Nivell 1:(tasca operativa única per sistema):ACC/LKS
Nivell 2:(tasques operatives combinades per sistema i supervisió pel conductor): assistència de creuer integrada
Nivell 3:(tasques operatives i tàctiques realitzades pel sistema, el conductor es pot tornar a contractar si cal): pilot d'embossos de trànsit, pilot de parc, pilot d'autopista
Nivell 4:(tasques operatives i tàctiques realitzades pel sistema en un entorn definit): pilot automàtic en un entorn definit
Nivell 5:(tasques operatives i tàctiques fetes pel sistema a tot arreu): pilot automàtic
Diferents nivells de conducció automàtica
Hi ha un punt de divisió important en aquesta classificació, que és L3. Abans de la L3 (inclosa la L3), el sistema de frenada entra en el mode de seguretat després d'una fallada, i requereix que el conductor es faci càrrec del vehicle, que sovint s'anomena a prova de fallades. De fet, el conductor es converteix en el suport més fiable per a les funcions de conducció assistida. . Després d'arribar a les etapes L4 i L5, el sistema de control del vehicle és responsable de l'estat del vehicle després de fallar el sistema de frenada. En aquest moment, totes les accions inicialment assumides i realitzades pel conductor han de ser realitzades pel vehicle, que és l'anomenat fall-operational.
Situades al node del 2020, la majoria de les principals companyies d'automòbils es troben en l'etapa de transició de L2 a L3, com ara l'enfortiment i la popularització de funcions com APA i TJA. Algunes companyies d'automòbils pioneres ja han ocupat el terreny alt de la conducció assistida L3 i estan fent esforços per fer un "salt emocionant" cap a la conducció autònoma de nivell L4. Amb aquest salt, quins són els nous requisits del sistema de frenada a nivell executiu?
2.1 Arquitectura del sistema de fre (principi de funcionament de l'IPB)
La figura següent és un diagrama simplificat del sistema de frenada IPB, que es divideix principalment en tres parts: peça de simulador de pedal-cilindre mestre-pedal, part de construcció de pressió i part d'ajust de pressió.
El sistema IPB és un sistema desacoblat. Durant el funcionament normal, les vàlvules 1, 4 i 5 es connecten i les vàlvules 2 i 3 es desconnecten. Una vegada que el conductor trepitja el pedal, el líquid de fre entra al cilindre mestre i al simulador de pedals, augmentant la pressió. La corba de carrera de força del pedal ve determinada per les característiques del cilindre mestre i del simulador de pedals. Al mateix temps, la ECU IPB reconeix el senyal de desplaçament del pedal i controla el motor per generar pressió en funció de la corba de pressió calibrada del sistema de desplaçament del pedal per generar una desacceleració del vehicle. En el control de moviment longitudinal i de guiñada, la pressió del cilindre de la roda de cada roda s'ajusta mitjançant el mòdul de modulació hidràulica ABS/ESC. Per tant, per al sistema de frenada IPB, la corba de desplaçament-desacceleració del pedal es pot canviar actualitzant els paràmetres de calibratge.
El mode de degradació IPB és relativament complex, amb diferents tipus de fallada corresponents a diferents modes de degradació. Aquest article se centra en les avaries assistides, com ara les interrupcions de l'IPB. En aquest mode, l'IPB entra al mode de còpia de seguretat mecànica, les vàlvules 1, 4 i 5 es tanquen i les vàlvules 2 i 3 s'obren. La pressió que estableix el pedaleig del conductor entra directament al cilindre de la roda i genera una desacceleració del vehicle. D'acord amb les estipulacions de la normativa ECE R13-H, el sistema ha de ser capaç de produir una desacceleració de frenada d'almenys 2,44 m/s².
Atès que el pedal de fre està desacoblat, no és necessari tenir en compte l'impacte de la demanda de fluid del cilindre mestre en el desplaçament del pedal. El forat del cilindre mestre de l'IPB pot ser més petit que el d'un sistema d'aplicació de fre tradicional. En el mode de còpia de seguretat mecànica, el sistema genera una pressió més alta amb la mateixa força del pedal. Durant el procés de disseny de concordança del sistema de frenada, és important tenir en compte el volum del líquid de fre (corresponent a la carrera i el forat del cilindre mestre). Durant el procés de disseny s'han de tenir en compte els següents factors:
En el mode de seguretat, es requereix una desacceleració de frenada de 2,44 m/s2 (que inclou la concordança del pedal i el sistema de frenada bàsica).
Els canvis del sistema es produeixen al llarg de la vida útil del vehicle, com ara el desgast de la placa de fricció, els canvis de rigidesa del sistema, els canvis del coeficient de fricció, etc. Aquest article no proporcionarà una explicació detallada.
Esquemes d'un fre de potència integrat (IPB)
2.2 De l'assistència al conductor a la conducció altament automatitzada
Com s'ha dit anteriorment, el disseny actual dels sistemes d'assistència al conductor situa el conductor al centre de l'operació, amb el sistema actuant com a característica complementària. En alguns sistemes d'assistència al conductor L3 d'alt nivell, com ara el pilot d'estacionament i el pilot d'autopista, els conductors poden lliurar el control del vehicle en escenaris específics. No obstant això, el conductor encara està obligat a romandre al seient del conductor. En cas d'avaria del sistema de frenada, el conductor ha d'assumir el control en qualsevol moment i estacionar el vehicle en una zona segura en mode de reserva mecànica.
De la L3 a la L4/L5, el conductor abandona gradualment la responsabilitat i ja no està obligat a seure al seient del conductor. Això garanteix que, fins i tot en cas d'un mal funcionament, el sistema de control del vehicle portarà el vehicle a una zona segura. Pel que fa al sistema de frenada, la qüestió de com completar les operacions inicialment realitzades pel conductor pel sistema de control del vehicle és un nou repte que planteja al sistema de frenada la conducció autònoma d'alt nivell.