可以是UEGO傳感器(通用或?qū)捰蚺艢庋鮽鞲衅?、雙態(tài)氧傳感器或EGO傳感器、或HEGO (加熱的EG0)傳感器的一個。排氣氧傳感器126、216和218可以評估排氣中存在的氧濃度。排氣傳感器126可以是位于排放控制裝置71上游的原料氣(feed-gas)氧傳感器，其被配置為感測原料氣排氣中氧濃度。排氣傳感器216可以是位于微粒過濾器72上游的第一排氣氧傳感器，同時排氣傳感器218可以是位于過濾器72下游的第二排氣氧傳感器。排氣傳感器216和218可感測關(guān)于GPF的尾管排氣中氧濃度。第一上游排氣氧傳感器216在本文中也可稱為GPF前氧傳感器或過濾器前氧傳感器，而第二下游排氣氧傳感器218在本文中也可稱為GPF后氧傳感器或過濾器后氧傳感器。在一個實例中，第一和第二氧傳感器216和218可以每個是HEGO傳感器，同時原料氣氧排氣傳感器126是UEGO傳感器。在另一個實例中，傳感器216、218的每個可以是UEGO傳感器。在又另一個實例中，第一氧傳感器216可以是UEGO傳感器，第二氧傳感器218可以是HEGO傳感器并且原料氣氧排氣傳感器126也可以是HEGO傳感器。
[0027]從氣缸30釋放的排氣的空燃比可以通過位于發(fā)動機的排氣流中的一個或多個氧傳感器測定?；诠烙嫷呐艢饪杖急?，可以調(diào)節(jié)至發(fā)動機氣缸的燃料噴射，從而控制氣缸燃燒的空燃比。例如，至氣缸的燃料噴射量可以基于排氣空燃比的偏差調(diào)節(jié)，基于一個或多個排氣氧傳感器126、216和218的輸出和期望的空燃比(比如來自化學(xué)計量學(xué)的偏差)估計。
[0028]因此，排氣氧傳感器126、216和218可對排氣中氧的分壓是靈敏的。特別地，每個氧傳感器基于排氣氧濃度和環(huán)境空氣氧濃度的差輸出電壓。在富燃發(fā)動機模式(richengine mode)期間，排氣氧濃度是不足的，這導(dǎo)致較高的電壓讀數(shù)被輸出。在稀燃發(fā)動機模式(lean engine mode)期間，排氣氧濃度是過量的，這導(dǎo)致較低的電壓讀數(shù)被輸出。氧傳感器的電壓輸出可與排氣混合物中與氧的分壓相關(guān)聯(lián)。因此，即使在當(dāng)過濾器兩側(cè)的氧濃度基本上恒定時的條件期間，比如在冷起動期間，過濾器已經(jīng)再生之后，和/或穩(wěn)態(tài)發(fā)動機操作期間，GPF 72兩側(cè)放置的第一和第二氧傳感器的電壓輸出可以不同，這是由于GPF上游和下游氧的分壓的差別。具體而言，過濾器前氧傳感器216的輸出電壓可以比過濾器后氧傳感器218的輸出電壓低。過濾器前氧傳感器216的輸出電壓表不第一氧分壓并且過濾器后氧傳感器218的輸出電壓表示第二氧分壓，其中在具有恒定氧濃度的條件期間，由于過濾器后氧傳感器218位于過濾器前氧傳感器216的下游，第一氧分壓比第二氧分壓高。過濾器前氧傳感器216的輸出可以使用至少基于排氣流速率的修正因子修正。然后，上游的過濾器前氧傳感器216的修正的輸出預(yù)期更好地匹配下游的過濾器后氧傳感器218的輸出。
[0029]本文發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到氧傳感器的這種性能在選定條件期間可以被有利地利用(leverage)，以使用氧傳感器估計排氣壓力改變。特別地，在當(dāng)過濾器兩側(cè)的排氣中氧濃度基本上恒定(例如過濾器兩側(cè)的排氣中氧濃度的差值小于閾值)時的條件期間，過濾器前氧傳感器216的電壓輸出和過濾器后氧傳感器218的電壓輸出可用于得知過濾器兩側(cè)的壓降。對于正在起作用(即，沒有退化)的GPF而言，在當(dāng)過濾器兩側(cè)的氧濃度基本上恒定時的條件期間，在將修正因子應(yīng)用至第一過濾器前氧傳感器216的輸出之后，修正的過濾器前氧傳感器輸出可顯示基本上等于(或略微大于)過濾器后氧傳感器輸出的值。相比之下，對于退化的GPF(例如，正泄漏微粒的過濾器)而言，在當(dāng)過濾器兩側(cè)的氧濃度基本上恒定時的條件期間，修正的過濾器前氧傳感器輸出可顯示小于過濾器后氧傳感器輸出的值。不同發(fā)動機操作條件(包含恒定排氣氧濃度和變化排氣氧濃度的條件)下的實例過濾器前氧傳感器氧分壓輸出和過濾器后氧傳感器氧分壓輸出在圖4和10中顯示。
[0030]因此，基于發(fā)動機操作條件，控制器12可以以不同模式操作發(fā)動機排氣系統(tǒng)。作為實例，排氣系統(tǒng)可以以第一模式操作，其中相對于第二下游排氣氧傳感器的電壓輸出，第一上游排氣氧傳感器的輸出電壓僅與微粒過濾器兩側(cè)的排氣中氧濃度的改變相關(guān)聯(lián)。排氣系統(tǒng)也可以以第二模式操作，其中相對于第二傳感器的電壓輸出，第一傳感器的輸出電壓僅與過濾器兩側(cè)的排氣壓力的改變相關(guān)聯(lián)。例如，控制器在當(dāng)排氣流速率小于閾值時的第一條件期間可以以第一模式操作，并且控制器在當(dāng)排氣流速率大于閾值時的第二條件期間可以以第二模式操作。
[0031]在一些實施方式中，一個或多個額外傳感器可以位于進氣和排氣系統(tǒng)中。例如，這些傳感器可包括額外的溫度、氧和微粒物質(zhì)傳感器。應(yīng)理解，描繪的發(fā)動機10被僅用于實例的目的顯示并且本文描述的系統(tǒng)和方法可以在具有任何適合的部件和/或部件布置的任何其它適合的發(fā)動機中實施或者應(yīng)用至所述任何其它適合的發(fā)動機。
[0032]轉(zhuǎn)到圖2，顯示了發(fā)動機排氣系統(tǒng)的實例實施方式200。在一個實例中，實施方式200可包含圖1的發(fā)動機排氣系統(tǒng)25。應(yīng)注意，先前在圖1中引入的部件可以在圖2中類似地編號。描繪的實施方式涉及依賴微粒過濾器兩側(cè)放置的兩個排氣傳感器，具體地排氣氧傳感器。這兩個傳感器包括排氣GPF 72兩側(cè)放置的、與排氣道35相連接的第一上游排氣傳感器216和第二下游排氣傳感器218。排氣道35進一步包括本文中描述為三元催化劑(TWC)的排氣催化劑71。額外的線性氧傳感器126位于TWC 71的上游。線性氧傳感器126感測廢原料氣氧濃度。TWC 71位于排氣傳感器126的下游和GPF 72的上游，用于排放控制。TWC是減少排氣中的碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮氧化物排放物的催化轉(zhuǎn)化器。GPF 72位于TWC的下游并且在該實例中顯示不具有涂層。然而，在可選的實施方式中，GPF 72可包括催化涂層。排氣傳感器216 (本文中也稱為過濾器前氧傳感器)和218(本文中也稱為過濾器后氧傳感器)顯示為HEGO傳感器。在可選的實例中，過濾器前氧傳感器和過濾器后氧傳感器的每個可以是EG0、UEG0和HEGO傳感器的一種。過濾器前和過濾器后氧傳感器測量輸出電壓，所述輸出電壓指示GPF前和GPF后位置處排氣中的氧的分壓。在當(dāng)排氣的氧濃度基本上恒定時的發(fā)動機操作模式期間，第一傳感器的輸出可以用基于完整的(例如，功能的)GPF的壓力估計的修正因子修正，其中所述壓力估計又基于排氣流速率。然后，過濾器前氧傳感器輸出和過濾器后氧傳感器輸出可用于確定GPF退化，如將在圖3-10中所描述的。在操作的其它模式期間，當(dāng)排氣的氧濃度正在改變時，第一傳感器和第二傳感器的輸出可用于測定微粒過濾器負(fù)荷水平(例如，加載或卸載)并且用于進一步測定何時開始微粒過濾器再生，如圖11中將描述的。傳感器的輸出也可用于推斷排氣空燃比并調(diào)節(jié)發(fā)動機加燃料，如圖1中所描述的。
[0033]轉(zhuǎn)到圖3，顯示實例圖300，其闡明過濾器前氧傳感器處的計示壓力響應(yīng)，所述壓力響應(yīng)起因于通過不具有涂層的GPF的排氣流速率。因此，計示壓力響應(yīng)包括過濾器前氧傳感器的響應(yīng)并指示GPF的上游位置處相對于環(huán)境壓力的排氣壓力。因此，基于計示壓力響應(yīng)，控制器可測定修正值，以在如圖8和9中概述的方法期間應(yīng)用至過濾器前氧傳感器。給定GPF的計示壓力響應(yīng)和相應(yīng)的修正因子可以在查詢表中作為排氣流速率的函數(shù)儲存在計算機存儲器中。
[0034]圖300的曲線302和304顯示在排氣流速率改變期間功能性GPF的計示壓力響應(yīng)的預(yù)期邊界。曲線302和304在低排氣流速率下共有共同的原點。曲線302闡明功能性GPF響應(yīng)的上閾值邊界。曲線304闡明功能性GPF響應(yīng)的下閾值邊界。如本文所使用的，功能性的、完整的GPF表明具有比閾值負(fù)荷低的煙粒水平并且沒有泄漏的過濾器。隨著排氣流速率增加，曲線302和304進一步彼此分離，這顯示隨著排氣流速率增加功能性GPF的計示壓力改變。因此，曲線302和304內(nèi)的給定排氣流速率下的過濾器的計示壓力響應(yīng)表明功能性GPF。因此，對于給定排氣流速率，功能性GPF的計示壓力的值可以從圖，例如圖300，和修正因子確定，所述修正因子與完整的GPF的壓力估計相關(guān)聯(lián)，而后者又基于排氣流速率，可以在車載計算機中存儲的表中查詢。修正因子可應(yīng)用于過濾器前氧傳感器輸出，以便修正的過濾器前輸出值目前可以基本上與過濾器后氧傳感器輸出相同。實例修正因子進一步在圖4中詳細(xì)說明。
[0035]圖300上標(biāo)記的數(shù)據(jù)點1-5描繪給定GPF的不同計示壓力響應(yīng)。第一組點1_3中顯示的數(shù)據(jù)點是由于增加通過功能性GPF的排氣流速率以及第二組點4-5處的數(shù)據(jù)點是由于通過GPF的恒定排氣流速率。具體而言，點4描繪正在泄漏的過濾器，其可以顯示曲線304下面的計示壓力，并且點5描繪具有高煙粒負(fù)荷的過濾器，其可顯示曲線302上方的計示壓力。點1-3在發(fā)動機表明在排氣中氧濃度基本上保持恒定的發(fā)動機操作條件期間的功能性GPF響應(yīng)。數(shù)據(jù)點4表明當(dāng)通過GPF的氧濃度基本上保持恒定但是GPF可能不起作用時可能的響應(yīng)。數(shù)據(jù)點5表明當(dāng)通過GPF的氧濃度正在改變時可能的響應(yīng)。數(shù)據(jù)點4-5顯示與數(shù)據(jù)點2相同的排氣流速率。數(shù)據(jù)點1-5處的過濾器前氧傳感器和過濾器后氧傳感器的響應(yīng)進一步在圖4A和4B中詳細(xì)說明。
[0036]在可選的實例中，在GPF可包括應(yīng)用至過濾器表面的LNT、SCR或OC涂層時，過濾器的響應(yīng)可能改變。例如，上邊界閾值和下邊界閾值可能改變。因此，由于通過GPF的排氣流速率的計示壓力響應(yīng)可基于GPF是否具有施加的涂層而改變。因此，對于功能性GPF (具有或不具有涂層)，計示響應(yīng)可以由，例如制造商確定。
[0037]轉(zhuǎn)到圖4A和4B，實例圖400闡明先前在圖3中的圖300上顯示的第一組數(shù)據(jù)點(1-3)和第二組數(shù)據(jù)點(4-5)的過濾器前氧傳感器和過濾器后氧傳感器的氧分壓響應(yīng)。具體而言，圖400顯示過濾器前氧傳感器和過濾器后氧傳感器的氧分壓響應(yīng)，其中基于選定的操作條件通過GPF的排氣氧濃度可能基本上恒定。對于功能性GPF，在給定排氣流速率下，氧傳感器電壓輸出可以與排氣氧的分壓相關(guān)聯(lián)。因此，基本上恒定的排氣氧濃度在過濾器前氧傳感器處可顯示比過濾器后氧傳感器處更高的氧分壓。
[0038]第一組點(1-3)顯示在時間間隔內(nèi)起因于增加功能性GPF的排氣流速率的氧傳感器氧分壓。數(shù)據(jù)點I闡明低排氣流速率，如圖3中所見的。在給定排氣流速率下，曲線402顯示過濾器前氧傳感器響應(yīng)和曲線404顯示過濾器后氧傳感器響應(yīng)。對于恒定氧濃度，曲線402顯示比曲線404更高的氧分壓響應(yīng)。例如，對于該排氣流速率，應(yīng)用于過濾器前氧傳感器的輸出的修正因子將移動曲線402至與過濾器后氧傳感器輸出曲線404幾乎相同。
[0039]數(shù)據(jù)點2闡明中等排氣流速率，如圖3中所見的。對功能性GPF，在給定的排氣流速率下，曲線406顯示過濾器前氧傳感器響應(yīng)和曲線408顯示過濾器后氧傳感器響應(yīng)。過濾器前氧傳感器讀出大于過濾器后氧傳感器的氧分壓。將修正因子應(yīng)用于過濾器前氧傳感器的輸出可以給出與過濾器后氧傳感器輸出大致相同的氧分壓。在一個實例中，在所顯示的過濾器兩側(cè)的恒定排氣中氧濃度的條件期間，在800m3/hr的排氣流速率下，過濾器前計示壓力為200hPa，相應(yīng)于1200hPa的絕對壓力和0.9或-10%的修正因子。在正常操作下，我們將把-10%修正因子應(yīng)用于過濾器前氧傳感器氧分壓，并且預(yù)期過濾器前氧傳感器和過濾器后氧傳感器基本上讀出相同的氧分壓。
[0040]數(shù)據(jù)點3闡明高的排氣流速率，如圖3中所見的。對于功能性GPF，在給定的排氣流速率下，曲線410顯示過濾器前氧傳感器響應(yīng)和曲線412顯示過濾器后氧傳感器響應(yīng)。數(shù)據(jù)點3顯示與數(shù)據(jù)點I