KR20210124785A - Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning - Google Patents

Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning Download PDF

Info

Publication number
KR20210124785A
KR20210124785A KR1020200042285A KR20200042285A KR20210124785A KR 20210124785 A KR20210124785 A KR 20210124785A KR 1020200042285 A KR1020200042285 A KR 1020200042285A KR 20200042285 A KR20200042285 A KR 20200042285A KR 20210124785 A KR20210124785 A KR 20210124785A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
treatment device
gas post
particulate matter
post
Prior art date
Application number
KR1020200042285A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102323970B1 (en
Inventor
김동성
Original Assignee
주식회사 현대케피코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 현대케피코 filed Critical 주식회사 현대케피코
Priority to KR1020200042285A priority Critical patent/KR102323970B1/en
Publication of KR20210124785A publication Critical patent/KR20210124785A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102323970B1 publication Critical patent/KR102323970B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F01N11/005Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus the temperature or pressure being estimated, e.g. by means of a theoretical model
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/07Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being an exhaust gas flow rate or velocity meter or sensor, intake flow meters only when exclusively used to determine exhaust gas parameters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0402Methods of control or diagnosing using adaptive learning
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

A diagnosis method of an exhaust gas post-processing apparatus according to the present invention first trains a diagnosis model about the exhaust gas post-processing apparatus using machine learning. And then, the diagnosis method measures temperature of exhaust gas, flow amount of the exhaust gas, and a pressure reduction amount between a front end and a rear end of the exhaust gas post-processing apparatus and diagnose a status of the exhaust gas post-processing apparatus by applying the measured temperature, flow amount, and pressure reduction amount on the trained diagnosis model. The present invention diagnoses installation status and necessity of regeneration of the exhaust gas post-processing apparatus.

Description

기계 학습을 이용한 배기가스 후처리 장치 진단 방법{METHOD FOR DIAGNOSING DIESEL PARTICULATE FILTER USING MACHINE LEARNING}Method for diagnosing exhaust gas after-treatment device using machine learning

본 발명은 기계 학습을 이용한 배기가스 후처리 장치 진단 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 기계 학습을 이용하여 배기가스 후처리 장치 내에 포집된 입자상 물질(Particulate Matter, PM)의 질량과 배기가스 후처리 장치 설치 여부를 추정하는 진단 모델을 학습하고, 상기 학습된 진단 모델을 이용하여 배기가스 후처리 장치의 상태를 정확하게 진단하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for diagnosing an exhaust gas post-treatment device using machine learning. In more detail, the present invention learns a diagnostic model for estimating the mass of particulate matter (PM) collected in the exhaust gas post-treatment device and whether the exhaust gas post-treatment device is installed using machine learning, and the learned diagnosis It relates to a method for accurately diagnosing the state of an exhaust gas aftertreatment device using a model.

디젤 엔진은 압축착화 연소 방식을 채용함으로써 높은 압축비로 연료를 연소시킬 수 있으나, 질소산화물(NOx) 및 분진 등의 공해물질을 다량으로 배출한다는 단점이 있다. 이에 따라, 디젤 엔진을 적용한 차량에는 배기가스 후처리 장치(Diesel Particulate Filter, DPF) 등의 설치를 법규로 강제하고 있다.A diesel engine can burn fuel at a high compression ratio by adopting a compression ignition combustion method, but has a disadvantage in that it discharges a large amount of pollutants such as nitrogen oxides (NOx) and dust. Accordingly, it is compulsory by law to install an exhaust gas aftertreatment device (Diesel Particulate Filter, DPF) in vehicles to which a diesel engine is applied.

상기 DPF는 배기가스 내에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter, PM)을 포집하는 장치로서, 성능을 유지하기 위해서는 포집된 PM을 태워서 제거하는 재생 과정이 필수적이다. 이러한 재생 과정은 주기적으로 수행되거나 또는 PM이 기준치 이상으로 포획되면 수행될 수 있다.The DPF is a device for collecting particulate matter (PM) contained in exhaust gas, and in order to maintain its performance, a regeneration process of burning and removing the captured PM is essential. This regeneration process may be performed periodically or may be performed when the PM is captured above a reference value.

한편, 재생을 위해서는 DPF를 고온으로 가열하여야 하는데, 이 과정에서 차량의 연비와 출력이 동시에 저하된다. 또한, 운전자는 재생 과정이 종료될 때까지 시동을 끄지 않고 기다려야 하는 불편이 있다. 이 때문에 일부의 운전자는 임의로 DPF를 제거하는 경우가 발생하고 있다. 그러나, DPF를 제거하면 PM 등의 공해물질이 외부로 그대로 배출되기 때문에 환경에 악영향을 줄 수 있다. 이 때문에, 관련 법규에서는 DPF 유무를 필수적으로 진단하도록 강제하고 있다.Meanwhile, for regeneration, the DPF must be heated to a high temperature, and in this process, fuel efficiency and output of the vehicle are simultaneously reduced. In addition, there is an inconvenience in that the driver has to wait without turning off the engine until the regeneration process is finished. For this reason, some drivers arbitrarily remove the DPF. However, when the DPF is removed, pollutants such as PM are discharged to the outside as they are, which may adversely affect the environment. For this reason, related laws and regulations mandate that the presence or absence of DPF be diagnosed as essential.

이와 같은 요구 사항을 충족시키기 위하여, 종래에는 DPF 전단과 후단의 배기가스 압력을 측정하고, 압력 강하 수치를 이용하여 DPF 설치 유무를 간접적으로 추정하였다. 예를 들면, DPF가 정상적으로 설치된 경우 DPF가 제거된 경우보다 압력이 더 많이 떨어지기 때문에, 압력 강하가 일정한 수치 이하이면 DPF가 제거된 것으로 판단하는 것이다. 그런데, 배기가스 유량이 작은 영역에서는 DPF 유무에 따른 압력 강하 차이가 크지 않다. 따라서, DPF 설치 여부를 판단하기 위하여 배기가스 유량이 큰 영역만 이용할 수밖에 없었고, 진단에 소요되는 시간도 증가하는 문제가 있다.In order to satisfy such a requirement, in the related art, exhaust gas pressures at the front and rear ends of the DPF were measured, and the presence or absence of the DPF installation was indirectly estimated using the pressure drop value. For example, when the DPF is normally installed, since the pressure drops more than when the DPF is removed, it is determined that the DPF has been removed when the pressure drop is less than a certain value. However, in the region where the exhaust gas flow rate is small, the difference in pressure drop according to the presence or absence of the DPF is not large. Therefore, in order to determine whether the DPF is installed, only a region having a large exhaust gas flow rate has to be used, and there is a problem in that the time required for diagnosis increases.

한국등록특허 제10-1775018호 (2017년 08월 30일 등록)Korean Patent No. 10-1775018 (registered on August 30, 2017)

본 발명의 과제는 기계 학습을 이용하여 배기가스 후처리 장치(DPF)를 진단할 수 있는 진단 모델을 학습하고, 상기 학습된 진단 모델을 이용하여 배기가스 후처리 장치(DPF)의 설치 여부 및 재생 필요성을 정확하게 진단하는 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to learn a diagnostic model capable of diagnosing an exhaust gas after-treatment device (DPF) using machine learning, and whether to install and regenerate an exhaust gas after-treatment device (DPF) using the learned diagnostic model The goal is to provide a method for accurately diagnosing a need.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above problems, and may be variously expanded within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 배기가스 후처리 장치의 진단 방법은, 기계 학습을 이용하여 상기 배기가스 후처리 장치에 대한 진단 모델을 학습하는 단계; 배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 온도, 유량 및 압력 강하량 데이터를 상기 학습된 진단 모델에 적용하여 상기 배기가스 후처리 장치의 상태를 진단하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a method for diagnosing an exhaust gas after-treatment apparatus according to exemplary embodiments includes: learning a diagnostic model for the exhaust gas after-treatment apparatus using machine learning; measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas aftertreatment device; and diagnosing the state of the exhaust gas post-processing apparatus by applying the measured temperature, flow rate, and pressure drop data to the learned diagnostic model.

이 경우, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는, 배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 상기 측정된 조건 하에서 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정하는 단계; 및 상기 추정한 입자상 물질의 포집량과 기 설정된 제1 기준값을 비교하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the learning of the diagnostic model may include: measuring a temperature of exhaust gas, a flow rate of exhaust gas, and an amount of pressure drop between the front and rear ends of the exhaust gas post-processing apparatus; estimating the amount of particulate matter collected in the exhaust gas post-treatment device under the measured conditions using a Gaussian process model; and estimating whether the exhaust gas post-treatment device is installed by comparing the estimated amount of particulate matter collected with a preset first reference value.

또한, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는, 상기 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 질량을 측정하여, 상기 입자상 물질의 포집량에 대한 추정을 검증하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the learning of the diagnostic model may further include measuring the mass of the particulate matter collected in the exhaust gas post-processing device, and verifying the estimation of the particulate matter collection amount.

또한, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는, 상기 배기가스 후처리 장치의 실제 설치 여부를 확인하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부에 대한 추정을 검증하는 단계; 및 검증 결과 설치 여부에 대한 추정이 잘못된 경우 상기 제1 기준값을 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the learning of the diagnostic model may include: verifying an estimate of whether the exhaust gas post-treatment device is installed by checking whether the exhaust gas post-treatment device is actually installed; and resetting the first reference value when the estimation of whether the verification result is installed or not is incorrect.

또한, 상기 배기가스 후처리 장치의 상태를 진단하는 단계는, 상기 배기가스 후처리 장치가 실제로 설치되어 있는지 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다. 만약 상기 배기가스 후처리 장치가 설치되어 있지 않다고 판단한 경우, 경고 신호를 출력할 수 있다.In addition, diagnosing the state of the exhaust gas post-treatment device may include diagnosing whether the exhaust gas post-treatment device is actually installed. If it is determined that the exhaust gas after-treatment device is not installed, a warning signal may be output.

이와 다르게, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는, 배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 상기 측정된 조건 하에서 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정하는 단계; 및 상기 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 실제 포집량을 확인하여 상기 입자상 물질의 포집량에 대한 추정을 검증하는 단계를 포함할 수 있다.Alternatively, the learning of the diagnostic model may include: measuring a temperature of exhaust gas, a flow rate of exhaust gas, and an amount of pressure drop between the front and rear ends of the exhaust gas post-treatment device; estimating the amount of particulate matter collected in the exhaust gas post-treatment device under the measured conditions using a Gaussian process model; and verifying an estimate of the amount of particulate matter collected by confirming an actual collection amount of the particulate matter collected in the exhaust gas post-treatment device.

이 경우, 상기 배기가스 후처리 장치의 상태를 진단하는 단계는, 상기 추정한 입자상 물질의 포집량과 기 설정된 제2 기준값을 비교하여 상기 배기가스 후처리 장치의 재생 필요성을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the step of diagnosing the state of the exhaust gas post-treatment device may include determining the need for regeneration of the exhaust gas post-treatment device by comparing the estimated amount of particulate matter collected with a preset second reference value. can

본 발명의 다른 실시예들에 따른 배기가스 후처리 장치의 진단 방법은, 기계 학습을 통해 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 판단하는 진단 모델을 학습하는 단계; 및 상기 학습된 진단 모델을 이용하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.A method for diagnosing an exhaust gas post-treatment device according to another embodiment of the present invention includes: learning a diagnostic model for determining whether the exhaust gas post-treatment device is installed through machine learning; and diagnosing whether the exhaust gas post-treatment device is installed using the learned diagnostic model.

이 경우, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는, 배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 상기 측정된 조건 하에서 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정하는 단계; 상기 추정한 입자상 물질의 포집량과 기 설정된 제1 기준값을 비교하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 추정하는 단계; 상기 배기가스 후처리 장치의 실제 설치 여부를 확인하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부에 대한 추정을 검증하는 단계; 및 검증 결과 설치 여부에 대한 추정이 잘못된 경우 상기 제1 기준값을 재설정하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the learning of the diagnostic model may include: measuring a temperature of exhaust gas, a flow rate of exhaust gas, and an amount of pressure drop between the front and rear ends of the exhaust gas post-processing apparatus; estimating the amount of particulate matter collected in the exhaust gas post-treatment device under the measured conditions using a Gaussian process model; estimating whether the exhaust gas post-treatment device is installed by comparing the estimated amount of particulate matter collected with a preset first reference value; verifying an estimate of whether the exhaust gas post-treatment device is installed by checking whether the exhaust gas post-treatment device is actually installed; and resetting the first reference value when the estimation of whether the verification result is installed or not is incorrect.

또한, 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 판단하는 단계는, 배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 및 상기 측정한 온도, 유량 및 압력 강하량 데이터를 상기 학습된 진단 모델에 대입하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 진단하는 단계를 포함할 수 있다.The determining whether the exhaust gas post-treatment device is installed may include: measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas post-treatment device; and substituting the measured temperature, flow rate, and pressure drop data into the learned diagnostic model to diagnose whether the exhaust gas post-processing device is installed.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 배기가스 처리 장치의 진단 방법은 기계 학습을 통해 신뢰도 높은 진단 모델을 도출할 수 있고 이를 이용해 DPF의 상태, 예를 들면, DPF 설치 여부나 재생의 필요성을 정확하게 판단할 수 있다. 특히, 기계 학습 과정에서 배기가스의 유량이 적은 조건을 포함한 다양한 데이터들을 이용하기 때문에, 배기가스 유량에 관계 없이 DPF의 상태를 정확하게 진단할 수 있으며, 진단에 소요되는 시간도 크게 줄일 수 있다.The diagnostic method of the exhaust gas treatment apparatus according to the exemplary embodiments of the present invention can derive a highly reliable diagnostic model through machine learning, and use it to accurately determine the state of the DPF, for example, whether the DPF is installed or the need for regeneration. can judge In particular, since various data including a condition of low exhaust gas flow rate are used in the machine learning process, the state of the DPF can be accurately diagnosed regardless of the exhaust gas flow rate, and the time required for diagnosis can be greatly reduced.

도 1은 종래의 배기가스 후처리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 배기가스 유량과 압력 강하 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스 후처리 장치의 진단 방법의 단계들을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a view showing a conventional exhaust gas after-treatment system.
2 is a graph showing the relationship between the exhaust gas flow rate and the pressure drop.
3 is a flowchart for explaining steps of a method for diagnosing an exhaust gas post-treatment apparatus according to the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.With respect to the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be embodied in various forms. It should not be construed as being limited to the embodiments described in .

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle. Other expressions describing the relationship between elements, such as "between" and "immediately between" or "neighboring to" and "directly adjacent to", should be interpreted similarly.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers. , it is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as meanings consistent with the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they are not to be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조로 종래 기술의 문제점에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 배기가스 후처리 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 배기가스 유량과 압력 강하 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.First, the problems of the prior art will be described with reference to FIGS. 1 and 2 . 1 is a diagram illustrating a conventional exhaust gas after-treatment system, and FIG. 2 is a graph illustrating a relationship between an exhaust gas flow rate and a pressure drop.

도 1을 참조하면, 종래의 배기가스 후처리 장치(이하 'DPF'라고 함)는, 캔(11) 내부에 순차적으로 배치된 DOC(Diesel Oxidation Catalyst, 12)와 DPF(Diesel Particulate Filter, 13)를 포함한다. 배기가스의 흐름 방향을 기준으로 상류에 DOC(12)가 설치되고, 하류에는 DPF(13)가 설치될 수 있다. DOC(12)는 배기가스 중에 포함된 일산화질소를 산화시켜 제거할 수 있으며, DPF(13)는 배기가스 중에 포함된 입자상 물질(PM)을 포획하여 제거할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a conventional exhaust gas post-treatment device (hereinafter referred to as 'DPF') includes a Diesel Oxidation Catalyst (DOC) 12 and a Diesel Particulate Filter (13) sequentially disposed inside a can 11 . includes Based on the flow direction of the exhaust gas, the DOC 12 may be installed upstream, and the DPF 13 may be installed downstream. The DOC 12 may oxidize and remove nitrogen monoxide included in the exhaust gas, and the DPF 13 may capture and remove particulate matter (PM) included in the exhaust gas.

DOC(12) 전단과 후단에는 온도 센서들(14a, 14b)이 각각 설치되어 배기가스의 온도를 측정할 수 있다. 측정된 온도 정보는 ECU(Electric Control Unit, 18)로 전달될 수 있다. 또한 캔(11)의 전단과 후단 사이, 또는 DPF(13)의 전단과 후단 사이에는 압력 강하량을 측정하는 차압센서(16)가 설치되며, 측정된 압력 강하량 정보는 ECU(18)로 전달될 수 있다.Temperature sensors 14a and 14b are respectively installed at the front and rear ends of the DOC 12 to measure the temperature of the exhaust gas. The measured temperature information may be transmitted to an ECU (Electric Control Unit, 18). In addition, a differential pressure sensor 16 for measuring a pressure drop is installed between the front and rear ends of the can 11 or between the front and rear ends of the DPF 13, and the measured pressure drop information can be transmitted to the ECU 18. have.

ECU(18)는 전달 받은 압력 강하량 정보 및/또는 온도 정보를 이용하여 DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량, DPF(13)의 재생 타이밍, DPF(13)의 설치 여부 등을 판단할 수 있다. 예를 들어, 압력 강하량이 기 설정된 제1 기준값 이상이면 DPF(13)에 PM이 기준치 이상으로 포집된 상태라고 판단할 수 있고, 강제로 DPF(13) 재생 모드를 수행할 수 있다. 또한, 압력 강하량이 기 설정된 제2 기준값 이하이면 DPF(13)가 제거된 것으로 판단할 수 있고, OBD(On-Board Diagnostics) 시스템을 통해 경고 신호를 출력하거나 또는 차량의 운행을 제한할 수 있다.The ECU 18 uses the received pressure drop information and/or temperature information to determine the mass of particulate matter (PM) collected in the DPF 13, the regeneration timing of the DPF 13, whether the DPF 13 is installed, etc. can judge For example, if the pressure drop amount is equal to or greater than a preset first reference value, it may be determined that the PM is collected in the DPF 13 or greater than the reference value, and the DPF 13 regeneration mode may be forcibly performed. In addition, when the pressure drop is less than or equal to a preset second reference value, it may be determined that the DPF 13 has been removed, and a warning signal may be output through an On-Board Diagnostics (OBD) system or operation of the vehicle may be restricted.

그런데, 이와 같은 종래의 진단 방법으로는 모든 운전 영역에서 정확한 진단을 수행하기가 어렵다. 도 2를 참조로 이에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.However, it is difficult to perform an accurate diagnosis in all driving areas with such a conventional diagnosis method. This will be described in more detail with reference to FIG. 2 .

도 2에 도시된 바와 같이, 배기가스 유량이 증가하면 DPF(13) 전단과 후단 사이의 압력 강하량(ΔP)도 함께 증가하게 되는데, DPF(13) 설치 여부에 따라서 그 증가폭이 달라질 수 있다.As shown in FIG. 2 , when the exhaust gas flow rate increases, the pressure drop ΔP between the front and rear ends of the DPF 13 also increases, and the increase may vary depending on whether the DPF 13 is installed.

예를 들어, DPF(13)가 정상적으로 설치된 Case 1의 경우, DPF(13)가 제거된 Case 2와 비교하였을 때, 배기가스 유량 증가에 따른 압력 강하량(ΔP)이 더 큰 폭으로 증가한다. DPF(13)의 담체 내부에 입자상 물질(PM)이 포집되고, 포집된 입자상 물질(PM)들이 배기가스의 흐름을 방해하기 때문이다. 따라서, 유량이 상대적으로 큰 B 지점에서는 압력 강하량(ΔP) 정보만을 이용하더라도 비교적 정확하게 DPF(13) 설치 여부를 판단할 수 있다. 그러나, 배기가스의 유량이 상대적으로 작은 A 지점에서는 두 가지 케이스(Case 1, Case 2) 간에 압력 강하량(ΔP) 차이가 크지 않기 때문에, 단순히 압력 강하량(ΔP) 정보만을 이용해서는 정확한 판단을 하기 어려운 것이다.For example, in Case 1 in which the DPF 13 is normally installed, as compared to Case 2 in which the DPF 13 is removed, the pressure drop ΔP according to the increase in the exhaust gas flow rate increases significantly. This is because particulate matter (PM) is collected inside the carrier of the DPF (13), and the collected particulate matter (PM) obstructs the flow of exhaust gas. Accordingly, at point B, where the flow rate is relatively large, whether or not the DPF 13 is installed can be determined relatively accurately even using only the pressure drop amount ΔP information. However, since the difference in pressure drop amount (ΔP) between the two cases (Case 1, Case 2) is not large at point A, where the flow rate of exhaust gas is relatively small, it is difficult to make an accurate judgment using only the pressure drop amount (ΔP) information. will be.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기계 학습을 통하여 배기가스 유량이 적은 경우에도 DPF(13) 설치 여부 및 DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량을 정확하게 판단할 수 있는 진단 모델을 학습하고, 이를 이용하여 DPF(13) 설치 여부를 진단하고 입자상 물질(PM)의 포집 질량을 판단할 수 있다. 이하에서는 도 3을 참조로 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.The present invention has been devised to solve this problem, and it is possible to accurately determine whether the DPF 13 is installed and the mass of particulate matter (PM) collected in the DPF 13 even when the exhaust gas flow rate is small through machine learning. It is possible to learn a diagnostic model that exists, and to use it to diagnose whether the DPF 13 is installed, and to determine the collected mass of particulate matter (PM). Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3 .

도 3을 참조하면, 먼저 기계 학습을 이용해 DPF 진단 모델을 학습한다(S100).Referring to FIG. 3 , first, a DPF diagnosis model is trained using machine learning ( S100 ).

이 때, 상기 기계 학습(Machine Learning)은 입력값과 그에 따른 출력값이 있는 데이터를 이용하여 주어진 입력에 맞는 출력을 찾는 지도학습(Supervised Learning)일 수 있다. 예를 들면, 상기 입력값은 DPF(13)를 통과하는 배기가스의 온도 및 유량, DPF(13) 전단과 후단의 압력 강하량(ΔP) 등일 수 있고, 상기 출력값은 DPF(13)의 설치 여부나 DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량 등일 수 있다.In this case, the machine learning may be supervised learning to find an output suitable for a given input using data having an input value and an output value corresponding thereto. For example, the input value may be the temperature and flow rate of exhaust gas passing through the DPF 13, the amount of pressure drop ΔP before and after the DPF 13, and the output value is whether the DPF 13 is installed or not. It may be the mass of particulate matter (PM) collected in the DPF 13 , or the like.

일 실시예에 있어서, 상기 기계 학습을 이용해 DPF 진단 모델을 학습하는 것은 가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 DPF 진단 모델을 학습하는 것일 수 있다.In an embodiment, learning the DPF diagnostic model using machine learning may include learning the DPF diagnostic model using a Gaussian process model.

구체적으로, 먼저 DPF(13)를 통과하는 배기가스의 온도와 유량, 및 DPF(13) 전단과 후단의 압력 강하량(ΔP)을 측정하고, 이 때의 DPF(13) 설치 여부를 확인하고, DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량을 측정한다. 예를 들면, DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량은, 배기가스를 흘려 보내기 이전과 이후의 DPF(13) 질량을 각각 측정하고, 측정된 질량의 차이를 계산함으로써 파악될 수 있다. 이와 같은 측정을 복수 회 반복한다.Specifically, first, the temperature and flow rate of exhaust gas passing through the DPF 13, and the pressure drop ΔP at the front and rear ends of the DPF 13 are measured, and the DPF 13 is installed at this time, and the DPF Measure the mass of particulate matter (PM) collected in (13). For example, the mass of particulate matter (PM) collected in the DPF 13 can be determined by measuring the mass of the DPF 13 before and after flowing the exhaust gas, respectively, and calculating the difference between the measured masses. have. This measurement is repeated a plurality of times.

측정된 정보들 중에서 배기가스의 온도와 유량, 및 DPF(13) 전단과 후단의 압력 강하량(ΔP)에 관한 데이터들은 훈련 데이터 집합(training data set)으로 이용될 수 있다. 또한, DPF(13) 설치 유무와 DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량에 관한 데이터들은 지상 진실(Ground Truth)로 이용될 수 있다.Among the measured information, data regarding the temperature and flow rate of exhaust gas, and the amount of pressure drop ΔP before and after the DPF 13 may be used as a training data set. In addition, data regarding whether the DPF 13 is installed and the mass of the particulate matter (PM) collected in the DPF 13 may be used as ground truth.

상기 가우시안 프로세스는 상기 훈련 데이터 집합을 이용하여 DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량과 표준 편차를 추정할 수 있고, 추정한 값과 상기 지상 진실을 서로 비교하여 이를 검증할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복함으로써 입자상 물질(PM)의 포집량을 보다 정확하게 추정할 수 있다.The Gaussian process may estimate the mass and standard deviation of particulate matter (PM) collected in the DPF 13 using the training data set, and verify this by comparing the estimated value with the ground truth. . By repeating this process, it is possible to more accurately estimate the amount of particulate matter (PM) collected.

일 실시예에 있어서, 상기 DPF 진단 모델은 상기 훈련 데이터 집합을 이용하여 DPF(13)가 실제로 설치되어 있는지 여부를 추정하고 추정한 값과 상기 지상 진실을 서로 비교함으로써, DPF(13) 설치 여부를 진단하는 진단 모델을 학습할 수 있다.In one embodiment, the DPF diagnostic model estimates whether the DPF 13 is actually installed using the training data set and compares the estimated value with the ground truth to determine whether the DPF 13 is installed. A diagnostic model to diagnose can be trained.

예를 들어, 상기 DPF 진단 모델은 측정된 특정 조건(배기가스의 유량, 온도 및 DPF 전단과 후단 사이의 압력 강하량) 하에서 DPF(13)에 포집되는 입자상 물질(PM)의 질량을 추정할 수 있고, 추정한 입자상 물질(PM)의 질량이 기 설정된 제1 기준값 이하이면 DPF(13)가 설치되지 않은 것이라고 판단할 수 있다. 이 때, 상기 제1 기준값은 추정된 결과와 상기 지상 진실을 비교함으로써 검증될 수 있고, 학습을 반복하는 과정에서 지속적으로 수정될 수 있다.For example, the DPF diagnostic model can estimate the mass of particulate matter (PM) collected in the DPF 13 under the measured specific conditions (flow rate of exhaust gas, temperature, and pressure drop between the front and rear ends of the DPF). , when the estimated mass of the particulate matter PM is less than or equal to a preset first reference value, it may be determined that the DPF 13 is not installed. In this case, the first reference value may be verified by comparing the estimated result with the ground truth, and may be continuously modified in the process of repeating learning.

일 실시예에 있어서, 상기 DPF 진단 모델은 추정한 입자상 물질(PM)의 질량을 이용하여 DPF(13)의 재생 필요성을 판단할 수 있다.In an embodiment, the DPF diagnostic model may determine the need for regeneration of the DPF 13 using the estimated mass of the particulate matter (PM).

예를 들어, DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량이 기 설정된 제2 기준값 이상이면 DPF(13)를 재생할 필요성이 있다고 판단할 수 있다. 상기 DPF 진단 모델은 현재 DPF(13)에 포집된 입자상 물질(PM)의 질량을 추정할 수 있고, 추정된 포집량과 상기 제2 기준값을 서로 비교함으로써, DPF(13) 재생의 필요성을 판단할 수 있는 것이다.For example, if the mass of the particulate matter PM collected in the DPF 13 is equal to or greater than a preset second reference value, it may be determined that the DPF 13 needs to be regenerated. The DPF diagnostic model can estimate the mass of particulate matter (PM) currently collected in the DPF 13, and compare the estimated collection amount with the second reference value to determine the need to regenerate the DPF 13. it can be

이 때, 입자상 물질(PM)의 포집량 추정값은 학습을 반복하는 동안 지속적으로 수정, 보완될 수 있다. 이에 따라, 상기 DPF 진단 모델은 보다 정확한 포집량을 추정할 수 있고, 재생의 필요성을 보다 정확하게 판단할 수 있는 것이다.In this case, the estimated value of the particulate matter (PM) collection may be continuously modified and supplemented while learning is repeated. Accordingly, the DPF diagnostic model can more accurately estimate the collection amount and more accurately determine the need for regeneration.

상기와 같은 학습을 지속적으로 반복함으로써 DPF(13) 진단의 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다. 한편, 상기와 같은 진단 모델 학습 과정(S100)은 차량 제조 단계에서 수행되거나 또는 차량 운행 단계에서 수행될 수 있다.By continuously repeating the above learning, it is possible to further improve the accuracy of the diagnosis of the DPF 13 . Meanwhile, the diagnostic model learning process ( S100 ) as described above may be performed at the vehicle manufacturing stage or at the vehicle driving stage.

DPF 진단 모델에 대한 학습이 완료되면, 이를 이용하여 DPF(13)의 상태를 진단할 수 있다.When the learning of the DPF diagnostic model is completed, the state of the DPF 13 may be diagnosed by using it.

구체적으로, DPF(13)에 대한 진단이 필요한지 여부를 판단한다(S110). 예를 들면, 주기적으로 DPF(13) 설치 여부나 DPF(13) 재생의 필요성을 진단할 수도 있고, 이와 다르게 수동으로 진단을 수행할 수도 있다. 즉, 진단 주기가 도래하였거나 또는 진단 수행 명령이 입력된 경우 DPF(13)에 대한 진단이 필요하다고 판단할 수 있다.Specifically, it is determined whether a diagnosis for the DPF 13 is necessary (S110). For example, whether or not the DPF 13 is installed or the need to regenerate the DPF 13 may be periodically diagnosed, or alternatively, the diagnosis may be performed manually. That is, when a diagnosis cycle has arrived or a diagnosis execution command is input, it may be determined that the diagnosis of the DPF 13 is necessary.

진단이 필요하다고 판단되면, DPF(13)를 통과하는 배기가스의 온도 및 유량, DPF(13) 전단과 후단의 압력 강하량(ΔP)을 측정한다(S120). 상기 측정된 데이터들(S120)과 기 학습된 진단 모델(S100)을 이용하여 DPF(13)의 상태를 진단한다(S130).If it is determined that diagnosis is necessary, the temperature and flow rate of exhaust gas passing through the DPF 13, and the pressure drop ΔP at the front and rear ends of the DPF 13 are measured (S120). The state of the DPF 13 is diagnosed using the measured data S120 and the pre-trained diagnostic model S100 ( S130 ).

예를 들면, 측정된 온도, 유량 및 압력 강하량(ΔP)을 이용하여 차량에 DPF(13)가 정상적으로 설치되어 있는지 여부를 진단할 수 있다(S130). 진단 결과 DPF(13)가 제거된 상태이면(S140), OBD(On-Board Diagnostics) 시스템을 통해 경고 신호를 출력하거나 또는 차량의 운행을 제한할 수 있다(S150).For example, it is possible to diagnose whether the DPF 13 is normally installed in the vehicle using the measured temperature, flow rate, and pressure drop ΔP ( S130 ). As a result of the diagnosis, if the DPF 13 is removed (S140), a warning signal may be output through the On-Board Diagnostics (OBD) system or the operation of the vehicle may be restricted (S150).

또한, 측정된 온도, 유량 및 압력 강하량(ΔP)을 이용하여 DPF(13)를 재생할 필요성이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 진단 모델 학습 과정(S100)에서 입자상 물질(PM)의 포집량을 추정하고, 이를 통해 재생의 기준이 되는 포집량을 설정할 수 있기 때문이다. 이 경우, 재생이 필요하다고 판단되면 DPF(13) 강제 재생을 실시할 수 있다.In addition, it may be determined whether there is a need to regenerate the DPF 13 using the measured temperature, flow rate, and pressure drop ΔP. This is because the collection amount of particulate matter (PM) can be estimated in the diagnostic model learning process ( S100 ), and the collection amount serving as a reference for regeneration can be set through this. In this case, if it is determined that regeneration is necessary, the DPF 13 forcible regeneration can be performed.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배기가스 후처리 장치(DPF)의 진단 방법은, 기계 학습을 통해 신뢰도 높은 진단 모델을 도출할 수 있고 이를 이용해 DPF(13)의 상태, 예를 들면, DPF(13) 설치 여부나 재생의 필요성을 정확하게 판단할 수 있다. 특히, 기계 학습 과정에서 배기가스의 유량이 적은 조건을 포함한 다양한 데이터들을 이용하기 때문에, 배기가스 유량에 관계 없이 DPF(13) 상태를 정확하게 진단할 수 있으며, 진단에 소요되는 시간도 크게 줄일 수 있다.As described above, in the diagnostic method of the exhaust gas aftertreatment device (DPF) according to the present invention, a highly reliable diagnostic model can be derived through machine learning, and the state of the DPF 13, for example, the DPF ( 13) It is possible to accurately determine whether to install or whether to regenerate. In particular, in the machine learning process, since various data including a condition of low exhaust gas flow are used, the state of the DPF 13 can be accurately diagnosed regardless of the exhaust gas flow rate, and the time required for diagnosis can be greatly reduced. .

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

11: 캔 12: DOC
13: DPF 14a, 14b: 온도 센서
16: 차압센서 18: ECU
11: Can 12: DOC
13: DPF 14a, 14b: temperature sensor
16: differential pressure sensor 18: ECU

Claims (10)

배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)을 포집하는 배기가스 후처리 장치(Diesel Particulate Filter)의 상태를 진단하는 방법에 있어서,
기계 학습을 이용하여 상기 배기가스 후처리 장치에 대한 진단 모델을 학습하는 단계;
배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 온도, 유량 및 압력 강하량 데이터를 상기 학습된 진단 모델에 적용하여 상기 배기가스 후처리 장치의 상태를 진단하는 단계;
를 포함하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
In the method of diagnosing the state of an exhaust gas after-treatment device (Diesel Particulate Filter) that collects particulate matter (Particulate Matter) contained in exhaust gas,
learning a diagnostic model for the exhaust gas post-treatment device using machine learning;
measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas aftertreatment device; and
diagnosing a state of the exhaust gas post-processing device by applying the measured temperature, flow rate, and pressure drop data to the learned diagnostic model;
A diagnostic method of an exhaust gas after-treatment device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 진단 모델을 학습하는 단계는,
배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계;
가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 상기 측정된 조건 하에서 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정하는 단계; 및
상기 추정한 입자상 물질의 포집량과 기 설정된 제1 기준값을 비교하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 추정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
According to claim 1,
Learning the diagnostic model comprises:
measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas aftertreatment device;
estimating a collection amount of particulate matter collected in an exhaust gas post-treatment device under the measured conditions using a Gaussian process model; and
estimating whether the exhaust gas post-treatment device is installed by comparing the estimated amount of particulate matter collected with a preset first reference value;
A diagnostic method of an exhaust gas post-treatment device comprising a.
제2항에 있어서, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는,
상기 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 질량을 측정하여, 상기 입자상 물질의 포집량에 대한 추정을 검증하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
The method of claim 2, wherein the learning of the diagnostic model comprises:
The method for diagnosing an exhaust gas post-treatment device, further comprising: measuring a mass of particulate matter collected in the exhaust gas post-treatment device, and verifying an estimate of the particulate matter collection amount.
제2항에 있어서, 상기 진단 모델을 학습하는 단계는,
상기 배기가스 후처리 장치의 실제 설치 여부를 확인하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부에 대한 추정을 검증하는 단계; 및
검증 결과 설치 여부에 대한 추정이 잘못된 경우 상기 제1 기준값을 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
The method of claim 2, wherein the learning of the diagnostic model comprises:
verifying an estimate of whether the exhaust gas post-treatment device is installed by checking whether the exhaust gas post-treatment device is actually installed; and
The method for diagnosing an exhaust gas post-treatment device, further comprising resetting the first reference value when the verification result of the installation or not is incorrect.
제2항에 있어서,
상기 배기가스 후처리 장치의 상태를 진단하는 단계는, 상기 배기가스 후처리 장치가 실제로 설치되어 있는지 여부를 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
3. The method of claim 2,
The diagnosing of the state of the exhaust gas post-treatment device includes diagnosing whether the exhaust gas post-treatment device is actually installed.
제5항에 있어서,
상기 배기가스 후처리 장치가 설치되어 있지 않다고 판단한 경우, 경고 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
6. The method of claim 5,
and outputting a warning signal when it is determined that the exhaust gas post-treatment device is not installed.
제1항에 있어서,
상기 진단 모델을 학습하는 단계는,
배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계;
가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 상기 측정된 조건 하에서 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정하는 단계; 및
상기 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 실제 포집량을 확인하여 상기 입자상 물질의 포집량에 대한 추정을 검증하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
According to claim 1,
Learning the diagnostic model comprises:
measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas aftertreatment device;
estimating a collection amount of particulate matter collected in an exhaust gas post-treatment device under the measured conditions using a Gaussian process model; and
verifying an estimate of the amount of particulate matter collected by checking an actual amount of particulate matter collected in the exhaust gas post-treatment device;
A diagnostic method of an exhaust gas post-treatment device comprising a.
제7항에 있어서,
상기 배기가스 후처리 장치의 상태를 진단하는 단계는, 상기 추정한 입자상 물질의 포집량과 기 설정된 제2 기준값을 비교하여 상기 배기가스 후처리 장치의 재생 필요성을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
8. The method of claim 7,
The step of diagnosing the state of the exhaust gas post-treatment device may include determining the need for regeneration of the exhaust gas post-treatment device by comparing the estimated amount of particulate matter collected with a preset second reference value. A diagnostic method of an exhaust gas after-treatment device.
배기가스에 포함된 입자상 물질(Particulate Matter)을 포집하는 배기가스 후처리 장치(Diesel Particulate Filter)의 상태를 진단하는 방법에 있어서,
기계 학습을 통해 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 판단하는 진단 모델을 학습하는 단계; 및
상기 학습된 진단 모델을 이용하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 진단하는 단계;를 포함하고,
상기 진단 모델을 학습하는 단계는,
배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계;
가우시안 프로세스(Gaussian Process) 모델을 이용하여 상기 측정된 조건 하에서 배기가스 후처리 장치에 포집된 입자상 물질의 포집량을 추정하는 단계;
상기 추정한 입자상 물질의 포집량과 기 설정된 제1 기준값을 비교하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 추정하는 단계;
상기 배기가스 후처리 장치의 실제 설치 여부를 확인하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부에 대한 추정을 검증하는 단계; 및
검증 결과 설치 여부에 대한 추정이 잘못된 경우 상기 제1 기준값을 재설정하는 단계;
를 포함하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
In the method of diagnosing the state of an exhaust gas after-treatment device (Diesel Particulate Filter) that collects particulate matter (Particulate Matter) contained in exhaust gas,
learning a diagnostic model for determining whether the exhaust gas post-treatment device is installed through machine learning; and
diagnosing whether the exhaust gas post-processing device is installed using the learned diagnostic model;
Learning the diagnostic model comprises:
measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas aftertreatment device;
estimating a collection amount of particulate matter collected in an exhaust gas post-treatment device under the measured conditions using a Gaussian process model;
estimating whether the exhaust gas post-treatment device is installed by comparing the estimated amount of particulate matter collected with a preset first reference value;
verifying an estimate of whether the exhaust gas post-treatment device is installed by checking whether the exhaust gas post-treatment device is actually installed; and
resetting the first reference value when an estimation of whether the verification result is installed or not is incorrect;
A diagnostic method of an exhaust gas after-treatment device comprising a.
제9항에 있어서,
상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 판단하는 단계는,
배기가스의 온도, 배기가스의 유량, 및 상기 배기가스 후처리 장치의 전단과 후단 사이의 압력 강하량을 측정하는 단계; 및
상기 측정한 온도, 유량 및 압력 강하량 데이터를 상기 학습된 진단 모델에 대입하여 상기 배기가스 후처리 장치의 설치 여부를 진단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 장치의 진단 방법.
10. The method of claim 9,
The step of determining whether the exhaust gas post-treatment device is installed,
measuring the temperature of the exhaust gas, the flow rate of the exhaust gas, and the amount of pressure drop between the front end and the rear end of the exhaust gas aftertreatment device; and
diagnosing whether the exhaust gas post-processing device is installed by substituting the measured temperature, flow rate and pressure drop data into the learned diagnostic model;
A diagnostic method of an exhaust gas post-treatment device comprising a.
KR1020200042285A 2020-04-07 2020-04-07 Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning KR102323970B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200042285A KR102323970B1 (en) 2020-04-07 2020-04-07 Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200042285A KR102323970B1 (en) 2020-04-07 2020-04-07 Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210124785A true KR20210124785A (en) 2021-10-15
KR102323970B1 KR102323970B1 (en) 2021-11-09

Family

ID=78151038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200042285A KR102323970B1 (en) 2020-04-07 2020-04-07 Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102323970B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256846A (en) * 2001-02-28 2002-09-11 Bosch Automotive Systems Corp Filter control device
US20110143449A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-16 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for catalyst presence detection
KR101775018B1 (en) 2015-09-18 2017-09-19 세종공업 주식회사 Diagnosis apparatus for DPF generation time
KR20190131103A (en) * 2017-03-29 2019-11-25 로베르트 보쉬 게엠베하 Diagnostic method of particulate filter and its computer program product

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256846A (en) * 2001-02-28 2002-09-11 Bosch Automotive Systems Corp Filter control device
US20110143449A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-16 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for catalyst presence detection
KR101775018B1 (en) 2015-09-18 2017-09-19 세종공업 주식회사 Diagnosis apparatus for DPF generation time
KR20190131103A (en) * 2017-03-29 2019-11-25 로베르트 보쉬 게엠베하 Diagnostic method of particulate filter and its computer program product

Also Published As

Publication number Publication date
KR102323970B1 (en) 2021-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11346267B2 (en) Operating an exhaust gas aftertreatment system of an internal combustion engine and an exhaust gas aftertreatment system
JP6313146B2 (en) Particulate filter failure diagnosis method and apparatus
CN110462177B (en) Method and computer program product for diagnosing a particulate filter
US8459005B2 (en) Method and device for diagnosing a particle filter
CN102667090B (en) Apparatus, system, and method for estimating deterioration of a NOX sensor response rate
CN109281739B (en) Wiring detection method and detection device
JP5296068B2 (en) Sensor rationality diagnosis
JP6064031B2 (en) Self-diagnosis method for diagnosing SCR system
EP2037090B1 (en) Particulate filter failure detecting system
US20150167517A1 (en) Method for detecting abnormally frequent diesel particulate filter regeneration, engine and exhaust aftertreatment system, and warning system and method
EP3056698A1 (en) Method for monitoring a particulate filter
CN102337953B (en) Method operating a diesel particulate filter
CN111335991B (en) Method and apparatus for diagnosing a particulate filter arranged in an exhaust system of a gasoline-driven internal combustion engine
CN103314191A (en) Device for detecting failure in particulate filter
EP2929157B1 (en) On board diagnosis of the condition of an exhaust particle filter
US9068495B2 (en) Oxidation catalyst/hydrocarbon injector testing system
JP2010116857A (en) Abnormality diagnosing device for air flow sensor and abnormality diagnosing method therefor
US5927068A (en) Method and apparatus for monitoring the functioning of a catalytic converter
CN108825344B (en) NO (nitric oxide)xMethod and device for judging reasonability of sensor measurement value
US20070101699A1 (en) Three sensor comparison rationality test
KR102323970B1 (en) Method for diagnosing diesel particulate filter using machine learning
WO2020066931A1 (en) Estimation device and vehicle
KR20180066487A (en) Leak detection method of dpf by using a nitrogen oxide sensor
US11448568B2 (en) Method of determining the evaluation time for a diagnosis
KR102324288B1 (en) Method and device for diagnosis of a particle filter arranged in the exhaust gas system of a petrol-operated internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant