基于城市公交工况的车载诊断与监控研究

作     者：苏立永 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄锦成

授予年度：2016年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：OBD NOx传感器 车载诊断 远程监控 车载尾气检测 

摘      要：本文从车载诊断系统(OBD:On Board Diagnostic)起源和发展说起,探索第三代车载诊断系统(OBDIII)的监控内容并基于云端技术将车载诊断与远程诊断融合做说明。通过研究欧洲标准、美国标准及其测试循环,从而探索对京6实施阶段的车载诊断系统设计和基于当前压燃式发动机的减排技术方案,探索6阶段的车载诊断方案。研究欧洲、美国的排放标准及其测试循环,基于当前压燃式柴油发动机的减排技术方案,探索6阶段的车载诊断方案。欧Ⅵ排放标准中引入了整车车载尾气检测(PEMS:Portable Emission Measurement System)方案,本文基于对车载尾气检测方法的研究,设计出通过NO传感器信号计算NO排放限值的方法,并将该方法用于SCR系统的车载诊断性能监控。国3至国5排放法规是参考欧洲标准制定的,在近十年的排放升级过程中,越来越发现欧洲的测试循环无法适应地域广阔、地形复杂的国内实际车辆运行循环,尤其是无法适用于城市公交车。本文通过研究各排放循环,探索适用于国内公交循环的OBD监控测试方案。同时,通过尾气中NO传感器采集实际NO值计算得出发动机任一运行工况的NO排放量(法规规定的排放限值是基于g/kwh为单位的)。研究中运用先进的matlab模拟计算和仿真,以及simulink、stateflow等第四代图形化编程工具,再结合传统的C语音代码调试。通过环境温度压力等多种修正标定的方法开发满足欧VI标准的后处理控制器SCR系统NO排放的监控策略。本文绪论部分回顾OBD的起源与发展,并对基于互联网云端监控的OBDIII的框架与实现模式。同时,还对基于欧Ⅵ技术方案的OBD监控方案与监控策略进行详细描述,作为控制器开发的任务来源。本文详细验证了基于NO传感器的SCR技术路线的NO排放监控实现方式,文中将测试循环和计算结果均参考已发布的车载排放法规。虽然使用NO传感器监测值对排放控制来说其精度不高可能造成排放控制不准确,但对于用于OBD监控其精度是可以接受的。本文重点研究适用于城市公交工况的NO监控策略。以北京八方达公交和祥龙公交的公交车整改作为研究对象,通过对现有策略的详细标定探索以及硬件更改实现北京环保局对国4、国5阶段发动机的(BD监控要求。通过对北京公交车的改装及跟车验证,调整NO监控测策略,使其能够满足在城市公交工况的监控。在上述研究的基础上开发满足国6阶段要求的后处理控制器(ACU:Aftertreatment Control Unit)的车载诊断方案,采用 simulink 和 statef low建模的方式开发了相应的OBD策略。其包括基础的故障诊断与故障管理、操作循环与暖机循环、准备就绪码、驾驶员诱导系统等。本文通过建模仿真与实际测试相结合的方式研究满足中国城市公交循环的车载诊断与监控方法,并开发了满足欧6要求的后处理控制器OBD策略。