车用能源短缺和城市空气恶化的问题已对我国国民经济持续发展和人民身体健康产生了巨大的负面影响。为缓解上述问题，高效节能的新能源汽车技术和替代石油基的清洁代用燃料技术对实现能源高效利用与降低污染排放起着极为重要的作用。结合“十一五”国家“863”计划重大项目（2008AA11A140）“一汽解放牌混合动力客车新型整车技术开发”项目和“国家公派出国留学”项目期间本人在外的研究经历，对城市运行混合动力客车的控制算法和混合动力车用替代燃料进行研究。主要的内容包括：1.城市运行混合动力客车的循环工况分析根据混合动力客车在城市中运行工况的特点，针对不同类型的标准循环工况，应用均匀设计的优化方法，分析了循环工况的众多特征参数的关系。遴选出以车辆经济性评为价指标时，不同特征参数的相关度和权重指标。为后续制定控制算法时，对行驶路况的判别提供了重要的理论依据。2.基于模型预测算法的控制策略开发混合动力汽车的整体性能不仅仅依赖于各个独立部件的性能优劣，还很大程度上受到各个部件协调工作优劣程度的影响。本文将协调两动力源（发动机和电池）输出满足整车的功率需求，同时保证燃油的消耗最少定义为混合动力车辆的最优控制问题，针对非线性的混合动力车辆系统，提出基于模型预测控制算法，以优化的概念来解决混合动力汽车能量控制的最核心问题。相对于传统的控制算法，基于模型预测算法的控制策略能够提高车辆的燃油经济性并保持合理的电池核电状态（SOC）状态。3.基于GPS信息的模型预测算法车辆的未来能量需求，车辆的行驶状态都将会影响混合动力汽车的燃油消耗量。基于此，本文提出的能量控制算法结合了对车辆未来能量需求的预测。该能量预测算法基于GPS提供的信息和道路的交通状态，使用基于神经网络的模型识别方法，综合考虑车辆的驾驶环境，确定未来可能的能量需求水平。根据该能量需求水平，能控制算法将实时调整输入参数（如，发动机燃油消耗率、电池SOC、发动机转速等）的各个权重关系。利用均匀设计算法来优化不同能量需求下的运行权重系数。最后结合基于模型预测的能量控制算法和基于GPS信息的神经网络能量需求水平预测算法，提出了一种新的混合动力车辆的控制策略——基于GPS模型预测的控制策略，仿真结果证明了它的有效性。4.混合动力车用多醇复合燃料研究车用发动机的性能与整车控制算法的效果密切相关。为了进一步发挥混合动力车辆的节能减排特性，结合本人在国外的研究工作，基于多醇复合代用燃料燃烧特性的分析，对混合动力专用醇类燃料发动机开发和高效区的确定进行了相关分析。在定容燃烧室中对复合燃料的燃烧特性进行可视化研究，分析了传统工况和低温工况下燃料不同的燃烧特性。结果表明，在低环境温度并辅以高EGR比例的条件下，相比较传统的柴油，复合燃料表现出更高的燃烧效率和更低的排放特性。最后基于混合动力发动机，分析了在应用多醇复合燃料后，对混合动力车用发动机经济性和排放的影响。研究表明新的车用复合燃料具有进一步提高混合动力发动机经济性和排放性能的潜力。