CN114352393A - 选择性催化还原（scr）故障检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种推进系统的选择性催化反应(SCR)故障检测系统和方法。该方法包括获取(a)上游(SCR单元的)NOX浓度值和(b)下游NOX浓度值，以及缓存(a)和(b)。重复获取和缓存，直到获得N个缓存值，其中N是预编程的数字。使用N个缓存值，计算NOX的上游平均值、上游标准偏差、NOX的下游平均值和下游标准偏差。计算值被输入到与氮氧化物(NOX)相关的故障检测算法中，该算法生成线性相关系数。当线性相关系数大于预先编程的故障阈值时，检测到最佳性能不可接受(BPU)部件。

Description

选择性催化还原(SCR)故障检测系统和方法
技术领域
本发明一般涉及移动平台，更具体地涉及检测作为氮氧化物值函数的选择性催化还原(SCR)故障。
背景技术
一些移动平台，如某些柴油车辆，使用选择性催化还原(SCR)装置，该装置直接或间接连接到车辆的发动机，以减少废气中的氮氧化物。SCR装置通常在含有氨或尿素(NH3)的溶液的帮助下，将氮氧化物(通常也称为NOX)转化为氮和水。注入的NH3量与感测/检测到的NOX量有关。当SCR发生故障时，其故障明显表现为未将氮氧化物转化为氮和水；因此，在不可接受或发生故障的SCR中，感测/检测到的上游NOX(如本文所用，“上游”是在发动机之后和SCR处理之前测得的排气气流)和感测/检测到的下游NOX(如本文所用,“下游”是指在SCR处理后测得的排气气流)几乎相同。
因此，许多可用的SCR故障检测解决方案利用上游NOX传感器和下游NOX传感器，并且通过使用上游NOX传感器和下游NOX传感器之间的感测数据来确定SCR NOX转换效率来识别故障。然而，当NOX传感器退化(并且它们的感测数据受到增益和/或偏移的影响)时，出现了一个技术问题，导致SCR NOX转换效率的不正确测定。这一技术问题进一步扩大，因为一些国家监管机构要求最佳性能不可接受(BPU)SCR和BPU NOX传感器之间不存在间隙，即排除NOX传感器检测能力和SCR监测器灵敏度之间的间隙。
发明内容
以下公开内容除了解决相关问题之外，还提供了上述技术问题的技术解决方案。此外，结合附图和先前背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求书中，本系统和方法的其它期望特征和特性将变得显而易见。
提供了一种用于具有选择性催化还原(SCR)单元的推进系统的故障检测系统的实施例。该实施例包括：存储器，其配置为存储与推进系统中的氮氧化物(NOX)有关的故障检测算法；以及处理器，其可操作地耦合到存储器并编程为：获得(a)与SCR单元的上游入口有关的第一NOX浓度值，和(b)与SCR单元的下游出口有关的第二NOX浓度值；响应于所获得的(a)和(b)，缓存(a)和(b)，并重复获得和缓存，直到获得N个缓存值，其中N是预编程的数字；使用N个缓存值计算NOX的上游平均值，以及上游标准偏差；使用N个缓存值计算下游NOX平均值和下游标准偏差；使用上游NOX平均值、上游标准偏差、下游NOX平均值和下游标准偏差作为与在推进系统中的氮氧化物(NOX)有关的故障检测算法的输入，从中产生线性相关系数；当线性相关系数大于预先编程的故障阈值时，检测最佳性能不可接受(BPU)部件。
在一个实施例中，处理器还被编程为响应于检测BPU部件而向中央平台控制器提供故障警报。
在一个实施例中，故障检测算法包括用于生成皮尔逊相关性的规则。
在一个实施例中，预编程的故障阈值在0.75和0.85之间。
在一个实施例中，处理器还被编程为：除了(a)和(b)之外，还获得(c)上游质量流量值、(d)上游温度值、(e)下游质量流量值和(e)下游温度值；并且响应于获得(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)，缓存(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)；并且其中N个缓存值中的每一个包括各自的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)。
在一个实施例中，处理器还被编程为：处理N个缓存值以确定温度值是否在可接受的温度范围内；处理N个缓存值以确定质量流量值是否在可接受的质量流量范围内；以及处理N个缓存值以确定尿素值是否在可接受的尿素范围内。
在一个实施例中，处理器还被编程为在确定温度值不在可接受的温度范围内、质量流量值不在可接受的质量流量范围内或尿素值不在可接受的尿素范围内时丢弃所有缓存值并重新开始数据收集。
还提供了一种用于车辆的推进系统的实施例。推进系统包括：具有上游侧和下游侧的选择性催化还原(SCR)单元；提供上游NOX浓度值的上游氮氧化物(NOX)传感器；提供下游NOX浓度值的下游氮氧化物(NOX)传感器；与SCR装置连接并提供尿素值的尿素源；以及一种控制电路，其包括通过编程指令编程的处理器，以：获得(a)上游NOX浓度值、(b)尿素值和(c)下游NOX浓度值；响应于获得(a)、(b)和(c)，缓存(a)、(b)和(c)；重复获取和缓存，直到获得N个缓存值，其中N是预编程数字；使用N个缓存值计算上游NOX平均值和上游标准偏差；使用N个缓存值计算下游NOX平均值和下游标准偏差；使用上游NOX平均值、上游标准偏差和下游NOX平均值以及下游标准偏差，作为与推进系统中的氮氧化物(NOX)有关的故障检测算法的输入，以从中产生线性相关系数；并且当线性相关系数大于预先编程的故障阈值时，检测最佳性能不可接受(BPU)部件。
在一个实施例中，处理器还被编程为响应于检测BPU部件而向中央平台控制器提供故障警报。
在一个实施例中，故障检测算法包括用于生成皮尔逊相关性的规则。
在一个实施例中，预编程的故障阈值在0.75和0.85之间。
在一个实施例中，处理器进一步编程为：除了(a)和(b)之外，还获得(c)上游质量流量值、(d)上游温度值、(e)下游质量流量值、(f)下游温度值和(g)尿素值；以及
响应于获得(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)，缓存(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)；以及
其中N个缓存值中的每一个包括各自的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
在一个实施例中，处理器还被编程为：处理N个缓存值以确定温度值是否在可接受的温度范围内；处理N个缓存值以确定质量流量值是否在可接受的质量流量范围内；以及处理N个缓存值以确定尿素值是否在可接受的尿素范围内。
在一个实施例中，处理器还被编程为在确定温度值不在可接受的温度范围内、质量流量值不在可接受的质量流量范围内或尿素值不在可接受的尿素范围内时为中央平台控制器生成警报。
在另一实施例中，提供了一种用于具有选择性催化还原(SCR)单元的推进系统的故障检测。该系统包括：在操作上耦合到SCR单元的控制电路处，获得(a)与SCR单元的上游入口有关的第一NOX浓度值，(b)与SCR单元的下游出口有关的第二NOX浓度值；响应于获得(a)和(b)，缓存(a)和(b)；以及重复获取和缓存，直到获得N个缓存值，其中N是预编程的数字；使用N个缓存值计算NOX的上游平均值和上游标准偏差；使用N个缓存值计算NOX的下游平均值和下游标准偏差；使用上游NOX平均值、上游标准偏差、下游NOX平均值和下游标准偏差作为与推进系统中的氮氧化物(NOX)相关的故障检测算法的输入，由此产生线性相关系数；并且当线性相关系数大于预先编程的故障阈值时，检测最佳性能不可接受(BPU)部件。
在一个实施例中，故障检测算法包括用于生成皮尔逊相关性的规则。
在一个实施例中，响应于检测BPU部件，进一步向中央平台控制器提供故障警报。
在一个实施例中，除了(a)和(b)之外，从耦合到SCR单元的尿素存储单元进一步获得：(c)上游质量流量值，(d)上游温度值，(e)下游质量流量值，(f)下游温度值和(g)尿素值；并且响应于获得(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)，缓存(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)；其中N个缓存值中的每一个包括各自的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
在一个实施例中，进一步处理N个缓存值以确定温度值是否在可接受的温度范围内；处理N个缓存值以确定质量流量值是否在可接受的质量流量范围内；以及处理N个缓存值以确定尿素值是否在可接受的尿素范围内。
在一个实施例中，在确定温度值不在可接受的温度范围内、质量流量值不在可接受的质量流量范围内或尿素值不在可接受的尿素范围内时，进一步丢弃所有缓存值并重新开始数据收集。
附图说明
下面将结合以下附图来描述示例性实施例，其中相似的附图标记表示相似的部件，并且其中：
图1是示出根据各种实施例在车辆上实施的SCR故障检测系统的功能框图；
图2是根据各种实施例的SCR故障检测系统的功能框图；
图3是描述根据各种实施例的用于在移动平台中检测SCR故障的示例方法的过程流程图。
具体实施方式
下面的详细描述仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，不受上述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中所提出的任何明示或暗示的理论的约束。
为简洁起见，与信号处理、数据传输、信号指令、控制、机器学习模型、雷达、激光探测和测距(lidar)、图像分析和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作组件)相关的常规技术在此不可详细描述。此外，本文包含的各种图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理耦合。应当注意，在本公开的实施例中可以存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。
如上所述，当SCR发生故障时，检测到的上游NOX和检测到的下游NOX几乎相同。因此，许多可用的SCR故障检测解决方案利用上游NOX传感器和下游NOX传感器，并且通过使用上游和下游NOX传感器的感测数据确定SCR NOX转换效率来识别故障。然而，当NOX传感器退化(并且它们的感测数据受到增益和/或偏移的影响)时，出现了一个技术问题，导致SCRNOX转换效率的不正确测定。这一技术问题进一步扩大，因为一些国家监管机构要求最佳性能不可接受(BPU)SCR和BPU NOX传感器之间不存在间隙(GAP)，即排除NOX传感器检测能力和SCR监测器灵敏度之间的间隙。
由SCR故障检测系统的示例性实施例提供的技术解决方案比较感测/检测到的上游NOX和感测/检测到的下游NOX以评估其关系的线性，并且独立于感测到的上游和下游数据中的位置和尺度(偏移/增益)的任何单独变化。示例性实施例可以通过检测感测/检测到的上游NOX和感测/检测到的下游NOX之间的线性关系的强度来提供技术上增强的SCR故障警报。在示例性实施例中，SCR故障警报可被提供给其它车辆应用，例如中央平台控制器，以便在实际应用中使用，例如照明故障灯。结合下图更详细地描述了技术上增强的SCR故障检测系统和方法。
图1描绘了根据示例性实施例的示例性移动平台。移动平台是车辆100，并且包括主体102、底盘104、一个或多个车轮106、一个或多个驱动轴(或轮轴)108和推进系统110。在各种实施例中，车辆100包括汽车；然而，在其他实施例中，这可以改变。车辆100可以是许多不同类型的汽车和/或其他车辆中的任何一种，例如轿车、货车、卡车或运动型多用途车(SUV)，并且可以是两轮驱动(2WD)(即后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)或全轮驱动(AWD)。
主体102布置在底盘104上并且基本上包围车辆100的其他部件。主体102和底盘104可以共同形成框架。车轮106每一个都旋转地耦合到靠近主体102的相应角落的底盘104。在一个实施例中，每个车轮106包括一个车轮总成，该车轮总成包括一个轮胎以及一个车轮和相关部件(在本申请中，这些部件也统称为“车轮106”)。推进系统110通过一个或多个驱动轴108耦合到至少一些车轮106，并通过轴108驱动车轮106。虽然车辆100在图1中被描绘为具有四个车轮106和两个轮轴108，但是应当理解，在各种其他实施例中，车辆100可以具有任意数量的车轮106、轮轴108和/或其他部件。
如下文更详细地描述的，推进系统110包括至少一个SCR单元和SCR故障检测系统，通常示为系统112。推进系统110可通信地连接到中央平台控制器114和仪表板116。
中央平台控制器114可以接收和集成来自已知存在于上述车辆100中的各种模块和系统的通信。中央平台控制器114还可以与车载对象识别模块进行双向通信。中央平台控制器114向推进系统110和其他车载系统传送用户和操作输入。因此，由中央平台控制器114提供给系统112的输入可以包括用户输入、移动应用和系统、非车载通信(例如，经由收发器)、地理定位系统(GPS)和信息娱乐系统。
仪表板116可以包括显示单元、用户输入设备、扬声器等。关于本公开内容，仪表板116可以具有一个或多个故障照明灯，用于向用户和相关技术人员传达故障警报。
现在转到图2，描绘了推进系统110的一部分200。SCR故障检测系统112被示出为控制电路202，其与沿着排气流路径的各种传感器进行操作通信，如下所述。在左侧，上游203表示发动机之后、但是在SCR之前的排气流。在右侧，下游205表示在SCR之后的排气流。在左侧所示的第一SCR单元206的入口处，上游203排气可能受到第一NOX传感器208、第一质量流量传感器214和第一温度传感器220的影响。尿素或NH3存储和泵228示出为与第一SCR单元206可操作地通信。在第一SCR单元206的出口侧，可以有第二NOX传感器210、第二温度传感器222和第二质量流量传感器216。在一些实施例中，来自第一SCR单元206的排气输出是下游205排气。
在一些实施例中，实施可选的第二SCR单元226，接收从第一SCR单元206流出的废气流作为输入。尿素或NH3储存和泵228显示为与可选的第二SCR单元226可操作通信。在可选的第二SCR单元226的出口侧，可以有第三NOX传感器212、第三温度传感器224和第三质量流量传感器218。在一些实施例中，来自第二SCR单元226的排气输出是下游205排气。
如本文所使用的，控制电路202促进系统112的组件之间的通信和/或交互，并执行附加过程、任务和/或功能以支持归因于系统112的操作，如本文所述。
结合图1-2所述的功能块，包括控制电路202，可以单独地或以任何组合使用任何硬件、软件、固件、电子控制组件、处理逻辑和/或处理器装置来实现，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供归属于功能块的功能的其他适当部件。
在各种实施例中，如图2所示，控制电路202被实现为增强的计算机系统，包括处理器50、用于存储指令、算法和/或程序的计算机可读存储设备或介质(存储器54)，例如程序56和多个预编程的阈值和参数58，接口52以及总线51。
处理器50可以执行程序56。根据实施例，处理器50可以用通用处理器(共享、专用或组)控制器、微处理器或微控制器以及执行一个或多个软件或固件程序的存储器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)、任何合适的可编程逻辑器件、包括离散门或晶体管逻辑的组合逻辑电路、离散硬件组件和存储装置和/或其任何组合来执行或实现，其设计用于执行本文所述的功能。
当由处理器50执行时，存储在存储器54中的程序56可使处理器50实现本文描述的任务和功能，包括实现故障检测算法以检测最佳性能不可接受(BPU)SCR单元。处理器50还可以利用存储器54一次缓存多个感测数据点，以存储比较和分析的结果等。因此，计算机可读存储设备或介质存储器54可以包括例如随机存取存储器(RAM)、保持活动存储器(KAM)和只读存储器(ROM)中的易失性和非易失性存储。KAM是可用于在处理器50断电时存储各种操作参数58的持久性或非易失性存储器。存储器54可以使用诸如PROMs(可编程只读存储器)、EPROMs(电可编程只读存储器)、EEPROMs(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据的任何其它电、磁、光或组合存储器装置中的任何一个来实现，其中一些表示处理器50用于控制车辆100的可执行指令。存储器54中的信息可以在方法中的初始化或安装操作期间被组织和/或从外部源导入；其也可以经由用户输入设备被编程。
接口52支持与控制电路202的双向通信，例如来自系统驱动器和/或另一计算机系统，并且可以使用任何合适的方法和设备来实现。接口52包括支持一个或多个通信协议的硬件和软件，用于处理器50与外部源(例如卫星、云、通信塔和地面站)之间的有线和/或无线通信。在一个实施例中，接口52从推进系统110的传感器获得各种数据。接口52还可以包括一个或多个用于与技术人员通信的网络接口，和/或一个或多个用于连接到存储设备(例如存储器54)的存储接口。总线51用于在控制电路202的增强型计算机系统的各个组件之间传输程序、数据、状态和其他信息或信号。总线51可以是连接计算机系统和组件的任何合适的物理或逻辑方式，这包括但不限于直接硬接线连接、光纤、红外和无线总线技术。
在系统112的其他实施例中，控制电路202可以实现为状态机逻辑，和/或可以根据可编程逻辑阵列中的逻辑等执行操作。
虽然在全功能增强型计算机系统的上下文中描述了系统112的示例性实施例，但是本领域技术人员将认识到，本公开的机制能够作为包括程序56和预编程参数58的程序产品来分发。这样的程序产品可以包括一个或多个程序代码模块，其具有用于实现逻辑功能、执行算法操作和管理通过系统112的数据流的可执行指令的有序列表。当由处理器(例如处理器50)执行时，程序代码模块中的指令使处理器接收和处理信号，并执行如本文所述的逻辑、计算、方法和/或算法。
一旦开发，构成程序产品的程序代码模块可以使用一种或多种类型的非暂时性计算机可读信号承载介质来存储和分发指令，例如非暂时性计算机可读介质，单独地或一起存储和分发。这样的程序产品可以采取各种形式，并且无论用于执行分发的计算机可读信号承载介质的类型如何，本发明同样适用。信号承载介质的示例包括诸如软盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘之类的可记录介质，以及诸如数字和模拟通信链路之类的传输介质。应当理解，在某些实施例中，基于云的存储和/或其他技术还可以用作基于时间的查看许可请求的存储器和程序产品。
现在转到图3，并继续参考图1-2。在各种实施例中，用于SCR故障检测的处理器可执行方法300的步骤可以安排在一个或多个程序代码模块中。出于说明目的，方法300的以下描述可以参考上面结合图1-2提及的元件。在实践中，方法300的一部分可以由所描述的系统112的不同组件来执行。应当理解，方法300可以包括任意数量的附加或替代操作和任务，图3中所示的任务不需要按图示顺序执行，并且方法300可以被合并到具有本文未详细描述的附加功能的更全面的过程或方法中。此外，只要预期的总体功能保持完整，就可以从方法300的实施例中省略图3所示的一个或多个任务。
在302，初始化系统112。当实现为增强型计算机系统(例如，图1)时，在302处的初始化可包括上传、安装或更新构成程序56的指令和预编程参数58以供处理器50执行。初始化时，可确定以下任意组合的预编程范围：(i)可接受的温度，(ii)可接受的质量流量(这是排气气流的体积测量)和(iii)可接受的贮存NH3量。为第一SCR单元206分配一个或多个预编程范围。在采用第二SCR单元226的实施例中，为第二SCR单元226分配一个或多个预编程范围。在各种实施例中，第二个或多个预编程范围不同于第一个预编程范围。在各种实施例中，第二个一个或多个预编程范围与三个预编程范围相同。在初始化时，设置缓存大小(N)，其中N是顺序捕获所获得的感测值的次数。初始化时，也会设置初始故障阈值(介于0和1之间的数字)。
在304，系统112开始获取感测数据值。在304处，系统112可获得(a)来自第一NOX传感器208的第一NOX浓度值，关于第一SCR单元206的上游203入口，以及(b)来自第二NOX传感器210的第二NOX浓度值，关于下游205出口。在各种实施例中，在304处，系统112还可以获得(c)来自质量流量传感器214(即上游)的第一质量流量值，(d)来自温度传感器220(即上游)的第一温度值，(e)来自质量流量传感器216(即下游)的第二质量流量值，以及(f)来自温度传感器222的第二温度值(即下游)。在各种实施例中，在304处，系统112还可获得并缓存(g)N个集合中的每一个的尿素浓度值。获得这些附加值允许确定通过SCR单元206的温降和通过SCR单元206的质量流量的任何变化。
在具有第二SCR单元226的实施例中，来自第一SCR单元206的输出是到第二SCR单元226的输入，并且第二SCR单元226的出口是下游205出口。在这些实施例中，在304处，系统112可从第三NOX传感器212获得(h)关于第二SCR单元226的下游205出口的第三NOX浓度值。获得用于第二SCR单元226的第二尿素值，第二尿素值独立于用于第一SCR单元206的尿素存储值。在具有第二SCR单元226的实施例中，在304处，系统112还可以从质量流量传感器218获得(i)第三质量流量值，并且(j)从温度传感器224获得第三温度值。
在306处，系统112开始缓存(即，缓存或捕获)至少N个顺序获得的感测值，用于不同地描述的(a)和(b)，在N个捕获中的每一个，可以存在至少两个不同的感测值：上游NOX和下游NOX，这可以被称为大小为2的数据字符串或关联在大小为N的缓存中的N个点的每个点上的两个项目的集合。来自306的输出被统称为缓存值。在各种实施例中，N个缓存值中的每一个包括各自的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)。在各种实施例中，N个缓存值中的每一个包括各自的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)在各种实施例中，N个缓存值中的每一个包括各自的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)和(j)。
在308处，执行缓存值的预处理。在各种实施例中，预处理包括使用N个缓存值计算NOX的上游平均值(在本文中可被引用为X)和X的上游标准偏差(sigma-X)。在308处，预处理还包括使用N个缓存值计算NOX的下游平均值(在本文中可被引用为Y)和Y的下游标准偏差(sigma-Y)。
在各种实施例中，预处理包括确认(通过将该值与预编程范围进行比较)温度值在可接受的温度范围内，质量流量值在可接受的质量流量范围内，并且尿素值在可接受的尿素范围内。在各种实施例中，在确定任何值超出范围时，系统112将丢弃所有收集的缓存值并重新开始数据收集。
在310处，处理器可使用NOX的上游平均值、上游标准偏差、NOX的下游平均值和下游标准偏差作为与推进系统中的氮氧化物(NOX)有关的故障检测算法的输入，以由此产生线性相关系数(LCF)。在各种实施例中，在310处的处理包括执行皮尔逊相关性，其中：
0<＝LCF＝abs((协方差(X，Y))/(sigma-X*sigma-Y))**exp<＝1；
其中“abs”表示取绝对值，**exp表示将绝对值提高到指数幂。
当LCF为1时，上游NOX与下游NOX呈线性关系；当LCF为零时，上游NOX与下游NOX呈非线性关系。可接受的SCR装置表现出上游NOX和下游上游NOX3之间的非线性关系，或者最好是弱线性关系。将故障阈值编程为接近于零是一种更保守的方法，故障的线性关系更弱，但某些性能最差的可接受(WPA)部件可能会出现故障。将故障阈值编程为更接近1是一种更为慷慨的方法，但是，可能会产生传递一些性能最佳的不可接受(BPU)部件的不良效果。因此，在310处，将LCF与预先编程的故障阈值进行比较。在各种实施例中，故障阈值在0.75和0.85之间。如果LCF小于或等于故障阈值，则方法300可循环回到304。
在312，当LCF大于故障阈值时，检测到BPU部件。在各种实施例中，BPU部件是SCR单元206。在各种实施例中，响应于检测BPU部件，方法300还向中央平台控制器114提供故障警报。使用故障警报，中央平台控制器114可以点亮仪表板116上的警告灯，和/或可以向个人电子设备或服务提供商发送警告或消息。
因此，所提供的系统112和方法300为SCR故障检测的技术问题提供了技术解决方案。所提供的实施例在NOX传感器的不同偏移和增益上具有鲁棒性，这是对推进系统的可用SCR故障检测策略的技术增强。使用这些实施例使得设计者能够实现BPU和WPA SCR之间的六西格玛分离，而不管NOX传感器故障模式如何。
虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变化。还应当理解，一个或多个示例性实施例只是示例，并不打算以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，上述详细描述将向本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施例的方便的路线图。在不脱离所附权利要求及其法律等价物中所述的公开范围的情况下，可以对元件的功能和排列进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于具有选择性催化还原单元的推进系统的故障检测系统，包括:
存储器，其被配置为存储与推进系统中的氮氧化物(NOx)相关的故障检测算法；和
处理器，其可操作地连接到所述存储器，并被编程为:
获得(a)关于所述选择性催化还原单元上游入口的第一氮氧化物浓度值，和(b)关于所述选择性催化还原单元下游出口的第二氮氧化物浓度值；
响应于获得(a)和(b)，缓存(a)和(b)，以及
重复获取和缓存，直到获得N个缓存值，其中N为预编程数；
使用所述N个缓存值计算氮氧化物的上游平均值和上游标准偏差；
使用所述N个缓存值计算氮氧化物的下游平均值和下游标准偏差；
使用氮氧化物的上游平均值、上游标准偏差、氮氧化物的下游平均值和下游标准偏差作为与推进系统中氮氧化物相关的故障检测算法的输入，以由此产生线性相关系数；和
当线性相关系数大于预编程的故障阈值时，检测最佳性能不可接受(BPU)部件。
2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其中所述处理器还被编程为响应于检测BPU部件而向中央平台控制器提供故障警报。
3.根据权利要求1所述的故障检测系统，其中所述故障检测算法包括用于生成皮尔逊相关性(Pearson's correlation)的规则。
4.根据权利要求3所述的故障检测系统，其中所述处理器还被编程为:
除了(a)和(b)之外，获得(c)上游质量流量值，(d)上游温度值，(e)下游质量流量值，(f)下游温度值，和(g)尿素值；和
响应于获得(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)，缓存(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)；和
其中所述N个缓存值中的每一个包括相应的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
5.根据权利要求4所述的故障检测系统，其中所述处理器还被编程为:
处理所述N个缓存值，以确定温度值是否在可接受的温度范围内；
处理所述N个缓存值，以确定质量流量值是否在可接受的质量流量范围内；和
处理N个缓存的尿素值，以确定尿素值是否在可接受的尿素范围内。
6.根据权利要求5所述的故障检测系统。其中处理器还被编程为在确定温度值不在可接受的温度范围内、质量流量值不在可接受的质量流量范围内或者尿素值不在可接受的尿素范围内时，丢弃所有缓存的值并重新开始数据收集。
7.一种用于具有选择性催化还原单元的推进系统的故障检测的方法，包括:
在可操作地连接到所述选择性催化还原单元的控制电路处，
获得(a)关于所述选择性催化还原单元的上游入口的第一氮氧化物浓度值和(b)关于所述选择性催化还原单元的下游出口的第二氮氧化物浓度值；
响应于获得(a)和(b)，缓存(a)和(b)；和
重复所述获取和缓存，直到获得N个缓存值，其中N是预编程数；
使用所述N个缓存值计算氮氧化物的上游平均值和上游标准偏差；
使用所述N个缓存值计算氮氧化物的下游平均值和下游标准偏差；
使用氮氧化物的上游平均值、上游标准偏差、氮氧化物的下游平均值和下游标准偏差作为与推进系统中的氮氧化物(NOx)相关的故障检测算法的输入，以由此产生线性相关因子；和
当线性相关因子大于预编程的失效阈值时，检测最佳性能不可接受(BPU)部件。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括:
除了(a)和(b)之外，获得(c)上游质量流量值，(d)上游温度值，(e)下游质量流量值，(f)下游温度值，和(g)来自连接到SCR单元的尿素存储单元的尿素值；和
响应于获得(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)，缓存(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)；和
其中所述N个缓存值中的每一个包括相应的(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)和(g)。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括:
处理所述N个缓存值，以确定温度值是否在可接受的温度范围内；
处理所述N个缓存值，以确定所述质量流量值是否在可接受的质量流量范围内；和
处理所述N个缓存值，以确定尿素值是否在可接受的尿素范围内。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括在确定温度值不在可接受的温度范围内、质量流量值不在可接受的质量流量范围内或者尿素值不在可接受的尿素范围内时，丢弃所有缓存的值并重新开始数据收集。
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