CN115199389A - 用于检测传感器偏移的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于检测传感器偏移的系统和方法”。描述了用于监测NOx传感器的NOx偏移值的方法和系统。在一个示例中，所述NOx偏移值可基于在车辆的整个驾驶过程中观察到的最小NOx浓度。响应于推断出或检测到排气系统中的NH₃的存在，可禁止所述NOx偏移监测。

Description

用于检测传感器偏移的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及车辆传感器，并且更具体地涉及用于检测传感器偏移的系统和方法。

背景技术

排气后处理系统可包括用于检测排气中的NOx的存在或不存在的NOx传感器。NOx传感器可输出值，所述值包括与经由NOx传感器感测到的NOx的实际浓度的偏移。所述偏移可能会将误差引入到基于NOx传感器输出的NOx浓度中。因此，可能期望准确地确定NOx传感器偏移。一种确定NOx传感器偏移的方式可以是，当发动机扭矩请求已在阈值时间量内减小阈值量时，诸如当驾驶员需求踏板被松开(例如，松加速器踏板)时，或者当自主驾驶员降低扭矩或功率命令时，感测NOx传感器输出。然而，在车辆驾驶期间，可能存在非常少的松加速器踏板的情况。因此，NOx偏移值可能基于少量观察，这可能会降低NOx偏移值的置信水平。另外，NOx传感器可能会对NOx以外的化合物作出响应，这可能会降低感测到的NOx的准确度。因此，可能期望提供一种改进对NOx传感器NOx偏移值的估计的方式。

发明内容

本文的发明人已认识到上述缺点并且已开发了一种用于估计NOx传感器的偏移的方法，所述方法包括：在整个车辆驾驶过程中经由控制器以预定速率对NOx传感器的输出进行采样以生成多个NOx浓度值；将来自所述多个NOx浓度值的最小NOx浓度值存储到所述控制器的存储器中；以及将所述最小NOx浓度值报告为所述NOx传感器的所述偏移。

通过在整个车辆驾驶期间跟踪由NOx传感器输出的NOx值，可以可靠地确定NOx传感器的NOx偏移值。例如，可在车辆滑行、燃料切断时间以及其中NOx可能预期较低的其他低发动机负荷状况期间估计NOx传感器输出NOx值，使得可根据更大的数据集确定NOx偏移值，这可以达致改进的NOx偏移值估计。另外，可禁止在发动机排气系统中形成NH₃云的状况期间确定NOx偏移值，使得NOx偏移值不会由于NH₃而产生偏差，这可能在松加速器踏板期间发生。

本说明书可提供若干优点。具体地，所述方法可改进NOx偏移值确定。另外，所述方法可降低NOx偏移值由于NH₃而产生偏差的可能性。此外，所述方法可以低成本实现。

当单独地或结合附图来理解时，根据以下具体实施方式，将容易明白本说明书的以上优点和其他优点以及特征。

应理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，主题的范围由具体实施方式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或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实现方式。

附图说明

图1示出了示例性发动机的详细示意图；

图2和图3示出了根据图4和图5的方法的示例性序列；以及

图4和图5示出了用于确定和应用NOx偏移值的示例性方法。

具体实施方式

本说明书涉及改进对在发动机的排气系统中观察到的NOx的估计。NOx传感器可包括在图1所示类型的发动机中。NOx传感器可向控制器提供反馈NOx浓度水平，使得控制器可将发动机NOx控制在期望范围内。控制器可包括用于确定和报告NOx偏移值的指令，如图2和图3所示。所述NOx偏移值可根据图4和图5的方法来确定。

参考图1，包括多个气缸的内燃发动机10由电子发动机控制器12控制，图1中示出了其中一个气缸。控制器12从图1的各种传感器接收信号，并采用图1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。

发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，其中活塞36定位在所述气缸壁中并连接到曲轴40。气缸盖13紧固到发动机缸体14。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。但是在其他示例中，发动机可经由单个凸轮轴或推杆操作气门。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。进气提升阀52可由可变气门启用/停用致动器59操作，所述可变气门启用/停用致动器可以是凸轮驱动的阀操作器(例如，如美国专利第9,605,603号；第7,404,383号和第7,159,551号中所示，全部所述美国专利出于所有目的据此以引用的方式完全并入)。同样地，排气提升阀54可由可变气门启用/停用致动器58操作，所述可变气门启用/停用致动器可以是凸轮驱动的阀操作器(例如，如美国专利第9,605,603号；第7,404,383号和第7,159,551号中所示，全部所述美国专利出于所有目的据此以引用的方式完全并入)。对于一个或多个完整的发动机循环(例如，发动机的两转)，可将进气提升阀52和排气提升阀54停用并保持在关闭位置，从而防止流入和流出气缸30，由此停用气缸30。当气缸30被停用时，向气缸30供应的燃料流也可停止。

燃料喷射器68被示出为定位在气缸盖13中以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料由包括燃料箱26、燃料泵21、燃料泵控制阀25和燃料轨(未示出)的燃料系统输送到燃料喷射器68。可通过改变位置阀来调整由燃料系统输送的燃料压力，所述位置阀调节到燃料泵(未示出)的流量。另外，计量阀可位于燃料轨中或其附近以用于闭环燃料控制。泵计量阀还可调节到燃料泵的燃料流量，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。

发动机进气系统9包括进气歧管44、节气门62、格栅加热器16、增压空气冷却器163、涡轮增压器压缩机162和进气增压室42。然而，在一些示例中，可省略本文所示的一些部件。进气歧管44被示出为与任选的电子节气门62连通，所述电子节气门调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。压缩机162从进气增压室42抽吸空气以供应增压室46。压缩机叶片致动器84调整压缩机叶片19的位置。排气使涡轮164旋转，所述涡轮经由轴161联接到涡轮增压器压缩机162。在一些示例中，可提供增压空气冷却器163。此外，可提供任选的格栅加热器16，以在发动机10冷起动时对进入气缸30的空气进行加温。

可经由调整涡轮可变叶片控制致动器78或压缩机再循环阀158的位置来调整压缩机转速。在替代性示例中，废气门79可替换涡轮可变叶片控制致动器78或作为其补充而使用。涡轮可变叶片控制致动器78调整可变几何形状涡轮叶片166的位置。当叶片处于打开位置时，排气可穿过涡轮164，供应很少的能量来使涡轮164旋转。当叶片处于关闭位置时，排气可穿过涡轮164并在涡轮164上施加增大的力。替代地，废气门79或旁通阀可允许排气围绕涡轮164流动，以便减少供应到涡轮的能量的量。压缩机再循环阀158允许压缩机162的出口15处的压缩空气返回到压缩机162的入口17。替代地，可调整压缩机可变叶片致动器78的位置，以改变压缩机162的效率。通过这种方式，压缩机162的效率可降低，以便影响压缩机162的流量并降低压缩机喘振的可能性。此外，通过使空气返回到压缩机162的入口，可增加对空气执行的功，从而升高空气的温度。空气在箭头5的方向上流到发动机10中。

飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低电压(以小于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99，使得起动机96可在发动机转动起动期间使曲轴40旋转。起动机96可直接安装到发动机的前部或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，当未接合到发动机曲轴时，起动机96处于基本状态。可经由人机界面(例如，钥匙开关、按钮、远程射频发射装置等)69或响应于车辆工况(例如，制动踏板位置、驾驶员需求踏板位置、电池SOC等)请求发动机起动。电池8可向起动机96供应电力。控制器12可监测电池的荷电状态。

当燃料经由燃烧室温度达到被喷射到气缸30的燃料的自动点火温度而自动点燃时，在燃烧室30中引发燃烧。气缸中的温度随着活塞36接近上止点压缩冲程而升高。可经由排气系统89处理排气，所述排气系统可以包括如本文所述的传感器和排放控制装置。在一些示例中，NOx或组合式NOx和氧传感器126可联接到排放装置71上游的排气歧管48。在其他示例中，NOx传感器可位于一个或多个排气后处理装置的下游。

在较低的发动机温度下，任选的电热塞66可将电能转化成热能，以便在燃烧室30中的喷射器的一个燃料喷雾锥形体旁边产生热点。通过在燃烧室30中燃料喷雾旁边产生热点，可更容易点燃气缸中的燃料喷雾羽流，释放在整个气缸中传播的热量，升高燃烧室中的温度，并改善燃烧。可经由任选的压力传感器67测量气缸压力，替代地或另外，传感器67也可感测气缸温度。

排放装置71可包括氧化催化器，并且其后可以是选择性催化还原(SCR)催化器或其他排气后处理装置。排气系统89还可包括柴油机排气催化器(DEC)73和柴油微粒过滤器(DPF)86。DEC 73可定位在DPF 86的上游，使得在DPF再生(例如，DPF内的烟粒的氧化)期间可将来自DEC 73的热量传递到DPF 86。在其他示例中，LNT可放置在73或86处。排气在箭头7所示的方向上流动。

排气系统89还可包括根据排气流的方向定位在喷射器142的上游的温度传感器140和氧传感器141。排气系统89还包括下游氧传感器143、第一下游温度传感器144和第二下游温度传感器145。喷射器可喷射来自箱26的还原剂(例如，柴油燃料)。喷射器142两端的排气空燃比差可通过从由氧传感器143感测的空燃比减去经由氧传感器141感测的空燃比来确定。在一些示例中，氧传感器143可定位在DPF 86的下游。替代地，喷射器142两端的排气氧浓度差可通过从由氧传感器143感测的氧浓度减去经由氧传感器141感测的氧浓度来确定。DEC 73两端的温度差可通过从温度传感器140观察到的温度减去温度传感器144观察到的温度来确定。另外，DEC 73和DPF 86两端的温度差可通过从温度传感器140观察到的温度减去温度传感器145观察到的温度来确定。

可经由高压排气再循环(EGR)系统83向发动机提供EGR。高压EGR系统83包括阀80、EGR通道81和EGR冷却器85。EGR阀80是阻止或允许排气从排放装置71的上游流动到压缩机162下游的发动机进气系统中的位置的阀。EGR可经由穿过EGR冷却器85进行冷却。EGR还可经由低压EGR系统75来提供。低压EGR系统75包括EGR通道77和EGR阀76。低压EGR可从DPF 86的下游流到压缩机162上游的位置。低压EGR系统75可包括EGR冷却器74。

控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器(例如，非暂时性存储器)106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。只读存储器106可包括执行特定发动机控制功能(例如，燃料喷射控制、EGR控制、排放控制)的多个软件模块106a。控制器12被示出为除了接收先前讨论的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到驾驶员需求扭矩或动力需求踏板130的位置传感器134；来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值(替代地或另外，传感器121可以感测进气歧管温度)；来自压力传感器122的增压压力；来自NOx传感器126的排气NOx浓度；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器58的节气门位置的测量值。也可感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面中，曲轴每旋转一圈，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(RPM)。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气门54关闭并且进气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点典型地被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在一些示例中，可在单个气缸循环期间向气缸喷射燃料多次。

在下文称为点火的过程中，喷射的燃料通过压缩点火而点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。此外，在一些示例中，可使用二冲程循环而不是四冲程循环。

因此，图1的系统提供了一种NOx偏移监测系统，所述NOx偏移监测系统包括：NOx传感器；控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器至少响应于发动机排气系统中的NH₃羽流的指示而禁止NOx传感器偏移值的报告。所述NOx偏移监测系统还包括响应于车辆驾驶的实际总数超过阈值时禁止所述NOx传感器偏移值的报告，报告所述NOx传感器偏移值。所述NOx偏移监测系统包括其中所述NH₃羽流的所述指示基于所述NOx传感器的采样的输出在连续松加速器踏板之间的最小差值。所述NOx偏移监测系统包括其中所述NH₃羽流的所述指示还基于所述NOx传感器的所述采样的输出相对于发动机运行时间的斜率。所述NOx偏移监测系统还包括用于在整个车辆驾驶过程中以预定速率对所述NOx传感器的输出进行采样以生成多个NOx浓度值的附加可执行指令。所述NOx偏移监测系统还包括用于将来自所述多个NOx浓度值的最小NOx浓度值存储到所述控制器的存储器的附加可执行指令。所述NOx偏移监测系统还包括用于将所述最小NOx浓度值报告为NOx传感器偏移值的附加可执行指令。所述NOx偏移监测系统还包括用于响应于车辆驾驶期间松加速器踏板的总数小于阈值而禁止NOx传感器偏移值的报告的附加可执行指令。

现在转向图2，示出了用于确定NOx传感器的NOx偏移值的示例性预示性序列。图2的序列可经由图1的系统以及图4和图5的方法来提供。图2的操作序列可经由图1的系统执行根据图4和图5的方法的存储在非暂时性存储器中的指令来提供。竖直标记t0-t10表示序列期间所关注的时间。图2中的所有曲线图在时间上对准并且同时发生。

从图2的顶部起的第一曲线图是由NOx传感器的输出指示的NOx浓度相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx浓度并且NOx浓度沿竖直轴线箭头的方向增加。在水平轴线的水平处，NOx浓度为零。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。曲线202表示如经由NOx传感器所确定的发动机排气系统中的发动机排气中的NOx浓度。

从图2顶部起的第二曲线图是在当前车辆驾驶期间已经经由NOx传感器输出的最小NOx浓度相对于时间的曲线图。在一个示例中，车辆驾驶在钥匙接通时开始(例如，将钥匙插入钥匙开关中并将钥匙移动到“接通”位置)并且车辆驾驶在钥匙关断时结束(例如，将车辆钥匙从钥匙开关上取下)。在一些示例中，车辆驾驶可在车辆“关断”之后应用按钮时开始并且所述驾驶在第二次应用按钮以停用车辆时结束。如果车辆是自主车辆，则驾驶可通过起动发动机开始并且所述驾驶可在发动机停止时结束，其中发动机停止以进行自动发动机停止/起动从而节省燃料并且燃料切断条件不符合发动机停止条件。竖直轴线表示NOx浓度并且NOx浓度沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。曲线204表示最小NOx。

从图2顶部起的第三曲线图是驾驶员需求踏板位置相对于时间的曲线图。竖直轴线表示驾驶员需求踏板位置并且驾驶员需求踏板位置沿竖直轴线箭头的方向增加。在水平轴线的水平处，驾驶员需求踏板位置为零。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。曲线206表示驾驶员需求踏板位置。

从图2顶部起的第四曲线图是NOx偏移监测状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx偏移监测状态，并且当迹线208接近竖直轴线箭头的水平时，禁止NOx偏移监测。当迹线208接近水平轴线的水平时，不禁止NOx偏移监测。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线208表示NOx监测状态。

从图2顶部起的第五曲线图是NH₃推断状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NH₃推断状态，并且当迹线210接近竖直轴线箭头的水平时，存在或指示NH₃推断。当迹线210接近水平轴线时，不存在或未指示NH₃推断。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线210表示NH₃推断状态。

从图2顶部起的第六曲线图是报告NOx偏移值相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx偏移值并且NOx偏移值沿竖直轴线箭头的方向增加。在水平轴线的水平处，NOx偏移值为零。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线212表示报告给控制器的NOx偏移值。

从图2顶部起的第七曲线是发动机状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示发动机状态，并且当迹线214接近竖直轴线箭头的水平时，发动机正在运行(例如，旋转和燃烧燃料)。当迹线214接近水平轴线的水平时，发动机停止(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线214表示发动机状态。

在时间t0，发动机停止并且最小NOx值为高。未踩下驾驶员需求踏板并且未禁止NOx偏移监测。当前未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。

在时间t1，发动机起动并且开始燃烧空气和燃料，如由发动机状态转变到高水平所示。新的车辆驾驶开始。NOx浓度值下降，并且随之，最小NOx水平下降。未踩下驾驶员需求踏板并且未禁止NOx偏移监测。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。

在时间t2，发动机保持启动并且踩下驾驶员需求踏板。最小NOx值不变，并且NOx浓度值随着驾驶员需求的增加而增加。未禁止NOx偏移监测并且未推断出NH₃。未报告NOx偏移值。未报告NOx偏移值，因为尚未观察到阈值数量的松加速器踏板，并且因为发动机保持活动。

在时间t3，发动机保持启动并且松开驾驶员需求踏板，使得发生松加速器踏板。在车辆驾驶中，NOx浓度下降并且最小NOx水平降低到目前为止的最小NOx浓度水平。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持启动。

在时间t4，第二次踩下驾驶员需求踏板并且NOx浓度水平增加。最小NOx水平不变并且未禁止NOx偏移监测。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持运行。

在时间t5，发动机保持启动，并且第二次松开驾驶员需求踏板以生成第二次松加速器踏板。NOx浓度下降，但最小NOx水平不变，因为当前NOx水平并非当前车辆驾驶期间的最低值记录。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持启动。

在时间t6，第三次踩下驾驶员需求踏板并且NOx浓度水平增加。最小NOx水平不变并且未禁止NOx偏移监测。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持运行。

在时间t7，发动机保持启动并且第三次松开驾驶员需求踏板以生成第三次松加速器踏板。NOx浓度下降到新的低水平，因此对于当前车辆驾驶，最小NOx水平降低到新的低水平。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持启动。由于发动机保持活动，因此即使观察到了阈值数量(本例中为三次)的松加速器踏板，也不会报告NOx偏移值。

在时间t8，第四次踩下驾驶员需求踏板并且NOx浓度水平增加。最小NOx水平不变并且未禁止NOx偏移监测。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持运行。

在时间t9，发动机保持启动并且第四次松开驾驶员需求踏板以生成第四次松加速器踏板。NOx浓度下降，但最小NOx水平不变，因为当前NOx水平并非当前车辆驾驶期间的最低值记录。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持启动。

在时间t10，发动机停止，因此报告NOx偏移值。报告NOx偏移值可包括使NOx偏移值可用于控制器内的软件模块。例如，NOx偏移值现在可以是确定从NOx传感器输出的NOx浓度水平的基础。可应用NOx偏移值来增加或减小根据NOx传感器的输出确定的NOx浓度值。NOx偏移值等于最小NOx水平。未推断出NH₃并且车辆驾驶结束。

因此，可根据在车辆驾驶期间出现的多个NOx浓度值来确定NOx偏移值。具体地，可选择多个NOx浓度值中的最低水平作为NOx偏移值。选择最低值是有意义的，因为在驾驶的一些状况期间(例如，在滑行期间)，NOx不应存在或应处于低水平。此外，如果NOx浓度值为负，则它是NOx偏移水平，因为NOx浓度不能为负。

现在参考图3，示出了用于NOx偏移监测的第二示例性预示性序列(例如，图4的方法和％)。图3的序列可经由图1的系统以及图4和图5的方法来提供。图3的操作序列可经由图1的系统执行根据图4和图5的方法的存储在非暂时性存储器中的指令来提供。竖直标记t20-t28表示序列期间的感兴趣时间。图3中的所有曲线图在时间上对准并且同时发生。

从图3的顶部起的第一曲线图是由NOx传感器的输出指示的NOx浓度相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx浓度并且NOx浓度沿竖直轴线箭头的方向增加。在水平轴线的水平处，NOx浓度为零。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。曲线302表示如经由NOx传感器所确定的发动机排气系统中的发动机排气中的NOx浓度。

从图3顶部起的第二曲线图是在当前车辆驾驶期间已经经由NOx传感器输出的最小NOx浓度相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx浓度并且NOx浓度沿竖直轴线箭头的方向增加。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。曲线304表示最小NOx。

从图3顶部起的第三曲线图是驾驶员需求踏板位置相对于时间的曲线图。竖直轴线表示驾驶员需求踏板位置并且驾驶员需求踏板位置沿竖直轴线箭头的方向增加。在水平轴线的水平处，驾驶员需求踏板位置为零。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。曲线306表示驾驶员需求踏板位置。

从图3顶部起的第四曲线图是NOx偏移监测状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx偏移监测状态，并且当迹线308接近竖直轴线箭头的水平时，禁止NOx偏移监测。当迹线308接近水平轴线的水平时，不禁止NOx偏移监测。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线308表示NOx监测状态。

从图3顶部起的第五曲线图是NH₃推断状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NH₃推断状态，并且当迹线310接近竖直轴线箭头的水平时，存在或指示NH₃推断。当迹线310接近水平轴线时，不存在或未指示NH₃推断。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线310表示NH₃推断状态。

从图3顶部起的第六曲线图是报告NOx偏移值相对于时间的曲线图。竖直轴线表示NOx偏移值并且NOx偏移值沿竖直轴线箭头的方向增加。在水平轴线的水平处，NOx偏移值为零。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线312表示报告给控制器的NOx偏移值。

从图3顶部起的第七曲线是发动机状态相对于时间的曲线图。竖直轴线表示发动机状态，并且当迹线314接近竖直轴线箭头的水平时，发动机正在运行(例如，旋转和燃烧燃料)。当迹线314接近水平轴线的水平时，发动机停止(例如，不旋转并且不燃烧燃料)。水平轴线表示时间并且时间从曲线图的左侧向曲线图的右侧增加。线314表示发动机状态。

在时间t20，发动机停止并且最小NOx值为高。未踩下驾驶员需求踏板并且未禁止NOx偏移监测。当前未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。

在时间t21，发动机起动并且开始燃烧空气和燃料，如由发动机状态转变到高水平所示。新的车辆驾驶开始。NOx浓度值保持在高水平，并且开始以缓慢的速率衰减。缓慢的衰减速率可指示NH₃的羽流(例如，云或组成物)的存在。最小NOx水平是高水平。未踩下驾驶员需求踏板并且未禁止NOx偏移监测。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。

在时间t22，发动机保持启动并且踩下驾驶员需求踏板。最小NOx值缓慢减小，但是当驾驶员需求增加时，它暂时停止减小。NOx浓度值随着驾驶员需求的增加而增加。未禁止NOx偏移监测并且未推断出NH₃。未报告NOx偏移值。未报告NOx偏移值，因为尚未观察到阈值数量的松加速器踏板，并且因为发动机保持活动。

在时间t23，发动机保持启动并且松开驾驶员需求踏板，使得在车辆驾驶期间发生第一次松加速器踏板。在车辆驾驶中，NOx浓度下降并且最小NOx水平降低到目前为止的最小NOx浓度水平。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持启动。

在时间t24，第二次踩下驾驶员需求踏板并且NOx浓度水平增加。当第二次应用驾驶员需求踏板时，最小NOx水平是恒定的，但此后不久它以缓慢的速率降低。未禁止NOx偏移监测，未推断出NH₃，并且未报告NOx偏移值。发动机保持运行。

在时间t25，发动机保持启动，并且第二次松开驾驶员需求踏板以生成第二次松加速器踏板。NOx浓度下降并且最小NOx水平降低。最低NOx水平在时间t25之后不久是恒定的，因为此后不久NOx浓度增加。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持启动。

在时间t26，第三次踩下驾驶员需求踏板并且NOx浓度水平增加。最小NOx水平不变并且未禁止NOx偏移监测。未推断出NH₃并且未报告NOx偏移值。发动机保持运行。

在时间t27，发动机保持启动并且第三次松开驾驶员需求踏板以生成第三次松加速器踏板。NOx浓度下降到新的低水平，因此对于当前车辆驾驶，最小NOx水平降低到新的低水平。推断出NH₃，并且响应于推断出的NH₃而禁止NOx偏移监测。发动机保持启动。由于发动机保持活动，因此即使观察到了阈值数量(本例中为三次)的松加速器踏板，也不会报告NOx偏移值。

在时间t28，发动机停止，因此未报告NOx偏移值，因为NOx偏移监测被禁止。控制器继续以先前确定的NOx偏移值操作(未示出)。最小NOx水平不变，并且仍然推断出NH₃。车辆驾驶结束。

因此，当在车辆驾驶期间推断出NH3时，可禁止NOx偏移值。如果在后续车辆驾驶中检测到NH₃，则可能不会报告这些驾驶的NOx偏移值。然而，如果在已发生预定总数的驾驶后仍检测到NH₃，则可将最小NOx值报告为NOx偏移，使得一些基于NOx的传感器偏移可以是用于确定NOx传感器的输出的基础。

现在参考图4，示出了用于估计排气系统中的NOx偏移和NH₃羽流的存在或不存在的方法。图4的方法可作为可执行指令存储在诸如图1所示的系统中的控制器的非暂时性存储器中。图4的方法可结合到图1的系统中并且可与所述系统配合。此外，图4的方法的部分可经由控制器将物理世界中的装置和致动器的操作状态进行变换来执行。控制器可根据下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。此外，方法400可如下所述根据传感器输入来确定选定的控制参数。

在402处，方法400确定经由NOx传感器所测量的NOx浓度。在一个示例中，方法400经由包括在控制器的输入和输出中的模数转换器(ADC)对NOx传感器的电压输出进行采样。在其他示例中，可经由专用集成电路(ASIC)的ADC来感测NOx传感器电压输出。可经由控制器局域网(CAN)或另一种已知的通信介质将NOx浓度输送到控制器。可以预定速率(诸如每100毫秒或每九十度曲轴度)对NOx传感器的电压输出进行采样。可经由控制器中的传递函数(诸如NOx＝Nox_偏移+NOx_伏特·NOx_斜率)将电压值转换为NOx浓度水平，其中NOx为NOx浓度，NOx_偏移为估计的NOx偏移，NOx_伏特为NOx传感器的输出，并且NOx_斜率为NOx传递函数的斜率或NOx浓度与NOx传感器输出电压之间的关系。在确定NOx浓度之后，方法400前进到404。

在404处，方法400判断当前NOx浓度水平或浓度值是否小于最近一次先前NOx浓度水平(例如，NOx(i)<NOx(i-1)，其中i为样本号)。如果是，则答案为是并且方法400前进到405。否则，答案为否并且方法400前进到406。

在405处，方法将最近一次NOx浓度水平(例如，NOx(i))存储到控制器存储器中的变量中，所述变量表示当前车辆驾驶的最低NOx水平。在当前车辆驾驶结束时，可将所述最小NOx水平报告为NOx偏移值。方法400前进到406。

在406处，方法400判断是否存在松加速器踏板。松加速器踏板可以是在驾驶员需求踏板位置没有增加的情况下在预定时间量内松开驾驶员需求踏板。替代地，松加速器踏板可以是在驾驶员需求没有增加的情况下在预定时间量内已经存在的大于阈值的驾驶员需求减少。方法400可对在当前车辆驾驶期间发生的所有松加速器踏板进行求和，以确定当前车辆驾驶的松加速器踏板的实际总数。如果方法400判断存在松加速器踏板，则答案为是并且方法400前进到408。否则，答案为否并且方法400返回到402。

在408处，方法400存储最近一次采样的NOx浓度水平和当前发动机运行时间(例如，自最近一次发动机起动以来发动机已经燃烧燃料的时间量)。最近一次采样的NOx浓度水平可被称为原始NOx值。方法400前进到410。

在410处，方法400判断当前车辆驾驶的松加速器踏板的实际总数是否超过阈值水平(例如，三次)。这可允许控制器确定NOx检测条件已建立且可靠。如果方法400判断松加速器踏板的实际数量大于阈值，则答案为是并且方法400前进到412。否则，答案为否并且方法400返回到402。

在412处，方法400确定原始NOx浓度(例如，在408处存储的NOx值)相对于发动机运行时间的斜率。在一个示例中，方法400应用最小二乘法来确定线的斜率以拟合NOx浓度(例如，在步骤408处存储的NOx值)与发动机运行时间(例如，在408处存储的发动机运行时间值)之间的关系。所述关系可包括来自多次松加速器踏板的数据。所述斜率可经由以下等式确定：

其中n为NOx浓度与发动机运行时间之间的关系中的数据对的总数，i为标识当前NOx和发动机运行时间对的编号，Engrt为发动机运行时间，并且NOx为NOx浓度。方法400前进到414。

在414处，方法400确定连续松加速器踏板之间的原始NOx的最小差值。在一个示例中，可经由确定当前NOx浓度(NOx(i))与最近一次先前NOx浓度(NOx(i-1))之间的差值来确定最小差值。如果当前NOx浓度与最近一次先前NOx浓度之间的当前差值小于第一过去NOx浓度与第二过去NOx浓度之间的先前差值，则当前NOx浓度与最近一次先前NOx浓度之间的差值是NOx浓度的新的最小差值。如果当前NOx浓度与最近一次先前NOx浓度之间的当前差值大于或等于第一过去NOx浓度与第二过去NOx浓度之间的先前差值，则第一过去NOx浓度与第二过去NOx浓度之间的先前差值仍然是NOx浓度的最小差值。在一些示例中，方法400可将NOx浓度之间的过去的差值存储在循环缓冲区中，所述过去的差值包括可从中确定最小差值的多个差值。方法400前进到416。

在416处，方法400根据在412处确定的斜率和在414处确定的最小差值来参考预定值的表或函数。所述表或函数输出预定值。表或函数中的预定值可经由当在排气系统中感测到NH₃时基于斜率和最小差值来选择值并且当NH₃不在排气系统中时基于斜率和最小差值来选择值来确定。因此，表或函数中的选定值可指示排气系统中NH₃的存在或不存在。方法400前进到418。

在418处，方法400判断来自步骤416的表或函数的输出是否大于预定阈值。如果是，则答案为是并且方法400前进到420。否则，答案为否并且方法400返回到402。表或函数的输出超过预定阈值可指示排气系统中的NH₃。因此，可根据在412处确定的斜率和在414处确定的最小差来确定排气系统中NH₃的存在或不存在。

在420处，方法400判断NOx监测(例如，图4和图5的方法)是否已被禁止报告超过可调整或可校准数量的阈值车辆驾驶的修改后的NOx偏移值。例如，方法400可判断是否已经禁止NOx监测报告多于五次车辆驾驶的NOx偏移值。如果方法400判断NOx监测已被禁止报告超过五次车辆驾驶的NOx偏移值，则答案为是并且方法400返回到402。通过返回到402，NOx监测尚未被禁止用于当前车辆驾驶，因为可在每次车辆驾驶开始时清除NOx监测禁止状态。如果方法400判断NOx监测尚未被禁止报告超过五次车辆驾驶的NOx偏移值，则答案为否并且方法400前进到422。

在422处，方法400禁止NOx偏移监测向控制器和其中包括的程序报告修改后的NOx偏移值。方法400前进到退出。

通过这种方式，可禁止或允许NOx监测。当当前车辆驾驶的松加速器踏板的实际总数超过阈值时，可确定排气系统中NH₃的存在或不存在。

现在参考图5，示出了用于经由控制器报告或阻止NOx偏移的方法。图5的方法可作为可执行指令存储在诸如图1所示的系统中的控制器的非暂时性存储器中。图5的方法可结合到图1的系统和图4的方法中并且可与它们配合。此外，图5的方法的部分可经由控制器将物理世界中的装置和致动器的操作状态进行变换来执行。控制器可根据下面描述的方法采用发动机系统的发动机致动器来调整发动机操作。此外，方法500可如下所述根据传感器输入来确定选定的控制参数。

在502处，方法500判断车辆是否处于钥匙关断状况或钥匙关断状态。当钥匙被切换到关断时可能存在钥匙关断状态，从而停用车辆发动机(例如，发动机燃烧和旋转停止)。在不包括钥匙的车辆中，钥匙扣、按钮或接近度检测装置可执行类似于钥匙关断的功能，其构成钥匙关断状态或状况。例如，如果自主车辆的乘客带着钥匙扣或电话离开车辆附近，则车辆的发动机可能会被停用。如果方法500判断存在钥匙关断状况，则答案为是并且方法500前进到504。否则，答案为否并且方法500前进到退出。

在504处，方法500判断最近一次车辆驾驶期间的松加速器踏板的实际总数是否大于阈值(例如，五次)。如果是，则答案为是且方法500前进到506。否则，答案为否并且方法500前进到514。

在514处，方法500禁止NOx偏移监测并且不报告NOx偏移值。因此，现有的用于根据NOx传感器的输出电压确定NOx浓度值的NOx偏移值保持不变，并且仍然是确定NOx浓度值的基础。另外，NOx监测不被视为和/或指示为以非预期方式操作。方法500前进到退出。

在506处，方法500判断是否禁止NOx偏移监测。由于在发动机排气系统内感知到NH₃的存在，因此可能会禁止NOx监测。如果NOx偏移监测被禁止，则答案为是并且方法500前进到514。否则，答案为否并且方法500前进到508。

在508处，方法500判断在405处确定的最小NOx浓度是否大于或小于预定范围(例如，小于-50份/百万或大于100份/百万)。如果是，则答案为是并且方法500前进到510。否则，答案为否并且方法500前进到512。

在510处，方法500指示NOx偏移监测未如预期的那样操作。因此，方法500不更新现有的NOx偏移值。可经由人/机接口向车辆的人类驾驶员通知这种状况。替代地，可通知车辆的自主驾驶员，使得可执行对车辆的服务。方法500前进到退出。

在512处，方法500指示NOx偏移监测如预期的那样操作。因此，方法500用在车辆最近一次先前驾驶期间在405处确定的最小NOx值来更新现有的NOx偏移值。可应用新的NOx偏移值来确定车辆排气系统中的NOx水平。车辆控制器可响应于使用NOx偏移值确定的NOx值而经由打开或关闭EGR阀来增加或减少排气再循环量(EGR)。同样，可调整燃料喷射正时(例如，可提前或延迟正时并且喷射一定量的燃料)以增加或减少排气系统中的NOx，如根据NOx传感器的输出和新的NOx偏移值所确定的。方法500前进到退出。

通过这种方式，可在车辆驾驶完成之后修改NOx偏移值。另外，当在发动机的排气系统内检测到NH₃时或者当在最近一次车辆驾驶期间发生的松加速器踏板的实际总数小于阈值时，也可能会禁止修改NOx偏移量。

因此，图4和图5的方法提供了一种用于估计NOx传感器的偏移的方法，所述方法包括：在整个车辆驾驶过程中经由控制器以预定速率对NOx传感器的输出进行采样以生成多个NOx浓度值；将来自所述多个NOx浓度值的最小NOx浓度值存储到所述控制器的存储器中；以及将所述最小NOx浓度值报告为所述NOx传感器的所述偏移。所述方法包括其中当满足预定状况时发生所述报告。所述方法包括其中所述预定状况包括所述最小NOx浓度在NOx浓度的预定范围内。所述方法包括其中所述预定状况包括未检测到NH₃羽流，并且其中检测到所述NH₃羽流是基于连续松加速器踏板之间的NOx传感器的采样输出的最小差异。所述方法包括其中所述检测到所述NH₃羽流还基于所述NOx传感器的所述采样的输出相对于发动机运行时间的斜率。所述方法还包括响应于检测到NH₃羽流而禁止所述报告。所述方法包括其中从所述NOx传感器的所述采样的输出中检测所述NH₃羽流。

图4和图5的方法还提供了一种检测NH₃羽流的方法，所述方法包括：基于NOx传感器的采样的输出在连续松加速器踏板之间的最小差值以及所述NOx传感器的所述采样的输出相对于发动机运行时间的斜率经由控制器监测排气系统的NH₃羽流；以及响应于所述NH₃羽流的存在或不存在而禁止或允许NOx传感器偏移监测。所述方法还包括存储车辆驾驶的单个最小NOx值。所述方法还包括响应于针对阈值数量的车辆驾驶禁止所述NOx偏移监测，当检测到所述NH₃羽流时，报告NOx偏移。所述方法还包括响应于NOx偏移值在预定范围内而指示通过所述NOx偏移监测。所述方法还包括响应于NOx偏移值不在预定范围内而指示未通过所述NOx偏移监测。

应当注意，本文所包括的示例性控制和估计例程可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可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实施。此外，所述方法的各部分可能是在现实世界中采取的用于改变装置状态的物理动作。本文所述的具体例程可表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一个或多个。为此，示出的各种动作、操作和/或功能可按示出的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是达成本文所述的示例性示例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。可以根据所使用的特定策略重复执行所示动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能可图形表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来实施所描述的动作。如果需要，可以省略本文中所描述的方法步骤中的一个或多个。

应了解，本文所公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制含义，因为众多变型是可能的。例如，以上技术可应用于V型6缸、直列4缸、直列6缸、V型12缸、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。

所附权利要求特别地指出被视为新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。

Claims (15)

1.一种用于估计NOx传感器的偏移的方法，其包括：

在整个车辆驾驶过程中经由控制器以预定速率对所述NOx传感器的输出进行采样以生成多个NOx浓度值；

将来自所述多个NOx浓度值的最小NOx浓度值存储到所述控制器的存储器；以及

将所述最小NOx浓度值报告为所述NOx传感器的所述偏移。

2.如权利要求1所述的方法，其中当满足预定状况时发生所述报告。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述预定状况包括所述最小NOx浓度在NOx浓度的预定范围内。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述预定状况包括未检测到NH₃羽流，并且其中检测到所述NH₃羽流基于所述NOx传感器的所述采样的输出在连续松加速器踏板之间的最小差值。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述检测到所述NH₃羽流还基于所述NOx传感器的所述采样的输出相对于发动机运行时间的斜率。

6.如权利要求5所述的方法，其还包括响应于检测到NH₃羽流而禁止所述报告。

7.如权利要求6所述的方法，其中从所述NOx传感器的所述采样的输出中检测所述NH₃羽流。

8.一种NOx偏移监测系统，其包括：

NOx传感器；

控制器，所述控制器包括存储在非暂时性存储器中的可执行指令，所述可执行指令使所述控制器至少响应于发动机排气系统中的NH₃羽流的指示而禁止NOx传感器偏移值的报告。

9.如权利要求8所述的NOx偏移监测系统，其还包括响应于车辆驾驶的实际总数超过阈值时禁止所述NOx传感器偏移值的报告，报告所述NOx传感器偏移值。

10.如权利要求9所述的NOx偏移监测系统，其中所述NH₃羽流的所述指示基于所述NOx传感器的采样的输出在连续松加速器踏板之间的最小差值。

11.如权利要求10所述的NOx偏移监测系统，其中所述NH₃羽流的所述指示还基于所述NOx传感器的所述采样的输出相对于发动机运行时间的斜率。

12.如权利要求8所述的NOx偏移监测系统，其还包括用于在整个车辆驾驶过程中以预定速率对所述NOx传感器的输出进行采样以生成多个NOx浓度值的附加可执行指令。

13.如权利要求12所述的NOx偏移监测系统，其还包括用于将来自所述多个NOx浓度值的最小NOx浓度值存储到所述控制器的存储器的附加可执行指令。

14.如权利要求13所述的NOx偏移监测系统，其还包括用于将所述最小NOx浓度值报告为NOx传感器偏移值的附加可执行指令。

15.如权利要求8所述的NOx偏移监测系统，其还包括用于响应于车辆驾驶期间松加速器踏板的总数小于阈值而禁止NOx传感器偏移值的报告的附加可执行指令。

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