相比于汽油机,柴油机较高的热效率和较低的燃油消耗率,所以柴油轿车所占比重越来越多。由于柴油机燃烧过程高温富氧,容易产生大量的NOx(氮氧化物),柴油机PM(颗粒)排放值也很高。随着排放法规越来越严格,各种排放物的限值越来越低。柴油机机内净化措施已经达不到排放要求,所以必须利用机外净化措施。如今有两条路线,欧洲路线采用优化燃烧加选择性催化还原(SCR,Selective Catalytic Reduction)系统,美国路线采用废气再循环(EGR)+颗粒物的捕集技术(DPF)。基于我国法规和国情综合考虑,采用欧洲路线。国外SCR系统研究起步早,技术也较为成熟,我国有高等院校和玉柴等柴油机厂进行SCR系统的研究,相对较落后。本文介绍国内外的SCR系统,包括系统组成和工作原理,提出SCR系统的控制策略。国Ⅳ法规规定了较低的排放限值,同时还有加装车载诊断系统(OBD)的要求。本文根据HJ437-2008的要求,设计了基于SCR系统的OBD结构,包括诊断、诊断管理系统和测试三部分。诊断主要是故障诊断策略方面的研究,针对会引起NOx超标的故障,逐一提出诊断策略。包括传感器等部件的诊断、系统电路故障的诊断和功能性诊断等。诊断管理系统包括故障确认、故障存储和通信三方面的内容。故障确认采用计数器故障确认与恢复的方法,对故障路径进行更新,达到故障确认和恢复的功能。故障存储,利用故障路径的管理实现,采用三种类型的参数进行路径入口状态的转换,实现故障存储和MIL点亮的管理。通信指ECU和外围设备之间的通信,例如标定软件和标准诊断仪,在分析J1939、ISO14230和ISO15765三个协议的基础上,选择ISO15765作为平台的通信协议。本文最后通过试验,验证设计的平台的可靠性,以及提出一些待改善的问题。