레벨 1:(시스템별 단일 작업):ACC/LKS
레벨 2:(시스템에 의한 결합된 운영 작업과 운전자에 의한 감독): 통합 크루즈 어시스트
레벨 3:(시스템이 수행하는 운영 및 전술 작업, 필요한 경우 운전자 재참여 가능): 교통 체증 조종사, 공원 조종사, 고속도로 조종사
레벨 4:(정의된 환경에서 시스템이 수행하는 운영 및 전술 작업): 정의된 환경에서 자동 조종
레벨 5:(모든 곳의 시스템이 수행하는 운영 및 전술 작업): 자동 조종
다양한 수준의 자동 주행
이 분류에는 중요한 구분점이 있는데, 바로 L3입니다. L3(L3 포함) 이전에는 브레이크 시스템이 고장 후 백업 모드로 전환되어 운전자가 차량을 인수해야 하는데, 이를 종종 페일세이프라고 합니다. 운전자는 실제로 보조 주행 기능의 가장 신뢰할 수 있는 백업이 됩니다. L4 및 L5 단계에 도달한 후, 차량 제어 시스템은 브레이크 시스템이 고장난 후 차량 상태를 담당합니다. 이때 원래 운전자가 인수하여 완료한 모든 작업은 차량에서 완료해야 하는데, 이를 페일 작동이라고 합니다.
2020년 노드에 서서, 대부분의 주류 자동차 회사는 APA 및 TJA와 같은 기능의 강화 및 대중화와 같이 L2에서 L3로의 전환 단계에 있습니다. 몇몇 선구적인 자동차 회사는 이미 L3 지원 주행의 높은 지대를 차지했으며 L4 레벨 자율 주행을 향한 "스릴 넘치는 도약"을 위해 노력하고 있습니다. 이러한 도약으로 임원 수준의 브레이크 시스템에 대한 새로운 요구 사항은 무엇입니까?
2.1 브레이크 시스템 아키텍처(IPB 작동 원리)
다음 그림은 IPB 브레이크 시스템을 단순화한 다이어그램으로, 주로 페달-마스터 실린더-페달 시뮬레이터 부분, 압력 생성 부분, 압력 조절 부분의 세 부분으로 나뉩니다.
IPB 시스템은 분리된 시스템입니다. 정상 작동 중에 밸브 1, 4, 5는 연결되고 밸브 2와 3은 분리됩니다. 운전자가 페달을 밟으면 브레이크 유체가 마스터 실린더와 페달 시뮬레이터로 들어가 압력을 형성합니다. 페달 힘-페달 스트로크 곡선은 마스터 실린더와 페달 시뮬레이터의 특성에 따라 결정됩니다. 동시에 IPB ECU는 페달 변위 신호를 인식하고 모터를 제어하여 보정된 페달 변위-시스템 압력 곡선을 기반으로 압력을 형성하여 차량 감속을 생성합니다. 종방향 및 요 모션 제어에서 각 휠의 휠 실린더 압력은 ABS/ESC 유압 변조 모듈을 통해 조정됩니다. 따라서 IPB 브레이크 시스템의 경우 보정 매개변수를 새로 고쳐 페달 변위-감속 곡선을 변경할 수 있습니다.
IPB 저하 모드는 비교적 복잡하며, 다양한 고장 유형은 다양한 저하 모드에 해당합니다. 이 문서에서는 IPB 정전과 같은 전원 지원 고장에 초점을 맞춥니다. 이 모드에서 IPB는 기계적 백업 모드로 전환되고 밸브 1, 4, 5는 닫히고 밸브 2와 3은 열립니다. 운전자의 페달링으로 인해 형성된 압력은 휠 실린더로 직접 유입되어 차량 감속을 생성합니다. ECE R13-H 규정의 규정에 따라 시스템은 최소 2.44m/s²의 제동 감속을 생성할 수 있어야 합니다.
브레이크 페달이 분리되어 있으므로 마스터 실린더의 유체 수요가 페달 변위에 미치는 영향을 고려할 필요가 없습니다. IPB의 마스터 실린더 보어는 기존 브레이크 적용 시스템보다 작을 수 있습니다. 기계적 백업 모드에서 시스템은 동일한 페달 힘으로 더 높은 압력을 생성합니다. 브레이크 시스템 매칭 설계 프로세스 동안 브레이크 유체 볼륨(마스터 실린더 스트로크 및 보어에 해당)을 고려하는 것이 중요합니다. 설계 프로세스 동안 다음 요소를 고려해야 합니다.
백업 모드에서는 2.44 m/s2의 제동 감속이 필요합니다(페달과 기본 제동 시스템 매칭 포함).
시스템 변경은 마찰판 마모, 시스템 강성 변경, 마찰 계수 변경 등을 포함하여 차량의 수명 동안 발생합니다. 이 기사에서는 자세한 설명을 제공하지 않습니다.
통합 파워 브레이크(IPB)의 개략도
2.2 운전자 지원에서 고도로 자동화된 운전으로
이전에 언급했듯이, 운전자 지원 시스템의 현재 설계는 운전자를 작동의 핵심에 두고, 시스템은 보완적 기능 역할을 합니다. Park Pilot 및 Highway Pilot과 같은 일부 고급 L3 운전자 지원 시스템에서는 운전자가 특정 시나리오에서 차량 제어권을 넘길 수 있습니다. 그러나 운전자는 여전히 운전석에 앉아 있어야 합니다. 브레이크 시스템 고장이 발생하면 운전자는 언제든지 제어권을 넘겨받아 기계적 백업 모드에서 안전한 구역에 차량을 주차해야 합니다.
L3에서 L4/L5로 갈수록 운전자는 점차 책임을 포기하고 운전석에 앉을 필요가 없어집니다. 이를 통해 오작동이 발생하더라도 차량 제어 시스템이 차량을 안전한 구역으로 이동시킵니다. 브레이크 시스템의 경우 원래 운전자가 차량 제어 시스템에서 수행했던 작업을 어떻게 완료할 것인가 하는 문제는 고수준 자율 주행이 브레이크 시스템에 제기하는 새로운 과제입니다.