柴油机SCR系统OBD关键功能模块诊断策略的研究

【摘要】随着柴油机后处理SCR技术在我国的普遍推广及国四排放法规的实施，与SCR系统相应在线故障诊断（OBD）技术的开发势在必行。2008年6月环保部颁布的HJ437—2008《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车车载诊断（OBD）系统技术要求》作为对GB17691—2005的补充，对我国SCR系统的车载诊断提出了强制要求。为了摆脱对国外SCR系统OBD技术的依赖，减少相关技术引进成本，开发符合我国国情的OBD技术，本文对SCR系统OBD关键功能模块的诊断监测策略做了试探性研究。前期，以相关文献及国家标准详细分析了SCR系统OBD的功能需求。依据HJ437-2008法规相关要求及定义，本文首先对非CAN信号传感器（短路、断路）故障的诊断、NOX传感器故障自诊断、NOX排放超限监测、SCR催化器移除诊断、尿素溶液监测、SCR催化器老化诊断、CAN通信故障诊断、DCU自诊断过程及需求进行了研究，并制定了详细诊断监测逻辑策略。为了便于OBD软件开发的实际操作，对拟开发的软件系统进行了模块化划分，将其分为初始化模块、数据采集模块、故障诊断监测模块、故障确认模块、故障管理模块及通信模块几部分。软件的模块化不仅利于C程序的编写与调试，且便于以后OBD系统功能的升级和扩展。本文以飞思卡尔MC9S12XDP512MAL单片机为基础，搭建了SCR系统OBD控制系统的硬件平台。利用MAX6675芯片，实现了对K型热电偶SCR催化器前后温度传感器及发动机水温传感器信号的采集；通过MSCAN模块实现对SCR催化器前、后NOX传感器数据的采集传输；利用ATD模块实现了对于其他模拟电信号的采集；并利用与飞思卡尔单片机相配套的CodeWarrior软件开发工具，完成了所制定诊断控制策略C代码的编写。为了便于对开发的OBD系统进行台架试验验证，本文基于labVIEW软件，开发了一款OBD功能验证上位机软件。该软件可将发动机运行及SCR催化器性能参数进行实时显示和数据存储，通过故障指示灯的闪烁警示故障的发生，并显示已发生故障的故障代码和故障类型。在完成硬件平台搭建、上位机软件开发与软件模块编程、调试后，以CA6DL2-35E3柴油机作为基础样机，搭建了OBD功能验证试验台架。通过人为模拟故障，对设计的诊断监测逻辑策略进行了试验验证。通过对诊断监测策略的调试和优化，所制定的诊断监测策略较好的实现了对相应故障的诊断与监测，对于没能按设计要求，及时理想的实现故障诊断原因进行了分析和改进。分析认为，传感器的采集精度与响应灵敏度会一定程度的影响OBD系统对故障的及时诊断。
【作者】刘甲伟；
【导师】韩永强；
【作者基本信息】吉林大学，动力机械及工程，2014，硕士
【关键词】SCR系统；在线故障诊断OBD；诊断监测策略；labVIEW上位机；试验验证；

【参考文献】
[1]侯娟.过程体裁教学法在初中英语写作教学中的应用研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[2]曹帅.面向产业链协同SaaS平台的流程定制系统研究[D].西南交通大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[3]郭贵堂.卫星快速定位通信系统小型化用户站、测轨站的设计与研制[J].电讯技术.1989(05)
[4]孙志超.公路交通对经济增长和社会就业贡献及测算方法研究[D].北京交通大学,2007.
[5]祁晶.MRS-TEM联用仪室内测试标定平台的研制[D].吉林大学,测试计量技术及仪器,2014,硕士.
[6]徐蕾.人民币汇率变动与企业出口竞争力的关系研究[D].山东大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[7]刘霞.液体处理法可批量制造高纯度石墨烯[N].科技日报,2010-06-02002.
[8]朱轲.基于图像处理的高铁站智能检测系统[D].华中师范大学,电路与系统,2014,硕士.
[9]程晓伟.新疆巴里坤西沟遗址1号墓及出土金饰品研究[D].西北大学,考古学及博物馆学,2014,硕士.
[10]曹亚杰.高中历史“太平天国运动”教学设计探究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[11]陈琪.网络文化与大学生公益精神培育探析[D].湖南科技大学,马克思主义理论,2013,硕士.
[12]陈剑.商业新技术的集成实践[J].信息与电脑,2005,04:20-22.
[13]李凌浩,韩兴国,王其兵,陈全胜,张焱,杨晶,白文明,宋世环,邢雪荣,张淑敏.锡林河流域一个放牧草原群落中根系呼吸占土壤总呼吸比例的初步估计[J].植物生态学报,2002,01:29-32.
[14]姜征.中外传统建筑艺术对现代网络游戏场景设计的影响[D].淮北师范大学,美术学,2014,硕士.
[15]席裕庚,黄维,李晓丽.具有状态预测器的多智能体系统一致性研究[J].控制与决策,2010,05:769-772.
[16]郭艳菊.最小距离d=4的量子MDS码[D].扬州大学,应用数学,2011,硕士.
[17]刘文龙.焦家金矿床矿化网络结构[D].中国地质大学（北京）,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[18]席阳,施灿涛,李铁克.基于ARIS的钢铁企业ERP下的MES建模[J].冶金自动化,2008,02:57-60+63.
[19]姜燕生,李凡.数据挖掘中的数据准备工作[J].湖北工学院学报,2003,06:35-38+42.
[20]王晓明.ITS，rbcL和matK序列作为中药鸡骨草条形码的研究[D].遵义医学院,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[21]叶明确,张世英.复杂系统的主从质量生存对策[J].控制与决策,2001,S1:729-732.
[22]朱荔芳.形合意合与跨语言影响：中国英语学习者作文形合错误分析[D].曲阜师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[23]巴曙松.新资本协议框架下最低资本要求的实施路径[J].杭州金融研修学院学报,2003,02:4-7.
[24]马虹.基于AHP的公共文化服务绩效评价研究[D].兰州大学,行政管理,2013,硕士.
[25]李晓辉,张有根.智能光网络在中国铁通的应用[J].电信网技术.2005(03)
[26]邹浜.水平位移监测数据处理与管理系统的开发研究[D].西南交通大学,大地测量学与测量工程,2014,硕士.
[27]夏常弟,万百五.连续系统的一种新颖故障诊断方法[J].控制与决策,1998,04:35-39.
[28]邓雪震,韩新君.论中国职业体育俱乐部的法律治理及其核心理念与建构[J].西安体育学院学报,2014,06:.
[29]范亚丽.增值税转型对石油化工类上市公司影响研究[D].东北石油大学,会计学,2013,硕士.
[30]张宏远,席裕庚,谷寒雨.基于滚动窗口的WCDMA无线网络规划[J].自动化学报,2007,04:432-434.
[31]纪薇薇.纤维超空间的可数紧性[D].辽宁师范大学,基础数学,2012,硕士.
[32]梁译文.湘西土家族传统聚落建筑文化研究[D].广东工业大学,设计艺术学,2013,硕士.
[33]王开峰.湖南省经济、资源与环境的可持续性评估[D].湖南农业大学,环境工程,2004,硕士.
[34]袁丽敏.合作学习在高中英语阅读课中对学困生学习行为的影响[D].首都师范大学,学科教学,2014,硕士.
[35]樊宇.哈尔滨市区水价调控模型构建与多情景下应用研究[D].哈尔滨工业大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[36]冯宏娟.计算机遥测系统的数据流分析[J].自动化学报,1987,06:424-431.
[37]戚伟岸.多轴联动数控磨齿机主轴转速跟踪误差分析与实时补偿研究[D].南京理工大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[38]何梦甜.自拟清肺化痰汤治疗支气管扩张症（痰热壅肺型）的临床观察[D].湖北中医药大学,中医内科学（专业学位）,2013,硕士.
[39].中国版本图书馆月度CIP数据精选[J].全国新书目,2014,12:73-200.
[40]黄身宙.Ml和M2型肿瘤相关巨噬细胞对胆囊癌细胞增殖、凋亡和VEGF-C蛋白表达的影响[D].福建医科大学,外科学,2014,硕士.
[41]刘菲.人体胎盘民法保护问题研究[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[42]朱艺峰.初中生解题错误归类及教学对策[D].杭州师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[43]廖神送.有杆泵深抽系统优化及泵深界限仿真研究[D].燕山大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[44]潘琳.行为金融、企业能力与并购绩效的研究[J].中国商贸,2014,22:147-148.
[45]陈德军,熊和金,陈绵云.灰色趋势关联聚类及其在数据挖掘中的应用[J].系统工程与电子技术,2004,05:599-601.
[46]赵永华.HC银行绩效考核方案优化设计[D].河北经贸大学,工商管理,2014,硕士.
[47]刘欣.ZnO微纳米结构的CVD法生长及其在压电应力传感器中的应用[D].大连理工大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[48]孙晓燕.项目教学法在中职英语教学中的应用研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[49]宰淑媛.广播组织权保护研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[50]钟二宝.中学教师的廉洁从教问题及对策研究[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.