本文针对发动机停缸技术存在的气缸偏磨、温度变化大和停缸前后冲击的缺点,提出了变工作排量(VPD)的新思路,研究了变工作排量的控制与应用问题。设计了“循环”、“交替”、“均匀”地停缸的VPD模式。应用模糊识别与控制理论,研究了汽车行驶工况模糊判断、驾驶员意图模糊识别,以及模糊控制策略设计等方法与技术。以英飞凌XC164CM单片机为核心,设计制作了变工作排量控制器样品,并安装在捷达轿车上进行了实车道路试验。主要研究内容如下:(1)研究了发动机VPD模式设计问题,提出VPD模式的设计原则和设计方法,以及VPD模式的磨损均匀性,操作灵敏性,运转平稳性等评价原则。根据发动机气缸布量形式,分别设计了直列4缸、直列6缸、V型6缸和V型8缸发动机的工作排量变化模式。(2)研究了发动机输出特性的热力学仿真方法。利用热力学仿真的零维模型和Adams/Engine模块,对发动机稳定运转工况下的动力输出进行了模拟计算。将这种方法应用于捷达轿车,用仿真方法计算了发动机输出转矩和功率随转速和节气门开度变化的MAP图。(3)利用模糊推理与控制理论,研究了识别汽车行驶工况的模糊判断方法。将复杂的汽车行驶工况按照动力学特征整合成7种相互独立的工况,将汽车传感器输出参数模糊化后,建立了判断汽车行驶工况的模糊模型和推理规则,给出了行驶工况判断方法。(4)将模糊识别与控制理论应用于驾驶员意图识别。将驾驶员意图归结为5种量化的加速意图。将相对节气门开度和节气门开度变化率模糊化后,建立了模糊推理模型和模糊推理规则库。为检验其正确性,利用MATLAB/Fuzzy Logic工具箱对驾驶员意图识别进行了仿真。结果证明,所建立的模糊模型和推理规则能够准确识别驾驶员意图。(5)设计了选择VPD模式的模糊控制策略。将车速、档位、汽车行驶工况和驾驶员意图作为选择VPD模式的依据,提出了模糊控制原则,设计了各种行驶工况下,不同车速、档位和驾驶员意图的控制策略。(6)利用VPD理论和行驶工况判断、驾驶员意图识别、控制策略设计等技术,设计并制作了以英飞凌XC164CM为核心的VPD控制器样品,编制了软件程序,并在厂家提供的开发平台中完成调试和编译。(7)将研究的理论和控制技术应用于捷达轿车。进行了发动机变工作排量台架试验和整车节油效果道路试验。台架试验验证了所设计的VPD模式的可行性和有效性;道路试验对比了全排量与变排量运转的燃油消耗。试验表明,在汽车上应用VPD理论和控制技术,不仅具有明显的节油效果,而且有效地避免了行驶冲击、气缸偏磨和温度变化大等缺点。本文所研究的变工作排量理论、应用模糊理论判定汽车行驶工况、识别驾驶员意图的方法、以及VPD模糊控制策略等技术,对研究汽车节油技术具有较强的理论指导意义和工程实用价值。