KR20220024928A - 안티-핀치 검출 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안티-핀치(anti-pinch) 검출 방법 및 시스템을 제공한다. 방법은, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 따라 제1 전류 변화율을 결정하는 단계; 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 따라 제2 전류 변화율을 결정하는 단계 -목표 전류 수집 기간과 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 수집 기간들이 있음 -; 제2 전류 변화율에 따라 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하고, 그렇다면, 제1 전류 변화율에 따라 장애물의 강성(stiffness)을 결정하는 단계; 접촉 위치 영점(zero point) 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 따라 실시간 장애물 압축 거리를 결정하는 단계; 및 장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 따라 실시간 안티-핀치력을 결정하고, 실시간 안티-핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 클 때 모터가 역행하도록(to reverse) 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명에서 제공되는 안티-핀치 검출 방법은 S5 규정들을 만족할 수 있고, 검출 효과가 좋다.

Description

안티-핀치 검출 방법 및 시스템

본 출원은, 그 전체가 참조로서 여기에 포함되는, 중국 특허청에 2019년 7월 10일에 제출된 “안티-핀치 검출 방법 및 시스템”이라는 명칭의 중국 특허 출원 제201910620150.5호의 우선권을 주장한다.

본 개시는 모터 차량(motor vehicle) 차체 제어의 기술분야에 관한 것으로, 특히 안티-핀치(anti-pinch) 검출 방법 및 안티-핀치 검출 시스템에 관한 것이다.

자동차(automobile) 기술의 발전에 따라, 직류 브러시 모터(direct current brush motor)에 의해 제어 및 구동되는 많은 컴포넌트들(components)이 자동차 운전의 안락함을 향상시키기 위해 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 모터는 선루프, 사이드 윈도우, 백미러 및 시트와 같은 일부 가동 컴포넌트들을 전기적으로 개방 또는 폐쇄하도록 구동하는 데 사용된다. 이러한 모터에 의한 폐쇄 시스템(close-by-motor system)의 경우, 개인 안전을 보호하는 측면에서 관련 법률들 및 규정들에 제약들이 있다. 즉, 모터가 폐쇄 컴포넌트(closure component)를 폐쇄하도록 작동시킬 때, 안티-핀치 기능이 법률에 의해 규정된 범위(4 mm 내지 200 mm) 내에서 제공되어야 한다.

유럽 표준 및 중국 표준에서는, 10 N/mm 스프링을 사용하여 테스트할 때, 핀치력(pinch force)이 100 N 미만이 되도록 요구된다. 미국 표준 FMVSS118(이하에서, S5로 지칭됨)에서는, 65 N/mm 스프링을 사용하여 4 mm 내지 25 mm의 범위에서 테스트할 때, 핀치력이 100 N 미만이 되도록 요구되며, 20 N/mm 스프링을 사용하여 25 mm 내지 200 mm의 범위에서 테스트할 때, 안티-핀치력(anti-pinch force)이 100 N 미만이 되도록 요구된다. 최근, 폐쇄 컴포넌트에 대해 더 나은 안티-핀치 효과를 얻고 안전성을 향상시키기 위해, 점점 더 많은 자동차 제조업체들이 S5 규정들을 준수하도록 요구되고 있고, 상이한 강성(stiffness)을 갖는 스프링들로 측정된 힘들은 일관성(consistency)이 좋으며, 원하지 않는 핀칭(pinching)은 위험성이 낮다. 이를 기반으로, S5 규정들을 충족하고 더 나은 감지 효과를 갖는 안티-핀치 검출 방법이 시급히 필요로 된다.

상기의 관점에서, 본 개시에 따른 안티-핀치 검출 방법 및 안티-핀치 검출 시스템이 제공되며, 이는 S5 규정들을 충족할 수 있고 폐쇄 컴포넌트에 대한 우수한 검출 효과를 갖는다. 본 개시의 기술적 해결 수단은 후술된다.

안티-핀치 검출 방법은,

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하는 단계 - 모터의 전류는 폐쇄 컴포넌트)를 폐쇄하도록 구동하는 상기 모터의 동작을 제어하는 과정에서 주기적으로 수집됨 -;

상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하는 단계 - 상기 목표 전류 수집 기간과 상기 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있고, N은 2 이상의 정수임 -;

상기 제2 전류 변화율에 기반하여, 상기 폐쇄 컴포넌트가 장애물(obstacle)과 접촉하는 지의 여부를 검출하는 단계;

상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 상기 제1 전류 변화율에 기반하여, 상기 장애물의 강성을 결정하는 단계;

초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하는 단계 - 상기 초기 접촉 위치는, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 수집된 모터 위치에 기반하여 결정됨 -; 및

상기 장애물의 상기 강성 및 상기 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력(pinch force)를 결정하고, 상기 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 상기 모터가 역행하도록(to reverse) 제어하는 단계

를 포함하고,

상기 안티-핀치 검출 임계값은 상기 장애물의 상기 강성에 기반하여 결정된다.

일 실시예에서, 상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하는 단계는,

상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류와 상기 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 사이의 차이를 상기 제2 전류 변화율로 계산하는 단계; 또는

상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값과 상기 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값 사이의 차이를 상기 제2 전류 변화율로 계산하는 단계

를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제2 전류 변화율에 기반하여, 상기 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하는 단계는,

상기 제2 전류 변화율에 기반하여 상기 초기 접촉 위치를 검출하는 단계 - 상기 초기 접촉 위치는, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하기 시작하는 위치 지점(position point)임 -; 및

상기 초기 접촉 위치가 검출될 때, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 결정하는 단계

를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제2 전류 변화율에 기반하여 상기 초기 접촉 위치를 검출하는 단계는,

상기 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제1 임계값보다 클 때, 현재 수집된 모터 위치를 후보 초기 접촉 위치로 획득하는 단계;

상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계;

상기 후보 초기 접촉 위치의 검증에 응답하여, 상기 후보 초기 접촉 위치를 상기 초기 접촉 위치로 취하는 단계; 및

상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 경우, 상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 상기 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 상기 제1 전류 변화율을 결정하는 단계, 및 상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 상기 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 상기 제2 전류 변화율을 결정하는 단계를 수행하는 단계

를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계는,

상기 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 상기 모터의 전류가 수집될 때마다, 실시간으로 결정되는 상기 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계

를 포함하고,

상기 제3 전류 변화율은, 상기 모터의 전류가 수집될 때마다, 상기 수집된 전류 및 상기 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류에 기반하여 실시간으로 결정된다.

일 실시예에서, 실시간으로 결정되는 상기 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계는,

상기 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황(situation) 및 제2 상황 중 적어도 하나가 발생한 경우, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 것으로 결정하는 단계; 및

상기 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 상기 제1 상황 및 상기 제2 상황 중 어느 것도 발생하지 않은 경우, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증된 것으로 결정하는 단계

를 포함하고,

상기 제1 상황은, 실시간으로 결정되는 상기 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제2 임계값보다 작은 것이고,

상기 제2 상황은, 실시간으로 결정되는 상기 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 상기 제3 전류 변화율이 미리 설정된 제3 임계값보다 큰 경우가 연속적으로 발생하고, 상기 제3 전류 변화율이 상기 제3 임계값보다 큰 경우의 지속 시간(duration)이 미리 설정된 기간보다 큰 것이다.

일 실시예에서, 상기 안티-핀치 검출 방법은,

상기 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 상기 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 상기 모터가 상기 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어하는 단계

를 더 포함하고,

폐쇄하는 방향(closing direction)으로의 상기 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 복수의 영역들을 포함하고, 상기 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고, 상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응하며, 상기 폐쇄하는 방향으로 상기 이동 영역의 터미널(terminal)에 가까운 영역은 상기 터미널에서 먼 영역보다 더 작은 모터 속도에 대응한다.

컨트롤러는 메모리 및 프로세서를 포함한다.

메모리는 프로그램을 저장하도록 구성된다.

프로세서는 상기 실시예들 중 어느 하나에 따른 안티-핀치 검출 방법을 수행하기 위한 프로그램을 실행하도록 구성된다.

판독 가능한 저장 매체에는 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있다. 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 실시예들 중 어느 하나에 따른 안티-핀치 검출 방법을 구현한다.

안티-핀치 검출 시스템은 전류 수집 유닛, 위치 수집 유닛, 및 컨트롤러를 포함한다.

상기 컨트롤러는, 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 상기 전류 수집 유닛이 미리 설정된 전류 수집 기간의 상기 모터의 전류를 수집하도록 제어하고; 상기 위치 수집 유닛이 실시간으로 상기 모터의 모터 위치를 수집하도록 제어하고; 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하고; 상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하고; 상기 제2 전류 변화율에 기반하여, 상기 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하고; 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 상기 제1 전류 변화율에 기반하여, 상기 장애물의 강성을 결정하고; 초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하며;

상기 장애물의 상기 강성 및 상기 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력을 결정하고, 상기 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 상기 모터가 역행하도록 제어하도록 구성된다.

상기 목표 전류 수집 기간과 상기 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있고, 여기서, N은 2 이상의 정수이다. 상기 초기 접촉 위치는, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 상기 위치 수집 유닛에 의해 수집된 모터 위치에 기반하여 결정된다. 상기 안티-핀치 검출 임계값은 상기 장애물의 상기 강성에 기반하여 결정된다.

일 실시예에서, 상기 전류 수집 유닛은 샘플링 저항기(sampling resistor) 및 차동 증폭기(differential amplifier)를 포함한다. 상기 샘플링 저항기는 상기 모터의 동작 과정에서 전류를 전압 신호로 변환하도록 구성된다. 상기 차동 증폭기는 증폭된 전압 신호를 획득하기 위해 상기 전압 신호를 증폭하도록 구성된다.

상기 컨트롤러는, 상기 증폭된 전압 신호에 기반하여, 상기 미리 설정된 전류 수집 기간의 상기 모터의 전류를 수집하도록 구성된다.

일 실시예에서, 상기 컨트롤러는, 상기 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 상기 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 상기 모터가 상기 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어하도록 더 구성된다.

폐쇄하는 방향으로의 상기 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 복수의 영역들을 포함하고, 상기 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고, 상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응하며, 상기 폐쇄하는 방향으로 상기 이동 영역의 터미널에 가까운 영역은 상기 터미널에서 먼 영역보다 더 작은 모터 속도에 대응한다.

상술한 바와 같이, 본 개시에서는 안티-핀치 검출 방법 및 시스템이 제공된다. 모터가 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하도록 동작하는 과정에서, 제1 전류 변화율이 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 결정되고, 제 2 전류 변화율이 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 결정된다. 다음으로, 제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부가 검출된다. 장애물의 강성은, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때, 제1 전류 변화율에 기반하여 결정된다. 실시간 장애물 압축 거리는 초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 결정된다. 마지막으로, 실시간 핀치력이 장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 결정되며, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 클 때, 모터가 역행하도록 제어된다. 안티-핀치 검출 방법에 따르면, 장애물이 제2 전류 변화율에 기반하여 빠르고 정확하게 검출되고; 장애물의 강성이 제1 전류 변화율에 기반하여 결정되며, 이에 따라, 상이한 강성을 갖는 장애물들에 대해, 장애물들의 상이한 강성 값들이 얻어질 수 있고, 상이한 안티-핀치 검출 임계값들이 장애물들의 상이한 강성 값들에 기반하여 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 힘들을 측정하는 일관성이 보장될 수 있으며, 따라서, 하나의 안티-핀치 검출 임계값만이 사용될 때의 단일의 작은 안티-핀치 검출 임계값을 적용함으로 인한 잘못된 안티-핀치를 방지할 수 있다. 요약하면, 본 개시의 실시예들에서 제공되는 안티-핀치 검출 방법은 S5 규정들을 만족하고, 빠른 검출 속도 및 우수한 검출 효과를 가지며, 잘못된 안티-핀치를 방지할 수 있다.

본 개시의 실시예들 또는 기술적 해결 수단을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 이하에서는 실시예들 또는 기존 기술의 설명에 사용되는 도면을 간략히 소개한다. 명백하게는, 후술되는 도면은 본 개시의 실시예들에 불과하며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 제공된 도면을 기반으로 다른 도면을 별다른 창작 노력 없이 얻을 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 S5 안티-핀치 영역의 정의 및 안티-핀치 프로세스를 나타내는 개략도이다;
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 장애물과 접촉하는 동력계(dynamometer)가 안티-핀치 이벤트를 인식하고 글래스가 역으로 이동하도록 제어되는 프로세스의 분석 다이어그램이다;
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 안티-핀치 검출 방법의 개략적인 흐름도이다;
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 모터의 동작에 대한 저항 특성 곡선을 나타내는 개략도이다;
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉할 때의 저항 특성 곡선의 개략도이다;
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 상이한 강성을 갖는 객체들(objects)에 대한 핀치력들과 압축 거리들 사이의 관계들을 나타내는 개략도이다;
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 검출 가능한 객체의 강성 경계(boundary)를 나타내는 개략도이다;
도 8a는 본 개시의 일 실시예에 따른 선루프를 폐쇄하는 과정에서 영역들에 따른 펄스폭 변조에 의한 상이한 영역들에 대한 모터 속도의 폐루프 제어를 나타내는 개략도이다;
도 8b는 본 개시의 일 실시예에 따른 선루프를 개방하는 과정에서 모터 속도의 제어를 나타내는 개략도이다;
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 실시간 제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치를 검출하기 위한 구현의 개략적인 흐름도이다;
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 S5 규정들을 만족하는 안티-핀치 검출 장치의 개략적인 구조도이다;
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 컨트롤러의 개략적인 구조도이다;
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 S5 규정들을 만족하는 안티-핀치 검출 시스템의 개략적인 구조도이다; 그리고
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 모터 제어 및 전류 수집의 원리를 나타내는 도면이다.

이하, 본 개시의 실시예들의 기술적 해결 수단이 본 개시의 실시예들에서 첨부된 도면을 참조하여 명확하고 완전하게 설명된다. 명백하게는, 여기에 설명되는 실시예들은 본 개시의 실시예들의 전부라기보다는 단지 일부일 뿐이다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 어떠한 창의적인 노력 없이도 본 개시의 실시예들에 기반하여 획득되는 다른 실시예들은 모두 본 개시의 보호 범위에 속할 것이다.

S5 규정들을 충족하고 더 나은 효과를 실현하는 폐쇄 컴포넌트에 대한 안티-핀치 검출 기법을 얻기 위해, 본 개시의 발명자는 연구를 수행하여 다음과 같은 발견들을 얻었다.

일부 기존의 폐쇄 컴포넌트에 대한 안티-핀치 검출 기법들은 일반적으로 모터 속도를 기반으로 한다. 이러한 기법의 일반적인 개념에 따르면, 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하는 과정에서 장애물이 접촉되면, 모터 속도가 감소한다. 이를 고려하여, 핀치력은 모터 속도에 기반하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 모터의 실제 이동 속도와 미리 설정된 기준 이동 속도 사이의 차이가 계산되고, 핀치력이 계산된 속도들의 차이로부터 계산된다. 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 클 때, 모터가 역행하도록 제어된다.

본 발명자는, 연구에서 모터 속도를 기반으로 하는 안티-핀치 검출 기법이 10 N/mm 스프링 하에서 테스트를 통과할 수 있지만, S5 하에서 안티-핀치 테스트를 통과할 수 없다는 것을 발견했다. 모터 속도를 기반으로 하는 안티-핀치 검출 기법은, 안티-핀치 검출 임계값을 감소시켜 검출 감도를 높임으로써, S5 하에서 안티-핀치 테스트를 통과할 수 있다. 그러나, 안티-핀치 검출 임계값을 감소시킴으로써 검출 감도를 높이는 데 있어서의 결정적인 결함은, 장애물이 큰 강성을 갖는 경우, 규정들에 명시된 100 N 미만의 핀치력을 달성하기 위해, 안티-핀치 검출 임계값이 매우 작도록 요구된다는 것이다. 그러나, 매우 작은 안티-핀치 검출 임계값은 지나치게 높은 검출 감도로 인해 잘못된 안티-핀치 검출을 유발할 수 있으며, 이로써, 폐쇄 컴포넌트의 정상적인 폐쇄의 실패를 유발할 수 있다.

모터 속도를 기반으로 하는 안티-핀치 검출 기법의 문제점을 고려하여, 본 발명자는 모터 속도를 기반으로 하는 안티-핀치 검출 방법을 제거하고, 다른 방식으로 S5 규정들을 만족하는 폐쇄 컴포넌트에 대한 안티-핀치 검출 기법을 구현하고자 한다. 본 발명자는 폐쇄 컴포넌트에 대한 안티-핀치 검출 기법이 S5 규정들을 충족하도록 하는 데 있어서, 분석에 의해 다음의 어려움들을 발견했다. 어려움들은, 높은 강성을 갖는 장애물에 대한 빠른 안티-핀치 검출 및 모터 역행(reversal); 및 상이한 강성을 갖는 장애물들에 대한 힘들을 측정하는 데 있어서의 일관성을 보장하기 위해 상이한 강성을 갖는 장애물들을 구별하는 것, 예컨대, 65 N/mm 스프링과 20 N/mm 스프링을 구별하는 것을 포함한다.

도 1을 참조하면, 선루프를 예로 들어, S5 안티-핀치 영역의 정의 및 안티-핀치 검출의 프로세스가 도시되어 있다. 동력계(dynamometer)(102)는 가동 글래스(movable glass)(101)와 함께 고정된다. 4 mm 내지 25 mm의 범위에서, 동력계(102)의 65 N/mm 스프링이 테스트에 사용되며, 25 mm 내지 200 mm의 범위에서, 동력계(102)의 20 N/mm 스프링이 테스트에 사용된다. 도 1에서, 장애물은 103으로 표시되고, 글래스의 완전 개방 위치(full open position)는 104로 표시되며, 글래스의 완전 폐쇄 위치(full closed position)는 105로 표시된다. 도 2는 장애물과 접촉하는 동력계가 안티-핀치 이벤트를 인식하고 글래스가 역으로 이동하도록 제어되는 전체 프로세스의 개략도를 도시한다. 도 2에서, 점 A는 동력계가 장애물과 접촉하는 지점을 나타내고; 선 L1은 65 N/mm 스프링에 대해, 동력계에 의해 측정된 핀치력과 압축 거리 사이의 관계를 반영하고; 선 L2는 20 N/mm 스프링에 대해, 동력계에 의해 측정된 핀치력과 압축 거리 사이의 관계를 반영하고; 점 B는 컨트롤러가 안티-핀치 검출을 시작하는 것을 나타내고; 선 L3는 핀치력과 스프링 압축 거리 사이의, 컨트롤러에 의해 결정되는, 관계를 반영하며, 세그먼트 AB는 검출 지연(detection delay)을 나타낸다. 선루프의 전송 시스템에서의 특정 물리적 지연으로 인해, 컨트롤러는, 스프링이 점 A부터 압축되기 시작할 때, 점 B의 신호 변화를 인식한다. 점 C는, 컨트롤러가 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 핀치력을 검출하는 지점을 나타낸다. 이 지점에서, 컨트롤러는 모터에 역행 명령을 전송하여, 모터가 역행하도록 제어한다. 점 D는 글래스의 실제 역행 위치를 나타낸다. 세그먼트 CD는 역행 지연을 나타낸다. 컨트롤러가 모터에 역행 명령을 전송한 후에, 가동 글래스는 관성으로 인해 특정 거리만큼 정방향으로 이동하여, 스프링의 추가 압력 및 안티-핀치 검출 임계값 F_THR보다 큰 핀치력이 발생된다. 도 2의 F는, 컨트롤러가 안티-핀치 검출 임계값 F_THR을 초과하는 핀치력을 검출할 때, 65 N/mm 스프링을 사용하는 동력계에 의해 측정된 핀치력을 나타내고; 도 2의 F1은, 글래스가 실제로 역행될 때, 65 N/mm 스프링을 사용하는 동력계에 의해 측정된 핀치력을 나타내며; ΔF1은 F1과 F 사이의 차이를 나타낸다. S5 규정들에서, 점 A와 점 D 사이의 스프링 압축 거리는 가장 엄격한 요구 사항에 따라 1.53 mm(100 N / 65 N/mm) 미만이어야 한다. 따라서, 검출 지연과 역행 지연을 감소시키고, 짧은 거리 내에서 신속하게 안티-핀치 이벤트를 검출할 수 있도록 합리적인 안티-핀치 검출 방법이 설계될 필요가 있다.

상기 연구 아이디어들에 기초하여, 본 발명자는 추가 연구를 수행하였으며, S5 규정들을 충족하고 더 나은 검출 효과를 갖는 안티-핀치 검출 방법을 제안하였다. 이 방법은, 안티-핀치 검출이 폐쇄 컴포넌트에서 수행되어야 하는 시나리오에 적합하다. 이 방법은 폐쇄 컴포넌트를 제어하기 위한 컨트롤러에 적용할 수 있다. 본 개시에 따른 S5 규정들을 만족하는 안티-핀치 검출 방법이 다음의 실시예들을 통해 후술된다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 S5 규정들을 충족하는 안티-핀치 검출 방법의 개략적인 흐름도를 도시한다. 이 방법은 단계들 S301 내지 S306을 포함할 수 있다.

단계 S301에서, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여, 제1 전류 변화율이 결정된다.

이 실시예에서, 모터의 전류는 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 주기적으로 수집된다.

폐쇄 컴포넌트는 도어, 윈도우, 선루프, 백미러, 및 시트와 같은 차량의 가동 컴포넌트일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 모터의 전류는 모터의 동작 과정에서, 샘플링 저항기 및 차동 증폭기를 통해 수집된다.

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류가 I(k)로 표현되고, 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류가 I(k-1)로 표현된다고 가정한다. 따라서, 제1 전류 변화율 ΔI₁(k)는 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k) 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k-1)에 기반하여 결정될 수 있다. 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k)과 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k-1)의 차이가 제1 전류 변화율 ΔI₁(k)로 계산된다.

단계 S302에서, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여, 제2 전류 변화율이 결정된다.

목표 전류 수집 기간과 현재 전류 수집 기간 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있으며, 여기서, N은 2 이상의 정수이다. 예를 들어, N은 3 또는 4일 수 있다.

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제 2 전류 변화율을 결정하는 다양한 방식들이 있다. 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류가 I(k)로 표현되고, 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류가 I(k-N)으로 표현된다고 가정한다. 가능한 구현에서, 제2 전류 변화율 ΔI₂는 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k)와 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k-N)의 차이로 계산된다.

모터의 동작 과정에서, 교류 리플 노이즈(alternating current ripple noise)가 직류 성분에 중첩될 수 있다. 다른 더 나은 구현에서, 노이즈의 영향을 피하기 위해, 제2 전류 변화율 ΔI₂는 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류의 필터링된 값 If(k)와 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류의 필터링된 값 If(k-N)의 차이로 계산될 수 있다.

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류의 필터링된 값 If(k)는 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k)를 필터링하여 구해지며, 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류의 필터링된 값 If(k-N)은 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k-N)를 필터링하여 구해진다.

일 실시예에서, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k) 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 I(k-N)를 필터링하기 위해, 1차 슬라이딩 필터(first-order sliding filter)가 적용될 수 있다. 1차 슬라이딩 필터에 의해 전류 I(k)를 필터링하는 계산은 다음과 같이 표현된다.

[수학식 4]에서, If(k-1)은 이전 모멘트(moment)에 필터링된 전류를 나타내고, K1 및 K2는 가중치 계수들(weighting coefficients)이다.

단계 S303에서, 제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부가 검출된다. 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출되면, 방법은 단계 S304로 진행하고; 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출되지 않으면, 방법은 단계 S301로 복귀한다.

폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부는 제2 전류 변화율에 기반하여 검출될 수 있다. 제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치가 검출되고, 초기 검출 위치가 검출될 때 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것이 결정될 수 있다.

초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 위치를 나타낸다. 제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치를 검출하는 구체적인 구현은 후술되는 실시예들의 설명을 참조할 수 있다.

단계 S304에서, 장애물의 강성이 제1 전류 변화율에 기반하여 결정된다.

S5 규정들을 만족하는 안티-핀치 검출의 핵심은 상이한 강성을 갖는 장애물들에 대해 상이한 안티-핀치 검출 임계값들 및 장애물 강성을 선택하고, 이로써 상이한 장애물 강성에 대한 힘들을 측정하는 데 일관성을 달성하기 위하여, 65 N/mm 스프링 및 20 N/mm 스프링과 같은 상이한 강성을 갖는 장애물들을 구별하는 것임의 유의해야 한다. 65 N/mm 스프링 및 20 N/mm 스프링을 예로 들어, 65 N/mm 스프링에 대응하는 안티-핀치 검출 임계값 및 스프링 강성이 균일하게 적용되면, 20 N/mm 스프링을 사용할 때 검출 방법이 너무 민감하여, 잘못된 검출이 발생되고; 20 N/mm 스프링에 대응하는 안티-핀치 검출 임계값 및 스프링 강성이 균일하게 적용되면, 65 N/mm 스프링을 사용할 때 핀치력이 너무 클 수 있다.

모터의 동작 과정에서 전류의 크기는 모터에 대한 부하(load)를 반영하고, 전류의 변화는 저항력(resisting force)의 변화를 반영한다. 이에, 본 개시에서는, 제1 전류 변화율을 이용하여, 65 N/mm 스프링의 강성 및 20 N/mm 스프링의 강성과 같은 장애물들의 강성이 구별된다.

도 4는 폐쇄 컴포넌트가 어떤 장애물과도 접촉하지 않을 때의 모터의 동작에 대한 저항 특성 곡선, 즉 전류 특성 곡선을 나타낸다. 폐쇄 컴포넌트의 가이드 레일들(guide rails)은 상이한 저항력을 가지므로, 상이한 위치들에서의 전류 변화율들은 상이하다. 폐쇄 컴포넌트가 어떤 장애물과도 접촉하지 않는 조건 하에서, 제1 전류 변화율들은 상이한 모터 위치들에서 결정되고, 후속 참조를 위해 컨트롤러의 비휘발성 저장 유닛(예컨대, 전기적 소거 및 프로그램 가능 읽기 전용 메모리(Electrically Erasable Programmable read only memory; EEPROM)에 저장된다.

도 5는 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉할 때의 저항 특성 곡선을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 곡선 상의 점 A에서 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하고, 점 A부터 모터의 저항력이 상승하고 전류가 증가한다. 이 실시예에서, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때, 장애물의 강성이 제1 전류 변화율에 기반하여 결정된다.

구체적으로, 제1 전류 변화율, 및 폐쇄 컴포넌트가 어떤 장애물과도 접촉하지 않는 조건 하에서 현재 수집된 모터 위치에 대해 보정된(calibrated) 제1 전류 변화율에 기반하여, 장애물의 강성이 결정될 수 있으며, 다음과 같이 표현된다.

[수학식 5]에서, Ko는 장애물의 강성을 나타내고; ΔI₁(k)는 제1 전류 변화율을 나타내고; ΔI₁r(k)는 폐쇄 컴포넌트가 어떤 장애물과도 접촉하지 않는 조건 하에서 현재 수집된 위치에 대해 보정된 제1 전류 변화율을 나타내고, 그 값은 EEPROM으로부터 얻어지며; Kv*Kt는 벤치(bench)에서 보정된 미리 설정된 파라미터이다.

폐쇄 파라미터가 어떤 장애물과도 접촉하지 않는 조건 하에서 현재 수집된 모터 위치에 대해 보정된 제1 전류 변화율 ΔI₁r(k)를 도입하는 목적은, 장애물이 없는 경우의 저항 특성의 변화들로 인한 잘못된 검출을 방지하기 위한 것임에 유의해야 한다.

폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉할 때, 장애물의 강성이 클수록 제1 전류 변화율이 더 크다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 상이한 전류 변화율들에 따라, 장애물의 강성이 분류될 수 있다. 도 5의 “1”“2”및 “3”은 상이한 강성을 갖는 세 개의 장애물들에 대한 모터 전류의 변화 추세들을 각각 나타낸다. 명확하게는, 강성의 값들은 1>2>3의 관계를 갖는다.

단계 S305에서, 초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여, 실시간 장애물 압축 거리가 결정된다.

구체적으로, 실시간 장애물 압축 거리는 실시간으로 수집되는 모터 위치와 초기 접촉 위치 사이의 차이이다. 초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉할 때 수집된 모터 위치에 기반하여 결정된다.

단계 S306에서, 장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여, 실시간 핀치력이 결정되고, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 클 때, 모터가 역행하도록 제어된다.

안티-핀치 검출 임계값은 장애물의 강성에 기반하여 결정된다.

도 6은 상이한 강성을 갖는 장애물들에 대한 핀치력들과 장애물 압축 거리들 사이의 관계들을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 두 개의 장애물들, 강성 Ko1을 갖는 a1 및 강성 Ko2를 갖는 a2가 있다고 가정한다(여기서, Ko1>Ko2). 동일한 핀치력 f를 보장하기 위해, 장애물 a1에 대응하는 장애물 압축 거리 S1를 장애물 a2에 대응하는 장애물 압축 거리 S2보다 작게 제어할 필요가 있다. 즉, 동일한 핀치력의 경우, 높은 강성을 갖는 장애물에 대해서는 짧은 장애물 압축 거리가 선택되고, 낮은 강성을 갖는 장애물에 대해서는 긴 장애물 압축 거리가 선택되어야 한다. 따라서, 상이한 장애물들의 강성을 구별하는 것 외에도, 상이한 강성을 갖는 객체들의 핀치력들의 일관성을 달성하기 위해, 상이한 장애물들의 장애물 압축 거리들을 결정하는 것이 더 필요하다.

장애물 강성 및 실시간 장애물 압축 거리가 획득된 후에, 장애물 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여, 실시간 핀치력이 계산될 수 있다. 속도 기반 안티-핀치 검출 방법과 비교하여, 실시예들에 따른 방법을 기반으로, 핀치력의 크기가 직관적으로 반영될 수 있다.

훅(Hooke)의 법칙에 따르면, 균일한 강성을 갖는 객체에 대해, 받는 힘(received force)은 객체의 압축 정도(compression degree)와 1차 선형 관계에 있다. 장애물은, 폐쇄 컴포넌트가 핀칭에 저항하고 역행하는 짧은 시간 내에 균일한 강성을 갖는 객체로 대략적으로 간주될 수 있다. 따라서, 이는 다음과 같이 표현된다.

[수학식 6]에서, ΔS(k)는 모멘트 k에서의 장애물 압축 거리를 나타내고, Ko는 장애물의 강성을 나타내며, F(k)는 모멘트 k에서의 핀치력을 나타낸다.

여기서, 안티-핀치 역행의 조건은 F(k)=Ko*ΔS(k)<100 N이고, 따라서, 장애물 압축 거리는 ΔS(k)<100 N / Ko를 만족해야 함에 유의해야 한다.

실시간 핀치력 F(k)가 획득된 후에, 실시간 핀치력 F(k)가 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값 F_THR보다 큰 지의 여부가 결정된다. 임계값은 결정된 Ko에 기반하여 선택된다. 실시간 핀치력 F(k)가 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값 F_THR보다 크면, 안티-핀치 이벤트가 발생하는 것으로 결정되고, 이 때 모터가 역행하도록 제어된다.

적용에서, 가장 단단한 강성을 갖는 식별 가능한 객체에 대응하는 강성 및 안티-핀치 검출 임계값, 가장 부드러운 강성을 갖는 식별 가능한 객체에 대응하는 강성 및 안티-핀치 검출 임계값은 보정에 의해 각각 획득될 수 있다. 도 7을 참조하면, 도 7의 두 개의 실선들은 Ko1의 강성을 갖는 장애물에 대한 장애물 압축 거리와 핀치력 사이의 관계, 및 Ko2의 강성을 갖는 장애물에 대한 장애물 압축 거리와 핀치력 사이의 관계를 각각 나타낸다. 도 7의 상단의 점선은 100 N 핀치력의 경계를 나타낸다. 따라서, 음영 영역 내의 장애물 상태는, Ko1 내지 Ko2의 범위의 강성을 갖는 객체에 대해, 핀치력이 100 N 미만임을 나타낸다.

본 개시의 실시예들에 따른 S5 규정들을 만족하는 안티-핀치 검출 방법에서, 모터가 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하도록 동작하는 과정에서, 제1 전류 변화율이 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 결정되고; 제2 전류 변화율이 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 결정된다. 다음으로, 제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부가 검출된다. 장애물의 강성은, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출도리 때, 제 1 전류 변화율에 기반하여 결정된다. 실시간 장애물 압축 거리는 초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 결정된다. 마지막으로, 실시간 핀치력이 장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 결정되며, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 클 때, 모터가 역행하도록 제어된다. 본 개시에서 제공되는 안티-핀치 검출 방법에 따르면, 장애물이 제2 전류 변화율에 기반하여 빠르고 정확하게 검출되고; 장애물의 강성이 제1 전류 변화율에 기반하여 결정되며, 이에 따라, 상이한 강성을 갖는 장애물들에 대해, 장애물들의 상이한 강성 값들이 얻어질 수 있고, 상이한 안티-핀치 검출 임계값들이 장애물들의 상이한 강성 값들에 기반하여 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 힘들을 측정하는 일관성이 보장될 수 있으며, 따라서, 하나의 작은 안티-핀치 검출 임계값을 적용함으로 인한 잘못된 안티-핀치 검출을 방지할 수 있다. 요약하면, 본 개시의 실시예들에서 제공되는 안티-핀치 검출 방법은 S5 규정들을 만족하고, 빠른 검출 속도 및 우수한 검출 효과를 가지며, 잘못된 안티-핀치를 방지할 수 있다.

상기 실시예에서 언급된 바와 같이, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 클 때, 모터가 역행하도록 제어된다. 모터가 역행하기 전에, 폐쇄 컴포넌트는 관성으로 인해 특정 거리만큼 정방향으로 이동할 수 있음이 이해될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 스프링은 지속적으로 압축되고, 따라서, 핀치력이 증가될 것이다. 이러한 이유로, 본 개시의 실시예에 따른 폐쇄 컴포넌트가 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 모터는 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어된다. 이 실시예에서, 모터의 동작은 펄스폭 변조(pulse width modulation; PWM)를 기반으로 하는 폐루프 제어 방식을 통해 제어될 수 있다.

폐쇄하는 방향으로의 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 다수의 영역들을 포함한다. 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고, 상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응한다. 폐쇄하는 방향으로의 이동 영역의 터미널에 가까운 영역은 터미널에서 먼 영역보다 작은 모터 속도에 대응한다.

차량의 선루프를 예로 들어, 폐쇄하는 방향으로의 선루프의 이동 영역은, 4 mm 내지 25 mm, 25 mm 내지 200 mm, 및 200 mm 초과의 영역들과 같은 다수의 영역들로 구분된다. 4 mm, 25 mm, 및 200 mm는 폐쇄하는 방향으로의 이동 영역의 터미널까지의 거리들을 각각 나타낸다는 점에 유의해야 한다. 모터 속도는 영역들의 각각에 대해 설정된다. 예를 들어, 4 mm 내지 25 mm의 영역은 모터 속도 V₁에 대응하고, 25 mm 내지 200 mm의 영역은 모터 속도 V₂에 대응하며, 200 mm 초과의 영역은 모터 속도 V₃에 대응한다(여기서, V₃>V₂>V₁). 즉, 폐쇄하는 방향으로의 이동 영역의 터미널에 가까운 영역은 더 낮은 모터 속도에 대응한다. 모터는, 선루프가 위치되는 영역에 대응하는 속도로 작동하도록 제어된다. 도 8a를 참조하면, 선루프를 폐쇄하는 과정에서 상이한 영역들에 따라 모터 속도를 제어하는 개략도가 도시되어 있다.

모터 속도가 폐쇄 컴포넌트를 개방하는 과정에서 구별되지 않을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 언급된 선루프의 경우, 도 8b에 도시된 바와 같이, 모터가 속도 V₃로 작동하도록 제어될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 것으로 검출될 때, 모터의 최단 제동 거리(shortest braking distance)를 달성하고 정방향 거리를 감소시키기 위해, 모터는 PWM 풀 듀티 비율(full duty ratio)을 적용함으로써 역행하도록 제어될 수 있다.

본 개시의 실시예에서, 모터 속도는 영역들에 따라 제어되며, 따라서, 정방향 거리는 모터가 오프될 때 감소될 수 있다.

상술된 바와 같이, 초기 접촉 위치는 제2 전류 변화율에 기반하여 검출될 수 있다. 초기 접촉 위치가 검출될 때, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 결정된다. 제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치를 검출하는 구현은 후술될 것이다.

제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치를 검출하는 다양한 방식들이 있다.

가능한 구현에서, 제2 전류 변화율 ΔI₂가 미리 설정된 제1 임계값 ΔI₁_THR보다 큰 지의 여부가 결정될 수 있다. 제2 전류 변화율 ΔI₂가 미리 설정된 제1 임계값 ΔI₁_THR보다 크면, 현재 위치 수집 유닛에 의해 수집된 모터 위치가 초기 접촉 위치로 획득된다. 일 실시예에서, 위치 수집 유닛은 홀(Hall) 센서일 수 있으며, 현재 홀 센서의 위치 정보가 초기 접촉 위치로 획득될 수 있다.

초기 접촉 위치의 너무 이른 선택은 핀치력이 너무 작아지게 할 수 있고, 초기 접촉 위치의 너무 늦은 선택은 핀치력이 너무 커지게 할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이론적으로, ΔI₂>ΔI₁_THR일 때 위치 수집 유닛에 의해 수집된 모터 위치가 초기 접촉 위치이다. 그러나, 제2 전류 변화율이 슬라이딩 레일의 저항력 변화들에 따라 변동된다는 점을 고려하면, 결정된 초기 접촉 위치는 틀릴 수 있다. 이러한 관점에서, 바람직한 구현이 다른 실시예에 더 제공된다. 도 9는 이러한 구현의 개략적인 흐름도이며, 이는 단계들 S901 내지 S904를 포함할 수 있다.

단계 S901에서, 제2 전류 변화율 ΔI₂가 미리 설정된 제1 임계값 ΔI₁_THR보다 큰 지의 여부가 결정된다. 제2 전류 변화율 ΔI₂가 미리 설정된 제1 임계값 ΔI₁_THR보다 크면, 단계 S902가 수행되며; 그렇지 않으면, 단계 S301, 즉 안티-핀치 검출 방법이 다시 수행된다.

제1 임계값 ΔI₁_THR은 보정을 통해 획득된다.

단계 S902에서, 현재 수집된 모터 위치는 후보 초기 접촉 위치로 획득된다.

이 실시예에서, 현재 위치 수집 유닛에 의해 수집된 모터 위치는 후보 초기 접촉 위치로 획득될 수 있다. 일 실시예에서, 위치 수집 유닛은 홀 센서일 수 있으며, 현재 홀 센서의 위치 정보가 초기 접촉 위치로 획득될 수 있다.

단계 S903에서, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정된다. 후보 초기 접촉 위치가 검증되면, 단계 S904가 수행된다. 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않으면, 단계 S301, 즉 안티-핀치 검출 방법이 다시 수행된다.

후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 것은, 후보 초기 접촉 위치가 올바른 초기 접촉 위치인 지의 여부를 결정하는 것을 의미한다. 후보 초기 접촉 위치가 검증되면, 후보 초기 접촉 위치가 올바른 초기 접촉 위치임을 나타낸다. 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않으면, 후보 초기 접촉 위치가 올바른 초기 접촉 위치가 아님을 나타낸다.

상술된 바와 같이, 홀 센서의 위치 정보는 후보 초기 위치로 간주될 수 있다. 후보 초기 접촉 위치가 올바른 초기 접촉 위치가 아닌 것으로 결정되면, 홀 센서의 이전에 누적된 위치 카운트를 0으로 지울 필요가 있다.

가능한 구현에서, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 프로세스는, 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 모터의 전류가 수집될 때마다, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

모터의 전류가 수집될 때마다, 수집된 전류 및 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류에 기반하여 제3 전류 변화율을 결정하는 다양한 구현들이 있다. 가능한 구현에서, 제3 전류 변화율 ΔI₃는 수집된 전류 I(k)와 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류 I₀ 사이의 차이로 계산될 수 있으며, 다음과 같이 표현된다.

다른 가능한 구현에서, 제3 전류 변화율은 수집된 전류 I(k)의 필터링된 값 If(k)과 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류 I₀의 필터링된 값 If₀ 사이의 차이로 계산될 수 있으며, 다음과 같이 표현된다.

또한, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 프로세스는, 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황 및 제2 상황 중 적어도 하나가 발생한 경우, 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 것으로 결정하는 단계; 및 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황 및 제2 상황 중 어느 것도 발생하지 않은 경우, 후보 초기 접촉 위치가 검증된 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

제1 상황은, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제2 임계값보다 작은 것이다. 제2 상황은, 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율이 미리 설정된 제3 임계값보다 큰 경우가 연속적으로 발생하고, 제3 전류 변화율이 제3 임계값보다 큰 경우의 지속 시간이 미리 설정된 기간보다 큰 것이다.

제2 임계값 및 제3 임계값은 둘 다 고정된 값들이며, 여러 실험들을 통해 얻은 경험적 값들일 수 있다.

단계 S904에서, 후보 초기 접촉 위치는 초기 접촉 위치로 결정된다.

본 개시의 실시예들에 따르면, 초기 접촉 위치는 제2 전류 변화율에 기반하여 빠르고 정확하게 검출될 수 있다.

초기 접촉 위치가 결정된 후에, 실시간 장애물 압축 거리 ΔS가 초기 접촉 위치에 기반하여 계산될 수 있다. 실시간 장애물 압축 거리 ΔS는 실시간으로 수집되는 모터 위치 S(k) 및 초기 접촉 위치 S₀ 사이의 차이이고, 다음과 같이 표현된다.

[수학식 9]에서, 실시간으로 수집되는 모터 위치 S(k)는 현재 홀 센서의 위치 정보일 수 있다. 장애물 압축 거리 ΔS는 홀 센서의 위치 정보에 기반하여 정확하게 결정될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 안티-핀치 검출 장치는 더 제공되며, 이에 대해 후술된다. 후술되는 안티-핀치 검출 장치는 상술된 안티-핀치 검출 방법을 참조할 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 S5 규정들을 충족하는 안티-핀치 검출 장치의 개략적인 구조도를 도시한다. 도 10을 참조하면, S5 규정들을 만족하는 안티-핀치 검출 장치는, 제1 전류 변화율 결정 모듈(1001), 제2 전류 변화율 결정 모듈(1002), 장애물 검출 모듈(1003), 장애물 강성 결정 모듈(1004), 장애물 압축 거리 결정 모듈(1005), 핀치력 결정 모듈(1006), 및 모터 역행 제어 모듈(1007)을 포함할 수 있다.

제1 전류 변화율 결정 모듈(1001)은 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하도록 구성된다.

모터의 전류는 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서 주기적으로 수집된다.

제2 전류 변화율 결정 모듈(1002)은 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하도록 구성된다.

목표 전류 수집 기간과 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있으며, 여기서, N은 2 이상의 정수이다.

장애물 검출 모듈(1003)은 제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하도록 구성된다.

장애물 강성 결정 모듈(1004)은, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출되면, 제1 전류 변화율에 기반하여 장애물의 강성을 결정하도록 구성된다.

장애물 압축 거리 결정 모듈(1005)은 초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하도록 구성된다.

초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 수집된 모터 위치에 기반하여 결정된다.

핀치력 결정 모듈(1006)은 장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력을 결정하도록 구성된다.

모터 역행 제어 모듈(1007)은, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 모터가 역행하도록 제어하도록 구성된다.

안티-핀치 검출 임계값은 장애물의 강성에 기반하여 결정된다.

본 개시에 제공되는 안티-핀치 검출 장치에 따르면, 장애물이 제2 전류 변화율에 기반하여 빠르고 정확하게 검출되고; 장애물의 강성이 제1 전류 변화율에 기반하여 결정되며, 이에 따라, 상이한 강성을 갖는 장애물들에 대해, 장애물들의 상이한 강성 값들이 얻어질 수 있고, 상이한 안티-피치 검출 임계값들이 장애물들의 상이한 강성 값들에 기반하여 선택될 수 있다. 이러한 방식으로, 힘들을 측정하는 일관성이 보장될 수 있으며, 따라서, 단일의 작은 안티-핀치 검출 임계값을 적용함으로 인한 잘못된 안티-핀치 검출을 방지할 수 있다. 요약하면, 본 개시의 실시예들에서 제공되는 안티-핀치 검출 방법은 S5 규정들을 만족하고, 빠른 검출 속도 및 우수한 검출 효과를 가지며, 잘못된 안티-핀치를 방지할 수 있다.

가능한 구현에서, 실시예에서 제공되는 안티-핀치 검출 장치의 제2 전류 변화율 결정 모듈(1002)은 구체적으로, 제2 전류 변화율을 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 사이의 차이로 계산하거나; 또는 제2 전류 변화율을 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값과 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값 사이의 차이로 계산하도록 구성된다.

가능한 구현에서, 실시예에서 제공되는 안티-핀치 검출 장치의 장애물 검출 모듈(1003)은 초기 접촉 위치 검출 모듈 및 장애물 결정 모듈을 포함할 수 있다.

초기 접촉 위치 검출 모듈은 제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치를 검출하도록 구성된다. 초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하기 시작하는 위치 지점이다.

장애물 결정 모듈은, 초기 접촉 위치가 검출될 때, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것을 결정하도록 구성된다.

가능한 구현에서, 초기 접촉 위치 검출 모듈은 구체적으로, 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제1 임계값보다 클 때, 현재 수집된 모터 위치를 후보 초기 접촉 위치로 획득하고; 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 판단하고; 후보 초기 접촉 위치가 검증되면, 후보 초기 접촉 위치를 초기 접촉 위치로 사용하며; 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않으면, 제1 전류 변화율 결정 모듈(1001)을 활성화하여, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하고, 제2 전류 변화율 결정 모듈(1002)을 활성화하여, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하도록 구성된다.

가능한 구현에서, 초기 접촉 위치 검출 모듈은 구체적으로, 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 모터의 전류가 수집될 때마다, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하도록 구성된다.

모터의 전류가 수집될 때마다, 제3 전류 변화율은 수집된 전류 및 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류에 기반하여 실시간으로 결정된다.

가능한 구현 방식에서, 초기 접촉 위치 검출 모듈이 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정할 때, 초기 접촉 위치 검출 모듈은 구체적으로, 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황 및 제2 상황 중 적어도 하나가 발생한 경우, 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 것으로 결정하며; 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황 및 제2 상황 중 어느 것도 발생하지 않은 경우, 후보 초기 접촉 위치가 검증된 것으로 결정하도록 구성된다.

제1 상황은, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제2 임계값보다 작은 것이다.

제2 상황은, 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율이 미리 설정된 제3 임계값보다 큰 경우가 연속적으로 발생하고, 제3 전류 변화율이 제3 임계값보다 큰 경우의 지속 시간이 미리 설정된 기간보다 큰 것이다.

가능한 구현에서, 상술된 실시예에서 제공되는 안티-핀치 검출 장치의 장애물 강성 결정 모듈(1004)은 구체적으로, 폐쇄 컴포넌트가 제1 전류 변화율 및 어떤 장애물과도 접촉하지 않는 조건 하에서 수집되는 모터 위치에 대해 보정된 제1 전류 변화율에 기반하여 장애물의 강성을 결정하도록 구성된다.

가능한 구현에서, 전술된 실시예에서 제공된 안티-핀치 검출 장치는 속도 제어 모듈을 더 포함한다.

속도 제어 모듈은 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 모터가 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어하도록 구성된다.

폐쇄하는 영역으로의 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 다수의 영역들을 포함한다. 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고, 상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응한다. 폐쇄하는 영역으로의 이동 영역의 터미널에 가까운 영역은 터미널에서 먼 영역보다 더 작은 모터 속도에 대응한다.

본 개시의 일 실시예에 따른 컨트롤러가 더 제공된다. 도 11은 컨트롤러의 개략적인 구조도를 도시한다. 도 11을 참조하면, 컨트롤러는 적어도 하나의 프로세서(1101), 적어도 하나의 통신 인터페이스(1102), 적어도 하나의 메모리(1103), 및 적어도 하나의 통신 버스(1104)를 포함할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(1101)의 개수, 통신 인터페이스(1102)의 개수, 메모리(1103)의 개수, 및 통신 버스(1104)의 개수는 모두 적어도 하나이다. 프로세서(110), 통신 인터페이스(1102), 및 메모리(1103)는 통신 버스(1104)를 통해 서로와 통신한다.

프로세서(110)는 중앙 처리 유닛(central processing unit; CPU), 용도 특정 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 또는 본 개시의 실시예들을 구현하도록 구성되는 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.

메모리(1103)는 고속 RAM 메모리를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 디스크 메모리와 같은 비휘발성 메모리를 더 포함할 수 있다.

메모리는 프로세서에 의해 호출될 수 있는 프로그램을 저장한다. 프로그램은,

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하고 - 모터의 전류는 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서 주기적으로 수집됨 -;

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하고 - 목표 전류 수집 기간과 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 이고, N은 2 이상의 정수임 -;

제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하고;

폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 제1 전류 변화율에 기반하여, 장애물의 강성을 결정하고;

초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하며 - 초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 수집된 모터 위치에 기반하여 결정됨 -;

장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력을 결정하고, 실시간 장애물 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 모터가 역행하도록 제어하기 위해,

구성된다.

다른 실시예들에서, 프로그램의 세부 기능들 및 확장 기능들에 대한 설명들은 상기 실시예들을 참조할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 판독 가능한 저장 매체가 더 제공된다. 판독 가능한 저장 매체는 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램을 저장할 수 있다. 프로그램은,

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하고 - 모터의 전류는 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서 주기적으로 수집됨 -;

현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하고 - 목표 전류 수집 기간과 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 이고, N은 2 이상의 정수임 -;

제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하고;

폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 제1 전류 변화율에 기반하여, 장애물의 강성을 결정하고;

초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하며 - 초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 수집된 모터 위치에 기반하여 결정됨 -;

장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력을 결정하고, 실시간 장애물 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 모터가 역행하도록 제어하기 위해,

구성된다.

다른 실시예들에서, 프로그램의 세부 기능들 및 확장 기능들에 대한 설명들은 상기 실시예들을 참조할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따른 안티-핀치 검출 시스템이 더 제공된다. 도 12는 안티-핀치 검출 시스템의 개략적인 구조도를 도시한다. 도 12를 참조하면, 시스템은 전류 수집 유닛(1201), 위치 수집 유닛(1202), 및 컨트롤러(1203)를 포함할 수 있다.

컨트롤러(1203)는, 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 전류 수집 유닛(1201)이 미리 설정된 전류 수집 기간에 따라 모터의 전류를 수집하도록 제어하고; 위치 수집 유닛(1202)이 실시간으로 모터 위치를 수집하도록 제어하고; 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하고; 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하고; 제2 전류 변화율에 기반하여, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하고; 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 제1 전류 변화율에 기반하여, 장애물의 강성을 결정하고; 초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하며; 장애물의 강성 및 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 압축력을 결정하고, 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 모터가 역행하도록 제어하도록 구성된다.

목표 전류 수집 기간과 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있고, 여기서, N은 2 이상의 정수이다. 초기 접촉 위치는, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 위치 수집 유닛(1202)에 의해 수집된 모터 위치에 기반하여 결정된다. 안티-핀치 검출 임계값은 장애물의 강성에 기반하여 결정된다.

바람직한 실시예에서, 전류 수집 유닛(1201)은, 도 12에 도시된 바와 같이, 샘플링 저항기(12011) 및 차동 증폭기(12012)를 포함한다.

샘플링 저항기(12011)는 모터의 동작 과정에서 전류를 전압 신호로 변환하도록 구성된다. 차동 증폭기(12012)는 증폭된 전압 신호를 획득하기 위해 전압 신호를 증폭하도록 구성된다. 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 증폭된 전압 신호에 기반하여, 미리 설정된 전류 수집 기간에 따라 모터의 전류를 수집하도록 구성된다.

도 13은 모터 제어 및 전류 수집에 대한 원리도를 나타낸다. H 브릿지(bridge), 샘플링 저항기, 및 차동 증폭기가 도 13에 도시되어 있다. 샘플링 저항기는 H 브릿지의 중간에 배치된다. 도 13에서, “Ub”는 전원 공급 기구 전압(power supply voltage)을 나타내고, 이는 12 V일 수 있다. “GND”는 접지 단자(ground terminal)를 나타낸다. “Vs”는 차동 증폭기의 작동 전압(working voltage)을 나타내고, 이는 5 V일 수 있다. “Out”은 차동 증폭기의 출력을 나타낸다. 샘플링 저항기는 모터의 구동 과정에서 전류를 전압 신호로 변환한다. 차동 증폭기는 전압 신호를 증폭하고, 컨트롤러(1203)는 증폭된 전압 신호에 기반하여 모터의 전류를 수집한다. H 브릿지는 대표적인 직류 모터 제어 회로이고, 회로의 모양이 “H”자와 같다는 이유로 “H 브릿지”로 지칭된다는 점에 유의해야 한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 4 개의 삼극관들(triodes) FET1, FET2, FET3, 및 FET4가 “H”의 4 개의 수직 분기들로서 역할을 하고, 모터 M이 “H”의 수평 라인으로서 역할을 한다. CW는 모터가 시계 방향으로 회전(즉, 정회전)함을 나타내고, CCW는 모터가 반시계 방향으로 회전(즉, 역회전)함을 나타낸다. 삼극관들 FET 2 및 FET3는, 모터 M이 정회전할 때, 온된다. 이러한 경우, 정회전할 때의 모터 M의 전류가 샘플링 저항기 및 차동 증폭기를 사용하여 수집될 수 있다. 삼극관들 FET1 및 FET 4는, 모터 M이 역회전할 때, 온된다. 이러한 경우, 역회전할 때의 모터 M의 전류가 샘플링 저항기 및 차동 증폭기를 사용하여 수집될 수 있다. 이러한 방식으로, 정회전 및 역회전할 때의 모터의 전류들이 단일의 샘플링 저항기 및 단일의 연산 증폭기를 사용하여 수집될 수 있으며, 이로써, 하드웨어 비용을 절감할 수 있다. 이 실시예에서, 차동 증폭기의 입력 단자의 전압은 2.5 V만큼 상승될 수 있다. 차동 증폭기의 입력 단자의 전압은 모터가 정회전할 때 2.5 V 내지 5 V의 범위 내에 있고, 차동 증폭기의 입력 단자의 전압은 모터가 역회전할 때 0 V 내지 2.5 V의 범위 내에 있다. 전압은 증폭되고 컨트롤러(1203)로 출력되어, 양방향 전류 검출을 실현한다.

일 실시예에서, 상술된 실시예에 따른 안티-핀치 검출 시스템은 속도 수집 유닛을 더 포함할 수 있다.

컨트롤러(1203)는, 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 모터가 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어하도록 더 구성된다.

구체적으로, 컨트롤러(1203)는, 속도 수집 유닛이 실시간 모터 속도를 수집하도록 제어하며; 실시간 모터 속도를 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 조정한다.

폐쇄하는 방향으로의 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 다수의 영역들을 포함한다. 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고, 상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응한다. 폐쇄하는 방향으로의 이동 영역의 터미널에 가까운 영역은 터미널에서 먼 영역보다 더 작은 모터 속도에 대응한다.

일 실시예에서, 제2 전류 변화율이 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 결정될 때, 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 사이의 차이를 제2 전류 변화율로 계산하거나; 또는 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값과 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값 사이의 차이를 제2 전류 변화율로 계산하도록 구성된다.

일 실시예에서, 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부가 제2 전류 변화율에 기반하여 검출될 때, 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 제2 전류 변화율에 기반하여 초기 접촉 위치를 검출하며 - 여기서, 초기 접촉 위치는 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하기 시작하는 위치 지점임 -; 초기 접촉 위치가 검출될 때 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 것으로 결정하도록 구성된다.

일 실시예에서, 초기 접촉 위치가 제2 전류 변화율에 기반하여 검출될 때, 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제1 임계값보다 클 때, 현재 수집된 모터 위치를 후보 초기 접촉 위치로 획득하고; 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하고; 후보 초기 접촉 위치가 검증되면, 후보 초기 접촉 위치를 초기 접촉 위치로 취하며; 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않으면, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하는 단계를 수행하고, 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하는 단계를 수행하도록 구성된다.

일 실시예에서, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부가 결정될 때, 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 모터의 전류가 수집될 때마다, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하도록 구성된다. 모터의 전류가 수집될 때마다, 제3 전류 변화율은 수집된 전류 및 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류에 기반하여 실시간으로 결정된다.

일 실시예에서, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부가 결정될 때, 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황 및 제2 상황 중 적어도 하나가 발생하는 경우, 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 것으로 결정하고; 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황 및 제2 상황 중 어느 것도 발생하지 않은 경우, 후보 초기 접촉 위치가 검증된 것으로 결정하도록 구성된다.

제1 상황은, 실시간으로 결정되는 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제2 임계값보다 작은 것이다.

제2 상황은, 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율이 미리 설정된 제3 임계값보다 큰 경우가 연속적으로 발생하고, 제3 전류 변화율이 제3 임계값보다 큰 경우의 지속 시간이 미리 설정된 기간보다 큰 것이다.

일 실시예에서, 장애물의 강성이 제1 전류 변화율에 기반하여 결정될 때, 컨트롤러(1203)는 구체적으로, 제1 전류 변화율 및 폐쇄 컴포넌트가 어떤 장애물과도 접촉하지 않는 조건 하에서 수집된 모터 위치에 대해 보정된 제1 전류 변화율에 기반하여 장애물의 강성을 결정하도록 구성된다.

마지막으로, “제1”, “제2” 등과 같은 관계 용어들은 개체들이나 동작들의 실제 관계 또는 순서를 필요하게 하거나 암시하기 보다는, 단지 하나의 개체 또는 동작을 다른 것과 구별하기 위해 여기에 사용된다. 또한, “갖다”, “포함하다” 또는 이들의 임의의 다른 변형들은 비배타적인 것으로 의도된다. 따라서, 일련의 요소들을 포함하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치는 이러한 요소들뿐 아니라 열거되지 않은 요소들, 또는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 고유한 요소들을 포함한다. 달리 명시적으로 제한되지 않는 한 “포함하는/갖는”에 의해 제한되는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치는 그러한 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 다른 동일한 요소의 존재를 배제하지 않는다.

본 명세서의 실시예들은 점진적인 방식으로 설명된다. 각 실시예는 서로 다른 점에 주목하며, 실시예들 중 동일하거나 유사한 부분들은 서로 참조될 수 있다.

해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 개시된 실시예들의 상기 설명에 기반하여 본 개시를 구현하거나 실현할 수 있다. 이들 실시예들에 대한 다양한 수정들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 본 개시에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들에서 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 여기에 개시된 실시예들로 한정되지 않고, 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징들에 부합하는 가장 넓은 범위에 부합되어야 한다.

Claims (10)

1. 안티-핀치(anti-pinch) 검출 방법에 있어서,
   현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하는 단계 - 모터(motor)의 전류는 폐쇄 컴포넌트(closure component)를 폐쇄하도록 구동하는 상기 모터의 동작을 제어하는 과정에서 주기적으로 수집됨 -;
   상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하는 단계 - 상기 목표 전류 수집 기간과 상기 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있고, N은 2 이상의 정수임 -;
   상기 제2 전류 변화율에 기반하여, 상기 폐쇄 컴포넌트가 장애물(obstacle)과 접촉하는 지의 여부를 검출하는 단계;
   상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 상기 제1 전류 변화율에 기반하여, 상기 장애물의 강성(stiffness)을 결정하는 단계;
   초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하는 단계 - 상기 초기 접촉 위치는, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 수집된 모터 위치에 기반하여 결정됨 -; 및
   상기 장애물의 상기 강성 및 상기 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력(pinch force)를 결정하고, 상기 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 상기 모터가 역행하도록(to reverse) 제어하는 단계
   를 포함하고,
   상기 안티-핀치 검출 임계값은 상기 장애물의 상기 강성에 기반하여 결정되는,
   안티-핀치 검출 방법.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류와 상기 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류 사이의 차이를 상기 제2 전류 변화율로 계산하는 단계; 또는
   상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값과 상기 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류를 필터링하여 구한 값 사이의 차이를 상기 제2 전류 변화율로 계산하는 단계
   를 포함하는,
   안티-핀치 검출 방법.
   
3. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 전류 변화율에 기반하여, 상기 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하는 단계는,
   상기 제2 전류 변화율에 기반하여 상기 초기 접촉 위치를 검출하는 단계 - 상기 초기 접촉 위치는, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하기 시작하는 위치 지점(position point)임 -; 및
   상기 초기 접촉 위치가 검출될 때, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 결정하는 단계
   를 포함하는,
   안티-핀치 검출 방법.
   
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제2 전류 변화율에 기반하여 상기 초기 접촉 위치를 검출하는 단계는,
   상기 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제1 임계값보다 클 때, 현재 수집된 모터 위치를 후보 초기 접촉 위치로 획득하는 단계;
   상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계;
   상기 후보 초기 접촉 위치의 검증에 응답하여, 상기 후보 초기 접촉 위치를 상기 초기 접촉 위치로 취하는 단계; 및
   상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 경우, 상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 상기 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 상기 제1 전류 변화율을 결정하는 단계, 및 상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 상기 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 상기 제2 전류 변화율을 결정하는 단계를 수행하는 단계
   를 포함하는,
   안티-핀치 검출 방법.
   
5. 제4 항에 있어서,
   상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계는,
   상기 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 상기 모터의 전류가 수집될 때마다, 실시간으로 결정되는 상기 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계
   를 포함하고,
   상기 제3 전류 변화율은,
   상기 모터의 전류가 수집될 때마다, 상기 수집된 전류 및 상기 후보 초기 접촉 위치에 대응하는 전류에 기반하여 실시간으로 결정되는,
   안티-핀치 검출 방법.
   
6. 제5 항에 있어서,
   실시간으로 결정되는 상기 제2 전류 변화율, 및/또는 실시간으로 결정되는 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 제3 전류 변화율에 기반하여, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되는 지의 여부를 결정하는 단계는,
   상기 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 제1 상황(situation) 및 제2 상황 중 적어도 하나가 발생한 경우, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증되지 않은 것으로 결정하는 단계; 및
   상기 후보 초기 접촉 위치가 획득된 후에 상기 제1 상황 및 상기 제2 상황 중 어느 것도 발생하지 않은 경우, 상기 후보 초기 접촉 위치가 검증된 것으로 결정하는 단계
   를 포함하고,
   상기 제1 상황은,
   실시간으로 결정되는 상기 제2 전류 변화율이 미리 설정된 제2 임계값보다 작은 것이고,
   상기 제2 상황은,
   실시간으로 결정되는 상기 제3 전류 변화율 및 미리 결정된 상기 제3 전류 변화율이 미리 설정된 제3 임계값보다 큰 경우가 연속적으로 발생하고, 상기 제3 전류 변화율이 상기 제3 임계값보다 큰 경우의 지속 시간(duration)이 미리 설정된 기간보다 큰 것인,
   안티-핀치 검출 방법.
   
7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 상기 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 상기 모터가 상기 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어하는 단계
   를 더 포함하고,
   폐쇄하는 방향(closing direction)으로의 상기 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 복수의 영역들을 포함하고,
   상기 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고,
   상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응하며,
   상기 폐쇄하는 방향으로 상기 이동 영역의 터미널(terminal)에 가까운 영역은 상기 터미널에서 먼 영역보다 더 작은 모터 속도에 대응하는,
   안티-핀치 검출 방법.
   
8. 전류 수집 유닛, 위치 수집 유닛, 및 컨트롤러를 포함하는 안티-핀치 검출 시스템에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 상기 전류 수집 유닛이 미리 설정된 전류 수집 기간의 상기 모터의 전류를 수집하도록 제어하고;
   상기 위치 수집 유닛이 실시간으로 상기 모터의 모터 위치를 수집하도록 제어하고;
   현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 이전 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제1 전류 변화율을 결정하고;
   상기 현재 전류 수집 기간에 수집된 전류 및 목표 전류 수집 기간에 수집된 전류에 기반하여 제2 전류 변화율을 결정하고;
   상기 제2 전류 변화율에 기반하여, 상기 폐쇄 컴포넌트가 장애물과 접촉하는 지의 여부를 검출하고;
   상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출되는 경우, 상기 제1 전류 변화율에 기반하여, 상기 장애물의 강성을 결정하고;
   초기 접촉 위치 및 실시간으로 수집되는 모터 위치에 기반하여 실시간 장애물 압축 거리를 결정하며;
   상기 장애물의 상기 강성 및 상기 실시간 장애물 압축 거리에 기반하여 실시간 핀치력을 결정하고, 상기 실시간 핀치력이 미리 설정된 안티-핀치 검출 임계값보다 큰 경우, 상기 모터가 역행하도록 제어하도록
   구성되고,
   상기 목표 전류 수집 기간과 상기 현재 전류 수집 기간의 사이에는, N 개의 전류 수집 기간들이 있고, 여기서, N은 2 이상의 정수이고,
   상기 초기 접촉 위치는, 상기 폐쇄 컴포넌트가 상기 장애물과 접촉하는 것으로 검출될 때 상기 위치 수집 유닛에 의해 수집된 모터 위치에 기반하여 결정되며,
   상기 안티-핀치 검출 임계값은 상기 장애물의 상기 강성에 기반하여 결정되는,
   안티-핀치 검출 시스템.
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 전류 수집 유닛은 샘플링 저항기(sampling resistor) 및 차동 증폭기(differential amplifier)를 포함하고,
   상기 샘플링 저항기는 상기 모터의 동작 과정에서 전류를 전압 신호로 변환하도록 구성되고,
   상기 차동 증폭기는 증폭된 전압 신호를 획득하기 위해 상기 전압 신호를 증폭하도록 구성되며,
   상기 컨트롤러는,
   상기 증폭된 전압 신호에 기반하여, 상기 미리 설정된 전류 수집 기간의 상기 모터의 전류를 수집하도록 구성되는,
   안티-핀치 검출 시스템.
   
10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 폐쇄 컴포넌트를 폐쇄하도록 구동하는 상기 모터의 동작을 제어하는 과정에서, 상기 모터가 상기 폐쇄 컴포넌트가 위치되는 영역에 대응하는 모터 속도로 작동하도록 제어하도록
    더 구성되고,
    폐쇄하는 방향으로의 상기 폐쇄 컴포넌트의 이동 영역은 서로 중첩되지 않는 복수의 영역들을 포함하고,
    상기 영역들의 각각은 설정된 모터 속도에 대응하고,
    상이한 영역들은 상이한 모터 속도들에 대응하며,
    상기 폐쇄하는 방향으로 상기 이동 영역의 터미널에 가까운 영역은 상기 터미널에서 먼 영역보다 더 작은 모터 속도에 대응하는,
    안티-핀치 검출 시스템.
    

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