Επίπεδο 1:(ενιαία επιχειρησιακή εργασία ανά σύστημα):ACC/LKS
Επίπεδο 2:(συνδυασμένες λειτουργικές εργασίες ανά σύστημα και επίβλεψη από τον οδηγό): ενσωματωμένη υποβοήθηση ταξιδιού
Επίπεδο 3:(οι επιχειρησιακές και τακτικές εργασίες που γίνονται από το σύστημα, ο οδηγός μπορεί να ξαναεμπλακεί εάν χρειάζεται): πιλότος κυκλοφοριακής συμφόρησης, πιλότος πάρκου, πιλότος αυτοκινητόδρομου
Επίπεδο 4:(επιχειρησιακές και τακτικές εργασίες που γίνονται από το σύστημα σε καθορισμένο περιβάλλον): αυτόματος πιλότος σε καθορισμένο περιβάλλον
Επίπεδο 5:(επιχειρησιακές και τακτικές εργασίες που γίνονται από το σύστημα παντού): αυτόματος πιλότος
Διαφορετικά επίπεδα αυτοματοποιημένης οδήγησης
Υπάρχει ένα σημαντικό διαχωριστικό σημείο σε αυτή την ταξινόμηση, που είναι το L3. Πριν από το L3 (συμπεριλαμβανομένου του L3), το σύστημα πέδησης εισέρχεται στην εφεδρική λειτουργία μετά από βλάβη, απαιτώντας από τον οδηγό να αναλάβει το όχημα, το οποίο συχνά ονομάζεται ασφαλές έναντι αστοχίας. Ο οδηγός γίνεται στην πραγματικότητα το πιο αξιόπιστο εφεδρικό για λειτουργίες υποβοηθούμενης οδήγησης. . Αφού φτάσει στα στάδια L4 και L5, το σύστημα ελέγχου του οχήματος είναι υπεύθυνο για την κατάσταση του οχήματος μετά από βλάβη του συστήματος πέδησης. Αυτή τη στιγμή, όλες οι ενέργειες που αναλήφθηκαν αρχικά και ολοκληρώθηκαν από τον οδηγό πρέπει να ολοκληρωθούν από το όχημα, το οποίο είναι το λεγόμενο fail-operational.
Βρισκόμενοι στον κόμβο του 2020, οι περισσότερες κύριες εταιρείες αυτοκινήτων βρίσκονται στο μεταβατικό στάδιο από το L2 στο L3, όπως η ενίσχυση και η εκλαΐκευση λειτουργιών όπως η APA και η TJA. Μερικές πρωτοπόρες εταιρείες αυτοκινήτων έχουν ήδη καταλάβει το υψηλό επίπεδο της υποβοηθούμενης οδήγησης L3 και καταβάλλουν προσπάθειες να κάνουν ένα «συναρπαστικό άλμα» προς την αυτόνομη οδήγηση επιπέδου L4. Με αυτό το άλμα, ποιες είναι οι νέες απαιτήσεις για το σύστημα πέδησης σε επίπεδο στελεχών;
2.1 Αρχιτεκτονικές συστημάτων πέδησης (αρχή λειτουργίας IPB)
Το παρακάτω σχήμα είναι ένα απλοποιημένο διάγραμμα του συστήματος πέδησης IPB, το οποίο χωρίζεται κυρίως σε τρία μέρη: εξάρτημα προσομοιωτή κυλίνδρου-πεντάλ, εξάρτημα κατασκευής πίεσης και τμήμα ρύθμισης πίεσης.
Το σύστημα IPB είναι ένα αποσυνδεδεμένο σύστημα. Κατά την κανονική λειτουργία, οι βαλβίδες 1, 4 και 5 συνδέονται και οι βαλβίδες 2 και 3 αποσυνδέονται. Μόλις ο οδηγός πατήσει το πεντάλ, το υγρό φρένων εισέρχεται στον κύριο κύλινδρο και στον προσομοιωτή πεντάλ, χτίζοντας την πίεση. Η καμπύλη δύναμης πεντάλ-διαδρομής πεντάλ καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά του κύριου κυλίνδρου και του προσομοιωτή πεντάλ. Ταυτόχρονα, η ECU IPB αναγνωρίζει το σήμα μετατόπισης του πεντάλ και ελέγχει τον κινητήρα για να δημιουργήσει πίεση με βάση τη βαθμονομημένη καμπύλη πίεσης συστήματος μετατόπισης πεντάλ για να προκαλέσει επιβράδυνση του οχήματος. Στον έλεγχο διαμήκους και εκτροπής κίνησης, η πίεση του κυλίνδρου του τροχού κάθε τροχού ρυθμίζεται μέσω της μονάδας υδραυλικής διαμόρφωσης ABS/ESC. Επομένως, για το σύστημα πέδησης IPB, η καμπύλη μετατόπισης-επιβράδυνσης πεντάλ μπορεί να αλλάξει ανανεώνοντας τις παραμέτρους βαθμονόμησης.
Η λειτουργία υποβάθμισης IPB είναι σχετικά πολύπλοκη, με διαφορετικούς τύπους αστοχιών που αντιστοιχούν σε διαφορετικούς τρόπους υποβάθμισης. Αυτό το άρθρο εστιάζει σε βλάβες που υποβοηθούνται από ρεύμα, όπως διακοπές ρεύματος IPB. Σε αυτήν τη λειτουργία, το IPB εισέρχεται στη λειτουργία μηχανικής εφεδρικής λειτουργίας, οι βαλβίδες 1, 4 και 5 είναι κλειστές και οι βαλβίδες 2 και 3 ανοίγουν. Η πίεση που δημιουργείται από το πεντάλ του οδηγού εισέρχεται απευθείας στον κύλινδρο του τροχού και προκαλεί επιβράδυνση του οχήματος. Σύμφωνα με τις διατάξεις του κανονισμού ECE R13-H, το σύστημα πρέπει να μπορεί να παράγει επιβράδυνση πέδησης τουλάχιστον 2,44 m/s².
Δεδομένου ότι το πεντάλ του φρένου είναι αποσυνδεδεμένο, δεν είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η επίδραση της ζήτησης υγρού της κύριας κυλίνδρου στην μετατόπιση του πεντάλ. Η οπή του κύριου κυλίνδρου του IPB μπορεί να είναι μικρότερη από αυτή ενός παραδοσιακού συστήματος ενεργοποίησης πέδησης. Στη μηχανική εφεδρική λειτουργία, το σύστημα δημιουργεί υψηλότερη πίεση υπό την ίδια δύναμη πεντάλ. Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού αντιστοίχισης του συστήματος πέδησης, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη ο όγκος του υγρού φρένων (που αντιστοιχεί στη διαδρομή και τη διάτρηση του κύριου κυλίνδρου). Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες:
Στην εφεδρική λειτουργία, απαιτείται επιβράδυνση πέδησης 2,44 m/s2 (που περιλαμβάνει ταίριασμα πεντάλ και βασικού συστήματος πέδησης).
Αλλαγές συστήματος συμβαίνουν κατά τη διάρκεια ζωής του οχήματος, συμπεριλαμβανομένης της φθοράς της πλάκας τριβής, των αλλαγών ακαμψίας του συστήματος, των αλλαγών του συντελεστή τριβής και ούτω καθεξής. Αυτό το άρθρο δεν παρέχει λεπτομερή εξήγηση.
Σχήματα ενός ενσωματωμένου φρένου ισχύος (IPB)
2.2 Από την υποβοήθηση του οδηγού έως την άκρως αυτοματοποιημένη οδήγηση
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο τρέχων σχεδιασμός των συστημάτων υποβοήθησης οδηγού τοποθετεί τον οδηγό στον πυρήνα της λειτουργίας, με το σύστημα να λειτουργεί ως συμπληρωματικό χαρακτηριστικό. Σε ορισμένα υψηλού επιπέδου συστήματα υποβοήθησης οδηγού L3, όπως πιλότος στάθμευσης και πιλότος αυτοκινητόδρομου, οι οδηγοί μπορούν να παραδώσουν τον έλεγχο του οχήματος σε συγκεκριμένα σενάρια. Ωστόσο, ο οδηγός πρέπει να παραμείνει στη θέση του οδηγού. Σε περίπτωση βλάβης του συστήματος πέδησης, ο οδηγός πρέπει να αναλάβει τον έλεγχο ανά πάσα στιγμή και να σταθμεύσει το όχημα σε ασφαλή περιοχή σε μηχανική εφεδρική λειτουργία.
Από το L3 έως το L4/L5, ο οδηγός σταδιακά παραιτείται από την ευθύνη και δεν απαιτείται πλέον να κάθεται στη θέση του οδηγού. Αυτό διασφαλίζει ότι, ακόμη και σε περίπτωση δυσλειτουργίας, το σύστημα ελέγχου του οχήματος θα φέρει το όχημα σε ασφαλή περιοχή. Για το σύστημα πέδησης, το ζήτημα του τρόπου ολοκλήρωσης των λειτουργιών που αρχικά εκτελούσε ο οδηγός από το σύστημα ελέγχου του οχήματος είναι μια νέα πρόκληση που τίθεται στο σύστημα πέδησης από την αυτόνομη οδήγηση υψηλού επιπέδου.