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环境污染和能源短缺的巨大压力极大地促进了电动汽车的发展,然而,由于纯电动汽车的推广面临着续驶里程短和成本高的瓶颈,使得增程型混合动力电动汽车成为目前较为现实的解决方案。增程式混合动力汽车的辅助动力系统(发动机-发电机组,APU)用于协调能量分配,根据整车工作状态和工作模式,提供驱动电动机的能量或对动力电池充电,其中,发动机的控制是保证APU稳定、高效、低污染运行的关键。本文按照APU系统电控单元(ECU)的设计要求,基于前期开发的控制系统,从硬件、软件和后台标定系统三个方面进行了优化设计与控制研究,解决了前期应用中所暴露出来的问题和原系统未解决的问题。主要研究内容如下：(1)根据增程式混合动力汽车整车性能设计要求,对整车动力总成部分进行了参数匹配计算,确定了合适的电动机、电池及辅助动力系统参数。(2)ECU硬件优化设计。补充了发电机电压、蓄电池电压和开关氧传感器信号调理电路,设计了点火模块、氧传感器加热驱动电路,增加了燃油泵、起动机和发电机控制继电器的驱动电路,以便实现点火数字控制、空燃比闭环控制、APU自动启停控制和蓄电池充电控制。(3)ECU软件优化设计。采用μC/OS-Ⅱ实时操作系统,基于任务调度机制和中断服务体系,设计软件系统任务并分配任务优先级,开发了ECU软件系统的,驱动程序,包括传感器输入信号的采集、分析以及物理量的转换任务,空燃比闭环控制、点火控制任务,节气门位置驱动控制任务,APU起停控制任务和通讯协议的解析任务等。在APU恒转速控制模式的基础上增加了恒电压控制模式,实现了发电机电压的反馈控制。(4)ECU标定系统软件开发。基于Visual Basic开发环境,开发了具有人机对话界面的标定系统软件。基于CAN总线通信方式,可在线设置发动机的运行控制参数,实时监控发动机运行过程中的状态参数,并具有MAP建立、数据上传、修改、存储、下载等功能。在发动机台架上进行了发电机电压反馈控制和节气门控制试验,结果表明,ECU硬软件工作可靠,达到了预期的效果。