1、在能源和環(huán)境問題日益嚴峻的時代背景下，汽車作為人們日常生活中最重要的交通工具之一，必須更節(jié)能、更高效和更清潔?；旌蟿恿ζ囀且环N有效、可靠的新能源汽車解決方案，其中混聯(lián)式混合動力汽車兼具串聯(lián)式混合動力和并聯(lián)式混合動力的特點，具有較強的提高整車經濟性的能力。為了滿足整車能量管理策略的要求，混合動力汽車在運行過程中需要在不同模式間切換。然而，模式切換過程中，特別是純電動模式向發(fā)動機驅動或混合驅動模式切換的過程中，涉及發(fā)動機起動、離合器結合等

2、瞬態(tài)過程，影響整車駕駛性和排放。因此，以優(yōu)化模式切換過程駕駛性和排放為目標，進行發(fā)動機和驅動電機控制策略的研究，對提高混合動力汽車整車性能具有重要意義。同時，由于模式切換過程的持續(xù)時間很短，且切換期間發(fā)動機、ISG、離合器和驅動電機等多部件發(fā)生瞬時動態(tài)變化，因此給研究帶來一定的挑戰(zhàn)。
　　本文針對一種混聯(lián)式混合動力汽車，通過研究純電動模式向混合驅動模式切換過程中的發(fā)動機控制策略和驅動電機控制策略，達到改善模式切換過程整車駕駛性和排

3、放的研究目標。具體研究內容主要包括以下幾個方面：
　　（1）采用Mototron快速原型控制器開發(fā)平臺，搭建發(fā)動機管理系統(tǒng)基本框架，并通過圖形化控制策略開發(fā)軟件Matlab/Simulink，開發(fā)基本的發(fā)動機控制功能模塊，包括電子節(jié)氣門控制、基本的進氣量控制、噴油控制以及點火控制，為模式切換過程發(fā)動機控制策略的研究提供基礎和平臺。
　?。?）針對模式切換時發(fā)動機起動過程駕駛性和排放問題，進行模式切換過程發(fā)動機控制策略的研究。

4、首先，通過臺架測試對傳統(tǒng)發(fā)動機起動特性進行研究。傳統(tǒng)發(fā)動機起動時，發(fā)動機必須輸出足夠的有效轉矩，以保證起動成功。因此，傳統(tǒng)發(fā)動機進氣量控制、噴油控制和點火控制都必須考慮有效轉矩輸出的需求；同時，傳統(tǒng)發(fā)動機起動時，首循環(huán)轉速低，油氣混合差，燃燒條件惡劣。接著，分析總結混合動力發(fā)動機起動控制的特點：一，ISG提供輔助轉矩，發(fā)動機控制策略可以擺脫有效轉矩輸出需求的限制；二，ISG可以實現(xiàn)良好調速，發(fā)動機轉速和進氣歧管壓力控制精確。最后，進行模

5、式切換過程發(fā)動機控制策略的優(yōu)化：一，轉速和負荷的優(yōu)化，即工作點的優(yōu)化，包括發(fā)動機目標轉矩實現(xiàn)過程的離合器狀態(tài)選擇，首循環(huán)轉速和負荷，以及轉速和負荷的變化路徑；二，噴油量的優(yōu)化，包括基于轉速和進氣歧管壓力精確控制的噴油量優(yōu)化，以及基于點火能量的噴油量優(yōu)化。
　?。?）針對模式切換時離合器結合過程的駕駛性問題，進行了模式切換過程驅動電機轉矩控制策略的研究。首先，建立用于模式切換過程驅動電機轉矩控制策略設計與仿真的混合動力汽車整車系統(tǒng)動

6、力學模型。接著，提出了模式切換過程驅動電機轉矩的控制策略：一，驅動電機轉矩的一部分用于滿足整車駕駛需求，另一部分用于補償離合器輸出的轉矩對傳動系和整車造成的影響；二，補償控制由基于離合器/發(fā)動機轉矩估計的前饋控制和用于消除離合器/發(fā)動機轉矩估計誤差和瞬態(tài)效應的反饋控制兩部分組成。反饋控制器以理想車輪轉速為參考量，以實際車輪轉速為反饋量，基于忽略車輪負載轉矩并考慮參數(shù)辨識誤差的系統(tǒng)模型，采用魯棒控制理論進行設計。仿真結果顯示，設計的控制策

7、略可以有效地補償離合器輸出轉矩，降低車輛沖擊度，改善整車駕駛性，并對模型參數(shù)辨識誤差具有一定的魯棒性。
　　（4）通過半實物臺架實驗，進一步驗證了模式切換過程驅動電機轉矩控制策略的有效性。首先，搭建了半實物臺架測試平臺，將輸入測功機（模擬發(fā)動機和ISG組成的總成）、真實的變速箱（包括離合器）和虛擬車輛模型組成一個閉環(huán)的混合動力系統(tǒng)，虛擬車輛模型由驅動電機及其控制策略、主減速器、差速器、半軸、車輪、車身和路面組成。具體地，輸入測功機

8、經過變速箱輸出的轉矩為虛擬車輛模型的輸入；虛擬車輛模型實時運行并計算得出發(fā)動機轉矩控制命令和左、右車輪轉速，分別作為輸入測功機的參考轉矩和左、右測功機的參考轉速；測功機跟蹤各自的參考轉矩或轉速，實現(xiàn)半實物臺架對混合動力系統(tǒng)的模擬。接著，通過半實物臺架測試，驗證了驅動電機轉矩控制策略在車輛從純電動模式向混合驅動模式切換時補償轉矩沖擊，降低車輛沖擊度的有效性。同時，通過改變實驗時的參考車速和虛擬模型的參數(shù)值，驗證了驅動電機轉矩控制策略的魯棒