Уровень 1:(отдельная операционная задача системы): ACC/LKS
Уровень 2:(совмещенные операционные задачи системы и контроль со стороны водителя): интегрированный круиз-ассистент
Уровень 3:(оперативные и тактические задачи выполняются системой, при необходимости водитель может быть повторно задействован): пилот в пробке, пилот в парке, пилот на шоссе
Уровень 4:(оперативные и тактические задачи, выполняемые системой в определенной среде): автопилот в определенной среде
Уровень 5:(оперативные и тактические задачи, выполняемые системой повсеместно): автопилот
Различные уровни автоматизированного вождения
В этой классификации есть важный разделительный момент — L3. До L3 (включая L3) тормозная система переходит в резервный режим после отказа, требуя от водителя взять управление транспортным средством, что часто называется отказоустойчивостью. Водитель фактически становится самым надежным резервом для вспомогательных функций вождения. После достижения стадий L4 и L5 система управления транспортным средством отвечает за состояние транспортного средства после отказа тормозной системы. В это время все действия, первоначально принятые и выполненные водителем, должны быть выполнены транспортным средством, что является так называемым отказоустойчивым.
Находясь на узле 2020 года, большинство основных автомобильных компаний находятся на этапе перехода от L2 к L3, например, укрепление и популяризация таких функций, как APA и TJA. Несколько пионеров автомобильных компаний уже заняли высокие позиции в области ассистируемого вождения L3 и прилагают усилия, чтобы совершить «захватывающий скачок» к автономному вождению уровня L4. Каковы новые требования к тормозной системе на исполнительном уровне с этим скачком?
2.1 Архитектура тормозной системы (принцип работы IPB)
На следующем рисунке представлена упрощенная схема тормозной системы IPB, которая в основном разделена на три части: часть педаль-главный цилиндр-имитатор педали, часть создания давления и часть регулировки давления.
Система IPB является разъединенной системой. Во время нормальной работы клапаны 1, 4 и 5 соединены, а клапаны 2 и 3 разъединены. Как только водитель нажимает на педаль, тормозная жидкость поступает в главный цилиндр и имитатор педали, создавая давление. Кривая усилия педали-хода педали определяется характеристиками главного цилиндра и имитатора педали. В то же время ЭБУ IPB распознает сигнал смещения педали и управляет двигателем для создания давления на основе калиброванной кривой давления системы смещения педали для создания замедления автомобиля. При управлении продольным и рыскающим движением давление колесного цилиндра каждого колеса регулируется с помощью гидравлического модуляционного модуля ABS/ESC. Поэтому для тормозной системы IPB кривую смещения педали-замедления можно изменить, обновив параметры калибровки.
Режим деградации IPB является относительно сложным, с различными типами отказов, соответствующими различным режимам деградации. В этой статье основное внимание уделяется отказам с помощью электропитания, таким как отключение питания IPB. В этом режиме IPB переходит в режим механического резервирования, клапаны 1, 4 и 5 закрыты, а клапаны 2 и 3 открыты. Давление, создаваемое педалями водителя, напрямую поступает в колесный цилиндр и вызывает замедление транспортного средства. В соответствии с положениями регламента ECE R13-H система должна быть способна производить замедление торможения не менее 2,44 м/с².
Учитывая, что педаль тормоза отсоединена, нет необходимости учитывать влияние потребности главного цилиндра в жидкости на перемещение педали. Диаметр главного цилиндра IPB может быть меньше, чем у традиционной системы применения тормозов. В режиме механического резервного копирования система создает более высокое давление при том же усилии нажатия на педаль. В процессе проектирования соответствия тормозной системы важно учитывать объем тормозной жидкости (соответствующий ходу и диаметру главного цилиндра). В процессе проектирования следует учитывать следующие факторы:
В резервном режиме требуется замедление торможения 2,44 м/с2 (включая согласование педали и базовой тормозной системы).
Изменения в системе происходят в течение срока службы автомобиля, включая износ фрикционных пластин, изменение жесткости системы, изменение коэффициента трения и т. д. В этой статье не будет дано подробное объяснение.
Схемы интегрированного силового тормоза (IPB)
2.2 От помощи водителю к высокоавтоматизированному вождению
Как уже говорилось ранее, текущая конструкция систем помощи водителю ставит водителя в центр операции, а система действует как дополнительная функция. В некоторых системах помощи водителю L3 высокого уровня, таких как park pilot и highway pilot, водители могут передавать управление транспортным средством в определенных сценариях. Однако водителю по-прежнему необходимо оставаться на водительском месте. В случае отказа тормозной системы водитель должен в любой момент взять управление на себя и припарковать транспортное средство в безопасном месте в режиме механического резервирования.
От L3 до L4/L5 водитель постепенно снимает с себя ответственность и больше не обязан сидеть на водительском сиденье. Это гарантирует, что даже в случае неисправности система управления транспортным средством приведет транспортное средство в безопасную зону. Для тормозной системы вопрос о том, как завершить операции, изначально выполняемые водителем системой управления транспортным средством, является новым вызовом, поставленным перед тормозной системой автономным вождением высокого уровня.