随着社会经济的发展和人们生活质量的提高，消费者对汽车的燃油济性、动力性、操纵方便性以及乘坐舒适性和安全性的要求也不断提高，同时各国政府对汽车排放的限制也越来越严格。变速器作为影响车辆综合性能的关键总成，高度自动化成了其发展的必然趋势，是车辆向高级智能化发展的必经环节，是汽车工业发展水平的重要标志之一。对于装备液力机械式自动变速器的车辆而言，由于车辆行驶工况的不确定性、动力传动系统中大量未知和非线性因素以及传动系统中众多液力传动和控制环节的动态变化特性等都给自动变速器的系统控制带来了不同程度的困难，尤其是换挡过程发动机-自动变速器综合控制。本文结合吉林大学与中国第一汽车股份有限公司技术中心合作的项目“越野车辆综合控制系统技术-AT控制技术研究”，以某装备Allison3500R型六挡液力机械式自动变速器的车辆为研究对象，系统分析了液力机械式自动变速器的结构特点和工作机理，运用动态建模方法建立了包括发动机输出扭矩动态模型、液力变矩器模型、行星齿轮传动机构模型、离合器/制动器模型、液压控制系统模型以及整车动力学模型在内的整车动力传动系统仿真平台，并通过台架试验对仿真平台进行验证和改进。在此基础上，将液力机械式自动变速器换挡过程分为扭矩相和惯性相，通过杠杆法对液力机械式自动变速器离合器-离合器式换挡控制原理进行分析。以动力升挡为例，将换挡前后和换挡过程中变速器输出扭矩波动最小为控制目标，提出了发动机与变速器换挡惯性相综合控制原理和发动机与变速器换挡过程恒扭矩输出综合控制原理。针对换挡过程不同阶段的影响因素以及不同的控制原理的特点，分别设计了以基于液力变矩器模型的变速器输出轴扭矩观测器的发动机与变速器换挡惯性相综合控制策略和基于ISS框架的离合器压力观测器的和发动机与变速器换挡过程恒扭矩输出综合控制策略。最后，将控制策略与整车动力传动系统仿真平台相结合，对基于液力变矩器模型的变速器输出轴扭矩观测器的发动机与变速器换挡惯性相综合控制策略进行仿真分析，并将仿真结果与发动机与变速器无综合控制情况下的动力升挡过程仿真结果进行对比。对比结果证明，采用惯性相综合控制策略与未采用换挡过程综合控制相比，在动力升挡过程惯性相阶段，变速器输出轴扭矩超调量的峰值明显下降，冲击度也明显降低，换挡品质明显提高。