編註:我認識本文作者John Dunn很多年了。我們曾經一起參加IEEE Long Island NY Executive Committee。他是一位擁有很多年經驗的工程師兼顧問。本文討論車子發生失速暴衝的問題,這是一個十分具爭議性的話題,John以自身經驗與我們分享他認為可能導致這種意外發生的原因。就算原因並非如此,他也提出了一個值得討論的觀點…
— Steve Taranovich,EDN資深技術編輯

我有一輛2006年的豐田(Toyota)汽車——Toyota Camry,這輛車讓我經歷了兩次車子失控加速(runaway acceleration)暴衝的事件。所幸兩次意外事件都是在突然發生後隨即停止,因此並未釀成大禍。但我想我知道為什麼車子突然失速暴衝。

我曾經追蹤這輛車的線路圖,檢查了在汽車上控制進氣閥開關位置的感測器,即所謂的「油門位置感測器」(Throttle Position Sensor;TPS),它實際上只是一款電位計,其旋轉軸機械式地連接到油門踏板。當駕駛人的腳踩下油門踏板時,滑軌即上移軌電壓,且增加的電壓再被饋送到控制模組輸入。這即是我們所說的「檢測電壓」(sense voltage),檢測電壓變得越高,引擎的速度也越快。

Runaway acceleration, P1

圖1:油門位置感測器

在圖1中,面對的風險在於,如果從油門位置感測器的低端到車架的電路路徑開啟,就像來自斷裂的線束、連接器接腳或感測器本身一樣,那麼檢測電壓將隨即上升軌電壓,從而導致引擎隨即發生失控加速或暴衝等問題。同樣地,我自己的車子就曾經發生兩次失速暴衝。只要其中有一根電線破損,就可能讓車子變成一枚失控的導彈。

我的車子第一次發生失速暴衝是當我從園林道開車出來的時候,第二次則發生在家中車道上。當我試著把變速排擋推至停車(park)檔位時,車子的轉速表快速上升到遠高於6000 RPM的「紅色區域」(red zone)。等到引擎再次減速之後,我試著將油門踏板踩到底,使引擎達到足夠的轉速,但卻無法控制油門踏板,使其足以讓引擎達到4000RPM以上的轉速。

對我來說,這意味著在這兩起事件中發生的狀況,並不是由於腳踏墊干擾油門踏板而導致車輛不正常加速而導致的結果。雖然Toyota在法庭上提出由於「腳踏墊未固定而卡住油門與煞車」的論點,但我認為這樣的解釋令人無法接受。

由於一條線路中斷引發的問題就是所謂的「單點故障」(single point failure),如同波音(Boeing) 737 MAX8客機上的MCAS系統發生單點故障問題,同時也像是1967年之前製造的汽車使用單腔式制動主缸一樣也存在著單點故障的風險。如今,法規要求汽車必須搭載雙制動主缸,我認為在油門控制方面也應該同樣建立這種雙重要求。

Runaway acceleration, P2

圖2:改進的油門位置感測器設計

在圖2的改善設計中,從油門位置感測器低端延伸至車架的開放返回線路(其中之一)可作為歐姆計,在未發生油門控制損壞的情況下進行測試。它不但能夠產生警報訊號(引擎檢查燈號),而且也有助於避免車子意外地發生失速暴衝或造成生命威脅。

像這一類的設計是否可能也列入法規要求?

編譯:Susan Hong

(參考原文:Runaway acceleration,by John Dunn)