车门碰撞解锁,无需“遥遥领先”
作者| 黄百万
来源| 十一号组织
2024年4月26日在山西运城发生的一起问界M7高速追尾洒水车的严重交通事故,得到了社会各界的极大关注。人们一方面在为事故中的遇难者深表痛心,另一方面也对碰撞前为何没有触发AEB、碰撞后为何车门没有解锁产生了极大质疑。
关于为何没有触发AEB,还闹出一个乌龙。一家科技媒体不知道从哪里得来的小道消息,宣称问界M7标准版未搭载华为高阶智能驾驶辅助系统,用的是博世的智驾系统(包含AEB),而博世AEB的激活速度范围是4~85km/h,115km/h明显超出激活速度区间,所以不触发属于正常现象。
但是博世随即跳出来宣称:这个锅我不背,问界M7标准版未搭载博世智驾系统(包含AEB)。后来经其他媒体证实,才知道问界M7上的智驾系统出自福瑞泰克之手(包含AEB)。究竟115km/h是不是处不处于福瑞泰克AEB的激活速度范围,现在还没有官方出来澄清。
但其实在这起事故中讨论AEB为何没有触发,属于舍本逐末,毕竟AEB的触发条件非常苛刻,主机厂随便找几个理由都有搪塞过去。最最关键的是任何使用L2及以下产品发生的交通事故,责任都不在主机厂。
我们作为消费者或者从业人员,更关注的其实应该为何碰撞后车门没有解锁,这个功能无须“遥遥领先”,只需“用心专心”。
在这起碰撞事故正式调查报告发布之前,笔者尝试着用学到的三脚猫功夫简单分析下碰撞后未解锁的一些原因。
国家强制标准《GB 11551-2014 汽车正面碰撞的成员保护》明确规定:车辆发生碰撞时车门不得自动开启,前门的锁不能处于锁止状态,部分原文要求如下:
4.2.3 在试验过程中,车门不得开启。
4.2.4在试验过程中,前门的锁止系统不得发生锁止。
4.2.5 碰撞试验后,除支持假人质量的必要的工具之外,不使用其他工具,应能:
——对应于每排座位,若有门,至少有一个门能打开。如果没有门,移动座椅或改变座椅靠背位置使得所有乘员能够撤离(本要求仅适用于硬顶结构的车辆)。
——将假人从约束系统中解脱时,如果发生了锁止,通过在松脱装置上施加不超过60N的压力,该约束系统应能被打开。
——不调整座椅,从车辆中完好地取出假人。
问界M7的碰撞视频,有点接近标准里定义的正面碰撞试验要求。GB 11551对正面碰撞试验的车速要求是50km/h左右,我相信任何一家产品在50km/h的车速发生追尾碰撞,都不会发生无法解锁的问题,毕竟这是法规强制要求。但标准毕竟是最低要求,如何在标准之上提供更安全的产品,考验着各主机厂的良心。本次追尾碰撞车速在115km/h左右,这个速度虽然远超法规规定试验的测试速度,但鉴于此主机厂对“遥遥领先”的自信,普通消费者内心还是期望他在115km/h也能有不凡的表现。
接下来笔者以一通用例子来梳理碰撞解锁的逻辑链路,不同架构下碰撞解锁的逻辑链路会有不同,但内核基本一致。通用例子以一个车身控制器控制四门解闭锁和门把手架构为例子,如图1所示。
图1 门锁系统架构图
车辆发生碰撞时,安全气囊控制器会检测布置在车上的碰撞传感器,当满足碰撞的要求时,安全气囊控制器发出碰撞发生的信号,同时弹出安全气囊。碰撞信号的发出有两种方式,一种是CAN总线信号,一种是硬线信号。车上控制器收到碰撞信号后,会立即把车门的锁解开。
分析最短的碰撞解锁控制链路,碰撞发生时,多久能够把锁解开,同理拓展到门把手的展开时序。图2对碰撞整个链路进行了分解。
图2 碰撞解锁时序
T0: 车辆和碰撞物体接触开始到安全气囊控制器识别出碰撞发生,需要15ms左右的时间。
T1: 安全气囊的CAN总线周期一般是10ms,所以碰撞信号发出时间大概是10ms。
T2:车身控制器收到碰撞信号后进行逻辑处理,一般软件的调度周期是10ms。
T3:车身控制器驱动门锁电机,门锁电机解锁完成需要50~200ms左右。
那么从车辆发生碰撞开始,到完成解锁总的时间T=T0+T1+T2+T3=15+ 10+10+(50~200ms)=85ms~235ms左右。
以上是在50km/h的车速时,车辆正碰的解锁时序分析。上述的每一个环节出问题,都会导致碰撞不能解锁。上述提到的还有两个大前提。
(1)碰撞发生时,在85~235ms内安全气囊控制器和车身控制器的供电必须是正常的,不然车辆没法完成解锁。
(2)发生碰撞时,25ms内安全气囊控制器和车身控制器的网络通讯也必须保持正常。碰撞信号发出,前文提到除了CAN总线还有硬线,车身控制器检测硬线碰撞信号的时间会比CAN总线的长,硬线信号是用来做网络碰撞信号的备份,在这里我暂且做发生碰撞时,使用CAN总线这里链路做分析。
那么碰撞时,不能使得门把手打开可能会有如下几个原因。
(1)碰撞发生时,在85~235ms内,车身控制器供电失效导致不能完成弹开门把手。
(2)碰撞发生时,在85~235ms内,车身控制器发生损坏,导致不能驱动门把手弹开。
(3)碰撞发生时,在85~235ms内,门把手驱动回路线束发生损坏。
(4)碰撞发生时,15ms内安全气囊控制器损坏,没能发出碰撞信号以及点爆安全气囊。
(5)碰撞发生时,安全气囊控制器传感器有问题,未能检测出来车辆发生了碰撞。
(6)碰撞发生时,15ms内安全气囊控制器的供电以及网络回路损坏,导致车身控制器不能接收到碰撞信号。
我们假设问界M7的门把手是由车身控制器进行驱动,一般来说,车身控制器会布置在仪表板里面,当车辆以115mk/h的速度发生碰撞时,此时如果碰撞的位置由于溃缩,正好可以挤压车身控制器,那其实很有可能在100ms以内把控制器给撞坏,导致控制器不能驱动门把手,使得门把手不能弹开。
至于这次事故,供电回路失效也需要进行分析,如果说12V的蓄电池布置在发动机舱,那么供电回路的损坏导致车辆不能解锁以及弹出门把手的概率会更大,因为是前,理论上来说,蓄电池比车身控制器损坏的更快。如果蓄电池是布置在后备箱处,从现场照片看,后备箱是完好无损的,那么由于供电损坏导致门把手不能弹出的概率会小的多。
还有一个方向可以考虑,碰撞发生时,安全气囊控制器有没有正常检测出来。这个其实可以看车上的安全气囊有没有弹出,如果弹出的话,那么大概率碰撞信号是已经发出来。如果安全气囊没有弹出,那很有可能碰撞传感器没有检测出碰撞发生,亦或者在15ms内,直接把安全气囊控制器或者所在的供电回路撞坏。
我相信问界官方会第一时间到现场进行处理,通过专业的手段去排查车辆门把手不能弹出的根本原因是什么。
其实由于整车架构的不一样,车辆碰撞解锁和弹开门把手的控制链路也不一样。比如图3是有门模块的车型系统架构方案。这样的方案是每个门上会有门模块,每个门模块负责控制器对应的门锁和门把手。这样的好处是某个门模块坏了,不会导致其他门的门锁和门把手不能动作。当然最重要的是供电和通讯网络一定要在设计时,保证在碰撞发生时,门模块驱动车门解锁和门把手展开的最短时间内不能坏掉。
图3 门模块锁系统方案
安全无小事,尤其是车辆发生碰撞时,如何能够安全的保护车上的乘客,是所有车企的重中之重。在配置冰箱、彩电和大沙发的同时,不要忘记车辆最重要的属性——安全。
碰撞的后处理功能应该作为一个专门的课题,碰撞后如何快速安全的把高压断掉,怎么保证车辆安全解锁,门把手弹出,安全气囊正常弹开,双闪正常亮起等等。
这些在进行整车系统设计时,都应该系统详细的考虑,并通过一定的方案保证碰撞后处理功能可以实现。比如说:
(1)12V蓄电池的布置,是否布置在不易损坏的地方。
(2)是否需要考虑冗余配电(目前只有L3的自动驾驶才使用的冗余配电)。
(3)控制器的布置是否合理,碰撞时不易损坏。
(4)线束回路的布置,是否容易使得电源线和网络线在发生碰撞时损坏。
逝者安息,希望以后的车辆能够做的越来越安全,车辆的智能化和安全两条腿走路。
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