广告

车子发生失速暴冲?如何从设计上规避

2019-06-18 John Dunn 阅读:
车子发生失速暴冲?如何从设计上规避
本文讨论车子发生失速暴冲的问题,这是一个十分具争议性的话题,作者John Dunn以自身经验分享可能导致这种意外发生的原因…

编注:我认识本文作者John Dunn很多年了。我们曾经一起参加IEEE Long Island NY Executive Committee。他是一位拥有很多年经验的工程师兼顾问。本文讨论车子发生失速暴冲的问题,这是一个十分具争议性的话题,John以自身经验与我们分享他认为可能导致这种意外发生的原因。就算原因并非如此,他也提出了一个值得讨论的观点…Uh8ednc
— Steve Taranovich,EDN资深技术编辑
Uh8ednc

我有一辆2006年的丰田(Toyota)汽车——Toyota Camry,这辆车让我经历了两次车子失控加速(runaway acceleration)暴冲的事件。所幸两次意外事件都是在突然发生后随即停止,因此并未酿成大祸。但我想我知道为什么车子突然失速暴冲。Uh8ednc

我曾经追踪这辆车的线路图,检查了在汽车上控制进气阀开关位置的传感器,即所谓的「油门位置传感器」(Throttle Position Sensor;TPS),它实际上只是一款电位计,其旋转轴机械式地连接到油门踏板。当驾驶人的脚踩下油门踏板时,滑轨即上移轨电压,且增加的电压再被馈送到控制模块输入。这即是我们所说的「检测电压」(sense voltage),检测电压变得越高,引擎的速度也越快。Uh8ednc

014ednc20190618Uh8ednc

图1:油门位置传感器Uh8ednc

在图1中,面对的风险在于,如果从油门位置传感器的低端到车架的电路路径开启,就像来自断裂的线束、连接器接脚或传感器本身一样,那么检测电压将随即上升至轨电压,从而导致引擎随即发生失控加速或暴冲等问题。同样地,我自己的车子就曾经发生两次失速暴冲。只要其中有一根电线破损,就可能让车子变成一枚失控的导弹。Uh8ednc

我的车子第一次发生失速暴冲是当我从园林道开车出来的时候,第二次则发生在家中车道上。当我试着把变速排挡推至停车(park)档位时,车子的转速表快速上升到远高于6000 RPM的「红色区域」(red zone)。等到引擎再次减速之后,我试着将油门踏板踩到底,使引擎达到足够的转速,但却无法控制油门踏板,使其足以让引擎达到4000RPM以上的转速。Uh8ednc

对我来说,这意味着在这两起事件中发生的状况,并不是由于脚踏垫干扰油门踏板而导致车辆不正常加速而导致的结果。虽然Toyota在法庭上提出由于「脚踏垫未固定而卡住油门与煞车」的论点,但我认为这样的解释令人无法接受。Uh8ednc

由于一条线路中断引发的问题就是所谓的「单点故障」(single point failure),如同波音(Boeing) 737 MAX8客机上的MCAS系统发生单点故障问题,同时也像是1967年之前制造的汽车使用单腔式制动主缸一样也存在着单点故障的风险。如今,法规要求汽车必须搭载双制动主缸,我认为在油门控制方面也应该同样建立这种双重要求。Uh8ednc

015ednc20190618Uh8ednc

图2:改进的油门位置传感器设计Uh8ednc

在图2的改善设计中,从油门位置传感器低端延伸至车架的开放返回线路(其中之一)可作为奥姆计,在未发生油门控制损坏的情况下进行测。它不但能够产生警报讯号(引擎检查灯号),而且也有助于避免车子意外地发生失速暴冲或造成生命威胁。Uh8ednc

像这一类的设计是否可能也列入法规要求?Uh8ednc

 (原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:Runaway acceleration,编译:Susan Hong)Uh8ednc

 Uh8ednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 为云端时代建立AI与IoT的相关论述 技术产业正处于两次重大技术革命的边缘——人工智能(AI)负责执行人类无法完成的任务,以及数十亿台设备连接到因特网。除了技术幻想之外,它还提出了更多相关的问题…EDN编辑团队正忙于寻找这些答案,并将以最能满足设计工程师讯息需求的方式呈现。
  • 为何物联网设备都需要地理定位功能? 本文将探究应用于追踪高价值资产的定位功能有何显著优势。
  • 新冠疫情下的自动驾驶产业 下滑的汽车销售量与营收所导致的车辆研发资金减少,将产生显著的影响;不过影响程度在车厂、汽车零组件供应商、高科技业者与资本投资业者(VC)之间会有所不同...
  • 如何在嘈杂的环境中改善EV/HEV电池的健康状况 电动汽车/混合动力汽车中的噪声源具有不同频率和不同振幅,这使得如何更好地对其进行过滤成为了一个难题,从而不影响对电池电压、温度和电池组电流的测量。测量误差可能导致各种后果,包括错误报告电池充电状态、可能的过度充电和过度电池放电,这都可能会影响驾驶员、乘客和车辆的安全。
  • 电源领域新宠:WBG组件 持续成长的功率半导体组件需求正推动WBG组件市场的成长,各家业者持续投资SiC与GaN材料与晶圆片的开发与量产。而WBG市场将往什么方向发展?谁在其中扮演要角?这些业者又如何克服数十年来WBG组件面临之高成本、低产量以及有限的供应链等挑战?
  • 如何为汽车电子系统提供供电和保护 通过总结上个世纪的经验,汽车制造商对会干扰运行、造成损坏的电子状况和瞬变进行了分类。国际标准化组织(ISO)对这些行业知识进行编译,制定出适用于道路车辆的ISO 16750-2和ISO 7367-2规范。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了