图片

但是万变是不离其宗，基本思路是一样的。顺带一提，赛车的ABS，因为场景更局限，仅在赛道驾驶即可，其实是比民用车的简单。

那么有了这样的一个前提，我们在制动的过程中如何去控制车轮的滑移呢？或者说ABS的干预是如何工作的呢？

图片

图片展示的是非常经典的ABS过程期间，车轮端制动压力的变化和车轮轮速的变化。

我们可以看到，在初始1时刻，随着制动压力的提高，真实车速VF逐渐降低，车轮VR产生了一个滑移率越来越大的趋势。

进入2时刻时，ABS开始干预，对卡钳的制动压力进行保压，禁止了更大的制动压力产生，而此时车轮VR继续保持了滑移增大的趋势。

故到了3时刻，ABS开始对车轮的制动压力进行干预，降低了制动压力。所以此时车轮VR的滑移增大趋势，被减缓了。

到第4时刻，ABS缓慢降低了车轮端的制动压力，车轮VR的滑移率控制在了比较合理的区间。

至第5时刻，因为“降低”的制动压力，车轮的滑移产生恢复的趋势，如上解释，恢复的滑移导致制动效率开始降低。到了第6时刻，ABS开始增加车轮的制动力。

这6个时刻，形成了ABS工作的基本循环，即：减压，保压，增压，保压，增压，减压。另外ABS监控循环是在1秒的200分之1秒内，即5ms的周期，进行这些动作。有踩出ABS的同学可能深有体会，即踏板在进行高频的震动，这就是ABS工作的状态。我可以毫不夸张的保证，正是ABS的存在，它让每个普通驾驶者，都能充分发挥轮胎与地面最大的效率，并大大胜出世界上最优秀的赛车手（人工ABS）！

故事很美好，但是，他也有局限性：正是民用车复杂的使用工况，需要对其针对各种不同复杂的路面，进行一系列的标定优化。在每种不同的路面，需要ABS对其进行识别，并作出对应的不同轮滑移控制目标。

图片

以上只是针对ABS性能的部分性能测试标准，涵盖了：

  • 均一路面
  • 高附/低附
  • 分离路面
  • 对接路面
  • Rough road
  • ......


有了上述的科普，方便了我们对特斯拉制动问题的分析，回到特斯拉的问题分析方向：ABS 制动干预不正常，过早干预导致减速度过低。

图片

确实从特斯拉事故回放来看，在前，后轴触发ABS时，车辆减速度仅为0.63g，而事发国道为铺装良好的柏油路面，0.63g的减速度显然是太低了。从这个角度出发，针对性为Model3设计了如下的测试：

  • 高附柏油路面百公里测试；
  • 接近0.63g的水泥浮土路面测试；


我们特意找了一条高速柏油路面，并且中间有一段约2cm落差的桥接，意在测试ABS过程中，车轮滚动至桥接时，滑移过大导致ABS减压，再回到路面后增压恢复减速度的工况。测试证明，在铺装良好的路面进行紧急制动，Model3的减速度大小，和减速度恢复都是令人满意的，和我们同期对标的宝马3系（G25）和另一台也配备iBooster+ESP hev的自主品牌BEV车型表现没有明显差别。

洒水环氧地坪，因为条件有限，没来得及进行测试，作为一个开口点。

拉胯的是，估算约0.5-0.7 mue的非均一水泥浮土路面测试，特斯拉的表现让我们大跌眼镜。经过2次对比，在车轮宽度一致且轮胎规格更高的情况下（Model3为米其林PS4, G25为固特异 Eagle F1），30kph的制动距离我们同期对标的宝马3系（G25）多出许多许多，另外还有一台不愿透露姓名的国产BEV车型也加入了测试（因未上市不可公布数据，但是测试结果与G25是接近的）....

因为时间和条件有限，且我们没有车辆的DBC，所以无法拿出客观的曲线对比，但这也难不倒我们：用相同的车速，在同一制动点开始全力制动，测量制动距离。我们基于MFDD的方式，推出估算的平均减速度，以此减速度推出50/80/100kph车速时的制动距离的差距，这仅仅是基于两次30kph测试的平均结果，一定会由于路面，轮胎等因素与真实情况产生一定偏差，但是结果趋势还是可以可见一斑：

图片

大家都知道，能量=1/2*m*v^2，当随着车速的提高，动能是以车速的平方增加的，所以需要制动的距离也是成几何级数的增长。

从客观慢镜头回放也可以看出，宝马G25在紧急制动时，车轮可以明显看到有一个滑移控制的过程，而Model3的轮滑移一直保持在一个很高的水平。回想之前的解释，过高的轮滑移其实是会导致最佳的制动效能无法发挥的。

而主观的驾驶感受亦可证明，马3系（G25）和另一台也配备iBooster+ESP hev的自主品牌BEV车型在这种路面制动时，减速度的建立和保持，保持在稳定且持续的状态，直至车辆静止。而Model3在第一脚制动下去后，会有一个明显的减速度丢失的感觉（换言之就是丧失了制动力），在0.5秒后车辆才会重新有了明显制动的感觉，并且在整段制动过程中，无论是驾驶者还是旁边的乘客，都能明显感觉到整体减速度不如宝马3。

这其中，我们着重分析了ABS的原因，还有一点不可忽视但也无法分析的就是，在ABS过程中，VCU对驱动轮的控制是怎么样的。如上个视频解释的，VCU在检测到车轮产生滑移时，应该会退出负扭矩的滑行能量回收，因为这会导致车轮滑移率的增加。我们希望的是电机能够将此时的负扭矩变成0扭矩，甚至提高轮端扭矩至很小的正扭矩，如轮端50nm的大小，帮助轮滑移的快速恢复。结合主观感受的踩下踏板后的减速度突然丢失，是否与此时VCU输出的正扭矩过大（比如大于200nm？）有关？

图片

综上所述，特斯拉的数据完全不足以支撑，Model3在事故发生时，是完全没有问题的。所以是否也是，特斯拉不敢公布当时车轮轮速和电机真实扭矩的一个原因吗？

回到事件本身我们是否可以猜测，河南的事件，是否有可能，在驾驶员踩下制动后，因为路面有了比较脏的表面，导致了ABS的触发，而Model3的粗糙路面制动性能，又无法提供足够的减速度。

也许车速过高导致碰撞无法避免是一个不争的事实，如果Model3在针对复杂路面的ABS性能能够得到更好的优化，也许发生碰撞的车速，也会降低很多。

我们也在网上看到了很多视频，比如海南的事件，带水的环氧地坪事件，我们分析总结的结论是：事件的共性都发生在路面附着力不够理想，而ABS干预会让驾驶员感觉制动踏板很硬，同时车辆的减速度建立不够理想，会让驾驶员有一种刹车踩不下去，刹车失灵的错觉。

而第三个点：ABS比AEB早比FCW早。至今，还是一个未解之谜，这个谜，只有特斯拉自己，才清楚。

当然，已经有用Model3的车主看到这条视频，也不必过分紧张。

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