CN102797546B - NOx传感器的增益/幅值诊断 - Google Patents

NOx传感器的增益/幅值诊断 Download PDF

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Abstract

本发明为NOx传感器的增益/幅值诊断。一种方法，包括用于确定排气流中的NOx传感器是否正常工作的车载系统和实践。所述方法使用NOx传感器的增益和/或偏移来确定其准确性。

Description

NOx传感器的增益/幅值诊断
技术领域
本发明涉及评估来自于传感器的电输出信号的车载测试方法，所述传感器置于柴油发动机（或其它稀燃发动机）排气流中以检测排气中的氮氧化物（NOx）量。这种与NOx浓度相关的电压或电流信号由车载基于计算机的控制系统使用，用于管理发动机操作，用于管理和评估发动机排气处理。更具体地，本发明涉及这种NOx传感器的车载测试，以相对于排气成分评估其准确性。
背景技术
用于驱动机动车辆的多气缸往复式活塞车辆发动机产生热流动排气流，其在离开发动机的排气歧管之后被处理以将未燃烃和一氧化碳氧化为二氧化碳和水，且在气体从尾管释放到大气之前将氮氧化物（NOx）混合物还原为氮气和水。
许多火花点火汽油发动机用供应至发动机气缸的燃料和空气添加物操作，所述燃料和空气添加物围绕大约14.7/1的化学计量比空气-燃料质量比紧密地变化。排气后处理然后使用氧传感器和三效催化剂系统完成，所述三效催化剂系统被管理以促进氧化和还原反应两者，以便产生清洁排气。柴油燃料压缩点火发动机和其它稀燃发动机通常以大大高于化学计量比的空气-燃料质量比操作，从而将充裕的空气装载到燃烧气缸中。来自于这种发动机操作的排气含有比常规汽油发动机排气更多的氧和氮氧化物。来自于稀燃发动机的排气处理通常使用用于未燃烃和一氧化碳的上游氧化催化剂，用于将一些NO氧化为NO2。在通过氧化催化剂之后，用于氮氧化物的还原剂材料（例如，尿素）喷射到热排气中且与热排气混合。气体然后送至与催化剂材料接触，所述催化剂材料被选择用于还原剂材料和氮氧化物之间的反应以形成氮气和水，以便从排气通道释放。由于氮化合物的氧含量被还原，因而该反应称为“还原”反应。该排气还原实践通常称为NOx的选择性催化还原（SCR）。
SCR型排气后处理系统需要插入排气流中的NOx传感器，用于管理还原剂材料添加到排气流中和其它后处理实践。可选地或者除此之外，NOx传感器可以用作能够指示车辆排放系统的总体功能性的车载诊断（OBD）系统监测系统的一部分。NOx传感器通常形成为小的电化学单元，其例如通过响应于在排气中流动且流经传感器表面的氮氧化物物质的量产生电压或电流信号而工作。NOx传感器数据还可以用于评估用于NOx还原的催化剂或其它排气后处理材料是否正常工作。
需要确定排气流中的NOx传感器是否正常工作的车载系统和实践。当用于车辆排气系统的NOx传感器不正常工作时，通常需要迅速地诊断故障且报告给车辆操作者。本发明涉及评估这些重要NOx传感器的性能的某些方面的车载计算机进行和管理的诊断方法。
发明内容
来自于柴油发动机的排气流通常包含按体积计一直到大约百分之十的氧，大约100至2000百万分率（ppm）的一氧化氮（NO）和大约20-200 ppm的二氧化氮（NO2）。NOx传感器在排气流中的预定位置使用，以快速地确定NOx成分的当前量，用于确定例如当前应当添加多少还原剂材料，以实现将NOx转换为氮气和水。在该示例中，传感器将位于还原剂材料喷射装置和SCR催化剂材料的上游。在另一个示例中，NOx传感器位于排气流中SCR催化剂材料的下游，以确认NOx的还原。
用于发动机排气流中的氮氧化物的许多传感器由陶瓷型金属氧化物制成，例如用三氧化二钇（氧化钇，Y2O3）稳定的二氧化锆（氧化锆，ZrO2）。这些材料已经用于氧传感器且适合用作NOx传感器。它们被压实作为在尾管的高温（例如，300℃和更高）下传导氧离子的密集陶瓷。传感器的氧化物本体的表面配置有一对高温电极，其可以例如由铂、金或钯或其它金属氧化物形成。传感器形成为提供根据排气流中的传感器位置处的氮氧化物浓度而变的电信号，例如电压或电流变化。来自于传感器的导线用于将信号传输给合适的计算机控制系统，用于管理排气处理系统的操作。由于发动机燃料供应和操作管理与排气成分之间的紧密关系，用于控制排气处理的基于计算机的系统可以是发动机操作控制系统的一部分或者与发动机操作控制系统通信。
根据本发明的实施例，提供用于纠正车辆排气流的一个或多个NOx传感器的操作特性的车载计算机管理诊断的算法。这些算法可以使用所收集NOx传感器输出数据的最小二乘估计值来确定NOx传感器的增益和/或偏移，且将所确定的增益和/或偏移与已知准确性阈值进行比较。
方案1. 一种诊断车辆NOx传感器故障的方法，包括以下步骤：
(a)在一定时间段内，将从NOx传感器接收的输出相对于燃料消耗量记录；
(b)计算在该时间段内相对于燃料消耗记录的NOx传感器输出的平均值；
(c)重复步骤(a)和(b)至少一次；
(d)基于预期NOx传感器输出针对多于一个的计算平均值执行最小二乘估计（LSE）；
(e)基于LSE产生NOx传感器增益；以及
(f)确定NOx传感器增益是否高于或低于预定阈值。
方案2. 根据方案1所述的方法，其中，步骤(a)还包括：产生数据取样速率、记录的时间段、或者两者。
方案3. 根据方案1所述的方法，还包括步骤：确定一个或多个初始条件是否满足。
方案4. 根据方案3所述的方法，还包括步骤：确定一个或多个初始条件是否满足超过预定时间量。
方案5. 根据方案3所述的方法，其中，初始条件还包括：确定排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流率高于预定速率。
方案6. 根据方案1所述的方法，其中，步骤(b)还包括：基于一个或多个车辆操作度量将所记录数据标准化。
方案7. 根据方案1所述的方法，还包括步骤：将来自于健康NOx传感器的预期输出作为查询表存储在车辆的存储器中。 
方案8. 根据方案1所述的方法，其中，执行LSE还包括：基于来自于健康NOx传感器的预期输出拟合多个计算平均值的线性方程。
方案9. 根据方案8所述的方法，其中，线性方程用于确定NOx传感器增益、NOx传感器偏移或两者。
方案10. 根据方案8所述的方法，其中，线性方程的斜率表示NOx传感器的增益。
方案11. 根据方案9所述的方法，其中，线性方程的y截距表示NOx传感器偏移。
方案12. 一种诊断车辆NOx传感器故障的方法，包括以下步骤：
(a)确定是否存在与车辆操作有关的一个或多个预定初始条件；
(b)在存在初始条件时，记录来自于NOx传感器的输出；
(c)计算所记录输出的平均值；
(d)重复步骤(b)和(c)多于一次，以产生多个平均值；
(e)基于查询表中包括的预期NOx输出数据值对所述多个平均值执行最小二乘估计（LSE）；
(f)将LSE的输出与健康NOx传感器的最大增益或最小增益进行比较；以及
(g)确定LSE的输出是否大于或小于查询表中包括的数据值。
方案13. 根据方案12所述的方法，其中，初始条件还包括：确定排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流率高于预定速率。
方案14. 根据方案12所述的方法，其中，执行LSE还包括：基于来自于健康NOx传感器的预期输出拟合多个计算平均值的线性方程。
方案15. 根据方案14所述的方法，其中，线性方程用于确定NOx传感器增益、NOx传感器偏移或两者。
方案16. 根据方案14所述的方法，其中，线性方程的斜率表示NOx传感器的增益。
方案17. 根据方案15所述的方法，其中，线性方程的y截距表示NOx传感器偏移。
方案18. 一种诊断车辆NOx故障的方法，包括以下步骤：
(a)确定确定排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流高于预定阈值；
(b)在EGR阀关闭且燃料流高于预定阈值时，在预定量的时间段内记录来自于NOx传感器的输出；
(c)计算所记录输出的平均值；
(d)重复步骤(b)和(c)多次，从而产生多个平均值；
(e)相对于来自于健康NOx传感器的预期输出计算所述多个平均值的最小二乘估计（LSE）；
(f)使用LSE来确定是否存在偏移；以及
(g)监测来自于NOx传感器的输出以确定输出是否高于高增益阈值或低于低增益阈值。
方案19. 根据方案18所述的方法，其中，计算LSE还包括：基于来自于健康NOx传感器的预期输出拟合多个计算平均值的线性方程。
方案20. 根据方案19所述的方法，其中，线性方程用于确定NOx传感器增益、NOx传感器偏移或两者。
附图说明
本发明的一个或多个优选示例性实施例将在下文结合附图描述，其中，相同的附图标记表示相同的元件，且其中：
图1是图示与本文所述的方法一起使用的车辆的示例性实施例的图；
图2是图示与本文所述的方法一起使用的车辆排气系统的示例性实施例的图；
图3是本文所述的方法的示例性实施例的流程图；和
图4是示出本文所述的方法的示例性实施例的曲线图。
具体实施方式
本文所述的方法可以使用从NOx传感器产生的输出诊断NOx传感器准确性。更具体地，所述方法可以确定NOx传感器增益相对于预期来自于这种传感器的输出是否过低或过高。此外，所述方法可以用于确定来自于NOx传感器的输出是否持续地高于或低于零点（例如，偏移）。这些确定可以通过执行最小二乘估计（LSE）来进行，其分析从NOx传感器接收的输出。由于不正确的尿素计量，高于/低于零点的NOx传感器偏移或者处于正常边界之外的增益可能引起排放物渗漏，且还使得不能诊断SCR催化剂故障。另一方面，具有异常高的增益和/或高于零点的偏移的NOx传感器可能引起排气的过多处理且可能导致氨逃逸。
在车辆操作期间， NOx传感器可能不能准确地测量排气中的NOx成分量。NOx传感器准确性可能影响添加到排气的处理量。如果NOx传感器对排气NOx含量的变化不能准确地响应，那么添加到排气的处理水平可能比所需更大或更小，从而导致上述的过多排放物渗漏或氨逃逸。因而，检测NOx传感器的增益以及低/高偏移NOx传感器状况且警告驾驶员这些状况可以导致其快速校正。
本文所述的方法可以应用于位于SCR系统上游和下游两者的NOx传感器。当NOx传感器位于SCR上游时，来自于NOx传感器的输出可以与表示正常工作NOx传感器的输出的查询表中的数据进行比较。
转向图1，示出了车辆10，包括发动机控制单元（ECU）12，其不仅接收从NOx传感器输出的数据，而且执行车辆10上的各种计算任务。车辆10在所示实施例中图示为乘用车辆，但是应当理解的是，还可以使用任何其它车辆，包括摩托车、卡车、运动型多功能车（SUV）、旅行车（RV）、轮船、飞机等。车辆10包括用于推进的车辆发动机（未示出），例如上文讨论的柴油燃料压缩点火发动机或其它稀燃发动机。
转向图2，示出了由车辆10使用的车辆排气系统14，其可以排出包括NOx的排气。车辆排气系统14可包括各个元件，例如用于测量排气的NOx含量的一个或多个NOx传感器16、用于将氨或一些其它排气处理物引入排气的计量模块18、以及被处理排气将流经的SCR催化剂20。NOx传感器16可以以在排气离开车辆发动机时监测排气的方式定位，和/或位于SCR催化剂20的下游以测量已处理排气的NOx含量。
图1所示的ECU 12可以是能够处理电子指令的任何类型的装置，包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器和专用集成电路（ASIC）。其可以是仅用于控制车辆发动机/排放物功能的专用处理器或者可以与其它车辆系统共用。ECU 12执行各种类型的数字存储指令，例如存储在存储器22中的软件或固件程序，其允许ECU 12提供宽范围的各种服务。该软件中的至少一些能够执行数学分析，例如LSE或线性回归分析。车辆总线24可以在NOx传感器16和ECU 12以及位于车辆10上的其它模块之间传送数据和交换指令。这些其它模块中的一些包括具有至少一个扬声器的音频系统26和能够听觉或视觉传送消息给车辆乘员的可视显示器28。例如，ECU 12可以执行程序或处理数据以实现本文所述方法的至少一部分。此外，ECU 12可以包括一个或多个计时器和/或计数器，其可以提供本文所述方法的计时和/或计数功能。
转向图3，示出了诊断车辆NOx传感器故障的示例性方法300。方法300可以在步骤310通过确定是否存在与车辆操作有关的一个或多个预定初始条件而开始。在开始方法300之前，可以检查多个初始条件。例如，这些条件可以包括排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流率高于预定阈值。在该配置下，EGR阀关闭可增加排气中的NOx颗粒含量水平，从而增加NOx传感器输出的分辨率。此外，可以确定至车辆发动机的燃料流率高于某一阈值。当这是如此时，车辆发动机可产生合适量的NOx，从而增加NOx传感器输出的分辨率。通过关闭EGR阀和/或确定燃料流高于预定速率，方法300可以有助于确保在排气中存在充分的NOx水平，从而导致NOx传感器故障的准确诊断。这些条件中的每个都能够以多种方法检测，例如使用ECU12来从能够感测EGR阀位置和/或至车辆发动机的燃料流率的一个或多个车辆传感器接收信号。
初始条件的其他组合可以用于确定是否应当开始NOx传感器诊断。例如，ECU12可以检测测试标记的存在，其指导ECU12开始诊断NOx传感器故障。在另一个示例中，初始条件可以包括测量EGR阀关闭的时间量。如果EGR阀关闭超过预定时间量，那么可以满足初始条件。所述时间量可基于能够在ECU12或其他时间保持装置中设定的计时器来测量。还可以规定取决于车辆排气系统14中的NOx传感器16的位置的某些初始条件。例如，位于SCR催化剂20下游的NOx传感器16可在SCR催化剂20的温度处于特定温度范围内时更准确地分析。在SCR催化剂20高于/低于某温度（例如，在冷起动期间或者在可能加热SCR催化剂20的车辆操作的一定时间段之后可能发生）时，NOx传感器诊断方法300的准确性可以改进。为了给出一些示例，这种初始条件可要求SCR催化剂温度低于250℃或高于500℃。SCR催化剂20的温度可以使用温度传感器监测，所述温度传感器将电信号输出给ECU12，在ECU12处，电信号被监测且与存储在车辆12上存储器装置22中的阈值进行比较。方法300前进到步骤320。
在步骤320，在一定时间段内记录从NOx传感器16接收的输出相对于燃料消耗量。NOx传感器输出可以在关于步骤310所述的一个或多个初始条件满足时（且可能在一个或多个条件满足预定时间量时）开始记录。可选地，记录NOx传感器输出可以基于技术人员的指导或者在中央控制器（例如，ECU12）处接收的其他测试信号而开始。
在示例性实施方式中，当存在步骤310中所述的初始条件时，记录来自于NOx传感器16的输出和至车辆发动机的燃料流率。来自于NOx传感器16的输出可以在EGR阀关闭和燃料流高于预定阈值时的预定时间段内记录。记录NOx传感器输出的过程可以包括指定从NOx传感器16输出样本的数据取样速率和时间段。数据取样速率和时间段中的每个都可能影响在记录来自于NOx传感器16的输出时收集的数据点的数量。或者换句话说，速率和时间段两者都可以变化以获得期望数量的数据点。指定数量的数据点还可能作为ECU12或存储器装置22中的值产生。在另一个示例中，ECU12可以确定一个或多个初始条件已经满足预定时间量。然后，ECU12可以开始记录NOx传感器输出预定时间段，在此期间，ECU12将表示NOx传感器输出的数据以特定数据取样速率写到位于车辆10上的存储器22中。所记录NOx数据可以不仅包括表示排气流中的NOx颗粒量的数据，而且包括表示可能影响NOx颗粒量的车辆发动机操作度量的数据。这些车辆发动机操作度量包括车辆发动机转每分（RPM）、至车辆发动机的燃料流率或者环境温度等等中的一个或多个。方法300前进到步骤330。
在步骤330，计算所记录输出的平均值。计算所记录数据（例如，表示NOx传感器输出）的平均值（例如，算术平均值）可以包括基于一个或多个车辆操作度量标准化所记录数据，以便减少可能引起噪音的变量。这些度量可以包括燃料消耗速率或车辆发动机RPM。为了实现此，平均值可以基于在特定RPM范围和/或燃料流范围内记录的输出计算。由此，NOx输出应当不基于燃料流和/或车辆发动机RPM变化。在确定是否存在一个或多个初始条件（如步骤310所述）时，可以省去所记录输出的该标准化。由此，来自于NOx传感器16的记录输出可能已经表示一致或恒定的发动机操作配置。与所记录NOx传感器数据中的变化是否可以基于发动机RPM/燃料流或使用步骤310的确定来标准化无关，所记录数据的平均值可以使用已知计算方法来确定，其可以使用计算能力实现，例如，ECU12所能够的计算能力。方法300前进到步骤340。
在步骤340，步骤320和330重复多于一次以产生多个平均值或均值。一旦在步骤330中计算平均值，方法300就可以受益于附加均值的计算。例如，方法300可以要求设定重复值，其可以确定在进一步进行之前将计算多少平均值。在一个示例中，该值可以是5个均值。即，来自于NOx传感器16的输出可以记录一定时间段，在该时间期间可以记录来自于NOx传感器16的多个数据点，且可以计算第二均值。该过程可以重复，从而产生第三均值、第四均值等。关于单位，均值可表示从所记录NOx传感器输出计算的排气中的测量NOx颗粒的平均量。虽然该示例关于5个均值描述，但是可以使用更少或更多均值。方法300前进到步骤350。
在步骤350，基于预期NOx传感器输出对多于一个计算平均值进行最小二乘估计（LSE）。LSE基于所述多个均值相对于来自于健康NOx传感器16的预期输出进行。来自于健康NOx传感器16的预期输出可以存储在数据库中，例如可以通过存储在车辆12的存储器装置22中的查询表实现。在一个示例中，来自于健康NOx的预期输出可以存储在查询表中，其包括在各个燃料流和RPM测量值以及考虑EGR是否关闭的值时来自于健康NOx传感器16的假定NOx输出。
LSE可以使用普通最小二乘计算来实现，其可以针对均值相对于来自于健康NOx传感器16的预期输出拟合线性回归模型或线性估计。因变量可以表示预期NOx传感器输出，而自变量可以是记录或测量NOx传感器值的计算平均值。例如，LSE可以拟合表示计算均值的直线或线性方程。线性方程可以以斜率截距形式表示（例如，y＝mx+b），其中，y表示自变量，x表示因变量，m表示斜率，b表示y轴上的截距。使用该形式，值b可以表示NOx传感器16的偏移值，这可以表示NOx传感器16的输出从排气中的NOx颗粒的实际值偏移多远。例如，如果线性方程中的值b为零，那么可以确定由NOx传感器16产生的输出可能不从排气中的NOx的实际量偏移。然而，如果b值非零，那么可以确定来自于NOx传感器16的输出偏移由b值表示的量。
给定使用LSE产生的线性回归模型，NOx传感器增益可以基于LSE计算。使用斜率截距形式来表示LSE或线性回归，该直线的斜率（m）可以表示NOx传感器16的增益。在该情况下，LSE输出在计算均值范围内的斜率可以表示NOx传感器16相对于假定或预期NOx传感器16的增益。
健康NOx传感器的预期值还可以用于设定低增益阈值和高增益阈值，用于评估NOx传感器16的健康状况。例如，给定NOx传感器16的预期输出，技术人员、工程师或其他人员可以设定增益阈值，高于或低于该增益阈值将表示NOx传感器16可能欠佳地或最多低效地操作。低增益阈值和高增益阈值可以存储在车辆10的存储器22中以由ECU12访问。类似地，还可以产生阈值，用于将使用LSE检测的偏移与建立NOx传感器16的最大偏移的预定值进行比较。方法300前进到步骤360。
在360，LSE输出与在所记录燃料流率时健康NOx传感器的最大增益或最小增益进行比较。这可以表示从LSE确定的NOx传感器16的增益和/或偏移可以与已经基于健康NOx传感器性能建立的已知阈值进行比较。于是可以确定NOx传感器增益是否高于或低于预定阈值。这可以通过将LSE输出与最小/最大增益阈值进行比较以确定LSE输出是否高于高增益阈值或低于低增益阈值来实现。通过将使用 LSE确定的偏移与建立NOx传感器的最大偏移的预定值进行比较，LSE还可以用于确定是否存在偏移状况。使用LSE确定的增益和/或偏移和任何阈值之间的比较可以使用ECU12或其他计算装置实现。如果使用LSE确定的增益超过高增益阈值或者低于低增益阈值，那么误差消息可被产生且传输给车辆乘员或车辆技术人员。这可以通过使用音频系统26和/或可视显示器28触发车辆12中的可视和/或可听到的报警来实现。附加地或者可选地，ECU12可以设定标记，表示NOx传感器16存在或者已经存在故障。方法300然后结束。
转向图4，示出了将测量或记录NOx传感器输出的LSE与NOx传感器16的预期性能以及低和高增益阈值相关联的曲线图。该曲线图可有助于图示上文所述构思中的至少一些。曲线图中示出了两个示例，在一个中，从记录NOx输出的LSE确定的增益可低于低增益阈值（低增益示例），在另一个示例中，从记录NOx输出的LSE确定的增益可高于高增益阈值（高增益示例）。从曲线图可以理解，表示高/低增益阈值的直线可以在零处与y轴相交，且具有等于增益阈值的斜率。或者换句话说，直线的斜率可以表示低或高增益阈值。在该情况下，高增益阈值是1.35，低增益阈值是0.35。在低增益示例中，LSE确定的线性回归具有0.2575的斜率（例如，增益），其低于低增益阈值。从曲线图可以理解，具有0.2575的斜率/增益的直线也在零处穿过y轴，这可以表示在该示例中NOx传感器16没有偏移。在低增益示例中，由LSE确定的测量增益（0.2575）的比较可导致该特定NOx传感器16的诊断故障。在高增益示例中，LSE确定的线性回归具有1.5448的斜率（例如，增益），其高于阈值。从曲线图可以理解，具有1.5448的斜率/增益的直线也在零处穿过y轴，这可以表示在该示例中NOx传感器16没有偏移。在高增益示例中，由LSE确定的测量增益的比较可导致该特定NOx传感器16的诊断故障。
应当理解的是，前文是本发明的一个或多个优选示例性实施例的说明。本发明并不限于本文公开的具体实施例，而相反仅仅由所附权利要求限定。此外，前述说明中包含的陈述涉及具体实施例且不理解为对本发明范围或权利要求中使用的用词定义的限制，除非用词或措词在上文明确定义。所公开实施例的各种其它实施例和各种变化和修改对本领域技术人员来说将是显而易见的。所有这种其它实施例、变化和修改旨在落入所附权利要求范围内。
如该说明书和权利要求中使用的那样，用词“例如”、“如”、“诸如”和“如同”以及动词“包括”、“具有”、“包含”及其其它动词形式，在与一个或多个部件或其它项的列表结合使用时，均应当被理解为开放式的，意味着列表不认为是排除其它附加部件或项。其它用词应当使用其最广泛的合理涵义理解，除非它们在需要不同解释的上下文中使用。

Claims (18)

1.一种诊断车辆NOx传感器故障的方法，包括以下步骤：
(a1)确定排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流率高于预定速率；
(a2)响应于步骤(a1)，在一定时间段内，将从NOx传感器接收的输出相对于燃料消耗量记录；
(b)计算在该时间段内相对于燃料消耗记录的NOx传感器输出的平均值；
(c)重复步骤(a1)、(a2)和(b)至少一次；
(d)基于预期NOx传感器输出针对多于一个的计算平均值执行最小二乘估计（LSE）；
(e)基于最小二乘估计（LSE）产生NOx传感器增益；以及
(f)确定NOx传感器增益是否高于或低于预定阈值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a2)还包括：产生数据取样速率和/或记录的时间段。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：确定一个或多个初始条件是否满足。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括步骤：确定一个或多个初始条件是否满足超过预定时间量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)还包括：基于一个或多个车辆操作度量将所记录数据标准化。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：如果NOx传感器没有故障，将来自于NOx传感器的预期输出作为查询表存储在车辆的存储器中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，执行最小二乘估计（LSE）还包括：如果NOx传感器没有故障，基于来自于NOx传感器的预期输出拟合多个计算平均值的线性方程。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，线性方程用于确定NOx传感器增益和/或NOx传感器偏移。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，线性方程的斜率表示NOx传感器的增益。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，线性方程的y截距表示NOx传感器偏移。
11.一种诊断车辆NOx传感器故障的方法，包括以下步骤：
(a)确定排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流率高于预定速率；
(b)响应于步骤(a)，记录来自于NOx传感器的输出；
(c)计算所记录输出的平均值；
(d)重复步骤(b)和(c)多于一次，以产生多个平均值；
(e)基于查询表中包括的预期NOx输出数据值对所述多个平均值执行最小二乘估计（LSE）；
(f)如果NOx传感器没有故障，将最小二乘估计（LSE）的输出与NOx传感器的最大增益或最小增益进行比较；以及
(g)确定最小二乘估计（LSE）的输出是否大于或小于查询表中包括的数据值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，执行最小二乘估计（LSE）还包括：如果NOx传感器没有故障，基于来自于NOx传感器的预期输出拟合多个计算平均值的线性方程。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，线性方程用于确定NOx传感器增益和/或NOx传感器偏移。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，线性方程的斜率表示NOx传感器的增益。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，线性方程的y截距表示NOx传感器偏移。
16.一种诊断车辆NOx传感器故障的方法，包括以下步骤：
(a)确定排气再循环（EGR）阀关闭且至车辆发动机的燃料流高于预定阈值；
(b)在排气再循环（EGR）阀关闭且燃料流高于预定阈值时，在预定量的时间段内记录来自于NOx传感器的输出；
(c)计算所记录输出的平均值；
(d)重复步骤(b)和(c)多次，从而产生多个平均值；
(e)如果NOx传感器没有故障，相对于来自于NOx传感器的预期输出计算所述多个平均值的最小二乘估计（LSE）；
(f)使用最小二乘估计（LSE）来确定是否存在偏移；以及
(g)监测来自于NOx传感器的输出以确定输出是否高于高增益阈值或低于低增益阈值。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，计算最小二乘估计（LSE）还包括：如果NOx传感器没有故障，基于来自于NOx传感器的预期输出拟合多个计算平均值的线性方程。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，线性方程用于确定NOx传感器增益和/或NOx传感器偏移。 
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