柴油機SCR控制器的設計.pdf

1、柴油機的廣泛應用帶來了日益嚴重的尾氣污染，為了滿足各國排放法規(guī)的要求，單純機內凈化已不再可行，必須結合更為先進的尾氣后處理技術。選擇性催化還原(SCR)技術由于具有更好的燃油經濟性和更簡單的發(fā)動機結構，已成為降低柴油機NOx排放的主流技術，目前的NOx轉化效率最高可達95％。SCR工作性能的好壞主要依賴于控制系統(tǒng)的優(yōu)劣，但是目前國內SCR控制系統(tǒng)幾乎由國外壟斷，國產系統(tǒng)在性能上與之差距很大，因此，有必要對能實現(xiàn)高效NOx轉化的SCR控制

2、器進行研究。
　　基于對國內外現(xiàn)有先進SCR控制技術的分析，結合國內對柴油機尾氣后處理控制系統(tǒng)的設計要求，針對無空氣輔助SCR系統(tǒng)，設計了控制器。主要研究內容如下:
　　(1)控制器硬件的設計。通過對柴油機SCR系統(tǒng)傳感器和執(zhí)行器的配置需求分析，設計了控制器的總體方案?；贜XP公司的16位雙核微控制器，設計了SCR控制器硬件系統(tǒng)，包括微控制器最小系統(tǒng)模塊、電源管理模塊、模擬量和數(shù)字量信號調理模塊、輸出驅動控制模塊和CAN總

3、線通信模塊等。
　　(2)控制器軟件設計?；诜謱雍湍K化原則，設計的嵌入式軟件總體結構包括底層驅動軟件和應用層軟件。在Codewarrior平臺上微控制器進行初始化配置，開發(fā)了電控單元底層驅動軟件，生成可執(zhí)行代碼后封裝成函數(shù)庫以便應用層軟件直接調用。基于NOx傳感器反饋控制設計了合適的控制策略開發(fā)應用層軟件，主要包括獲取SCR催化器和發(fā)動機狀態(tài)信息、當前工況所需尿素量的計算、尿素泵壓力控制和SCR系統(tǒng)加熱控制等功能。
　　

4、(3)管理軟件開發(fā)?；赩B.NET編程環(huán)境開發(fā)了SCR監(jiān)控管理軟件，通過CAN總線與SCR控制器通信，不僅可實時獲取控制器上傳的SCR系統(tǒng)工作過程中狀態(tài)參數(shù)的變化，并加以記錄和監(jiān)控，而且可設置SCR控制器的參數(shù)。
　　(4)控制器試驗驗證。分別通過硬件測試平臺和臺架試驗平臺對控制器硬件性能和軟件性能進行測試。試驗結果表明:開發(fā)的SCR控制器硬件功能穩(wěn)定，底層驅動設計可靠。ESC測試循環(huán)下NOx轉化效率最高可達84％，滿足國Ⅴ排放