混合动力汽车具有多种运行模式,行驶时存在着模式间的切换,针对切换过程进行的模式切换协调控制,对提高汽车燃油经济性,降低尾气排放和改善整车驾驶舒适性有重要作用。本文针对一种ISG重度混合动力汽车(Full Hybrid Electric Vehicle with an Integrated Starter and Generator,ISG-FHEV),在其驱动系统建模基础上,分析其运行模式切换过程,将运行模式划分为工作模式层和电驱动模式层两个层次,提出了一种分层多模式切换协调控制策略。首先,设计了工作模式层模式切换控制策略。通过对发动机稳态效率和电池工作特性进行分析,制定了以循环工况下汽车的需求转矩、转速和电池荷电状态(State of Charge,SOC)等相关参数作为分层控制依据的各工作模式间的切换规则。以此为基础,将工作模式划分为单一驱动模式、制动模式和混合模式,对前面两者设计了基于规则的转矩分配策略,对混合模式设计了基于优化控制的转矩分配策略。其次,设计了电驱动模式层模式切换控制策略。通过对电驱动系统进行能量平衡分析,得到了各电驱动模式下系统工作效率,以效率最大化为原则,制定了电驱动模式间切换规则,确定了目标电驱动模式,同时分配了两电机目标转矩。然后,设计了一种切换动态协调控制策略。通过对ISG-FHEV运行模式切换过程的分析,将其驱动模式切换过程划分为了伴随有发动机起动的和无发动机起动的模式切换过程,并依次设计了两类切换过程的动态协调控制策略。最后,在Matlab/Simulink和Advisor联合仿真条件下,对控制策略进行仿真。结果显示,工作模式层模式切换控制策略作用下,ISG-FHEV发动机和电池能够维持在高效区工作,汽车燃油经济性较电辅助策略得到显著提高,尾气排放有所减少,且该策略优化性能接近于庞特里亚金最小值原理全局优化型策略;电驱动模式层模式切换控制策略作用下,电驱动系统较单电机型电驱动系统效率提高了约7.5%,实现了高效切换电驱动模式的目标;切换动态协调控制策略作用下,汽车冲击度由15m/s3降为了3m/s3左右,有效改善了整车驾驶舒适性。