Lo stato dell'arte dei sistemi frenanti II
---Requisiti per la guida altamente automatizzata
Secondo gli attuali requisiti di progettazione del sistema frenante (ECE R13-H), il conducente è responsabile dell'arresto del veicolo in caso di guasto del sistema frenante. Pertanto, il sistema deve avere una modalità di backup puramente meccanica per garantire che il conducente possa decelerare il veicolo premendo il pedale del freno.
1-Requisiti del sistema frenante derivati dallo stato dell'arte
Per la guida autonoma di alto livello, quando si verifica un guasto singolo nel sistema frenante, quali funzioni dovrebbe avere il sistema e che tipo di prestazioni dovrebbe raggiungere? Attualmente, in base al miglior livello che l’attuale sistema frenante del veicolo può raggiungere (stato dell’arte), la detrazione è la soluzione migliore. Questo è comprensibile. Dopo che si verifica un guasto, il livello di elaborazione automatica del sistema deve essere uguale o superiore al livello attuale di funzionamento del conducente.
Da ciò si deduce che i requisiti funzionali e prestazionali per il backup del sistema di frenatura automatica di guida sono:
①Fornire una forza frenante sufficiente (decelerazione della frenata superiore a 6,4 m/s^2, che copre il 99% delle condizioni di frenata).
②Il tempo per decelerare a 6,4 m/s^2 non deve superare 1,5 s (tenendo conto del tempo di reazione e del tempo di esecuzione del macchinista).
③Prestazioni antibloccaggio (che consentono al veicolo di mantenere la capacità di sterzata). Quando l'ESP fallisce, il sistema di guida automatica deve essere equivalente al livello antibloccaggio raggiunto dall'intervento umano. Per quanto riguarda la stabilità laterale, allo stato attuale, dopo il fallimento dell’ESP, la forza umana non può garantire la stabilità laterale. sicurezza, quindi non esiste tale requisito per i sistemi di guida autonoma.
2- Requisiti del sistema frenante per la guida altamente automatizzata
Attraverso l'analisi dei requisiti del sistema frenante, quando si progettano sistemi frenanti di guida autonoma di alto livello, il degrado funzionale è il problema più difficile. È necessario considerare la progettazione della ridondanza del freno, ovvero la creazione di un'unità di controllo del freno secondaria oltre all'unità di controllo del freno primaria. Inoltre, il sistema deve disporre anche di funzioni avanzate come il rilevamento dello stato del sistema, il controllo della ridondanza e il controllo della stabilità del veicolo nello stato di backup.
3- Requisiti per la stabilizzazione nel backup HAD
Questo è un argomento controverso. I veicoli autonomi devono ancora avere capacità di controllo della stabilità laterale in modalità di degrado della frenata? La risposta è NO per due motivi:
3.1Quando l'ESP fallisce nei veicoli convenzionali, il conducente prende il controllo del veicolo e non può fornire il controllo della stabilità laterale.
3.2 Supponiamo che la distanza dal guasto del sistema di frenatura del veicolo autonomo per raggiungere un luogo sicuro sia di 5 km. Sulla base dell'analisi degli attuali dati del mercato post-vendita dell'ESC, durante questa distanza di 5 km, il veicolo stava guidando in modalità di degrado dei freni perché non era presente il controllo della stabilità laterale. La probabilità di lesioni ai membri è molto bassa.
4- Requisiti del sistema frenante per l'architettura E/E
La ridondanza funzionale del sistema frenante si basa sull'architettura elettronica. Nel caso dell'architettura elettronica, ciò non si ottiene semplicemente duplicando tutti i componenti rilevanti, il che porta ad un forte aumento della complessità e dei costi del sistema. I sistemi critici devono disporre di backup ridondanti, che si riflettono principalmente nelle seguenti parti:
①HAD backup dell'unità di guida
②Supporto di comunicazione e backup di alimentazione dell'unità di controllo del freno primaria e secondaria e dell'unità di guida HAD
③Sensori chiave, come il sensore di velocità della ruota di backup WSS
5- Requisiti relativi al sistema frenante integrato
Come accennato in precedenza, il sistema frenante di un veicolo autonomo richiede centraline di controllo del freno primario e secondario. La soluzione proposta da Bosch consiste nell'utilizzare l'IPB come sistema frenante primario per eseguire le richieste di frenata nella maggior parte dei casi e nell'utilizzare l'RBU (unità frenante ridondante) come freno ridondante in caso di guasto dell'IPB.
Inoltre, la progettazione della RBU non dovrebbe avere alcun impatto aggiuntivo sulla funzionalità, sulla sicurezza e sulla serializzazione dell'IPB. La RBU dovrebbe utilizzare il maggior numero possibile di componenti ESP per ridurre i costi.