CN104975914A - 增强的实时氨泄露检测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增强的实时氨泄漏检测。描述用于基于瞬态NOx传感器响应在排气系统中检测氨泄露的系统和方法。在一个示例方法中，使用基于在窗口内计算出的总节段长度处理瞬态信号的节段长度法，响应瞬态传感器，排气系统将尾管NOx传感器输出分配给NOx和NH₃水平。对于在SCR下游的测量NOx变化率和预期NOx变化率，确定节段长度相对于阈值的比率，NOx变化率进一步用于基于测量的传感器活动确定NOx和NH₃的概率，并且包括控制器，控制器用于基于传感器输出的分配和变化调整一个或多个参数。

Description

增强的实时氨泄露检测

相关申请的交叉参考

本申请为于2013年4月9日提交的美国专利申请No.13/859435、“增强的实时氨泄露检测”的部分继续申请，其全部内容通过引用在此并入本申请，以用于所有目的。

技术领域

本申请大体涉及包括在内燃发动机的排气系统中的排气处理系统的氨泄露检测。

背景技术

柴油车辆可装备有排气处理系统，该系统可包括，例如，基于尿素的选择性催化还原(SCR)系统和一个或多个排气传感器，诸如氮氧化物(NOx)传感器，排气传感器中的至少一个可设置在SCR系统的下游。当SCR系统变得满载尿素至饱和点时，SCR系统可开始泄漏氨(NH₃)，其中饱和点随温度而变化。当NOx导致过高的不精确的NOx输出时，NH₃从SCR系统的泄漏可通过尾管NOx传感器来检测。因此，SCR系统的效率实际上可比基于不精确的NOx输出所确定的效率更高。

US 2012/0085083描述了使用多项式模型估计NOx浓度的方法，多项式模型也允许估计在下游尾管NOx传感器处的NH₃浓度。如在其中所述的，位于SCR上游的原料气(feedgas)NOx传感器和位于SCR下游的尾管NOx传感器的时间传感器特征使用多项式模型来量化并拟合，多项式模式能够估计NH₃泄漏和NOx转换效率。然而，由于该方法使用每个传感器信号的节段用于处理，所以在采集每个NOx传感器输出信号与分配(allocation)下游NOx传感器输出给NOx和NH₃之间存在时间滞后。当时间滞后与可易于出现局部估计误差的所述多项式拟合算法结合时，就难以实施按照所述方法的实时NH₃泄露检测系统的实现。

发明内容

发明者已经认识到使用以上方法的缺点，并且本文公开了用于在发动机排气系统中实时控制氨泄露的方法。所述方法使用NOx传感器的瞬态响应识别NOx信号的变化率。然后，处理器进一步使用NOx信号的变化率确定下游尾管NOx传感器如何基于SCR上游的排气流预期变化，这允许尾管NOx传感器以本文描述的方式来分配。发明者已经进一步认识到当处理瞬态信号时，在敏感度与准确度之间存在折衷。为此，所公开的节段长度法增加了信号敏感度，同时维持了高度的准确度，特别是在低排气温度的情况下，这允许在轻度驱动的发动机循环期间的信号处理增强。另外，发明者已经进一步认识到，在一些情况下，因为相位误差由于定相使得包迹(envelope)更大，所以包迹技术可具有比节段长度法低的敏感度。此外，在瞬态信号的方向变化期间，包迹法容易失效，在一些情况下这可导致准确度降低。因此，所公开的节段长度法对噪声因素和相位误差更稳健，并且可因此具有更高的敏感度而不会使准确度显著降低。作为一个示例，发明者发现节段长度法对氨检测的敏感度为～10ppm，而包迹法的敏感度为～25-30ppm。在一个具体的示例中，排气系统包括在SCR设备的上游和下游连续监测排气流的两个NOx传感器。然后，当发动机系统的进入状况满足时，例如，当SCR设备高于温度阈值时，上游原料气NOx传感器的变化率与当前尾管读数结合来估计基于原料气信号斜率预期的尾管NOx传感器的变化率。然后，将预期的尾管NOx信号与实际NOx信号比较，以便使用本文公开并且在以下详细描述的包迹法和节段长度法中的一者或多者分配NOx传感器输出给NOx和NH₃。

在另一个示例中，提供了一种方法，该方法包括基于相对于SCR排放设备的上游NOx变化率和下游NOx变化率分配NOx传感器输出给NH₃和NOx中的每一者，这因此允许基于相对传感器信号调整输送到发动机排气的还原剂的量。由于该方法使用除预期的NOx信号之外的上游NOx传感器和下游NOx传感器的瞬态响应，因此可能实现高水平的NH₃检测。这样，就可能提供增强的NOx传感器输出的分配，以便确定在排气系统中的相对NOx和NH₃水平。

本说明书可提供若干优点。具体地，节段长度法可允许使用高水平检测敏感度实时监测NH₃泄露而没有高原料气NOx干预，同时保留检测准确度。因此，能够在车辆正在操作中时检测NH₃泄露，并且基于排气系统的当前状态采取补救措施。此外，由于检测敏感度增加，所以无需高水平的NOx，以便确定尾管NOx传感器输出到NOx和NH₃的分配。

当单独使用或结合附图使用时，本说明的以上优点和其他优点及特征从以下具体实施例中将显而易见。应该理解，提供上述发明内容是为以简化形式引入所选概念，其将在具体实施方式中进一步描述。这并非意味着确立所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的范围由随附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

当单独使用或参考附图时，本文描述的优点将通过阅读实施例的示例得到全面理解，实施例的示例本文称为具体实施方式，其中：

图1示出包括具有排气处理系统的排气系统的发动机的示意图；

图2A-图2D示出说明经由包迹法确定的氨泄露状况的曲线图；

图3示出说明用于在排气处理系统中经由包迹法检测氨泄露的程序的流程图；

图4示出说明用于当排气传感器输出分配给氮氧化物时控制操作参数的程序的流程图；

图5示出说明用于当排气传感器输出分配给氨时控制操作参数的程序的流程图；

图6A-图6D和图7A-图7D分别示出说明经由节段长度法确定的NOx和NH₃泄露状况的曲线图；

图8A-图8E示出根据该方法的在高尾管NH₃泄露状况下的示例排气信号；

图9示出说明根据节段长度法用于在排气处理系统中检测氨泄露的程序的流程图；

图10示出说明根据所公开的方法以不同处理模式操作控制系统以便将排气传感器输出分配给NOx和氨的程序的流程图。

具体实施方式

以下说明涉及用于基于在SCR系统中检测到的瞬态NOx信号从该SCR系统中检测NH₃泄露的方法和系统。在一个示例中，所描述的方法包括，响应瞬态原料气NOx信号，使用来自两个NOx传感器、位于SCR上游的原料气传感器和位于下游的尾管传感器的信息预测尾管NOx斜率。在一个具体的示例中，所公开的节段长度法进一步包括，经由节段长度法将预测的(或预期的)下游NOx变化率与测量的下游NOx变化率相比，以及根据检测到的瞬态信号将来自NOx传感器的输出以不同的量分配给氨和氮氧化物中的每一者。为简单和清楚起见，当测量的下游NOx变化率相对于预期的下游NOx变化率的比率超过阈值时，与NH₃相比，所述分配将更多的NOx传感器输出分配给NOx。在可替代的实施例中，该方法包括，围绕预期的尾管NOx信号生成包迹，以及根据传感器输出的变化将来自NOx传感器的输出以不同的量分配给氨和氮氧化物中的每一者。例如，落在预期包迹以外的瞬态尾管传感器输出指示排气系统正在泄露NH₃，这通过使计数器正向缓变至指示NH₃泄露的高水平来进一步量化。相反，瞬态尾管传感器输出落在预期包迹以内指示NOx泄露，这通过使计数器负向缓变至指示NOx泄露的低水平来进一步量化。这样，排气传感器可用于指示减小的排气处理系统效率和NH₃泄露状况两者。所述的方法进一步包括，基于确定的分配和传感器输出的变化调整一个或多个操作参数。

现在参考图1，其说明了示出多汽缸发动机10的一个汽缸的示意图，多汽缸发动机10可包括在汽车的推进系统中。通过包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入，可至少部分地控制发动机10。在该示例中，输入设备130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室(或汽缸)30可包括其中放置有活塞36的燃烧室壁32。活塞36可联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间变速器系统联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动器马达可经由飞轮联接到曲轴40，以实现发动机10的起动操作。

燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气，并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气门52和排气门54(未示出)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在图1所描绘的示例中，进气门52和排气门54可经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53均可包括一个或多个凸轮，并且可利用可由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中，进气门52和/或排气门54可由电子气门致动控制。例如，汽缸30可替代地包括经由电子气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

在一些实施例中，发动机10的每个汽缸均可配置有用于提供燃料到其的一个或多个燃料喷射器。作为非限制性的示例，所示汽缸30包括一个燃料喷射器66。所示燃料喷射器66直接联接到汽缸30，用于经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进其中。这样，燃料喷射器66提供被称为进入燃烧室30的燃料的直接喷射(此后成为“DI”)。

应该理解，在可替代的实施例中，喷射器66可以为将燃料提供到在汽缸30上游的进气道内的进气道喷射器。也应该理解的是，汽缸30可从多个喷射器接收燃料，诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或其组合。

在一个示例中，发动机10可以为通过压缩点火燃烧空气和柴油燃料的柴油发动机。在另一些非限制性实施例中，发动机10可通过压缩点火和/或火花点火燃烧不同的燃料，包括汽油、生物柴油或含混合燃料的酒精(例如，汽油和乙醇或汽油和甲醇)。

进气通道42可包括具有节流板64的节气门62。在该具体示例中，节流板64的位置可通过控制器12经由提供给包括在节气门62中的电动马达或致动器的信号而改变，这种构造通常被称为电子节气门控制(ETC)。这样，可操作节气门62以改变提供到在其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气空气。节流板64的位置可由节气门位置信号TP提供到控制器12。进气通道42可包括用于提供各自的信号MAF和MAP到控制器12的质量空气流量传感器120和歧管空气压力传感器122。

进一步地，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可将期望部分的排气经由EGR通道140从排气通道48传送到进气通道42。提供给进气歧管44的EGR的量可经由EGR阀142通过控制器12改变。通过将排气引入发动机，用于燃烧的可用氧的量减少，从而使(例如)燃烧火焰温度降低并且使NOx的形成减少。如所描述的，EGR系统进一步包括，可布置在EGR通道140内并且可提供排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示的EGR传感器。在一些状况下，EGR系统可用于调整在燃烧室内的空气和燃料混合物的温度，从而提供在一些燃烧模式期间控制点火正时的方法。进一步地，在一些状况期间，通过控制排气门门正时，诸如通过控制可变气门正时机构，可将一部分燃烧气体留在或捕集在燃烧室中。

排气系统128包括联接到排气处理系统150上游的排气通道48的排气传感器126。传感器126可以为用于提供排气空燃比指示的任何合适的传感器，诸如，线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或CO传感器。所示排气处理系统150沿着排气传感器126下游的排气通道48布置。

在图1所示的示例中，排气处理系统150为基于尿素的选择性催化还原(SCR)系统。SCR系统包括，例如，至少一种SCR催化剂152、尿素存储容器154和尿素喷射器156。在另一些实施例中，排气处理系统150可另外地或可替代地包括其他部件，诸如微粒过滤器、稀NOx捕集器、三元催化剂、各种其他排放控制设备或其组合。在所描绘的示例中，尿素喷射器156从尿素存储容器154提供尿素。然而，可使用各种可替代的方法，诸如，生成氨蒸汽的固体尿素粒，然后将其喷到或计量到SCR催化剂152。在又一示例中，稀NOx捕集器可放置在SCR催化剂152上游以生成用于SCR催化剂的NH₃，这取决于馈送到稀NOx捕集器的空气燃料比的程度或富集度。

排气处理系统150进一步包括，放置在SCR催化剂152下游的排气传感器158。在所描绘的实施例中，排气传感器158可以为，例如用于测量后SCR NOx的量的NOx传感器。在一些示例中，SCR系统的效率可基于，例如排气传感器158来确定，并且进一步基于放置在SCR系统上游的排气传感器126(例如，当传感器126测量NOx时)确定。在另一些示例中，排气传感器158可以为用于确定排气成分浓度的任何合适的传感器，诸如UEGO、EGO、HEGO、HC、CO传感器等。

控制器12在图1中示为微型计算机，其包括微理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、在该特定示例中示为只读存储器芯片(ROM)106的用于可执行程序和校准值的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可与联接到发动机10的传感器通信，并且因此接收来自所述传感器的各种信号，除先前讨论的那些信号以外，还包括：来自质量空气流量传感器120的引入质量空气流量(MAF)的测量值；来自联接到冷却套管144的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP；以及来自排气传感器126和158的排气成分浓度。通过控制器12可从信号PIP中生成发动机转速信号RPM。

存储介质只读存储器106能够使用非临时性计算机可读数据编程，该数据表示由处理器102可执行的指令，用于执行下述方法以及期望但未具体列出的其他变体。

在一个示例中，如以下关于图2更详细描述的，控制器12可基于来自排气传感器158的输出检测NH₃泄露。作为示例，当传感器158检测到NO_x输出的阈值增加时，控制器12调整EGR阀142，以减少EGR的量，使得从发动机10的NO_x排放增加。基于在减少EGR期间的传感器输出的变化，将传感器输出分配给NO_x和NH₃。例如，由于来自发动机的增加的NO_x未通过SCR系统减少，所以如果传感器输出增加，则输出就分配给NOx。另一方面，如果传感器输出未变化多于阈值量，则输出就分配给NH₃，并且指示NH₃泄露。基于输出和分配的变化，控制器12可调整一个或多个发动机操作参数。作为非限制性示例，控制器12可基于输出和分配的变化，调整EGR的量和/或还原剂的输送。

如上所述，图1示出多汽缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸可类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

转向图2A-图2D所示的曲线，示例瞬态NOx信号描述了针对图1的双传感器系统所示出的氨泄露状况。由于NOx传感器响应NOx和HN₃两者产生输出信号，所以检测NH₃泄露的方法可用于管理排气系统及其内资源的输出。例如，如果SCR系统满载尿素至随温度变化的饱和点，其可开始泄露NH₃。从SCR泄露的NH₃可通过尾管NOx传感器读取为NOx，由于信号中的一些实际上是由于NH₃产生，所以这就混淆了SCR控制和监测系统，使其认为该系统的效率比其事实上所具有的效率低。

在图2A-图2D中，示出了例证该方法的四条时间曲线。所述四条曲线是相关的并且因此使用了同一个时间轴线，为简单起见，沿着底部曲线将时间轴线示出。另外，尽管数据被示意性地示为时间(以秒计)的函数，但时间的单位不受限制并且其他时间单位是可能的。从顶部至底部，四条曲线表示：由在排气系统中的NOx传感器收集的NOx信号；根据该方法的尾管NOx传感器的预测斜率和实际斜率的衍生曲线；示出尾管NOx的预测斜率和实际斜率之间的差异的曲线；以及具有指示NH₃泄露的阈值的计数器。

在图2A中，虚线示出示例原料气信号202，而实线示出示例尾管信号204。当排气系统128处于NOx泄漏状态中时，例如，当SCR未饱和并且NH₃未被释放到排气系统中时，尾管信号可大致与原料气信号成比例。因此，原料气NOx信号和尾管NOx信号可同相并且彼此紧密跟随。此外，当NOx转换效率基本上为零时，尾管信号204和原料气信号202可基本上完全相同。相反，对于较高的NOx转换效率，尾管信号204的形状可类似原料气202的形状，但却是原料气信号的缩放形式。可替代地，当排气系统128处于NH₃泄露状态中时，尾管信号204可具有有点扁平的外观或者在比原料气信号202更低的频率处波动。正因为如此，在NH₃泄露期间，通常有一段时间这两个信号异相。尽管尾管信号能够超过原料气信号，特别是在温度增加之后，但这一般发生在瞬态或变化状况期间，这允许通过本文描述的方法从这两个信号中识别NH₃泄露。

该方法依赖于NOx传感器的瞬态响应，以便将信号分配给NH₃和NOx。因此，该方法的中心特征为NOx信号根据时间的变化率，或d(NOx)/dt。图2B示出衍生曲线，其中在图2A中的尾管信号204的斜率变化率随时间变化被绘制。瞬态NH₃检测围绕检测到的实际尾管NOx斜率与预期的预测尾管NOx斜率的比较而被建立。因此，图2B包括表示来自图2A的尾管信号204的变化率的实际斜率210。由于将在以下更详细描述，所以实际斜率210以标记a-d的四个部分示出。该方法进一步包括，使用原料气NOx的斜率(来自图2A的原料气信号202)和来自尾管传感器的当前尾管NOx信号或者瞬时读数预测尾管NOx斜率。尾管NOx传感器(例如，在图1中的传感器158)的预测斜率212能够使用已知的关系生成。在此，尾管NOx斜率使用下列关系预测：

(dTP_NOx/dt)_exp＝(TP/FG)*(dFG_NOx/dt)_act

其中，(dTP_NOx/dt)_exp为预期或预测的尾管信号的变化率，TP为瞬时尾管读数，FG为瞬时原料气读数，以及(dFG_NOx/dt)_act为原料气信号的实际变化率。使用该方法，基于NOx传感器的瞬态响应的两个斜率信号的比较允许高水平的NH₃检测敏感度。例如，在一些实施例中，瞬态检测方法能够检测低至25ppm的NH₃水平。

在操作期间，为计量实际斜率210如何接近预测斜率212，即，检测到的NOx信号变化如何对应于从原料气信号中预测的变化和系统效率，所描述的氨泄露检测(ASD)方法包括围绕预测的斜率曲线生成包迹。包迹限定围绕预测变化率的区域，其中当系统处于NOx泄漏中时，NOx输出信号有可能下降。因此，图2B示出表示在正向方向上从预测斜率偏移的正向包迹214和在负向方向上从预测斜率偏移的负向包迹216的两个点划线。当结合在一起时，正向包迹和负向包迹两者限定了围绕预测的变化率曲线的区域，预测的变化率曲线允许在排气系统中的信号鉴别和NOx与NH₃水平的评估。

返回到以标记a-d的四个部分示出的实际斜率210。曲线的不同区域表示进入状况满足的时期，使得在两条斜率曲线之间的比较能够被预期，从而提供在排气系统中的NOx和NH₃水平的准确确定。例如，在排气系统128内的传感器126和158联接到控制器12，控制器12可包括非临时性计算机可读数据，该数据表示由处理器12可执行的用于基于发动机的工况启用和禁用该方法的指令。因此，曲线210a和210c被示为未加粗的虚线段，以表示进入状况未满足并且该方法被禁用的示例性时期。相反，曲线210b和210d被示为加粗的虚线段，以表示进入状况满足并且该方法被启用的示例性时期。当接合时，控制器通过将实际斜率210与预测斜率212和周围包迹进行比较来处理数据。基本上，当实际斜率210落在包迹以内时，窗口计数器负向缓变并且递减到零，以指示排气系统由NOx组成，然而当实际斜率210落在包迹以外时，窗口计数器正向缓变并且远离零递增到高水平，以指示在排气系统中的NH₃泄漏的存在。

在一些实施例中，在NH₃泄露的状况期间，排气系统可包括由相对于原料气信号的较低的频率含量组成的尾管NOx传感器信号。正因为如此，高水平尾管频率可以指示NH₃泄露。因此，当实际斜率210大于频率阈值时，可指示理解为NOx信号的高频率含量。作为响应，无论斜率落在包迹以内或以外，窗口计数器均可递减到零以指示NOx泄露。例如，在一些实施例中，变化率(dTP_NOx/dt)_实际(在图2B中的实际斜率210)大于最大允许比率可被当作系统的NOx响应。

在图2C中，示出不同的曲线220，其反应在来自图2B的实际斜率210与预测斜率212之间的相对差异。为清楚起见，也示出指示无差异的在y＝0处的水平线。在其中，可以更清楚地观察到实际斜率相对于预测斜率的波动。例如，在左侧的早期，观察到负向峰值，其反应比通过该方法预测的斜率低的实际斜率(例如，实际斜率210小于预测斜率212)。其后，在不同曲线的轮廓之后，实际斜率基于排气系统中的状况围绕预测斜率波动。尽管未示出，但在一些实施例中，也可包括其他水平阈值线，以进一步指示在两条曲线之间的差异相当大的地方。

转向图2D，其示出用于指示NH₃泄露的窗口计数器的曲线。如以上简要描述，在控制器12启用ASD系统时，当实际斜率210落在包迹以外时，窗口计数器递增到指示NH₃泄露的高水平，而当实际斜率210落在包迹以内时，窗口计数器递减到指示NOx泄露的低水平。因此，当实际斜率210b落在包迹以外时，所示窗口计数器230增加。在图2D中，示出了两个阈值。第一阈值236指示在排气系统中的NH₃泄露。因此，当窗口计数器超过第一阈值236时，设定NH₃标记以指示NH₃正从SCR中泄露。为简单起见，在该示例方法中，NH₃标记为二进制标记。因此，当窗口计数器230大于第一阈值236时，NH₃标记设定为1。可替代地，当窗口计数器230降到第一阈值236以下时，NH₃标记重设为0。在所示的示例信号处理应用中，检测系统在210b和210d处所识别的两个区域中被启用。在此期间，计数器是有效的并且控制器使用系统的状态识别NH₃泄露是否正在发生。在一些实施例中，与第一阈值236相比的窗口230的相对量可用于指示排气系统128何时在泄露，而在另一些实施例中，窗口计数器230相对于高水平(指示NH₃)和低水平(例如，指示NOx的0)的瞬时位置可用于指示在排气系统中的NH₃泄露的概率或程度。在另一些实施例中，可包括比第一阈值236低的第二阈值234。在第二阈值234存在时，如上所述，当窗口计数器230降到第二阈值234而不是第一阈值236以下时，NH₃标记可重设为0。不同的阈值允许在系统中的滞后作用，所以如果窗口计数器230暂时降到第一阈值236以下就不用重设NH₃标记来指示NOx。相反，当窗口计数器230降到较低阈值以下时，指示NOx，较低阈值经设定指示在排气系统中的较高程度的NOx泄露。

由于氨泄露检测系统受到控制器12的控制，所以在由控制系统储存的可编程软件中可包括禁用检测系统的指令。尽管检测系统能够基于许多可想到的工况被禁用，并且许多变量的组合是可以的，但在一个实施例中，可编程指令可实现禁用检测系统的以下状况：低SCR温度、指示饱和原料气传感器输出的高原料气NOx水平、指示饱和尾管传感器输出的高尾管NOx水平、在检测阈值以下的低原料气或尾管NOx水平、NOx转换效率的高变化率或低变化率、发动机系统的低转矩输出、来自存储容器的尿素的低喷射脉冲、在原料气传感器或尾管传感器变成启用之后的可校准延迟、空间速度的高变化率、低排气流、指示在检测到的信号中的死区的最小/最大实际斜率或预测斜率、以及识别原料气拐点的低原料气NOx变化率。响应通过控制器12对这些状况中的一个或多个的检测，可禁用ASD方法，所以无信号处理以在此描述的方式发生。例如，实际斜率210c指的是在禁用检测系统时的期间采集的斜率信号。作为另一个示例，线232为指示系统的禁用状态的二进制线。因此，当线232基本上在x轴线上时，启用ASD系统并且控制器12可以已经描述的方式监测排气状况。相反，当线232在x轴线上方时，可禁用ASD系统，所以无信号处理发生。因此，由于获得的信息不可以可靠地表达在排气系统内的NOx和NH₃水平，所以尾管NOx信号的进一步处理基本上被禁止。在禁用检测系统的时期期间，控制系统仍可监测排气系统内的状况并且进一步具有启用检测系统的灵活性，在一些情况下，启用检测系统可包括超控(override)禁用的软件或在其中识别的状况。

转向用于通过控制系统处理NOx信号的方法，在图3中，示出说明用于在排气处理系统中检测氨泄露的示例方法300的流程图。在其中，描述了当将NOx传感器信号分配给NOx或NH₃中的任一者时，控制器可利用的一组可编程决策，或其组合。

在302处，方法300包括确定发动机工况。工况可包括发动机工况(例如，发动机转速、发动机载荷、EGR的量、空燃比等)和排气处理系统状况(例如，排气温度、SCR催化剂温度、尿素喷射量等)两者。

在304处，方法300包括确定尾管NOx传感器的预测变化率，并且基于预测斜率生成包迹。如上所示，尾管NOx传感器的变化率可使用原料气NOx传感器信号输出和尾管NOx传感器信号输出的当前测量来预测。然后，基于预测的尾管NOx传感器的变化率，该方法可进一步生成包迹，以限定其中当排气系统正在NOx泄露的状况下操作时可预期信号下降的区域。尽管能够设想许多方法来生成包迹，但在一些实施例中，包迹仅为在正向方向和负向方向上从预测斜率偏移的预测斜率的百分比。例如，限定在预测斜率为10.0的5％以内的区域的控制器可生成值为10.5的正向包迹和值为9.5的负向包迹。可替代地，如果预测斜率越小，例如，1.0，则正向包迹的值可为1.05并且负向包迹的值可为0.95。这样，包迹将限定在曲线的5％以内的、围绕预测曲线的区域。回到图2B的包迹，当预测曲线的斜率幅度围绕零波动时，由包迹限定的区域的大小清楚地偏离。在306处，方法300包括确定尾管NOx传感器的实际变化率。

尽管方法300可频繁地监测或甚至连续地监测NOx传感器，但控制器12也可以已经参考图2B描述的方式启用或禁用系统。因此，在308处，方法300包括确定进入状况是否已经满足。如果控制器12确定进入状况允许检测系统做出准确测量(例如，由于SCR的温度高于阈值)，那么可启动ASD系统。因此，在310处，启动的系统包括启用窗口计数器以便如在312处所指示的将实际斜率与预测斜率进行比较。可替代地，如果控制器12确定基于在发动机系统中检测到的状况通过NOx系统进行准确测量不可能，则在314处，控制系统可禁用计数器，所以在信号采集之后，无进一步的信号处理发生。在一些实施例中，当禁用ASD系统时，通过使计数器负向缓变可重设计数器以指示系统的NOx泄露。在另一些实施例中，计数器可不以上述方式缓变，而是仅保持一个值直到检测系统重新启动。

返回到312，其中控制器12已经确定进入状况已经满足，并且检测系统被启动以允许基于在实际与预测NOx比率之间的比较进行计数器的调整，一旦做出比较，在318处，控制器可经编程以确定实际斜率是否落在包迹以内。然后，基于实际斜率相对于包迹的位置，可基于相对差异分配正向分数或负向分数。如以上参考图2D更详细描述的，在320处，当实际斜率落在包迹以外时，计数器正向缓变至指示NH₃泄露的高水平，而在316处，当测量的比率落在包迹以内时，计数器负向缓变至指示NOx泄露的低水平(例如，零)。

在基于与围绕预测变化率的包迹相比的实际斜率的相对位置使计数器缓变之后，在322处，方法300进一步将计数器与阈值进行比较，以确定尾管NOx传感器是否被分配给NOx或NH₃。在一个实施例中，传感器分配包括，将NOx传感器输出的第一部分分配给NOx，而将NOx传感器输出的第二部分分配给氨。然后，基于所述分配，基于第一部分和第二部分中的每一个，向发动机排气输送还原剂。例如，还原剂能够响应增加的NOx而增加，但响应增加的NH₃而减少。因此，所喷射的还原剂的量一般取决于由第一部分和第二部分所指示的相对量。

如果计数器高于第一阈值，例如，在图2D中的第一阈值236，则在324处，控制器12可将尾管输出信号中的至少一些分配给NH₃泄露，并且在326处设定标记指示NH₃泄露。可替代地，如果控制器12确定计数器降到第一阈值以下，则在328处其可将尾管输出信号中的至少一些分配给NOx泄露，并且在330处设定标记指示NOx泄露。在一些实施例中，传感器分配的当前状态可对应于NH₃泄露的概率，而在另一些实施例中，NH₃泄露可通过二进制标记来指示。这样，控制器12能够检测在排气系统内的氨泄露，并且将NOx传感器输出分配给NOx和NH₃中的任一者或两者，同时将当前状态传达给驱动器，并且基于传感器输出调整一个或多个操作参数。

继续到图4，其示出基于到NOx的传感器输出的分配调整系统操作的程序。具体地，该程序确定SCR催化剂下游的排气NOx浓度，并且基于传感器输出调整一个或多个操作参数。

在402处，确定工况。如上所示，工况可包括发动机工况(例如，发动机转速、发动机载荷、EGR的量、空燃比等)和排气处理系统状况(例如，排气温度、SCR催化剂温度、尿素喷射量等)。

一旦工况确定，程序进行到404，并且基于排气传感器输出确定SCR催化剂下游的排气NOx浓度。

在406处，基于NOx浓度调整一个或多个操作参数。作为非限制性示例，操作参数可包括EGR的量和尿素喷射量，或剂量水平，其中尿素剂量水平可以被调整直到实际NOx效率匹配预测NOx效率。例如，EGR的量可增加对应于高于阈值量的NOx量的变化的量。通过增加EGR的量，发动机可排放较少的NOx，从而导致穿过SCR催化剂的NOx的量减少。作为另一个示例，尿素喷射量可增加对应于高于阈值量和SCR催化剂的温度的NOx量的变化的量。例如，通过改变尿素喷射的脉冲宽度或持续时间，可增加尿素喷射量。通过增加喷射到SCR催化剂的尿素量，可通过催化剂减少更多量的NOx，从而减少穿过催化剂的NOx的量。在另一些示例中，可调整EGR的量和尿素喷射量的组合。

在图5中，示出基于到NH₃的传感器输出的分配调整系统操作的程序。具体地，该程序确定SCR催化剂下游的排气NH₃浓度，并且基于传感器输出调整一个或多个操作参数。

在502处，确定工况。如上所示，工况可包括发动机工况(例如，发动机转速、发动机载荷、EGR的量、空燃比等)和排气处理系统状况(例如，排气温度、SCR催化剂温度、尿素喷射量等)。

一旦工况确定，程序进行到504，并且基于排气传感器输出确定SCR催化剂下游的排气NH₃浓度。

在506处，基于NH₃浓度调整一个或多个操作参数。作为非限制性示例，操作参数可包括尿素喷射量和EGR的量。例如，尿素喷射量可减少，使得从SCR催化剂中泄露的过量NH₃的量减少。如上所述，通过改变尿素喷射的脉冲宽度或持续时间，尿素喷射量可增加。作为另一个示例，EGR的量可减少。例如，通过减少EGR的量，可从发动机排放出更多量的NOx。增加的NOx可通过在SCR催化剂中的过量NH₃来减少，从而减少穿过SCR催化剂的NOx的量。

关于尿素剂量，在一个实施例中，排气系统可以为自适应SCR系统，通过调整尿素剂量水平直到实际NOx效率匹配预测NOx效率，自适应SCR系统实现适当的自适应值。例如，当尾管NOx水平增加时，计算出的NOx效率降低。如果效率下降得过低，则自适应系统通过增加尿素剂量作为响应，以实现预测的NOx效率。相反，由于NH₃与到NOx传感器的NOx相似，所以当NH₃水平增加时，计算出的效率也降低。因此，自适应系统通过减少尿素剂量作为响应，以实现预测效率。由于相对于NH₃泄露，自适应校正对于NOx泄露是不同的，所以控制系统可取决于按照在此描述的方法到NOx和NH₃的NOx传感器输出的分配。

随着催化剂的尿素饱和点随温度变化，操作参数的量可进一步基于SCR催化剂的温度来调整。例如，当催化剂的温度为相对较高的温度时，可较少地减少EGR的量，和/或可以较少的量来减少尿素喷射量。相比之下，当催化剂的温度为相对较低的温度时，可更多地增加EGR的量，和/或可以较大的量来减少尿素喷射量。

在另一些示例中，仅可减少EGR的量或仅可增加喷射到SCR催化剂的尿素量。在又一些示例中，可另外地或可替代地调整一个或多个其他操作参数。因此，可调整一个或多个操作参数，以便减少NH₃泄露。

现在转向节段长度法的描述，图6-图8示出说明如何基于节段长度的确定可处理瞬态信号以便确定到NOx和NH₃的下游NOx传感器的分配的示例曲线图。例如，图6和图7分别示出说明在NOx泄露和NH₃泄露状况下的节段长度法的图形。然后，图8示出在高尾管NH₃泄露状况下的示例时间排气信号，用来在排气系统中演示该方法。图9示出用于经由节段长度法在排气处理系统中检测氨泄露的程序的示例流程图。

节段长度法包括，采集一部分NOx输出信号，并且进一步处理瞬态信号以确定分配NOx和/或氨。如上所述，参考包迹法，节段长度法也处理预期的下游NOx信号和测量的下游NOx信号，以确定分配。然而，节段长度法依赖于计算在滚动窗口内的信号迹线(signal trace)的总节段长度，而不是为了确定分配围绕预测的NOx信号生成包迹，其中，滚动窗口在预定组的状况满足时加以应用。例如，当SCR催化剂的温度高于温度阈值时，控制器12可基于采集的信号确定排气分配。节段长度法的一个优点为可在较低排气温度下确定NOx传感器输出的分配，例如，在轻度驱动循环期间，当排气温度相对于完全升温的发动机排气温度(例如，T>250℃)保持低温(例如，T＝215℃)时。如上所述，处理进一步包括，沿着每个瞬态信号反复移动窗口，从而只要启用条件满足就处理瞬态信号，这允许分配传感器输出，并且因此允许在采集瞬态信号时实时做出操作调整。这样，该方法允许具有对NOx和NH₃高敏感度而不使信号准确度显著劣化的高效率排气处理系统。

图6A-图6D示出说明经由节段长度法确定的NOx泄露状况的图形。为简单起见，图6A以虚线示出示例原料气信号202而以实线示出示例尾管信号204。如上所指出的，当排气系统128处于NOx泄露状况中时，例如，由于SCR未饱和并且NH₃未释放到排气系统中，则尾管信号可与原料气信号成比例。因此，原料气NOx信号和尾管NOx信号可彼此紧密跟随。彼此紧密跟随的信号也可具有彼此紧密跟随的节段长度。为此，当测量的下游NOx信号和预期的下游NOx信号之间的差异小时，可预期信号或节段长度的比率为1.0。同样，较低的比率指示在下游测量的实际NOx量低于基于上游NOx信号预期的NOx量，这是由于在排气系统中的氨的存在。由于该方法依赖于NOx传感器的瞬态响应以将传感器输出分配给NH₃或NOx，所以图6B示出实际斜率210(例如，图2B的斜率210a-d)或尾管信号相对时间的变化率的衍生曲线。瞬态NH₃检测围绕检测到的实际尾管NOx斜率与预期的预测尾管NOx斜率的比较来建立。因此，图6C进一步示出预期或预测斜率212，该预期或预测斜率212表示基于上游NOx传感器的预期的尾管信号的变化率。

尽管控制器12可经配置以连续监测排气系统和两个NOx传感器，以便监测在SCR设备上游和下游的排气流，但该方法一般依赖于在预定组的状况下将排气传感器分配给NOx和氨，预定组的状况也被称为启用状况。图6B和图6C通过第一窗口604和第二窗口606示意性地指示启用状况，第一窗口604和第二窗口606表示在其内已经满足预定组的状况并且因此可以可靠地做出排气状况的确定的时期。为简单起见，所示两个滚动窗口针对每个采集的瞬态信号(例如，预测NOx信号和实际NOx信号)，然而，在车载排气系统的信号处理期间，滚动窗口可沿着指示时间的x轴线反复移动，使得在滚动窗口内的、经采集的信号的节段长度被连续计算。可替代地，由于在排气系统内的状况频繁地变化，所以有时可以满足启用状况，但在其他时候不满足启用状况。在此类动态排气状况下，控制器12可经配置以连续处理瞬态信号。即，控制器可处理彼此紧密邻近但与先前节段不接触或不连续的瞬态信号的时间区域。这样，经处理的时间区域可彼此接近但彼此不连续。然而，瞬态信号可实时被连续监测以便监测在排气系统内的状况。为简单起见，所示滚动窗口在图6B和图6C中具有恒定大小。然而，在另一些示例中，滚动窗口的大小可进一步随时间常数和时间常数修改器而被调整。

为确定传感器输出的分配，即，由于NOx和NH3的存在的一部分信号，节段长度法进一步包括计算在经采集的信号的时间窗口内的总节段长度。例如，图6B和图6C示出在第一滚动窗口604内覆盖实际迹线和预测迹线的节段长度612和614。然后，在第二时期期间，所示节段长度622和624覆盖在第二窗口606内的迹线。因此，图6B和图6C示出节段长度法的两种示例计算。

基于所示并且刚刚描述的信号，以下更详细描述的节段长度法900进一步包括，将测量的下游NOx变化率与预期的下游NOx变化率相比，以确定分配，当测量的下游NOx变化率相对于预期的下游NOx变化率大于阈值时，与NH₃相比，分配将更多的NOx传感器输出分配给NOx。为此，图6D示出在每个滚动窗口(例如，第一滚动窗口和第二滚动窗口)内计算的节段长度的TP比率。关于在其内计算并且比较节段长度612和614的第一滚动窗口，在图6D中示出第一比率616。同样，节段长度622和624经计算并比较生成第二比率626。这样，节段长度的比率用于比较实际信号和预测信号。作为一个示例，当比率接近1.0(或更大)时，在系统内的实际NOx量大于基于上游NOx传感器确定的预期NOx量。因此，在排气系统中的NOx的概率更高，并且传感器输出的分配通过将传感器输出分配给NOx反映了这一点。因此，根据所述的方法，计算的节段长度比率(例如，第一比率616和第二比率626)能够进一步与由阈值630指示的比率阈值进行比较。那么，如果如图所示，第一比率616和/或第二比率626大于阈值630，则控制器12将输出传感器信号分配给NOx。可替代地，如果如图7的示例所示，第一比率616和/或第二比率626降到阈值630以下，则控制器12将传感器输出分配给NH₃。

关于到NOx和氨的信号的分配，控制器12可经进一步配置以使用节段长度法处理瞬态信号，从而将NOx传感器输出的第一部分分配给NOx，而将NOx传感器输出的第二剩余部分分配给NH₃，如以上参考包迹法所更详细描述。然而，为简单起见，所述的处理将信号分配给NOx或NH₃中的任一者。基于第一部分和/或第二部分的分配，还原剂输送可基于第一部分和第二部分中的每一者来调整，其中对第一部分做出与第二部分相比不同的调整。因此，在一些示例中，节段长度法也可包括计数器，当瞬态信号的比率降到阈值630以下时，计数器负向缓变至指示NH₃泄露(或，NOx泄露，这取决于如何实施该方法)的低水平，而当比率超过阈值630时，计数器正向缓变至指示NOx泄露的高水平。这样，分配可基于相对于低水平和高水平的计数器。如前所指出的，可基于分配调整一个或多个操作参数，并且控制器可使用非临时性指令进行编程，用于经由所公开的节段长度法执行处理。

作为比较，图7A-图7D示出经由节段长度法确定的NH3泄露状况。例如，图7A示出示例尾管信号204(实线)和基于上游NOx传感器的预期信号702(虚线)。所示预期信号702正在暂时振荡，这可响应于，例如当车辆在高密度的交通中往返时增加和减少发动机扭矩(或负载)而发生。在尾管信号204在尾管内监测下游状况时，示出通过下游NOx传感器测量的尾管信号204较少频繁地波动。因此，所示的这两个信号未彼此紧密跟随，并且由于在排气中的氨的存在而不同。

图7B示出基于尾管信号204的实际斜率210，而图7C示出预测斜率710。也以如上所描述的、关于图6B和图6C的相同方式示出滚动窗口。因此，节段长度712说明在第一滚动窗口内的尾管信号204的总长度，而节段长度714说明在滚动窗口内的预测斜率210的总长度。由于原料气信号并且因此预测斜率710在窗口内频繁地振荡，所以信号迹线的总节段长度相对于测量的信号迹线会更长。因此，计算的节段长度的比率提供了实际信号接近预期信号的测量，这提供了存在于排气系统中的NOx和/或氨的量的指示。图7D说明计算的节段长度的比率如何能够基于相对于阈值630的比率用于确定分配，其中阈值630小于1.0，但在一些情况下也可以为1.0或更高。在所示的示例中，由于第一比率716和第二比率726降到阈值630以下，所以数据点指示氨泄露，当基于分配做出操作调整时，能够方便地检测到氨泄露。

图8A-图8E示出根据所述方法在高尾管NH₃泄露状况下的示例排气信号。为简单起见，在图8中未示出NOx信号，而是为清楚起见在不同曲线上示出了预测斜率802和实际斜率810。因此，图8A示出基于上游NOx变化率确定的预测斜率802的时间轮廓。同样，图8B示出通过下游NOx传感器测量的实际斜率810的时间轮廓。图8C为上述曲线中的每一条的确定的节段长度的曲线，所述节段长度在以上关于图6和图7所述的滚动窗口内被计算。因此，图8C说明了，随着窗口沿着在图8A和图8B中提供的瞬态信号迹线反复移动，如何基于在窗口内计算出的总长度来对节段长度进行作图。曲线820对应根据图8A中的预测斜率802计算出的节段长度。同样，曲线822对应根据图8B中的实际斜率804计算出的节段长度。图8D为表示在图8C的每个时间点处的节段长度的比率的单个曲线。因此，比率迹线832反映出在图8C中提供的节段长度迹线的比率，并且从而提供如上所指出的在排气系统内的状况的时间指示。在图8D中的阈值830说明高于其计算出的节段长度的比率就指示NOx泄露状况的点。相反，降到阈值830以下的比率指示NH₃泄露状况。图8E示出指示NH₃和NOx泄露状况的二进制迹线840。为简单起见，信号零指示高NOx状况，并且信号1.0指示高NH₃状况。在图8的图形中示出的示例排气信号表示高NH₃泄露状况。尽管基于相对于阈值的确定的比率将处理的信号分配给NOx或NH₃中的任一者，但在另一些示例中，可基于计算的节段长度比率将信号的一部分分配给NOx和/或NH₃中的任一者。换句话说，可包括计数器，当瞬态信号的比率降到阈值以下时，计数器负向缓变至指示NH₃泄露的低水平，而当比率超过阈值时，计数器正向缓变至指示NOx泄露的高水平，分配基于相对于低水平和高水平的计数器。

关于相对于x轴线所示的时间信号，时间从左到右增加。因此，由于，例如，车辆已经在冷起动之后起动并且因此SCR温度降到温度阈值以下，所以在T1之前(例如，从时间0到T1)，预定组的状况还未满足。尽管在这个时期期间，信号可以被监测，但控制器12不可以处理采集的信号。

在T1处，由比率迹线832表示的计算出的节段长度的比率降到阈值830以下。因此，控制器12将输出信号分配给氨，并且通过将二进制迹线840变为指示氨泄露的1.0来指示此分配。在T2处，比率迹线832暂时超过阈值830。二进制迹线840调整到0以指示NOx泄露。尽管所示方法说明了二进制迹线840响应比率迹线832超过阈值830而变化，但在另一些实施例中，该方法进一步包括第二阈值或时间阈值，以防止识别基于在排气系统中的暂时或短暂波动的排气状况的变化，其中，暂时或短暂的波动实际上并不代表改变排气状况。为简单起见，所示瞬态信号包括一个阈值。在T3处，比率迹线832再次降到阈值830以下，并且再次调整二进制迹线840以表示检测到的氨泄露状况。从T4到T5的时间表示在其中大量排放NOx的排气系统的状态。作为响应，控制器12基于检测到的状况做出合适的调整，并且通过更新二进制迹线840来指示此调整。作为一个示例，当检测到NOx泄露状况时，可调整基于分配的还原剂输送以抵消高NOx水平。这样，系统可用于减少来自所公开的排气系统的排放，这允许效率增加。在T5处，比率迹线832降到阈值830以下，并且二进制迹线840经调整表示氨泄露。作为响应，还原剂输送可再次被调整以抵消检测到的高NH₃水平。

转向刚刚说明的方法的描述，图9示出节段长度法900的流程图，其为用于根据上述方法在排气处理系统中检测氨泄露的程序。其中，更详细描述了当将NOx传感器信号分配给NOx或NH3中的任一者时，控制器可基于采集的瞬时NOx信号的节段长度利用一组可编程的决策或其组合。

在902处，方法900包括确定发动机工况。工况可包括发动机工况(例如，发动机转速、发动机载荷、EGR的量、空燃比等)和排气处理系统状况(例如，排气温度、SCR催化剂温度、尿素喷射量等)两者。

在904处，方法900包括，基于上游NOx变化率确定下游尾管NOx传感器的预测变化率。如上所述，尾管NOx传感器的变化率可使用原料气NOx传感器信号输出和尾管NOx传感器信号输出的当前测量来预测。然后，在906处，方法900包括，确定尾管NOx传感器的实际变化率。因此，基于预测的尾管NOx传感器的变化率和下游NOx传感器的实际变化率，该方法进一步包括，监测在SCR催化剂下游的测量NOx信号和预测NOx信号。如已经指出的，比较可以可靠地指示到NOx和/或氨的传感器输出的分配，并且因此用来确定排气系统是否正在生成NOx和/或氨泄露的状况下操作。

尽管方法900可频繁地甚至连续地监测NOx传感器，但控制器12也可启用或禁用计算系统，以处理不连续但在一些情况下可彼此靠近的邻近节段。因此，在910处，方法900包括，确定进入状况是否已经满足。如果控制器12确定进入状况允许通过检测系统做出准确测量，例如，由于SCR的温度高于阈值，那么基于节段长度法的ASD系统可被启动。在912处，启动的系统因而包括启用窗口，在该窗口内，通过计算在窗口内的总节段长度进一步处理斜率。可替代地，如果控制器12确定基于检测到的状况不可能通过NOx系统准确测量，则控制系统可禁用计算系统，所以在信号采集之后就无进一步的信号处理发生。

继续该方法的描述，在914处，方法900包括计算在实际NOx信号迹线和预测NOx信号迹线二者的滚动窗口内的总节段长度。如已经指出，窗口的大小可通过调整时间常数和包括在控制器的处理模块中的时间常数修改器中的一者或多者来调整。另外，处理器也可经配置以基于工况自动计算窗口的大小。因此，作为一个示例，当检测到具有较高噪音水平的信号时(例如，由于冷起动之后在排气系统内的温度低)，可基于在检测到的信号内的噪音使用更小或更大的窗口大小。控制器12也可经配置以自动确定数据点的数目，从而包含在每个窗口内的节段长度计算中。这样，通过将增多数目的数据点包括在计算内来增加分析器的分辨率，可更准确地确定具有增加的噪音的信号的总节段长度。因此，信号可以更精细地被离散，并且因此信号被更准确地近似，从而基于检测到的工况提高在窗口内的节段长度确定的准确度。

在916处，方法900进一步包括，通过计算在滚动窗口内计算出的节段长度的比率，比较实际NOx信号迹线和预测NOx信号迹线。如上所指出的，低迹线比率指示比基于上游NOx传感器预期的NOx水平更低的NOx水平，较低的NOx水平指示与预期的量相比，减少的NOx量存在于排气系统中。为此，当测量的NOx降到在SCR下游的预期NOx以下时，所公开的比率指示较低的NOx量，较低的NOx量进一步提供氨存在于排气系统中的指示。

在920处，方法900包括，确定比较信号的比率是否高于阈值，从而进一步确定排气系统是否正在NOx或NH₃泄露状况下操作。如果检测到的比率超过NOx阈值，则在922处，方法900包括，将下游传感器输出分配给NOx。尽管分配在本文描述为涉及NOx或NH₃中的任一者，但在另一些实施例中，NOx传感器输出的第一部分可分配给NOx，而NOx传感器输出的第二剩余部分可分配给NH₃。此外，例如，通过基于第一部分和第二部分中的每一者来调整还原剂输送，发动机可基于分配做出一个或多个调整，其中与第二部分相比，对第一部分做出不同的调整。在924处，控制器12可设定标记以指示排气系统中的NO_x泄漏状况。

返回到框920，如果检测到的比率相反降到NOx阈值以下，则在930处，方法900包括，将下游传感器输出分配给NH₃。例如，当催化剂的尿素饱和点随温度变化时，操作参数的量可基于SCR催化剂的温度而被调整。因此，当催化剂的温度为相对较高的温度时，可较少地减少EGR的量，且/或以较少的量减少尿素喷射量。相比之下，当催化剂的温度为相对较低的温度时，可更多地增加EGR的量，且/或以较大的量减少尿素喷射量。在另一些示例中，仅可减少EGR的量或仅可增加喷射到SCR催化剂的尿素量。在又一些示例中，可另外地或可替代地调整一个或多个其他操作参数。因此，可调整一个或多个操作参数，以便减少NH₃泄露。在932处，控制器12可经编程以设定标记，从而基于相对于阈值的比率指示在排气系统中的NH₃泄露状况。这样，所述的节段长度法允许具有高度准确度的增加的信号敏感度(特别是在低排气温度下)，这允许在轻度驱动循环期间增强的信号处理。

尽管为简单起见本文独立地描述了节段长度法和包迹法，但在一些实施例中，发动机10可经配置以在发动机驱动循环期间使用这两种方法。为此，图10示出说明用于根据所公开的方法以不同处理模式来操作控制系统以便将排气传感器输出分配给NOx和氨的程序1000流程图。例如，在一些状况下，控制器12可经编程以经由包迹法处理瞬态NOx信号，而在另一些状况下，控制器12可替代地使用节段长度法处理瞬态NOx信号。作为一个示例，控制器12可有利地使用图6-图8的节段长度法来提高处理敏感度，并且因此当车辆在较冷的排气温度下操作时，例如，当SCR催化剂的温度降到温度阈值以下(T_排气<250℃)时，更准确地确定在尾管处的排气成分。然后，一旦发动机已经运行一段时间使得发动机变热并且致使SCR催化剂的温度升高到温度阈值以上(T_排气>250℃)，发动机10可调整信号处理，以使用关于图2所述的包迹法，在一些情况下，这有利地允许提高的处理速度。这样，节段长度法可在第一组工况下使用，而包迹法在第二组工况下使用。在发动机驱动循环期间处理瞬态信号时，进一步可能同时使用两种方法。

在1002处，确定工况。如上所述，工况可包括发动机工况(例如，发动机转速、发动机载荷、EGR的量、空燃比等)和排气处理系统状况(例如，排气温度、SCR催化剂温度、尿素喷射量等)两者。然后，在1010处，控制器12可进一步确定发动机是否正在如上所指出的第一组状况下操作。如果控制器12确定发动机10正在第一组状况下操作，则在1020处，控制器12可做出调整，从而以第一模式操作控制系统，其中经由节段长度法确定NOx传感器输出。可替代地，如果发动机确定发动机10未正在第一组状况下操作(例如，由于发动机10正在第二组状况下操作)，则在1030处，控制器12可做出调整，从而以第二模式操作控制系统，以便经由已经描述的包迹法分配传感器输出。这样，所公开的发动机系统可经进一步配置以使用所述方法中的一个或多个，从而在操作期间更有效地操作发动机系统。

为此，在一些实施例中，所公开的系统因此包括：具有排气系统的发动机；排气处理系统，该排气处理系统设置在排气系统中并且包括SCR排放设备、布置在SCR排放设备上游的尿素喷射器和布置在SCR排放设备下游的排气传感器；和与排气传感器通信的控制系统，该控制系统包括用于基于瞬态NOx信号的NH3泄露检测的非临时性指令，其中，NH3泄露检测包括，将传感器输出分配给NH3和NOx中的每一者，并且基于分配调整一个或多个操作参数，分配进一步基于预期NOx变化率与在SCR排放设备下游的测量NOx变化率的比较和在SCR排放设备上游的NOx水平，控制系统经进一步配置以在两种操作模式中操作，从而确定分配，其中，两种模式包括，在第一组状况下操作的第一模式和在第二组状况下操作的第二模式，第一模式基于瞬态NOx信号的节段长度来处理瞬态NOx信号，第二模式基于当下游的测量NOx变化率在基于上游NOx水平的预期包迹内时，与氨相比，将更多的NOx传感器输出分配给NOx来处理瞬态NOx信号。

注意，本文所包括的示例控制和估计程序可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所描述的特定程序可表示任何数目的处理策略中的一种或多种，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所说明的各种动作、操作或功能可按说明的顺序执行、并行执行，或在某些情况下省略。同样，处理的顺序不是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为易于说明和描述提供。根据所使用的具体策略，可重复执行所说明的动作或功能中的一种或多种。进一步地，所述动作可用图形表示待编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器中的代码。

这样结束了本说明。在未背离该说明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可想起许多替换和修改。例如，以天然气、汽油、柴油或代用燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机将使用本说明以获益。

随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件、和/或性质的其它组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求来要求保护。

此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：

基于相对于SCR排放设备的上游NOx变化率和下游NOx变化率，将NOx传感器输出分配给NH₃和NOx中的每一者，所述分配基于确定的瞬态信号的节段长度；以及

基于所述分配调整到发动机排气的还原剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定的瞬态信号的所述节段长度在预定组的状况下应用的窗口内计算，处理进一步包括，沿着所述确定的瞬态信号反复移动所述窗口，其中所述窗口的大小通过时间常数和时间常数修改器中的一者或多者可调整。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述窗口内计算所述节段长度包括，生成信号迹线以近似于所述确定的瞬态信号，所述计算的节段长度基于近似于所述确定的瞬态信号的所述信号迹线。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，相对于预期的下游NOx信号迹线，当测量的下游NOx信号迹线的比率大于阈值时，与NH₃相比，所述分配将更多的所述NOx传感器输出分配给NOx，其中所述测量的下游NOx信号迹线近似于测量的下游变化率，所述预期的下游NOx信号迹线近似于预期的下游NOx变化率。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预期的下游NOx变化率基于上游NOx变化率。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述上游NOx变化率通过传感器和模型中的至少一者来确定。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述信号迹线的所述比率降到所述阈值以下时，与NOx相比，所述分配将更多的所述NOx传感器输出分配给NH₃，所述比率低于所述阈值指示高概率的NH₃存在于所述发动机排气中。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述分配包括将所述NOx传感器输出的第一部分分配给NOx，而将所述NOx传感器输出的第二剩余部分分配给NH₃，其中还原剂输送基于所述第一部分和第二部分中的每一者，并且与所述第二部分相比，对所述第一部分做出不同的调整。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，进一步包括计数器，当瞬态信号的比率降到所述阈值以下时，所述计数器负向缓变至指示NH₃泄漏的低水平，当所述比率超过所述阈值时，所述计数器正向缓变至指示NOx泄露的高水平。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述分配基于相对于所述低水平和高水平的所述计数器。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，一个或多个操作参数基于所述分配调整。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，控制器包括用于执行所述方法的非临时性指令。

13.一种方法，其包括：

基于SCR排放设备上游的NOx变化率和所述SCR排气设备下游的NOx变化率将NOx传感器输出分配给NH₃和NOx中的每一者，实时控制发动机排气系统中的氨泄露，所述分配基于瞬态NOx信号的节段长度；以及

基于所述分配调整到发动机排气的还原剂输送。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述分配基于预期的下游NOx变化率和测量的下游NOx变化率的比较，所述预期的下游NOx变化率基于由传感器和模型中的至少一者确定的所述上游NOx变化率，所述比较进一步基于所述瞬态NOx信号的节段长度。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述比较进一步基于针对所述测量的下游NOx变化率确定的所述节段长度和针对所述预期的下游NOx变化率确定的所述节段长度的比率。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述NOx传感器输出分配给NH₃和NOx中的每一者基于针对所述测量NOx信号和预期NOx信号的所述确定的节段长度的比率。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，当针对所述测量NOx信号和预期NOx信号的所述确定的节段长度的所述比率降到阈值以下时，将所述NOx传感器输出的至少一部分分配给HN₃，所述阈值指示NH₃的存在。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述指示NH₃的所述存在的所述阈值为1.0。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，一个或多个操作参数基于所述分配来调整。

20.一种系统，其包括：

具有排气系统的发动机；

排气处理系统，所述排气处理系统设置在所述排气系统中并且包括SCR排放设备、设置在所述SCR排放设备上游的尿素喷射器和设置在所述SCR排放设备下游的排气传感器；和

与所述排气传感器通信的控制系统，所述控制系统包括，用于基于瞬态NOx信号的NH₃泄漏检测的非临时性指令，其中NH₃泄漏检测包括，将传感器输出分配给NH₃和NOx中的每一者，并且基于所述分配调整一个或多个操作参数，所述分配进一步基于所述SCR排放设备下游的预期NOx变化率与测量NOx变化率的比较和所述SCR排放设备上游的NOx水平，所述控制系统经进一步配置以在两种操作模式中操作，从而确定所述分配，其中所述两种模式包括：

在第一组状况下操作的第一模式，该第一模式基于所述瞬态NOx信号的节段长度来处理瞬态NOx信号，以及

在第二组状况下操作的第二模式，该第二模式基于，当下游的所述测量NOx变化率在基于所述上游NOx水平的预期包迹以内时，与氨相比，将更多的所述NOx传感器输出分配给NOx来处理瞬态NOx信号。