随着柴油机排放法规的加严，尿素选择性催化还原（SCR）技术作为适合中国国情的NO_x后处理技术，成为了国内柴油机企业关注的热点。而针对尿素SCR系统的在线诊断技术（OBD）是尿素SCR技术的实施和推广过程中不可或缺的重要环节，在国家法规中已经明确要求。本研究的任务是依托与企业合作开发尿素SCR系统的项目，开发具有自主知识产权的尿素SCR系统控制软件，设计并实现能够满足国家法规要求的OBD功能。论文根据国家法规HJ437-2008中针对尿素SCR系统OBD的要求，对系统功能进行了总体设计，对各个功能进行了模块化的划分，将故障诊断划分为常规故障诊断和排放相关故障诊断两部分；对尿素SCR系统基本功能的故障诊断如传感器诊断、通讯故障诊断、喷射系统诊断，以及催化剂诊断等做了相应的研究；对法规中提出的两条NO_x排放故障诊断的技术路线，即NO_x控制和还原剂添蓝（Adblue）控制，进行了相应的研究和探索；在故障应对措施部分，实现了报警灯（MIL）的状态控制、故障信息的存储以及转矩限制信号的输出；参照SAE J1939诊断通讯协议，设计了基本的故障通讯的功能，实现了故障信息的通讯。通过硬件在环试验，对整个系统的基本功能进行了验证，包括传感器故障诊断、NO_x控制基本逻辑、计量泵诊断、Adblue控制部分故障诊断，以及通讯故障诊断。试验表明，系统OBD的功能完全符合要求。通过发动机台架试验，对NO_x排放恶化相关的故障诊断功能和催化剂被移除的故障诊断功能进行了验证。台架验证试验表明，开发的OBD系统能够满足国家法规对尿素SCR系统的在线诊断技术要求。