KR20220085880A - 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템 - Google Patents

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KR20220085880A
KR20220085880A KR1020200175294A KR20200175294A KR20220085880A KR 20220085880 A KR20220085880 A KR 20220085880A KR 1020200175294 A KR1020200175294 A KR 1020200175294A KR 20200175294 A KR20200175294 A KR 20200175294A KR 20220085880 A KR20220085880 A KR 20220085880A
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Abstract

본 발명은 본 발명은 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 탑재된 무인자율주행기의 제어신호에 따라 무인자율주행차량의 주행시 제동력을 발생시키는 무인자율주행차량의 제동시스템에 있어서, 상기 제동시스템은 상기 자율주행제어기로부터 전송되는 신호를 수신, 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 일상적 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와, 상기 메인제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하면서 상기 메인제동유닛트의 고장 감지시에 고장 감지신호를 자율주행제어기로 통지하고, 상기 자율주행제어기에서 메인제동유닛트로 전달되는 제동명령을 강제 이관받아 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 비상제동이 이루어질 수 있도록 하는 비상제동유닛트;를 포함하여 구성되는 특징을 갖는다.

Description

무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템{A Safety Brake system for unmaned and low-velocity autonomous vehicles}
본 발명은 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Lv4 무인저속자율주행차량의 주행 중 메인제동유닛트에 문제가 발생될 경우 메인제동유닛트와 실시간 통신상태가 유지되고 있는 비상제동유닛트로 제동권을 강제 이관되어 차량의 제동이 가능하도록 구성되는 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템에 관한 것이다.
자동차는 수많은 부품들의 조합으로 이루어진 기술집합체의 제품으로, 자동차 기술의 고도화는 주변 산업기술의 첨단화와 연관성이 매우 높다.
즉, 컴퓨터, S/W, IT, 카메라, 디스플레이, 센서, IoT, 통신 기술 등의 고도화로 인해 자동차 또한 이러한 주변 장치의 이용으로 첨단 기술이 적용된 자동차들이 등장하고 있다.
특히, 자동차의 자율주행분야에서는 연관 산업의 발전으로 전통적인 자동차 제조업체 뿐만 아니라 통신 및 소프트웨어 관련 업체들에서도 자율주행자동차의 개발에 많은 관심을 기울이고 있는 실정이다.
자율주행자동차는 운전자가 운전을 하지 않아도 스스로 움직이는 자동차를 의미하는데, 자율주행자동차는 운전자의 운전을 지원하는 초기 수준에서 시작하여 운전자의 관여가 전혀 필요 없는 완전 자율주행차 수준까지 자동화 레벨에 따라 여러 단계로 구분하고 있다.
현재 자동차산업계 및 각국에서 자율주행자동차의 자동화레벨에 따라 분류하고 있는 자율주행차량의 자동화레벨은 통상 레벨1~레벨5로 구분하고 있다.
레벨1(Lv1)은 차량의 주행시스템 중 어느 한정된 영역, 즉 차량의 종방향 또는 횡방향 운동제어의 서브테스크(sub-task)를 제어하여 운전자의 운전을 지원하는 초기단계이고, 레벨2(Lv2)는 레벨1(Lv1)을 업그레이드하여 일부영역에 대하여 운전자동화를 수행하는 자동화 레벨상태를 가리킨다.
또한, 레벨3(Lv3)은 차량의 자율주행제어시스템이 모든 동적운전테스크(DDT: Dynamic Driving Task)를 한정영역(ODD: Operational Design Domain)에서 실행하고, 작동연속이 곤란할 경우 시스템의 개입요구 등에 따라 운전자가 관여하여 주행이 이루어지도록 하는 조건부 운전자동화 레벨상태이다.
레벨4(Lv4)는 차량의 자율주행제어시스템이 모든 동적운전테스크(DDT: Dynamic Driving Task)를 수행하고, 작동연속이 곤란할 경우의 응답을 한정영역(ODD: Operational Design Domain)에서 실행할 수 있는 고도 운전자동화 레벨상태를 가리킨다.
마지막으로, 레벨5(Lv5)는 차량의 자율주행제어시스템이 모든 동적운전테스크(DDT: Dynamic Driving Task)를 수행하고, 작동연속이 곤란할 경우의 응답을 무제한으로 실행할 수 있도록 구성되는 완전 운전자동화 레벨상태에 이르는 것을 가리킨다.
이와 같이, 자율주행차량의 자동화레벨(Lv1~Lv5)에 따라 일정 단계별로 구분하고 있으며, 각국의 도로상황이나 각종 법규제 등에 따라 다양한 레벨로 자율주행차량에 관련된 기술들이 개발되고 있으며, 근래에 들어 레벨4(Lv4) 이상의 자율주행차량이 한정된 영역 내에서 자율주행 시험이 이루어지고 있으며, 일정부분 실용화단계에 진입하고 있는 상태에 있다.
본 발명은 레벨4(Lv4)의 한정영역(ODD: Operational Design Domain)에서 무인저속으로 자율주행이 가능한 차량에 적용하기 위한 것으로, 특히 자율주행상태에서 제동유닛트(BCU: Brake Control Unit)의 고장에 따른 폴백(Fall-Back) 상황시 이에 대응하는 방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이, 레벨4(Lv4) 이상의 자율주행차량의 경우, 차량에 장착된 자율주행제어시스템에서 차량의 운행을 제어하게 되는데, 자율주행제어시스템은 다양한 전자장치 및 각종 모듈들이 탑재되어 있어서 자율주행차량 주변의 각종 정보를 수집, 분석하여 자율주행을 유도하고, 필요할 경우 관제서버에 정보를 송신하여 필요한 정보를 수신, 차량의 자율주행이 목표지점까지 원활하게 이루어지도록 제어하게 된다.
하지만, 무인저속자율주행차량이 자율주행제어시스템 제어를 통해 자율주행을 하는 과정에서 제동유닛트(BCU)가 고장나는 폴백(Fall-Back) 상황이 발생될 경우, 관제서버를 통해 원격제어가 이루어지지 않게 되어 주행중인 자율주행차량은 다양한 위험상황에 직면할 수 있기 때문에 비록 저속운행이 이루어지더라도 무인자율주행차량의 경우 메인 제동유닛트의 고장 발생시 그 위험상황을 대처할만한 적절한 대응책 마련이 요구되고 있다.
즉, 현재 운전자가 탑승하고 있는 차량 및 반자율 주행주행차량에서 메인 제동유닛트에서 고장날 경우, 보조브레이크를 조작하거나 조행핸들의 조작을 통해 차량을 정차시키거나 안전지대로 이동시켜 위험상황을 대처할 수 있는 방법이 있으나, 레벨4(Lv4) 이상의 무인자율주행차량의 경우, 운전자가 탑승하지 않은 상태에서 자율주행이 이루어지고 있기 때문에 메인 제동유닛트의 고장으로 인한 폴백 상황에 대해 적절한 대응방안이 강구되어야 함은 당연한 과제이다.
하지만, 상술한 바와 같이 현재는 Lv4 이상의 고도 무인자율주행차량에 대한 연구 및 개발이 시험 및 실증단계에 있어서, 고도의 무인자율주행차량의 제동유닛트의 고장에 대응한 적절한 대응방법이 아직까지 제시되고 있지 못하는 실정이다.
본 발명은 레벨4의 무인저속자율주행차량의 메인제동유닛트의 고장으로 인한 폴백 상황에 대응하기 위한 것으로, 무인저속자율주행차량이 주행 중 메인제동유닛트에 고장이 발생된 경우에도 무인저속자율주행차량이 폴백 상황에 직면하지 않고 안전하게 제동이 이루어져 각종 안전사고가 발생하는 것을 예방할 수 있도록 하는 무인자율주행차량의 제동 안전시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템은 차량에 탑재된 무인자율주행기의 제어신호에 따라 무인자율주행차량의 주행시 제동력을 발생시키는 무인자율주행차량의 제동시스템에 있어서, 상기 제동시스템은 상기 자율주행제어기로부터 전송되는 신호를 수신, 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 일상 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와, 상기 메인 제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하면서 상기 메인제동유닛트의 고장 감지시에 상위제어기로 상기 메인제동유닛트의 고장발생 감지신호를 통지하고, 상기 자율주행제어기에서 메인제동유닛트로 전달되는 제동명령을 강제 이관받아 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 비상제동이 이루어질 수 있도록 하는 비상제동유닛트;를 포함하는 구성으로 이루어진다.
특히, 상기 메인제동유닛트와 비상제동유닛트는 각각 독립되게 전원을 공급받을 수 있도록 구성되고, 상기 비상제동유닛트에는 신호선별처리기가 구비되어 상기 메인제동유닛트의 고장이 감지된 경우 상기 신호선별처리기는 메인제동유닛트에서 발생되는 제동 제어신호를 차단하고 비상제동유닛트에서 발생된 제동 제어신호만으로 차량의 제동이 발생될 수 있도록 구성된다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템은 상기 자율주행제어기로부터 전송되는 신호를 수신, 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 일상 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와, 상기 메인 제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하면서 일상 주행시 제동력 제어신호를 출력하지 않는 슬리핑 상태가 유지되는 비상제동유닛트와, 상기 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호 및 상기 비상제동유닛트에출력되는 제동 제어신호를 각각 수신하되, 수신된 신호 중 어느 하나의 제동 제어신호만을 출력하여 차량의 제동력이 발생되도록 하는 신호선별처리기;를 포함하는 구성으로 이루어져 상기 비상제동유닛트에서 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호의 이상을 감지한 경우, 상기 신호선별처리기는 메인제동유닛트에서 출력된 제동 제어신호를 차단하고 슬리핑 상태에서 활성화상태로 전환된 상기 비상제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호만을 출력하여 차량의 제동이 발생될 수 있도록 구성된다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템은 ODD영역에서 무인저속자율주행이 이루어지는 차량에서 주행 중 제동장치의 제어기에 이상이 발생된 경우 추가로 구성된 비상제동유닛트의 동작을 통해 비상 제동이 가능하도록 하여 무인으로 운영되는 자율주행차량에서 제동제어기의 발생될 수 있는 각종 안전사고를 예방할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명은 추가로 구성되는 비상제동유닛트에서 무인자율주행자동차의 메인제동유닛트와 상시 통신상태가 유지되면서 메인제동유닛트의 출력되는 제엉 제어신호의 이상유무를 감시하면서 제동 제어신호의 이상 발생시 상위제어기 또는 관제서버로 메인제동유닛트의 이상신호 발생이 통지되도록 하여 차량관리자가 신속한 대응이 가능하도록 하여 무인자율주행차량의 이용에 불편이 없도록 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은 복잡한 기구적인 장치를 부가하지 않고 간단한 제어회로 구성을 통해 무인자율주행차량의 비상제동이 가능하도록 할 수 있어 공간이 협소한 무인자율주행차량의 제동시스템에 간단히 적용할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템의 동작구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템의 제동과정에 대한 플로우차트,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템의 동작구성도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템의 제동과정에 대한 플로우차트이다.
본 발명에 따른 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템(이하, ‘자율주행차량의 제동 안전시스템’으로 약칭함)은 Lv4 단계(고도 운전자동화 단계)의 한정영역(ODD: Operation Design Domain)에서 무인저속자율주행차량(이하 ‘자율주행차량’오 약칭함)의 이동 중 제동유닛트의 이상으로 폴백(Fall-Back)이 발생되는 것에 대비해 CAN통신으로 메인제동유닛트를 상시 감시하고 있는 비상제동유닛트를 추가로 구성하여 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호에 이상이 발생될 경우, 메인제동유닛트에서 출력되는 제동신호를 차단하고 비상제동유닛트를 통해 모터제어기 및 모터의 제어를 통해 주행바퀴의 제동력이 발생되어 자율주행차량의 비상정지가 이루어질 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템은 자율주행차량에 탑재된 무인자율주행기의 제어명령에 따라 일상적(日常的) 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와, 상기 메인제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 메인제동유닛트의 이상 발생시 메인제동유닛트의 제동 제어권을 강제로 이양받아 모터제어기 및 모터의 제어를 통해 비상제동이 이루어질 수 있도록 구성된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템은 상기 메인제동유닛트와 비상제동유닛트가 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하되, 상기 메인제동유닛트의 고장 감지시에 비상제동유닛트는 메인제동유닛트의 이상발생 감지신호를 상위제어기인 자율주행제어기로 통지함과 아울러 상기 자율주행제어기에서 메인제동유닛트로 전달되는 제동명령을 비상제동유닛트로 강제 이관하여 비상제동유닛트의 제동 제어명령으로 모터제어기를 제어하여 비상제동이 이루어질 수 있도록 구성된다.
특히, 상기 메인제동유닛트와 비상제동유닛트는 각각 독립되게 전원을 공급받을 수 있도록 구성되어 비상시 자율주행차량의 제동력 발생에 이상이 발생되지 않도록 하여 안전사고가 발생하는 것을 예방할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비상제동유닛트에는 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호가 입력된 후에 주행바퀴의 모터제어기로 제동 제어신호를 출력시키는 신호선별처리기(SSS: Signal Selector Switch)가 구비되도록 구성되어, 상기 비상제동유닛트에서 메인제동유닛트의 고장을 감지한 경우, 상기 메인제동유닛트에서 입력되는 제동 제어신호는 차단하고 비상제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호가 모터제어기로 출력될 수 있도록 스위칭 제어를 통해 자율주행차량의 안전한 제동이 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템은 상기 자율주행제어기로부터 전송되는 신호를 수신, 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 일상적인 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와, 상기 메인 제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하면서 일상 적인 주행시 제동력 제어신호를 출력하지 않는 슬리핑 상태가 유지되다가 상기 메인제동유닛트의 이상 발생시에 활성화되는 비상제동유닛트와, 상기 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호 또는 상기 비상제동유닛트에 출력되는 제동 제어신호를 각각 수신하되, 상기 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호의 이상이 발생되면 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호를 차단하고 상기 비상제동유닛트에서 출력되는 제동신호만 출력되도록 스위칭 제어하여 차량의 제동력이 발생되도록 하는 신호선별처리기;를 포함하는 구성으로 이루진다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 용어는 본 발명의 구성에 대한 기능을 고려하여 일반적인 용어 및 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용했으며, 이 경우 그 용어가 가지는 의미는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의된다.
또한, 상세한 설명에서 사용되는 ‘폴백(Fall-Back)’은 자율주행차량의 주행을 제어하도록 차량측에 설치된 자율주행제어기 및 자율주행차량의 동작상태, 고장여부, 장애물 파악을 위해 설치된 각종 센서모듈을 포함한 H/W 및 S/W의 정상작동이 이루어지지 못해 자율주행차량이 비정상적 운행상황이 발생되어 긴급조치가 필요한 비상사태를 의미하는 것으로 정의된다.
또한, 상세한 설명 가운데에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 상세한 설명에 기재된 “자율주행 제어기”는 자율주행차량에 설치되어 자율주행차량의 각종 센서모듈로부터 신호를 수집함은 물론 자율주행차량의 주행에 필요한 각종 제어명령을 차량의 각 동력계통으로 하달하고, 원격지의 관제서버와 통신이 이루어지면서 자율주행차량에서 획득되는 각종 정보를 관제서버로 전송하고, 폴백 상황시 관제서버로부터 폴백 대응좌표를 수신하여 자율주행차량을 안전지대로 이동시킬 수 있도록 하는 자율주행자량의 무인제어시스템 총칭하는 의미로 사용된다.
또한, 상세한 설명에 사용되는 ‘~제동유닛트’는 자율주행차량의 상위제어기인 자율주행제어기로부터 제동명령을 수신하여 주행차량의 제동력을 발생시키는 하드웨어와 소프트웨어 및 전자회로가 하나의 단위체로 구성된 단위모듈을 의미한다.
또한, 상세한 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 부품, 회로, 하드웨어 등을 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우를 포함하는 의미로 해석된다.
또한, 상세한 설명에서 사용되는 ‘CAN(Controller Area Network) 통신’이란 차량 내에서 호스트컴퓨터 없이 마이크로컨트롤러나 기타 전자장치들이 상호 통신하기 위해 설계된 다중통신망으로, 자동차분야에서 널리 사용되는 표준통신규격을 의미한다.
그리고, 본 발명은 자율주행차량의 전체 시스템 중 아주 제한된 분야에 국한된 기술로, 상세한 설명에서는 자율주행차량의 전반적인 기술설명은 생략하고 당업자가 본 발명을 이해하는데 적합한 정도의 기술범위로 한정해서 본 발명의 특징부 위주로 상세한 설명을 한다.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템의 주요구성을 블록도로 간단하게 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템은 Lv4 단계(고도 운전자동화 단계)의 한정영역(ODD: Operation Design Domain)에서 주행이 이루어지는 자율주행차량에 적용되는 것으로, 자율주행차량은 관제서버(10)와 통신상태가 유지되면서 관제서버(10)에 의해 실시간 감시가 이루어지게 된다.
또한, 자율주행차량(V)에는 자율주행을 전반적으로 제어하는 자율주행제어기(20)가 탑재되어 상기 관제서버(10)와 통신상태가 유지되면서 자율주행차량(V)의 주행상태 및 자율주행차량의 이상발생시 관제서버(10)로 차량정보를 전송하게 되고, 폴백상황시 관제서버(10)로부터 필요한 제어명령을 수신하여 하위제어기를 제어할 수 있도록 구성된다.
도 1에는 상기 자율주행제어기(20)와 본 발명의 특징부인 자율주행차량의 제동 안전시스템에 대한 주요구성 및 동작기능을 간략하게 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템(100)은 자율주행차량(V)의 일상적인 주행시 제동을 담당하는 메인제동유닛트(30)와, 상기 메인제동유닛트(30)의 이상(異常)시 메인제동유닛트(30)를 대신해 제동신호를 출력하는 비상제동유닛트(40)와, 상기 메인제동유닛트(30) 또는 비상제동유닛트(40)의 제동 제어신호를 수신하여 주행바퀴(70)를 구동시키는 모터(65)의 회전력을 제어하는 모터제어기(60)와, 상기 모터제어기(60)의 제어에 따라 회전이 정지되면서 주행바퀴(70)를 제동시키는 모터(65)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
또한, 상기 메인제동유닛트(30)와 비상제동유닛트(40) 각각은 전원공급부(15)에서 전원공급이 이루어지는 전원공급라인이 각각 독립적으로 구성되어 어느 일측 제동유닛트가 다운되더라도 다른쪽 제동유닛트가 제동신호를 출력할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 메인제동유닛트(30)와 비상제동유닛트(40) 각각에는 입력되는 전원을 관리할 수 있는 전원제어부(32,42)와, 제동신호를 출력하기 위한 제동신호처리부(34,44)가 구비된다.
또한, 상기 메인제동유닛트(30)와 비상제동유닛트(40) 상호간에는 CAN통신을 이용하여 상호간에 통신상태가 유지되도록 구성되어 자율주행차량의 일상적인 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트(30)의 동작상태나 고장 발생으로 인한 이상신호를 상기 비상제동유닛트(40)가 감시할 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 비상제동유닛트(40)가 메인제동유닛트(30)의 이상발생을 감지한 경우, 이상(異常) 감지신호를 자율주행제어기(20)로 통지하게 되고, 자율주행제어기(20)에서는 메인제동유닛트(30)로 출력되는 제동명령을 비상제동유닛트(40)로 강제 이양되도록 하여 메인제동유닛트(30)의 고장으로 인한 폴백상황시 비상제동유닛트(40)의 제어를 통해 자율주행차량의 안전한 제동이 이루어질 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 비상제동유닛트(40)에는 신호선별처리기(SSS:Signal Selector Switch,50)가 일체로 구비되어 상기 메인제동유닛트(30)에서 출력되는 제동 제어신호가 모터제어기(60)로 직접 전달되지 않고 상기 신호선별처리기(60)를 거쳐 모터제어기(60)로 출력될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 신호선별처리기(60)는 메인제동유닛트(30)와 비상제동유닛트(40)에서 출력되는 양쪽 모두의 제동 제어신호를 수신가능하도록 구성되되, 메인제동유닛트(30)의 정상 작동시에는 메인제동유닛트(30)에서 입력되는 제동 제어신호만 모터제어기(60)로 출력되도록 제어하고, 만약 메인제동유닛트(30)에 이상이 발생된 경우에는 메인제동유닛트(30)에서 입력된 제동 제어신호의 출력을 차단하도록 한다.
따라서, 상기 신호선별처리기(60)는 비상제동유닛트(40)에서 입력되는 제동 제어신호만 모터제어기(60)로 출력되도록 제어함으로써 자율주행차량이 메인제동시스템의 고장으로 인해 폴백상황이 발생되더라도 추가로 구비된 비상제동유닛트의 제어신호에 따라 비상 제동이 가능하도록 한다.
한편, 도 2에는 상술한 일 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템을 이용하여 자율주행차량에 제동이 이루어지는 과정을 플로우차트로 간단하게 도시하고 있다.
도 2의 플로우차트에 도시된 바와 같이, 자율주행차량은 자율주행에 필요한 프로그램이 설치된 자율주행제어기(20)가 탑재되어 있어 자율주행제어기(20)의 제어명령에 따라 한정된 영역에서 자율주행이 이루어진다(S10).
또한, 상기 자율주행차량은 자율주행제어기의 제어명령에 따라 한정된 영역에서 설정된 목적지까지 자율주행이 이루어지고 있는 상태에서 자율주행차량에 설치된 각종 센서를 통해 주변 정보를 획득하면서 주행이 이루어진다.
자율주행이 이루어지고 있는 상태에서 자율주행차량의 주변에 장애물이 발생된 경우, 센서에서 감지된 신호를 통해 자율주행제어기에서는 제동에 필요한 제동제어신호를 발생하여 메인제동유닛트로 하달하게 된다(S20).
상기 자율주행제어기에서 하달된 제동명령을 수신한 메인제동유닛트는 제동에 필요한 제어신호를 출력하게 되고(S30), 메인제동유닛트에서 출력된 제동 발생 신호는 비상제동유닛트에 구비된 신호선별처리기로 전달되어 제동신호의 이상여부가 판단되어진다(S40).
상기 신호선별처리기에서 판단된 메인제동유닛트의 제동 제어신호가 정상일 경우 모터제어기로 제어신호가 출력되고, 모터제어기에 수신된 제동 제어신호는 모터 회전제어에 필요한 제어신호로 처리되어 모터측으로 출력(S50)되어 모터의 회전력을 제어함으로써 주행바퀴에 제동력을 발생시켜(S60) 자율주행차량이 정차되도록 한다.
한편, 상기 신호선별처리기에서 메인제동유닛트의 제동 제어신호가 이상이 있는 것으로 판단될 경우, 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호를 차단하고(S42), 메인제동유닛트의 이상신호를 수신한 상기 자율주행제어기는 메인제동유닛트로 하달되는 제동 제어신호를 비상제동유닛트로 이관되도록 하여 비상제동유닛트로 제동 제어신호를 전달한다(S43).
따라서, 상기 자율주행제어기로부터 제동 제어신호를 수신한 비상제동유닛트에서는 수신된 제동 제어명령을 신호선별처리기로 출력(S44)하고, 신호선별처리기에 수신된 제동 제어신호는 상술한 S40, S50, S60의 과정을 수행하여 주행바퀴의 제동력을 발생시키게 된다.
그리고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량 제동 안전시스템의 주요 구성 블록도와 제동력이 발생되는 과정을 플로우차트로 간단하게 도시되어 있다
본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템은 상술한 일 실시예의 구성과 전체적으로 동일하지만 신호선별처리기를 비상제동유닛트에서 분리하여 독립적으로 제동 제어신호를 처리하도록 구성된 점과, 자율주행제어기에서 제동유닛트로 하달되는 제동 제어명령의 처리 과정에 일부 차이점이 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예는 메인제동유닛트(30)와 비상제동유닛트(40) 상호간에 CAN통신으로 통신상태가 유지되고 있으며, 자율주행제어기(20)에서 발생된 제동 제어명령이 메인제동유닛트(30)와 비상제동유닛트(40) 양쪽으로 전달되도록 구성되지만, 일상적인 주행시 비상제동유닛트(40)는 전달된 제동 제어명령을 수신한 후 별도의 제동 신호를 출력시키지 않은 비활성화 상태인 슬리핑(sleeping)상태가 유지되고 있고, 상기 메인제동유닛트(30)만 활성화상태가 유지되어 제동 제어명령을 신호선별처리기(50)로 전달하도록 구성된다.
따라서, 신호선별처리기(50)에서는 수신된 메인제동유닛트(30)의 제동 제어신호만 처리하여 모터제어기(60) 및 모터(65)로 신호를 전달하여 제동력이 발생될 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 비상제동유닛트(40)는 메인제동유닛트(30)를 상시 감시하고 있는 상태에서 메인제동유닛트(30)에서 발생된 제동 제어신호에 이상이 있는 것으로 파악될 경우, 이상 감지신호를 자율주행제어기(20)로 통지하게 되고, 메인제동유닛트의 이상 감지신호 통지와 함께 신호선별처리기로 신호를 보내 메인제동유닛트에서 수신된 제동 제어신호가 출력되지 못하게 차단하도록 한다.
이와 더불어, 메인제동유닛트의 이상 감지신호를 수신한 자율주행제어기(20)는 메인제동유닛트(30)로 출력되는 제동 제어명령을 비상제동유닛트로 이관되도록 하여 비활성화 상태인 비상제동유닛트(40)가 활성화되도록 한다.
슬리핑상태에서 활성화된 비상제동유닛트(40)는 기수신된 제동 제어명령 또는 추가로 절달되는 제동 제어명령을 처리한 후에 신호선별처리기(50)로 제동 제어신호를 출력하고, 신호선별처리기(50)는 수신된 제동 제어신호를 모터제어기 및 모터로 하달되도록 하여 자율주행차량의 주행바퀴에 제동력이 발생되도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량 제동 안전시스템의 동작과정을 도 4를 참고하면서 간략하게 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템의 제동 과정은 상술한 일 실시예의 초기 단계인 S10, S20과 동일하게 이루어진다.
S20 단계의 자율주행이 이루어지고 있는 상태에서 자율주행차량의 주변에 장애물이 발생될 경우 센서에서 감지된 신호를 통해 자율주행제어기에서는 제동에 필요한 제동제어신호를 발생한다.
이때 상기 자율주행제어기에서 발생된 제동 제어명령은 메인제동유닛트와 비상제동유닛트로 각각 하달하게 되어 메인제동유닛트와 비상제동유닛트에 제동 제어명령이 수신(S30, S44)된다.
상기 메인제동유닛트와 비상제동유닛트에 모두 제동 제어명령이 수신되지만, 일상적인 주행이 이루어지고 있는 경우, 상기 비상제동유닛트는 비활성화 상태인 슬리핑상태가 유지되고, 메인제동유닛트만 활성화된 상태에서 메인제동유닛트로 수신된 제동 제어명령만 신호선별처리기로 전달된다,
따라서, 신호선별처리기는 제동 제어신호를 다시 모터제어기로 제동신호를 출력(S40)하고, 모터제어기는 모터측으로 제어명령을 출력(S50)하여 모터의 회전이 정지되면서 제동력이 발생되어 자율주행차량이 정차하도록 한다(S60).
한편, 상기 비상제동유닛트는 상기 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호를 상시 감시하고 있다가 제동 제어신호에 이상이 있을 경우 상위제어기인 자율주행제어기로 이상신호를 통지한다(S41).
메인제동유닛의 이상 발생 통지와 함께 신호선별처리기로 신호를 보내 신호선별처리기의 스위치제어를 통해 메인제동유닛트에서 수신된 제동제어신호가 모터제어기로 출력되지 않게 차단(S42)하는 과정이 이루어진다.
한편, 메인제동유닛트의 제동제어신호에 이상 발생을 통지받은 자율주행제어기는 비상제동유닛트로 신호를 송출하여 비활성화상태인 비상제동유닛트가 활성화되도록 하고(S43), 상기 비상제동유닛트에서는 수신된 비상 제어신호에 따라 제동 제어신호가 출력되도록 한다(S44).
상기 비상제동유닛트에서 출력된 제동 제어신호는 상기 신호선별처리기를 통해 모터제어기 및 모터로 신호가 전달되도록 하여 자율주행차량의 비상제동이 이루어질 수 있도록 제어하게 된다(S40,S50,S60).
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자율주행차량의 제동 안전시스템은 메인제동시스템의 고장에 대비해 비상제동유닛트를 추가로 구성하여 메인제동유닛트의 고장이 감지된 경우, 비상제동유닛트를 통해 자율주행차량의 제동이 가능하도록 하여 무인으로 운영되는 Lv4단계의 무인저속자율주행차량에서 제동시스템의 고장으로 인한 폴백 상황에 안전하게 대처 가능하도록 한다.
10 : 관제서버 15 : 전원공급부
20 : 자율주행제어기
30 : 메인제동유닛트 32 : 전원제어부
34 : 제동신호처리부
40 : 비상제동유닛트
42 : 전원제어부 44 : 제동신호처리부
46 : 신호선별처리기
50 : 모터제어기 60 : 모터
70 : 주행바퀴
100 : 자율주행차량 제동 안전시스템
V : 자율주행차량

Claims (3)

  1. 차량에 탑재된 무인자율주행기의 제어신호에 따라 무인자율주행차량의 주행시 제동력을 발생시키는 무인자율주행차량의 제동시스템에 있어서,
    상기 제동시스템은,
    상기 자율주행제어기로부터 전송되는 신호를 수신, 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 일상적 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와,
    상기 메인제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하면서 상기 메인제동유닛트의 고장 감지시에 고장 감지신호를 자율주행제어기로 통지하고, 상기 자율주행제어기에서 메인제동유닛트로 전달되는 제동명령을 강제 이관받아 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 비상제동이 이루어질 수 있도록 하는 비상제동유닛트;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인제동유닛트와 비상제동유닛트는 각각 독립되게 전원을 공급받을 수 있도록 구성되고,
    상기 비상제동유닛트에는 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호가 입력된 후에 모터제어기로 제동 제어신호를 출력시키는 신호선별처리기가 구비되되,
    상기 신호선별처리기는 상기 비상제동유닛트에서 메인제동유닛트의 고장을 감지한 경우, 상기 메인제동유닛트에서 입력되는 제동 제어신호를 차단하고 비상제동유닛트에서 전달되는 제동 제어신호만을 모터제어기로 출력되도록 제어하여 자율주행차량의 제동력이 발생될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템.
  3. 차량에 탑재된 무인자율주행기의 제어신호에 따라 무인자율주행차량의 주행시 제동력을 발생시키는 무인자율주행차량의 제동시스템에 있어서,
    상기 제동시스템은,
    상기 자율주행제어기로부터 전송되는 신호를 수신, 주행바퀴의 모터제어기를 제어하여 일상 주행시 제동력을 발생시키는 메인제동유닛트와,
    상기 메인 제동유닛트와 실시간 캔(C-CAN)통신 상태가 유지되면서 상호간에 정상작동 여부를 감시하면서 상기 메인제동유닛트의 고장 감지시에 고장 감지신호를 자율주행제어기로 통지하고, 일상적 주행시 제동력 제어신호를 출력하지 않는 슬리핑 상태가 유지되다가 상기 메인제동유닛트의 이상 감지신호를 수신한 자율주행제어기의 제어명령에 따라 활성화되어 비상 제동 제어신호를 출력시키는 비상제동유닛트와,
    상기 메인제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호 또는 상기 비상제동유닛트에서 출력되는 제동 제어신호를 각각 수신하되, 일상적 주행시 메인제동유닛트 측의 제동 제어신호를 출력시키고, 메인제동유닛트의 제동 제어신호 이상 감지 및 통지시에는 메인제동유닛트측의 제동 제어신호 출력라인을 차단하고 비상제동유닛트의 제동 제어신호만을 출력하여 차량의 제동력이 발생되도록 하는 신호선별처리기;
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인저속자율주행차량의 제동 안전시스템.
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