Der Stand der Technik von Bremssystemen II
---Anforderungen für hochautomatisiertes Fahren
Gemäß den aktuellen Anforderungen an die Konstruktion von Bremssystemen (ECE R13-H) ist der Fahrer dafür verantwortlich, das Fahrzeug anzuhalten, wenn das Bremssystem ausfällt. Daher muss das System über einen rein mechanischen Backup-Modus verfügen, der sicherstellt, dass der Fahrer das Fahrzeug durch Betätigen des Bremspedals verzögern kann.
1-Anforderungen an Bremssysteme abgeleitet aus dem Stand der Technik
Welche Funktionen sollte das System haben und welche Leistung sollte es erreichen, wenn beim autonomen Fahren auf hohem Niveau ein Einzelpunktfehler im Bremssystem auftritt? Basierend auf dem besten Niveau, das das aktuelle Fahrzeugbremssystem erreichen kann (Stand der Technik), ist der Abzug derzeit ein besserer Weg. Das ist verständlich. Nach Auftreten eines Fehlers muss der Grad der automatischen Verarbeitung des Systems gleich oder höher sein als der aktuelle Grad des Treiberbetriebs.
Daraus lassen sich folgende Funktions- und Leistungsanforderungen an die automatische Fahrbremssystemunterstützung ableiten:
①Sorgen Sie für eine ausreichende Bremskraft (Bremsverzögerung größer als 6,4 m/s^2, deckt 99 % der Bremsbedingungen ab).
②Die Verzögerungszeit auf 6,4 m/s^2 darf 1,5 s nicht überschreiten (unter Berücksichtigung der Reaktions- und Ausführungszeit des Fahrers).
③Antiblockierleistung (damit das Fahrzeug seine Lenkfähigkeit behält). Wenn ESP ausfällt, muss das automatische Fahrsystem dem durch menschlichen Eingriff erreichten Antiblockierniveau entsprechen. Was die Seitenstabilität anbelangt, so kann nach dem derzeitigen Stand die menschliche Kraft nach einem ESP-Ausfall die Seitenstabilität nicht garantieren. Sicherheit, daher gibt es keine solche Anforderung für autonome Fahrsysteme.
2- Bremssystemanforderungen für hochautomatisiertes Fahren
Bei der Analyse der Anforderungen an Bremssysteme ist beim Entwurf hochwertiger autonomer Fahrbremssysteme die funktionale Verschlechterung das schwierigste Problem. Es ist notwendig, über die Gestaltung der Bremsredundanz nachzudenken, also über die Einrichtung eines sekundären Bremssteuergeräts zusätzlich zum primären Bremssteuergerät. Darüber hinaus muss das System über erweiterte Funktionen wie Systemzustandserkennung, Redundanzkontrolle und Fahrzeugstabilitätskontrolle im Backup-Zustand verfügen.
3- Anforderungen für die Stabilisierung im HAD-Backup
Dies ist ein kontroverses Thema. Müssen autonome Fahrzeuge weiterhin über Funktionen zur Kontrolle der Querstabilität im Bremsdegradationsmodus verfügen? Die Antwort lautet NEIN aus zwei Gründen:
3.1Wenn das ESP bei konventionellen Fahrzeugen ausfällt, übernimmt der Fahrer das Fahrzeug und kann keine Kontrolle über die Seitenstabilität übernehmen.
3.2 Nehmen wir an, dass die Entfernung zwischen dem Ausfall des Bremssystems des autonomen Fahrzeugs und dem Erreichen eines sicheren Standorts 5 km beträgt. Basierend auf der Analyse der aktuellen ESC-After-Sales-Marktdaten fuhr das Fahrzeug während dieser 5 km-Entfernung im Bremsverschlechterungsmodus, da es keine Querstabilitätskontrolle gab. Die Wahrscheinlichkeit einer Verletzung der Insassen ist sehr gering.
4- Bremssystemanforderungen an die E/E-Architektur
Die funktionale Redundanz des Bremssystems basiert auf der elektronischen Architektur. Für die elektronische Architektur wird dies nicht einfach durch die Duplizierung aller relevanten Komponenten erreicht, was zu einem starken Anstieg der Systemkomplexität und -kosten führt. Kritische Systeme müssen über redundante Backups verfügen, die sich hauptsächlich in den folgenden Teilen widerspiegeln:
①HAD Führungseinheit-Backup
②Kommunikations-Backup und Stromversorgung der primären und sekundären Bremssteuereinheit und der HAD-Führungseinheit
③Wichtige Sensoren, wie Raddrehzahlsensor WSS Backup
5- Anforderungen im Zusammenhang mit dem integrierten Bremssystem
Wie bereits erwähnt, erfordert das Bremssystem eines autonomen Fahrzeugs primäre und sekundäre Bremssteuereinheiten. Die von Bosch vorgeschlagene Lösung besteht darin, in den meisten Fällen das IPB als primäres Bremssystem zur Ausführung von Bremsanforderungen zu verwenden und im Falle eines IPB-Ausfalls die RBU (redundante Bremseinheit) als redundante Bremse zu nutzen.
Darüber hinaus sollte das Design der RBU keine zusätzlichen Auswirkungen auf die Funktionalität, Sicherheit und Serialisierung des IPB haben. Die RBU sollte so viele ESP-Komponenten wie möglich verwenden, um niedrige Kosten zu erzielen.