增程式电动汽车作为纯电动汽车完全替代传统燃油车的中间过渡产品,将成为未来市场最有竞争力的新能源汽车。增程式电动汽车使用增程式发动机搭配较小的电池包,既拥有纯电动汽车使用清洁能源的优点,还解决了纯电动汽车里程焦虑的问题。值得一提的是,控制增程式发动机工作在最佳效率点,即确保增程式发动机的能量转化效率最高是增程式汽车研究的难点。通过对发动机燃烧过程进行深入分析可知,发动机的燃烧相位是影响发动机燃油效率、燃烧变化和爆震等燃烧特性的重要因素,其表征了整个燃烧过程。由于发动机燃烧过程的随机性,发动机的燃烧相位具有不确定性。因此,在考虑发动机的瞬态运行、最优可控变量值的漂移和不断变化的物理约束下,将燃烧相位保持在最佳参考值具有挑战性。因此,本设计以BMW F800 GS型发动机为研究对象,搭建了增程式发动机实验台架,设计了基于统计学的假设检验发动机燃烧相位控制器,进行了多种工况下多组燃烧相位控制的实验。并对实验结果进行分析,证明了所设计控制器的有效性,使得发动机燃烧相位能够精确控制稳定在参考值。首先,搭建增程式发动机电控系统实验台架。根据增程式发动机的主要组成结构,本文自主设计出发动机传感器信号采集和执行器驱动输出的硬件电路板,将d SPACE控制器与发动机连接起来,进行快速原型设计。根据曲轴位置传感器采集的角度信息,采用拉格朗日插值算法,预测出精确的点火时刻。本设计与一般的发动机电控系统的区别在于,本系统在发动机气缸内安装了缸内压力传感器,将缸压信号与曲轴角度进行同步,以便快速计算发动机的燃烧相位CA50。其次,设计基于统计学的假设检验发动机燃烧相位控制器。考虑到发动机燃烧过程的随机性与不可避免性,常规的控制器无法有效解决发动机的燃烧相位CA50的控制问题。本文构建了燃烧相位CA50与点火提前角的模型,设计了基于统计特征的包含假设检验决策的发动机燃烧相位控制器。所述控制器具有三个模块,包括统计假设检验模块、统计决策模块和点火提前角控制模块。其中统计假设检验和决策模块通过对燃烧相位均值和概率分布进行检测分析,进而决定是否激活点火提前角控制模块;点火提前角控制模块用来修正点火提前角使燃烧相位跟踪到参考值。最后,进行发动机燃烧相位控制实验并对控制器有效性进行验证。本文进行了两种工况下的实验,分别为稳态工况和阶跃参考输入工况。对实验结果进行分析可知,虽然发动机燃烧相位CA50是不稳定的,且具有随机分布性,但在稳态工况下,其均值稳态误差不超过一度;在跟踪小角度的阶跃响应时,其均值以很小误差跟踪阶跃变化的参考值。表明了本文所提出的基于统计学的假设检验燃烧相位控制器可以满足本增程器实验台架的控制需求,证明了控制器的有效性。