KR101645893B1 - 토크 변화율 추정 방법 및 장치 - Google Patents

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주식회사 현대케피코
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Abstract

본 발명은 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 선루프를 개폐시키는 모터와, 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 방법은 모터의 기준 토크 변화율을 학습하는 단계; 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 기설정된 추정 알고리즘에 적용함으로써, 상기 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계; 모델 토크 변화율과 상기 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하는 단계; 및 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 상기 판정 토크 변화율을 상기 기준값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

토크 변화율 추정 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING RATE OF CHANGE OF TORQUE}
본 발명은 토크 변화율 추정 방법 및 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 승용차를 중심으로 운전자 편의 증대를 위한 선루프 시스템 장치가 보편화되고 있다. 여기서, 선루프 시스템은 제어기를 통한 구동 모터의 제어를 통해 차량의 상부에 위치된 선루프를 개폐시키는 장치를 의미한다. 또한, 이러한 선루프 시스템은 안전 상의 이유로, 물체 등이 선루프에 끼일 시, 자동으로 개폐되도록 제어되고 있다.
다만, 이러한 선루프 시스템은 전압, 진동 및 마찰 등으로 인해, 오반전이 발생하거나, 또는 물체 등이 끼이더라도 적절한 시점에 반전이 이루어지지 않아 선루프가 늦게 개방되어, 안전 사고 등의 발생도 점차 증가하고 있다.
이에 관련하여, 종래에는 역기전력상수를 이용하여 전류를 모델링함으로써 상기 오반전을 줄이는 기술 등이 연구되고 있다. 하지만, 상기 기술의 경우 외부 노이즈와 파라미터 불확실성으로 인해 상기 문제점에 대한 극복이 쉽지 않은 단점이 존재한다. 또한, 종래에는 토크 변화율을 이용하여 선루프에 물체가 끼였는지의 여부를 판단하는 기술이 연구되었다. 하지만, 토크 변화율은 감소와 증가가 반복되는 형상을 가지므로, 물체의 끼임 여부를 판정하는 기준값이 일정치 않고, 토크 변화율이 음수 또는 낮은 값일 때 물체가 끼일 경우, 물체의 끼임 여부를 판정하는데 지연이 발생하는 문제점이 존재한다.
한국공개특허 제2015-0000363호(명칭: 영구자석 동기 전동기의 토크를 제어하는 방법 및 제어 장치)
본 발명은 종래 기술에 비해 정확도가 높고 물체의 끼임 여부의 판정에 지연을 최소화할 수 있는 토크 변화율 추정 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선루프를 개폐시키는 모터와, 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 방법은 모터의 기준 토크 변화율을 학습하는 단계; 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 기설정된 추정 알고리즘에 적용함으로써, 상기 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계; 모델 토크 변화율과 상기 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하는 단계; 및 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 상기 판정 토크 변화율을 상기 기준값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계는 주기적으로 반복되고, 본 발명의 토크 변화율 추정 방법은 이전 주기의 판정 토크 변화율과 현재 주기의 판정 토크 변화율을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 토크 변화율 추정 방법은 현재 주기의 판정 토크 변화율이 이전 주기들의 판정 토크 변화율에 비해 기설정된 횟수만큼 감소되는 경우, 상기 현재 주기의 판정 토크 변화율을 기준값으로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계는 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하는 단계; 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값의 오차 공분산을 보상함으로써, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계; 측정부를 통해 측정된 모터의 각속도 값과 각속도 추정값을 근거로 각속도 오차값을 산출하는 단계; 및 각속도 오차값을 적용함으로써, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하는 단계는 이전 주기에서 산출된 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 근거로 이루어질 수 있다.
또한, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계는, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값에 각각 오차 공분산을 적용함으로써 복수의 임시값들을 산출하는 단계; 및 복수의 임시값들을 합산함으로써 각속도 추정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계는, 토크 변화율 입력값에 오차 공분산을 곱한 값과 토크 입력값을 합산함으로써 토크 추정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계는 토크 변화율 교정값에, 각속도 오차값과 기설정된 이득값의 곱을 합산함으로써 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선루프를 개폐시키는 모터와, 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 장치는, 모터의 기준 토크 변화율을 학습하고, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 기설정된 추정 알고리즘에 적용함으로써, 모터의 모델 토크 변화율을 도출하고, 모델 토크 변화율과 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하며, 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 판정 토크 변화율을 기준값으로 설정하는 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 처리부는 모델 토크 변화율을 주기적으로 도출하고, 이전 주기의 판정 토크 변화율과 현재 주기의 판정 토크 변화율을 더 비교할 수 있다.
또한, 처리부는 현재 주기의 판정 토크 변화율이 이전 주기들의 판정 토크 변화율에 비해 기설정된 횟수만큼 감소되는 경우, 현재 주기의 판정 토크 변화율을 기준값으로 설정할 수 있다.
또한, 처리부는 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하고, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값의 오차 공분산을 보상함으로써, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하고, 측정부를 통해 측정된 모터의 각속도 값과 각속도 추정값을 근거로 각속도 오차값을 산출하고, 각속도 오차값을 적용함으로써, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 이전 주기에서 산출된 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값으로 설정할 수 있다.
또한, 처리부는, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값에 각각 오차 공분산을 적용함으로써 복수의 임시값들을 산출하고, 복수의 임시값들을 합산함으로써 각속도 추정값을 산출할 수 있다.
또한, 처리부는 토크 변화율 입력값에 오차 공분산을 곱한 값과 토크 입력값을 합산함으로써 토크 추정값을 산출할 수 있다.
또한, 처리부는, 토크 변화율 교정값에, 각속도 오차값과 기설정된 이득값의 곱을 합산함으로써 토크 변화율 교정값을 산출할 수 있다.
본 발명의 토크 변화율 추정 방법 및 장치에 따르면 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율의 값을 최소 기준값 이상으로 유지되게 함으로써, 물체의 끼임 여부를 판정할 때 지연을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 추정 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 각속도, 토크 및 토크 변화율을 추정하는 단계에 대한 흐름도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 판정 토크 변화율에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 추정 방법에 따라 생성된 판정 토크 변화율에 대한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 산출 장치에 대한 블록도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 토크 변화율 추정 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 추정 방법에 대한 흐름도이다. 구체적으로, 도 1은 선루프를 개폐시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 산출하는 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 선루프의 위치에 따른 모터의 기준 토크 변화율을 학습하는 단계(S110)가 이루어진다. 여기서, 기준 토크 변화율은 아래에서 설명되는 바와 같이, 본 발명의 판정 토크 변화율의 산출에 사용되는 값으로서, 모터가 정상 상태로 동작할 때의 실제 토크 변화율을 나타낸다. 또한, 이러한 학습은 차량의 시동을 걸 때, 제어기가 초기화되고, 이 때 선루프가 동작할 수 있는데, 정상적인 상황의 토크 변화율을 계산함으로써 학습이 이루어질 수 있다. 이러한 기준 토크 변화율은 모터의 동작 동안 열이나 수명 저하 등으로 하드웨어적으로 토크 변화율의 오차가 발생하는데 이를 고려하기 위해 최초 시동시, 상술한 학습 과정이 수행되고, 상기 값은 모터의 동작 동안 판정 토크 변화율의 도출에 이용될 수 있다.
그 후, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 기설정된 추정 알고리즘에 적용함으로써(S120), 추정 결과를 근거로 선루프의 위치에 따른 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계(S130)가 수행된다. 여기서, 모델 토크 변화율은 차량의 시동을 건 후, 동작되는 모터의 각속도, 토크 및 토크 변화율을 추정을 통해 도출된 결과를 나타낸다. 즉, 본 발명은 상기 값들의 측정값이 아닌 추정값을 근거로 모델 토크 변화율을 도출한다. 여기서, 모터의 각속도, 토크 및 토크 변화율의 추정은 다양한 추정 알고리즘이 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 H-인피니티 필터 적용을 통해 모델 토크 변화율을 도출할 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 모터 모델링을 통해 모터의 각속도의 연속형 데이터를 추정하고, 기설정된 샘플링 시간을 적용함으로써, 이를 이산형 데이터로 변환한다. 여기서, 연속형 데이터는 수학식 1, 그리고 이산형 데이터는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다. 또한, 연속형 데이터에서 이산형 데이터로의 변환에서, 아래의 수학식 2는 샘플링 시간이 2ms 인 것을 가정하여 산출되었다.
Figure 112015082333717-pat00001
Figure 112015082333717-pat00002
그리고, 수학식 2와 같은 이산형 데이터로의 변환 이후, 다음의 수학식 3과 같은 모델 토크 변화율의 도출에 이용되는 추정 기법이 이용될 수 있다.
Figure 112015082333717-pat00003
수학식 3에서, Kf는 이득값을 나타내고, P는 오차 공분산을, 그리고 R은 상수를 나타낸다. 그리고,
Figure 112015082333717-pat00004
는 이하에서 설명되는 GC1을 나타내고, L 및 H는 임의 선택 행렬을 나타내며, 나머지 변수들은 모터 파라미터에 의한 보정 매트릭스를 나타낸다.
또한, S120 단계 및 S130 단계는 도 2에 도시된 흐름을 통해 수행될 수 있다. 도 2를 참조하자.
먼저, 모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하는 단계(S121)가 이루어진다. 여기서, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값은 모터의 각속도, 토크, 및 토크 변화율의 추정을 위해 입력되는 초기 값을 의미한다.
그 후, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값의 오차 공분산을 보상함으로써(S122), 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계(S123)가 수행된다.
구체적으로, S122 단계 및 S123 단계는 다음의 흐름을 통해 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출할 수 있다.
먼저, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값에 각각 오차 공분산을 적용함으로써 복수의 임시값들을 산출하는 단계가 수행된다. 여기서, 복수의 임시값들은 제 1 임시값, 제 2 임시값, 제 3 임시값 및 제 4 임시값을 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 임시값, 제 2 임시값, 제 3 임시값 및 제 4 임시값은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015082333717-pat00005
수학식 4에서, temp는 임시값을 나타내고, Pxx는 오차 공분산을 나타내고, Xx는 입력값을 나타내고, v는 모터의 입력 전압을 나타낸다. 또한, 입력값에 대해, X1은 모터의 각속도에 대한 입력값을 나타내고, X2는 모터의 토크에 대한 입력값을 나타내며, X3은 모터의 토크 변화율에 대한 입력값을 나타낸다.
그리고, 상기 임시값들과 입력값들을 이용한 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값은 각각 아래의 수학식 5 내지 7과 같이 표현될 수 있다. 아래의 수학식 5 내지 7에서 X1p는 각속도 추정값을, X2p는 토크 추정값을, 그리고 X3p는 토크 변화율 추정값을 나타낸다.
Figure 112015082333717-pat00006
Figure 112015082333717-pat00007
Figure 112015082333717-pat00008
상술한 수학식 5 내지 7를 통해, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값의 산출이 완료될 수 있다. 즉, 각속도 추정값은 복수의 임시값들을 합산함으로써 산출되고, 토크 추정값은 토크 변화율 입력값에 오차 공분산을 곱한 값과 토크 입력값을 합산함으로써 산출되며, 토크 변화율 추정값은 토크 입력값으로 설정된다.
여기서, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값은 오차 공분산에 대한 보상이 수행된 값이나, 실제 하드웨어 즉, 모터의 작동 중 발생할 수 있는 각속도 오차에 대한 보상이 이루어지지 않은 값이다. 이에 따라, 본 발명은 보다 높은 정확도로 안티 핀치 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 산출하기 위해, 다음과 같이, 각속도 오차값을 산출하는 단계(S124)를 더 수행한다.
먼저, 상술한 각속도 오차값은 아래의 수학식 8를 통해 산출될 수 있다.
Figure 112015082333717-pat00009
즉, 각속도 오차값은 모터의 측정된 각속도 값과 각속도 추정값을 근거로 산출될 수 있다.
그 후, S124 단계를 통해 산출된 각속도 오차값을 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값에 적용함으로써, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계(S125)가 수행된다. 여기서, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값은 아래의 수학식 9 내지 11과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112015082333717-pat00010
Figure 112015082333717-pat00011
Figure 112015082333717-pat00012
수학식 9 내지 11에서, X1, X2 및 X3는 각각 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 나타낸다. 그리고, k1, k2 및 k3는 각각 이득값을 나타낸다. 상기 과정을 거쳐 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값은 각각 실제값과 추정값 사이의 차이를 고려하여 교정이 이루어진 값들을 의미한다.
여기서, 토크 변화율 교정값이 S130 단계로 언급된 모터의 모델 토크 변화율을 나타낸다.
위에서 설명한, S120 단계 및 S130 단계는 주기적으로 반복되어 수행될 수 있다. 여기서, S125 단계에서 산출된 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값은 다음 주기에서 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값으로 설정된다. 반대로 말하면, S121 단계로 언급된 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하는 단계는 이전 주기에서 산출된 상기 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 근거로 이루어진다는 점이 이해되어야 한다. 이에 따라, 명세서 전체의 설명에서 본 발명의 이해를 돕기 위해 각속도 입력값과 각속도 교정값, 토크 입력값과 토크 교정값, 그리고 토크 변화율 입력값과 토크 변화율 교정값은 같은 부호로 설명되었다. 다시, 도 1을 참조하자.
그 후, 모델 토크 변화율과 상기 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하는 단계(S140)가 수행되고, 판정 토크 변화율이 기준값 미만인지 판단하는 단계(S150)가 수행된다. 여기서, 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우 제어는 S160 단계로 전달되고, 그렇지 않은 경우 제어는 S170 단계로 전달된다.
S170는 판정 토크 변화율이 기준값은 초과하지만, 감소 추세에 있는지 판단하는 단계이다. 즉, 본 발명은 현재 판정 토크 변화율이 이전 토크 변화율에 비해 연속적으로 감소 추세에 있는 경우에도 판정 토크 변화율을 기준값으로 설정함으로써, 보다 정확한 판정이 이루어질 수 있게 한다.
상술한 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 토크 변화율이 음수 또는 낮은 값일 때 물체가 끼일 경우, 물체의 끼임 여부를 판정하는데 지연이 발생하는 문제점이 존재하였다. 이에 따라, 본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위하여 판정 토크 변화율이 항상 기준값 이상으로 설정되도록 판정 토크 변화율과 기준값과의 비교를 수행하는 과정을 수행한다. 여기서, 선루프의 위치에 따른 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우에는 이 값을 기준값 이상으로 설정함으로써 해당 문제점을 극복한다.
즉, 종래 기술에 따른 판정 토크 변화율의 경우, 도 3과 같이 선루프의 위치에 따라 변화율이 양의 방향 및 음의 방향으로 변화하고, 그 크기도 양수 및 음수로 일정치 않았다. 뿐만 아니라, 선루프의 위치가 4400 내지 4200 사이, 그리고 3600 내지 3400 사이인 경우, 토크 변화율의 크기가 음수 즉, 매우 낮은 값으로 설정된 것으로 가정하고, 토크 변화율이 200을 초과하는 경우 물체가 끼였다고 판단하는 예시를 가정하자. 이 경우, 선루프의 위치가 5200 내지 5000에서 물체가 낄 시에는 5200 내지 5000의 토크 변화율이 75 내지 150이어서 임계값과의 차가 작으므로, 적은 지연값으로 물체의 끼임 판정이 이루어질 수 있다. 반면, 선루프의 위치가 4400 내지 4200 사이, 그리고 3600 내지 3400 사이인 경우, 토크 변화율이 -50 또는 그 이하이므로, 상기 위치에서 물체가 끼이게 되면 토크 증가량이 임계값을 초과하기까지 물체 끼임 상태의 판정이 지연된다. 이 경우, 선루프는 정상 동작되므로, 물체의 끼임 시간이 상대적으로 길어지는 문제점이 존재한다.
반면, 본 발명의 토크 변화율 산출 방법에 따른 판정 토크 변화율은 도 4에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기준 토크 변화율과 모델 토크 변화율을 근거로 판정 토크 변화율을 산출하고, 산출된 변화율 값과 기준값과의 비교를 통해 상기 판정 토크 변화율을 교정함으로써, 안티 피칭의 판정에 이용되는 그 값이 비교적 일정하게 유지된다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 산출 방법은 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 이를 기준값 이상으로 설정함으로써 토크 변화율은 모두 기준값 이상으로 그 값이 설정된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 산출 방법은 판정 토크 변화율이 감소 추세에 있는 경우, 마찬가지로 판정 토크 변화율을 기준값으로 설정한다. 본 예시에서 기준값은 0으로 설정되었으나, 이는 예시일뿐이고, 다양한 값으로 설정될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 물체 끼임 발생 시, 종래 기술 대비 적은 지연으로도 끼임 여부를 판정할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 오차 공분산과 각속도 오차값을 보상하여 상기 판정 토크 변화율을 산출하므로, 판정 정확도가 높아지고, 이에 따라 선루프의 오반전도 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 산출 장치(100)에 대한 블록도이다. 이하, 도 5를 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 산출 장치(100)에 대해 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 토크 변화율 산출 장치(100)는 제어부(110) 및 처리부(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 이하에서는 위에서 설명된 부분과 중복되는 사항은 생략되어 설명이 이루어진다.
측정부(20)는 모터(10)의 각속도와 입력 전압을 측정하는 기능을 한다.
제어부(110)는 측정부(20)를 통한 측정 결과를 처리부(120)로 전달하고, 처리부(120)의 동작을 제어하는 기능을 한다.
처리부(120)는 판정 토크 변화율을 설정하는 기능을 하고, 판정 토크 변화율과 기준값의 비교를 통해 판정 토크 변화율이 기준값 이상으로 유지되도록 설정하는 기능을 한다. 이를 위해, 처리부(120)는 선루프의 위치에 따른 모터의 기준 토크 변화율을 학습하고, 모터의 모델 토크 변화율을 도출하며 모델 토크 변화율과 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하는 기능을 한다. 또한, 처리부(120)는 기설정된 기준값과 판정 토크 변화율을 비교하고, 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 판정 토크 변화율을 기준값 이상으로 설정하는 기능을 한다.
이를 위해, 처리부(120)는 모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하고, 상기 입력값들에 오차 공분산을 보상함으로써, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출한다. 구체적으로, 처리부(120)는 모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값에 각각 오차 공분산을 적용함으로써 복수의 임시값들을 산출하고, 복수의 임시값들을 합산함으로써 각속도 추정값을 추정한다. 또한, 처리부(120)는 토크 변화율 입력값에 오차 공분산을 곱한 값과 토크 입력값을 합산함으로써 토크 추정값을 산출하고, 토크 입력값을 토크 변화율 추정값으로 설정한다. 여기서, 상기 입력값들과 추정값들을 산출하는 방법은 위에서 수학식 2 내지 5를 참조로 상세히 설명하였으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.
그 후, 처리부(120)는 측정부(20)를 통해 측정된 모터의 각속도 값과, 위에서 산출된 각속도 추정값을 근거로 각속도 오차값을 산출한다. 여기서, 각속도 오차값은 모터의 각속도 값에서 각속도 추정값을 뺀 값을 나타낸다. 처리부(120)는 이렇게 산출된 각속도 오차값을 상술한 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값에 적용함으로써, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출한다. 여기서, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값은 상기 각속도 오차값뿐만 아니라, 기설정된 이득값을 고려하여 산출될 수 있다. 이러한 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값의 산출 방법은 위에서 수학식 7 내지 9을 참조로 설명하였으므로, 이에 대한 추가적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같이, 산출된 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값은 다음 주기에서 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값으로 적용되어 상술한 산출 과정이 반복 수행된다. 그리고, 이렇게 산출된 토크 변화율 교정값은 판정 토크 변화율의 산출에 적용되는 모델 토크 변화율을 나타낸다.
처리부(120)는 상술한 과정을 거쳐 기준 토크 변화율을 학습하고, 모터의 모델 토크 변화율을 도출하며, 도출된 기준 토크 변화율과 모델 토크 변화율을 근거로 판정 토크 변화율을 설정한다. 또한, 제어부(120)는 이러한 판정 토크 변화율이 기설정된 기준값을 초과하도록 제어함으로써, 물체의 끼임 여부를 판정할 때 지연을 최소화시킬 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 토크 변화율 추정 장치 110 : 제어부
120 : 처리부

Claims (16)

  1. 선루프를 개폐시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 방법으로서,
    상기 모터의 기준 토크 변화율을 학습하는 단계;
    모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 기설정된 추정 알고리즘에 적용함으로써, 상기 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계;
    상기 모델 토크 변화율과 상기 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하는 단계; 및
    상기 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 상기 판정 토크 변화율을 상기 기준값으로 설정하는 단계를 포함하고,
    상기 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계는,
    모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하는 단계;
    상기 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값의 오차 공분산을 보상함으로써, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계;
    측정부를 통해 측정된 모터의 각속도 값과 상기 각속도 추정값을 근거로 각속도 오차값을 산출하는 단계; 및
    상기 각속도 오차값을 적용함으로써, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터의 모델 토크 변화율을 도출하는 단계는 주기적으로 반복되고,
    이전 주기의 판정 토크 변화율과 현재 주기의 판정 토크 변화율을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    현재 주기의 판정 토크 변화율이 이전 주기들의 판정 토크 변화율에 비해 기설정된 횟수만큼 감소되는 경우, 상기 현재 주기의 판정 토크 변화율을 상기 기준값으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하는 단계는 이전 주기에서 산출된 상기 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 근거로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계는,
    상기 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값에 각각 오차 공분산을 적용함으로써 복수의 임시값들을 산출하는 단계; 및
    상기 복수의 임시값들을 합산함으로써 각속도 추정값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하는 단계는,
    상기 토크 변화율 입력값에 오차 공분산을 곱한 값과 상기 토크 입력값을 합산함으로써 토크 추정값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계는,
    상기 토크 변화율 교정값에, 상기 각속도 오차값과 기설정된 이득값의 곱을 합산함으로써 상기 토크 변화율 교정값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 방법.
  9. 선루프를 개폐시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어기를 포함하는 선루프 시스템에서 안티 핀칭 판정에 이용되는 판정 토크 변화율을 추정하는 장치로서,
    상기 모터의 기준 토크 변화율을 학습하고, 모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 기설정된 추정 알고리즘에 적용함으로써, 상기 모터의 모델 토크 변화율을 도출하고, 상기 모델 토크 변화율과 상기 기준 토크 변화율의 차를 판정 토크 변화율로 설정하며, 상기 판정 토크 변화율이 기준값 미만인 경우, 상기 판정 토크 변화율을 상기 기준값으로 설정하는 처리부를 포함하고,
    상기 처리부는,
    모터의 입력 전압, 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 설정하고, 상기 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값의 오차 공분산을 보상함으로써, 각속도 추정값, 토크 추정값 및 토크 변화율 추정값을 산출하고, 측정부를 통해 측정된 모터의 각속도 값과 상기 각속도 추정값을 근거로 각속도 오차값을 산출하고, 상기 각속도 오차값을 적용함으로써, 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 모델 토크 변화율을 주기적으로 도출하고, 이전 주기의 판정 토크 변화율과 현재 주기의 판정 토크 변화율을 더 비교하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 처리부는,
    현재 주기의 판정 토크 변화율이 이전 주기들의 판정 토크 변화율에 비해 기설정된 횟수만큼 감소되는 경우, 상기 현재 주기의 판정 토크 변화율을 상기 기준값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
  12. 삭제
  13. 제9항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값을 이전 주기에서 산출된 상기 각속도 교정값, 토크 교정값 및 토크 변화율 교정값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 각속도 입력값, 토크 입력값 및 토크 변화율 입력값에 각각 오차 공분산을 적용함으로써 복수의 임시값들을 산출하고, 상기 복수의 임시값들을 합산함으로써 각속도 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 토크 변화율 입력값에 오차 공분산을 곱한 값과 상기 토크 입력값을 합산함으로써 토크 추정값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 토크 변화율 교정값에, 상기 각속도 오차값과 기설정된 이득값의 곱을 합산함으로써 상기 토크 변화율 교정값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 토크 변화율 추정 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004232280A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Aisin Seiki Co Ltd 開閉体の挟み込み検知装置
JP2008019657A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Alps Electric Co Ltd 挟み込み検知装置
KR20130046949A (ko) * 2011-10-28 2013-05-08 주식회사 현대케피코 안티-핀치 시스템 제어 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치
KR101406069B1 (ko) * 2012-12-20 2014-06-11 현대오트론 주식회사 차량용 선루프 제어 방법 및 장치
KR20150000363A (ko) 2013-06-24 2015-01-02 삼성전자주식회사 영구자석 동기 전동기의 토크를 제어하는 방법 및 제어 장치.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004232280A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Aisin Seiki Co Ltd 開閉体の挟み込み検知装置
JP2008019657A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Alps Electric Co Ltd 挟み込み検知装置
KR20130046949A (ko) * 2011-10-28 2013-05-08 주식회사 현대케피코 안티-핀치 시스템 제어 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치
KR101406069B1 (ko) * 2012-12-20 2014-06-11 현대오트론 주식회사 차량용 선루프 제어 방법 및 장치
KR20150000363A (ko) 2013-06-24 2015-01-02 삼성전자주식회사 영구자석 동기 전동기의 토크를 제어하는 방법 및 제어 장치.

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