KR102266048B1 - 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치 - Google Patents

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Abstract

자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치에 대하여 개시한다. 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치는 차량에 설치된 제어장치들의 이상 여부를 모니터링하는 워치독 상태 입력부, 워치독 상태를 판단하는 워치독 상태 판단부, 워치독 이상 발생 시에 비상제동을 실행하기 위한 비상제동 명령부, 비상제동 명령이 있게 되면 비상 브레이크 페달을 강제 동작시키기 위한 제동 액추에이터 모터, 제동 액추에이터 모터를 제어하기 위한 액추에이터 모터 드라이버 및 비상 브레이크 페달이 정상적으로 작동되었는지를 감지하기 위한 제동 액추에이터 센서를 포함하여 구성되는 차량의 비상제동장치에 있어서, 비상 브레이크 페달의 작동시 비상 브레이크 페달의 작동 압력을 감지하는 BPS; 및 제동 액추에이터 센서의 감지값과 BPS의 감지값을 상호 비교하여 제동 액추에이터 모터의 이상 여부를 진단하는 자가진단부; 를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치{Emergency Braking System having self test function}
이 발명은 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치에 관한 것으로서, 차량이 노후되는 과정에서도 비상 상황에서만 동작하도록 설정된 비상제동장치가 비상 상황에서 정상적인 동작을 할 수 있도록 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치에 관한 것이다.
차량에 탑재되는 비상제동장치(EBS, Emergency Braking System) 또는 자동비상제동장치(AEBS, Advanced Emergency Braking System)는 차량 주행에 중요한 구성으로부터 이상이 감지되는 경우, 운전자의 졸음운전으로 차량 사고가 예상되는 경우 등과 같이 주행 중에 비상 상황이 감지되면, 차량 운전자에게 경고를 보낸 후 일정 시간동안 운전자가 반응하지 않으면 차량을 강제로 제동시키도록 구성되는 장치이다. 교통 당국에서는 이와 같은 기능을 갖는 자동비상제동장치는 일부 차량에는 의무적으로 장착하도록 규제하고 있다.
한편, 최근에는 자율주행차량의 개발이 활발하게 진행되면서 자율주행차량의 안정성을 보장하기 위한 첨단의 보조장치 개발이 시도되고 있는 실정이다. 특히 자율주행차량는 주행 중에 비상 상황이 발생했을 때는 운전자의 개입 없이도 차량을 제동시켜야 하기 때문에 보다 정확하고 안정성이 있는 비상제동장치의 개발이 필요한 것이다.
차량에 탑재되는 비상제동장치는 차량에 설치된 제어장치들의 이상 여부를 모니터링하는 워치독 상태 입력부, 워치독 상태를 판단하는 워치독 상태 판단부, 워치독 이상 발생 시에 비상제동을 실행하기 위한 비상제동 명령부, 비상제동 명령이 있게 되면 비상 브레이크 페달을 강제 동작시키기 위한 제동 액추에이터 모터, 제동 액추에이터 모터를 제어하기 위한 액추에이터 모터 드라이버를 포함하여 구성된다. 또한, 비상제동이 명령이 된 상태에서 비상 브레이크 페달이 정상적으로 작동되었는지를 감지하기 위한 제동 액추에이터 센서를 포함하여 구성된다. 따라서, 비상 제동이 필요한 상황에서 비상 제동 명령이 있게 된 후, 제동 액추에이터 센서에 의해서 감지된 비상 브레이크 페달의 작동 여부에 대한 감지 정보가 액추에이터 모터 드라이버에 전달됨으로써, 비상 제동 명령이 실행되었음에도 비상 브레이크 페달이 작동하지 않은 상태에서는 다시 비상 제동을 수행하도록 구성된다.
그런데 전술한 비상제동장치 또는 자동비상제동장치는 비상 시에만 동작하도록 설정이 됨에 따라서 평상시에는 해당 장치가 정상적으로 동작할 수 있는 상태인지에 대한 자가진단이 필요한다.
또한, 종래의 비상제동장치에서는 비상제동이 필요한 상황을 인지하여 비상제동 명령이 실행 된 후, 비상제동이 실행되었는지 여부의 판단하고 비상제동이 이루어지지 않았을 경우에 다시 비상제동을 실행하도록 구성됨으로써 비상제동에 대한 신뢰도를 높이려 하고 있으나 자율주행차량의 안정성 측면에서는 여전히 해결해야할 과제는 존재하였다.
대한민국 특허청 등록특허공보 10-0357763 대한민국 특허청 공개특허공보 10-2007-0107115
이 발명은 차량이 노후되는 과정에서도 비상 상황에서만 동작하도록 설정된 비상제동장치가 비상 상황에서 정상적인 동작을 할 수 있도록 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치를 제공하는 데 발명의 목적 이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치는 차량에 설치된 제어장치들의 이상 여부를 모니터링하는 워치독 상태 입력부, 워치독 상태를 판단하는 워치독 상태 판단부, 워치독 이상 발생 시에 비상제동을 실행하기 위한 비상제동 명령부, 비상제동 명령이 있게 되면 비상 브레이크 페달을 강제 동작시키기 위한 제동 액추에이터 모터, 제동 액추에이터 모터를 제어하기 위한 액추에이터 모터 드라이버 및 비상 브레이크 페달이 정상적으로 작동되었는지를 감지하기 위한 제동 액추에이터 센서를 포함하여 구성되는 차량의 비상제동장치에 있어서, 비상 브레이크 페달의 작동시 비상 브레이크 페달의 작동 압력을 감지하는 BPS; 및 제동 액추에이터 센서의 감지값과 BPS의 감지값을 상호 비교하여 제동 액추에이터 모터의 이상 여부를 진단하는 자가진단부; 를 포함하여 구성될 수 있다.
이 발명의 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치에서 자가진단부는 차량 이그니션 스위치가 On 위치이고, 차량기어가 P인 상태에서 비상제동 진단을 수행하도록 설정되고, 차량 계기판에 비상제동 진단 중임을 알리도록 설정될 수 있다.
이 발명의 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치는 자가진단부에서 제동 액추에이터 센서의 감지값과 BPS의 감지값이 비교한 결과, 비교결과의 차이가 일정 범위 이내이면 BPS의 감지값에 맞춰 제동 액추에이터 모터의 동작값을 보정하도록 설정될 수 있다.
이 발명의 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치는 자가진단부에서 제동 액추에이터 센서의 감지값과 BPS의 감지값이 비교한 결과, 비교결과의 차이가 일정 범위를 초과하면 이상 발생을 경고하도록 설정될 수 있다.
이 발명이 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치는 차량의 시동되는 과정에서 비상 시에 비상 브레이크 페달을 동작시키기 위해 구성된 제동 액추에이터 모터를 포함한 비상장치의 이상 여부를 체크할 수 있는 커다란 장점이 있다.
또한, 이 발명의 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치는 자가진단한 결과에서 보정이 가능한 범위 내에서는 액추에이터 모터 드라이버를 통해서 제동 액추에이터 모터의 동작값을 보정할 수 있는 장점이 있다.
도1은 이 발명의 일 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 이 발명의 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치에 대하여 첨부된 도면을 참고하면서 보다 구체적으로 설명한다.
이 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에서 이 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙이기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 이 발명의 일 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치를 설명하기 위한 도면이다. 도면 중에 표시되는 도면부호 100은 이 발명의 일 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치를 지시하는 것이다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 차량 비상제동장치(100)가 적용되는 차량에는 도1에서 보이는 바와 같이 차량을 제동하기 위한 비상 브레이크 페달(110), 비상 브레이크 페달(110)을 강제 작동시키기 위한 제동 액추에이터 모터(112), 제동 액추에이터 모터(112)를 제어하는 액추에이터 모터 드라이버(114)가 설치된다.
한편, 차량의 제어를 위해 차량에 설치된 각종 제어장치들로부터 신호를 수신하여 각 제어장치들의 이상 여부를 모니터링하기 위한 워치독 상태 입력부(120), 워치독 상태를 판단하는 워치독 상태 판단부(122), 및 워치독 이상 발생 시에 비상제동을 실행하기 위한 비상제동 명령부(130)를 포함하여 구성된다. 특히, 비상제동 명령부(130)에서는 워치독 상태 판단결과에 따라서 차량에 비상제동을 위한 명령 신호를 전달할 수 있게 구성된다.
따라서 비상제동 명령부(130)에서 액추에이터 모터 드라이버(114)에 비상제동 신호를 전달하게 되면, 비상 브레이크 페달(110)을 강제 작동시키기 위한 제동 액추에이터 모터(112)가 구동됨으로써 차량은 비상제동하게 된다.
한편, 비상 제동 브레이크 페달(110)이 정상적으로 작동되었는지를 감지하기 위한 제동 액추에이터 센서(140)가 마련되고, 제동 액추에이터 센서(140)에서 감지되는 감지값은 액추에이터 모터 드라이버(114)에 전달되어 비상제동이 이루어졌는지를 판단할 수 있게 구성된다. 이때, 제동 액추에이터 센서(140)에서의 감지값이 없으면 액추에이터 모터 드라이버(114)는 제동 액추에이터 모터(112)를 다시 작동시켜 비상 브레이크 페달(110)이 강제 동작하도록 한다.
특히, 이 발명의 일 실시 예에 따른 차량 비상제동장치(100)에는 비상 브레이크 페달(110)의 작동 시에 비상 브레이크 페달(110)의 작동 압력을 감지하기 위한 센서인 BPS(150)를 더 포함하여 구성되고, 제동 액추에이터 센서(140)의 감지값과 BPS(150)의 감지값을 상호 비교하여 제동 액추에이터 모터(112)의 이상 여부를 진단하는 자가진단부(160)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 부연하면, 비상 브레이크 페달(110)을 강제 구동하기 위해 설치된 제동 액추에이터 모터(112)에 어떠한 고장 등이 발생되었는지를 사전에 진단할 수 있게 구성된다.
전술한 바와 같은 차량 비상제동장치(100)의 자가진단은 차량 이그니션 스위치가 On 위치이고, 차량기어가 P인 상태에서 이루어지도록 설정될 수 있다. 즉, 자가진단부(160)에서는 차량이 시동되면서 이그니션 스위치 On 상태이며, 차량의 기어가 파킹(P)인 상태가 되면, 이 발명의 일 실시 예에 따른 차량 비상제동장치(100)를 구동시켜 비상제동을 위한 장치에 이상여부를 확인하게 된다. 이때, 차량 계기판에는 비상제동장치의 진단 중임을 알리는 신호가 디스플레이될 수 있다.
이 발명의 일 실시 예에 따른 차량 비상제동장치(100)의 구동됨에 따라 자가진단부(160)에서 제동 액추에이터 센서(140)의 감지값과 BPS(150)의 감지값을 상호 비교하고, 그 비교결과의 차이가 일정 범위 이내이면 BPS의 감지값(150)에 맞춰 제동 액추에이터 모터(112)의 동작값을 보정하도록 설정될 수 있다.
한편, 자가진단부(160)에서 제동 액추에이터 센서(140)의 감지값과 BPS(150)의 감지값을 상호 비교한 결과, 그 비교결과의 차이가 일정 범위를 초과하면 비상제동장치에 이상이 있음을 알리는 경고가 실행되도록 설정될 수 있다.
특히, 이 발명의 일 실시 예에 따른 차량 자가진단장치(100)는 차량의 주행 과정에서 조향 및 제동에 있어 매우 높은 안정성을 요구하는 자율주행차량에 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 차량 비상제동장치(110)가 장착된 차량에서 시동이 시작되는 과정에서 이그니션 스위치가 On 상태이고, 기어의 위치가 주차상태(P)이면, 자가진단부(160)에서는 액추에이터 모터 드라이버(114)를 통해서 제동 액추에이터 모터(112)를 구동시키게 된다.
제동 액추에이터 모터(112)의 구동에 의해서 비상 브레이크 페달(110)은 강제 작동하게 된다.
이때, 제동 액추에이터 센서(140)에서는 비상 브레이크 페달(110)이 정상적으로 작동되었는지를 판단하기 위한 신호를 감지하고, BPS(150)에서는 비상 브레이크 페달(110)의 작동 압력을 감지하게 된다.
BPS(150)에서 감지된 감지값은 자가진단부(160)로 전달되고, 제동 액추에이터 센서(140)에서 감지된 감지값은 액추에이터 모터 드라이버(114)를 통해서 자가진단부(160)로 전달된다.
자가진단부(160)에서는 제동 액추에이터 센서(140)에서 감지된 감지값과, BPS(150)에서 감지된 감지값을 상호 비교하고, 비교한 결과에서 발생된 오차가 일정 범위 이내이고 보정이 필요한 상황이면 제동 액추에이터 모터(112)의 동작값이 변경되도록 하는 보정을 실행한다.
한편, 비교한 결과에서 발생한 오차가 일정 범위를 벗어나면 차량에 이상 발생을 경고한다.
전술한 바와 같은 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치(100)가 차량에 탑재됨으로서 차량 안정성에 대한 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
특히, 비상 시에도 운전자가 개입할 수 없도록 구성된 자율주행차량에 이 발명의 실시 예에 따른 차량 비상제동장치(100)가 적용되면 그 큰 효과를 기대할 수 있다.
이상에서는 첨부된 도면들을 참조하면서 이 발명의 실시 예에 따른 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치에 대하여 설명하였다.
앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시 예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
100 : 차량 비상제동장치 110 : 비상 브레이크 페달
112 : 제동 액추에이터 모터 114 : 액추에이터 모터 드라이버
120 : 워치독 상태 입력부 122 : 워치독 상태 판단부
130 : 비상제동 명령부 140 : 제동 액추에이터 센서
150 : BPS 160 : 자가진단부

Claims (4)

  1. 차량에 설치된 제어장치들의 이상 여부를 모니터링하는 워치독 상태 입력부, 워치독 상태를 판단하는 워치독 상태 판단부, 워치독 이상 발생 시에 비상제동을 실행하기 위한 비상제동 명령부 및 비상제동 명령이 있게 되면 비상 브레이크 페달을 강제 동작시키기 위한 제동 액추에이터 모터를 포함하여 구성되는 차량의 비상제동장치에 있어서,
    상기 비상 브레이크 페달이 정상적으로 작동되었는지를 감지하기 위한 제동 액추에이터 센서;
    상기 제동 액추에이터 센서에서의 감지값이 없으면 상기 제동 액추에이터 모터를 다시 작동시키도록 설정되는 액추에이터 모터 드라이버;
    상기 비상 브레이크 페달의 작동시 상기 비상 브레이크 페달의 작동 압력을 감지하는 BPS; 및
    상기 제동 액추에이터 센서의 감지값과 상기 BPS의 감지값을 상호 비교하여 상기 제동 액추에이터 모터의 이상 여부를 진단하는 자가진단부; 를 더 포함하여 구성되며,
    상기 자가진단부는 차량 이그니션 스위치가 On 위치이고, 차량기어가 P인 상태에서 비상제동 진단을 수행하도록 설정되고,
    상기 자가진단부에서 상기 제동 액추에이터 센서의 감지값과 상기 BPS의 감지값이 비교한 결과, 비교결과의 차이가 일정 범위 이내이면 상기 BPS의 감지값에 맞춰 상기 제동 액추에이터 모터의 동작값을 보정하도록 설정되고, 비교결과의 차이가 일정 범위를 초과하면 이상 발생을 경고하도록 설정된 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자가진단부에서 자가진단을 수행하는 경우, 차량 계기판에 비상제동 진단 중임을 알리도록 설정된 것을 특징으로 하는 자가진단 기능을 갖는 차량 비상제동장치.


  3. 삭제
  4. 삭제
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