论文部分内容阅读
汽车在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，接踵而来的是环境的污染问题，为了减少中重型柴油车对环境的污染，各国已制定了越来越严格的排放法规。2015年元旦起国Ⅳ排放标准已正式实施，SCR技术作为主流的排气后处理技术，对NOx的排放有明显的处理效果。本文针对SCR系统的核心部件——DCU进行了开发。 主要完成的工作有： 1、DCU的硬件电路设计。首先对DCU的原理进行了研究并提出了DCU的硬件设计方案，然后完成了主控芯片的选型并分别设计了电源模块、信号输入调理模块、输出功率驱动模块、CAN通讯模块。最后对PCB板进行了散热设计、抗干扰设计及三防处理。 2、DCU控制策略的研究与制定。DCU控制策略包括尿素喷射控制策略和OBD诊断策略。对于尿素喷射控制，采用开环控制，DCU会通过SCR反应机理结合发动机的参数先算出基本喷射量，然后根据NOx的转化效率和发动机排温对喷射量进行稳态修正和瞬态修正。对于OBD诊断，制定了传感器、尿素喷射阀、冷却水加热控制阀、CAN通讯及NOx排放监测的故障诊断策略。 3、DCU的软件设计。对于尿素喷射控制，采用双线性插值的方法对MAP图进行储存，并完成了初始化、CAN通讯、主函数模块的程序编写。对于OBD诊断，完成了OBD总体方案和软件框架的设计，SCR监测对象的诊断流程设计，最后对故障管理功能进行了设计。 4、基于Visual Studio2010软件CAN总线仿真软件的开发及半实物仿真平台的搭建。在CAN总线仿真软件里定义相关的发动机报文来模拟发动机节点，通过向DCU发送发动机的相关信息，由DCU控制尿素计量泵动作，在计量泵调试平台上观察尿素喷射量的变化，仿真结果表明尿素喷射控制策略及程序设计的正确性。最后在半实物仿真平台上模拟了单个故障和多个故障，观察CAN总线仿真软件上接收到的报文情况，结果表明DCU中的OBD模块能够实现对SCR系统的在线诊断，并能够正确地发送报文和故障码。 5、基于自主开发的DCU的SCR系统试验验证。基于某型号的柴油发动机，按照GB17691-2005要求，完成了ESC和ETC试验，结果表明自主开发的DCU可以很好地控制SCR系统，使柴油机NOx的排放满足国Ⅳ排放法规的要求。