KR20190131103A - 미립자 필터의 진단 방법 및 그 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents

미립자 필터의 진단 방법 및 그 컴퓨터 프로그램 제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관, 특히 가솔린 엔진의 배기가스 후처리 시스템 내에서 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터를 검출하기 위한 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것으로, 여기서는 상기 미립자 필터의 모니터링을 위해 미립자 필터의 유입구와 배출구 간의 차압이 측정되고 평가된다. 본 발명에 따라, 내연기관 및/또는 배기가스 후처리 시스템의 작동 매개변수들에 따라서, 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압과 미립자 필터에 걸친 측정 차압의 상관관계; 또는 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압의 시간에 따른 예상 기울기와 측정 차압의 시간에 따른 기울기의 상관관계;가 결정되며, 상관성이 높은 경우에는 미립자 필터가 존재하고 결함이 없는 것으로 추론되고, 상관관계가 낮은 경우에는 미립자 필터가 탈거되었거나 결함이 있는 것으로 추론된다. 상기 방법은, 내연기관의 다수의 작동 조건하에서, 특히 가솔린 미립자 필터들의 경우에서처럼 절대 차압이 매우 작은 경우에도, 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터의 검출을 가능하게 한다.

Description

미립자 필터의 진단 방법 및 그 컴퓨터 프로그램 제품
본 발명은 내연기관, 특히 가솔린 엔진의 배기가스 후처리 시스템 내에서 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터의 검출을 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법에서는 미립자 필터의 모니터링을 위해 미립자 필터의 유입구와 배출구 간의 차압(Δp)이 측정되고 평가된다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
특히 미국 및 유럽에서 배출 규제법은 내연기관의 작동에 대해 미립자 질량의 배출 및 미립자 수 또는 농도에 대한 한계값들을 규정하고 있다. 배출 한계값들 외에 마찬가지로, 초과 시 오류가 표시되어야 하는 진단 한계값들도 명시되어 있다. 이를 위해, 내연기관에 의해 구동되는 차량 내에는, 온보드 진단(OBD)의 범주에서 차량 작동 중 배출량 저감을 위해 장착된 부품들 및 컴포넌트들을 모니터링하고 진단 한계값들의 초과를 초래하는 오작동을 표시하는 진단 기능들이 구현된다.
가솔린 엔진들의 경우, 미립자 필터가 아직 양산 준비가 안되어 있다. 특히 가솔린 직접 분사 엔진에 대해 강화된 배출 규제법으로 인해, 엔진 내부에서의 조치들뿐만 아니라 배기가스 후처리 조치들도 논의되고 있다. 이렇게, 가솔린 시스템들의 경우, 엔진 근처의 장착 위치에 있는 삼원 촉매 컨버터와, 그 하류에 연결되고 엔진 근처의 장착 위치에 있는 비코팅 가솔린 미립자 필터 및 코팅 미립자 필터(이른바 사원 촉매 컨버터 = 삼원 촉매 컨버터 + 미립자 필터)를 포함하는 배기가스 처리 구성들이 그 효율성 및 경제성과 관련하여 조사된다. 이 경우, 미립자 필터의 진단을 위해 디젤 시스템들에서 사용되는 방법, 다시 말해 압력 센서들을 이용하여 미립자 필터에 걸친 압력 상승의 측정, 또는 미립자 센서를 이용하여 미립자 필터 하류에서 미립자 질량의 측정을 이용하는 것이 합리적이다.
엔진, 특히 디젤 엔진에서 배출되는 그을음 입자들은 디젤 미립자 필터(DPF)에 의해 배기가스로부터 효과적으로 제거될 수 있다. 현재, 이른바 벽 유동 디젤 미립자 필터(Wall-Flow DPF)가 최신 기술이다. 상기 디젤 미립자 필터의 일측 폐쇄형 채널들 및 다공성 필터 재료를 통해 99%까지 그을음 제거가 가능하다. 단점은, 필터가 때때로 열적으로 재생되어야 한다는 점이다. 이 경우, 엔진 내부 또는 외부에서의 조치들에 의해 온도 상승이 수행되고, 그로 인해 필터 내에 포집된 그을음이 연소되는데, 그 이유는 그렇지 않을 경우 배기가스 배압이 너무 강하게 상승할 수도 있기 때문이다.
DE 10 2010 002 691 A1호로부터는 예컨대 내연기관의 배기가스 라인 내 배기가스 정화 시스템의 구성부품으로서의 미립자 필터를 진단하기 위한 방법 및 장치가 공지되어 있으며, 여기서는 미립자 필터의 모니터링을 위해 미립자 필터의 유입구와 배출구 간의 차압이 측정되고, 이 차압이 진단 유닛에서 평가된다. 이 경우, 미립자 필터에 걸친 차압은 2개의 차압 측정치 또는 2개의 절대 압력 측정치를 토대로 결정된다. 그럼으로써 온보드 진단이 개선될 수 있으며, 미립자 필터가 조작되었는지의 여부 또는 심지어 탈거되었는지의 여부도 검출될 수 있다.
가솔린 작동식 엔진의 경우, 디젤 차량에서 나타나는 경우보다 미립자 필터에서 훨씬 더 작은 차압이 강하한다는 문제가 있다. 그 원인은, 가솔린 엔진의 경우 훨씬 더 적은 배기가스 질량 유량과, 상대적으로 더 적은 그을음 미연 배출(soot raw emission)에 기인하여 상이한 미립자 필터의 설계에 있다.
디젤 차량의 경우 미립자 질량의 미연 배출은, 가솔린 엔진에서보다 수 배 더 높다. 미립자 질량에 대해 현재 유효한 배출 한계값들은 가솔린 차량에서는 일반적으로 미달되며, 그에 따라 유효한 진단 한계값들도 미달된다. 그러나 EU6c에 의거한 신규 배기가스 규정들의 경우 미립자 농도의 한계값들은, 일부 차종에서, 추가 조치들이 취해지지 않는다면, 초과된다. EU6b(2014) 및 EU6c(2017)에 의거한 배기가스 규정에 준하는 미립자 수에 대해서는 배출 한계값만 있고 진단 한계값은 없기 때문에, 입법 기관은 디젤 차량과 유사하게 최소 요건으로서 미립자 질량 및 미립자 수 배출 한계값들의 초과 시 미립자 필터의 탈거 내지 완전 고장의 검출을 요구할 것으로 예상된다.
DE 10 2014 209 840 A1호는 미립자 필터에 걸친 측정 차압 및 예상 차압의 각각의 시간에 따른 기울기의 산출 및 두 기울기 간의 상관관계(correlation)의 결정을 통한, 결함이 있거나 탈거된 미립자 필터의 검출을 개시하고 있다. 이는 교차상관을 통해 수행될 수 있다. 측정된 기울기와 예상 기울기 간의 상관성이 높은 경우에는 미립자 필터가 존재하거나 결함이 없는 것으로 추론되며, 그에 반해 상관성이 낮은 경우에는 미립자 필터가 결함이 있거나 탈거된 것으로 분류된다. 상기 방법은 특히 가솔린 작동식 내연기관을 위해 구성된 것이다. 상기 방법은 특히, 가솔린 엔진의 배기가스 후처리 시스템 내 미립자 필터들의 모니터링을 가능하게 하며, 상기 미립자 필터들에 걸쳐 가솔린 엔진의 작동 단계에서 작은 차압만 형성된다.
상기 방법에서 단점은, 차압의 평가 가능한 기울기를 획득하기 위해, 최종적으로 미립자 필터에 걸쳐 상응하게 빠른 차압 변화를 초래하는 소정의 동적 여기(dynamic excitation)가 존재해야 한다는 점이다. 상기 동적 여기는 예컨대 내연기관의 빠른 회전수 변화를 통해 야기될 수 있다. 내연기관의 작동 방식에 따라서, 예컨대 자동차 운전자의 운전 거동으로 인해, 충분히 높은 동적 여기를 갖는 작동 단계들이 전혀 존재할 수 없거나, 아주 드물게만 존재할 수 있다. 그에 따라, 미립자 필터의 지속적인 모니터링이 보장될 수 없다.
그러므로 본 발명의 과제는, 내연기관의 작동 방식과 무관하게 결함이 있는 미립자 필터 또는 탈거된 미립자 필터를 확실하게 검출할 수 있게 하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 과제는, 상기 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공하는 것이다.
방법과 관련한 본 발명의 과제는, 내연기관 및/또는 배기가스 후처리 시스템의 작동 매개변수들에 따라서, 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압(Δp*)과 미립자 필터에 걸친 측정 차압(Δp)의 상관관계; 또는 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]와 측정 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]의 상관관계;가 결정되며, 상관성이 높은 경우에는 미립자 필터가 존재하고 결함이 없는 것으로 추론되고, 상관성이 낮은 경우에는 미립자 필터가 탈거되었거나 결함이 있는 것으로 추론된다. 따라서, 미립자 필터의 모니터링은, 미립자 필터에 걸쳐 확실하게 평가 가능한 차압(Δp), 또는 높은 동적 여기 및 그에 따른 확실하게 평가 가능한 차압(Δp)의 변화를 야기하는, 내연기관 내지 배기가스 후처리 시스템의 작동 매개변수들에 기반해서 수행될 수 있다. 따라서, 오직 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]만을 평가하는 것에 비해, 명백히 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터의 검출이 가능한, 내연기관 및 배기가스 후처리 시스템의 더 많은 작동점이 제공된다. 예컨대 거의 일정한 속도로 장시간 고속도로 주행 시, 예상 차압(Δp*)과 차압(Δp)의 상관관계가 직접 평가될 수 있는 한편, 내연기관의 상기 작동 방식에서 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]는 낮은 동적 여기로 인해 확실한 평가를 하기에는 너무 작다. 그와 반대로, 예컨대 속도 변화가 빈번한 도심 주행 시에는, 결함이 있거나 탈거된 미립자 필터의 검출을 위해, 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]에 대한 시간에 따른 측정 기울기[d(Δp)]의 상관관계가 이용될 수 있는 한편, 측정 차압(Δp)과 예상 차압(Δp*) 간의 상관관계의 직접적인 평가는 미립자 필터에 걸쳐 형성되는 작은 차압으로 인해 불가능하다. 따라서 본원의 방법은 다수의 여러 작동 조건 동안, 그리고 그에 따라 상류에 연결된 내연기관 또는 배기가스 후처리 시스템의 작동 방식과 무관하게 결함이 있거나 탈거된 미립자 필터의 검출을 가능하게 한다.
측정 차압(Δp)과 예상 차압(Δp*)의 상관관계가 바람직하게 평가되는 시점과, 측정되는 시간에 따른 기울기[d(Δp)]와 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]의 상관관계가 바람직하게 평가되는 시점의 확실한 구분은, 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터의 검출을 위해, 측정 차압(Δp), 및/또는 예상 차압(Δp*), 및/또는 배기가스 질량 유량, 및/또는 배기가스 체적 유량, 및/또는 엔진 회전수, 및/또는 차압(Δp, Δp*)과 관련된 추가 특성값이 각각 기설정 제1 임계값을 상회하는 경우, 예상 차압(Δp*)과 미립자 필터에 걸친 측정 차압(Δp)의 상관관계가 평가되고; 측정 차압(Δp), 및/또는 예상 차압(Δp*), 및/또는 배기가스 질량 유량, 및/또는 배기가스 체적 유량, 및/또는 엔진 회전수, 및/또는 차압(Δp, Δp*)과 관련된 추가 특성값의 기울기가 각각 기설정 제2 임계값을 상회하는 경우, 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]와 측정 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]의 상관관계가 평가됨으로써; 달성될 수 있다. 이렇게, 측정 및 예상 차압들(Δp, Δp*), 또는 이들 차압(Δp, Δp*)의 측정 및 예상된, 시간에 따른 기울기들[d(Δp), d(Δp*)]의 상관관계의 확실한 평가를 가능하게 하는, 내연기관 또는 배기가스 후처리 시스템의 작동 상황들이 명확하게 결정될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시 변형예에 상응하게, 기준 미립자 필터의 예상 차압(Δp*)은 모델을 이용하여 내연기관 및/또는 배기가스 후처리 시스템의 하나 이상의 작동 매개변수에 따라 결정될 수 있다. 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]는 예상 차압(Δp*)을 토대로 직접 결정될 수 있다. 예상 차압(Δp*)을 모델링하기 위한 방법들은 공지되어 있고, 예컨대 내연기관 및/또는 배기가스 후처리 시스템의 필요한 작동 매개변수(들)가 존재하는 상위 엔진 제어 유닛에서 수행될 수 있다.
이를 위해, 예상 차압(Δp*) 또는 이 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]는, 적어도, 배기가스 체적 유량을 토대로, 그리고/또는 이 배기가스 체적 유량의 시간에 따른 기울기 및 결함이 없는 기준 미립자 필터의 유동 저항을 토대로 계산될 수 있고, 그리고/또는 예상 차압(Δp*) 또는 이 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]를 계산할 때, 미립자 필터 내로 배기가스의 유입 및 미립자 필터로부터 배기가스의 유출 시 배기가스의 압축 및 팽창을 고려하는, 체적 유량의 제곱분(quadratic ratio)도 함께 고려될 수 있다. 이 경우, 유동 저항은 하나 또는 복수의 매개변수에 따라 진단 유닛 내에 고정 값으로서 저장될 수 있거나, 특성맵 저장 유닛 내에 저장될 수 있다.
한 간단한 모델에 따라, 예상 차압(Δp*)은 유동 저항(A) 및 배기가스 체적 유량(dVol)을 토대로 계산될 수 있다:
Figure pct00001
상대적으로 더 높은 모델 정확도를 달성하기 위해, 제곱분(b*dVol2)을 고려하는 것이 바람직하다. 이 부분 차압은, 배기가스가 미립자 필터 내로 유입되거나 미립자 필터로부터 유출될 때, 배기가스의 압축 및 팽창에 의해 유발된다.
Figure pct00002
간섭으로 인한 신호 변동은, 미립자 필터에 걸친 측정 차압(Δp), 및/또는 기준 미립자 필터에 걸친 예상 차압(Δp*), 및/또는 이 예상 차압(Δp*)의 결정을 위한 체적 유량이 저역 통과 필터링되는 것을 통해 억제될 수 있다. 이렇게 하여 진단의 진술 품질이 증대될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 한 구성 변형예에 상응하게, 각각의 상관관계의 결정을 위해, 측정 차압(Δp)과 예상 차압(Δp*)을 토대로 교차상관을 이용하여 제1 교차상관계수(KKF1)가 산출될 수 있고; 그리고/또는 미립자 필터에 걸친 측정 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)] 및 기준 미립자 필터에 걸친 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]를 토대로 교차상관을 이용하여 제2 교차상관계수(KKF2)가 구해질 수 있다. 이렇게 획득되어 정규화된 교차상관계수들(KKF1, KKF2)은, 평가된 측정 및 예상 차압들(Δp, Δp*) 또는 측정 및 예상되는 시간에 따른 기울기들[d(Δp), d(Δp*)]의 절댓값들과 무관하다. 교차상관계수들은 불충분한 상관관계에 대해 낮은 값들을 취하고, 충분한 상관관계에 대해서는 높은 값들을 취하며, 그에 따라 간단하게 평가될 수 있다.
평가를 위해, 제1 교차상관계수(KKF1) 및/또는 제2 교차상관계수(KKF2)가 각각 기설정 임계값과 비교될 수 있고, 각각의 임계값의 하회 시 미립자 필터가 결함이 있거나 존재하지 않는 것으로 검출되며, 각각의 임계값에 도달하거나 이를 상회할 경우에는 미립자 필터가 장착되어 있고 결함이 없는 것으로 진단될 수 있다. 측정되고 결정된 차압들(Δp, Δp*)뿐만 아니라, 차압들(Δp, Δp*)의 측정되고 결정된 시간에 따른 기울기들[d(Δp), d(Δp*)]의 평가를 위해서도 정규화된 교차상관관계가 수행될 때, 바람직하게 상기 두 평가를 위해 동일한 임계값이 제공될 수 있다.
측정 차압(Δp) 및/또는 이 측정 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]의 확실한 결정은, 차압(Δp) 및/또는 이 측정 차압(Δp)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]가 미립자 필터 상부에 배치된 차압 센서의 신호를 토대로; 또는 배기가스 라인 내에서 미립자 필터의 상류 및 하류에 각각 배치된 2개의 차압 센서 또는 2개의 절대 압력 센서의 신호들을 토대로; 또는 미립자 필터의 유입구에서 측정된 절대 압력과 미립자 필터의 배출구에서 모델링된 절대 압력 간의 차를 토대로; 또는 미립자 필터의 유입구에서 측정된, 주변환경에 대한 상대 압력과, 미립자 필터의 배출구에서 모델링된, 주변환경에 대한 상대 압력 간의 차를 토대로; 결정됨으로써 수행될 수 있다. 따라서 본원 방법은 최근의 배기가스 후처리 시스템들 내에 이미 제공되어 있는 부품들의 이용에 기반하며, 그에 상응하게 비용 효과적으로 구현될 수 있다.
본원 방법은, 배기가스 시스템이 적어도 하나의 별도의 촉매 컨버터와 하나의 미립자 필터를 포함하거나, 또는 촉매 컨버터/미립자 필터 조합체를 포함하거나, 또는 촉매 코팅된 미립자 필터를 포함하는 가솔린 작동식 내연기관에서 바람직하게 적용된다.
또한, 본 발명의 과제는, 컴퓨터에서 실행될 경우 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 단계들을 수행하는데 이용되는 소프트웨어 코드 섹션들을 포함하고 디지털 컴퓨터의 내장 메모리에 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품을 통해 해결된다. 디지털 컴퓨터는 바람직하게, 적어도 하나의 프로세서, 하나의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 및 입/출력 유닛들을 포함하는 제어 유닛, 특히 상위의 엔진 제어 유닛의 부분이다. 컴퓨터 프로그램 제품은, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되고 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 상응하는 컴퓨터 프로그램으로 형성된다.
본 발명은 하기에서 도면들에 도시된 일 실시예에 따라 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명이 사용될 수 있는 기술 환경의 예시를 도시한 도면이다.
도 2는 결함이 없는 미립자 필터에 대한 측정 차압 및 모델을 이용하여 결정된 기준 차압에 대한 차압 거동들을 개략적으로 나타낸 제1 거동 그래프이다.
도 3은 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터에 대한 측정 차압 및 모델을 이용하여 결정된 기준 차압에 대한 차압 거동들을 개략적으로 나타낸 제2 거동 그래프이다.
도 4는 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터에 대한 측정 차압 및 모델을 이용하여 결정된 기준 차압에 대한 차압 거동들의 기울기들을 개략적으로 나타낸 제3 거동 그래프이다.
도 1에는, 본 발명이 사용될 수 있는 기술 환경이 개략적으로 도시되어 있다. 예를 들어, 배기가스 후처리 시스템(16)을 포함한 내연기관(10)이 도시되어 있다. 내연기관(10)은 가솔린 엔진으로서 형성되어 있다. 내연기관(10)의 배기가스는 배기가스 라인(11)을 경유하여 배출된다. 배기가스 라인(11)을 따라, 도시된 실시예에서는 다단으로 형성된 배기가스 후처리 시스템(16)이 배치된다. 배기가스의 유동 방향으로[배기가스 흐름(14)] 맨 먼저, 여기서는 삼원 촉매 컨버터로서 형성된 촉매 컨버터(12)가 제공된다. 촉매 컨버터(12)의 하류에는 미립자 필터(13)가 연결된다. 배기가스 후처리 시스템(16)은, 그 신호들이 엔진 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)으로 공급되는 배기가스 프로브들 및 추가 센서들과 같은, 선택된 원리도에는 미도시된 추가 컴포넌트들을 포함한다.
미립자 필터(13)의 진단을 위해, 미립자 필터(13)의 필터 유입구와 필터 배출구 사이의 압력차[차압(19)]를 결정하는 데 이용될 수 있는 차압 센서(15)가 제공된다. 차압 센서(15)의 출력 신호는 진단 유닛(18)으로 공급되며, 이 진단 유닛에서는 온보드 진단(OBD)의 범주에서 파손되었거나, 탈거되었거나, 막혀 있을 가능성이 있는 미립자 필터(13)와 관련하여 진단이 수행될 수 있다. 상기 진단 유닛(18)은 상위 엔진 제어 유닛(ECU)의 구성부품일 수 있다.
촉매 컨버터(12) 및 미립자 필터(13)는 사원 촉매 컨버터(FWC), 다시 말해 촉매 코팅 미립자 필터(13)의 형태로도 상호 연결될 수 있다. 마찬가지로, 미립자 필터(13)의 상류 및 하류에 각각 배치된 2개의 절대 압력 센서를 이용하여 차압(19)을 측정하는 점도 생각해볼 수 있다. 또한, 미립자 필터(13)의 상류 및 하류에, 주변 압력에 대해 배기가스 라인(11) 내 압력을 각각 측정하는 차압 센서를 각각 제공할 수도 있다. 차압은, 미립자 필터(13)의 유입구에서 측정되는 절대 압력과 미립자 필터(13)의 배출구에서 모델링된 절대 압력 간의 차를 토대로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 미립자 필터(13)의 유입구에서 측정되는, 주변환경에 대한 상대 압력과, 미립자 필터(13)의 배출구에서 모델링된, 주변환경에 대한 상대 압력 간의 차를 토대로 차압을 구하는 점도 생각해볼 수 있다.
도 2 및 도 3에는, 각각 거동 그래프(20)에서, 측정 차압(Δp)[측정 차압 거동(23)] 및 모델을 이용하여 결정된 예상 차압(Δp*)[예상 차압 거동(22)]에 대한 차압 거동들(22, 23)에 대한 차압 신호들(21)이 시간(24)에 따라서 개략적으로 도시되어 있다. 측정 차압(Δp) 및 그와 더불어 측정 차압 거동(23)은 도 1에 도시된 차압 센서(15)에 의해 측정된다. 예상 차압(Δp*) 및 이의 시간에 따른 거동은 배기가스 체적 유량 및 결함이 없는 기준 미립자 필터의 유동 저항을 토대로 계산된다.
도 2에는, 미립자 필터(13)가 장착되어 있고 정상 작동하는 경우에 대한 차압 거동들(22, 23)이 예시로 도시되어 있다. 여기서 특징은, 모델링된 차압 거동(22)과 측정 차압 거동(23) 간에 신호 진폭차 및 위상차가 매우 작다는 데 있다. 따라서, 두 차압 거동(22, 23) 간에 높은 상관관계가 존재한다. 이는 측정 및 예상 차압(Δp, Δp*)(19)의 절댓값들뿐만 아니라 이들의 시간 도함수에도 관련된다.
도 2와 달리, 도 3에는 추가 거동 그래프(20)에서, 미립자 필터(13)가 탈거되었거나 결함이 있는 경우의 측정 차압(Δp)(19) 및 예상 차압(Δp*)에 대한 차압 거동들(22, 23)이 도시되어 있다. 차압 거동들(22, 23) 사이에 신호 진폭 및/또는 위상에서 명백한 편차가 나타난다. 따라서, 두 차압 거동들(22, 23) 사이에는 낮은 상관관계가 존재한다. 이는 측정 및 예상 차압(Δp, Δp*)(19)의 절댓값들뿐만 아니라 이들의 시간 도함수에도 관련된다.
탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터(13), 특히 가솔린 미립자 필터의 본 발명에 따른 검출은, 결함이 없는 미립자 필터(13)에 걸친 예상 차압(Δp*) 또는 이 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]에 대한, 미립자 필터(13)에 걸친 측정 차압(Δp)(19) 또는 이 측정 차압(Δp)(19)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]의 상관관계의 결정을 기반으로 한다. 이 경우, 예상 차압(Δp*) 및 이 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]는 모델을 토대로 내연기관(10) 및/또는 배기가스 후처리 시스템(16)의 실제 작동 변수들에 따라 결정된다.
미립자 필터(13)가 배기가스 라인(11) 내에 적절하게 장착되어 있는 경우, 현재 측정에서 측정된 차압(Δp)과 예상 차압(Δp*) 간의 충분한 상관관계가 달성되거나; 동적 여기 시 현재 측정에서 측정된 차압(Δp)(19)의 측정된, 시간에 따른 기울기[d(Δp)]와 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)] 간의 충분한 상관관계가 제공된다. 이에 반해, 미립자 필터(13)가 탈거되었거나 결함이 있다면, 각각 매우 약한 상관관계가 존재하는 것이다. 따라서 미립자 필터(13)의 탈거 또는 결함이 명확하게 검출될 수 있다.
상기 방법의 장점은, 한편으로 공지된 차압 기반 방법과 비교하여, 미립자 필터(13)에 걸친 절대 차압뿐만 아니라 그의 시간에 따른 변화량도 평가된다는 점에 있다. 그에 따라, 절대 차압(19)가 매우 작은 경우에도, 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터(13)의 검출이 가능하다. 이 경우, 진단 방법은 차압 센서(15)의 오프셋 공차에 대해 강건하다. 상기 오프셋 공차는 절대 차압만을 기반으로 하는 모든 진단 방법을 복잡하게 한다. 제공된 차압 센서(15)의 오프셋 공차들이 무시될 수 있는, 측정 및 예상 차압들(Δp, Δp*)(19)이 충분히 큰 경우, 미립자 필터(13)의 탈거 또는 결함이 측정 차압(Δp)(19)과 결함이 없는 미립자 필터(13)에 걸친 예상 차압(Δp*) 간의 상관관계의 평가를 통해 비교적 더 신속하게 더 안정적으로 검출될 수 있다.
측정 차압 신호[Δp(k)]는, 매연 배출을 억제하기 위해 먼저 저역 통과 필터링된다. 그에 이어서, 필터링된 차압 신호[Δp(k)]의 시간에 따른 기울기[d[Δp(k))/dk]가 결정되며, 여기서 k는 k번째 측정을 의미한다. 이에 병행하여, 예상 차압 신호[Δp*(k)] 및/또는 이 예상 차압 신호[Δp*(k)]의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*(k))/dk]에 대한 상응하는 기준값들도 결정된다. 이를 위해, 배기가스 체적 유량을 토대로, 또는 배기가스 체적 유량의 시간에 따른 기울기 및 결함이 없는 미립자 필터(13), 즉, 기준 필터의 유동 저항을 토대로, 결함이 없고 장착되어 있는 미립자 필터(13)에 걸친 예상 차압 신호[Δp*(k)]의 시간에 따른 거동, 또는 이 예상 차압 신호[Δp*(k)]의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*(k))/dk]의 시간에 따른 거동이 계산된다. 예상값들 또는 예상값들의 결정 시 산입되는 체적 유량은 선택적으로 마찬가지로 저역 통과 필터링될 수 있다.
예상 차압(Δp*)은 미립자 필터(13)의 유동 저항(A) 및 배기가스 체적 유량(dVol)을 토대로 계산될 수 있다.
Figure pct00003
상대적으로 더 높은 모델 정확도를 달성하기 위해, 바람직하게는 제곱분(b*dVol2)을 고려한다. 이 부분 차압은, 배기가스가 미립자 필터 내로 유입되거나 미립자 필터로부터 배출될 때, 배기가스의 압축 및 팽창에 의해 야기된다.
Figure pct00004
다음 단계에서, 각각 정규화된 교차상관관계를 통해, 측정 차압 신호[Δp(k)]의 거동이 예상 차압 신호[Δp*(k)]의 거동과 어느 정도까지 일치하는지, 그리고 측정된 시간에 따른 기울기[d(Δp(k))]의 거동은 시간에 따른 예상 기울기[dΔp*(k)]의 거동과 어느 정도까지 일치하는지가 결정된다. 이를 위해, 각각의 교차상관계수(KKF)가 하기 관계식에 따라 구해진다.
Figure pct00005
위 관계식에서,
Δp(k): 측정 차압(Δp)(19)의 측정값
Δp*(k): 예상 차압(Δp*)의 계산된 값
d(Δp*(k)): 측정 차압(Δp)(19)의 측정 기울기[d(Δp)]의 측정값
d(Δp*(k)): 예상 차압(Δp*)의 예상 기울기[d(Δp*]의 계산된 값
미립자 필터(13)가 규정대로 존재하거나 장착되어 있는지, 또는 제대로 기능하는지의 여부를 판단하기 위해, 정규화된 교차상관관계의 각각의 출력값, 즉, 제1 교차상관계수(KKF1) 및 제2 교차상관계수(KKF2)가, 앞서 결정되어 제어 장치 또는 진단 유닛(18) 내에 저장된 임계값과 비교된다. 비교 결과, 상관성이 적거나 전혀 없는 상황에 상응하는, 임계값 미만인 경우, 미립자 필터(13)는 탈거되었거나 결함이 있는 것이다. 상관성이 충분한 상황에 상응하는, 임계값을 초과하는 경우, 미립자 필터(13)가 존재하며 결함이 없는 것이다.
도 4에는, 제3 거동 그래프(20)에 차압 기울기 신호들(25)이 시간(24)에 따라 개략적으로 도시되어 있다. 이와 관련하여, 측정 차압(Δp)(19) 및 모델을 이용하여 결정된 예상 차압(Δp*)(19)에 대한 차압 기울기 거동들(26, 27)이 도시되어 있다. 측정 차압(Δp)(19)을 토대로 구해지는 측정 차압 기울기 거동(27)은, 결함이 없는 미립자 필터(13)에 대해 결정된 것과 같은 예상 차압 기울기 거동(26)과 명백히 차이가 있다. 이 경우, 높은 동적 여기가 존재하며, 이는 예상 차압 기울기 거동(26)의 높은 신호 진폭의 형태로 나타난다. 제2 교차상관계수(KKF2)는 그에 상응하게 기설정 임계값 미만인 작은 값들을 도출한다. 그러므로 도 4에 따른 신호 거동들에서는 결함이 있거나 탈거된 미립자 필터(13)가 상정될 수 있다.
측정 및 예상 절대 차압들(Δp, Δp*)(19)을 통한, 다시 말해 제1 교차상관계수(KKF1)를 통한 평가는, 결함이 없는 미립자 필터(13)에 걸친 예상 절대 차압(Δp*)이 기설정 임계값을 상회할 때 신뢰성 있게 수행된다. 측정된, 시간에 따른 예상 기울기들[d(Δp), d(Δp*)]을 통한 평가는, 소정의 동적 여기가 존재할 때, 다시 말하면 차압 기울기들(26, 27)이 정해진 기준을 상회할 때 신뢰성 있게 수행된다. 그러므로 제2 교차상관계수(KKF2)를 통한 평가는, 정해진 동특성 기준(dynamic criterion)이 충족될 때에만 수행된다. 이를 위해, 배기가스 질량 유량, 배기가스 체적 유량, 회전수 또는 이들로부터 유도된 변수들의 기울기들이 고려된다. 이상적으로는 차압 기준값의 기울기가 직접 사용되기도 한다. 제1 교차상관계수(KKF1)를 통한 평가는, 미립자 필터(13)에 걸쳐 충분히 큰 측정 차압(Δp) 및/또는 예상 차압(Δp*)이 존재할 때 수행된다. 따라서, 높은 동적 주행 상황들의 경우뿐만 아니라, 높은 배기가스 질량 유량 및 그에 따른 미립자 필터(13)에 걸친 높은 차압(Δp)을 야기하는 작동 상황들에서도, 결함이 있거나 탈거된 미립자 필터(13)가 확실하게 검출될 수 있다.
본원 진단 방법은 바람직한 구현예에서 소프트웨어로서 진단 유닛(18)에 저장되며, 특히 미래형 가솔린 미립자 필터를 구비한 가솔린 엔진에서, 그러나 원칙적으로는 디젤 미립자 필터를 구비한 디젤 엔진에서도 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 내연기관(10), 특히 가솔린 엔진의 배기가스 후처리 시스템(16) 내에서 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터(13)를 검출하기 위한 방법으로서, 미립자 필터(13)의 모니터링을 위해 미립자 필터(13)의 유입구와 배출구 간의 차압(Δp)(19)이 측정되고 평가되는, 미립자 필터의 검출 방법에 있어서,
    내연기관(10) 및/또는 상기 배기가스 후처리 시스템(16)의 작동 매개변수들에 따라서, 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압(Δp*)과 미립자 필터(13)에 걸친 측정 차압(Δp)(19)의 상관관계; 또는 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]와 측정 차압(Δp)(19)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]의 상관관계;가 결정되며, 상관성이 높은 경우에는 미립자 필터(13)가 존재하고 결함이 없는 것으로 추론되고, 상관관계가 낮은 경우에는 미립자 필터(13)가 탈거되었거나 결함이 있는 것으로 추론되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 탈거되었거나 결함이 있는 미립자 필터(13)의 검출을 위해, 측정 차압(Δp)(19), 및/또는 예상 차압(Δp*), 및/또는 배기가스 질량 유량, 및/또는 배기가스 체적 유량, 및/또는 엔진 회전수, 및/또는 상기 차압(Δp, Δp*)(19)과 관련된 추가 특성값이 각각 기설정 제1 임계값을 상회하는 경우, 예상 차압(Δp*)과 미립자 필터(13)에 걸친 측정 차압(Δp)(19)의 상관관계가 평가되며; 측정 차압(Δp)(19), 및/또는 예상 차압(Δp*), 및/또는 배기가스 질량 유량, 및/또는 배기가스 체적 유량, 및/또는 엔진 회전수, 및/또는 상기 차압(Δp, Δp*)(19)과 관련된 추가 특성값의 기울기가 각각 기설정 제2 임계값을 상회하는 경우, 결함이 없는 기준 미립자 필터에 대한 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]와 측정 차압(Δp)(19)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]의 상관관계가 평가되는; 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 기준 미립자 필터의 예상 차압(Δp*)은 모델을 이용하여 내연기관(10) 및/또는 배기가스 후처리 시스템(16)의 하나 이상의 작동 매개변수에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 예상 차압(Δp*) 또는 상기 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]는 적어도, 배기가스 체적 유량을 토대로, 그리고/또는 상기 배기가스 체적 유량의 시간에 따른 기울기 및 결함이 없는 기준 미립자 필터의 유동 저항을 토대로 계산되고, 그리고/또는 예상 차압(Δp*) 또는 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]를 계산할 때, 미립자 필터(13) 내로 배기가스의 유입 및 미립자 필터(13)로부터 배기가스의 유출 시 배기가스의 압축 및 팽창을 고려하는, 체적 유량의 제곱분도 함께 고려되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 미립자 필터(13)에 걸친 측정 차압(Δp)(19), 및/또는 기준 미립자 필터에 걸친 예상 차압(Δp*), 및/또는 상기 예상 차압(Δp*)의 결정을 위한 체적 유량이 저역 통과 필터링되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 상관관계의 결정을 위해, 측정 차압(Δp)(19)과 예상 차압(Δp*)을 토대로 교차상관을 이용하여 제1 교차상관계수(KKF1)가 산출되고, 그리고/또는 미립자 필터(13)에 걸친 상기 측정 차압(Δp)(19)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)] 및 기준 미립자 필터에 걸친 예상 차압(Δp*)의 시간에 따른 예상 기울기[d(Δp*)]를 토대로 교차상관을 이용하여 제2 교차상관계수(KKF2)가 산출되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제1 교차상관계수(KKF1) 및/또는 제2 교차상관계수(KKF2)가 각각 기설정 임계값과 비교되고, 각각의 임계값의 하회 시 미립자 필터(13)가 결함이 있거나 존재하지 않는 것으로 검출되며, 각각의 임계값에 도달하거나 이를 상회할 경우에는 미립자 필터(13)가 장착되어 있고 결함이 없는 것으로 진단되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차압(Δp)(19) 및/또는 상기 측정 차압(Δp)(19)의 시간에 따른 기울기[d(Δp)]는, 미립자 필터(13) 상부에 배치되는 차압 센서(15)의 신호를 토대로; 또는 배기가스 라인(11) 내에서 미립자 필터(13)의 상류 및 하류에 각각 배치되는 2개의 차압 센서 또는 2개의 절대 압력 센서의 신호들을 토대로; 또는 미립자 필터(13)의 유입구에서 측정된 절대 압력과 미립자 필터(13)의 배출구에서 모델링된 절대 압력 간의 차를 토대로; 또는 상기 미립자 필터(13)의 유입구에서 측정된, 주변환경에 대한 상대 압력과, 상기 미립자 필터(13)의 배출구에서 모델링된, 주변환경에 대한 상대 압력 간의 차를 토대로; 결정되는 것을 특징으로 하는, 미립자 필터의 검출 방법.
  9. 배기가스 시스템이 적어도 하나의 별도의 촉매 컨버터(12)와 하나의 미립자 필터(13), 또는 촉매 컨버터/미립자 필터 조합체, 또는 촉매 코팅된 미립자 필터(13)를 포함하는; 가솔린 작동식 내연기관(10)에서의, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법의 사용.
  10. 컴퓨터에서 실행될 경우 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 단계들을 수행하는 데 이용되는 소프트웨어 코드 섹션들을 포함하고, 디지털 컴퓨터의 내장 메모리에 직접 로딩될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021162437A1 (ko) * 2020-02-13 2021-08-19 두산인프라코어 주식회사 배기가스 후처리 시스템
KR20210124785A (ko) * 2020-04-07 2021-10-15 주식회사 현대케피코 기계 학습을 이용한 배기가스 후처리 장치 진단 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218209A1 (de) * 2018-10-24 2020-04-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines Abgasnachbehandlungssystems einer Brennkraftmaschine
DE102018222249B4 (de) * 2018-12-19 2021-03-11 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines im Abgassystem einer benzinbetriebenen Brennkraftmaschine angeordneten Partikelfilters
DE102019206682A1 (de) 2019-05-09 2020-11-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Partikelfilters in einem Abgasnachbehandlungssystem einer Brennkraftmaschine
FR3097589B1 (fr) * 2019-06-18 2022-07-15 Psa Automobiles Sa Procede de diagnostic de l'absence d'un filtre a particules dans une ligne d'echappement
FR3111387B1 (fr) * 2020-06-11 2022-05-06 Vitesco Technologies Dispositif de diagnostic de filtre à particules
CN112211705B (zh) * 2020-09-10 2021-10-08 潍柴动力股份有限公司 监控dpf移除的方法、装置及系统
DE102020211731B4 (de) * 2020-09-18 2022-08-18 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines beschichteten Ottopartikelfilters eines Abgastrakts einer Brennkraftmaschine
DE102022208086A1 (de) 2022-08-03 2024-02-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Diagnose eines Partikelfilters für einen Verbrennungsmotor
CN114991923B (zh) * 2022-08-03 2022-11-29 潍柴动力股份有限公司 颗粒捕集器压差确定方法、装置、设备及介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270675A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP5556388B2 (ja) * 2010-06-01 2014-07-23 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの診断装置
DE102014209840A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Partikelfilters
JP2016535831A (ja) * 2013-10-24 2016-11-17 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 粒子フィルタを監視するための方法および装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007042420B4 (de) * 2007-09-06 2020-03-05 Daimler Ag Verfahren zur Überwachung eines Partikelfilters, insbesondere eines Dieselpartikelfilters
DE102010002691A1 (de) 2010-03-09 2011-09-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Partikelfilters
DE102014209794A1 (de) * 2014-05-22 2015-11-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Ausbaus einer Komponente einer Abgasreinigungsanlage
DE102014209810A1 (de) * 2014-05-22 2015-11-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Ruß- und Aschebeladung eines Partikelfilters
DE102014209718A1 (de) * 2014-05-22 2015-11-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Diagnoseeinheit zur Diagnose eines Differenzdrucksensors
GB2538735B (en) * 2015-05-26 2019-06-12 Jaguar Land Rover Ltd Variable sensitivity pressure differential detection in a vehicle aftertreatment system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270675A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP5556388B2 (ja) * 2010-06-01 2014-07-23 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの診断装置
JP2016535831A (ja) * 2013-10-24 2016-11-17 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 粒子フィルタを監視するための方法および装置
DE102014209840A1 (de) * 2014-05-23 2015-11-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Partikelfilters

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021162437A1 (ko) * 2020-02-13 2021-08-19 두산인프라코어 주식회사 배기가스 후처리 시스템
KR20210124785A (ko) * 2020-04-07 2021-10-15 주식회사 현대케피코 기계 학습을 이용한 배기가스 후처리 장치 진단 방법

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