日益苛刻的环保法规和匮乏的能源成为汽车技术革命的主要推动力。混合动力汽车同时采用发动机和电机驱动，使发动机在高效区域工作以降低油耗和排放，并通过电机回收制动工况的能量，从根本角度提高燃油利用率，混合动力汽车以其低能耗低排放特性越来越引起人们的重视。在混合动力汽车开发过程中发动机转速振荡使AMT(AutomaticManualTransmission)换档时间加长并在驱动ISG(IntegratedStarterGenerator)发电过程中转速振荡，不仅破坏了整车的乘坐舒适性，还导致燃油消耗增加、排放恶化，失去了混合动力汽车清洁和高效的优势，因此需要对混合动力汽车发动机调速系统进行深入研究。本文结合国家“863”电动汽车重大专项课题“EQ7200HEV混合动力轿车开发”项目，开发基于混合动力汽车发动机的电子调速系统以消除转速振荡，减少整车换档时间，提高动力性、燃油经济性和乘坐舒适性。 为从整车角度综合考核发动机调速系统动力学特性，本文建立了发动机的瞬态动力学调速模型以及ISG和整车动力学模型。在建立面向发动机调速系统的动力学模型时，学者往往采用均值模型。这类模型忽略发动机运转过程中复杂的能量转换和动力学过程，对发动机内部各主要部件的相互作用关系描述不清，且与发动机设计参数无关。因此这类均值动力学模型精确性受到影响，适用范围也相对小。为此本文建立精确的瞬态动力学模型，以曲轴转角来描述每一瞬间发生在发动机内部能量转换和力学关系。提出基于气缸压力-曲轴转速(p-ω)的发动机动力学模型，采用FFT无量纲模型重构气缸压力变化过程，根据曲柄-滑块机构确定发动机指示扭矩，应用拉格朗日方程分析发动机瞬时转动惯量并求得往复惯性扭矩，以曲轴转速和气缸压力为主要影响因素建立了摩擦扭矩瞬态模型。 本文根据发动机转速-扭矩-节气门开度关系，采用HCU控制发动机管理系统并调节节气门，建立了调速模块与混合动力汽车电控系统的拓扑结构，使调速系统在复杂的混合动力汽车电控系统中得以实现。根据调速工况的基本控制策略，将PID控制策略引入Fuzzy控制，构成Fuzzy-PID双模复合控制方法，发挥PID良好的稳态性能和Fuzzy快速的动态性能。以转速差和转速差变化率最小隶属度为加权系数，保持控制器在模式切换时连续输出。 建立了混合动力汽车发动机调速系统动力学模型及控制模型后，对模型进行了稳态仿真和动态仿真。稳态仿真表明，发动机气缸压力除了决定指示扭矩的大小和形状外，还影响发动机摩擦扭矩，因此对曲轴角加速度及转速起到决定性的作用。由于曲柄连杆机构复杂的运动方式，往复惯性扭矩和瞬时转动惯量的变化对动力学特性有非常显著的影响，也是过去研究中常常被忽视的。对瞬态模型研究发现发动机点火顺序对指示扭矩的形状有很大的影响。分别采用PID控制方法和Fuzzy-PID方法对各种工况下转速响应情况进行了对比仿真，在Fuzzy-PID控制下系统转速响应迅速，超调较小，同时在极限工况下能够满足大转速的阶跃响应。 为标定并验证调速系统动力学模型，结合相关试验标准设计了调速性能试验方案。试验包括发动机稳态性能试验、PID参数整定试验、发动机空载调速性能试验、换档调速试验和发动机带动ISG低负荷发电试验及混合驱动试验等。试验表明，不同的切换阈值对于双模Fuzzy-PID影响较大，当阈值设定较小时，PID控制器调整范围缩小，转速响应速度快，超调量小，当阈值较大时发动机转速的响应特性变差。发动机空载试验工况在高速情况下，响应速度更快，超调小；带动ISG发电低负荷发电工况转速基本恒定，稳态波动率较低，对整车舒适性影响可以忽略。换档过程中，发动机转速能够在较短时间内调整到理想的换档速度，且减少了转速振荡。与未经调速的时换档试验相比，换档速度有很大提高，动力性明显改善，能够满足整车设计需要。 通过本文研究，消除了混合动力汽车发动机运行过程中的转速振荡，改善了转速的响应品质，提高了乘员舒适性和整车燃油经济性。同时本文建立的调速系统瞬态动力学模型丰富了前人的研究成果，并对建模方法进行了修正，提出的基于p-ω发动机动力学模型，建立了包括ISG及整车模型在内的混合动力汽车调速系统模型为系统的优化、参数标定和控制系统仿真提供了理论依据，为此类研究提供参考。