KR20210003336A - 자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율주행 차량의 브레이크 제어 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 자율주행 차량의 브레이크 장치는, 핸드레버를 통해 케이블을 당김에 따라 제동력이 발생되는 보조 브레이크; 케이블을 전동식으로 당기기 위한 구동모터; 및 주 브레이크의 고장상태에 따라 목표 감속도를 기반으로 구동모터를 작동시키는 보조 브레이크 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법{BRAKE APPARATUS OF AUTONOMOUS DRIVING VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자율주행 차량에서 드럼방식의 보조 브레이크를 전륜에 장착하여 주 브레이크에 이상이 발생할 경우, 자율주행 로직에 따른 리던던시 기능을 수행할 수 있을 뿐만 운전자의 수동 작동이 가능하도록 한 자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
자율주행 기술은 미래의 스마트 카 시대를 열기 위한 핵심 기술로서, 주행 제어에 대한 운전자의 간섭 정도에 따라 등급이 분류된다.
미국도로교통안전국(National Highway Traffic Safety Administration; NHTSA)은 운전자 간섭 정도에 따라 복수 개의 자율주행레벨로 구분하였는데, 궁극적으로는 운전자의 간섭을 배제한 무인자동차를 추구한다.
특히, 자율주행레벨에 있어서 레벨4는 특정 도로나 구역에 대해서만 자율주행이 이루어지는 반면에 레벨5는 도로나 구역에 대한 제한 없이 완전한 자율주행이 이루어진다.
이와 같은 자율주행레벨4나 5의 경우, 운전자는 자율주행 차량 운전에 대한 제어권을 자율주행 차량에게 완전히 이양하기 때문에 브레이크 모듈에 비상상황이 발생하면 운전자가 개입하기 어려우며 자율주행 차량의 시스템이 스스로 대처하여야 한다.
이에, 자율주행레벨4나 5의 경우, 제동 시스템에 대한 리던던시를 확보하여 시스템의 신뢰성을 확보할 필요성이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0059488호(2011.06.02. 공개, 자동차의 전원 제어 시스템 및 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 자율주행 차량에서 드럼방식의 보조 브레이크를 전륜에 장착하여 주 브레이크에 이상이 발생할 경우, 자율주행 로직에 따른 리던던시 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 수동 작동이 가능하도록 한 자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치는, 핸드레버를 통해 케이블을 당김에 따라 제동력이 발생되는 보조 브레이크; 케이블을 전동식으로 당기기 위한 구동모터; 및 주 브레이크의 고장상태에 따라 목표 감속도를 기반으로 구동모터를 작동시키는 보조 브레이크 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보조 브레이크 제어부는, 자율주행 제어기로부터 긴급제동 상황이 입력될 경우 최대 감속도로 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보조 브레이크 제어부는, 자율주행 제어기로부터 목표 감속도가 입력될 경우 입력된 목표 감속도에 따라 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주 브레이크의 고장신호를 입력받는 고장신호 입력부; 차량의 위치를 인식하기 위한 GPS 수신부; 및 보조 브레이크를 작동시키기 위한 목표 감속도를 저장하는 저장부;를 더 포함하고, 보조 브레이크 제어부는 고장신호 입력부로부터 고장신호를 입력받은 후 GPS 수신부로부터 입력된 차량의 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하고, 차량속도에 따라 설정된 목표 감속도를 저장부로부터 추출하여 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보조 브레이크 제어부는, 저장부에 저장된 안전 목표 감속도에 따라 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 보조 브레이크는, 차량의 전륜에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 보조 브레이크는, 드럼 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법은, 보조 브레이크 제어부가 주 브레이크의 고장상태가 입력된 경우 긴급제동 상황을 판단하는 단계; 보조 브레이크 제어부가 긴급제동 상황인 경우 최대 감속도로 구동모터를 통해 보조 브레이크를 작동시키는 단계; 보조 브레이크 제어부가 긴급제동 상황이 아닌 경우, 목표 감속도의 입력을 판단하는 단계; 및 보조 브레이크 제어부가 목표 감속도의 입력을 판단하여 목표 감속도가 입력되는 경우, 목표 감속도에 따라 구동모터를 통해 보조 브레이크를 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보조 브레이크를 작동시키는 단계는, 보조 브레이크 제어부가 목표 감속도의 입력을 판단하여 목표 감속도가 입력되지 않은 경우, GPS 수신부로부터 입력된 차량의 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하여 차량속도에 따라 설정된 목표 감속도를 기반으로 구동모터를 통해 보조 브레이크를 작동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 보조 브레이크를 작동시키는 단계는, 보조 브레이크 제어부가 목표 감속도의 입력을 판단하여 목표 감속도가 입력되지 않은 경우, 저장부에 저장된 안전 목표 감속도를 기반으로 구동모터를 통해 보조 브레이크를 작동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 보조 브레이크는, 차량의 전륜에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 보조 브레이크는, 드럼 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법은 자율주행 차량에서 드럼방식의 보조 브레이크를 전륜에 장착하여 주 브레이크에 이상이 발생할 경우, 자율주행 로직에 따른 리던던시 기능을 수행할 수 있어 저비용으로 자율주행에 따른 리던던시를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 핸드레버를 통해 운전자의 수동 작동이 가능하여 자율주행 고장 시 운전자의 개입이 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치를 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치는, 보조 브레이크(70), 구동모터(60) 및 보조 브레이크 제어부(40)를 비롯하여 고장신호 입력부(10), GPS 수신부(30) 및 저장부(50)를 포함할 수 있다.
보조 브레이크(70)는 핸드레버(80)를 통해 케이블(75)을 당김에 따라 제동력이 발생되는 드럼 방식의 브레이크로써, 차량의 전륜에 설치될 수 있다.
여기서, 보조 브레이크(70)를 전륜에 설치함으로써 후륜에 설치한 경우보다 제동력을 높일 수 있어 페일 세이프티(fail safety) 능력을 향상시킬 수 있다.
구동모터(60)는 보조 브레이크(70)의 케이블(75)을 전동식으로 당기기 위한 구동력을 제공할 수 있다.
보조 브레이크 제어부(40)는 주 브레이크(미도시)의 고장상태에 따라 목표 감속도를 기반으로 구동모터(60)를 작동시켜 제동력을 발생시킬 수 있다.
여기서, 보조 브레이크 제어부(40)는 자율주행 제어기(20)로부터 긴급제동 상황이 입력될 경우 최대 감속도로 구동모터(60)를 작동시킬 수 있다.
또한, 자율주행 제어기(20)로부터 목표 감속도가 입력될 경우, 보조 브레이크 제어부(40)는 입력된 목표 감속도에 따라 구동모터(60)를 작동시킬 수 있다.
한편, 고장신호 입력부(10)는 주 브레이크의 고장신호를 입력받을 수 있다.
여기서, 고장신호 입력부(10)는 자율주행 제어기(20)에서 주 브레이크의 고장상태를 파악하여 출력하는 고장신호나 주 브레이크에서 고장이 발생하여 경고등을 작동시키기 위해 출력하는 경고신호를 고장신호로 입력받을 수 있다.
GPS 수신부(30)는 차량의 위치를 인식하여 위치정보를 보조 브레이크 제어부(40)에 제공할 수 있다. 따라서, 보조 브레이크 제어부(40)는 차량의 내부 센서들로부터 차속신호가 입력되지 않을 경우, 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하여 목표 감속도를 산출할 수 있다.
저장부(50)는 보조 브레이크(70)를 작동시키기 위한 목표 감속도를 저장할 수 있다.
여기서, 목표 감속도는 차량속도에 따라 설정된 목표 감속도를 포함할 수도 있고, 입력되는 센서정보가 없을 경우 차량을 안전하게 정차시키기 위해 튜닝을 통해 설정한 안전 목표 감속도를 저장할 수도 있다.
따라서 보조 브레이크 제어부(40)는 고장신호 입력부(10)로부터 고장신호를 입력받은 후 GPS 수신부(30)로부터 입력된 차량의 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하고, 차량속도에 따라 설정된 목표 감속도를 저장부(50)로부터 추출하여 구동모터(60)를 작동시킬 수 있다.
또한, 보조 브레이크 제어부(40)는 센서정보가 없을 경우, 저장부(50)에 저장된 안전 목표 감속도에 따라 구동모터(60)를 작동시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치는 운전자가 핸드레버(80)를 수동 작동시켜 케이블(75)을 당김으로써 보조 브레이크가 작동되어, 보조 브레이크 제어부(40)의 고장 시에도 물리적으로 보조 브레이크(70)를 작동시켜 차량을 정차시킬 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자율주행 차량의 브레이크 장치에 따르면, 자율주행 차량에서 드럼방식의 보조 브레이크를 전륜에 장착하여 주 브레이크에 이상이 발생할 경우, 자율주행 로직에 따른 리던던시 기능을 수행할 수 있어 저비용으로 자율주행에 따른 리던던시를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 핸드레버를 통해 운전자의 수동 작동이 가능하여 자율주행 고장 시 운전자의 개입이 가능할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법에서는 먼저, 보조 브레이크 제어부(40)가 주 브레이크(미도시)의 고장상태를 판단한다(S10).
여기서 보조 브레이크 제어부(40)는 고장신호 입력부(10)를 통해 자율주행 제어기(20)에서 주 브레이크의 고장상태를 파악하여 출력하는 고장신호나 주 브레이크에서 고장이 발생하여 경고등을 작동시키기 위해 출력하는 경고신호를 고장신호로 입력받을 수 있다.
S10 단계에서 주 브레이크의 고장상태를 판단하여 고장상태가 아닌 경우에는 계속해서 주 브레이크의 고장상태를 판단한다.
반면, S10 단계에서 주 브레이크의 고장상태를 판단하여 고장상태인 경우, 보조 브레이크 제어부(40)는 긴급제동 상황을 판단한다(S20).
여기서 긴급제동 상황은 자율주행 제어기(20)로부터 입력받을 수 있다.
S20 단계에서 긴급제동 상황으로 판단된 경우, 보조 브레이크 제어부(40)는 최대 감속도로 구동모터(60)를 통해 보조 브레이크(70)를 작동시킨다(S30).
보조 브레이크(70)는 핸드레버(80)를 통해 케이블(75)을 당김에 따라 제동력이 발생되는 드럼 방식의 브레이크로써, 차량의 전륜에 설치될 수 있다.
여기서, 보조 브레이크(70)를 전륜에 설치함으로써 후륜에 설치한 경우보다 제동력을 높일 수 있어 페일 세이프티(fail safety) 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, S20 단계에서 긴급제동 상황으로 판단되지 않은 경우, 보조 브레이크 제어부(40)는 자율주행 제어기(20)로부터 목표 감속도가 입력되는지 판단한다(S40).
S40 단계에서 목표 감속도가 입력되는지 판단하여 목표 감속도가 입력되는 경우, 보조 브레이크 제어부(40)는 입력된 목표 감속도에 따라 구동모터(60)를 통해 보조 브레이크(70)를 작동시킨다(S60).
반면 S40 단계에서 목표 감속도가 입력되는지 판단하여 목표 감속도가 입력되지 않는 경우, 보조 브레이크 제어부(40)는 GPS 수신부(30)로부터 입력된 차량의 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하여 차량속도에 따라 설정된 목표 감속도를 저장부(50)에서 추출한다(S50).
여기서 보조 브레이크 제어부(40)는 목표 감속도가 입력되지 않고, 센서정보의 입력도 없는 경우, 저장부(50)에 저장된 안전 목표 감속도를 추출할 수 있다.
S50 단계에서 목표 감속도를 추출한 후 보조 브레이크 제어부(40)는 목표 감속도를 기반으로 구동모터(60)를 통해 보조 브레이크(70)를 작동시킨다(S60).
또한, 보조 브레이크 제어부(40)는 안전 목표 감속도가 추출된 경우 안전 목표 감속도를 기반으로 구동모터(60)를 통해 보조 브레이크(70)를 작동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법에 따르면, 자율주행 차량에서 드럼방식의 보조 브레이크를 전륜에 장착하여 주 브레이크에 이상이 발생할 경우, 자율주행 로직에 따른 리던던시 기능을 수행할 수 있어 저비용으로 자율주행에 따른 리던던시를 확보할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 고장신호 입력부 20 : 자율주행 제어기
30 : GPS 수신부 40 : 보조 브레이크 제어부
50 : 저장부 60 : 구동모터
70 : 보조 브레이크 75 : 케이블
80 : 핸드레버

Claims (12)

  1. 핸드레버를 통해 케이블을 당김에 따라 제동력이 발생되는 보조 브레이크;
    상기 케이블을 전동식으로 당기기 위한 구동모터; 및
    주 브레이크의 고장상태에 따라 목표 감속도를 기반으로 상기 구동모터를 작동시키는 보조 브레이크 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 보조 브레이크 제어부는, 자율주행 제어기로부터 긴급제동 상황이 입력될 경우 최대 감속도로 상기 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 보조 브레이크 제어부는, 자율주행 제어기로부터 목표 감속도가 입력될 경우 입력된 상기 목표 감속도에 따라 상기 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 주 브레이크의 고장신호를 입력받는 고장신호 입력부;
    차량의 위치를 인식하기 위한 GPS 수신부; 및
    상기 보조 브레이크를 작동시키기 위한 목표 감속도를 저장하는 저장부;를 더 포함하고,
    상기 보조 브레이크 제어부는 상기 고장신호 입력부로부터 고장신호를 입력받은 후 상기 GPS 수신부로부터 입력된 차량의 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하고, 상기 차량속도에 따라 설정된 상기 목표 감속도를 상기 저장부로부터 추출하여 상기 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 보조 브레이크 제어부는, 상기 저장부에 저장된 안전 목표 감속도에 따라 상기 구동모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 보조 브레이크는, 차량의 전륜에 설치되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 보조 브레이크는, 드럼 방식인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치.
  8. 보조 브레이크 제어부가 주 브레이크의 고장상태가 입력된 경우 긴급제동 상황을 판단하는 단계;
    상기 보조 브레이크 제어부가 긴급제동 상황인 경우 최대 감속도로 구동모터를 통해 보조 브레이크를 작동시키는 단계;
    상기 보조 브레이크 제어부가 긴급제동 상황이 아닌 경우, 목표 감속도의 입력을 판단하는 단계; 및
    상기 보조 브레이크 제어부가 상기 목표 감속도의 입력을 판단하여 상기 목표 감속도가 입력되는 경우, 상기 목표 감속도에 따라 상기 구동모터를 통해 상기 보조 브레이크를 작동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 보조 브레이크를 작동시키는 단계는,
    상기 보조 브레이크 제어부가 상기 목표 감속도의 입력을 판단하여 상기 목표 감속도가 입력되지 않은 경우, GPS 수신부로부터 입력된 차량의 위치정보를 기반으로 차량속도를 산출하여 상기 차량속도에 따라 설정된 목표 감속도를 기반으로 상기 구동모터를 통해 상기 보조 브레이크를 작동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 보조 브레이크를 작동시키는 단계는,
    상기 보조 브레이크 제어부가 상기 목표 감속도의 입력을 판단하여 상기 목표 감속도가 입력되지 않은 경우, 저장부에 저장된 안전 목표 감속도를 기반으로 상기 구동모터를 통해 상기 보조 브레이크를 작동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 보조 브레이크는, 차량의 전륜에 설치되는 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 보조 브레이크는, 드럼 방식인 것을 특징으로 하는 자율주행 차량의 브레이크 장치의 제어 방법.
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