CN110005511A - 发动机湿机期间的NOx偏移诊断 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了“发动机湿机期间的NOx偏移诊断”。提供了用于在发动机湿机期间唤醒发动机驱动车辆的动力传动系统控制模块以对排气NOx传感器执行偏移测试的方法和系统。在一个示例中，一种方法包括基于停车时的排气温度来确定延迟唤醒所述动力传动系统控制模块的持续时间，在经过了所述持续时间之后唤醒所述动力传动系统控制模块，并且然后发起对所述NOx传感器的加热。在所述NOx传感器起燃之后，在对所述NOx传感器执行偏移测试之前加热持续附加的持续时间。
Description
技术领域
本说明书总体上涉及用于控制车辆排气系统中的排放的方法和系统。
背景技术
选择性催化还原(SCR)催化剂可以用于发动机的排气系统(例如，柴油发动机或其他稀燃发动机)中以减少氮氧化物(NOx)排放。诸如尿素等还原剂可以被喷射到SCR催化剂上游的排气系统中，并且还原剂和SCR催化剂一起可以将NOx分子化学还原为氮和水，由此限制NOx排放。然而，如果NOx排放控制系统的部件(诸如SCR催化剂)劣化，则NOx排放可能增加。因此，被配置为测量排气系统中的NOx水平的NOx传感器可以定位在排气系统中以检测NOx排放控制系统的故障。具体地，可以通过NOx传感器检测可以指示NOx排放控制系统的一个或多个部件的劣化的NOx水平的增加。因此，可以由定位在排气系统中的一个或多个NOx传感器来监测SCR催化剂和NOx排放控制系统的其他部件的效率。
当前的OBD(车载诊断)法规要求监测排气NOx传感器以确定NOx传感器是否已劣化(例如，是否已形成增益偏斜)，以及确定NOx传感器是否已形成可能影响排气排放的偏移。这两种类型的确定是独立执行的；通常，增益偏斜劣化经由NOx传感器自诊断(SD)测试来确定，而单独的测试可以被执行以确定NOx传感器是否已形成偏移。
一种用于确定NOx传感器是否已形成偏移的方法包括在其中不发生发动机燃烧的发动机超越(例如，减速燃料切断)状态期间执行NOx偏移诊断程序。该诊断程序在假设一旦超越状态持续足够长的持续时间正常运行的NOx传感器就输出接近环境NOx值的读数的情况下操作。
然而，本申请的发明人已经认识到了上述解决方案的潜在问题。SCR催化剂储存氨(NH3)，并且当喷射了过多的还原剂时或者当排气中的温度上升到一定程度时向下游释放NH3。一旦开始从SCR催化剂释放NH3，它就倾向于释放比通常的超越持续时间更长的持续时间。这是有问题的，因为目前市场上的NOx传感器倾向于混淆NH3和NOx，并读取NH3作为NOx。因此，位于SCR催化剂下游的NOx传感器的输出在从SCR催化剂释放NH3期间可能具有错误的高NOx偏移。错误的高NOx偏移可能导致车辆的故障指示灯(MIL)不必要地点亮，从而导致保修问题。将来，随着NOx排放调节变得更加严格，由于尿素喷射增加，所以SCR催化剂的NH3释放可能更频繁地发生，因此不期望地增加了这种保修问题的可能性。
发明内容
在一个示例中，可以通过一种方法来解决上述问题，该方法包括在发动机驱动车辆停车之后的湿机时段期间唤醒动力传动系统控制模块并加热排气NOx传感器。在NOx传感器起燃时，动力传动系统控制模块检测NOx传感器输出，基于检测到的输出来确定继续加热NOx传感器的持续时间，并继续加热NOx传感器直到该持续时间结束。在持续时间结束时，执行NOx传感器偏移测试。发明人在本文已认识到，通过在停车之后在唤醒动力传动系统控制模块之前等待一定的持续时间(例如，大约4小时)，并且然后在NOx传感器起燃之后在执行NOx传感器偏移测试之前对NOx传感器加热附加持续时间，传感器保护管内的封装的NOx、NH3和水分可以被消散，由此避免错误的高NOx偏移读数。
应当理解的是，上述发明内容的提供是为了以简易形式引入对在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着表示所要求保护的主题的关键或基本特征，该主题的范围是由详细描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文提及或本公开的任何部分中的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1A示出了包括具有排气处理系统的排气系统的发动机的示意图。
图1B示出了用于接收发动机排气的排气系统的示意图。
图2示出了用于在发动机湿机期间执行SD和/或偏移测试的示例性方法的高级流程图。
图3示出了用于执行偏移测试的示例性方法的高级流程图。
图4示出了用于响应于在发动机湿机期间执行的SD和/或偏移测试的结果而执行动作的示例性方法的高级流程图。
图5示出了根据图3至图5的方法在发动机湿机期间执行SD和偏移测试的示例性时间线。
具体实施方式
以下描述涉及用于在发动机湿机期间唤醒动力传动系统控制模块(PCM)以执行NOx传感器偏移测试的系统和方法。柴油发动机的排气系统(诸如图1A中所示的发动机系统和图1B中所示的排气系统)可以包括用于减少NOx排放的选择性催化还原(SCR)催化剂。可以通过定位在SCR催化剂上游和/或下游的一个或多个NOx传感器来监测SCR催化剂的效率。OBD法规要求监测NOx传感器操作以确保正确操作，包括监测增益偏斜和偏移。可以经由在NOx传感器处执行的SD测试来监测增益偏斜，其中PCM通过阈值转换法和补偿来确定通过/失败。相反，经由PCM直接从NOx传感器读取NOx传感器输出值并在NOx传感器不执行其自己的测试的情况下确定偏移来执行NOx传感器偏移。
在图2中，描绘了用于在发动机湿机期间执行NOx传感器的SD和/或偏移测试的示例性方法。该测试包括在停车之后延迟一定的持续时间(例如，4小时)之后经由闹钟唤醒PCM，经由NOx传感器加热器开始加热NOx传感器，然后在执行偏移测试之前在NOx传感器达到起燃温度之后继续加热NOx传感器达可校准的持续时间。停车是车辆切断电源的情况，该车辆切断电源在使用物理钥匙的车辆中将被称为钥匙关断。然而，车辆可以经由FOB运转并具有按钮装置，或者还具有其他车辆开/关控件，诸如远程开/关操作或其他。因此，无论在本文何处提及发生钥匙关断事件，即使在说明书中未单独列出，明确包括的可选选项将是诸如上面所述的其他停车状态。同样地，车辆发动事件可以包括当车辆用物理钥匙运转时的钥匙接通事件。在可选方案中，车辆发动事件可以包括FOB与如上所述的按钮装置一起使用的情况。此外，诸如远程车辆开启系统等其他选择是可能的。
如果要执行SD测试，则它可以在起燃时或起燃后但在偏移测试之前执行。在执行偏移测试之前附加的NOx传感器加热有利地消散了封装在传感器保护管内的NOx和/或氨，以便读取更接近“真实”偏移值的NOx偏移值。图3描绘了示例性偏移测试程序。
如图4中所示，可以响应于SD和/或偏移测试的结果而执行动作，诸如调整车辆操作、更新存储的偏移值、警告车辆驾驶员等。
现在参考图1A，示出了示出多缸发动机10的一个气缸的示意图，该多缸发动机可以包括在车辆(例如，汽车)5的推进系统中。包括发动机10的车辆5可以至少部分地由包括控制器8的控制系统和经由输入装置70来自车辆驾驶员72的输入来控制。控制器8可以被配置为PCM。在该示例中，输入装置70包括加速踏板和踏板位置传感器74，该踏板位置传感器用于产生比例踏板位置信号PP。发动机10的燃烧室(例如，气缸)30可以包括燃烧室壁32，其中活塞36位于该燃烧室壁中。活塞36可以连接到曲轴40，使得活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统连接到车辆的至少一个驱动轮。此外，起动马达可以经由飞轮连接到曲轴40以实现发动机10的起动操作。
燃烧室30经由进气道42从进气歧管44接收进气，并经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气道48可以经由进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在图1A中描绘的示例中，进气门52和排气门54通过凸轮致动经由相应的凸轮致动系统51和53来控制。凸轮致动系统51和53各自包括一个或多个凸轮，并可以利用凸轮廓线变换系统(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，其可以由控制器8操作以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置分别由位置传感器55和57来确定。在可选实施例中，进气门52和/或排气门54可以通过电动气门致动来控制。例如，气缸30可以可选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由凸轮致动(包括CPS和/或VCT系统)控制的排气门。
在一些实施例中，发动机10的每个气缸都可以被配置有一个或多个燃料喷射器以用于向其提供燃料。作为非限制性示例，气缸30被示为包括一个燃料喷射器66。燃料喷射器66被示为直接连接到气缸30以用于与经由电子驱动器68从控制器8接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接在其中喷射燃料。通过这种方式，燃料喷射器66向燃烧气缸30中提供所谓的燃料直接喷射(以下也称为“DI”)。
应当明白的是，在可选实施例中，喷射器66可以是进气道喷射器，其将燃料提供到气缸30上游的进气道中。还应当明白的是，气缸30可以从多个喷射器(诸如多个进气道喷射器、多个直接喷射器或者它们的组合)接收燃料。
在一个示例中，发动机10是柴油发动机，其通过压缩点火来燃烧空气和柴油燃料。在其他非限制性实施例中，发动机10可以通过压缩点火和/或火花点火来燃烧包括汽油、生物柴油或含醇燃料混合物(例如，汽油和乙醇或汽油和甲醇)的不同燃料。
在所描绘的示例中，进气道42包括具有节流板64的节气门62。在该特定示例中，节流板64的位置通过控制器8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，其配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。通过这种方式，可以操作节气门62以改变提供给燃烧室30以及其他发动机气缸的进气。节流板64的位置通过节气门位置信号TP提供给控制器8。在所描绘的示例中，进气道42还包括质量空气流量(MAF)传感器50和歧管空气压力(MAP)传感器56，它们分别用于向控制器8提供信号MAF和MAP。
此外，在所描绘的示例中，排气再循环(EGR)系统被配置为经由EGR通道47将排气的期望部分从排气道48引导至进气道42。被提供给进气歧管44的EGR的量可以通过控制器8经由EGR阀49改变。通过将排气引入发动机10，减少了用于燃烧的可用氧气量，由此降低了燃烧火焰温度并减少了例如NOx的形成。如所描绘，EGR系统还包括设置在EGR通道47内的EGR传感器46，其提供EGR通道内的排气的压力、温度和浓度中的一个或多个的指示。
在所描绘的示例中，发动机10包括排气系统2。排气系统2包括在排气处理系统80的上游连接到排气道48的排气传感器26，和在排气处理系统80的上游连接到排气道48的排气温度传感器27。排气处理系统80的示例性实施例在图1B中示出并在下面进行描述。传感器26可以是用于提供排气空燃比的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)传感器、双态氧传感器或EGO传感器、HEGO(加热型EGO)传感器、NOx传感器、碳氢化合物(HC)传感器或一氧化碳(CO)传感器。传感器26在图1A中所示的示例中向控制器8提供EGO信号。
控制器8在图1A中被示为微计算机，其包括微处理器(例如，CPU)16、输入/输出端口4、用于可执行程序和校准值的电子存储介质(在该特定示例中被示为只读存储器(ROM)芯片14)、随机存取存储器(RAM)18、保活存储器(KAM)20和数据总线。控制器8与连接到发动机10上的传感器通信并因此除了先前讨论的那些信号之外还从其中接收各种信号，包括表示来自MAF传感器50的MAF值的信号；来自连接到冷却套管61上的温度传感器58的发动机冷却剂温度(ECT)；来自连接到曲轴40上的霍尔效应传感器59(或其他类型的传感器)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MAP传感器56的MAP；来自排气传感器26的排气成分浓度(EGO)；和来自排气温度传感器27的排气温度。控制器8可以从信号PIP中产生发动机转速信号RPM。下面参考图1B描述了与控制器8通信的其他传感器。基于从传感器接收的信号并进一步基于存储在存储器中的指令，控制器8采用图1A的各种致动器来调整发动机操作。
存储介质只读存储器14可以用表示可由处理器16执行的指令的非暂时性计算机可读数据来编程，这些指令用于执行下面描述的方法以及预期但未具体列出的其他变型。本文参考图2至图4描述示例性方法。
如上所述，图1A仅示出了多缸发动机的一个气缸。每个气缸可以类似地包括其自己的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。
在所描绘的示例中，车辆5可以是混合动力车辆，其具有可用于一个或多个车轮71的多个扭矩源。然而，在其他示例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆或仅具有一个或多个电机的电动车辆。在所示的示例中，车辆5包括发动机10和电机73。电机73可以是马达或电动机/发电机。当一个或多个离合器接合时，曲轴40和电机73经由变速器75连接到车轮71。在所示的示例中，第一离合器77a设置在曲轴40与电机73之间，而第二离合器77b设置在电机73与变速器75之间。控制器8可以被配置为向每个离合器的致动器发送信号以接合或分离离合器，以便将曲轴40与电机73和与其连接的部件连接或断开，和/或将电机73与变速器75和与其连接的部件连接或断开。变速器75可以是变速箱、行星齿轮系统或其他类型的变速器。动力传动系统可以各种方式配置，使得车辆是并联、串联或混联式混合动力车辆。
电机73从牵引电池79接收电力以向车轮71提供扭矩。可选地，在制动操作期间，电机73还可以用作发电机以提供电力来对电池79充电。
图1B示出了用于输送由车辆5的内燃发动机110产生的排气的示例性排气系统102的示意图。排气系统102可以对应于图1A的排气系统2，而发动机110可以对应于图1A的发动机10。在一个非限制性示例中，发动机110是柴油发动机，其通过燃烧空气和柴油燃料的混合物来产生机械输出。可选地，发动机110可以是另一种类型的发动机，诸如汽油燃烧发动机。
在图1B中所示的非限制性示例中，排气系统102包括用于接收由发动机110的一个或多个气缸产生的排气的排气歧管120、氧化催化剂124、混合区域130、选择性催化还原剂(SCR)催化剂140、排放控制装置142和噪声抑制装置150。另外地，排气系统102包括多个排气管或排气道以用于流体连接排气系统102的各种排气系统部件。然而，氧化催化剂124、混合区域130、SCR催化剂140、排放控制装置142和噪声抑制装置150中的一个或多个可以任何顺序或组合设置在排气系统102中。
排气系统102可以设置在车辆底盘的下侧。另外地，排气系统102可以包括一个或多个弯折部或弯曲部以适应特定的车辆设置。此外，在一些实施例中，排气系统102可以包括图1B中未示出的附加部件和/或可以省略本文描述的部件。
排气系统102中的气体和/或流体的流动发生在远离排气歧管120的方向上，朝向周围环境195，通过排气系统102，并通过排气道168流出排气系统102(可选地在下文称为第四排气道168)。因此，在图1B中所示的示例中，排气系统102中的气体和/或流体的流动通常可以从左到右，如流动方向箭头180所指示。因此，在本文的描述中，术语“下游”是指排气系统102中的部件相对于排气系统102中的流动方向的相对定位。因此，如果第一部件被描述为在排气系统102中的第二部件的下游，则在排气系统102中流动的气体和/或流体在流过第一部件之前流过第二部件。
排气歧管120经由第一排气道162和第二排气道164流体地连接到氧化催化剂124。在该示例中，氧化催化剂124设置在排气歧管120的下游，其中除了排气道162和164之外没有部件将氧化催化剂124与排气歧管120分离。第一排气道162和第二排气道164提供排气歧管120与氧化催化剂124之间的流体连通。在一些示例中，氧化催化剂124是柴油氧化催化剂(DOC)，例如排气流通装置(exhaust flow-through device)，其包括具有蜂窝结构和涂有催化剂层的大表面积的基板。催化剂层可以包括贵金属，包括但不限于铂和钯。当排气流过催化剂层时，CO、气态HC和液态HC微粒可以被氧化以减少排放。
混合区域130紧邻氧化催化剂124的下游设置以用于接收液体还原剂，其中没有附加部件将混合区域130与氧化催化剂124分离。混合区域130包括第一混合区域132和第二混合区域134，该第二混合区域134设置在第一混合区域132的下游。第一混合区域132包括喷射器136以用于将液体喷射到混合区域130中。在一些示例中，由喷射器136喷射的液体是液体还原剂，诸如氨或尿素。在一些示例中，液体还原剂可以从储存箱供应到喷射器136。在该示例中，喷射器136被电子致动并与控制器112进行电气和/或电子通信，该控制器可以对应于图1A的控制器8。类似于图1A的控制器8，控制器112可以被配置为PCM。控制器112从图1B的各种传感器接收信号，并采用图1B的各种致动器以基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机操作。例如，控制器112被配置为将信号发送到喷射器136的致动器以用于调整喷射器的操作。响应于从控制器112接收的信号，喷射器136的致动器可以调整喷射到混合区域130中的液体还原剂的量和/或喷射正时。
进气NOx传感器(在本文中可选地称为第一NOx传感器)190和进气气温度传感器(在本文中可选地称为第一温度传感器)191设置在第一混合区域132中。因此，在该示例中，第一NOx传感器和第一温度传感器设置在氧化催化剂124的下游，其中在氧化催化剂190与传感器191之间没有插入其他排气处理装置。排气系统102中的第一NOx传感器190和第一温度传感器191的定位可以使得第一NOx传感器190和第一温度传感器191重叠。例如，进气NOx传感器190和进气温度传感器191可以彼此大致对齐并且可以在排气系统102中彼此重合。换句话说，第一NOx传感器190和第一温度传感器191可以在第一混合区域132中纵向对齐。在一些示例中，第一NOx传感器190和第一温度传感器191垂直于排气系统102中的气体流和/或流体设置，并且在此类示例中，可以定位成使得它们彼此平行。在其他示例中，第一温度传感器191紧邻第一NOx传感器190定位，使得第一温度传感器191和第一NOx传感器190彼此共面接触并且热连通。通过这种方式，流过排气系统102、更具体地通过第一混合区域132的气体和/或流体可以几乎同时流过第一NOx传感器190和第一温度传感器191。因此，第一温度传感器191可以定位在第一混合区域132内以用于测量流经第一NOx传感器190和/或在该第一NOx传感器处被采样的气体和/或流体的温度。然而，在其他示例中，第一温度传感器191可以不与第一NOx传感器190对齐，而是在纵向方向上与NOx传感器190间隔开。
第一温度传感器191电连接到控制器112，并且与流经第一NOx传感器190的气体和/或流体的温度对应的第一温度传感器191的输出被发送到控制器112。类似地，第一NOx传感器190电子连接到控制器112，并且与流经第一NOx传感器190的气体和/或流体的NOx水平(例如，NOx和/或O2的浓度)对应的第一NOx传感器190的输出被发送到控制器112。
虽然第一NOx传感器190和第一温度传感器191定位在图1B中的喷射器136的下游，但是它们可以可选地基本上与喷射器136成直线定位。在更进一步的示例中，第一NOx传感器190和第一温度传感器191可以定位在喷射器136的上游或氧化催化剂124的上游。
第二混合区域134被配置为适应第一混合区域132与SCR催化剂140之间的横截面积或流动面积的变化，该SCR催化剂在所描绘的示例中紧邻第二混合区域134的下游设置。具体地，由第二混合区域134产生的横截面流动面积可以如所示在下游方向上增加。因此，第一NOx传感器190和第一温度传感器191定位在SCR催化剂140的上游。在一些示例中，没有附加部件将第二混合区域134与SCR催化剂140分离。
混合装置138设置在喷射器136的下游。混合装置138被配置为从喷射器136接收发动机排气和/或喷射的流体还原剂，并将混合装置138下游的发动机排气和/或流体还原剂引导朝向SCR催化剂140。如图1B中所示，混合装置138可以包括翼片部分的圆盘。每个翼片部分可以具有直边和弯曲边缘。在一些示例中，混合装置138在喷射器136、第一温度传感器191和第一NOx传感器190的下游定位在第一混合区域132中。在其他示例中，混合装置138定位在第二混合区域134中。混合装置138被配置为在第二混合区域134中的排气和流体还原剂混合物到达SCR催化剂140之前增加混合物的混合并因此增加均匀性。
SCR催化剂140被配置为使用流体还原剂(例如，由喷射器136喷射的氨(NH3)或尿素)和活性催化剂将NOx转化为水和氮气作为惰性燃烧副产物。可以可选地称为DeNOx催化剂的SCR催化剂可以由含有过渡金属(诸如，例如钒、钼和钨)的氧化物的二氧化钛构成以用作催化活性组分。SCR催化剂140可以被配置为陶瓷砖或陶瓷蜂窝结构、板结构或任何其他合适的设计。SCR催化剂140可以包括用于减少由发动机110燃烧燃料产生的NOx或其他燃烧产物的任何合适的催化剂。
排放控制装置142定位在SCR催化剂140的下游。在一些示例中，排放控制装置142是柴油微粒过滤器(DPF)。DPF可以主动或被动地操作，并且过滤介质可以具有各种类型的材料和几何结构。一种示例性结构包括壁流式陶瓷单体(wall-flow ceramic monolith)，其包括在相对端插入的交替通道，因此强制排气流通过相邻通道的公共壁，从而沉积颗粒物质。
可选地，排放控制装置142和SCR催化剂140可以组合在一个基板上(例如，涂有NOx储存剂和铂族金属的壁流式陶瓷DPF元件)。
在通过排放控制装置142之后，排气和/或流体流过后处理区域144。后处理区域144被配置为适应排放控制装置142与紧邻排放控制装置142下游设置的第三排放通道166之间的横截面积或流动面积的变化。具体地，由后处理区域144产生的横截面流动面积沿下游方向减小。后处理区域144将排放控制装置142流体地连接到第三排气道166。然而，在其他示例中，排气系统102不包括后处理区域，并且排放控制装置142直接和/或物理地连接到第三排气道166，其中没有附加部件将排放控制装置142与第三排气道166分离。
排气尾管温度传感器(在本文中可选地称为第二温度传感器)193和排气NOx传感器(在本文中可选地称为第二NOx传感器)192定位在第三排气道166中。然而，在其他示例中，第二温度传感器193和第二NOx传感器192可以定位在后处理区域144中。然而，在所有示例中，第二温度传感器193和第二NOx传感器192定位在SCR催化剂140和排放控制装置142的下游。第二温度传感器193和第二NOx传感器192相对于彼此以及相对于后处理区域144的定位可以类似于如上所述的第一温度传感器191和第一NOx传感器190相对于彼此以及相对于第一混合区域132的定位。
第二温度传感器193电连接到控制器112，并且与流经第二NOx传感器192的气体和/或流体的温度对应的第二温度传感器193的输出被发送到控制器112。类似地，第二NOx传感器192电连接到控制器112，并且与流经第二NOx传感器192的气体和/或流体中的NOx水平对应的第二NOx传感器192的输出被发送到控制器112。
第一NOx传感器190和第二NOx传感器192的结构可以类似并且功能类似。在一个非限制性示例中，每个NOx传感器包括设置在保护管内的感测元件；设置在保护管内的加热器，该加热器与感测元件进行热连通并可选地与感测元件直接物理接触；和气体交换孔，其被配置为在吸入待测试气体并在测试后排出气体。感测元件可以包括以堆叠配置设置的一种或多种陶瓷材料的多层。这些层可以包括能够传导离子氧的一层或多层固体电解质。合适的固体电解质的示例包括但不限于氧化锆基材料。在每个NOx传感器中，加热器设置在各层之间(或者以其他方式与层进行热连通)以增加层的离子传导性。加热器被配置为包括在钥匙关断状态期间从电池(例如，图1B的电池184)或另一个电源接收电力，以便将NOx传感器加热到点亮温度并可选地加热到起燃温度以上，如下面所讨论。例如，如下面进一步描述的，闹钟可以在钥匙关断事件之后有一定的延迟之后“唤醒”控制器，然后控制器可以向电池184发送信号以向一个或两个NOx传感器的加热器供电以加热一个或多个传感器。
两个NOx传感器可以被配置为测量和/或估计流过排气系统102的排气混合物中的NOx和/或O2的浓度，并将该信息传输给控制器。在发动机操作期间，第一NOx传感器测量由发动机110排放的NOx水平，而第二NOx传感器测量在SCR催化剂140处理之后残留在排气系统102中的NOx水平。通过比较两个NOx传感器190和192的输出，可以估计排气系统102的总NOx去除效率。
然而，NOx传感器190和192可能变得劣化(例如，增益偏斜、破裂、污染等)，因此用于估计和/或测量排气系统102中的NOx水平的NOx传感器的输出的准确度可能变为降低。此外，NOx传感器可能形成影响排气排放的偏移。为了检测和诊断NOx传感器劣化，可以在车辆钥匙关断事件之后执行SD测试，如下面参考图2更详细地描述的。相反，为了检测和诊断NOx传感器偏移，可以在SD测试之后执行偏移测试，同时仍存在钥匙关断状态。
此外，环境温度传感器114电连接到控制器112，并且环境温度传感器114的与环境温度(例如，车辆外部的大气温度)对应的输出被发送到控制器112。环境温度传感器114可以设置在车辆中与车辆外部的大气热连通的位置处(例如，在发动机进气管的入口处)。
所描绘的排气系统还包括排气传感器126和排气温度传感器127，它们可以对应于图1A的排气传感器26和排气温度传感器27。虽然传感器126和127为了示例目的而被示为设置在第二排气道164中，但是它们可以可选地设置在排气处理系统80上游的排气系统的任何部分处(例如，在第一排气道162中)。传感器126和127各自电子连接到控制器112，并且它们的输出被发送到控制器112。
噪声抑制装置150设置在催化剂140和排放控制装置142的下游。噪声抑制装置150被配置为衰减远离排气歧管120朝向周围环境195行进的声波的强度。第三排气道166提供后处理区域144与噪声抑制装置150之间的流体连通。因此，排气从后处理区域144通过第三排气道166流到噪声抑制装置150。在通过噪声抑制装置150之后，排气流过第四排气道168，在途中到达周围环境195。
控制器112可以基于从车辆5的输入装置170接收的信号来检测钥匙关断事件，该输入装置在图1B中示意性地示出。输入装置170可以包括按钮、开关、旋钮、点火装置、触摸屏显示器等，其中输入装置170的位置和/或数字状态是可调的以开启或关闭发动机110。在混合动力车辆的背景下，输入装置170也可以是可调的以开启或关闭提供车辆驱动功率的电动马达。因此，在一些示例中，输入装置170可以是具有键控发动机发动、发动机关闭功能的车辆点火装置。可选地，在无钥匙车辆的情况下，可以通过按钮、开关、旋钮、触摸屏等来控制车辆的起动/停止和/或开/关功能。因此，车辆驾驶员172可以将输入装置170调整到第一位置和/或数字状态以发起钥匙接通事件来启动发动机110和/或提供驱动力的电动马达，而车辆驾驶员172可以将输入装置的位置调整到第二位置和/或数字状态以发起钥匙关断事件来关闭发动机110和/或使电动马达停止提供车辆驱动力。换句话说，钥匙关断事件可以指代其中发动机110关闭静止并且停车(例如，在车辆钥匙关断事件或者在具有停止/起动按钮的无钥匙系统中的发动机停止事件期间)并且在混合动力车辆的背景下禁止电动马达向车辆提供驱动力的状态。因此，钥匙关断事件可以包括基于经由输入装置170来自车辆驾驶员172的输入终止发动机110中的燃烧循环。输入装置170与控制器112电子连接，并且被配置为将指示输入装置170的位置和/或数字状态的信号发送到控制器112(例如，当位置/状态改变时中断地、连续地或周期性地发送)。
根据本文公开的方法，在钥匙关断事件之后经过一定的持续时间之后，向NOx传感器供电以允许执行SD测试，然后进行偏移测试。在所描绘的示例中，在钥匙关断期间通过电池184向NOx传感器190和192供电，包括向每个NOx传感器的加热器供电以实现NOx传感器的加热。在车辆是混合动力车辆的示例中，电池184可以可选地对应于图1A的电池79。电池184与控制器112进行电子通信以用于从该控制器接收数字信号。此外，在钥匙关断事件期间，可以经由电池184向控制器112供电。
如下面参考图2至图3更详细地描述，控制器112可以包括存储在非暂时性存储器中的计算机可读指令，该指令用于在钥匙关断事件之后并且特别是在钥匙关断之后经过指定的持续时间之后发起NOx传感器SD测试和/或偏移测试。指定的持续时间可以由控制器基于如下所述的发动机工况来确定。在任何情况下，指定的持续时间足够长使得在发动机仍然处于后点火运转(after-run)时(例如，在钥匙关断事件之后发动机关闭但仍经由电热塞或电池向一个或多个车辆部件供电时)不会发起NOx传感器SD测试和/或偏移测试。相反，在完成自行着火运转之后(例如，在完成自行着火运转之后几小时后)发起测试。为了在经过了指定的持续时间之后唤醒控制器，车辆包括被配置为“唤醒”控制器112的电子计时器或闹钟111。因此，闹钟111与控制器112进行电子通信，并且具体地与控制器112的微处理器单元进行电子通信。在图1B中所示的示例中，闹钟111由电池184供电。然而，闹钟111可以包括其自己的电源，诸如电池，或者在不脱离本公开的范围的情况下可以由控制器112的电池供电。
图1A至图1B示出了具有各种部件的相对定位的示例性配置。如果被示为直接彼此接触或直接联接，则至少在一个示例中，此类元件可以分别被称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，所示的彼此邻接或相邻的元件可以分别彼此邻接或相邻。作为示例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，被定位成彼此间隔开使得仅在其间具有间隔而没有其他部件的元件在至少一个示例中可以被如此称谓。作为又一示例，被示为在彼此的上方/下方、在彼此的相对侧或者在彼此的左侧/右侧的元件相对于彼此可以被如此称谓。此外，如图中所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶部点可以被称为部件的“顶部”，而最底部元件或元件的最底部点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以相对于图的垂直轴，并用于描述图的元件相对于彼此的定位。因而，在一个示例中，被示为在其他元件上方的元件垂直地定位在其他元件上方。作为又一示例，图中描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如圆形、直的、平坦的、弯曲的、圆形、倒角、倾斜等)。此外，在至少一个示例中，被示为相互交叉的元件可以被称为交叉元件或彼此交叉。此外，在一个示例中，被示为在另一个元件内或被示为在另一个元件外部的元件可以被如此称谓。
图2至图4各自描绘了示例性方法的高级流程图。将参考图1A至图1B中所示的系统来描述图2至图4的方法，但是应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，这些方法可以应用于其他系统。图2至图4的方法可以由诸如控制器112等控制器执行，并且可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中。可以由控制器基于存储在控制器的存储器上的指令并结合从车辆系统的传感器(诸如上面参考图1A至图1B所述的传感器)接收的信号来执行用于执行本文所包括的方法的指令。控制器可以根据如下面进一步描述的方法采用诸如NOx传感器的加热器、还原剂喷射器等的致动器。
图2至图4的方法总体上涉及NOx传感器。该NOx传感器可以是设置在排气系统102中的任何NOx传感器，例如NOx传感器190或NOx传感器192。在一些示例中，可以针对多个NOx传感器(例如，传感器190和192两者)同时执行这些方法。可选地，可以对多个NOx传感器连续执行这些方法以避免在任何给定时间过度消耗电池。
首先转向图2，其描绘了用于执行SD和/或偏移测试以及响应于测试结果而执行动作的示例性方法200的高级流程图。
在202处，该方法包括检测钥匙关断事件。如上面所讨论，控制器可以基于从诸如输入装置170等输入装置接收的信号来检测钥匙关断事件。
如果未检测到钥匙关断事件，则该方法返回。否则，在检测到钥匙关断事件时，该方法继续到203以确定是否需要SD和/或偏移测试。例如，可能希望例如在阈值数量的驾驶循环、阈值时间量、阈值数量的发动机循环等之后以规则间隔执行SD和/或偏移测试。在其他示例中，如果满足某些发动机或环境条件，则可能需要SD和/或偏移测试。例如，可以基于发动机工况和/或环境条件来调整SD测试之间的间隔和/或偏移测试之间的间隔。如果既不需要SD也不需要偏移测试，则该方法返回。否则，该方法进行到204。
在204处，所述方法包括估算和/或测量发动机工况。发动机工况可以包括在钥匙关断之前的驾驶循环期间的最高NOx传感器温度(例如，由温度传感器191和/或温度传感器193测量)、钥匙关断时的排气温度(例如，通过温度传感器127测量)等。例如，控制器可以在整个驾驶循环中监测NOx传感器，并且每当超过存储的最高NOx传感器温度时更新存储的最高NOx传感器温度，使得在钥匙关断之前的驾驶循环期间的最高NOx传感器温度存储在存储器中。类似地，控制器可以在整个驾驶循环中监测排气温度，并且可以将钥匙关断时的排气温度存储在存储器中，使得控制器可以在钥匙关断时断电。可选地，在钥匙关断之后，控制器可以继续(例如，从车辆电池)接收电力达一定的持续时间，在此期间，驾驶循环期间的最高NOx传感器温度和钥匙关断时的排气温度基于存储的其他数据来确定。
在204之后，该方法进行到206以确定露点温度是否低于先前驾驶循环期间的最高NOx传感器温度。如本文所使用，露点温度是指空气由于水而饱和并开始冷凝形成露水的温度。在100％相对湿度下，环境温度等于露点温度。露点温度相对于环境温度越负，冷凝风险就越小，并且空气就越干燥。虽然露点不依赖于温度，但是它受压力的影响。
如果露点温度不低于在钥匙关断之前的驾驶循环期间的最高NOx传感器温度，则该方法返回并且在发动机湿机期间不执行测试。这种操作可以降低NOx传感器的感测元件破裂的可能性，如果用传感器保护管内可能在先前的驾驶循环期间累积的露水/水对NOx传感器加热，则可能发生破裂。可能优选的是延迟执行NOx传感器诊断，该NOx传感器诊断需要在其中传感器保护管内可能存在冷凝的状态期间加热NOx传感器，以避免损坏感测元件。
否则，如果露点温度低于在钥匙关断之前的驾驶循环期间的最高NOx传感器温度，则NOx传感器的传感器保护管内的冷凝风险较小，因此在经由加热器加热NOx传感器期间感测元件的热破裂风险较小。在这种情况下，206处的答案为是，并且方法进行到208。
在208处，该方法包括确定钥匙关断时的排气温度是否在预定范围内。例如，可以将存储在存储器中的钥匙关断时的排气温度值与存储在存储器中限定预定范围的阈值上限和阈值下限进行比较。排气温度值超出该范围可能会产生不可靠的测试结果。例如，当钥匙关断时的排气温度过高时，指示DPF再生可能发生在离钥匙关断事件不远的位置，这趋向于导致不可靠的SD测试结果。如果在钥匙关断时排气温度太低，则即使最高NOx传感器温度足够高到指示在先前驾驶循环期间达到露点，在NOx传感器感测元件附近也可能存在水冷凝。因此，如果208处的答案为否，则该方法返回，并且在发动机湿机期间不执行任何类型的测试。
否则，如果208处的答案为是，则方法进行到210以基于钥匙关断时的排气温度来确定PCM唤醒延迟持续时间。钥匙关断时的排气温度可以用作对排气系统中的环境条件(例如，氧浓度、压力、温度、氨浓度、NOx浓度)在钥匙关断之后稳定所需的时间的指示。在一个非限制性示例中，所确定的PCM唤醒延迟持续时间与钥匙关断时的排气温度成正比，使得在钥匙关断时较高的排气温度导致较长的PCM唤醒延迟持续时间，而在钥匙关断时较低的排气温度导致较短的PCM唤醒延迟持续时间。控制器可以将指示PCM唤醒延迟的持续时间的信号发送到电子计时器或闹钟(例如，上述电子计时器111)，并且在电源关闭之前将电子计时器设置为期望的PCM唤醒延迟持续时间。在一个非限制性示例中，PCM唤醒延迟持续时间约为4小时(例如，大于3小时且小于5小时)。
在210之后，该方法继续到212以延迟在208处确定的PCM唤醒延迟持续时间，然后唤醒PCM。在一个示例中，控制器由电子计时器或闹钟(例如，上面在图1B中描述的电子计时器111)开启，然后控制器开启要执行的测试中使利用的各种排气传感器。
在212之后，该方法进行到214以确定是否满足测试进入条件。测试进入条件可以包括例如NOx传感器处的排气温度、环境压力、环境温度和电池电压全部都在相应的可校准范围内。
如果214处的答案为否，则方法进行到216以关闭PCM，并且在发动机湿机期间不执行测试。然而，在其他示例中，在首次确定尚未满足测试进入条件而再次确定是否满足测试进入条件之后，可以预定间隔唤醒PCM，并且如果是，则继续执行期望测试。
否则，如果214处的答案为是，则方法进行到218以激活NOx传感器加热器。例如，这可以包括将来自车辆电池的电流施加到NOx传感器加热器。
在218之后，该方法进行到220。在220处，NOx传感器实现起燃，检测到NOx传感器的输出。基于检测到的NOx传感器输出(例如，作为其函数)，确定用于要执行的每个测试的NOx传感器的起燃后加热持续时间。给定测试的起燃后加热持续时间是控制器在执行测试之前将会延迟的时间长度，其开始于NOx传感器起燃的时间。如果仅要执行SD测试，则仅确定SD测试的起燃后加热持续时间；如果仅要执行偏移测试，则仅确定偏移测试的起燃后加热持续时间；而如果要执行SD测试和偏移测试这两者，则确定这两个测试的相应的起燃后加热持续时间。
在一个示例中，在达到起燃温度时，NOx传感器向PCM发送信号，指示传感器点亮并处于正常操作。PCM接收并使用该信号以及在起燃时的NOx传感器输出的值，以确定来自传感器的NOx读数是否有效。该初始NOx读数提供关于在起燃时将多少NOx和/或氨封装在NOx传感器的保护管内的信息。可以根据该初始NOx读数来确定NOx传感器的持续加热的一个或多个持续时间以优化NOx/氨的消散并且还使电池电流消耗最小化。可选地，其他参数值可以考虑到起燃后加热持续时间的确定，或者起燃后加热持续时间可以是存储在控制器的存储器中的预定值。在一些示例中，用于SD测试的起燃后加热持续时间为零，使得SD测试在NOx传感器起燃时开始。此外，在其中执行SD和偏移测试的示例中，用于这两个测试的起燃后加热持续时间在起燃时开始，并且用于偏移测试的起燃后加热持续时间比用于SD测试的加热后持续时间长。
在220之后，该方法进行到222以在从起燃开始延迟一个或多个相应的起燃后加热持续时间之后执行一个或多个期望的测试。如果同时执行SD和偏移测试这两者，则相应的起燃后加热持续时间都在NOx传感器起燃时开始，并在不同时间结束，其中用于SD的起燃后加热持续时间在用于偏移测试的起燃后加热持续时间结束之前结束，使得在偏移测试之前进一步加热NOx传感器。一旦经过了用于给定测试的起燃后加热持续时间，就执行测试。在一个非限制性示例中，可以US 2017/0240024中描述的方式执行SD测试。用于执行偏移测试的示例性方法在图3中示出。
在222之后，该方法进行到224以响应于偏移测试的结果以及所执行的任何SD测试的结果而执行动作。用于响应于测试结果而执行动作的示例性方法在图4中示出。在224之后，该方法返回。
图3描绘了用于执行偏移测试的示例性方法300的高级流程图，该方法是方法200的子方法。
在302处，该方法包括选择NOx传感器输出监测持续时间，并进一步选择NOx传感器输出的最小和最大阈值。最小和最大阈值可以限定指示适当的NOx传感器操作的NOx传感器输出值的范围，而NOx传感器输出值在该范围之外可以指示执行偏移测试将不会产生有意义的结果。最小和最大阈值可以基于当前工况(诸如排气系统或大气中感测到的温度和压力)来确定。
在302之后，该方法继续到304以在整个监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样。例如，可以在整个监测持续时间内连续地从NOx传感器向控制器发送信号，或者NOx传感器可以预定间隔间歇地向控制器发送信号。
在304之后，该方法进行到306。在306处，该方法包括一旦经过了监测持续时间，就计算在监测持续时间期间采样的NOx传感器输出的平均值。可以在控制器处执行计算。
在306之后，该方法进行到308。在308处，该方法包括(例如，在控制器处)确定在302处确定的最小阈值是否小于或等于在306处确定的平均NOx传感器输出，以及在306处确定的平均NOx传感器输出是否小于或者等于在302处确定的最大阈值。
如果308处的答案为是，则方法进行到310以指示偏移测试已通过。例如，指示偏移测试已通过可以包括用成功执行偏移测试的时间和日期来更新控制器的存储器。如下面关于图4所述，车辆操作可以响应于偏移测试通过的指示来进行调整。在310之后，该方法返回。
否则，如果308处的答案为否，则方法进行到312以指示偏移测试已失败。例如，指示偏移测试已失败可以包括更新控制器的存储器以指示在当前时间和日期偏移测试失败，和/或提示控制器在钥匙接通时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。警告车辆驾驶员可以包括经由例如车辆显示器和/或车辆仪表板上的灯、LED显示器、触摸屏显示器等产生警告灯或指示器。在312之后，方法300返回。
图4描绘了用于响应于所执行的测试的结果而执行动作的示例性方法400的高级流程图，该方法也是方法200的子方法。
在402处，该方法包括确定是否执行了SD测试(例如，在222处执行方法200期间)。如果402处的答案为是，则方法进行到404以确定SD测试是否指示NOx传感器劣化。
如果404处的答案为是，则方法进行到416以指示控制器在钥匙接通时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。在一些示例中，警告车辆驾驶员可以包括经由例如车辆显示器和/或车辆仪表板上的灯、LED显示器、触摸屏显示器等产生警告灯或指示器。在416之后，该方法继续到414以关闭PCM。在414之后，该方法返回。
返回到404，如果答案为否并且基于SD测试的结果未指示NOx传感器劣化，则方法进行到406。如果402处的答案为否，则该方法也进行到406，指示未执行SD测试。
在406处，该方法包括确定是否执行了偏移测试(例如，在222处执行方法200期间)。如果406处的答案为否，则该方法返回。否则，如果答案为是，则方法进行到408。
在408处，该方法包括确定偏移测试是否通过。如果408处的答案为否，则方法进行到416以指示控制器在钥匙接通时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障，然后到414以关闭PCM。在414之后，该方法返回。
然而，如果408处的答案为是，则方法进行到410。在410处，该方法包括用平均NOx传感器输出(例如，如306处的方法300中所确定的)替换NOx传感器的存储的偏移值。
在410之后，该方法进行到412以基于更新的存储的偏移值来调整用于下一个驾驶循环的发动机运转参数。例如，控制器可以在下一个驾驶循环期间调整发动机操作，使得当NOx传感器执行测量时，更新的存储的偏移值被添加到NOx传感器的输出。作为示例，控制器可以基于作为更新的存储的偏移值的函数的逻辑规则来进行逻辑确定(例如，关于诸如尿素喷射器、燃料喷射器、节流板等致动器的位置)。然后，控制器可以产生发送到致动器的控制信号。由于调整NOx传感器输出的NOx偏移值，可以提高SCR NOx转化效率监测的准确度。此外，如果使用下游SCR NOx传感器来实现对SCR内的NH3储存量的自适应控制，则调整后的NOx偏移值可以提供更好的尿素喷射控制。
在412之后，该方法进行到414以关闭PCM。在414之后，该方法返回。
现在转向图5，示出了用于在发动机湿机期间执行SD和偏移测试的示例性时间线500。时间线500包括曲线502，其指示随时间变化的钥匙状态(打开或关闭)；曲线504，其指示随时间变化的PCM状态(打开或关闭)；曲线506，其指示随时间变化的排气温度；曲线512，其指示随时间变化的NOx传感器温度；曲线518，其指示随时间变化的NOx传感器加热器状态(打开或关闭)；曲线520和522，其指示测试周期；曲线524，其指示NOx传感器输出；曲线526，其指示NOx传感器输出的存储的偏移值；和曲线528，其指示是否指示NOx传感器的故障。
虚线508描绘了排气温度范围的示例性阈值上限，而虚线510描绘了排气温度范围的示例性阈值下限。在一个非限制性示例中，阈值上限508可以为在450℃～650℃的范围内的非零正温度，而阈值下限510可以为在30℃～70℃的范围内的非零正温度。在方法200的执行期间，如果钥匙关断时的排气温度在该范围内(例如，高于阈值下限温度并低于阈值上限温度)，则可以进行测试，而如果钥匙关断时的排气温度不在此范围内，则该方法返回并且在发动机湿机期间不执行测试。在一个非限制性示例中，可以基于诸如图1B的排气温度传感器127等传感器的输出来确定排气温度。
虚线514描绘了NOx传感器的示例性起燃温度(例如，NOx传感器变得完全运转时的温度)，而虚线516描绘了示例性露点温度。在一个非限制性示例中，起燃温度514可以为在700℃～800℃范围内的非零正温度，而露点温度516可以为在90℃～120℃范围内的非零正温度。在方法200的执行期间，如果在钥匙关断之前的驾驶循环期间的最高NOx传感器温度高于露点温度，则当满足其他进入条件时可以进行测试，而如果在钥匙关断之前的驾驶循环期间的最高NOx传感器温度不高于露点温度，则该方法返回并且在发动机湿机期间不执行测试。这种操作可以降低NOx传感器的感测元件破裂的可能性，如果在先前驾驶循环期间累积的露水(冷凝水)在NOx传感器的加热期间在传感器保护管内，则可能发生破裂。
虚线525描绘了平均NOx传感器输出的示例性阈值上限，而虚线527描绘了平均NOx传感器输出的示例性阈值下限。在一个非限制性示例中，阈值上限525可以为在40ppm～50ppm的范围内的非零正值，而阈值下限527可以为在-15ppm～-30ppm的范围内的非零负值。在方法300的执行期间，如果在偏移测试的持续时间期间采样的NOx传感器输出的平均值(由控制器计算)在该范围内(例如，大于阈值下限并小于阈值上限)，则偏移测试通过，而如果不是，则偏移测试失败。
时间t0与时间t1之间的间隔表示驾驶循环(例如，在方法200中的204处提及的先前驾驶循环)的一部分。在该间隔期间，钥匙状态为打开，PCM状态为打开，并且排气温度在方法200中的208处提及的范围内(例如，大于阈值510且小于阈值508)。此外，当NOx传感器温度高于起燃温度514时，NOx传感器提供指示发动机排气的NOx浓度的输出信号。此外，NOx传感器温度高于露点温度516；因此，在该间隔期间的最高NOx传感器温度超过露点温度。因此，满足方法200的206和208处的状态。
在时间t1，发生钥匙关断事件，并且钥匙状态和PCM状态从打开切换到关闭。时间t1与时间t2之间的持续时间对应于PCM唤醒延迟持续时间(例如，在210处经由方法200确定的PCM唤醒延迟持续时间)。因此，在时间t2，闹钟向PCM发送信号，该信号开启(“唤醒”)PCM。然而，在其他示例中，PCM可以在钥匙关断事件之后保持开启一定的持续时间，在这种情况下，PCM唤醒延迟持续时间在PCM关闭而不是钥匙关断时开始。在唤醒时，PCM确定是否满足测试进入条件，诸如上面针对方法200在214处描述的那些条件。在所描绘的示例中，满足测试进入条件，因此在时间t2之后不久激活NOx传感器加热器。
在时间t2与时间t3之间的间隔中，NOx传感器温度随着NOx传感器被加热器加热而升高。在时间t3，NOx传感器达到起燃温度514，使得NOx传感器开始输出有意义的结果。此时，如果需要进行偏移测试，则检测NOx传感器输出并考虑对用于偏移测试的起燃后加热持续时间的确定，而如果希望进行SD测试，则考虑对SD测试的起燃后加热持续时间的确定。在所描述的示例中，希望进行SD测试和偏移测试；t3与t4之间的间隔表示用于SD测试的确定的起燃后加热持续时间(例如，NOx传感器起燃与SD测试开始之间的时间段)，而t3与t6之间的间隔表示用于偏移测试的确定的起燃后加热持续时间。然而，在其他示例中，一旦NOx传感器起燃，就可以开始SD测试。
在时间t4，用于SD测试的起燃后加热持续时间结束，并且在测试时段520期间执行SD测试。测试时段520在时间t5结束，此时，用于偏移测试的起燃后加热持续时间尚未结束。在所描绘的示例中，在SD测试期间未检测到NOx传感器故障(例如，以增益偏斜的形式)，因此PCM准备执行偏移测试。因此，NOx传感器加热器继续加热NOx传感器，并且直到时间t6才开始偏移测试，该时间t6表示用于偏移测试的起燃后加热持续时间结束的时间(使得在SD测试完成与偏移测试开始之间存在延迟)。此时，偏移测试开始并持续测试时段522的持续时间。
从时间t0至时间t7，NOx传感器的平均偏移值526在由阈值上限525和阈值下限527限定的范围内。然而，在所描绘的示例中，在整个测试时段522中由NOx传感器检测到的偏移的平均值高于存储在PCM的存储器中的先前确定的平均NOx传感器偏移值。在所描绘的示例中，新的平均偏移仍然在该范围内。因此，偏移测试通过，并且未指示NOx传感器故障(如曲线528所示，保持为否)。因此，在t7处完成偏移测试时，用最近确定的较高偏移值替换存储的平均偏移值(如曲线526所示)。当现在完成测试时，NOx传感器加热器关闭，因为不需要进一步加热NOx传感器了，并且PCM关闭。相反，在其中新的平均偏移值不在该范围内的示例中，指示NOx传感器故障，并且不替换存储的偏移值。
根据上述系统和方法，在发动机湿机期间(例如，进入发动机湿机几小时)打开PCM以执行NOx传感器偏移测试，可选地之前执行NOx传感器SD测试。该测试包括在钥匙关断之后延迟一定的持续时间之后经由闹钟唤醒PCM，开始经由NOx传感器加热器加热NOx传感器，然后在进行偏移测试之前在NOx传感器达到起燃温度之后继续加热NOx传感器达可校准的持续时间。在NOx传感器达到起燃温度之后并且在执行偏移测试之前执行附加NOx传感器加热的技术效果是传感器保护管内的封装的NOx、NH3和水分的消散，这继而降低了错误的高NOx偏移读数的机会。
在本公开的一个示例性实施例中，一种用于发动机驱动车辆的方法包括：在发动机驱动车辆钥匙关断时，在唤醒PCM并激活排气NOx传感器的加热器之前等待第一持续时间；在NOx传感器起燃时，等待第二持续时间，然后执行NOx传感器SD测试；并且一旦自从NOx传感器起燃以来经过了第三持续时间，就执行NOx传感器偏移测试，该第三持续时间长于第二持续时间。该方法的第一示例还包括测量钥匙关断时的排气温度并基于测量的排气温度来确定第一持续时间。该方法的第二示例可选地包括第一示例，并且还包括在NOx传感器起燃时检测NOx传感器输出并基于检测到的NOx传感器输出来确定第二和第三持续时间。在可选地包括第一和第二示例中的一个或多个的该方法的第三示例中，执行NOx传感器偏移测试包括选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在该监测持续时间之后计算采样的NOx传感器输出的平均值。在可选地包括第一、第二和第三示例中的一个或多个的该方法的第四示例中，执行NOx传感器偏移测试还包括确定计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示偏移测试通过，而如果为否，则指示偏移测试失败。可选地包括第一、第二、第三和第四示例中的一个或多个的该方法的第五示例还包括：响应于偏移测试通过的指示，用计算的平均值替换存储的偏移值并基于更新后的存储的偏移值来调整钥匙接通时的发动机操作；并且响应于偏移测试失败的指示，指示PCM在钥匙接通时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。可选地包括第一、第二、第三、第四和第五示例中的一个或多个的该方法的第六示例还包括响应于SD测试指示NOx传感器增益偏斜的指示，指示PCM在钥匙接通时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
在本公开的另一个示例性实施例中，一种用于发动机驱动车辆的方法包括：在发动机驱动车辆钥匙关断之后的湿机时段期间，唤醒动力传动系统控制模块(PCM)；加热排气NOx传感器；在NOx传感器起燃时，检测NOx传感器输出，基于检测到的输出来确定继续加热NOx传感器的持续时间，并继续加热NOx传感器直到持续时间结束；以及在该持续时间结束时执行NOx传感器偏移测试。在该方法的第一示例中，对于第一较高NOx传感器输出，持续加热NOx传感器的确定的持续时间较长，而对于所述第一NOx传感器输出的第二较低NOx传感器输出，持续加热NOx传感器的确定的持续时间较短。在可选地包括第一示例的该方法的第二示例中，执行NOx传感器偏移测试包括选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个所述监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在该监测持续时间之后计算采样的NOx传感器输出的平均值。在可选地包括第一和第二示例中的一个或多个的该方法的第三示例中，执行NOx传感器偏移测试还包括确定计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示偏移测试通过，而如果为否，则指示偏移测试失败。该方法的第四示例可选地包括第一、第二和第三示例中的一个或多个,并且还包括测量钥匙关断时的排气温度，并基于测量的排气温度来确定在钥匙关断之后延迟唤醒PCM的持续时间。可选地包括第一、第二、第三和第四示例中的一个或多个的该方法的第五示例还包括在钥匙关断之后大约4小时唤醒PCM。
在本公开的又一示例性实施例中，一种系统包括：NOx传感器，其定位在SCR催化剂下游的发动机排气系统中；电子计时器；和控制器，其与电子计时器和NOx传感器进行电通信，该控制器具有用于以下项的计算机可读指令：在钥匙关断事件时，确定在钥匙关断事件之后在发起对NOx传感器的加热之前控制器电源关闭的睡眠持续时间，将睡眠持续时间发送到电子计时器并启动计时器，并在将睡眠持续时间发送到电子计时器之后电源关闭；其中该电子计时器在经过了睡眠持续时间之后开启控制器，并且其中该控制器还包括用于以下项的计算机可读指令：响应于电源开启，发起对NOx传感器的加热；在NOx传感器起燃时，检测NOx传感器输出并基于检测到的NOx传感器输出来确定在执行NOx传感器偏移测试之前延迟的起燃后加热持续时间；以及在经过了起燃后加热持续时间之后发起NOx传感器偏移测试。在该系统的第一示例中，该控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：测量钥匙关断时的排气系统的温度并基于测量的温度来确定睡眠持续时间。在可选地包括第一示例的系统的第二示例中，用于发起NOx传感器偏移测试的指令包括用于以下项的指令：选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在该监测持续时间之后计算采样的NOx传感器输出的平均值。在可选地包括第一和第二示例中的一个或多个的该系统的第三示例中，用于发起NOx传感器偏移测试的指令还包括用于以下项的指令：确定计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示偏移测试通过，而如果为否，则指示偏移测试失败。在可选地包括第一、第二和第三示例中的一个或多个的该系统的第四示例中，该控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：在NOx传感器起燃时，基于检测到的NOx传感器输出来确定在执行NOx传感器SD测试之前延迟的起燃后加热持续时间，并在经过了起燃后加热持续时间之后发起NOx传感器SD测试。在可选地包括第一、第二、第三和第四示例中的一个或多个的该系统的第五示例中，在执行NOx传感器SD测试之前延迟的起燃后加热持续时间短于在执行NOx传感器偏移测试之前延迟的起燃后加热持续时间。在可选地包括第一、第二、第三、第四和第五示例中的一个或多个的该系统的第六示例中，该控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：响应于偏移测试失败的指示，在钥匙接通时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
注意，本文所包括的示例性控制和估计程序可以结合各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一个或多个，诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的处理策略等。因此，所示的各种动作、操作或功能可以所示顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样，处理顺序不一定是实现本文所述的示例性实施例的特征和优点所需要的，而是为了便于说明和描述而提供。一个或多个所示的动作、操作和/或功能可以取决于所使用的特定策略而重复地执行。此外，所述动作、操作和/或功能可以图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读储存介质的非暂时性存储器中的代码，其中所述动作通过执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令结合电子控制器来执行。
应当明白的是，本文公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
以下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。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这样的权利要求应被理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新权利要求而被要求保护。此类权利要求与原权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同都被认为包括在本公开的主题内。
根据本发明，提供了一种方法，其中在发动机驱动车辆停车时，在唤醒动力传动系统控制模块(PCM)并激活排气NOx传感器的加热器之前等待第一持续时间；在NOx传感器起燃时，等待第二持续时间，然后执行NOx传感器自诊断(SD)测试；并且一旦自从NOx传感器起燃以来经过了第三持续时间，就执行NOx传感器偏移测试，该第三持续时间长于第二持续时间。
根据实施例，一种方法包括：测量停车时的排气温度并基于测量的排气温度来确定第一持续时间。
根据实施例，提供了一种方法，其中在NOx传感器起燃时检测NOx传感器输出并基于检测到的NOx传感器输出来确定第二和第三持续时间。
根据实施例，一种方法包括：执行NOx传感器偏移测试包括选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个所述监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在该监测持续时间之后计算采样的NOx传感器输出的平均值。
根据实施例，一种方法包括：执行NOx传感器偏移测试还包括确定计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示偏移测试通过，而如果为否，则指示偏移测试失败。
根据实施例，响应于偏移测试通过的指示，用计算的平均值替换存储的偏移值并基于更新后的存储的偏移值来调整车辆发动时的发动机操作；并且响应于偏移测试失败的指示，指示PCM在车辆发动时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
根据实施例，响应于SD测试指示NOx传感器增益偏斜的指示，指示PCM在车辆发动时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
根据本发明，在发动机驱动车辆停车之后的湿机时段期间，唤醒动力传动系统控制模块(PCM)；加热排气NOx传感器；在NOx传感器起燃时，检测NOx传感器输出，基于检测到的输出来确定继续加热NOx传感器的持续时间，并继续加热NOx传感器直到持续时间结束；以及在该持续时间结束时执行NOx传感器偏移测试。
根据实施例，提供了一种方法，对于第一较高NOx传感器输出，持续加热NOx传感器的确定的持续时间较长，而对于所述第一NOx传感器输出的第二较低NOx传感器输出，持续加热NOx传感器的确定的持续时间较短。
根据实施例，提供了一种方法，执行NOx传感器偏移测试包括选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个所述监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在该监测持续时间之后计算采样的NOx传感器输出的平均值。
根据实施例，提供了一种方法，执行NOx传感器偏移测试还包括确定计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示偏移测试通过，而如果为否，则指示偏移测试失败。
根据实施例，一种方法包括测量停车时的排气温度，并基于测量的排气温度来确定在停车之后延迟唤醒PCM的持续时间。
根据实施例，一种方法包括，PCM在停车之后大约4小时被唤醒。
根据本发明，提供了一种系统，该系统具有：NOx传感器，其在选择性催化还原(SCR)催化剂下游定位在发动机排气系统中；电子计时器；和控制器，其与电子计时器和NOx传感器进行电通信，该控制器具有用于以下项的计算机可读指令：在停车事件时，确定在停车事件之后在发起对NOx传感器的加热之前控制器电源关闭的睡眠持续时间，将睡眠持续时间发送到电子计时器并启动计时器，并在将睡眠持续时间发送到电子计时器之后电源关闭；其中该电子计时器在经过了睡眠持续时间之后开启控制器，并且其中该控制器还包括用于以下项的计算机可读指令：响应于电源开启，发起对NOx传感器的加热；在NOx传感器起燃时，检测NOx传感器输出并基于检测到的NOx传感器输出来确定在执行NOx传感器偏移测试之前延迟的起燃后加热持续时间；以及在经过了起燃后加热持续时间之后发起NOx传感器偏移测试。
根据实施例，该控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：测量停车时排气系统的温度并基于测量的温度来确定睡眠持续时间。
根据实施例，用于发起NOx传感器偏移测试的指令包括用于以下项的指令：选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个所述监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在该监测持续时间之后计算采样的NOx传感器输出的平均值。
根据实施例，用于发起NOx传感器偏移测试的指令还包括用于以下项的指令：确定计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示偏移测试通过，而如果为否，则指示偏移测试失败。
根据实施例，该控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：在NOx传感器起燃时，基于检测到的NOx传感器输出来确定在执行NOx传感器自诊断(SD)测试之前延迟的起燃后加热持续时间，并在经过了起燃后加热持续时间之后发起NOx传感器SD测试。
根据实施例，在执行NOx传感器SD测试之前延迟的起燃后加热持续时间短于在执行NOx传感器偏移测试之前延迟的起燃后加热持续时间。
根据实施例，该控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：响应于偏移测试失败的指示，在车辆发动时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
Claims (15)
1.一种方法，其包括：
在发动机驱动车辆停车后的湿机期间，唤醒动力传动系统控制模块(PCM)；
加热排气NOx传感器；
在所述NOx传感器起燃时，检测NOx传感器输出，基于所述检测到的输出来确定继续加热所述NOx传感器的持续时间，并继续加热所述NOx传感器直到所述持续时间结束；以及
在所述持续时间结束时执行NOx传感器偏移测试。
2.如权利要求1所述的方法，其中对于第一较高NOx传感器输出，持续加热所述NOx传感器的所述确定的持续时间较长，而对于低于所述第一NOx传感器输出的第二较低NOx传感器输出，持续加热所述NOx传感器的所述确定的持续时间较短。
3.如权利要求1所述的方法，其中执行所述NOx传感器偏移测试包括选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个所述监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在所述监测持续时间之后计算所述采样的NOx传感器输出的平均值。
4.如权利要求3所述的方法，其中执行所述NOx传感器偏移测试还包括确定所述计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示所述偏移测试通过，而如果为否，则指示所述偏移测试失败。
5.如权利要求1所述的方法，其还包括测量停车时的排气温度，并基于所述测量的排气温度来确定在停车之后延迟唤醒所述PCM的持续时间。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述PCM在停车之后大约4小时被唤醒。
7.如权利要求4所述的方法，其还包括：
响应于所述偏移测试通过的指示，用所述计算的平均值替换存储的偏移值并基于更新后的存储的偏移值来调整车辆发动时的发动机操作。
8.如权利要求4所述的方法，其还包括：
响应于所述偏移测试失败的指示，指示所述PCM在车辆发动时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
9.一种系统，其包括：
NOx传感器，其在选择性催化还原(SCR)催化剂下游定位在发动机排气系统中；
电子计时器；和
控制器，其与所述电子计时器和所述NOx传感器进行电通信，所述控制器具有用于以下项的计算机可读指令：
在停车事件时，确定在所述停车事件之后在发起对所述NOx传感器的加热之前所述控制器电源关闭的睡眠持续时间，将所述睡眠持续时间发送到所述电子计时器并启动所述计时器，并在将所述睡眠持续时间发送到所述电子计时器之后电源关闭；
其中所述电子计时器在经过了所述睡眠持续时间之后使所述控制器电源开启，并且其中所述控制器还包括用于以下项的计算机可读指令：
响应于电源开启，发起对所述NOx传感器的加热；
在所述NOx传感器起燃时，检测NOx传感器输出并基于所述检测到的NOx传感器输出来确定在执行NOx传感器偏移测试之前延迟的起燃后加热持续时间；以及
在经过了所述起燃后加热持续时间之后发起所述NOx传感器偏移测试。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：测量停车时所述排气系统的温度，并基于所述测量的温度来确定所述睡眠持续时间。
11.如权利要求9所述的系统，其中用于发起所述NOx传感器偏移测试的所述指令包括用于以下项的指令：选择NOx传感器输出监测持续时间，在整个所述监测持续时间内对NOx传感器输出进行采样，以及在所述监测持续时间之后计算所述采样的NOx传感器输出的平均值。
12.如权利要求11所述的系统，其中用于发起所述NOx传感器偏移测试的所述指令还包括用于以下项的指令：确定所述计算的平均值是否大于或等于最小阈值并小于或等于最大阈值，并且如果是，则指示所述偏移测试通过，而如果为否，则指示所述偏移测试失败。
13.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：在所述NOx传感器起燃时，基于所述检测到的NOx传感器输出来确定在执行NOx传感器自诊断(SD)测试之前延迟的起燃后加热持续时间，并在经过了所述起燃后加热持续时间之后发起所述NOx传感器SD测试。
14.如权利要求13所述的系统，其中在执行所述NOx传感器SD测试之前延迟的所述起燃后加热持续时间短于在执行所述NOx传感器偏移测试之前延迟的所述起燃后加热持续时间。
15.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器还具有用于以下项的计算机可读指令：响应于所述偏移测试失败的指示，在车辆发动时警告车辆驾驶员有NOx传感器故障。
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