为了限制柴油机广泛应用所带来的日益严重汽车排气污染,相应的法规越来越严格,单一的后处理系统已不再可行,必须集成多种的后处理技术。DPF(Diesel Particulate Filter)能够减少柴油车90%以上的碳烟颗粒(PM)排放,SCR(Selective Catalytic Reduction)可使排气中氮氧化物(NOx)的转化效率高达95%,而柴油机的主要排放物分别是PM和NOx,DPF和SCR系统是未来柴油车后处理系统不可或缺的部件。目前,法规的更新超过技术的更新,导致后处理控制系统工作性能与预期存在差距,需对各后处理系统及其集成技术做深入研究。基于对国内外现有先进DPF和SCR系统控制技术的分析,根据欧VI相应法规对PM和NOx的排放限值,选择DPF系统的再生控制系统,并设计了SCR控制软件层,使两者有机的组合。主要的研究内容如下:1、柴油机后处理系统工作原理及开发方式的研究。阐述SCR系统基本工作原理及基本组成部件,分析其催化器内部的化学反应式,提出利用全自动代码生成方式开发其软件层;介绍DPF系统主、被动再生方式,根据国内实际情况选择其再生方法和再生时机;最后对世界统一测试循环和欧洲测试循环的测试条件进行对比研究。2、利用MATLAB/Simulink开发控制器底层驱动。利用Simulink中S-Function函数开发MC9S12XEP100芯片底层通用模块,编写TLC(Target Language Compiler)文件实现自动代码生成功能,通过编写脚本实现目标系统配置、代码生成过程定制以及Codewarrior的调用,最后对各通用底层模块进行测试。3、运用Simulink工具开发SCR系统软件层。对SCR系统应用层软件进行架构,并根据其控制策略,运用分模块化的设计思路,在Simulink中建立SCR系统状态判断模块、尿素基本喷射量和反馈修正模块、数据处理模块以及任务执行模块,分别实现对系统运行状态判断、基本尿素量的计算、SCR系统数据的采集和驱动执行器工作。4、CAN总线半实物仿真验证。分析整个系统代码生成的过程,编译并下载到开发板中完成SCR控制器设计;在CAN总线仿真软件中模拟发动机节点,通过向控制器发送发动机的相关信息来控制尿素计量泵相关动作,并在CAN总线仿真软件调试平台上观察尿素喷射量的变化。5、后处理控制系统的台架实验。将所选择的DPF再生控制系统和自主开发SCR控制器进行有机的组合,在世界统一测试循环测试PM和NOx的排放,验证后处理系统是否满足欧VI的排放法规。试验结果表明,利用全自动代码设计的SCR控制系统与所选择的DPF控制系统有机组合,能实现PM再生的同时提高SCR系统NOx的转化效率,PM和NOx排放量均能控制在欧VI法规限值以内。