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柴油机的广泛应用带来了日益严重的尾气污染,为了满足各国排放法规的要求,单纯机内净化已不再可行,必须结合更为先进的尾气后处理技术。选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术由于具有更好的燃油经济性和更简单的发动机结构,已成为降低柴油机NOx排放的主流技术,目前的NOX转化效率最高可达95%。SCR工作性能的好坏主要依赖于控制系统的优劣,但是目前国内SCR控制系统几乎由国外垄断,国产系统在性能上与之差距很大,因此,有必要对能实现高效NOx转化的SCR控制器进行研究。基于对国内外现有先进SCR控制技术的分析,结合国内对柴油机尾气后处理控制系统的设计要求,针对无空气辅助SCR系统,设计了控制器。主要研究内容如下:(1)控制器硬件的设计。通过对柴油机SCR系统传感器和执行器的配置需求分析,设计了控制器的总体方案。基于NXP公司的16位双核微控制器,设计了SCR控制器硬件系统,包括微控制器最小系统模块、电源管理模块、模拟量和数字量信号调理模块、输出驱动控制模块和CAN总线通信模块等。(2)控制器软件设计。基于分层和模块化原则,设计的嵌入式软件总体结构包括底层驱动软件和应用层软件。在Codewarrior平台上微控制器进行初始化配置,开发了电控单元底层驱动软件,生成可执行代码后封装成函数库以便应用层软件直接调用。基于NOx传感器反馈控制设计了合适的控制策略开发应用层软件,主要包括获取SCR催化器和发动机状态信息、当前工况所需尿素量的计算、尿素泵压力控制和SCR系统加热控制等功能。(3)管理软件开发。基于VB.NET编程环境开发了SCR监控管理软件,通过CAN总线与SCR控制器通信,不仅可实时获取控制器上传的SCR系统工作过程中状态参数的变化,并加以记录和监控,而且可设置SCR控制器的参数。(4)控制器试验验证。分别通过硬件测试平台和台架试验平台对控制器硬件性能和软件性能进行测试。试验结果表明:开发的SCR控制器硬件功能稳定,底层驱动设计可靠。ESC测试循环下NOx转化效率最高可达84%,满足国V排放标准对NOx的排放限值。