가속도계 기반 비침투 실린더 압력·연소 변수 추정과 건강 모니터링

Non-Intrusive In-Cylinder Pressure and Combustion Parameter Estimation Using Accelerometers with Health Monitoring

연구 내용

비침투 가속도계 신호를 이용해 실린더 압력과 연소 변수를 추정하고, 잔차 기반 진단으로 센서·인젝터 고장을 판별하는 연구

엔진 블록에 비침투 방식으로 장착한 외부 가속도계 신호에서 연소 성분과 비연소 성분을 분리하여 실린더 압력 및 연소 변수를 추정하는 방법을 수행합니다. 연소 성분과 압력 성분의 시간변화 관계를 기반으로 한 동적 모델을 구성하고, 운전 조건이 변해도 추정 오차를 안정적으로 유지하는 강건성 평가를 포함합니다. 또한 추정 압력과 계측 압력의 차이에서 얻는 잔차의 패턴을 분석해 압력 센서, 연료 인젝터, 가속도계의 이상을 식별하는 건강 모니터링 체계를 개발합니다. 이를 통해 연소 제어 입력 설계 및 고장 조기 탐지에 활용 가능한 추정 알고리즘을 제공합니다.

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연구 흐름

초기에는 가속도계 측정 신호를 이용해 연소 성분을 추출하고, 실린더 압력과 연소 변수를 연결하는 추정 모델을 구성하는 데 집중했습니다. 이후 사이클-투-사이클 변동을 반영하여 모델 이득을 튜닝하고, 누적 열 방출 관련 핵심 지표와 같은 제어 지향 변수를 안정적으로 추정하도록 확장했습니다. 이어서 다양한 분사 조건과 운전 상태에서의 평가를 통해 알고리즘의 강건성을 검증했습니다. 동시에 추정치와 계측치의 잔차를 기반으로 압력 센서, 인젝터, 가속도계의 고장 시나리오를 구분하는 건강 모니터링 연구로 발전했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

비침투 엔진 상태 추정
사이클-투-사이클 연소 변수 모니터링
연소 제어 입력 산정
엔진 고장 조기 탐지
잔차 기반 센서 이상 식별
인젝터 성능 열화 감지
운전 조건 적응형 추정 알고리즘
실험 데이터 기반 추정 검증
연소 계측 대체 센싱 파이프라인
조건부 고장 분류 모델