随着化石能源的枯竭和环境污染问题的日益突出,安全和环保已经成为当今汽车发展的两大主题。混合动力汽车是汽车朝着清洁化和电气化发展的技术方向之一,其配备有发动机和电机两套动力系统,根据两个动力源的不同工作状态的组合,车辆的动力系统存在着多种工作模式。在并联AMT混合动力系统中,不同工作模式之间的切换会对车辆的平顺性和动力性产生影响,AMT并联混合动力汽车在挡位切换时,存在动力输出中断和换挡冲击,严重影响车辆的驾驶舒适性和动力性。因此,本文选择对AMT并联混合动力系统的模式切换和动力换挡控制策略进行研究,以期解决上述问题。本课题来源于工程实际项目,即基于AMT的并联P2.5混合动力系统的开发,主要针对新型P2.5混合动力系统开发整车控制器(VCU)和变速箱控制器(TCU),而本文的研究内容是项目开发的一部分,主要对P2.5系统的模式切换控制策略和动力换挡控制策略进行研究。首先,本文对P2.5系统的结构形式进行了介绍,对其动力耦合装置进行了分析,其混动电机通过两档电动变速箱可以与AMT输入轴相连,也可以与输出轴相连,单电机实现了“P2+P3”构型的功能,所以P2.5系统的工作模式较传统的并联系统较多,对系统存在的主要模式进行了分析。以优化发动机燃油经区间为目标,根据转矩分配策略对P2.5系统的车辆扭矩需求、模式的区域划分和各动力源目标扭矩分配进行了研究。针对划分的不同模式之间的切换过程,选取了四种具有代表意义的模式切换进行了分析,并提出了基于电机动态协调的模式切换控制策略。为实现对模式切换品质的评价,提出了冲击度和切换时间的评价指标。其次,利用P2.5系统的结构特点,提出了优化AMT换挡品质的动力换挡控制策略。针对AMT换挡过程中存在动力中断和换挡冲击的问题,采用离合器传递扭矩的动态特性和电机动态补偿的控制策略进行解决。对离合器传递扭矩的动态特性采用基于Kalman滤波算法估计和离合器传递扭矩特性曲线相结合的自适应控制算法来实现。结合离合器传递扭矩的特性,动力换挡控制策略在换挡离合器分离的初始阶段,对发动机减少的输出扭矩进行动态补偿,保证车辆输出动力的稳定性;在离合器完全分离后,电机单独输出动力,使驾驶员需求扭矩维持恒定,并完成挡位的切换;挡位切换完成后,离合器闭合阶段,利用电机调节输出扭矩,维持总的输出扭矩的稳定性。最后,根据P2.5系统各部件的理论模型和测试数据在Matlab/Simulink软件中对仿真模型进行了搭建,并对控制策略进行了符合软件开发规范的标准化建模。对搭建完成的仿真模型进行设置后,创建不同的测试用例对模式切换和动力换挡控制策略进行了仿真,仿真结果表明,提出的模式切换控制策略可以显著提高P2.5系统在模式切换时输出扭矩的平顺性,动力换挡控制策略避免了AMT换挡过程中的动力中断,并显著降低了换挡冲击。然后进行了台架测试,对模式切换和动力换挡控制策略进行了台架验证,其测试结果与仿真结果有着较好的一致性,进一步验证了本文提出的控制策略的准确性和有效性。