CN105736101B - 用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的装置、方法和系统。用于诊断排气后处理系统中的NOx传感器的方法包括暂停排气后处理系统中的还原剂给料；清除排气后处理系统的选择性催化还原(SCR)系统中的还原剂沉积；调节发动机点火时机和发动机速度中的至少一个以调节发动机排出的氮氧化物(NOx)量；接收来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据和来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据；确定在测量的SCR入口和SCR出口NOx数据之间的相移；将所确定的相移应用于SCR出口NOx数据；并且基于SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据确定关于SCR入口和出口NOx传感器的状态的诊断特征。

Description

用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的装置、方法和系统

技术领域

本申请涉及但不限于用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的装置、系统和方法。

背景

用于内燃发动机的排放法规在最近几年已经变得更严格。遍及世界的很多地方，环境关注已经推动了内燃发动机的更严格的排放要求的实施。政府机构，例如在美国的环境保护局(EPA)，仔细地监测发动机的排放质量并且设定发动机必须遵守的排放标准。因此，装在发动机上以减少排放的排气后处理系统的使用在增加。

排气后处理系统通常设计成减少颗粒物质、氮氧化物(NOx)、烃类和其它环境有害的污染物的排放。然而，构成排气后处理系统的部件可能是易受失效和劣化的影响的。因为部件的失效或劣化可以对排气后处理系统的性能和排放减少能力产生不利结果，所以，对失效的或劣化的部件的检测以及如果可能，对其校正，是期望的。事实上，一些法规要求监测或测试排气后处理系统中的许多部件的车载诊断(OBD)。当装备在交通工具上时，对后处理系统部件的大部分监测和测试在交通工具的路面上操作期间(例如，在交通工具在公路上被驱动时)进行。虽然这样的监测和测试可能是方便的，但是监测和测试的效力可能是有限的，因为发动机不能在给定的路面上的校准的操作范围以外操作。此外，因为路面上的操作需求通常优先于诊断和性能恢复过程，所以这样的程序的顺序、定时和控制可能是较不理想的。因此，对在排气后处理系统中的各种失效模式的检测和校正可能是有限的。

概述

一个实施方案涉及一种装置，该装置包括给料模块、发动机模块、选择性催化还原(SCR)入口NOx模块、SCR出口NOx模块、相位校正模块和系统诊断模块。给料模块构造成暂停排气后处理系统中的给料。发动机模块构造成向发动机提供命令以影响发动机排出的氮氧化物(NOx)量。SCR入口NOx模块构造成解释来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据。SCR出口NOx模块构造成解释来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据。相位校正模块构造成确定测量的SCR入口NOx数据与测量的SCR出口NOx数据之间的相移，并且将该相移应用于测量的SCR出口NOx数据。系统诊断模块构造成基于SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据确定诊断特征，其中系统诊断模块构造成基于该诊断特征确定SCR入口和出口NOx传感器的状态，该状态包括正常运转的状态以及SCR入口和出口NOx传感器中的至少一个是有故障的中的至少一个。装置为维修技术人员提供了诊断排气后处理的SCR入口和出口NOx传感器的问题的能力，这从而减少了对关于整个排气后处理系统的昂贵的和及时的维修诊断的需求。

其中，所述诊断特征包括第一诊断特征和第二诊断特征；

其中所述第一诊断特征是增益诊断特征，所述增益诊断特征表示所述相移的SCR出口NOx数据和所述SCR入口NOx数据的最佳拟合线的斜率；并且

其中所述第二诊断特征是相关系数诊断特征，所述相关系数诊断特征提供所述SCR入口NOx数据和所述相移的SCR出口NOx数据的线性关系的指示。

其中，所述系统诊断模块构造成基于所述相关系数诊断特征小于或等于呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个处于有故障的状态。

其中，所述呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值是零。

其中，所述系统诊断模块构造成基于所述增益诊断特征在高范围内的增益诊断特征参数集合内以及所述相关系数诊断特征大于或等于范围内的相关系数诊断特征阈值来确定有故障的状态存在于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个。

其中，所述系统诊断模块构造成基于所述增益诊断特征是大于或等于高范围外的增益诊断特征参数和在低范围外的增益诊断特征参数集合内中的至少一个以及所述相关系数诊断特征大于或等于范围外的相关系数诊断特征阈值来确定有故障的状态存在于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个。

其中，所述系统诊断模块构造成基于所述增益诊断特征落在低范围内的增益诊断特征参数集合内以及所述相关系数诊断特征大于或等于范围内的相关系数诊断特征阈值来确定有故障的状态存在于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个。

其中，所述系统诊断模块构造成基于所述相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值以及所述增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器处于正常运转的状态。

其中，所述正常运转的相关系数诊断特征阈值是0.98，且所述正常运转的增益诊断特征参数集合是0.90至1.10。

另一个实施方案涉及诊断排气后处理系统中的NOx传感器的方法。该方法包括暂停排气后处理系统中的还原剂给料；清除排气后处理系统的选择性催化还原(SCR)系统中的还原剂沉积物；针对发动机调节点火定时和发动机速度中的至少一个以调节发动机排出的氮氧化物(NOx)量；解释来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据和来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据；确定在测量的SCR入口和SCR出口NOx数据之间的相移；将所确定的相移应用于SCR出口NOx数据；并且基于SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据确定关于SCR入口和出口NOx传感器的状态的诊断特征。根据一个实施方案，方法作为发动机和排气后处理系统的侵入性诊断工具来执行，其中该方法控制发动机和排气后处理系统的操作。

其中，所述诊断特征包括第一诊断特征和第二诊断特征，其中所述第一诊断特征是增益诊断特征，所述第二诊断特征是相关系数诊断特征。

所述方法还包括基于所述增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内且所述相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器处于正常运转的状态。

所述方法还包括基于所述增益诊断特征小于不确定性的增益诊断特征参数且所述相关系数诊断特征在不确定性的相关系数诊断特征参数集合内来确定还原剂沉积物存在于SCR系统中。

其中，所述相移表示一定量的排气从所述SCR入口NOx传感器行进至所述SCR出口NOx传感器的持续时间。

另一个实施方案涉及一种系统，该系统包括发动机；与发动机连通接收排气的排气后处理系统，其中排气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统；和可通信地联接至发动机和排气后处理系统的控制器。控制器构造成暂停排气后处理系统中的还原剂给料；清除SCR系统中的还原剂沉积物；调节离开发动机氮氧化物(NOx)量，该氮氧化物(NOx)量然后由SCR系统接收；解释来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据和来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据；确定测量的SCR入口和SCR出口NOx数据之间的相移；将所确定的相移应用于SCR出口NOx数据；并且基于SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据确定关于SCR入口和出口NOx传感器的状态的诊断特征。通过利用测量的SCR入口和出口NOx数据，控制器能够相对更准确地诊断后处理系统的SCR入口和出口NOx传感器。

其中，所述相移表示一定量的排气从所述SCR入口NOx传感器行进至所述SCR出口NOx传感器的持续时间。

其中，所述诊断特征包括第一诊断特征和第二诊断特征，其中所述第一诊断特征是增益诊断特征以及所述第二诊断特征是相关系数诊断特征。

其中，所述增益诊断特征包括所述相移的SCR出口NOx数据和所述SCR入口NOx数据的最佳拟合线的斜率。

其中，所述相关系数诊断特征提供所述SCR入口NOx数据和所述相移的SCR出口NOx数据的线性关系的指示。

其中，所述控制器构造成基于所述增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内以及所述相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器处于正常运转的状态。

根据以下的详细描述，结合附图理解时，这些特征和其它的特征，连同其操作的组织和方式将变得明显。

附图简述

图1是根据示例性实施方案的具有控制器的排气后处理系统的示意图。

图2是根据示例性实施方案的与图1的系统一起使用的控制器的示意图。

图3是根据示例性实施方案的执行排气后处理系统的NOx传感器诊断的方法的流程图。

图4是根据示例性实施方案的对应于选择性催化还原(SCR)系统诊断测试的图。

图5是描绘了根据示例性实施方案的随点火定时和发动机速度变化的SCR NOx入口和出口数据的图。

图6是根据示例性实施方案的出口NOx传感器数据对入口NOx传感器数据的图，其示出了传输延迟的影响。

图7是根据示例性实施方案的出口NOx传感器数据和入口NOx传感器数据的交叉相关函数的图。

图8是根据示例性实施方案的具有时移校正的出口NOx传感器数据对入口NOx传感器数据的图。

图9是描绘了根据示例性实施方案的用于SCR NOx入口和NOx出口传感器的多个失效模式的一系列的图。

图10是根据示例性实施方案的具有失效的NOx出口传感器的出口NOx传感器数据对入口NOx传感器数据的图。

图11是根据示例性实施方案的出口NOx传感器数据对入口NOx传感器数据的图，其中在后处理系统中在入口NOx与出口NOx传感器之间存在还原剂沉积物。

图12是根据示例性实施方案的在出口NOx传感器数据与入口NOx传感器数据之间的NOx转化系数(conversion fraction)的图，其中在后处理系统中存在还原剂沉积物。

详细描述

大体上参考附图，本文公开的多个实施方案涉及诊断排气后处理系统中的NOx传感器的系统和方法。根据本公开，控制器执行侵入性诊断程序，该程序操纵离开发动机的NOx量，测量横跨选择性催化还原(SCR)系统所得的NOx量，并且通过利用一个或更多个诊断特征确定NOx入口和NOx出口传感器是否有故障，这些在本文更全面地描述。作为简单的概述，一些发动机系统包括用于减少从发动机系统排放的污染物的排气后处理系统。除了其它部件，这些排气后处理系统可以包括SCR系统。SCR包括SCR催化剂，SCR催化剂设计成将发动机排气中的氮氧化物(NOx)还原为氮和其它较低污染的化合物。为了实现该还原，在排气到达SCR系统之前将还原剂喷射到排气流中。在SCR催化剂上面，NOx与形成于还原剂的分解的氨反应，以形成氮和其它比较无害的化合物。进而实现了来自排气的NOx排放的降低。SCR催化剂的效率可以通过测量在SCR催化剂的入口至出口之间的来自排气的NOx排放的减少来确定，这在以下更全面地描述。

在某些实施方案中，SCR效率可以通过排气的NOx转化系数来确定。NOx转化系数可以由关于来自发动机的排气流的NOx数据确定。例如，NOx数据可以包括SCR入口NOx量(在以下的等式[1]中表示为NOx，入口)。NOx数据还可以包括SCR出口NOx量(在以下的等式[1]中表示为NOx，出口)。假定在这两个量之间有差异，NOx转化系数表示由SCR系统实现的排气流中的NOx的还原率。根据一个实施方案，NOx转化系数量可以如下确定：

[(NOx，入口–NOx，出口)/NOx，入口]x 100＝NOx转化系数百分率[1]

NOx转化系数提供了SCR系统的效力的指示。例如，相对较高的转化系数指示，存在于排气流中的大量的NOx被还原成氮和其它较低污染的化合物。然而，相对较低的转化系数指示，在排气流中的NOx大体上没有转化成氮和其它较低污染的化合物。

在任何情况下，NOx转化系数都可以不是SCR效率的仅有的指标。观察到的低的SCR效率可能由后处理系统中的若干部件和相互作用造成。部件失效和相互作用可能使得难于正确地分离功能失常的源。存在若干情况，其中假的故障(例如，SCR催化剂运行良好但观察到低的SCR效率)是可能的(例如，由于传感器失效，等)。可以造成低的SCR效率的许多部件失效包括，但不限于，以下的失效的部件：SCR入口NOx传感器、SCR出口NOx传感器、柴油机排气流体(DEF)给料系统、柴油机氧化催化剂(DOC)/柴油机微粒过滤器(DPF)单元、和SCR/氨氧化(AMOx)催化剂单元。

根据本公开，控制器将观察到的低的SCR效率分离到SCR入口传感器和出口NOx传感器，如果它们实际上有故障的话。因为这些在后处理系统中通常是最低成本的项，所以，成功地识别它们有故障可以通过消除对维修/检修其它后处理部件的需求而节省成本。然而，如果控制器确定NOx传感器在正常运转，技术人员可能仍然需要进行其它检修。考虑到这一点，根据本公开，控制器提供了一个或更多个命令以在后处理系统中暂停还原剂给料。在给料暂停后，在SCR催化剂内的残余的还原剂沉积物可以经由热分解来清除。通过暂停给料和清除还原剂，进入和离开SCR催化剂的NOx量可以保持相对恒定。然后，控制器提供一个或更多个发动机操作命令以调节发动机排出的NOx量。然后，进入和离开SCR系统的NOx量通过SCR入口传感器和出口NOx传感器测量。控制器使用测量的SCR入口和出口NOx数据以确定一个或更多个诊断特征(例如，与数据相关联的增益)。基于由测量的数据确定的该一个或更多个诊断特征，可以确定NOx传感器的状态(例如，有故障或处于正常运转状态)。基于所确定的状态，控制器可以为排气后处理系统的使用者提供指示是否需要NOx入口传感器和出口传感器的维修、修理、维护等等的一个或更多个通知(例如，故障代码)。因此，本文描述的系统和方法使能够通过激发来自调节发动机排出的NOx量的NOx信号和对入口NOx传感器信号与出口NOx传感器信号之间的动力学作出说明来诊断SCR NOx传感器。常规的诊断系统未利用并且，因此，不重视从激发NOx信号接收的更好的诊断数据以如本公开中那样诊断NOx传感器。激发NOx量信号导致更富集的NOx信号，该NOx信号产生更准确、更有效的诊断程序。因此，本公开提供了优于常规系统的技术改进，该技术改进利用更有效的资源的用途导致更准确的诊断程序(即，本文描述的系统和方法倾向于正确地识别NOx传感器是否有故障而无需进一步的检修，从而节省时间和金钱)。此外，通过正确地识别由有故障的SCR NOx传感器造成的排气后处理系统中的故障，及时的且昂贵的维修活动(service trips)可以被避免，因为SCR NOx传感器相对于其它部件是显著地较不昂贵的。

如本文使用的，术语“侵入性”(关于进行一个或更多个诊断测试)用于指主动的诊断测试。换句话说，侵入性的方法、系统和装置描述了被迫在发动机和排气后处理系统上运行(即，使发动机在一定速度下操作，等)的诊断测试或方案。因此，主动的或侵入性的诊断测试常常在维修车间或测试中心的环境中运行。作为比较，被动的诊断测试可以在发动机和排气后处理系统运转时进行。例如，如果在交通工具中实施，则被动测试可以在操作者正在驾驶该交通工具时进行。如果检测到错误，故障代码或指示灯可以被启动以警示操作者可能需要的维护/维修。根据本公开，侵入性的方法、系统和装置和发动机和排气后处理系统一起使用以操纵或激发来自发动机系统的排气流中的NOx排放。在这点上，本公开的“侵入性诊断测试”可以包括超驰各个设定的发动机操作点以进行诊断测试。例如，许多发动机操作点设定成符合一个或更多个交通工具的法律(例如，排放)。通过超驰这些操作点中的一个或更多个，发动机可能被迫使未符合一个或更多个交通工具的法律。然而，该侵入性的测试、程序和/或方案允许对排气后处理系统中的SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器的有效诊断，以确定这些传感器是否需要修理、替换或以其它方式来维修。

现在参考图1，根据示例性实施方案，示出了具有控制器的发动机排气后处理系统。发动机系统10包括内燃发动机20和与发动机20连通接收排气的排气后处理系统22。根据一个实施方案，发动机20构造为利用柴油燃料的压燃点火的内燃发动机。然而，在多个可选择的实施方案中，发动机20可以构造为利用任何类型的燃料(例如，汽油)的任何其它类型的发动机(例如，火花点火)。在内燃发动机20内，来自大气的空气结合燃料，并燃烧，以给发动机提供动力。发动机20的压缩室中的燃料和空气的燃烧产生可操作地排出到排气歧管和排出到排气后处理系统22的排气。

在所描绘的实例中，排气后处理系统22包括柴油微粒过滤器(DPF)40、柴油机氧化催化剂(DOC)30、具有SCR催化剂50的选择性催化还原(SCR)系统52、和氨氧化(AMOx)催化剂60。SCR系统52还包括还原剂输送系统，该还原剂输送系统具有柴油机排气流体(DEF)源54，该柴油机排气流体(DEF)源54经由柴油机排气流体管路58将DEF供应到DEF给料器56。

在排气流方向上，如通过方向箭头29所指示的，排气从发动机20流入排气后处理系统22的入口管道24。从入口管道24，排气流入DOC 30然后离开DOC进入排气管道的第一部分28A。从排气管道的第一部分28A，排气流入DPF 40然后离开DPF进入排气管道的第二部分28B。从排气管道的第二部分28B，排气流入SCR催化剂50然后离开SCR催化剂进入排气管道的第三部分28C。随着排气流过排气管道的第二部分28B，排气被定期地由DEF给料器56使用DEF进行给料。因此，排气管道的第二部分28B充当分解室或分解管以促进DEF分解成氨。从排气管道的第三部分28C，排气流入AMOx催化剂60然后离开AMOx催化剂进入出口管道26，之后排气从排气后处理系统22排出。基于前述，在图示的实施方案中，DOC 30定位在DPF 40和SCR催化剂50的上游，并且SCR催化剂50定位在DPF 40的下游以及AMOX催化剂60的上游。然而，在可选择的实施方案中，排气后处理系统22的部件的其它布置也是可能的。

DOC 30可以具有各种流过式设计(flow-through design)中的任何一种。通常，DOC 30构造成氧化排气中的至少一些颗粒物质，例如煤烟的可溶性有机部分，并且将排气中未燃烧的烃和CO还原成对环境比较无害的化合物。例如，DOC 30可以构造成降低排气中的烃和CO浓度，以满足用于排气中的那些部件必需的排放标准。DOC 30的氧化能力的间接后果是DOC将NO氧化为NO₂的能力。以这种方式，离开DOC 30的NO₂的水平等于由发动机20所产生的排气中的NO₂加上通过DOC从NO转化的NO₂。

除了处理排气中的烃和CO浓度，DOC 30也可以在DPF 40、SCR催化剂50、和AMOx催化剂60的受控再生中使用。这可以通过将未燃烧的HC注入或给料到DOC 30的上游的排气中来完成。与DOC 30接触时，未燃烧的HC经历放热的氧化反应，该放热的氧化反应导致离开DOC 140且随后进入DPF 40、SCR催化剂50和/或AMOx催化剂60的排气的温度增加。添加到排气的未燃烧的HC的量选择成实现期望的温度升高或达到目标受控再生温度。

DPF 40可以是各种流过式或壁流式设计中的任何一种，并且构造成降低排气中的微粒物质浓度(例如煤烟和灰尘)，以满足或大体上满足必需的排放标准。DPF 40捕获微粒物质和其它组分，并且因此可能需要定期地再生以烧掉所捕获的组分。此外，DPF 40可以配置成独立于DOC 30氧化NO以形成NO₂。

如以上讨论的，SCR系统52可以包括具有还原剂(例如DEF)源54、泵和输送机构或给料器56的还原剂输送系统。还原剂源54可以是能够容纳还原剂(诸如，例如，氨(“NH3”)、DEF(例如尿素)、或柴油)的容器或罐。还原剂源54与泵连通供应还原剂，该泵配置成从还原剂源将还原剂经由还原剂输送管路58泵送到输送机构56。输送机构56定位在SCR催化剂50的上游。输送机构56是选择性地可控制的以在进入SCR催化剂50之前将还原剂直接注入到排气流中。如本文描述的，控制器100构造成控制输送到排气的还原剂的定时和量。在一些实施方案中，还原剂可以或者是氨或者是分解以产生氨的DEF。如上简要描述的，氨在SCR催化剂50存在的情况下与NOx发生反应以将NOx还原为比较无害的排放物，例如N₂和H₂O。在排气流中的NOx包括NO₂和NO。通常，NO₂和NO通过在NH₃的存在下由SCR催化剂的催化元素驱动的多种化学反应还原为N₂和H₂O。

SCR催化剂50可以是本领域中已知的各种催化剂中的任何一种。例如，在一些实例中，SCR催化剂50是钒基催化剂，而在其它实施方式中，SCR催化剂是基于沸石的催化剂，例如Cu-沸石或Fe-沸石催化剂。

AMOx催化剂60可以是配置成与氨反应以主要产生氮气的各种流过式催化剂中的任何一种。如上简要描述的，AMOx催化剂60构造成除去已漏过或离开SCR催化剂50而未与排气中的NOx进行反应的氨。在某些情况下，排气后处理系统22可以使用或不使用AMOx催化剂进行操作。另外，虽然AMOx催化剂60被示出为与图1中的SCR催化剂50分开的单元，但在一些实施方式中，AMOx催化剂可以与SCR催化剂集成在一起，例如，AMOx催化剂和SCR催化剂可以位于同一外壳内。根据本公开，SCR催化剂和AMOx催化剂串联地定位，其中SCR催化剂在AMOx催化剂之前。如以上描述，在多个其它的实施方案中，AMOx催化剂不包括在排气后处理系统22中。在这些实施方案中，NOx传感器14也可以从排气后处理系统22中排除。

各种传感器，例如NH₃传感器72、NOx传感器12、14、55、57和温度传感器16、18可以策略性地布置在整个排气后处理系统22中，并且可以与控制器100进行通信以监测发动机系统10的操作条件。如所示的，多于一个的NOx传感器可以定位在SCR催化剂50的上游和下游。在该构造中，NOx传感器12测量发动机排出的NOx，而NOx传感器55测量SCR催化剂50入口的NOx量，该传感器55在本文中被称作SCR入口NOx传感器55。由于DOC 30/DPF 40可能氧化发动机排出的NOx(例如，NO，等)的一部分，发动机排出的NOx量(例如，NO、NO₂，等)的比例可以不等于SCR催化剂50入口的NOx量的比例。例如，虽然NO可以在DOC 30/DPF 40中被氧化为NO₂，使得NO、NO₂等的相对比例可以不等于来自发动机的初始比例，但NOx的总浓度保持相同。NOx传感器12、14、55、57倾向于对NO₂具有较低的灵敏度，这造成所感测的NOx量随着NO₂/NOx的比率而改变。因此，这种构造是这种可能的偏差的原因。离开SCR催化剂50的NOx量可以通过NOx传感器57和/或NOx传感器14测量。在一些实施方案中，取决于排气后处理系统22的构造是否包括AMOx催化剂60，可以仅存在NOx传感器57或NOx传感器14。NOx传感器57定位在SCR催化剂50的下游并且构造成检测在SCR催化剂50的下游(例如，离开SCR催化剂)的排气中的NOx的浓度，该NOx传感器57在本文中被称作SCR出口NOx传感器57。

温度传感器16与DOC 30和DPF 40相关联，并且因此可以被定义为DOC/DPF温度传感器16。DOC/DPF温度传感器策略性地定位成检测在由给料器56使用DEF给料之前流入DOC30、流出DOC以及流入DPF 40和流出DPF的排气的温度。温度传感器18与SCR催化剂50和AMOx催化剂60相关联，并且因此可以被界定为SCR/AMOx温度传感器18。SCR/AMOx温度传感器18策略性地定位成检测流入SCR催化剂50、流出SCR催化剂50、流入AMOx催化剂60和流出AMOx催化剂60的排气的温度。举例来说，温度传感器可以策略性地定位在排气后处理系统22内的任何部件之前和之后，使得流入和流出任何部件的排气的温度都可以被检测并且可通信地传输到控制器100。

如图1中所示，微粒物质(PM)传感器70定位在SCR 50的下游。根据一个实施方案，PM传感器70定位在DPF 40的下游的任何位置。因此，PM传感器70的其它位置：在DPF 40之后，在AMOx催化剂60之后，在SCR催化剂50之后，等也在图1中被描绘。在一些实施方案中，如图1中所示，多于一个的PM传感器70也可以包括在该系统中。PM传感器70构造成监测流过排气后处理系统22的微粒物质。通过监测微粒物质，PM传感器70监测DPF 40和/或排气后处理系统22中的其它部件的功能。

尽管所示的排气后处理系统22包括沿着排气流动路径相对于彼此定位在特定位置中的DOC 30、DPF 40、SCR催化剂50和AMOx催化剂60中的一个，但是在其它实施方案中，排气后处理系统可根据需要包括多于一个的下述催化剂，该催化剂是沿排气流动路径相对于彼此定位在各种位置中的任何一个位置的各种催化剂中的任何一个。此外，尽管DOC 30和AMOx催化剂60是非选择性的催化剂，但在一些实施方案中，DOC和AMOx催化剂可以是选择性的催化剂。

图1还示出为包括操作者输入/输出(I/O)设备120。操作者I/O设备120可通信地联接至控制器100，使得信息可以在控制器100与I/O设备120之间交换，其中该信息可以涉及图1中的一个或更多个部件或控制器100的判定(在以下描述)。操作者I/O设备120使发动机系统10的操作者能够与控制器100和图1的发动机系统10的一个或更多个部件通信。例如，操作者输入/输出设备120可以包括，但不限于，交互显示器、触屏设备、一个或更多个按钮和开关、语音命令接收器等。在多个可选择的实施方案中，控制器100和本文描述的部件可以与非交通工具应用(例如，发电机)一起实施。因此，I/O设备对这些应用可以是特定的。例如，在那些情况下，I/O设备可以包括便携式电脑、平板电脑、台式电脑、电话、手表、个人数字助理等。经由I/O设备120，控制器100可以基于SCR催化剂50和SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57(在一些实施方案中，当包括AMOx催化剂时，NOx传感器14)的确定的状态提供故障或维修通知。

控制器100构造成控制发动机系统10和相关联的子系统，例如内燃发动机20和排气后处理系统22的操作。根据一个实施方案，图1的部件在交通工具中实施。在多个可选择的实施方案中，如以上描述的，控制器100可以与任何发动机-排气后处理系统一起使用。交通工具可以包括路面上的或越野的交通工具，其包括，但不限于，长途运输卡车、中距离卡车(例如，轻型货车)、坦克、飞机、和利用排气后处理系统的任何其它类型的交通工具。在部件之间或之中的通信可以经由任何数量的有线或无线连接。例如，有线连接可以包括串行电缆、纤维光缆、CAT5电缆、或任何其它形式的有线连接。作为比较，无线连接可以包括互联网、Wi-Fi、移动电话、无线电，等。在一个实施方案中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任何数量的有线和无线连接。因为控制器100可通信地联接至图1中的系统和部件，所以控制器100构造成接收来自图1中所示的部件中的一个或更多个的数据。例如，数据可以包括经由一个或更多个传感器接收的NOx数据(例如，从SCR入口NOx传感器55输入的NOx量和从SCR出口NOx传感器57输出的NOx量)、给料数据(例如，从给料器56输送的给料的定时和量)、和交通工具操作数据(例如，发动机速度、交通工具速度、发动机温度等)。作为另一个实例，数据可以包括来自操作者输入/输出设备120的输入。控制器100的结构和功能关于图2被进一步描述。

因此，现参考图2，示出了根据一个实施方案的用于控制器100的示例性结构。如所示出的，控制器100包括处理电路101，处理电路101包括处理器102和存储器103。处理器102可以实现为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或更多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理部件、或其它合适的电子处理部件。该一个或更多个存储器设备103(例如RAM、ROM、闪存、硬盘存储等)可以储存数据和/或计算机代码，以用于促进本文描述的各种处理。因此，该一个或更多个存储器设备103可以可通信地连接至处理器102并且为处理器102提供用于执行关于本文中的控制器100描述的过程的计算机代码或指令。此外，该一个或更多个存储器设备103可以是或可以包括有形的、非临时的易失性存储器或非易失性存储器。因此，该一个或更多个存储器设备103可以包括数据库部件、目标代码部件、脚本部件、或用于支持本文描述的多种活动和信息结构的任何其它类型的信息结构。

存储器103被示出为包括用于完成本文描述的活动的多个模块。更具体地，存储器103包括构造成诊断SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57的模块(在一些实施方案中，诊断可以包括NOx传感器14)。虽然在图2中示出了具有特定功能的多个模块，但应当理解的是，控制器100和存储器103可以包括用于完成本文描述的功能的任何数量的模块。例如，多模块的活动可以合并为单个模块，可以包括具有另外的功能的另外的模块，等等。此外，应当理解的是，控制器100可以还控制本公开的范围外的其它交通工具的活动。

本文所描述的控制器100的某些操作包括解释和/或判定一个或更多个参数的操作。如在本文使用的，解释或判定包括通过本领域中已知的任何方法接收数值，其包括至少从数据链路或网络通信接收数值，接收表征该数值的电子信号(例如电压、频率、电流或PWM信号)，接收表征该数值的计算机产生的参数，从非临时计算机可读存储介质上的存储器位置读取数值，通过本领域中已知的任何手段和/或通过接收所解释的参数通过其可进行计算的值和/或通过参考被解释为参数值的默认值来接收作为运行参数的值。

如所示的，控制器100包括给料模块104、发动机模块105、SCR入口NOx模块106、SCR出口NOx模块107、相位校正模块108、系统诊断模块109和通知模块110。给料模块104构造成为还原剂给料器(例如给料器56)提供给料命令。给料命令可以包括暂停还原剂给料注入到排气流中的命令和增加、减少或维持还原剂给料注入到排气流中的命令中的至少一种。还原剂给料降低排气中的NOx的水平，这造成相比于SCR入口NOx传感器55，SCR出口NOx传感器57测量到低的NOx的量。因此，通过暂停还原剂给料，如果每个传感器在正常起作用的话，SCR NOx传感器应当理论上测量到排气流中大致相同水平的NOx。然而，可能仍然有存在于SCR系统中的痕量的还原剂(例如，氨)，其导致排气流中的NOx的氧化反应，使得来自SCR入口传感器和出口传感器的测量结果可能不精确地相等。如在本文中更全面地描述的，为了诊断SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个，给料模块104构造成首先暂停给料。

发动机模块105构造成为发动机20提供发动机操作命令。发动机操作命令构造成清除SCR系统52中的残留的还原剂。发动机操作命令还构造成调节或扰动离开发动机的NOx量。发动机命令可以包括，但不限于，点火定时调节、发动机速度调节、排气再循环(EGR)流量调节、燃料注入定时调节、燃料注入压力调节、燃料注入量调节、空气流量、许多燃料注入脉冲、燃料流量、和发动机转矩输出，除其它可选方案外。发动机操作命令可以单独地或与其它命令一起提供。任何前述发动机操作命令可以被使用的程度以及处于何种组合可以基于发动机设计和/或发动机应用而改变。

如上所提及的，发动机操作命令可以构造成调节或影响发动机排出的NOx量。为了调节发动机排出的NOx量，发动机模块105可以命令调节以下中的至少一个：点火定时、发动机速度、EGR流、燃料注入定时、燃料注入压力、燃料注入脉冲的数目、燃料流量和发动机转矩量。点火定时调节命令可以包括点火定时的提前和点火定时的延迟中的至少一个。在压燃点火发动机中，点火定时调节指的是何时将燃料注入燃烧室。作为比较，火花点火发动机中的点火定时调节指的是何时命令发出火花。因此，当控制器100采用压燃点火发动机实施时，发动机模块105可以为燃料注入器(包括螺线管或其它燃料注入器驱动器以及与燃料注入器相关联的部件，例如共轨)提供命令以调节何时将燃料注入燃烧室。当控制器100在火花点火发动机中实施时，发动机模块105可以为火花塞或点火器(包括任何火花塞或点火器驱动器，例如用于供电的螺旋管或变压器)提供命令以调节何时发动火花活动。因此，虽然以下的描述大体上是关于压燃点火发动机(例如，燃料注入器)，应当理解的是，类似的命令可以与火花点火命令一起提供，使得所有这样的变型落入本公开的精神和范围内。

因此，如上所提及的，发动机模块105可以提供点火定时调节命令，该命令包括延迟点火定时和提前点火定时中的至少一个。可以调节该定时以增加或减少发动机20的NOx的产生量。提前点火定时指的是发出燃料注入比原本将发生的相对更早的命令。作为比较，延迟点火定时指的是推迟燃料注入活动。例如，如果发动机的点火定时设定成上止点前(BTDC)九度并且被调节到BTDC十二度，则点火定时提前。适当的点火定时对于最佳性能、燃油经济性和排放可能是关键性的。提前点火定时可以导致发动机气缸内的温度和压力两者的增加。因为NOx形成倾向于在相对较高的燃烧温度下发生，所以离开发动机的NOx量由于此命令可能增加。作为比较，延迟点火定时可以导致燃烧气缸内较低的温度和压力。因此，可能产生离开发动机的相对较少量的NOx。因此，发动机模块105可以提供一个或更多个命令以调节点火定时，这导致离开发动机的NOx量的改变并且激发SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57的测量。

如上所提及的，来自发动机模块105的发动机操作命令还可以包括调节发动机速度(即，每分钟转数(RPM))。通过增加发动机速度，发动机气缸的平均温度可能升高，因为热量相对更快速地遍布燃烧室传播。随着时间的过去，汽缸中的平均温度升高。这是由于存在相对更少的原本将造成温度下降的较低温度区域。因此，因为NOx产生量是高度依赖于高温的，所以，通过提高发动机速度，发动机排出的NOx量排气可能增加。在另一方面，减小发动机速度可能具有相反的效果。这是由于燃烧室中和燃烧室周围相对较大数量的低温区域，该低温区域实质上‘冷却’燃烧气体。因此，温度可以降低并且进而，发动机排出的NOx的量可以降低。提高发动机速度要求指示转矩(indicated torque)和发动机20的燃料流的显著增加，这可能增加NOx产生量。此外，流过发动机的增加的流量提供了调节发动机操作命令的较宽的操作空间，从而允许用于找到发动机操作命令的组合的可能性，该组合提供比在较低速度下的可能的更高的NOx浓度。

来自发动机模块105的发动机操作命令还可以包括对EGR流的调节。EGR是一种排放控制技术，其允许在EGR流增加时NOx排放的显著降低，并且在EGR流降低或停止时显著增加。实质上，NOx的量随着EGR率增加而降低。另外，在给定EGR率下的NOx还原随着发动机载荷变得更高而增加。例如，NOx排放的给定的降低可能在高载荷下(例如，高发动机转矩等)比在低载荷下(例如，低发动机转矩等)需要更少的EGR。来自发动机模块105的发动机操作命令可以调节注入压力。在中等发动机载荷和在高发动机载荷下(例如，中等至高发动机转矩等)，燃料注入压力的增加可以导致NOx排放的增加，而燃料注入压力的降低可以降低NOx排放。多脉冲注入可以用于延长燃烧活动，因此增加系统中的热的量，从而促进更大量的NOx排放的产生。在一些实施方案中，发动机制动器可以用于增加发动机20上的载荷，或者可变几何涡轮增压器(VGT)也可以用于通过建立排气反压力来增加载荷和流量。如上所描述的，更大的发动机载荷可能增加NOx排放。应当注意的是，任何前述的发动机操作命令都可以单独地使用或组合地使用。因此，多个发动机命令可以同时使用以影响发动机20的NOx排放的增加或减少。

因此，发动机模块105可以提供一个或更多个命令(例如，提前点火定时和增加发动机速度等)，该一个或更多个命令构造成激发(例如，增加或减少)发动机排出的NOx量。虽然本文中描述和公开的实施方案主要是关于增加发动机排出的NOx量来进行诊断测试，但应当理解的是，与本文中描述的那些过程类似的过程可以和所命令的减少的发动机排出的NOx的量一起使用。所有这样的变型均意图包括在本公开的精神和范围内。

此外，如上所提及的，在给料模块104暂停给料之后，发动机模块105也构造成大体上清除保留在SCR系统52中的还原剂沉积物。通过从系统中移除(即，清除)还原剂，当排气流经SCR催化剂50时，流过SCR系统的排气中的NOx大体上被防止经由还原剂还原。这可以允许SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57在诊断测试期间大体上测量到相同的气体组成(即，NOx量)。还原剂沉积物的清除可以或者机械地或或者用热的方法来完成。可以通过来自发动机模块105的构造成增加排气的温度并烧掉SCR系统中的还原剂沉积物的发动机命令来引起热清除。如上所提及的，发动机模块105可以提供增加发动机速度和提前点火定时中的至少一个的命令。在其它实施方案中，发动机模块105可以使用升高排气温度以烧掉或清除SCR系统中的还原剂沉积物的任何命令。例如，发动机模块105可以发出燃烧后注入燃料的命令。添加的燃料在其与排气一起传输至DOC时产生另外的热。因此，排气温度增加。通过提供这些命令，在排气后处理系统22中的排气的温度可以显著地增加。随着温度的增加，还原剂可以被热分解。因此，在SCR系统52内残留的还原剂沉积物可以从系统中大体上移除，从而允许入口SCR NOx量和出口SCR NOx量是近似相同的。机械清除可以是来自物理地移除SCR系统52并将其清洁的操作者或维修技术人员(即，大体上移除任何颗粒物质和还原剂沉积物)。

为了说明发动机模块105的功能，现在参考图4-5。图4描绘了根据示例性实施方案的选择性催化还原系统维修诊断测试的图。示出了SCR系统诊断测试的速度对时间的图400和温度对时间的图410。图400描绘了来自由发动机模块105提供的发动机速度命令的发动机的发动机速度。在图4中的示例性诊断测试中，预热过程402启动诊断过程。在该过程中，发动机模块105维持相对高的发动机速度(例如，1000RPM)持续相对长的时间段(例如，约二十分钟)。如图410中所示，预热过程对应于排气温度的增加(例如，大于500摄氏度)。在其它实施方案中，清除过程可以采取较长的(例如，25分钟等)或较短的(例如，15分钟等)时间段用热的方法清除还原剂沉积物。类似地，基于所使用的发动机或其它应用，发动机速度可以大于、小于或等于图4中描绘的实例。在任何情况下，预热过程402对应于SCR系统中的还原剂沉积物的大体上的移除。在该预热或清除过程402期间，给料模块104已经暂停给料。

在清除过程以后的预定时间，发动机模块105进一步提高发动机的速度(部分404)。图400的激发部分404示出了发动机模块105如何经由发动机速度的增加影响发动机排出的NOx量。可以在图5中看到发动机速度对NOx排放的影响的更透彻的研究。

图5描绘了随点火定时和发动机速度变化的SCR入口NOx传感器数据(例如SCR入口NOx数据112)和SCR出口NOx传感器数据(例如SCR出口NOx传感器数据114)的图500。更具体地，图5示出了发动机模块105可以如何通过发出调节发动机速度和点火定时中的至少一个的命令来影响发动机排出的NOx量(以及，因此，由SCR入口NOx传感器55(曲线502)和SCR出口NOx传感器57(曲线504)测量的NOx量)。在该实例中，发动机排出的NOx的激发在清除过程之后开始。在该实例中，发动机模块105在约一千二百秒以后调节发动机排出的NOx量。在多个其它实施方案，如上面所提及的，清除过程可以较短或较长，使得发动机排出的NOx的调节在不同的时间点发生。因此，在所示的实例中，在预定量的时间(例如，1240秒)以后，发动机模块105提前点火定时(部分506)。在该第一NOx激发命令之后，发动机模块105增加发动机速度(部分508)。在其它实施方案中，通过由发动机模块105提供的上面提及的命令(例如，提前/延迟点火定时，增加/降低发动机速度，燃烧后注入燃料等)中任何一个可以引起/导致发动机排出的NOx量的激发。此外，发动机排出NOx命令的顺序、定时和持续时间可以改变。例如，发动机速度可以增加，然后提前点火定时，或者点火定时和发动机速度可以同时地增加和提前。此外，NOx激发过程可以包括任何数量的发动机排出的NOx激发活动(例如，一、二、三、五、八个等)。

在该实例中，通过提前的点火定时命令导致第一NOx激发506。提前的点火定时导致排气中的NOx水平从170百万分率(ppm)增加至300ppm以上，如图500中所示。在其它实施方案中，可以通过延迟点火定时命令导致激发。延迟点火定时命令可以导致排气中的NOx水平降低。如所示的，对应于激发部分404的增加发动机速度的命令导致在约1300秒时的第二激发508(图4)。发动机速度的增加导致排气中的NOx水平从170ppm增加至500ppm。在其它实施方案中，可以通过降低发动机速度导致激发，降低发动机速度可以导致排气中的NOx水平降低。在其它实施方案中，NOx水平增加(或降低)的速率以及增加的多少可以变化(例如，NOx水平可以在8秒内从170ppm升高至250ppm，等)。激发的一个目的是量化传感器对快速变化的NOx水平如何反应以确定传感器在监测排气流中的NOx方面是否有效。换句话说，发动机20被操纵以提供更富集的NOx信号，该更富集的NOx信号包含更多有用的诊断信息。

返回参考图2，应当理解的是，其它参数也可以通过发动机模块105来控制。然而，一般而言，发动机模块105构造成调节影响从发动机排放的NOx量的一个或更多个参数，以及清除SCR系统52内的任何残留的还原剂。因此，虽然发动机速度和发动机定时作为独立的活动被描述，但可以共同地命令这些活动。类似地，改变/变化离开发动机的NOx排放水平和大体上清除SCR系统52中的还原剂沉积物的另外的启动命令也可以由发动机模块105提供。

SCR入口NOx模块106构造成接收和储存进入SCR系统(例如，SCR系统52)的SCR入口NOx数据112。因此，SCR入口NOx模块106可以可通信地联接至SCR入口NOx传感器55。SCR出口NOx模块107构造成接收和储存离开SCR系统的SCR出口NOx数据114。因此，SCR出口模块107可以可通信地联接至SCR出口NOx传感器57。NOx数据(例如，SCR入口NOx数据112、SCR出口NOx数据114，等)可以在模块106和模块107中的每一个内被测量和储存的速率可以依赖于排气后处理系统22中使用的的对应的NOx传感器的采样速率。在一个实施方案中，NOx数据可以以大体上接近于传感器的最大采样速率的速率获得。在其它实施方案中，NOx数据可以定期地测量(例如，每5秒，等)。采样速率可以在控制器100内被预先定义或者使用者可以经由操作者I/O设备120定义采样速率。通过模块106和模块107两者获得并储存的NOx数据可以提供至相位校正模块108和系统诊断模块109，以诊断排气后处理系统22的一个或更多个部件，这在本文中更全面地描述。

在其它实施方案中，可以包括另外的控制器模块，例如AMOx出口NOx模块。模块106、107和AMOx出口NOx模块构造成接收测量的NOx数据。NOx数据包括SCR入口NOx量、SCR出口NOx量和AMOx出口NOx量中的至少一个。因此，NOx数据可以通过NOx传感器55、57和14实时地或大体上实时地测量。测量的NOx数据提供了在进入和离开SCR系统52(在一些实施方案中，AMOx 60)的排气流中的NOx量的指示。

相位校正模块108构造成从模块106和107接收SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114。相位校正模块108还构造成确定在测量的SCR入口NOx数据112与和SCR出口NOx数据114之间的相移。相移可以描述如下。由于排气从SCR入口NOx传感器55流到SCR出口NOx传感器57，其中SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57测量NOx水平的定时经受传输延迟。传输延迟指的是一定量的排气从SCR入口NOx传感器55行进至SCR出口NOx传感器57所需要的时间或持续时间。例如，排气可能需要X秒以行进穿过SCR系统52。因此，由出口传感器测量的SCR出口NOx数据114(例如，NOx量，等)在与SCR入口NOx数据112比较时可能偏移X秒。传输延迟还可以是排气后处理系统22中所使用的传感器的响应时间的函数。根据一个实施方案，SCR入口NOx数据112与SCR出口NOx数据114之间的传输延迟可以通过使用交叉相关函数来确定，该交叉相关函数在本文中更全面地描述。然而，在某些其它实施方案中，其它函数可以用于确定传输延迟。

为了帮助说明传输延迟，现参考图6-7，图6描绘了具有根据一个实施方案的传输延迟效果的SCR入口和出口NOx数据的比较(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)。传输延迟在本文中可以称为相位滞后或相移。另外，传输延迟在时域内被称为时间滞后或时移。仍参考图6，图600示出了在理想的响应630周围的诊断数据610的分散。诊断数据610指的是由模块106和模块107测量和累计的SCR入口和出口NOx数据。理想的响应630被定义为理想的，因为其代表其中SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57测量到相同的NOx数据的诊断数据。例如，在理想的测试中，所有的还原剂沉积物都从SCR系统52中被清除。这造成SCR入口NOx与SCR出口NOx相同。此外，在理想的响应中，不存在传感器之间的相位滞后。因此，理想的响应630对应于代表SCR NOx出口数据对SCR NOx入口数据的、具有唯一的斜率的直线。比较地，在理想的响应630周围的诊断数据610的分散由相对于SCR入口NOx传感器的下游传感器(SCR出口NOx传感器57)的相位滞后造成。由于诊断数据610大体上不遵循理想的响应630，相位校正模块108确定入口和出口NOx数据是异相的并且相移通过相位校正模块108确定。

相移(或时移)指的是传输延迟持续时间(即，一定量的排气从SCR入口NOx传感器行进至SCR出口NOx传感器需要的持续时间)。图7描绘了根据一个实施方案的用于确定SCR入口和出口NOx测量结果之间的时移的SCR入口NOx数据和SCR出口NOx数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)的交叉相关函数的图。更具体地，图7示出了相位校正模块108可以如何确定SCR入口和出口NOx测量结果之间的相移。NOx传感器的动力学显著地受到传输延迟的影响。相位校正模块108可以利用多种数字方法(例如，交叉相关函数，等)或任何其它的过程或方法以确定由传输延迟导致的SCR出口NOx数据相对于SCR入口NOx数据(例如诊断数据610)的相移。在该实例中，交叉相关函数可以被相位校正模块108利用以确定在沿着排气后处理系统22的排气流特性的测量结果(例如NOx排放)之间的传输延迟(即，时间滞后，相移，等)。在应用两个信号之间的交叉相关函数以后，相位校正模块108可以确定交叉相关函数的最大值。该最大值表征了其中信号(SCR入口NOx测量信号和SCR出口NOx测量信号)被最好地对准的时间点。在该实例中，图700示出了在图6中呈现的SCR入口NOx数据与SCR出口NOx数据之间的交叉相关分析。通过实施交叉相关函数，在这两组数据之间的传输延迟可以由交叉相关最大值703确定。观察交叉相关最大值703的放大图702，时移704可以通过确定交叉相关最大值703距纵轴701的水平位移来量化。时移704代表了在由SCR入口和出口NOx传感器提供的测量结果之间的传输延迟。在该实例中，在SCR入口和出口NOx数据之间的相移704是约1.6秒。在其它实施方案中，取决于传感器的相对响应时间和SCR系统52的尺寸(即，在SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57之间的距离)，在这两个传感器之间的时间滞后可以更短或更长。

基于所确定的时移，相位校正模块108构造成将时移或相移应用于SCR出口NOx数据114。在一个实施方案中，通过相位校正模块108的相移的应用是通过移动SCR出口NOx数据114所确定的相移来进行。在该实例中，采用所确定的来自图7的1.6秒的相移，诊断数据610(具体地，SCR出口NOx数据)可以以那个量来移动。因此，在1.6秒之前由SCR出口NOx传感器57累计的数据可以被移除并且余下的数据可以相应地移动(例如，在1.6秒之前的数据点现在可以是在零秒的数据点，等)。此外，相等数目的数据点可以从由SCR入口NOx传感器55得到的最后的测量结果中移除。该相移校正允许在每个时间间隔处的气体组分对于入口和出口NOx传感器大体上相等。这导致在入口和出口NOx传感器之间的传输延迟大体上被最小化，从而使得传输延迟对本公开的NOx传感器诊断测试具有最小的影响。

总之，随着对SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57进行诊断测试，传感器可以同时测量数据。然而，由每个传感器正在测量的数据由于传输延迟而可能具有不同的气体组分。例如，在时刻X，SCR入口传感器55可以在排气中测量到一定量的的NOx。由于传输延迟，在入口处的排气的量或排气样品可能不同于由SCR出口传感器57在时刻X测量的排气的量或排气样品。因此，由出口传感器测量的SCR出口NOx数据114可以通过所确定的时移(由于传输延迟影响)来校正，使得在时刻X的数据对应于在两个传感器处的大体上相同的气体组分或样品，这可以允许显著改善诊断分析。

通过相位校正模块108在SCR出口NOx数据114上应用所确定的时移之后，系统诊断模块109构造成基于SCR入口NOx数据112和已相移的SCR出口NOx数据114来确定诊断特征。系统诊断模块109构造成基于诊断特征来确定SCR入口和出口NOx传感器的状态，其中该状态包括，SCR入口和出口NOx传感器两者中的至少一个是正常运转状态的以及SCR入口和出口NOx传感器中的至少一个是有故障的。该确定、故障状态的详细描述、以及其它特征在本文中更全面地进行了说明。

诊断特征可以包括第一诊断特征和第二诊断特征中的至少一个。第一诊断特征可以包括增益诊断特征(gain diagnostic feature)。第二诊断特征可以包括相关系数诊断特征。增益诊断特征指的是入口和出口NOx传感器测量结果彼此有多靠近。在一个实施方案中，增益诊断特征可以通过以下来确定：将相移的SCR出口NOx数据114对SCR入口NOx数据112制图，并且对制图的数据进行最小二乘方线性回归，同时设定y截距为零。所得直线的斜率代表增益诊断特征。如果SCR入口和出口NOx数据112，114是相同的(即，理想的情况)或大体上相同，增益(或斜率)是一或可以接近一。然而，如果SCR出口NOx数据114是小于SCR入口NOx数据112的因数X(a factor of X)(例如，3)，则该直线的增益是1/X(例如，1/3)。在其它实施方案中，增益诊断特征可以使用可以确定数据(例如，入口NOx数据和相移的出口NOx数据)的斜率的任何其它统计方法来确定。

相关系数诊断特征指的是在所测量的SCR入口NOx数据112与相移的SCR出口NOx数据114之间存在的线性关系的程度。例如，大体上线性关系可以导致0.99或更高的相关系数。根据一个实施方案，可以确定相关系数诊断特征如下：

其中r是相关系数诊断特征，x是由SCR入口NOx传感器55测量的SCR入口NOx数据112，y是由SCR出口NOx传感器57测量的SCR出口NOx数据114，以及n是由入口和出口NOx传感器测量的数据对的数目。正相关意味着一个变量的改变可以预示第二变量在相同方向上的改变。例如，当发动机排出的NOx量由于发动机速度的增加或点火定时的提前增加时，入口NOx传感器和出口NOx传感器两者也可以测量到相对的增加。负相关意味着一个变量的改变意味着第二变量在另一方向上的改变。相关系数为零表示在SCR入口NOx数据112和相移的出口NOx数据114之间不存在可辨别的关系。例如，当发动机排出的NOx量波动时，一个传感器可能测量到相对改变而另一个传感器测量到恒定的NOx水平(例如，呆滞型范围内的误差(stuck in-range error))。由于该有故障的传感器，可能存在入口和出口NOx测量结果之间的大体上非线性的关系，从而造成这两组数据之间的相关系数大体上是零或小于零(即，负的)。

为了说明系统诊断模块109可以如何确定增益和相关系数诊断特征，现在参考图8。图8描绘根据一个实施方案的使用SCR入口NOx数据对应用相移校正的出口NOx数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)。如所示的，诊断数据810(即，相移校正的诊断数据610)比诊断数据610相对更线性，这是由于相移的实施。如上所提及的，根据系统诊断模块109，应用最小二乘方线性回归，使用零的y截距以及等式[2]，可以确定增益和相关系数。根据进行的该回归，最小二乘方线性回归线820被拟合为诊断数据810。进而，在该实例中，由系统诊断模块109确定增益和相关系数为0.94和0.99。因此，如本文中更全面地描述的，系统诊断模块109基于诊断特征确定SCR入口和出口NOx传感器的状态。在该实例中，模块109确定传感器在运行正常(即，处于正常运转状态)并且很可能不造成可能的低的观察到的SCR催化剂50的效率。

如上所提及的，系统诊断模块109构造成基于由系统诊断模块109确定的第一诊断特征和第二诊断特征中的至少一个来确定传感器的状态：处于正常运转的、不确定的结果、或有故障的。正常运转的状态对应于NOx传感器运行正常。根据一个实施方案，系统诊断模块109构造成基于相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值以及增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内来确定SCR入口和出口NOx传感器是正常运转的。在一个实施方案中，该确定对应于大于或等于0.90但小于或等于1.10的增益(即，正常运转的增益诊断特征参数集合)和大于或等于0.98的相关系数(即，正常运转的相关系数诊断特征阈值)。因此，在具有运行正常的SCR NOx传感器的情况中，可以存在这两个数据组之间的高度线性的关系和大体上理想的响应(即，两个传感器都读出大体上相等的值)，如图8中所示。

系统诊断模块109还可以确定结果是不确定性的。不确定性的结果对应于还原剂沉积物被检测到。当还原剂沉积物被检测到时，增益诊断特征表明，SCR入口和相移的SCR出口NOx数据112，114之间存在大体上非理想的关系(即，斜率)，其中也存在基于所确定的相关系数诊断特征的非线性的关系。根据一个实施方案，诊断模块109确定，基于相关系数诊断特征是在不确定性的相关系数诊断特征参数集合内以及增益诊断特征小于不确定的增益诊断特征参数，结果是不确定性的。在一个实施方案中，该情况对应于增益诊断特征小于0.90(即，不确定性的增益诊断特征参数)以及相关系数小于0.98但大于零(即，不确定性的相关系数诊断特征参数集合)。根据其它实施方案，表明不确定性的状态的增益值和相关诊断特征值可以不同于以上提及的。例如，增益可以显著低于一，这是由于在SCR催化剂50中存在与排气中的NOx发生反应的还原剂，将NOx还原成比较无害的排放物。该还原可以造成入口NOx量显著多于出口NOx量，这可以造成增益诊断特征显著地小于一。此外，较差的相关系数可以由贯穿NOx激发过程(参见，例如，图12)存在并且连续地被清除(即，热分解)的还原剂沉积物造成。因此，SCR出口NOx传感器57可以贯穿诊断过程连续地测量呈非线性的方式(例如，以指数方式，等)的NOx的量，从而导致SCR入口和出口NOx数据112、114之间的非线性关系。

为了证明当还原剂沉积时在入口和出口NOx测量结果之间的非线性关系，现在参考图12。图12描绘了根据一个实施方案的改变入口NOx传感器数据与出口NOx传感器数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)之间的NOx转化率的图1200。在诊断测试期间随着时间的进行，出口NOx传感器数据曲线1204连续地接近入口NOx传感器数据曲线1202。例如，在时间1000秒处，在曲线1202和曲线1204的幅值上的差异是约150ppm。而在1900秒处，在曲线1202与曲线1204之间的差异显著地降低至小于50ppm。如上所提及的，如在图12中，当SCR出口NOx传感器测量到以非线性的方式的NOx数据时(例如，由于还原剂沉积物)，在入口NOx数据和出口NOx数据之间的非线性关系可能产生。因此，入口NOx传感器和出口NOx传感器的功能的确定性的结果可能不能被确定，可能需要进行对沉积物的另外的清除。

为了进一步说明不确定性的结果状态，现在参考图11。图11描绘根据一个实施方案的出口NOx传感器数据对入口NOx传感器数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)的图，其中在后处理系统中在NOx入口和NOx出口之间存在还原剂沉积物。图1100包括理想的响应630、诊断数据1110和最小二乘方线性回归线1120。将最小二乘方线性回归线1120拟合成诊断数据1110并且应用等式[2]导致0.42的增益和0.95的相关系数。因此，系统诊断模块109确定结果是不确定性的。根据一个实施方案，系统诊断模块109提供命令以重新运行诊断程序。如果还原剂存在于SCR系统中，SCR入口NOx传感器55和出口NOx传感器57可能不会测量到相同的排气组分，从而导致不近似相同的数据。不成功地清除SCR系统内的还原剂沉积物可以导致NOx传感器诊断测试的不确定性的结果。因此，可能需要清除余下的还原剂，再获得NOx数据，确定相移，以及再次确定诊断特征。

返回参考图2，系统诊断模块109可以进一步确定，有故障的状态存在于SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个。有故障的状态可以表明，SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57中的至少一个在不正确地操作(例如，检测到错误的NOx的量，被错误校准(miscalibrated),从而导致待检测的NOx的错误的量，等)。该状态可以对应于不确定性的范围和正常运转的范围两者之外的增益和相关值。在一个实例中，系统诊断模块109构造成基于相关系数诊断特征小于或等于相关系数诊断特征阈值来确定SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个处于有故障的状态。根据一个实施方案，相关系数诊断特征阈值为零。根据其它实施方案，相关系数诊断特征阈值可以是另一个值。该值的选择通过I/O设备120可以是可配置的并且随不同应用而不同。

根据一个实施方案，有故障的状态可以包括，但不限于，三种失效模式：范围外的误差(高或低的)、范围内的误差(高或低的)和呆滞型范围内的误差。根据一个实施方案，系统诊断模块109构造成基于相关系数诊断特征大于或等于范围外的关系数诊断特征阈值以及增益诊断特征是大于或等于高范围外的增益诊断特征参数和在低范围外的增益诊断特征参数集合内中的至少一个，确定SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个是有故障的。在一个实施方案中，范围外的误差对应于增益大于或等于3.0(即，高范围外的增益诊断特征参数)和小于或等于0.33但大于零(即，低范围外的增益诊断特征参数集合)中的至少一个，以及相关系数大于或等于0.98(即，范围外的相关系数诊断特征阈值)。

根据一个实施方案，系统诊断模块109构造成基于相关系数诊断特征大于或等于范围内的相关系数诊断特征阈值以及增益诊断特征是在高范围内的增益诊断特征参数集合和在低范围内的增益诊断特征参数集合中的至少一个内，确定SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个是有故障的。在一个实施方案中，范围内的误差对应于增益在1.10与3之间(即，高范围内增益诊断特征参数集合)和在0.33与0.90之间(即，低范围内增益诊断特征参数集合)中的至少一个以及相关系数大于或等于0.98(即，范围内的相关系数诊断特征阈值)。如果高范围内的或高范围外的误差存在，SCR出口NOx传感器57和SCR入口NOx传感器55中的至少一个可能是有故障的。SCR出口NOx传感器57可能测量到高NOx的量而SCR入口NOx传感器55可能测量到低NOx的量。如果低范围内的或低范围外的误差存在，SCR出口NOx传感器57和SCR入口NOx传感器55中的至少一个可能是有故障的。SCR出口NOx传感器57可能测量到低NOx的量而SCR入口NOx传感器55可能测量到高NOx的量。例如，当NOx水平被激发时，一个传感器可能运行正常并且测量到排气中的正确的NOx的量。而第二传感器可能具有校准误差或缺陷，这造成其测量到的NOx水平明显高于或低于真实的量。

根据一个实施方案，系统诊断模块109构造成基于相关系数诊断特征小于或等于呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值，确定SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个是有故障的。在一个实施方案中，呆滞型范围内的失效模式对应于相关系数小于零或大体上是零(即，呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值)。对于该失效模式，当NOx水平被激发时，一个传感器可能运行正常并且测量到排气中的大体上正确的NOx的量，而第二传感器可能具有某些类型的缺陷，这造成其测量到的NOx水平在相同的范围中，而不管排气中的激发的NOx的水平，如由发动机模块105命令的NOx的水平。例如，如果NOx量在零ppm与2500ppm之间波动，具有呆滞型范围内的误差的传感器可能持续地测量到在1200ppm与1300ppm之间的范围内的数据。因此，在入口数据和出口数据之间可能不存在正线性关系，从而造成相关系数诊断特征大体上是零或小于零。

为了进一步证明失效模式，现在参考图9-10。图10描绘了根据一个实施方案的失效的NOx出口传感器的出口NOx传感器数据对入口NOx传感器数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)的图。在该实例中，图1000包括理想的响应630、诊断数据1010和最小二乘方线性回归线1020。将最小二乘方线性回归线1020拟合并且将等式[2]应用于诊断数据1010导致0.48的增益和0.99的相关系数。因此，基于以上定义的失效模式，该失效是低范围内的误差。低范围内的误差可以意味着失效是在SCR出口NOx传感器57中，使得出口传感器正在读出低于实际的NOx量(例如，一半)。在其它实施方案中，低范围内的误差可以表示SCR入口NOx传感器55的失效，使得入口传感器正在读出高于实际的NOx量(例如，两倍)。因此，因为入口NOx传感器或出口NOx传感器的失效都可以导致故障代码，所以可能不能知道哪个传感器有故障并且两个传感器可能都需要被改变。在其它实施方案中，增益和相关系数对于该类型的失效模式可以改变，只要每个都保持在以上定义的限度内。

现在参考图9，示出了描绘NOx入口传感器和出口传感器的多种失效模式的一系列的图。图900示出了呆滞型范围内的传感器失效的NOx数据对时间关系。参考信号902可以应用于具有呆滞型范围内的误差的传感器并且可以产生像传感器读数904那样的结果。如所示的，当参考信号902波动，传感器读数904保持相对恒定。例如，在经由点火定时和发动机速度中的至少一个激发NOx水平的期间，SCR NOx传感器之一可以具有呆滞型范围内的失效。因此，一个传感器可以读出正确的NOx水平而另一个可能没有对激发的任何响应并且持续相对恒定。该类型的响应没有入口数据与出口数据之间的任何种类的相关性并且可以标记故障代码。

图910示出了低范围内的传感器失效的NOx数据对时间关系。参考信号902可以应用于具有低范围内的误差的传感器并且可以产生像传感器读数914那样的结果。如所示出的，当参考信号902波动，传感器读数914以相同的方式然而以参考信号的一半的量波动。图920示出了与图910大体上相同的响应，除了其是低范围外传感器失效的表示外。传感器读数924以与传感器读数914相同的方式然而以参考信号的四分之一的量波动。在任一情况下，传感器之一可能是错误校准的或有故障的并且失效的传感器可以测量NOx水平的变化，只是以真实的量的不正确的比例测量。

返回参考图2，基于由系统诊断模块109确定的状态，通知模块110构造成提供一个或更多个通知(例如，故障代码)。通知可以对应于故障代码、通知(例如，在操作者I/O设备120上)诸如此类的。通知指示SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57的状态。在正常运转的状态的情况下，通知模块110可以将通知提供给操作者I/O设备120，以在排气后处理系统22的可能造成低SCR效率的其它部件上(例如，DEF给料系统、DOC/DPF单元、和SCR/AMOx催化剂单元)运行诊断测试，以确定低SCR效率的真正原因。在检测到不确定性的结果类型之后，通知模块110可以通知维修技术人员，由于检测到还原剂沉积物，要重新运行诊断测试。关于任何失效模式，通知模块110都可以为操作者提供通知，由于有故障的性能，替换SCR NOx传感器。

现在参考图3，示出了根据示例性实施方案的对排气后处理系统进行NOx传感器合理性诊断的方法300。在一个示例性实施方案中，方法300可以采用图1的控制器100来实施。因此，方法300可以关于图1-2来描述。

在过程301中，控制器100提供了暂停排气后处理系统22中的还原剂给料的给料命令。根据一个实施方案，为了进行横跨SCR系统的NOx传感器合理性诊断，还原剂需要被暂停，使得入口NOx水平和出口NOx水平在诊断测试的时间期间大体上相等。例如，如果还原剂给料不被暂停，在还原剂中的氨在SCR催化剂50存在的情况下可能与NOx发生反应并且将NOx还原为比较无害的排放物，例如N₂和H₂O。在此情况下，推断SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57的可靠的状态可能是不可能的，因为它们可能测量到不同的排气组分。测量到不同的排气组分降低了对入口和出口NOx传感器进行合理性的诊断测试的能力。

在过程302中，控制器100提供了清除SCR系统中的还原剂沉积物的命令。还原剂沉积物的清除可以或者用机械来完成或者通过经由温度的升高(即，用热的方法)分解还原剂沉积物来完成。机械清除可以包括技术人员物理地移除SCR系统中的全部或大体上全部的还原剂沉积物。热清除可以包括向发动机系统提供升高排气温度的一个或更多个命令。这造成在流过SCR系统时排气温度相对更暖。进而，相对更暖的排气温度可以烧掉或清除SCR系统中的还原剂沉积物。所述命令可以包括，但不限于，增加发动机速度、提前点火定时、燃烧后燃料注入、和升高排气温度的任何其它命令。

在过程303中，控制器100提供调节发动机排出的NOx量的命令。通过影响发动机排出的NOx量，由NOx传感器测量的NOx的量也可以改变。根据一个实施方案，该命令可以包括，但不限于，调节点火定时、调节发动机速度、和影响或调节发动机排出的NOx量的任何其它命令。如上所提及的，点火定时可以是提前和延迟中的至少一个并且发动机速度可以是增加和降低中的至少一个。这些改变中的任何一个改变都可以造成对排气流中的NOx水平的调节。例如，可以由提前点火定时和增加发动机速度中的至少一个促使NOx水平增加。然而，可以由延迟点火定时和降低发动机速度中的至少一个促使NOx水平降低。NOx水平的激发在一些实施方案中仅可以持续若干秒(例如，30秒至60秒)，而在其它实施方案中其可以持续若干分钟(例如，1分钟至5分钟或更长)。在激发过程期间，SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57可以测量NOx水平的改变。

在过程304中，控制器100解释来自SCR入口和出口NOx传感器的所测量的SCR入口和出口NOx数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)。该数据可以储存在SCR入口和出口NOx模块106和107以由相位校正模块108利用。在过程305中，控制器100确定入口与出口测量的NOx数据之间的相移。相移表示对于一定量的排气从SCR入口NOx传感器行进至SCR出口NOx传感器的持续时间。例如，当NOx水平被激发时，入口和出口SCR NOx传感器可以记录由于排气从SCR系统的入口行进至出口的传输延迟引起的异相的数据。为了说明该相移(即，时移)，可以应用统计函数(例如，交叉相关函数、交叉协方差函数，等)以确定相移。在过程306中，所确定的相移应用于SCR出口NOx数据。

在过程307中，控制器100基于SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据确定诊断特征。诊断特征提供了关于SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57的状态的指示。如上所提及的，SCR入口和出口NOx传感器的状态可以包括正常运转的、不确定性的结果、或有故障。还如上所提及的，诊断特征可以包括增益诊断特征和相关系数诊断特征中的至少一个。关于SCR入口和出口NOx传感器中的至少一个的状态的示例性过程确定在过程308和过程310-313中示出。

在过程308中，基于增益诊断特征小于不确定性的增益诊断特征参数(例如，0.90)并且相关系数是在不确定性的相关系数诊断特征参数集合内(例如，0至0.98)，控制器100确定还原剂沉积物存在于SCR系统52中。如果该状态被检测到，通知(过程309)可以经由操作者I/O设备120出现在操作者或维修技术人员前面。该特定的通知指示技术人员由于检测出还原剂沉积物，重新运行诊断测试(过程301-307)。

基于失效模式和操作状态的以上所定义的增益和相关系数，过程310-313确定SCRNOx传感器的状态(例如，有故障的诸如具有范围外的误差(高或低的)、范围内的误差(高或低的)和呆滞型范围内的误差，或正常运转的)。对于过程310-312，每个过程确定SCR入口NOx传感器和SCR出口NOx传感器中的至少一个是有故障的。在过程310中，基于相关系数大于或等于范围内的相关系数诊断特征阈值(例如，0.98)以及增益诊断特征是在范围内的增益诊断特征参数集合内(例如，0.33至0.90或1.10至3.0)，控制器100确定存在SCR NOx传感器范围内的误差。在过程311中，基于相关系数大于或等于范围外的相关系数诊断特征阈值(例如，0.98)以及增益是大于或等于高范围外的增益诊断特征参数(例如，3.00)或在低范围外的增益诊断特征参数集合内(例如，0至0.33)，控制器100确定存在SCR NOx传感器范围外的误差。在过程312中，基于所确定的相关诊断特征小于或等于呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值(例如，零)，控制器100确定存在SCR NOx传感器呆滞型范围内的误差。因此，对于过程310-312，控制器100可以经由操作者I/O设备120向技术人员提供通知以替换SCR入口NOx传感器55和SCR出口NOx传感器57(过程314)。然而，对于过程313，基于相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值(例如，0.98)以及增益诊断特征是在正常运转的增益诊断特征参数集合内(例如，0.90至1.10)，控制器100确定SCR入口和出口NOx传感器是正常运转的。因此，控制器100可以经由操作者I/O设备120向使用者提供通知以在排气后处理系统22的其它部件上运行各种诊断测试(过程314)，如上所提及的。

方法300的示例性实施方案如下。在该实例中，后处理系统在交通工具中实施并且低的SCR效率已经由交通工具的操作者收到。为了清除故障代码，交通工具的操作者将交通工具带到维修测试中心。技术人员经由控制器开始清除SCR系统中的还原剂沉积物(过程301-302)。然后，控制器调节发动机排出的NOx量，同时SCR入口和出口传感器测量流过SCR系统的NOx量(过程303-304)。在预定量的时间以后，控制器开始诊断程序的下一部分。这里，控制器使用所测量的SCR入口和出口NOx数据(例如，SCR入口NOx数据112和SCR出口NOx数据114，等)以确定SCR出口NOx数据的相移(过程305)并且将所确定的相移应用于SCR出口NOx数据(过程306)。在该实例中，控制器将SCR入口NOx数据对相移的SCR出口NOx数据制图。使用此图，控制器确定关于SCR入口和出口NOx传感器的状态的一个或更多个诊断特征(过程307)。例如，基于相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值(例如，0.98)以及增益诊断特征是在正常运转的增益诊断特征参数集合内(例如，0.90至1.10)，控制器可以确定SCR入口和出口NOx传感器是正常运转的。在这种情况下，技术人员可以从检修过程去除NOx传感器并且移动到下一部件来检修。在另一个实例中，控制器可以确定SCR入口和出口NOx传感器中的至少一个是有故障的(例如，如上所描述的范围内失效模式)。控制器将通知提供给技术人员(例如，过程309)。技术人员可以检查两个传感器(例如，它们的连接)并且可能替换传感器中的一个。技术人员可以重新运行诊断。如果控制器确定了关于SCR NOx传感器的相同的或另一种失效模式，则技术人员可以替换另一个SCRNOx传感器。此时，技术人员可以重新运行诊断以确定失效代码是否被清除。如果不是，技术人员可以检修后处理系统的其它部件和/或确定新替换的NOx传感器具有缺陷。

在任何情况下，方法300提供侵入性诊断方法，该方法使技术人员能够将低SCR效率失效代码分离到SCR入口和出口NOx传感器。在一些情况下，该分离可以通过摒弃对进行耗时的且昂贵的诊断程序的需求赐给使用者时间和金钱。

以上描述的示意性的流程图大体上作为逻辑流程图被阐述。因此，所描绘的顺序和标记的步骤表征了代表性的实施方案。可以设想到在功能、逻辑或效果上等同于示意图中所图示的方法的一个或更多个步骤、或其部分的其它步骤、顺序和方法。

此外，提供了所使用的格式和符号以说明示意图的逻辑步骤并且不应理解为限制由这些图所图示的方法的范围。尽管在示意图中可能采用了各种箭头类型和线类型，但是它们不应被理解为限制相应的方法的范围。事实上，一些箭头或其它连接器可以用来仅指示方法的逻辑流程。例如，箭头可指示所描绘的方法的列举的步骤之间的未详细说明的持续时间的等待或监测周期。此外，其中特定的方法发生的顺序可以或可以不严格地遵守所示出的相应的步骤的顺序。还应当指出的是，在框图和/或流程图中的每个块及框图和/或流程图中块的组合，可以由执行指定功能或动作的专用的基于硬件的系统或专用硬件和程序代码的组合来实现。

许多在本说明书中描述的功能单元已被标为模块，以便更具体地强调它们的实现独立性。例如，模块可以作为包括定制VLSI电路或门阵列、诸如逻辑芯片的现成的半导体、晶体管、或其它分立部件的硬件电路来实现。模块也可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件诸如此类的可编程硬件设备中实现。

模块也可以在用于由各种类型的处理器执行的机器可读介质中来实现。例如，可执行代码的识别模块可以包括一个或更多个物理或逻辑的计算机指令块，例如，其可以被组织为对象、过程或功能。然而，识别模块的可执行代码不一定在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的完全不同的指令，当在逻辑上结合在一起时，该完全不同的指令构成该模块并且实现该模块的所宣称的目的。

事实上，计算机可读程序代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在若干不同的代码段上，分布在不同的程序中，以及跨越若干存储设备分布。类似地，在本文中操作数据可在模块内被识别和说明，并且可以以任何合适的形式实施以及在任何适当类型的数据结构内进行组织。操作数据可作为单个数据集合被收集，或可以分布在不同的位置，包括分布在不同的存储设备上，并可以至少部分地，仅作为系统或网络上的电子信号而存在。在模块或模块的部分在机器可读介质(或计算机可读介质)中实现的情况下，计算机可读程序代码可以在一个或更多个计算机可读介质上存储和/或传播。

计算机可读介质可以是存储计算机可读程序代码的有形的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于，电子的、磁的、光的、电磁的、红外的、全息的、微机械的或半导体的系统、装置或设备，或上述的任何合适的组合。

计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、光存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储设备，或上述的任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是能够包含和/或存储计算机可读程序代码，用于由指令执行系统、装置或设备使用的和/或与指令执行系统、装置或设备结合使用的任何有形介质。

计算机可读介质还可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括具有在其中体现计算机可读程序代码的传播的数据信号，例如，在基带中或作为载波的一部分。这样的传播信号可以采取各种形式中的任何一种形式，包括，但不限于，电的、电磁的、磁的、光的或它们的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，该任何计算机可读介质并非计算机可读存储介质并且该任何计算机可读介质能够通信、传播、或传输计算机可读程序代码，以用于由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用。体现在计算机可读信号介质上的计算机可读程序代码可以使用任何适当的介质进行传送，包括但不限于无线、有线线路、光纤、射频(RF)诸如此类的，或上述的任何适当的组合。

在一个实施方案中，计算机可读介质可以包括一个或更多个计算机可读存储介质和一个或更多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以既作为通过光缆能够由处理器执行的电磁信号传播，也可以存储在RAM存储设备上，以用于由处理器执行。

用于执行本发明的多个方面的操作的计算机可读程序代码可以用一个或更多个编程语言的任何组合进行编写，编程语言包括如Java、Smalltalk、C++、或类似的面向对象编程语言和如“C”编程语言或类似编程语言的常规的过程编程语言。该计算机可读程序代码可以作为独立的计算机可读包，完全在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行且部分地在远程计算机上执行或完全地在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者该连接可进入到外部计算机(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。

该程序代码也可以存储在可以引导计算机、其它可编程数据处理装置或以特定方式运行的其它设备的计算机可读介质中，使得存储在该计算机可读介质中的指令产生制造的物品，包括执行在示意性流程图和/或示意性框图的块或多个块中指定的功能/动作的指令。

在整个说明书中提到的“一个实施方案”、“实施方案”或类似语言意味着结合该实施方案所描述的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在整个说明书出现的短语“在一个实施方案中”、“在实施方案中”和类似语言可以但不必全部指代同一实施方案。

因此，本公开可以以其它具体形式来实施，而不背离其精神或实质特征。所描述的实施方案在所有方面都应当被视为仅是说明性的而不是限制性的。因此，本公开的范围由所附的权利要求表明，而不是由前面的描述表明。权利要求的等效的含义和范围内的所有变化都将包含在权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的装置，包括：

给料模块，其构造成暂停排气后处理系统中的给料；

发动机模块，其构造成向发动机提供命令，以影响发动机排出的氮氧化物(NOx)量；

选择性催化剂还原(SCR)入口NOx模块，其构造成解释来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据；

SCR出口NOx模块，其构造成解释来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据；

相位校正模块，其构造成确定所述测量的SCR入口NOx数据与所述测量的SCR出口NOx数据之间的相移，并且将所述相移应用于所述测量的SCR出口NOx数据；和

系统诊断模块，其构造成基于所述SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据来确定诊断特征，其中所述系统诊断模块构造成基于所述诊断特征确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器的状态，所述状态包括正常运转的状态以及所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个的有故障的状态中的至少一个。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述诊断特征包括第一诊断特征和第二诊断特征；

其中所述第一诊断特征是增益诊断特征，所述增益诊断特征表示所述相移的SCR出口NOx数据和所述SCR入口NOx数据的最佳拟合线的斜率；并且

其中所述第二诊断特征是相关系数诊断特征，所述相关系数诊断特征提供所述SCR入口NOx数据和所述相移的SCR出口NOx数据的线性关系的指示。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述系统诊断模块构造成基于所述相关系数诊断特征小于或等于呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个处于有故障的状态。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述呆滞型范围内的相关系数诊断特征阈值是零。

5.如权利要求2所述的装置，其中，所述系统诊断模块构造成基于所述增益诊断特征在高范围内的增益诊断特征参数集合内以及所述相关系数诊断特征大于或等于范围内的相关系数诊断特征阈值来确定有故障的状态存在于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个。

6.如权利要求2所述的装置，其中，所述系统诊断模块构造成基于所述增益诊断特征是大于或等于高范围外的增益诊断特征参数和在低范围外的增益诊断特征参数集合内中的至少一个以及所述相关系数诊断特征大于或等于范围外的相关系数诊断特征阈值来确定有故障的状态存在于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个。

7.如权利要求2所述的装置，其中，所述系统诊断模块构造成基于所述增益诊断特征落在低范围内的增益诊断特征参数集合内以及所述相关系数诊断特征大于或等于范围内的相关系数诊断特征阈值来确定有故障的状态存在于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器中的至少一个。

8.如权利要求2所述的装置，其中，所述系统诊断模块构造成基于所述相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值以及所述增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器处于正常运转的状态。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述正常运转的相关系数诊断特征阈值是0.98，且所述正常运转的增益诊断特征参数集合是0.90至1.10。

10.一种用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的方法，包括：

针对发动机调节点火定时和发动机速度中的至少一个以调节发动机排出的氮氧化物(NOx)量；

解释来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据和来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据；

确定在所述测量的SCR入口NOx数据与所述测量的SCR出口NOx数据之间的相移；

将所确定的相移应用于所述SCR出口NOx数据；并且

基于所述SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据确定关于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器的状态的诊断特征。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述诊断特征包括第一诊断特征和第二诊断特征，其中所述第一诊断特征是增益诊断特征，所述第二诊断特征是相关系数诊断特征。

12.如权利要求11所述的方法，还包括基于所述增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内且所述相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器处于正常运转的状态。

13.如权利要求11所述的方法，还包括基于所述增益诊断特征小于不确定性的增益诊断特征参数且所述相关系数诊断特征在不确定性的相关系数诊断特征参数集合内来确定还原剂沉积物存在于SCR系统中。

14.如权利要求10所述的方法，其中，所述相移表示一定量的排气从所述SCR入口NOx传感器行进至所述SCR出口NOx传感器的持续时间。

15.一种用于排气后处理系统的NOx传感器诊断的系统，包括：

发动机；

排气后处理系统，其与所述发动机连通接收排气，其中所述排气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统；和

控制器，其可通信地联接至所述发动机和所述排气后处理系统，所述控制器构造成：

调节离开所述发动机的氮氧化物(NOx)量，所述氮氧化物(NOx)量然后由所述SCR系统接收；

解释来自SCR入口NOx传感器的测量的SCR入口NOx数据和来自SCR出口NOx传感器的测量的SCR出口NOx数据；

确定在所述测量的SCR入口NOx数据与所述测量的SCR出口NOx数据之间的相移；

将所确定的相移应用于所述SCR出口NOx数据；以及

基于所述SCR入口NOx数据和相移的SCR出口NOx数据来确定关于所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器的状态的诊断特征。

16.如权利要求15所述的系统，其中，所述相移表示一定量的排气从所述SCR入口NOx传感器行进至所述SCR出口NOx传感器的持续时间。

17.如权利要求15所述的系统，其中，所述诊断特征包括第一诊断特征和第二诊断特征，其中所述第一诊断特征是增益诊断特征以及所述第二诊断特征是相关系数诊断特征。

18.如权利要求17所述的系统，其中，所述增益诊断特征包括所述相移的SCR出口NOx数据和所述SCR入口NOx数据的最佳拟合线的斜率。

19.如权利要求18所述的系统，其中，所述相关系数诊断特征提供所述SCR入口NOx数据和所述相移的SCR出口NOx数据的线性关系的指示。

20.如权利要求19所述的系统，其中，所述控制器构造成基于所述增益诊断特征在正常运转的增益诊断特征参数集合内以及所述相关系数诊断特征大于或等于正常运转的相关系数诊断特征阈值来确定所述SCR入口NOx传感器和所述SCR出口NOx传感器处于正常运转的状态。