Niveau 1:(enkele operationele taak per systeem):ACC/LKS
Niveau 2:(gecombineerde operationele taken door systeem en toezicht door bestuurder): geïntegreerde cruise-assist
Niveau 3:(operationele en tactische taken worden door het systeem uitgevoerd, de bestuurder kan indien nodig opnieuw worden ingeschakeld): filepiloot, parkeerpiloot, snelwegpiloot
Niveau 4:(operationele en tactische taken uitgevoerd door het systeem in een gedefinieerde omgeving): automatische piloot in een gedefinieerde omgeving
Niveau 5:(operationele en tactische taken worden overal door het systeem uitgevoerd): automatische piloot
Verschillende niveaus van geautomatiseerd rijden
Er is een belangrijk scheidspunt in deze classificatie, namelijk L3. Vóór L3 (inclusief L3) gaat het remsysteem na een storing over naar de back-upmodus, waarbij de bestuurder het voertuig moet overnemen, wat vaak fail-safe wordt genoemd. De bestuurder wordt in feite de meest betrouwbare back-up voor ondersteunde rijfuncties. . Na het bereiken van de L4- en L5-fasen is het voertuigbesturingssysteem verantwoordelijk voor de voertuigstatus nadat het remsysteem uitvalt. Op dit moment moeten alle acties die oorspronkelijk door de bestuurder zijn overgenomen en voltooid, door het voertuig worden voltooid, wat de zogenaamde fail-operational is.
De meeste reguliere autobedrijven staan op het knooppunt van 2020 en bevinden zich in de overgangsfase van L2 naar L3, zoals de versterking en popularisering van functies zoals APA en TJA. Een paar pionierende autobedrijven hebben al het hoogste niveau van L3-ondersteund rijden ingenomen en doen hun best om een "spannende sprong" te maken naar autonoom rijden op L4-niveau. Wat zijn met deze sprong de nieuwe vereisten voor het remsysteem op uitvoerend niveau?
2.1 Architectuur van remsystemen (IPB-werkprincipe)
De onderstaande afbeelding toont een vereenvoudigd schema van het IPB-remsysteem, dat hoofdzakelijk is onderverdeeld in drie delen: het pedaal-hoofdcilinder-pedaalsimulatorgedeelte, het drukopbouwgedeelte en het drukafstellingsgedeelte.
Het IPB-systeem is een ontkoppeld systeem. Tijdens normale werking zijn kleppen 1, 4 en 5 verbonden en kleppen 2 en 3 losgekoppeld. Zodra de bestuurder op het pedaal trapt, komt er remvloeistof in de hoofdcilinder en pedaalsimulator, waardoor er druk wordt opgebouwd. De pedaalkracht-pedaalslagcurve wordt bepaald door de kenmerken van de hoofdcilinder en pedaalsimulator. Tegelijkertijd herkent de IPB ECU het pedaalverplaatsingssignaal en regelt de motor om druk op te bouwen op basis van de gekalibreerde pedaalverplaatsings-systeemdrukcurve om voertuigvertraging te genereren. In de longitudinale en gierbewegingsregeling wordt de wielcilinderdruk van elk wiel aangepast via de ABS/ESC hydraulische modulatiemodule. Daarom kan voor het IPB-remsysteem de pedaalverplaatsings-vertragingscurve worden gewijzigd door de kalibratieparameters te vernieuwen.
De IPB-degradatiemodus is relatief complex, met verschillende soorten storingen die overeenkomen met verschillende degradatiemodi. Dit artikel richt zich op storingen met stroomondersteuning, zoals IPB-stroomuitval. In deze modus gaat de IPB naar de mechanische back-upmodus, worden kleppen 1, 4 en 5 gesloten en worden kleppen 2 en 3 geopend. De druk die door het trappen van de bestuurder wordt opgebouwd, komt rechtstreeks in de wielcilinder terecht en genereert voertuigvertraging. In overeenstemming met de bepalingen van de ECE R13-H-regelgeving moet het systeem in staat zijn om een remvertraging van ten minste 2,44 m/s² te produceren.
Aangezien het rempedaal ontkoppeld is, is het niet nodig om rekening te houden met de impact van de vloeistofvraag van de hoofdcilinder op de pedaalverplaatsing. De boring van de hoofdcilinder van de IPB kan kleiner zijn dan die van een traditioneel remtoepassingssysteem. In de mechanische back-upmodus genereert het systeem een hogere druk onder dezelfde pedaalkracht. Tijdens het ontwerpproces van het remsysteem is het belangrijk om rekening te houden met het remvloeistofvolume (overeenkomend met de slag en boring van de hoofdcilinder). De volgende factoren moeten in aanmerking worden genomen tijdens het ontwerpproces:
In de back-upmodus is een remvertraging van 2,44 m/s2 vereist (waarbij het pedaal en het basisremsysteem op elkaar moeten worden afgestemd).
Systeemveranderingen vinden plaats gedurende de levensduur van het voertuig, waaronder slijtage van de frictieplaat, veranderingen in de stijfheid van het systeem, veranderingen in de wrijvingscoëfficiënt, enzovoort. Dit artikel zal geen gedetailleerde uitleg geven.
Schema's van een geïntegreerde rembekrachtiging (IPB)
2.2 Van bestuurdersassistentie naar sterk geautomatiseerd rijden
Zoals eerder vermeld, plaatst het huidige ontwerp van bestuurdersassistentiesystemen de bestuurder centraal in de operatie, waarbij het systeem fungeert als een aanvullende functie. In sommige hoogwaardige L3-bestuurdersassistentiesystemen, zoals parkpilot en highwaypilot, kunnen bestuurders de controle over het voertuig in specifieke scenario's overdragen. De bestuurder moet echter nog steeds op de bestuurdersstoel blijven zitten. In het geval van een storing in het remsysteem moet de bestuurder op elk moment de controle overnemen en het voertuig parkeren op een veilige plek in de mechanische back-upmodus.
Van L3 naar L4/L5 geeft de bestuurder geleidelijk de verantwoordelijkheid op en hoeft hij niet langer op de bestuurdersstoel te zitten. Dit zorgt ervoor dat, zelfs in het geval van een storing, het voertuigcontrolesysteem het voertuig naar een veilige zone brengt. Voor het remsysteem is de vraag hoe de handelingen die oorspronkelijk door de bestuurder door het voertuigcontrolesysteem werden uitgevoerd, moeten worden voltooid, een nieuwe uitdaging voor het remsysteem door autonoom rijden op hoog niveau.