柴油机SCR故障诊断策略与诊断软件的研究

摘要

SCR技术具有燃油经济性好，对硫不敏感的优点，成为我国重型柴油机满足国Ⅳ阶段排放要求的主要技术路线。当SCR系统中出现零部件不正常工作或失效时，NOx排放就会恶化甚至超标，OBD系统通过实时监测SCR系统，指示出故障零部件，提示驾驶员及时检修，避免排放的进一步恶化。
　　 本文旨在设计一套独立的柴油机SCR系统故障诊断软件，能够对SCR系统出现的故障进行识别、分析、处理和显示。根据软件显示信息，专业人员能够迅速准确地确定故障性质和部位，无需再查找相关手册，以提高检修的精度和速度。
　　 故障诊断系统使用CAN总线通信，应用层协议采用SAEJ1939。通过研究CAN总线通信规范和SAEJ1939数据单元PDU到CAN扩展帧格式的映射机制，对SCR系统的故障代码进行解析。把解析算法编成函数代码写入诊断软件中，实现诊断软件对故障码的解析与处理。
　　 研究了SCR系统的传感器、执行器以及CAN通信的故障诊断策略，明晰故障缘由，解读故障信息，自行创建故障信息数据库OBD-DATA。数据库中包含故障码的SPN和FMI、故障原因以及检修建议等详细信息。
　　 运用Visual C++6.0中的MF℃技术设计故障诊断软件，将诊断软件划分为:故障通信模块、故障采集模块、故障分析模块、数据库模块以及主控程序显示界面模块。数据通信模块通过调用USBCAN智能接口卡库端的接口函数，配合接口卡的相关协议实现PC机与柴油机ECU的通信。数据库模块采用Microsoft Access建立数据库，运用MFC ODBC技术对数据库内容的实现读取、显示、添加、修改和删除的功能。
　　 在发动机试验台架上通过设置相关故障对故障诊断软件进行了功能验证。试验结果表明诊断软件能够对SCR系统故障进行快速准确的诊断，满足了设计要求，具有一定的可靠性和实用性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景

1．2 国内外诊断技术发展与研究现状

1．2．1 国外诊断技术发展与研究现状

1．2．2 国内诊断技术发展与研究现状

1．3 本文研究的主要内容

第二章 SCR系统中OBD的诊断对象与策略

2．1 OBD系统技术要求

2．2 SCR系统中OBD的诊断对象

2．2．1 SCR后处理技术与优势

2．2．2 SCR系统中OBD的诊断对象

2．3 SCR系统中OBD的诊断策略

2．3．1 传感器的诊断策略

2．3．2 执行器的诊断策略

2．3．3 CAN总线通信诊断

2．4 本章小结

第三章 SCR系统的通信规范

3．1 CAN总线规范

3．1．1 CAN总线的物理结构

3．1．2 GAN总线的数据结构

3．1．3 CAN总线信息传递机制

3．2 CAN总线应用层协议—SAE J1939

3．2．1 PDU定义

3．2．2 PDU的封装

3．2．3 PDU单元格式

3．3 本章小结

第四章 故障诊断软件的设计

4．1 VC++软件介绍

4．2 构建诊断软件

4．2．1 数据通信模块

4．2．2 数据采集模块

4．2．3 数据分折模块

4．2．4 数据库模块

4．2．5 设计主控程序和显示界面

4．3 本章小结

第五章 故障诊断软件功能验证

5．1 试验目的

5．2 试验环境

5．3 试验步骤

5．3．1 尿素罐液位过低试验

5．3．2 催化器前后温度传感器合理性试验

5．3．3 NOx传感器与ECU通信中断试验

5．3．4 故障数据流

5．4 试验结果分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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