KR100217673B1 - 무인자율주행 차량용 차속제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 전자제어장치를 포함하여, 각종의 입력수단으로부터의 입력신호를 기초로 차량의 현재상태와 도로상태를 스스로 판단하고, 이 판단결과에 따라 가속력제어장치, 제동력제어장치 및 조향각제어장치를 제어하여 가속력, 제동력 및 조향각을 제어하며 자율주행하는 무인 자율 주행 차량의 차속제어장치에 있어서, 상기 입력수단은, 영상입력장치, 거리측정센서, 차속센서, 각종 압력센서 및 외부 명령 입력수단을 포함하며, 상기 가속력제어장치 및 제동력제어장치는, 각각 정회전 및 역회전이 가능한 모터와, 상기 모터의 회전력을 케이블의 왕복직선운동으로 바꾸어주는 동력변환수단과, 상기 케이블을 차체에 고정 유지시켜주며 동시에 정해진 방향으로 안내하기 위한 케이블 고정수단과, 상기 케이블에 연결되어 케이블의 왕복운동에 연동하여 가속력 또는 제동력을 제어하는 제어작동부를 포함하며, 상기 전자제어장치는, 상기 입력수단으로부터의 입력 데이터를 기초로 차량의 진행방향과 함께 차량의 가속 또는 감속여부와 가속 또는 감속의 정도를 결정하고, 그 결정 결과에 따라서 가속제어장치 또는 감속제어장치를 선택하여, 소망하는 가속 또는 감속의 정도에 대응하도록 상기 모터를 정회전 또는 역회전시키는 것을 특징으로 하는 무인자율주행 차량용 차속제어장치를 제공한다. 이러한 결과, 직류 서보모터를 사용하여 구동부를 설계하여 제조비용의 절감을 가져올 수 있으면서도, 성능의 향상을 가져오는 무인자율주행차량의 가속력제어 및 제동력제어를 위한 차속제어장치를 제공하게 되었다.

Description

무인자율주행 차량용 차속제어장치

종래에는 차량의 운행을 위하여서 반드시 운전자가 탑승하여야만 하였다. 그러나, 최근들어 인건비의 지출에 따른 무류비용의 절감을 위하여 무인 주행차량에 대한 관심이 높아지고 있다.

이러한 무인차량은 아직은 상용화되지 못하고 있는 실정이지만, 도로상황, 목표지점의 확인, 차량의 현재 상태 등을 파악하기 위한 각종의 정보를 입력하는 센서 등의 신호 입력부(1)와, 이들로부터 현재 주행중인 차량의 상황을 판단하여 제어의 목표를 설정하고, 가속, 감속의 여부, 조향각의 설정정도를 제어할 수 있는 전자제어장치(2)와, 저자제정장치의 제어신호에 따라 구체적인 가속, 감속, 조향각의 설정을 행하는 각종의 밸브, 모터등으로 구성된 구동부인 가속력제어장치(3), 제동력제어장치(4), 조향각제어장치(5)를 주요한 구성으로 하고 있다.

이때 무인차량의 속력제어를 위해 사용되는 가속력제어장치()는 가속페달, 또는 트로틀 밸브의 위치제어를 하는 기구이고, 제동력제어장치(4)는 브레이크페달의 위치를 제어하거나 브레이크압력을 증가시키는 기구로서 동력원으로는 공압기구, 또는 유압기구 등을 이용하여 구성되는 바, 그 제조비용이 증가하는 등의 단점이 있으므로 간단한 구성으로 하여 제조비용도 줄일 수 있도록 할 요구가 있어왔다.

본 발명은 종래의 이러한 요구에 따른 것으로서, 직류 서보모터를 사용하여 구동부를 설계하여 제조비용의 절감을 가져올 수 있으면서도 성능의 향상을 가져오는 무안자율주행차량의 가속력제어 및 제동력제어를 위한 차속제어장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

제1도는 종래의 무인 주행차량의 개략적 작동을 보여주는 블록다이어그램.

제2도는 본 발명의 개략적 구성을 보여주는 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,11 : 전자제어장치 13 : 모터

14 ; 동력변환수단 15 : 케이블고정수단

16 : 케이블

본 발명은 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 전자제어장치를 포함하여, 각종의 입력수단으로부터의 입력신호를 기초로 차량의 현재상태와 도로상태를 스스로 판단하고, 이 판단결과에 따라 가속력제어장치, 제동력제어장치 및 조향각제어장치를 제어하여 가속력, 제동력 및 조향각을 제어하며 자율주행하는 무인자율주행 차량의 차속제어장치에 있어서, 상기 입력수단은, 영상입력장치, 거리측정센서, 차속센서, 각종 압력센서 및 외부 명령 입력수단을 포함하며, 상기 가속제어장치 및 제동력제어장치는, 각각 정회전 및 역회전이 가능한 모터와, 상기 모터의 회전력을 케이블의 왕복직선운동으로 바꾸어주는 동력변환수단과, 상기 케이블을 차체에 고정 유지시켜주며 동시에 정해진 방향으로 안내하기 우한 케이블 고정수단과, 상기 케이블에 연결되어 케이블의 왕복운동에 연결동하여 가속력 또는 제동력을 제어하는 제어작동부를 포함하며, 상기 전자제어장치는, 상기 입력수단으로부터의 입력 데이터를 기초로 차량의 진행방향과 함께 차량의 가속 또는 감속여부와 가속 또는 감속의 정도를 결정하고, 그 결정 결과에 따라서 가속제어장치 또는 감속제어장치를 선택하여, 소망하는 가속 또는 감속의 정도에 대응하도록 상기 모터를 정회전 또는 역회전시키는 것을 특징으로 하는 무인자율주행 차량용 차속제어장치를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 무인자율주행 차량용 가속력제어 및 제동력제어를 위한 차속제어장치를 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도면의 모터(13)는 동력원으로서 직류 서보모터, 또는 스텝모터이다. 이 모터는 전류의 방향을 변화시켜 주면 정회전과 역회전을 하므로 제어를 하기가 용이하며, 원하는 각도 만큼만 회전할 수 있으므로 위치제어에 적합한 것이어야 한다.

전자제어장치(11)는 각종의 센서들과 명령어 세트등으로 구성되는 입력부(2)의 자료를 기초로 제어를 위한 기초자료를 조사하고 이에 따라 엔진을 제어하고, 조향각을 결정하여 조향휠을 제어하고, 또한 브레이크의 제동 또는 가속력의 제어를 위해 페달의 압력을 운전자를 대신하여 제어한다.

본 실시예에서 전자제어장치(11)는 페달의 제어를 위한 모터의 제어전원을 차단 또는 모터의 정회전, 역회전을 가능하도록 하기 위하여 전류의 방향을 변화시키는 스위칭기구를 포함하도록 한다.

동력변환수단(14)은 직류모터의 회전운동을 케이블을 평행운동을 전환할 수 있는 기계부품의 집합체를 의미한다. 그 구조는 래크와 피니언의 복합체일 수도 있고, 여러개의 기어구조를 가질 수도 있고, 풀리와 벨트 그리고 아암동으로 구성될 수도 있다.

또한 동력변환수단은 적절한 동력전달비를 가지고 있어 동력의 감쇠 또는 증가효과를 부여할 수 있는 수단이라면 더욱 바람직하다.

동력변환수단에 의해 직선운동력으로 변화된 모터의 회전운동력은 아이들 롤러와 같은 케이블고정수단(15)에 의해 케이블(16)을 고정하여 원하는 위치로 제어작동부(17)를 설치할 수 있도록 도와준다.

제어작동부(17)은 페달(18)과 페달을 원위치로 돌려 놓을 수 있는 페달리턴기구(19)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 또한 제어작동부는 반드시 페달을 직접 당겨야만 하는 것은 아니다. 만일 가속페달이라면 드로틀 밸브를 직접 가동시키는 것일 수도 있고, 제동페달이라면, 직접 브레이크 실린더의 압력을 변환시킬 수 있는 것일 수도 있다.

이상과 같은 구성으로 되어 있는 무인자율주행 차량용 가속력제어 및 제동력제어를 위한 차속제어장치는 전자제어장치에 의해 다음과 같이 작동한다.

입력부로부터의 입력자료를 받아 만일 가속 페달을 밟아야 하는 경우를 예로 작동상태를 살펴보면, 먼저 전자제어장치는 입력자료를 기초로 내부의 스위칭기구를 제어하여 모터를 원하는 방향으로, 원하는 각도만큼 회전시킨다. 그 결과 동력변환수단(14)에 의해서 케이블은 직선운동을 하게 된다. 그리고 케이블의 반대편에 고정되어 있는 페달을 작동시켜 가속력을 얻도록 한다.

한편, 가속력을 줄여야 하는 경우 전자제어장치의 스위칭기구는 모터를 역회전시키는 방향으로 온/오프되고, 직류모터는 반대방향으로 회전하게 되어, 그 결과 동력변환수단의 운동은 처음과 반대로 이동하게 되어, 페달리턴기구(19)에 의한 복원력의 작용으로 페달은 초기의 위치로 복귀하게 된다.

전술한 기술적 구성의 직류 서보 모터를 사용하여 구동부를 설계한 자율주행차량용 가속력제어 및 제동력제어를 위한 차속제어장치를 제공하여, 제조비용의 절감을 가져올 수 있으면서도 성능의 향상을 가져올 수 있게 되었다.

본 발명은 무인 주행차량에 관한 것으로, 특히 주행 중 차량의 속력을 증가 또는 감소시키기 위한 수단으로 사용되는 가속페달, 또는 제동페달을 모터의 구동력을 이용하여 자동제어하기 위한 무인자율주행 차량용 차속제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Claims (2)

1. 전자제어장치를 포함하여, 각종의 입력수단으로부터의 입력신호를 기초로 차량의 현재상태와 도로상태를 스스로 판단하고, 이 판단결과에 따라 가속력제어장치, 제동력제어장치 및 조향각제어장치를 제어하여 가속력, 제동력 및 조향각을 제어하며 자율주행하는 무인 자율 주행 차량의 차속제어장치에 있어서, 상기 입력수단은, 영상입력장치, 거리측정센서, 차속센서, 각종 압력센서 및 외부 명령 입력수단을 포함하며, 상기 가속력제어장치 및 제동력제어장치는, 각각 정회전 및 역회전이 가능한 모터(13)와, 상기 모터의 회전력을 케이블의 왕복직선운동으로 바꾸어주는 동력변환수단(14)과, 상기 케이블을 차체에 고정 유지시켜주며 동시에 정해진 방향으로 안내하기 위한 케이블 고정수단(15)과, 상기 케이블에 연결되어 케이블의 왕복운동에 연동하여 가속력 또는 제동력을 제어하는 제어작동부(17)를 포함하며, 상기 전자제어장치는, 상기 입력수단으로부터의 입력 데이터를 기초로 차량의 진행방향과 함께 차량의 가속 또는 감속여부와 가속 또는 감속의 정도를 결정하고, 그 결정 결과에 따라서 가속제어장치 또는 감속제어장치를 선택하여, 소망하는 가속 또는 감속의 정도에 대응하도록 상기 모터를 정회전 또는 역회전시켜 차량의 속력을 제어하는 것을 특징으로 하는 무인자율주행 차량용 차속제어장치.
2. 제1항에 있어서, 제어작동부(17)는 상기 케이블에 직접 접속된 가속기 페달또는 감속기 페달(18)과, 상기 페달의 위치를 복귀시키기 위한 페달리턴기구(19)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 모인자율주행 차량용 차속제어장치.