本文基于混合动力在乘用车上的应用与发展趋势，对市场上主流混合动力系统发展现状和主要企业混合动力结构策略的差异做了分析和解读。结合某款混合动力车型的主要工况的控制策略与NVH数据分析，明确了混合动力NVH的影响因素。通过研究混合动力系统怠速、启停、暖机催化起燃、加速行驶、驾驶巡航、滑行能量回收等工况充分评估NVH风险。混合动力系统要优化在行驶工况中发动机频繁启动带来的突兀感，优化加速工况发动机扭矩较高带来的发动机轰鸣声和敲击声，优化车辆制动滑行工况电机大扭矩能量回收的电机啸叫，优化发动机噪声源和传递路径。另因国内消费者对乘用车NVH性能要求非常高，控制混合动力系统噪声的同时，还要控制风噪声和轮胎噪声。

混合动力优异的经济性得到了消费者的认可，近年来混合动力销量火爆。但混合动力汽车的工况复杂多变，给发动机噪声带来了新的挑战，特别是定置充电工况的噪声问题更加突出。本文通过对定置充电工况的燃烧噪声分析、轴系的匹配、总成的模态分析等，验证了各因素对主要的频段为300Hz-500Hz，敲击声频次为0.5阶咚咚声的影响。通过充电负荷优化，预催支架结构模态优化，可以显著的降低定置充电工况下的燃烧噪声。

能量管策略是混合动力汽车控制系统的核心策略，目的是降低整车能耗。本文研究了基于导航信息的混动能量管理优化策略，整车控制器根据接收到的实时交通流信息，如通行距离、通行时间、拥堵状态等，动态实时优化目标SOC曲线，并基于等效燃油消耗最小算法计算发动机和电机的扭矩，达成智慧调节电量的目的。试验结果显示，在拥堵工况下，基于导航的混动能量管理策略可降低能耗10%~20%。

为了评估并联式PHEV在完整SoC周期内，高能启动过程中的燃烧相位与污染物排放，依次进行了电量消耗测试与电量维保持测试。结果表明，PHEV在CD阶段与CS阶段均会出现高能启动，峰值转速与负荷分别可达4138 r/min与1.73 MPa。在负荷剧烈变化的高能启动过程中，发动机缸内燃烧相位大幅滞后，峰值CA50可达85.2°ATDC。CD阶段下产生的颗粒物排放远远高于CS阶段，且集中产生在短暂的高能冷启动过程。

针对串并联混合动力系统串联和并联模式之间的切换过程，提出了一种兼顾动力性和经济性的模式切换时机决策和扭矩协调控制策略。首先，基于驾驶员意图和等效燃油最小消耗策略，分别制定模式切换时机的动力性和经济性边界，综合考虑车辆状态仲裁目标工作模式；其次，根据不同的控制目标将模式切换过程划分为串联调速、离合器打开/接合、电动机/发电机扭矩交换和发动机/电动机扭矩交换等四个控制阶段，并考虑模式切换过程中目标工作模式突变的场景；最后，基于实车对上述策略进行验证，试验结果表明，所开发的控制策略能够满足驾驶动力性需求，快速完成模式切换过程。

本文以一台柴油机为研究样机进行台架试验，对NOx传感器数据与发动机台架CVS、车载PEMS测量的NOx排放数据进行了对比研究，验证了NOx传感器测量值的准确性，并发现由于NOx传感器的氨交叉敏感性，导致其在NOx低排放工况下的测量值偏高。根据CVS和氨分析仪的测量值，对NOx传感器的氨交叉敏感性进行了研究，通过随机森林算法得到了氨交叉敏感因子和工况之间的关系。根据氨交叉敏感因子建立了NOx虚拟传感器模型，并用试验数据对模型进行了验证，最后分析了温度对氨交叉敏感因子的影响。结果表明，由于排气温度会影响NOx传感器的内部工作温度，从而引起氨交叉敏感因子发生波动，故和原始的NOx传感器相比，考虑了氨交叉敏感性的NOx虚拟传感器的测量值更接近于CVS的NOx排放数据。

对装有AT变速器的车辆加速过程进行了受力分析，研究了车辆百公里加速过程不同挡位加速时间的分布规律。通过对换挡规律、液力变矩器闭锁时机、控制发动机降扭程度的控制策略进行优化，初步形成了8组组合优化方案，通过CRUISE仿真分析筛选出了2组优化方案，并实车测试确定了最优方案，结果表明通过AT的组合控制策略优化，车辆百公里加速性能提升了10.6%。

本文研究了DPF内部桥状结构物的沉积特性，基于CK-4标准润滑油，配置了使用Ca基添加剂的试验用润滑油，在柴油燃烧器台架上进行了DPF加载-再生循环老化试验。结果发现，在DPF中观察到入口通道中部灰分沉积（MCD）现象和桥状结构物。该结构物主要分布在DPF轴向的中部区域，且其形成与灰分的密度大小没有明确的联系。使用Ca基添加剂时，DPF通道中桥状结构物的最大分布密度较小，有利于避免烧结现象的产生，但其MCD的灰道比（A:C）为68.5%，DPF内部灰分的分布和沉积位置具有较大异常。

针对双直喷策略（Dual Direct Injection, DI2）这一新型燃烧概念，基于开源三维计算流体动力学软件（CFD）程序KIVA3V和遗传算法，本文以正丁醇和柴油作为测试燃料对其在不同发动机负荷下的进气和喷油参数进行了全面优化，确定了各负荷下DI2的最佳燃烧模式以及驱动着火的主要因素，并阐明了DI2发生多燃烧模式转换的内在原因。多负荷优化结果表明，对于低负荷，优化的DI2策略是在压缩冲程早期预喷少量高活性柴油进入缸内（约20%能量占比），随后在-60~-40 °CA将正丁醇引入柴油氛围。晚喷的正丁醇能够增加局部当量比，避免过于稀薄的燃料空气混合物，而预喷的柴油则有利于提高缸内燃油化学活性并辅助着火，进而提高低负荷的燃烧效率。相比之下，中负荷燃油的喷射顺序则刚好相反，正丁醇首先引入燃烧室，形成部分预混的正丁醇/空气混合物，而后在-50~-20 °CA将柴油引入缸内以启动燃烧。在中负荷下，大量正丁醇提前部分预混，混合气的均质性得到改善，有助于提高燃油经济性并减少氮氧化物（NOx）的形成。至于高负荷运行，正丁醇仍倾向于部分预混，但柴油喷射事件则推迟到上止点（TDC）之后。TDC之后的柴油喷射有助于提高发动机的功率输出，并减少着火期间的燃料活性，避免早燃和高压力升高率问题。低负荷下，发动机着火的主要由燃料化学活性和温度控制，而在中负荷驱动着火的主要因素是燃料化学活性，对于高负荷温度的影响变得显著。

为探究柴油/甲醇双燃料（DMDF）发动机醛类污染物的生成特性，构建了一个包含176种组分、872步反应DMDF机理。选取激波管、逆流反应器和射流搅拌器测得的试验数据验证了该机理，结果显示模拟值与试验值一致性良好。利用CHEMKIN的内燃机模型探讨了甲醇替代率、初始温度、初始压力和EGR率4种因素对醛类非常规污染物生成特性的影响。结果表明：提高甲醇替代率，会导致醛类非常规污染物生成及消耗的大部分基元反应的化学反应速率加快；当甲醇替代率为30%时，增大进气温度，甲醛的峰值摩尔分数无明显变化，乙醛的峰值摩尔分数随之增大，各相关基元反应的化学反应速率随之加快；增大进气压力，甲醛、乙醛的峰值摩尔分数无显著影响；增大EGR率，大部分反应的化学反应速率随之减小，但不会改变各基元反应对醛类非常规污染物生成及消耗的重要次序。