KR102369311B1 - 자동차의 제동시험에 사용되는 병렬형 브레이킹 로봇 장치 - Google Patents

자동차의 제동시험에 사용되는 병렬형 브레이킹 로봇 장치 Download PDF

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한지형
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Abstract

본 발명에 따르면, 자동차의 브레이크 테스트를 위한 브레이킹 로봇에 있어서, 상기 자동차의 내부에 고정 설치된 바디에 형성되며, 동일한 개별 출력 파워를 가지는 다수의 구동 모터들; 상기 자동차의 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트; 상기 구동 모터들 각각의 개별 출력 파워들에 따른 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 상기 모션 샤프트에 전달하는 구동력 변환부; 상기 모션 샤프트에 설치되며 상기 모션 샤프트에 의해 상기 브레이크 페달에 가하여지는 답력을 검출하는 부하 센서; 및 상기 자동차의 브레이크 테스트를 위하여 입력되는 시나리오와 상기 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하여 상기 구동 모터들의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 브레이킹 로봇이 제공된다.

Description

자동차의 제동시험에 사용되는 병렬형 브레이킹 로봇 장치{BRAKING ROBOT DEVICE FOR VEHICLE BRAKING TEST}
본 발명은 자동차의 제동시험에 사용되는 브레이킹 로봇 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다수의 구동 모터가 병렬로 연결되어 차량의 브레이킹 페달에 힘을 가하는 브레이킹 로봇 장치에 관한 것이다.
차량의 제동 안정성을 확보하기 위해, 완성차 회사들은 개발 단계별로 극한의 환경 및 운행 조건에서 제동 시험을 수행한다.
국가별로 자동차 법규 및 요구 조건이 달라 테스트 횟수가 많으며, 테스트 드라이버가 직접 제동 시험을 수행하는 경우 브레이킹 페달에 가하는 힘의 비균일성, 테스트 드라이버의 피로 및 근골격계 질환 등으로 인한 부가적 문제점이 발생하게 되었다.
따라서, 브레이킹 페달에 가하는 힘의 비균일성, 테스트 드라이버의 피로 및 근골격계 질환 등으로 인한 부가적 문제점이 없이 제동 시험을 수행할 수 있는 로봇을 이용한 제동 시험이 도입되었다.
그러나, 현재 사용되는 브레이킹 로봇은 설치 시 성인 두 명이 동시에 작업할 경우 네 시간 가량 소요될 정도로 설치 시간이 길며, 구조가 복잡하여 테스트 드라이버의 조작을 방해할 여지가 있으며, 필요 답력에 따라 다양한 출력의 구동 모터를 구비해야 한다는 문제점이 있다.
이러한 이유로 인하여, 구동 모터를 병렬로 구성하여 다수의 단일 출력의 모터를 이용하여 다양한 출력을 발생시킬 수 있고, 구조가 단순화된 브레이킹 로봇이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다수의 단일 출력의 구동 모터를 병렬 연결하여 다양한 출력을 발생시키는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 브레이킹 로봇이 움직이지 않는 상태에서 구동 모터의 작동 상태를 확인하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 브레이크 테스트를 위한 시나리오에 대응되는 조건을 만족시키는 브레이킹 로봇을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 자동차의 브레이크 테스트를 위한 브레이킹 로봇에 있어서, 상기 자동차의 내부에 고정 설치된 바디에 형성되며, 동일한 개별 출력 파워를 가지는 다수의 구동 모터들; 상기 자동차의 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트; 상기 구동 모터들 각각의 개별 출력 파워들에 따른 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 상기 모션 샤프트에 전달하는 구동력 변환부; 상기 모션 샤프트에 설치되며 상기 모션 샤프트에 의해 상기 브레이크 페달에 가하여지는 답력을 검출하는 부하 센서; 및 상기 자동차의 브레이크 테스트를 위하여 입력되는 시나리오와 상기 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하여 상기 구동 모터들의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 구동 모터들은, 상기 개별 출력 파워들의 합이 상기 브레이크 테스트를 위하여 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 설정된 답력에 대응되도록 설치된 제1 구동 모터 내지 제n - 상기 n은 1 이상의 정수임 - 구동 모터를 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 브레이크 테스트를 수행하기 이전, 제k - 상기 k는 1 이상이며 (n-1) 이하인 정수임 - 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하고, 상기 제n 구동 모터와 상기 제1 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하여 상기 구동력 변환부의 상기 직선 운동력을 참조하여 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 구동력 변환부는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터 각각의 구동축에 결합된 제1 피니언 내지 제n 피니언과, 제1 피니언 내지 제n 피니언이 각각 결합된 랙을 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 랙 샤프트가 움직이지 않는 상태에서, 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력한 다음, 상기 제k 구동 모터의 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 회전 각도를 확인하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도가 상기 임계 각도 이하일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도 중 적어도 하나가 상기 임계 각도 초과일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단되면, (i) 상기 제k 구동 모터를 정방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 역방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_1 회전 각도를 검출하는 제k 프로세스, 및 (ii) 상기 제k 구동 모터를 역방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 정방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_2 회전 각도를 검출하는 제(k+1) 프로세스를 수행하며, 상기 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1)_1 회전 각도, 및 상기 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1)_2 회전 각도를 참조하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 토크 상수를 교정함으로써 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 토크 상수를 교정하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, (i) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 상기 제k 모터의 제k 토크 상수, 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 구동력 변환부의 스티프니스 계수, 및 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 참조하여 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 토크 상수를 교정하며, (ii) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 상기 제(k+1) 토크 상수, 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 스티프니스 계수, 및 상기 구동 전류를 참조하여 상기 제k 토크 상수를 교정하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 랙은 랙 샤프트에 형성된 적어도 하나의 랙 기어를 포함하며, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이 상기 랙 기어에 결합되거나, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이 상기 랙 기어에 결합된 적어도 하나의 웜 기어에 결합된 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 랙 샤프트는 상기 모션 샤프트의 타측단에 결합되거나, 상기 브레이크 페달에 결합된 제1 링크와 상기 바디에 결합된 제2 링크를 포함하는 상기 모션 샤프트의 상기 제1 링크와 상기 제2 링크가 결합되는 조인트에 결합된 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 랙은 원판에 랙 샤프트가 결합되고, 상기 원판의 외주면에 랙 기어가 형성되거나, 상기 원판에 형성된 내부홈의 내주면에 랙 기어가 형성되며, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이, 상기 랙 기어에 각각 결합되거나, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이 상기 랙 기어에 결합된 적어도 하나의 웜 기어에 결합된 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 모션 샤프트의 상기 일측단에는 상기 일측단의 단면에서 내측으로 일정 깊이를 가지는 실린더가 형성되며, 상기 실린더에 결합된 실린더 샤프트가 상기 브레이크 페달에 결합되는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 브레이크 테스트를 위하여 운행되는 상기 자동차의 운행 정보를 검출하며, 상기 자동차의 상기 운행 정보가 상기 시나리오에 대응되는 테스트 시작 조건을 만족하면, 상기 구동 모터들을 구동하여 상기 시나리오에 대응되는 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하며, 상기 시나리오에 대응하여 설정된 시간 이내에 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 한 다음 상기 답력이 유지되도록 하거나, 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 반복하여 가하여지도록 하는 브레이킹 로봇이 제공된다.
본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 자동차의 브레이크 테스트를 위한 브레이킹 로봇을 제어하는 방법에 있어서, (a) 개별 출력 파워들의 합이 상기 브레이크 테스트를 위하여 브레이크 페달에 가하여지도록 설정된 답력에 대응되도록 제1 구동 모터 내지 제n - 상기 n은 1 이상의 정수임 - 구동 모터가, 컨트롤러의 동작에 의해 동작되는 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터들의 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 상기 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트에 전달하는 구동력 변환부에 결합되도록 하는 단계; 및 (b) 상기 컨트롤러를 통해, 제k - 상기 k는 1 이상이며 (n-1) 이하인 정수임 - 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하고, 상기 제n 구동 모터와 상기 제1 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하여 상기 구동력 변환부의 상기 직선 운동력을 참조하여 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 동작 상태를 확인 단계;를 포함하는 방법이 개시된다.
일례로서, 상기 구동력 변환부는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터 각각의 구동축에 결합된 제1 피니언 내지 제n 피니언과, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언이 각각 결합된 랙을 포함하며, 상기 컨트롤러는, 상기 랙 샤프트가 움직이지 않는 상태에서, 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력한 다음, 상기 제k 구동 모터의 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 회전 각도를 확인하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 방법이 개시된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도가 상기 임계 각도 이하일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도 중 적어도 하나가 상기 임계 각도 초과일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단하는 방법이 개시된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단되면, (i) 상기 제k 구동 모터를 정방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 역방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_1 회전 각도를 검출하는 제k 프로세스, 및 (ii) 상기 제k 구동 모터를 역방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 정방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_2 회전 각도를 검출하는 제(k+1) 프로세스를 수행하며, 상기 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1)_1 회전 각도, 및 상기 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1)_2 회전 각도를 참조하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 토크 상수를 교정함으로써 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 토크 상수를 교정하는 방법이 개시된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, (i) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 상기 제k 모터의 제k 토크 상수, 상기 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 구동력 변환부의 스티프니스 계수, 및 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 참조하여 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 토크 상수를 교정하며, (ii) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 상기 제(k+1) 토크 상수, 상기 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 스티프니스 계수, 및 상기 구동 전류를 참조하여 상기 제k 토크 상수를 교정하는 방법이 개시된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 브레이크 테스트를 위하여 운행되는 상기 자동차의 운행 정보를 검출하며, 상기 자동차의 상기 운행 정보가 상기 시나리오에 대응되는 테스트 시작 조건을 만족하면, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터를 구동하여 상기 시나리오에 대응되는 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 하는 방법이 개시된다.
일례로서, 상기 컨트롤러는, 상기 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하며, 상기 시나리오에 대응하여 설정된 시간 이내에 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 한 다음 상기 답력이 유지되도록 하거나, 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 반복하여 가하여지도록 하는 방법이 개시된다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 다수의 단일 출력의 구동 모터를 병렬 연결하여 다양한 출력을 발생시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 브레이킹 로봇이 움직이지 않는 상태에서 구동 모터의 작동 상태를 확인하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 테스트를 위한 시나리오에 대응되는 조건을 만족시키는 브레이킹 로봇을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇을 개략적으로 도시한 것이며,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 작동 구조를 개략적으로 도시한 것이며,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 제1 구동 모터 내지 제n 구동 모터의 작동 상태를 확인하는 단계를 개략적으로 도시한 것이며,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 구동력 변환부의 구조를 개략적으로 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 모션 샤프트가 실린더 및 실린더 샤프트를 가지는 형태를 개략적으로 도시한 것이며,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇이 수행하는 브레이크 테스트의 흐름도를 도시한 것이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 자동차의 브레이크 테스트를 위한 브레이킹 로봇은 자동차의 내부에 고정 설치된 바디(110)에 형성되며, 액추에이터(130)를 포함할 수 있다.
이때, 바디(110)는 자동차의 운전석 의자에 고정 설치되며, 운전석 의자에 탑승하는 테스트 운전자가 자동차를 운행하기 위한 동작을 방해하지 않는 위치에 설치될 수 있다.
그리고, 액추에이터(130)는 동일한 개별 출력 파워를 가지는 다수의 구동 모터들과, 다수의 구동 모터들 각각의 개별 출력 파워들에 따른 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 모션 샤프트(120)에 전달하는 구동력 변환부를 포함할 수 있을 것이다. 이때, 다수의 구동 모터들(131)은 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 브레이킹 로봇은 자동차의 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트(120)를 포함할 수 있다. 모션 샤프트(120)는 구동력 변환부로부터 직선 운동력을 전달받아 자동차의 브레이크 페달에 답력을 전달함으로써 자동차의 제동이 이루어지도록 할 수 있다.
일 예로, 모션 샤프트(120)는 자동차의 브레이크 페달에 답력을 전달할 시 파손을 막기 위해 스테인레스강, 알루미늄 합금 등의 단단한 재질로 형성되었을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 브레이킹 로봇은 모션 샤프트(120)에 설치되며 모션 샤프트(120)에 의해 브레이크 페달에 가하여지는 답력을 검출하는 부하 센서(140)와, 자동차의 브레이크 테스트를 위하여 입력되는 시나리오 및 부하 센서(140)로부터 검출되는 답력 정보를 참조하여 다수의 구동 모터들(131)의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
이어서, 브레이킹 로봇의 작동 구조를 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 작동 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a를 참조하면, 컨트롤러가 동일한 개별 출력 파워를 가지는 다수의 구동 모터에 입력되는 전류를 제어하는 각각의 모터 드라이버들을 제어함으로써 다수의 구동 모터가 동작하도록 할 수 있다.
그리고, 다수의 구동 모터에 의해 생성되는 개별 회전력들은 구동력 변환부에 의해 단일의 직선 운동력으로 변환하며, 구동력 변환부의 직선 운동력이 브레이크 페달에 전달됨으로써 자동차의 제동이 이루어질 수 있다.
이때, 브레이크 페달에 가해지는 답력은 부하 센서(140)에 의해 검출될 수 있다.
도 2b를 참조하면, 대부분의 구조가 도 2a와 동일하나, 각각의 구동 모터에 구동력 변환부가 연결되어 있고, 모든 구동력 변환부가 키네마틱스에 연결되어 있다. 따라서, 도 2b에 따른 브레이킹 로봇은 회전 운동력들이 단일 직선 운동력으로 변환되지 않고, 회전 운동력들이 우선 각각의 직선 운동력으로 변환된 후에 키네마틱스를 통하여 운동 방향이 변경된 단일 직선 운동력으로 통합될 수 있을 것이다.
다음으로, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 브레이킹 로봇의 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 작동 상태를 확인하는 단계를 설명하도록 한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 제1 구동(131-1) 모터 내지 제n 구동 모터(131-n)의 작동 상태를 확인하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3a를 참조하면, 브레이킹 로봇의 구동력 변환부의 구동 모터들은, 개별 출력 파워들의 합이 브레이크 테스트를 위하여 브레이크 페달에 가하여지도록 설정된 답력에 대응되도록 설치된 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)를 포함할 수 있다. 여기서, n은 1 이상의 정수일 수 있다. 또한, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)는 병렬로 연결되어 있을 수 있다.
그리고, 컨트롤러는, 브레이크 테스트를 수행하기 이전, 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하고, 제n 구동 모터와 제1 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하여 구동력 변환부의 직선 운동력을 참조하여 제1 구동 모터 내지 제n 구동 모터의 동작 상태를 확인할 수 있다. 여기서, k는 1 이상이며 (n-1) 이하인 정수일 수 있다.
쉽게 말하면, 컨트롤러는 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)를 인접한 두 개씩 짝지어 동작 상태를 확인한다는 것이다. 예외적으로, 제n 구동 모터(131-n)와 제1 구동 모터(131-1)는 인접하지 않지만 짝지어서 동작 상태를 확인한다.
여기서, 구동력 변환부는, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n) 각각의 구동축에 결합된 제1 피니언(132-1) 내지 제n 피니언(132-n)이 각각 결합된 랙(133)을 포함한다.
이때, 컨트롤러는, 랙(133)이 움직이지 않는 상태에서, 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력한 다음, 제k 구동 모터의 제k 회전 각도와 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 회전 각도를 확인하며, 제k 회전 각도와 제(k+1) 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교하여 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터의 동작 상태를 확인한다.
이후, 컨트롤러는, 제k 회전 각도와 제(k+1) 회전 각도가 임계 각도 이하일 경우 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단하며, 제k 회전 각도와 제(k+1) 회전 각도 중 적어도 하나가 임계 각도 초과일 경우 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 예로, k가 2라고 했을 때, 제2 구동 모터(131-2)에 정방향 구동 제어 신호를 입력하고, 제3 구동 모터(131-3)에 역방향 구동 제어 신호를 입력할 수 있다. 이때 제2 구동 모터(131-2)가 회전한 각도가 제2 회전 각도가 되고, 제3 구동 모터(131-3)가 회전한 각도가 제3 회전 각도가 되며, 제2 회전 각도와 제3 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교할 수 있다.
이때, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n) 각각의 제1 회전 각도 내지 제n 회전 각도는, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n) 각각에 설치된 엔코더들을 통해 확인할 수 있으며, 제2 회전 각도가
Figure 112020108179260-pat00001
이고, 제3 회전 각도가
Figure 112020108179260-pat00002
일 때, 기설정된 임계 각도가
Figure 112020108179260-pat00003
라고 하면,
Figure 112020108179260-pat00004
및
Figure 112020108179260-pat00005
가
Figure 112020108179260-pat00006
이하일 경우, 제2 구동 모터(131-2) 및 제3 구동 모터(131-3)는 정상 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 제2 회전 각도와 제3 회전 각도 중 적어도 하나가
Figure 112020108179260-pat00007
를 초과한다면, 제2 구동 모터(131-2)와 제3 구동 모터(131-3) 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있을 것이다.
한편, 도 3b와 같이, k가 1 내지 n인 경우 모두에 대해 위 단계를 수행할 수 있다. 여기서, 제1 회전 각도 내지 제n 회전 각도가 모두 기설정된 임계 각도 이하라면, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)는 모두 정상 작동하는 것으로 판단할 수 있다.
제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)가 모두 정상 작동하는 것으로 판단된 이후, 컨트롤러는 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 토크 상수를 교정할 수 있다.
컨트롤러는, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)가 정상 상태인 것으로 판단되면, (i) 제k 구동 모터를 정방향 구동시키며 제(k+1) 구동 모터를 역방향 구동시킨 상태에서 제k 구동 모터의 제k_1 회전 각도와 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_1 회전 각도를 검출하는 제k 프로세스, 및 (ii) 제k 구동 모터를 역방향 구동시키며 제(k+1) 구동 모터를 정방향 구동시킨 상태에서 제k 구동 모터의 제k_2 회전 각도와 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_2 회전 각도를 검출하는 제(k+1) 프로세스를 수행하며, 제k_1 회전 각도와 제(k+1)_1 회전 각도, 및 제k_2 회전 각도와 제(k+1)_2 회전 각도를 참조하여 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터의 토크 상수를 교정함으로써 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 토크 상수를 교정한다.
이때, 컨트롤러는, (i) 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 제k 모터의 제k 토크 상수, 제k 구동 모터 및 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 구동력 변환부의 스티프니스 계수, 및 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 참조하여 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 토크 상수를 교정하며, (ii) 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 제(k+1) 토크 상수, 제k 구동 모터 및 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 스티프니스 계수, 및 구동 전류를 참조하여 제k 토크 상수를 교정한다.
위와 같이 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 토크 상수를 교정하는 과정을 수학식으로 설명하도록 한다.
먼저, 전체 토크를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112020108179260-pat00008
이 수학식에서,
Figure 112020108179260-pat00009
는 제k 토크 상수이며,
Figure 112020108179260-pat00010
는 제(k+1) 토크 상수이고,
Figure 112020108179260-pat00011
는 동력 변환부의 스티프니스 계수이고,
Figure 112020108179260-pat00012
는 제k 구동 모터 및 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도이며,
Figure 112020108179260-pat00013
및
Figure 112020108179260-pat00014
각각 제k 구동 모터의 구동 전류 및 제(k+1) 구동 모터의 구동 전류이다.
여기서,
Figure 112020108179260-pat00015
와
Figure 112020108179260-pat00016
은 크기가 같고 방향이 반대로 적용되므로, i 및 -i를 각각 대입할 수 있다.
먼저, 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 제(k+1) 토크 상수를 다음과 같이 교정한다.
Figure 112020108179260-pat00017
다음으로, 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 제k 토크 상수를 다음과 같이 교정한다.
Figure 112020108179260-pat00018
이어서, 구동력 변환부의 구조를 도 4a 내지 4d를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 구동력 변환부의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
구동력 변환부의 랙(133)은 랙 샤프트에 형성된 적어도 하나의 랙 기어를 포함하며, 제1 피니언(132-1) 내지 제n 피니언(132-n) 각각이 랙 기어에 결합되거나, 제1 피니언(132-1) 내지 제n 피니언(132-n) 각각이 랙 기어에 결합된 적어도 하나의 웜 기어(134)에 결합될 수 있다.
일 예로, 구동력 변환부는 도 4a와 같이 다수의 피니언이 직선 랙 기어에 결합된 형태이거나, 도 4b와 같이 다수의 피니언이 원형 랙 기어에 각각 결합된 형태이거나, 도 4c와 같이 다수의 피니언이 웜 기어(134)에 연결되고 웜 기어(134)가 직선 랙 기어에 결합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
또한, 랙 샤프트는 모션 샤프트(120)의 타측단에 결합되거나, 브레이크 페달에 결합된 제1 링크와 바디(110)에 결합된 제2 링크를 포함하는 모션 샤프트(120)의 제1 링크와 제2 링크가 결합되는 조인트에 결합될 수도 있을 것이다.
일 예로, 랙(133)은 원판에 랙 샤프트가 결합되고, 원판의 외주면에 랙 기어가 형성되거나, 원판에 형성된 내부홈의 내주면에 랙 기어가 형성되며, 제1 피니언(132-1) 내지 제n 피니언(132-n) 각각이, 랙 기어에 각각 결합되거나, 제1 피니언(132-1) 내지 제n 피니언(132-n) 각각이 랙 기어에 결합된 적어도 하나의 웜 기어(134)에 결합될 수 있다.
일 예로, 도 4d와 같이 다수의 피니언에 연결된 각각의 랙 기어가 원판에 형성된 내부홈의 내주면에 결합되고 원판에 랙 샤프트가 결합된 형태일 수 있으나 이에 제한되지는 않으며, 랙 기어의 위치는 원판의 외주면 또는 내주면일 수 있고, 랙 기어가 웜 기어(134)에 연결되고 웜 기어(134)가 외주면 또는 내주면에 결합되는 형태일 수도 있을 것이다.
도 4a 내지 도 4d에 도시된 구동력 변환부의 구조는 단지 예시일 뿐이며, 도시되지 않은 다양한 형태의 구동력 변환부의 구조 또한 가능할 것이다.
일 예로, 구동력 변환부의 구조는 다수의 피니언이 웜 기어(134)에 연결되고 웜 기어(134)가 원형 랙 샤프트(133)에 결합된 형태, 다수의 피니언이 각각 웜 기어(134)에 연결되고 웜 기어(134)가 원판에 형성된 내부홈의 내주면에 결합된 형태일 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 모션 샤프트(120)가 실린더(121) 및 실린더 샤프트(122)를 가지는 형태를 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇의 모션 샤프트(120)가 실린더(121) 및 실린더 샤프트(122)를 가지는 형태를 개략적으로 도시한 것이다.
일 예로, 도 5를 참조하면, 모션 샤프트(120)의 일측단에는 일측단의 단면에서 내측으로 일정 깊이를 가지는 실린더(121)가 형성되며, 실린더(121)에 결합된 실린더 샤프트(122)가 브레이크 페달에 결합될 수 있다.
여기서, 실린더(121)와 실린더 샤프트(122)는 고정 결합이 아니며, 실린더 샤프트(122)는 실린더(121)와 반대 방향으로 이동할 수 있을 것이다.
따라서, 브레이킹 로봇의 랙 샤프트(133)가 구동되면 실린더(121)를 통해 실린더 샤프트(122) 및 브레이크 페달로 답력이 전달된다. 이때, 실린더(121)는 브레이크 페달 및 실린더 샤프트(122) 중 적어도 하나와 접촉면을 형성할 수 있다.
또한, 실린더(121)와 실린더 샤프트(122)는 상대적인 운동이 가능하므로, 랙(133)과 관계없이 테스트 운전자가 직접 브레이크 페달에 답력을 가할 수도 있을 것이다. 이때, 실린더(121)가 형성된 모션 샤프트는 이동되지 않으며, 브레이크 페달만 동작하게 되므로, 브레이킹 로봇의 동작과 관계없이 테스트 운전자가 자동차를 운행할 수 있게 된다.
다음으로, 도 6을 참조하여 브레이킹 로봇이 브레이크 테스트를 수행하는 과정을 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 브레이킹 로봇이 수행하는 브레이크 테스트의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)를 구동력 변환부에 결합한다(S601).
개별 출력 파워들의 합이 브레이크 테스트를 위하여 브레이크 페달에 가하여지도록 설정된 답력에 대응되도록 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)가, 컨트롤러의 동작에 의해 동작되는 제1 구동 모터 내지(131-1) 제n 구동 모터(131-n)들의 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 상기 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트(120)에 전달하는 구동력 변환부에 결합된다.
다음으로, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 동작 상태를 확인한다(S602).
이때, 컨트롤러는, 랙(133)이 움직이지 않는 상태에서, 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력한 다음, 제k 구동 모터의 제k 회전 각도와 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 회전 각도를 확인하며, 제k 회전 각도와 제(k+1) 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교하여 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터의 동작 상태를 확인한다.
이후, 컨트롤러는, 제k 회전 각도와 제(k+1) 회전 각도가 임계 각도 이하일 경우 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단하며, 제k 회전 각도와 제(k+1) 회전 각도 중 적어도 하나가 임계 각도 초과일 경우 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있다.
일 예로, k가 2라고 했을 때, 제2 구동 모터(131-2)에 정방향 구동 제어 신호를 입력하고, 제3 구동 모터(131-3)에 역방향 구동 제어 신호를 입력할 수 있다. 이때 제2 구동 모터(131-2)가 회전한 각도가 제2 회전 각도가 되고, 제3 구동 모터(131-3)가 회전한 각도가 제3 회전 각도가 되며, 제2 회전 각도와 제3 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교할 수 있다.이때, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n) 각각의 제1 회전 각도 내지 제n 회전 각도는, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n) 각각에 설치된 엔코더들을 통해 확인할 수 있으며, 제2 회전 각도가
Figure 112020108179260-pat00019
이고, 제3 회전 각도가
Figure 112020108179260-pat00020
일 때, 기설정된 임계 각도가
Figure 112020108179260-pat00021
라고 하면,
Figure 112020108179260-pat00022
및
Figure 112020108179260-pat00023
가
Figure 112020108179260-pat00024
이하일 경우, 제2 구동 모터(131-2) 및 제3 구동 모터(131-3)는 정상 상태인 것으로 판단할 수 있으며, 제2 회전 각도와 제3 회전 각도 중 적어도 하나가
Figure 112020108179260-pat00025
를 초과한다면, 제2 구동 모터(131-2)와 제3 구동 모터(131-3) 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단할 수 있을 것이다.
한편, 도 3b와 같이, k가 1 내지 n인 경우 모두에 대해 위 단계를 수행할 수 있다. 여기서, 제1 회전 각도 내지 제n 회전 각도가 모두 기설정된 임계 각도 이하라면, 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)는 모두 정상 작동하는 것으로 판단할 수 있다.
다음으로, 컨트롤러는 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 토크 상수를 교정할 수 있다(S603).
컨트롤러는, (i) 제k 구동 모터를 정방향 구동시키며 제(k+1) 구동 모터를 역방향 구동시킨 상태에서 제k 구동 모터의 제k_1 회전 각도와 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_1 회전 각도를 검출하는 제k 프로세스, 및 (ii) 제k 구동 모터를 역방향 구동시키며 제(k+1) 구동 모터를 정방향 구동시킨 상태에서 제k 구동 모터의 제k_2 회전 각도와 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_2 회전 각도를 검출하는 제(k+1) 프로세스를 수행하며, 제k_1 회전 각도와 제(k+1)_1 회전 각도, 및 제k_2 회전 각도와 제(k+1)_2 회전 각도를 참조하여 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터의 토크 상수를 교정함으로써 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 토크 상수를 교정한다.
이때, 컨트롤러는, (i) 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 제k 모터의 제k 토크 상수, 제k 구동 모터 및 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 구동력 변환부의 스티프니스 계수, 및 제k 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 참조하여 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 토크 상수를 교정하며, (ii) 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 제(k+1) 토크 상수, 제k 구동 모터 및 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 스티프니스 계수, 및 구동 전류를 참조하여 제k 토크 상수를 교정한다.
위와 같이 제1 구동 모터(131-1) 내지 제n 구동 모터(131-n)의 토크 상수를 교정하는 과정을 수학식으로 설명하도록 한다.
먼저, 전체 토크를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112020108179260-pat00026
이 수학식에서,
Figure 112020108179260-pat00027
는 제k 토크 상수이며,
Figure 112020108179260-pat00028
는 제(k+1) 토크 상수이고,
Figure 112020108179260-pat00029
는 동력 변환부의 스티프니스 계수이고,
Figure 112020108179260-pat00030
는 제k 구동 모터 및 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도이며,
Figure 112020108179260-pat00031
및
Figure 112020108179260-pat00032
각각 제k 구동 모터의 구동 전류 및 제(k+1) 구동 모터의 구동 전류이다.
여기서,
Figure 112020108179260-pat00033
와
Figure 112020108179260-pat00034
은 크기가 같고 방향이 반대로 적용되므로, i 및 -i를 각각 대입할 수 있다.
먼저, 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 제(k+1) 토크 상수를 다음과 같이 교정한다.
Figure 112020108179260-pat00035
다음으로, 제k_1 회전 각도 및 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 제k_2 회전 각도 및 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 제k 토크 상수를 다음과 같이 교정한다.
Figure 112020108179260-pat00036
제1 구동 모터 내지 제n 구동 모터(131)의 토크 상수를 교정하는 과정 이후, 브레이크 테스트를 위한 시나리오를 선택하고 자동차의 운행을 시작한다(S604). 시나리오의 예시는 아래 <표 1>에 표시되어 있다.
No. 답력 요구사항 평가 속도 기어
1 0.2초 이내 670N 이상 도달
정차까지 해당 답력 이상 유지		 96 -> 0 KPH N단
2 0.2초 이내 100kgf 도달
정차까지 해당 답력 유지		 105 -> 0 KPH N단
3 0.2초 이내 100kgf 도달
정차까지 해당 답력 유지		 137 -> 0 KPH N단
이때, 컨트롤러는, 자동차의 운행 정보를 검출한다(S605). 자동차의 운행 정보가 시나리오에 대응되는 테스트 시작 조건을 만족하면(S606), 구동 모터들을 구동하여 시나리오에 대응되는 답력이 브레이크 페달에 가하여지도록 한다(S607).
컨트롤러는, 부하 센서(140)부터 검출되는 답력 정보를 참조하며, 시나리오에 대응하여 설정된 시간 이내에 답력이 브레이크 페달에 가하여지도록 한 다음 답력이 유지되도록 하거나, 답력이 브레이크 페달에 반복하여 가하여지도록 할 수 있다.
일 예로, <표1>에서 1번 시나리오를 선택한 경우, 컨트롤러가 자동차의 운행 정보에서 속도가 96 KPH이고 기어가 N단인 것을 검출하면, 1번 시나리오에 대응되는 테스트 시작 조건을 만족하는 것으로 판단하여, 브레이킹 로봇이 자동차의 브레이크 페달에 0.2초 이내에 670N 이상의 답력을 가하고, 자동차의 운행 정보에서 속도가 0 KPH가 될 때까지 670N 이상의 답력을 유지하도록 제어할 수 있을 것이다.
테스트 시작 조건 및 답력 요구사항은 <표 1>에 의해 제한되지 않으며, 평가온도, 평가횟수 등 다양한 조건이 테스트 시작 조건에 추가될 수 있을 것이며, 답력 요구사항 또한 답력의 시간에 따른 변동 등의 다양한 조건이 답력 요구사항에 추가될 수 있을 것이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공될 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 자동차의 브레이크 테스트를 위한 브레이킹 로봇에 있어서,
    상기 자동차의 내부에 고정 설치된 바디에 형성되며, 동일한 개별 출력 파워를 가지는 다수의 구동 모터들;
    상기 자동차의 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트;
    상기 구동 모터들 각각의 개별 출력 파워들에 따른 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 상기 모션 샤프트에 전달하는 구동력 변환부;
    상기 모션 샤프트에 설치되며 상기 모션 샤프트에 의해 상기 브레이크 페달에 가하여지는 답력을 검출하는 부하 센서; 및
    상기 자동차의 브레이크 테스트를 위하여 입력되는 시나리오와 상기 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하여 상기 구동 모터들의 동작을 제어하는 컨트롤러;
    를 포함하는 브레이킹 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동 모터들은, 상기 개별 출력 파워들의 합이 상기 브레이크 테스트를 위하여 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 설정된 답력에 대응되도록 설치된 제1 구동 모터 내지 제n - 상기 n은 1 이상의 정수임 - 구동 모터를 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 브레이크 테스트를 수행하기 이전, 제k - 상기 k는 1 이상이며 (n-1) 이하인 정수임 - 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하고, 상기 제n 구동 모터와 상기 제1 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하여 상기 구동력 변환부의 상기 직선 운동력을 참조하여 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 브레이킹 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동력 변환부는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터 각각의 구동축에 결합된 제1 피니언 내지 제n 피니언과, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언이 각각 결합된 랙을 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 랙이 움직이지 않는 상태에서, 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력한 다음, 상기 제k 구동 모터의 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 회전 각도를 확인하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 브레이킹 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도가 상기 임계 각도 이하일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도 중 적어도 하나가 상기 임계 각도 초과일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단하는 브레이킹 로봇.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단되면, (i) 상기 제k 구동 모터를 정방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 역방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_1 회전 각도를 검출하는 제k 프로세스, 및 (ii) 상기 제k 구동 모터를 역방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 정방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_2 회전 각도를 검출하는 제(k+1) 프로세스를 수행하며, 상기 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1)_1 회전 각도, 및 상기 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1)_2 회전 각도를 참조하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 토크 상수를 교정함으로써 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 토크 상수를 교정하는 브레이킹 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, (i) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 상기 제k 구동 모터의 제k 토크 상수, 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 구동력 변환부의 스티프니스 계수, 및 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 참조하여 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 토크 상수를 교정하며, (ii) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 상기 제(k+1) 토크 상수, 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 스티프니스 계수, 및 상기 구동 전류를 참조하여 상기 제k 토크 상수를 교정하는 브레이킹 로봇.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 랙은 랙 샤프트에 형성된 적어도 하나의 랙 기어를 포함하며,
    상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이 상기 랙 기어에 결합되거나, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이 상기 랙 기어에 결합된 적어도 하나의 웜 기어에 결합된 브레이킹 로봇.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 랙 샤프트는 상기 모션 샤프트의 타측단에 결합되거나, 상기 브레이크 페달에 결합된 제1 링크와 상기 바디에 결합된 제2 링크를 포함하는 상기 모션 샤프트의 상기 제1 링크와 상기 제2 링크가 결합되는 조인트에 결합된 브레이킹 로봇.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 랙은 원판에 랙 샤프트가 결합되고, 상기 원판의 외주면에 랙 기어가 형성되거나, 상기 원판에 형성된 내부홈의 내주면에 랙 기어가 형성되며,
    상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이, 상기 랙 기어에 각각 결합되거나, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언 각각이 상기 랙 기어에 결합된 적어도 하나의 웜 기어에 결합된 브레이킹 로봇.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 모션 샤프트의 상기 일측단에는 상기 일측단의 단면에서 내측으로 일정 깊이를 가지는 실린더가 형성되며, 상기 실린더에 결합된 실린더 샤프트가 상기 브레이크 페달에 결합되는 브레이킹 로봇.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 브레이크 테스트를 위하여 운행되는 상기 자동차의 운행 정보를 검출하며, 상기 자동차의 상기 운행 정보가 상기 시나리오에 대응되는 테스트 시작 조건을 만족하면, 상기 구동 모터들을 구동하여 상기 시나리오에 대응되는 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 하는 브레이킹 로봇.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하며, 상기 시나리오에 대응하여 설정된 시간 이내에 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 한 다음 상기 답력이 유지되도록 하거나, 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 반복하여 가하여지도록 하는 브레이킹 로봇.
  13. 자동차의 브레이크 테스트를 위한 브레이킹 로봇을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 개별 출력 파워들의 합이 상기 브레이크 테스트를 위하여 브레이크 페달에 가하여지도록 설정된 답력에 대응되도록 제1 구동 모터 내지 제n - 상기 n은 1 이상의 정수임 - 구동 모터가, 컨트롤러의 동작에 의해 동작되는 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터들의 회전 운동력들을 단일의 직선 운동력으로 변환하여 상기 브레이크 페달에 일측단이 결합된 모션 샤프트에 전달하는 구동력 변환부에 결합되도록 하는 단계; 및
    (b) 상기 컨트롤러를 통해, 제k - 상기 k는 1 이상이며 (n-1) 이하인 정수임 - 구동 모터와 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하고, 상기 제n 구동 모터와 상기 제1 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력하여 상기 구동력 변환부의 상기 직선 운동력을 참조하여 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 단계;
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 구동력 변환부는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터 각각의 구동축에 결합된 제1 피니언 내지 제n 피니언과, 상기 제1 피니언 내지 상기 제n 피니언이 각각 결합된 랙을 포함하며,
    상기 컨트롤러는, 상기 랙이 움직이지 않는 상태에서, 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터에 서로 반대되는 구동 제어 신호를 입력한 다음, 상기 제k 구동 모터의 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 회전 각도를 확인하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도를 기설정된 임계 각도와 비교하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 동작 상태를 확인하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도가 상기 임계 각도 이하일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단하며, 상기 제k 회전 각도와 상기 제(k+1) 회전 각도 중 적어도 하나가 상기 임계 각도 초과일 경우 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터 중 적어도 하나가 비정상 상태인 것으로 판단하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터가 정상 상태인 것으로 판단되면, (i) 상기 제k 구동 모터를 정방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 역방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_1 회전 각도를 검출하는 제k 프로세스, 및 (ii) 상기 제k 구동 모터를 역방향 구동시키며 상기 제(k+1) 구동 모터를 정방향 구동시킨 상태에서 상기 제k 구동 모터의 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1)_2 회전 각도를 검출하는 제(k+1) 프로세스를 수행하며, 상기 제k_1 회전 각도와 상기 제(k+1)_1 회전 각도, 및 상기 제k_2 회전 각도와 상기 제(k+1)_2 회전 각도를 참조하여 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터의 토크 상수를 교정함으로써 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터의 토크 상수를 교정하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, (i) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 정방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 역방향인 경우, 상기 제k 구동 모터의 제k 토크 상수, 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 구동력 변환부의 스티프니스 계수, 및 상기 제k 구동 모터와 상기 제(k+1) 구동 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 참조하여 상기 제(k+1) 구동 모터의 제(k+1) 토크 상수를 교정하며, (ii) 상기 제k_1 회전 각도 및 상기 제(k+1)_1 회전 각도가 역방향이며, 상기 제k_2 회전 각도 및 상기 제(k+1)_2 회전 각도가 정방향인 경우, 상기 제(k+1) 토크 상수, 상기 제k 구동 모터 및 상기 제(k+1) 구동 모터의 상대적 회전 각도, 상기 스티프니스 계수, 및 상기 구동 전류를 참조하여 상기 제k 토크 상수를 교정하는 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 브레이크 테스트를 위하여 운행되는 상기 자동차의 운행 정보를 검출하며, 상기 자동차의 상기 운행 정보가 시나리오에 대응되는 테스트 시작 조건을 만족하면, 상기 제1 구동 모터 내지 상기 제n 구동 모터를 구동하여 상기 시나리오에 대응되는 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 부하 센서로부터 검출되는 답력 정보를 참조하며, 상기 시나리오에 대응하여 설정된 시간 이내에 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 가하여지도록 한 다음 상기 답력이 유지되도록 하거나, 상기 답력이 상기 브레이크 페달에 반복하여 가하여지도록 하는 방법.
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