为预选或升降档操作选择最佳模式档位输入转速的方法

摘要

为预选或升降档操作选择最佳模式档位输入转速的方法。其中动力系包括在其输入处机械地耦合电－机械变速器的发动机，其选择性地以多个变速器工作档位状态中的一个和多个发动机状态中的一个而工作。控制动力系的方法包括在微处理器中或计算机中对来自发动机传感器的优化因子组和发动机及车辆运行期间产生的其它优化因子进行合并，以提供用于变速器控制模块的输出，变速器控制模块可以执行工作档位或发动机状态的改变。

说明书

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求2007年11月4日提交的，申请号为60/985,251的美国临时专利申请的受益权。上述申请的公开内容在此通过引用将其全部并入。

技术领域

[0002]本发明总体上涉及电-机械变速器。

背景技术

[0003]这部分的描述仅提供与本发明相关的一些背景信息，且有可能小构成现有技术。

[0004]已知的动力系结构包括含有内燃机和电机的转矩产生装置，其通过变速装置将转矩传送给输出部件。一个示例性的动力系包括双模式、复合分解，电-机械变速器和一个输出部件，其中电-机械变速器利用输入部件接收来自原动机动力源优选是内燃机的驱动转矩，输出部件可操作地连接机动车辆的驱动系以传送其牵引转矩。可作为电动机或发电机运转的电机为变速器产生转矩输入，该转矩输入与来自内燃机的转矩输入无关。电动机可将通过车辆驱动系传送的车辆动能转换为电能储存在电能存储装置中。控制系统监测来自车辆和操作者的各种输入并提供动力系的操作控制，包括控制变速器的工作状态和换挡，控制转矩发生装置，和调节电能存储装置与电机之间的电能交换以操控变速器的输出，所述输出包括转矩和转速。

发明内容

[0005]一种动力系，包括在其输入处机械地耦合电-机械变速器的发动机，其以多个变速器工作档位状态中的一个和多个发动机状态中的一个而工作。一种控制动力系的方法，包括：确定当前变速器工作档位状态和发动机状态；确定至少一个可能的变速器工作档位状态和发动机状态；选择性地提供操作者转矩请求；对于每个可能的变速器工作档位状态，对所述变速器限定输入转速最小值；对于每个可能的变速器工作档位状态，对所述变速器提供多个输入转速建议值，每个所述输入转速建议值还具有与其相关的所述变速器的功率输入，以及功率损失；对变速器输入转速的那些建议值中的每个分配偏置成本(biasingcost)，其小于对于每个可能的变速器工作档位状态所限定的最小值，其中为每个建议值分配的所述偏置成本具有量值，所述量值与它的rpm和每个可能的变速器工作档位状态的所述最小值的rpm之间的差值成比例；对于每个可能的变速器工作档位状态，从所述多个建议值中选择单一的变速器输入转速；确定与当前变速器工作档位状态和发动机状态以及可能的变速器工作档位状态和发动机状态相关的优化因子；优先加权(preferentially weighting)用于当前变速器工作档位状态和发动机状态的优化因子；以及基于所述优化因子和所述单一变速器输入转速选择性地指令改变当前变速器工作档位状态和发动机状态。

附图说明

[0006]现在参考附图以举例的方式描述一个或多个实施例，在附图中：

[0007]图1是根据本公开的示例性动力系的示意图；

[0008]图2是根据本公开的控制系统和动力系的示例性层次结构的示意图；

[0009]图3—8是根据本公开的各个方面的控制方案的流程示意图；

[0010]图9是根据本公开的功率流动示意图；

[0011]图10示出了与根据本公开的方法相关的第一多个优化因子阵列；

[0012]图11示出了根据本公开的多个优化因子的组合；

[0013]图12图示的是根据本公开的电-机械混合变速器工作档位变化的稳定性；

[0014]图13所示的是根据本公开的电-机械混合变速器工作档位变化稳定性的替换图表；

[0015]图14所示的是用于执行改变根据本公开的电-机械混合变速器的工作档位状态的结构图；

[0016]图15示出了从一个可能的变速器工作档位状态到另一个可能的变速器工作档位状态的转变期间，根据本公开的变速器输入转速的路径；

[0017]图16示出了对于根据本公开的电-机械混合变速器各种可能的工作档位状态，变速器输入转速值随时间的变化关系；

[0018]图17示出了在根据本公开的电-机械混合变速器各种可能的工作档位状态之间，在选定点处不同的变速器输入转速值之间的转速差值；

[0019]图18示出了根据本公开在重置的滤波期间的模式中，电-机械混合变速器输入转速的变化曲线图；

[0020]图19示出了根据本公开的偏置成本函数，其用于偏置优化给定的操作者转矩请求的可能的变速器工作档位状态；

[0021]图20是根据本公开的一个实施例代表，其所示的是对于一个示例性的变速器工作档位状态，操作者转矩请求和期望的变速器转矩输出之间的差值随时间的变化关系；

[0022]图21用图表限定了根据本公开的空间，在所述空间中搜索引擎为转矩输出选择估计值；

[0023]图22示出了根据本公开的一个示例性成本函数，其用于为每个与N_I和P_I对相关的N_I值分配偏置值；

[0024]图23示出了根据本公开的作为变速器输入转速的函数的N_Imin限值；以及

[0025]图24所示的是根据本公开的与由搜索引擎在整个空间S内产生的每对N_I和P_I相关的偏置成本等高线图(contour plot)。

具体实施方式

[0026]现在参考附图，其中所示的内容仅仅用于解释某些示例性实施例，而不是为了限制本发明，图1所示的是一示例性的电-机械混合动力系。图1中所示的示例性的电-机械混合动力系包括双模式、复合分解、可操作地连接发动机14的电-机械混合动力变速器10，以及第一和第二电机(‘MG-A’)56和72(‘MG-B’)。发动机14以及第一和第二电机56和72每个都产生可传送给变速器10的动力。该由发动机14以及第一和第二电机56和72产生并且传送给变速器10的动力称为输入转矩和转速，这里输入转矩分别以T_I和T_A和T_B表示，转速分别以N_I和N_A和N_B表示。

[0027]在一个实施例中，示例性的发动机14包括多缸内燃机，该内燃机以多种状态选择性地操作从而经由输入轴12传送转矩给变速器10，并且该内燃机可以为点燃式或压燃式内燃机。发动机14包括可操作地联结变速器10的输入轴12的曲轴(未示出)。转速传感器11优选被设置为监测输入轴12的转速。来自发动机14的包括转速和输出转矩的功率输出可能不同于提供给变速器10的输入转速N_I和输入转矩T_I，这是由于在发动机14和变速器10之间具有设置在输入轴12上或与输入轴12可操作的机械接触的转矩消耗部件，例如，液压泵(未示出)和/或转矩管理装置(未示出)。

[0028]在一个实施例中，示例性的变速器10包括三个行星齿轮组24，26和28，和四个选择性地啮合的转矩传送装置，即，离合器C1 70，C2 62，C3 73和C475。本文中使用的离合器指任何类型的例如包括单一的或复合的片式摩擦离合器或垫、带式离合器和制动器在内的摩擦转矩传送装置。优选由变速器控制模块(下文‘TCM’)17控制的液压控制电路42可操作地控制离合器的状态。在一个实施例中，离合器C2 62和C4 75优选包括供给液压的旋转摩擦离合器。在一个实施例中，离合器C1 70和C3 73优选包括液压控制的选择性地档接于(groundedto)变速箱68的固定装置。在优选实施例中，离合器C1 70，C2 62，C3 73和C4 75中的每个最好被供给液压，通过液压控制回路42选择性地接收加压的液压流体。

[0029]在一个实施例中，第一和第二电机56和72优选包括三相交流电机，每个包括定子(未示出)和转子(未示出)，以及相应的分相器80和82。每个电动机的电机定子档接于变速箱68的外部，并包括具有从那里延伸的电绕组的定子铁心。第一电机56的转子支撑在通过第二行星齿轮组26有效联结轴60的毂衬齿轮。第二电机72的转子固定连接在轴套毂66上。

[0031]每个分相器80和82优选包括可变磁阻装置，每个磁阻装置包括分相器定子(未示出)和分相器转子(未示出)。分相器80和82被恰当地定位和装配在相应的第一和第二电机56和72上。分相器80和82相对应的定子可操作地连接第一和第二电机56和72的定子。分相器转子可操作地连接相对应的第一和第二电机56和72的转子。分相器80和82中的每个信号地和可操作地连接变速器动力变换器控制模块(下文称为‘TPIM’)19，同时每个都感应和监测分相器转子相对于分相器定子的旋转位置，从而监测相对应的第一和第二电机56和72的旋转位置。另外，解译来自分相器80和82的输出信号以提供第一和第二电机56和72的转速，即相应的N_A和N_B。

[0031]变速器10包括输出部件64，例如轴，其可操作地与车辆(未示出)的驱动系90相连接，以向如车轮93提供输出动力，图1中示出了一个车轮。输出动力以术语输出转速N_O和输出转矩T_O为特征。变速器输出转速传感器84监测输出部件64的转速和旋转方向。优选为每个车轮93配置适合监测车轮转速V_SS-WHL的传感器94，该传感器的输出被如图2所述的分配控制模块系统的控制模块监控，以确定车辆速度，以及用于制动控制、牵引控制和车辆加速管理的绝对和相对车轮速度。

[0032]发动机14以及第一和第二电机56和72产生的输入转矩(分别为T_I，T_A，T_B)，是燃料或者储存在电能存储装置(下文称为‘ESD’)74中的电能进行能量转换的结果。ESD 74经由直流传输导线27联结TPIM 19的高压。传输导线27包括接触器开关38。当接触器开关38闭合时，在正常操作下，电流可以在ESD 74和TPIM 19之间流动。当接触器开关38打开时，ESD 74和TPIM 19之间的电流流动中断。响应于第一和第二电机56和72获得输入转矩T_A和T_B的转矩指令，TPIM 19通过传输导线29向和从第一电机56传送电能，类似地，TPIM 19通过传输导线31向和从第二电机72传送电能。根据提供给TPIM的指令向和从ESD 74输送电流，所述指令根据例如包括操作者转矩请求，当前操作条件和状态这样的因素获得，并且这些指令可在任意给定时刻确定ESD 74是否正在充电，放电或者处于静态平衡。

[0033]TPIM 19包括成对的动力变换器(未示出)和各自的电机控制模块(未示出)，其中电机控制模块构造为接收转矩指令和控制变换器的状态用于提供电机驱动或再生功能以获得输入转矩T_A和T_B。动力变换器包括已知的互补三相电力电子装置，并且每个包括多个通过高频转换将来自ESD 74的直流电变换为交流电从而为相应的第一和第二电机56和72之一供电的绝缘栅双极晶体管(未示出)。该绝缘栅双极晶体管形成开关模式电源，其构造为接收控制指令。典型地每个三相电动机的每一相具有一对绝缘栅双极晶体管。控制绝缘栅双极晶体管的状态以提供电机驱动机械发电或者电能再生功能。三相反相器经由直流电传输导线27接收或提供直流电，并将该直流电转换为三相交流电或由三相交流电转换为直流电，当第一和第二电机56和72作为电机工作时上述电流经由传输导线29和31输入第一和第二电机，当第一和第二电机56和72作为发电机工作时其经由传输导线29和31输出上述电流，这取决于接收到的指令，所述指令典型地基于包括当前工作状态和操作者转矩需求在内的因素确定。

[0034]图2是分配控制模块系统的示意框图。下文中将描述的元件是整个车辆控制结构的一个子集，且其可用来提供图1中示例性的混合驱动系的协同系统控制。该分配控制模块系统整合相关的信息和输入，并执行算法来控制各个执行器，以实现包括与燃油经济性、排放、性能、动力性相关的目标在内的控制目标，以及保护包括ESD 74的电池和第一和第二电机56和72在内的硬件。该分配控制模块系统包括发动机控制模块(下文称为‘ECM’)23、TCM 17、电池组控制模块(下文称为‘BPCM’)21和TPIM 19。混合控制模块(下文称为‘HCP’)5与ECM 23、TCM 17、BPCM 21和TPIM 19协同合作并进行监督控制。用户界面(‘UI’)13可操作地连接多个设备，通过这些设备车辆操作者可以选择性地控制或引导电-机械混合动力系的操作。UI 13中出现的设备典型地包括确定操作者转矩请求的加速踏板113(‘AP’)、操作者制动踏板112(‘BP’)、变速器档位选择器114(‘PRNDL’)和车速巡航控制器(未示出)。变速档位选择器114可以具有不连续的可选择的操作位置，包括输出部件64可以沿前进方向旋转，也可以沿后退方向旋转。

[0035]上文提及的控制模块通过局域网(下文称为‘LAN’)总线6与其它控制模块、传感器以及执行器进行通讯。LAN总线6允许不同的控制模块之间进行操作参数的状态和执行器指令信号的结构通讯。所采用的特定的通讯协议是面向应用的。LAN总线6和合适的协议为上文提及的控制模块和其它的如提供防抱死、牵引控制和车辆稳定性等功能的控制模块之间提供鲁棒通讯和多控制模块界面。可以使用多种通讯总线来改善通讯速度以及提供相当水平的信号冗余度和完整性。个别控制模块之间的通讯如采用串行外围接口(‘SPI’)总线(未示出)进行直接通信也是有效的。

[0036]与ECM 23、TCM 17、TPIM 19和BPCM 21协同运作的HCP 5对动力系进行监督控制。基于来自用户界面13和动力系，包括ESD74在内的各种输入信号，HCP 5产生各种指令，所述指令包括：操作者转矩请求(‘T_{O_REQ}’)，给驱动系90的指令输出转矩(‘T_CMD’)，发动机输入转矩指令，变速器10的用于传递转矩的离合器C1 70、C2 62、C3 73、C4 75的离合器转矩；以及第一和第二电机56和72各自的转矩指令。TCM 17可操作地连接液压控制回路42，并提供包括监控各个压力感应装置(未示出)和向各个电磁阀(未示出)产生且通讯控制信号在内的各种功能，从而控制包含在液压控制回路42内的压力开关和控制阀。

[0037]ECM 23可操作地连接发动机14，并通过多个分散的数据线从发动机14的传感器和控制执行器获取数据，为了简便起见，所述多个分散的数据线以一条总的双向接口电缆35示出。ECM 23接收来自HCP 5的发动机输入转矩指令。ECM 23基于实时在变速器10处监测到的发动机转速和负荷确定提供给变速器10的实际的发动机输入转矩，T_I，该转矩传送给HCP 5。ECM 23监测来自转速传感器11的输入以确定提供给输入轴12的发动机输入转速，该转速转换为变速器的输入转速，NI。ECM 23监测来自传感器(未示出)的输入以确定其它的发动机工作参数的状态，所述工作参数包括但不限于：歧管压力，发动机冷却剂温度，节气门位置，环境空气温度，环境压力。可以根据例如歧管压力，或者替换地根据监测操作者对加速踏板113的输入来确定发动机负载。ECM 23产生和传送指令信号以控制发动机执行器，所述执行器包括但不限于：燃料喷射器，点火模块，和节气门控制模块，这些均未示出。

[0038]TCM 17可操作地连接变速器10并监测来自传感器(未示出)的输入以确定变速器运转参数的状态。TCM 17产生和传送指令信号以控制变速器10，包括控制液压回路42。TCM 17提供给HCP 5的输入包括每个离合器，即，C1 70、C2 62、C3 73和C4 75的估计的离合器转矩，以及输出部件64的输出转速，No。为了进行控制，可以使用其它的执行器和传感器，以向HCP 5提供来自TCM 17的附加信息。TCM 17监测来自压力开关(未示出)的输入并选择性地激励液压回路42的压力控制电磁阀(未示出)和换档电磁阀(未示出)，从而选择性地致动各个离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75，以实现如下描述的各种变速器工作档位状态。

[0039]BPCM 21信号地连接监测ESD 74的电流和电压参数状态的传感器(未示出)，以向HCP 5提供指示ESD 74的电池的参数状态的信息。电池的参数状态优选包括电池荷电状态，电池电压，电池温度，和可用的电池能量，电池能量的范围为P_{BAT_MIN}到P_{BAT_MAX}。

[0040]控制模块ECM 23、TCM 17、TPIM 19和BPCM 21中的每个优选是通用的数字计算机，其包括微处理器或中央处理单元，包括只读存储器(‘ROM’)、随机存取存储器(‘RAM’)、电可擦可编程只读存储器(‘EPROM’)的存储介质，高速时钟，模拟向数字(‘A/D’)和数字向模拟(‘D/A’)转换电路，输入/输出电路和设备(‘I/O’)以及适合的信号调节和缓冲电路。每个控制模块具有一组存储在其中一个存储介质中的包括内在程序指令和标定的控制算法，执行所述算法以实现每个计算机的相应功能。优选利用LAN总线6和串行外围接口总线实现控制模块之间的信息传递。在预定的循环期间执行控制算法，以使每个算法在每个循环至少执行一次。一个中央处理单元执行存储在非易失存储设备中的算法，以监测来自传感装置的输入并利用预设的标定执行控制和诊断程序，从而控制执行器的运行。优选定期执行循环，例如在动力系工作期间以3.125，6.25，12.5，25和100毫秒为间隔。不过，可以选择大约2毫秒和大约300毫秒之间的任意间隔。可替换地，也可以响应于任意选定的事件的发生而执行算法。

[0041]图1中所示的示例性动力系可以选择在几种工作档位状态中的任意状态下运行，所述的工作档位状态可以用发动机状态和变速器状态进行表述，其中发动机状态包括发动机工作状态(‘ON’)和发动机停止状态(‘OFF’)，变速器状态包括如下面的表I所示的多种固定档位和连续可变档位运转模式。

表I

[0042]该表中描述了变速器的每个工作档位状态并且指出了特定的离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75中的每个所适用的工作档位状态。举例来说，为了“档接”第三行星齿轮组28的外齿圈元件，通过仅接合离合器C1 70而选择第一连续可变模式，即，EVT模式1，或M1。发动机状态可以是ON(‘M1_Eng_On’)，也可以是OFF(‘M1_Eng_)。为了将轴60连接到第三行星齿轮组28的行星架上，通过仅接合离合器C2 62而选择第二连续可变模式，即，EVT模式2，或M2。发动机状态可以是ON(‘M2_Eng_On’)，也可以是OFF(‘M2_Eng_Off’)。为了解释的目的，当发动机状态是OFF时，发动机输入转速等于每分钟零转(‘RPM’)，即，发动机曲轴不旋转。固定变速操作提供固定的变速器10输入—输出速度比，即，获得固定的N_I/N_O。例如，通过接合离合器C1 70和C4 75而选择第一固定变速操作(‘G1’)。通过接合离合器C1 70和C2 62而选择第二固定变速操作(‘G2’)。通过接合离合器C2 62和C4 75而选择第三固定变速操作(‘G3’)。通过接合离合器C2 62和C3 73而选择第四固定变速操作(‘G4’)。由于行星齿轮24，26和28中的传动比的减小，输入—输出速度的固定比率操作随着固定变速操作的增大而增大。第一和第二电机56和72各自的转速N_A和N_B取决于由离合器限定的机构的内旋转，并且与输入轴12处测得的输入转速成比例。

[0043]响应于用户界面113收集到的经由加速踏板113和制动踏板112反馈的操作者输入，HCP 5和一个或多个其它控制模块确定输出部件64处达到的和要传送给驱动系90的指令输出转矩，T_CMD，用于满足操作者的转矩请求，T_{O_REQ}。最终的车辆加速情况受包括如道路负载、道路坡度以及车辆重量等其它因素影响。基于包括动力系的各种各样的工作特性在内的输入确定变速器10的工作档位状态。这些包括通过加速踏板113和制动踏板112反馈给用户界面13的操作者转矩请求。

[0044]在一些实施例中，可以以由指令引起的动力系转矩需求为基础预测工作档位状态，以使第一和第二电机56和72以发电模式或者以输出转矩模式运转。在一些实施例中，可以通过优化算法或者程序确定工作档位状态，其中优化算法或者程序基于一些输入确定优选的工作档位状态，所述输入可包括：操作者的动力要求，电池荷电状态，发动机14以及第一和第二电机56和72的工作效率。控制系统基于嵌合在所执行的选定程序中的预先设置的输出准则管理来自发动机14和第一和第二电机56和72的转矩输入，并控制系统操作，从而有效地管理动力源，使其与ESD荷电状态和燃料分配的期望水平相一致。此外，可以根据检测一个或多个部件或子系统中的故障来确定操作，包括任意期望特征的超驰(over-riding)。HCP 5监测转矩发生装置，并确定为了使其输出的转矩满足操作者的转矩请求，变速器10所需要输出的功率。ESD 74和第一和第二电机56和72电-可操作地联结以使电能在它们之间流动。此外，发动机14，第一和第二电机56和72，以及电-机械变速器10之间机械-可操作地连接以在它们之间传送动力从而向输出部件64产生动力流动。

[0045]图3示出了一种控制系统结构，其用于控制和管理信号在混合动力系中流动，并且存在于上文所述的具有可执行的算法和标定的控制模块中，其中所述混合动力系具有多个下文将参考图1和2中的混合动力系进行描述的转矩发生装置。该控制系统结构也可以应用于具有多个转矩发生装置的替代混合动力系，包括例如具有发动机和单一电机的混合动力系，具有发动机和多个电机的混合动力系。可替换地，混合动力系可利用非电动的转矩发生器和能量存储装置，例如，液压-机械混合变速器(未示出)。

[0046]运行中，监控操作者对加速踏板113和制动踏板112的输入以确定操作者的转矩请求。操作者对加速踏板113和制动踏板112的输入包括可单独确定的操作者转矩请求输入，所述操作者转矩请求输入包括实时的加速输出转矩请求(‘Output Torque Request Accel Immed’)、预测的加速输出转矩请求(‘OutputTorque Request Accel Prdtd’)、实时的制动输出转矩请求(‘Output Torque RequestBrake Immed’)、预测的制动输出转矩请求(‘Output Torque Request Brake Prdtd’)和车轴转矩响应类型(‘Axle Torque Response Type’)。这里使用的术语“加速”是指，当操作者选择的变速器档位选择器114的位置是指令车辆沿前进方向运行时，操作者请求向前推进并与当前车速相比最好提高车速。术语“减速”或者“制动”是指操作者请求与当前车速相比最好降低车速。实时的加速输出转矩请求、预测的加速输出转矩请求、实时的制动输出转矩请求、预测的制动输出转矩请求和车轴转矩响应类型均输入控制系统。另外，监控发动机14和变速器10运转以确定输入转速(‘Ni’)和输出转速(‘No’)。根据当前操作者对加速踏板113的输入确定实时加速输出转矩请求，实时加速输出转矩请求包括在输出部件64处产生优选使车辆加速的实时输出转矩。根据操作者对加速踏板113的输入确定预测的加速输出转矩请求，预测的加速输出转矩请求包括在输出部件64处最佳的或优选的输出转矩。在正常工况期间，例如，当前没有指令防抱死、牵引控制或者车辆稳定的情况下，预测的加速输出转矩请求最好等于实时的加速输出转矩请求。当正在指令防抱死、牵引控制或者车辆稳定之一时，所述预测的加速输出转矩请求与实时的加速输出转矩请求一起保持为优选输出转矩，其中所述实时加速输出转矩请求响应于与防抱死、牵引控制或者车辆稳定性控制相关的输出转矩信号而降低。

[0047]基于当前发生的操作者对制动踏板112的输入确定实时制动输出转矩请求，并且实时制动输出转矩请求包括在输出部件64处产生的实时输出转矩请求，其与驱动系90一起施加优选使车辆减速的反应扭矩。所述预测的制动输出转矩请求包括在输出部件64处的最佳或者优选的制动输出转矩，其响应于操作者对制动踏板112的输入，其中所述制动踏板112承受在输出部件64处容许产生的与操作者对制动踏板112的输入无关的最大制动输出转矩。在一个实施例中，在输出部件64处产生的最大制动输出转矩被限制在-0.2g。与操作者对制动踏板112的输入无关，当车辆速度接近零时，可以将预测的制动输出转矩请求逐步转变为零。当操作者要求时，在预测的制动输出转矩请求设置为零的情况下仍然可以处于工作状态，例如，当操作者将变速器档位选择器114设置为倒档，同时将变速箱(未示出)设置为四轮驱动低档时。

[0048]策略控制方案(‘策略控制’)310基于输出转速和操作者转矩请求以及混合动力系的其它工作参数确定最佳输入转速(‘Ni_Des’)和最佳的发动机状态和变速器工作档位(‘Hybrid Range State Des’)，其中混合动力系的其它工作参数包括：电池功率限值和发动机14、变速器10、第一和第二电机56和72的响应限值。将预测的加速输出转矩请求和预测的制动输出转矩请求输入策略控制方案310。优选由HCP 5在每100毫秒循环和每25毫秒循环期间执行策略控制方案310。期望的变速器10的工作档位状态和期望的由发动机14传输给变速器10的输入转速被输入给换档执行和发动机起动/停止控制方案320。

[0049]换档执行和发动机起动/停止控制方案320指令变速器的工作状态变化(‘变速器指令’)，包括基于动力系的输入和操作状态改变工作档位状态。这包括：如果优选的工作档位状态不同于当前的工作档位状态，通过指令改变所使用的一个或多个离合器C1 70，C2 62，C3 73和C4 75和其它变速器指令，来指令执行改变变速器的工作档位状态。可以确定当前工作档位状态(‘HybridRange State Actual’)和输入转速曲线(‘Ni_Prof’)。输入转速曲线是对即将输入的转速的估计，其优选包括标量参数值，该标量参数值是即将到来的循环的目标输入转速。在变速器的工作档位状态转换期间，发动机操作指令和操作者转矩请求基于输入转速曲线确定。

[0050]在一个控制循环期间执行战术控制方案330(‘战术控制和操作’)以确定用于操作发动机14的发动机指令(‘发动机指令’)，包括基于输出转速、输入转速和操作者转矩请求确定的发动机14提供给变速器10的优选输入转矩，其中操作者转矩请求包括实时的加速输出转矩请求、预测的加速输出转矩请求、实时的制动输出转矩请求、预测的制动输出转矩请求、车轴转矩响应类型以及变速器的当前工作档位状态。发动机指令还包括发动机状态，所述发动机状态包括所有汽缸工作状态和停缸状态两种状态之一，其中停缸状态是指一部分发动机汽缸停用和不被供给燃料，所述发动机状态还包括供给燃料状态和切断燃料状态两种状态之一。优选在ECM 23中确定发动机指令，所述发动机指令包括在发动机14和输入部件12之间起作用的当前输入转矩(‘Ti’)和优选的发动机14输入转矩。优选在TCM 17中估计每个离合器的离合器转矩(‘Tcl’)，所述离合器包括当前使用的离合器和未使用的离合器在内的所有离合器C1 70，C2 62，C3 73和C4 75。

[0051]执行输出和电动机转矩确定方案(‘输出和电动机转矩确定’)340以确定来自动力系的优选输出转矩(‘To_cmd’)。这包括确定电动机转矩指令(‘T_A’，‘T_B’)，从而通过控制本实施例中的第一和第二电机56和72来向变速器10的输出部件64传递满足操作者转矩请求的指令输出转矩。输入实时的加速输出转矩请求、实时的制动输出转矩请求、来自发动机14的当前输入转矩和估计的使用的离合器的(多个)转矩、变速器10的当前工作档位状态、输入转速、输入转速曲线和车轴转矩响应类型。执行输出和电动机转矩确定方案340以确定每个循环重复期间的电动机转矩指令。输出和电动机转矩确定方案340包括在6.25ms和12.5ms循环期间被规则地执行以确定优选电动机转矩指令的算法代码。

[0052]当操作者所选择的变速器档位选择器114的位置指令车辆沿前进方向运转时，响应于操作者对加速踏板113的输入，控制混合动力系向和驱动系90一起作用的输出部件64传递输出转矩，以在(多个)车轮93处产生用于驱动车辆前进的牵引转矩。类似地，当操作者所选择的变速器档位选择器114的位置指令车辆沿倒退方向运转时，响应于操作者对加速踏板113的输入，控制混合动力系向和驱动系90一起作用的输出部件64传递输出转矩，以在(多个)车轮93处产生用于驱动车辆倒退的牵引转矩。优选地，只要输出转矩足以克服作用于车辆的外部载荷，例如由道路坡度、空气动力载荷和其它载荷引起的外部载荷，车辆驱动力就使车辆加速。

[0053]图4详细给出了策略优化控制方案310中的信号流动，所述策略优化控制方案310包括策略管理器220、工作档位状态分析器260以及用于确定优选输入转速(‘Ni_Des’)和优选变速器工作档位状态(‘Hybrid Range State Des’)的状态稳定和判优块280。策略管理器(‘策略管理器’)220监测输出转速No、预测的加速输出转矩请求(‘Output Torque Request Accel Prdtd’)、预测的制动输出转矩请求(‘Output Torque Request Brake Prdtd’)和可用的电池功率P_{BAT_MIN}至P_{BAT_MAX}。策略管理器220确定哪种变速器工作档位状态是允许的，并确定包括策略加速输出转矩请求(‘Output Torque Request Accel Strategic’)和策略净输出转矩请求(‘Output Torque Request Net Strategic’)在内的输出转矩请求，以上这些连同系统输入(‘System Inputs’)、功率成本输入(‘Power Cost Inputs’)和任意对于在预定的限制之外工作相关的惩罚成本(‘Penalty Costs’)一起被输入给工作档位状态分析器260。工作档位状态分析器260基于操作者转矩请求、系统输入、可用的电池功率和功率成本输入为每个允许的工作档位状态产生优选功率成本(‘P^*cost’)和相关的输入转速(‘N^*i’)。将允许的工作档位状态的优选功率成本和相关的输入转速输入状态稳定和判优块280，状态稳定和判优块280基于此选择优选的工作档位状态和优选的输入转速。工作档位状态分析器260在每个备选工作档位状态中进行搜索，以确定转矩驱动器，即，本实施例中的发动机14及第一和第二电机56和72的优选操作，其中备选工作档位状态由包括M1(262)、M2(264)、G1(270)、G2(272)、G3(274)和G4(276)在内的工作档位状态中允许的工作档位状态组成。响应于操作者转矩请求的优选操作优选包括：混合动力系工作的最小功率成本和适于在备选的工作档位状态中工作的相关发动机输入。相关的发动机输入包括优选的发动机输入转速(‘Ni^*’)、优选的发动机输入功率(‘Pi^*’)和响应于并最好满足操作者转矩请求的优选发动机输入转矩(‘Ti^*’)中的至少一个。当发动机14处于停止状态时，工作档位状态分析器260评估M1-Engine-off(264)和M2-Engine-off(266)，以确定动力系响应于并最好满足操作者转矩请求工作时的优选成本(‘P^*cost’)。

[0054]图6示意性地示出了一维搜索方案610中的信号流动。一个可控制输入的范围，本实施例中其包括最小和最大输入转矩(‘TiMin/Max’)，被输入给1-D搜索引擎415。1-D搜索引擎415迭代产生在最小和最大输入转矩范围内的备选输入转矩(‘Ti(j)’)，每个备选输入转矩被输入优化函数(‘OptTo/Ta/Tb’)440，用于n次搜索迭代。输入优化函数440的其它输入包括系统输入，其中系统输入优选包括电池功率的参数状态、离合器转矩、电机操作、变速器和发动机操作、特定的工作档位状态和操作者转矩请求。对于备选的工作档位状态来说，优化函数440基于响应于操作者转矩请求的系统输入确定与备选输入转矩相关联的包括输出转矩、电机转矩和相关的电池功率(‘To(j)，Ta(j)，Tb(j)，Pbat(j)，Pa(j)，Pb(j)’)在内的变速器操作。输出转矩、电机转矩和相关的电池功率和功率成本输入均被输入给成本函数450，执行成本函数450以确定动力系在备选工作档位状态时响应于操作者转矩请求的备选输入转矩下工作的功率成本(‘Pcost(j)’)。1-D搜索引擎415在整个输入转矩范围内迭代产生备选输入转矩并确定与其相关的功率成本，以识别优选输入转矩(‘Ti^*’)和相关的优选成本(‘P^*cost’)。优选输入转矩(‘Ti^*’)包括在输入转矩范围内的备选输入转矩，该转矩使得备选工作档位状态的功率成本最小，即，优选的成本。

[0055]图7示出了在工作档位状态分析器260的块262和264中执行的连续可变模式M1和M2每个的优选操作。这包括基于先前确定的可能是判优的输入转速(‘输入转速稳定和判优’)615执行图6和8中所示的2维搜索方案620，同时配合执行使用1维搜索方案610的1维搜索，从而为工作档位状态确定优选成本(‘P^*cost’)和相关的优选输入转速(‘N^*i’)。参考图8，2维搜索方案620确定第一优选成本(‘2D P^*cost’)和相关的第一优选输入转速(‘2D N^*I’)。第一优选输入转速被输入给2维搜索方案620和一加法器。加法器对第一优选输入转速和预定的时间周期(‘dt’)乘以单位时间的输入转速变化率(‘N_{I_DOT}’)的乘积进行求和。求得的结果与由2维搜索方案620确定的第一优选输入转速一起输入开关605。开关605被控制为或者将来自加法器的结果或者将由2维搜索方案620确定的优选输入转速输入1维搜索方案610中。当动力系在再生制动模式下工作时，例如，当操作者转矩请求包括在输出部件64处产生这样的实时输出转矩请求时，即所产生的实时输出转矩引起驱动系90的工作转矩优选使车辆减速时，开关605被控制为将由2维搜索方案620确定的优选输入转速输入1维搜索方案610(如图所示)中。当操作者转矩请求不包括再生制动时，开关605被控制到第二位置(未示出)以输入来自加法器的结果。执行1维搜索方案610以确定利用1维搜索方案610的第二优选成本(‘1D P^*cost’)，该第二优选成本被输入给输入转速稳定和判优块615以选择最终的优选成本和相关的优选输入转速。

[0056]图8示意性地示出了2维搜索方案620的信号流动。两个可控制输入的范围，在本实施例中包括最小和最大输入转速(‘NiMin/Max’)以及最小和最大输入功率(‘PiMin/Max’)，被输入给2-D搜索引擎410。在另一个实施例中，两个可控制输入可以包括最小和最大输入转速以及最小和最大输入转矩。2-D搜索引擎410迭代产生在最小和最大输入转速和功率范围内的备选输入转速(‘Ni(j)’)和备选输入功率(‘Pi(j)’)。优选将备选输入功率转换为备选输入转矩(‘Ti(j)’)(412)。将每个备选输入转速(‘Ni(j)’)和备选输入转矩(‘Ti(j)’)输入优化函数(‘Opt To/Ta/Tb’)440，用于n次搜索迭代。输入优化函数440的其它输入包括系统输入，其中系统输入优选包括电池功率的参数状态、离合器转矩、电机操作、变速器和发动机操作、特定的工作档位状态和操作者转矩请求。优化函数440基于系统输入和工作转矩请求的备选工作档位状态确定与备选输入功率和备选输入转速相关联的包括输出转矩、电机转矩和相关的电池功率(‘To(i)，Ta(j)，Tb(j)，Pbat(j)，Pa(j)，Pb(j)’)在内的变速器操作。输出转矩、电机转矩和相关的电池功率和功率成本输入均被输入给成本函数450，执行成本函数450以确定动力系在响应于备选工作档位状态时的操作者转矩请求的备选输入转速和备选输入功率下工作的功率成本(‘Pcost(j)’)。2-D搜索引擎410在整个输入转速和输入功率范围内迭代产生备选输入功率和备选输入转速并确定与其相关的功率成本，以识别优选输入功率(‘Pi*’)和优选输入转速(‘Ni^*’)以及相关的优选成本(‘P^*cost’)。优选输入功率(‘Pi^*’)和优选输入转速(‘Ni^*’)包括备选输入功率和备选输入转速，备选输入功率和备选输入转速使得备选工作档位状态的功率成本最小。

[0057]图9示意性地示出了在如上所述的示例性动力系中通过混合动力系的功率流动和功率损失。具有来自燃料存储系统9的第一功率流动路径，其中燃料存储系统9向发动机14传送燃料功率(‘P_FUEL’)，发动机14又向变速器10传送输入功率(‘P_I’)。第一流动路径中的功率损失包括发动机功率损失(‘P_LOSSENG’)。具有第二功率流动路径，该路径向TPIM 19传送来自ESD 74的电功率(‘P_BATT’)，TPIM 19向第一和第二电机56和72传送电功率(‘P_INELEC’)，第一和第二电机56和72又向变速器10传送电机功率(P_MOTORMECH’)。第二流动路径中的功率损失包括电池功率损失(‘P_LOSTBATT’)和电机功率损失(P_LOSSMOTOR’)。TPIM 19具有在系统中起电负载(‘HV Loads’)作用的电功率负载(‘P_HVLOAD’)，所述系统可以包括低电压电池存储系统(未示出)。变速器10在系统(‘InertiaStorage’)中具有机械惯性功率负载输入(‘P_INERTIA’)，所述系统优选包括来自发动机14和变速器10的惯性。变速器10具有机械功率损失(‘P_LOST MECH’)和功率输出(‘P_OUT’)，当功率输出以车轴功率(‘P_AXLE’)的形式传送给驱动系时其会受到制动功率损失(P_LOSTBRAKE’)的影响。

[0058]基于与车辆动力性、燃油经济性、排放和电池利用率相关的因素确定输入成本函数450的功率成本。功率成本与燃油和电功率消耗有关同时与混合动力系的特定工况点有关。对于每个发动机转速/负荷操作点来说，低操作成本可能与高转换效率低燃油消耗、低电池功率利用率以及低排放有关，同时考虑发动机14的备选工作状态。如上所述，功率成本可包括与混合动力系在特定工况点处的操作相关的发动机功率损失(‘P_LOSS ENG’)、电机功率损失(‘P_LOSSMOTOR’)、电池功率损失(‘P_LOST BATT’)、制动功率损失(‘P_LOST BRAKE’)和机械功率损失(‘P_LOSTMECH’)，其中的特定工况点包括输入转速、电机转速、输入转矩、电机转矩、变速器工作档位状态和发动机状态。

[0059]可以通过计算总的动力系功率损失P_LOSS TOTAL和相应的成本惩罚(cost penalty)确定优选的操作成本(P_COST)。总的系统功率损失P_LOSS TOTAL包括所有动力系的功率损失，还包括发动机功率损失P_LOSSENG、电机功率损失P_LOSSMOTOR、电池功率损失P_LOSTBATT、制动功率损失P_LOSTBRAKE和机械功率损失P_LOSTMECH。

[0060]发动机14中的发动机功率损失包括由燃油经济性和废气排放造成的功率损失，机械系统(例如，齿轮、泵、带、滑轮、阀、链条)中的损失，电子系统中的损失(例如，导线阻抗和开关和螺线管损失)，以及热损失。可基于输入转速和输入转矩和/或输入转速和输入功率为每个工作档位状态确定发动机功率损失。

[0061]这样，以固定档位工作时，即，以用于本文中描述的实施例的固定档位G1、G2、G3和G4中的一个工作档位状态工作时，包括机械功率损失在内的输入给成本函数450的功率成本可以在1-维搜索方案610之外预先确定。以模式工作时，即，以用于本文中描述的实施例的模式工作档位状态M1和M2之一工作时，包括机械功率损失在内的输入给成本函数450的功率成本可以在搜索方案620的每次迭代期间确定。

[0062]状态稳定和判优块280选择优选的变速器工作档位状态(‘HybridRange State Des’)，其最好是由工作档位状态分析器260输出的允许的工作档位状态中与最小优选成本相关的变速器工作档位状态，并考虑改变工作档位状态对变速器的操作有影响的因素以实现稳定的动力系操作。优选输入转速(‘Ni_Des’)是与优选的发动机输入相关的发动机输入转速，其中优选的发动机输入包括优选的发动机输入转速(‘Ni^*’)，优选的发动机输入功率(‘Pi^*’)，以及优选的发动机输入转矩(‘Ti^*’)，该优选的发动机输入转矩(‘Ti^*’)响应于并且最好满足对应于选定的优选变速器工作档位状态的操作者转矩请求。

[0063]在一些实施例中，每个迭代循环的成本函数中使用的成本信息包括操作成本，能量利用率，它们基本上基于与对应工作档位状态下的车辆动力性、燃油经济性、排放和电池寿命相关的因素确定。此外，可以分配成本，并且成本与燃油和电功率消耗有关，而燃油和电功率消耗与车辆动力系的具体工况点相关。对于一个操作点来说，低操作成本总体上与高转换效率低燃油消耗、低电池功率利用率以及低排放相关联，同时与动力系的当前工作档位状态有关。可以通过计算包括全部系统功率损失和成本惩罚在内的总的动力系损失来确定最佳操作成本(P_COST^*)，例如可以与控制电池荷电状态相关。全部系统功率损失包括由燃油经济性和废气排放造成的发动机功率损失，机械系统(例如，齿轮、泵、带、滑轮、阀、链条)中总的损失，电子系统(例如，导线阻抗和开关和螺线管损失)中的损失，以及热损失。需要考虑的其它损失包括电机功率损失，以及与由ESD 74的放电深度引起的电池寿命相关的因素，当前环境温度和它们对电池荷电状态的影响。由于如本文中所述，系统受条件所限，从能量利用率和功率损失的观点来看，所选择的变速器工作档位状态可能并不是在所有情况下都是真正的最佳选择。在任意一个当前时刻，特定的变速器工作档位状态和发动机状态可能是所期望的、有利的或者优选的，然而在接下来的时刻可能其它的变速器工作档位状态和发动机状态是所期望的、有利的或者优选的，这样的结果是即使一段相对短的运行时间段，例如五分钟，这个时间段期间的工况要求存在成打的或者更多个期望的、有利的或者优选的变速器工作档位状态和发动机状态。但是，在本发明的具有电-机械混合变速器的机动车辆中，在每个和每次运行条件发生变化时并不是必然需要改变变速器工作档位状态和发动机状态。

[0064]对于具有电-机械混合变速器的机动车辆的各种可能的工作条件包括各种各样的环境和如道路坡度这样的路况以及操作者转矩请求，对于电-机械混合变速器来说，在其运行期间的给定时刻，通常有效地可操作地接合可能地多于一个的变速器工作档位状态是可能的，其中所述的变速器工作档位状态包括表I中列出的档位状态。此外，对于道路坡度、加速踏板位置和制动踏板下压的每次变化来说，在任何时刻考虑到有利于多个因素之间的整体平衡，包括电-机械混合变速器的机动车辆在其典型行驶期间可以经历不同的变速器工作档位状态和发动机状态，所述因素包括燃油经济性、需要的变速器转矩输出和ESD 74的荷电状态。

[0065]根据本公开的一个实施例，图10示出了第一多个数值，其中的每个数值代表与电-机械混合变速器的可能的工作档位状态和发动机的可能的发动机状态中的每个对应的优化因子，其中可能的工作档位状态和可能的发动机状态包括表I中列出的工作档位状态和发动机状态。在图10中，标记M1和M2是指电-机械混合变速器的模式1和模式2。出于表述的目的，术语“备选工作档位状态”可以与“可能的工作档位状态”互换使用，术语“备选发动机状态”可以与“可能的发动机状态”互换使用。标记G1，G2，G3和G4分别是指档位1，档位2，档位3和档位4，同时HEOff是指发动机状态，该发动机状态或者是发动机工作状态或者是发动机停止状态。在本公开的一个实施例中，可以任意指定一个或多个这样的优化因子。在另一个实施例中，这样的优化因子中的任意一个或多个可以包括任何算法或其它数据处理方法处理后产生的输出，其中所述算法或其它数据处理方法具有由一个或多个传感器提供的输入或基本信息，而所述的一个或多个传感器可布置在具有电-机械混合变速器的机动车辆的任意位置处，或布置在驱动系上可以获取数据的任意部位上或其附近。这样的传感器可以包括但不限于：车轮速度传感器94、输出速度传感器84和转速传感器11。

[0066]期望图10中所示的为每个变速器工作档位状态和发动机状态提供的优化因子与它们相应的变速器工作档位状态和发动机状态保持关联，并且根据本公开的一个实施例的这些优化因子设置为阵列形式，如图10中所示。并不是严格需要这样排列，但这样在根据本公开执行如图11中所示和与图11有关的方法时方便。

[0067]本公开还提供多个数值，在任意选定的操作点同时机动车辆处于工作状态时每个数值与电-机械混合变速器的可能的工作档位状态和发动机状态相关联，例如在工作期间同时车辆行驶在道路表面上，所述多个数值可以表示当前的工作档位状态值。优选实施例包括一个与发动机状态相关联的数值。该第二多个数值在图11中的标记为“当前工作档位因子”的一栏中以阵列形式示出，所述“当前工作档位因子”既包括用于变速器工作档位状态也包括用于发动机状态的数值。

[0068]图11阐明了来自图10的第一多个优化因子的数值如何与来自当前工作档位状态和发动机状态的第二多个优化因子相合并。在一个实施例中，通过对来自每个阵列的相对应的工作档位状态和发动机状态的数值进行求和来进行所述合并，以获得包括用于每个可能的变速器工作档位状态和发动机状态的优化因子的第三阵列，该第三阵列标记为“新的期望的工作档位因子”。正如这里所使用的，期望的工作档位状态是指变速器工作档位状态或发动机状态，该状态因为某种原因总体上与动力性有关，不过也可以与发动机经济性、排放或者电池寿命有关，比当前变速器工作档位状态和/或发动机状态更期望。可以对第三阵列中存在的数值进行相互比较，在一个实施例中，第三阵列中存在的最小数值代表将要选择或者为了选择作为评估基础的变速器工作档位状态或者发动机状态，其中在具有电-机械混合变速器的机动车辆运行的同时以该最小数值为依据改变电-机械混合变速器的工作状态。例如，在图11的第三阵列中，最小数值是7，其对应的是电-机械混合变速器的M1工作，然而变速器的当前工作档位状态是M2，证明在当前工作档位阵列中0是最小数值。在一个示例性的、非限制实施例中，向嵌合在TCM 17中的换档执行模块发送一个建议将变速器工作档位状态从M2变换为M1的信号，这可由TCM实现。在替换实施例中，TCM可以配置有附加的数据决策和算法，从而或者接受并执行根据本公开的处理得到的建议的变换指令，或者它可以依据编入TCM 17程序中的其它因素拒绝这样执行，这两种做法在一个实施例中可以是任意的，在另一个实施例中可以基于一个或多个具有由车载传感器提供输入的算法的输出确定。在本公开的一个实施例中，TCM 17提供的当前工作档位因子可以具有与第二多个优化因子的数值的格式相同的格式。在其它实施例中，TCM 17提供的当前工作档位因子可以具有任意格式，只要和与第二多个优化因子相关的数值的格式不同即可。

[0069]在另一个实施例中，如图10中所述的第一多个优化因子可以与图11中标记为“期望的工作档位因子”(其既包括变速器工作档位状态也包括发动机状态的数值)的阵列中所给出的替换的多个优化因子相合并，以获得包括一组称为“新的期望的工作档位因子”的优化因子的第三阵列。包括期望的工作档位因子的优化因子可以是由任何算法或其它数据处理方法处理后产生的输出，其中所述算法或其它数据处理方法具有由一个或多个传感器提供的信息，而所述的一个或多个传感器可布置在具有电-机械混合变速器的机动车辆的任意位置处，或布置在驱动系上可以获取数据的任意部位上或其附近。这样的传感器可以包括但不限于：车轮速度传感器94、输出速度传感器84和转速传感器11。在另一个实施例中，图10中给出的第一多个优化因子可以同时与来自当前工作档位因子的优化因子和期望的工作档位因子相合并，以获得包括新的期望的工作档位因子的第三阵列。

[0070]通常，一个或多个优化因子随期望的工作档位因子一起响应于具有电-机械混合变速器的机动车辆所遇到的工作条件的变化而改变，在车辆运行期间这些因子的值可以增大也可以减小。例如，当作出遇到上坡并低速行驶的操作者转矩请求时，响应于此，可以减小与G1操作相关的优化因子的值。类似地，当车辆操作者作出遇到下坡并等速行驶的制动转矩请求时，可以大大增加与G1操作相关的优化因子的值，从而实质上排除了选择G1工作档位。

[0071]在图11中，由当前工作档位因子和期望的工作档位因子组成的两个阵列中的数值相同仅仅是出于示例的目的，实际上这两组优化因子的数值可以互不相同。对于来自图10的第一多个优化因子与期望的工作档位因子相合并的实施例来说，由用于新的期望的工作档位因子的优化因子组成的第三阵列被提供，其中的至少一个因子随后被提供给可以嵌合在TCM17中的换档控制模块。对于换档控制模块指令执行改变变速器工作档位状态、发动机状态之一或者二者的情况，由新的期望的工作档位因子组成的优化因子与本公开的方法通信作为其输入，在如本文所述的随后迭代处理中作为期望的工作档位因子，正如这些实施例中所期望的，以任意希望的或选择的时间间隔重复执行如本文所述的方法，所述间隔可以是大约2毫秒和大约300毫秒之间的任意间隔，其包括在这之间的所有间隔和间隔范围。

[0072]在根据本公开的优化因子的优选合并中，希望只对相同类型的优化因子进行合并，即，与M1相关的优化因子只可以和与M1相关的其它优化因子合并，G2与G2，如此类推。尽管阵列的合并，作为包括这些阵列的总和已经给出和描述了所述阵列中的每个阵列，根据本公开的一个实施例所述阵列由多个优化因子组成，并选择阵列中的最小值作为考虑使电-机械混合变速器的工作档位发生改变的值，本公开还包括选取最大数值作为选择标准的实施例。在其它实施例中，两个或多个阵列的合并可以包括对与阵列中存在的每个工作档位相对应的数值进行相减、相除或相乘这样的合并，从而提供这样一个值，该值是唯一的或者不同于如此合并后的结果中存在的其它值，每个这样的值代表的是相对优选的发动机状态或变速器档位状态。随后在每个这样的实施例中，作出选择，偏置存在的最大或最小数值，或者任意其它不同属性的数值。对于如本文给出的合并优化因子造成一个组或一个阵列中存在两个或多个相同或不可区分的优化因子的情况，可以从这些不可区分的值中任意选择一种变速器工作档位或者可以设置为任何默认的期望选择。

[0073]在本公开的一个实施例中，可以将图10中所示的阵列中的第一多个优化因子的数值大小选择为，当它们与如图11中所述的期望工作档位因子或者当前工作档位因子中存在的数值合并时足以提供偏置效果。根据一个实施例，为了方便，可以提供几组这样的来自图10的优化因子，并将其排列为矩阵，如下面的表II和表III所示：

表II

用于当前工作档位的稳定性的偏置量(bias offset)矩阵

这样，可以从这个矩阵中提供当前工作档位因子的多个优化因子。在这样的排列下，如果电-机械混合变速器的当前工作档位状态是M1，那么选择来自第一行的数值作为阵列数值，其用于与本文描述的阵列合并时使用。可以从如表III所示的矩阵中选择期望的工作档位因子的阵列，作为与电-机械混合变速器期望的工作档位状态和发动机状态相关的优化因子值的典型代表。

表III

用于先前选择的期望工作档位的稳定性的偏置量矩阵

[0074]根据本公开，当包括图11中所述的当前工作档位因子和期望的工作档位因子的矩阵与如图10中提供的多个优化因子合并时，由于期望的工作档位和当前工作档位都包含根据图10提供的优化因子，所以总的效果是使变速器换档稳定。通过慎重选择上面表II和表III中的值，由于可以选择禁止电-机械混合变速器的工作档位状态进行特定的改变的值，所以会出现意想不到的有益效果。例如，可能允许工作档位从M2变为G4，而可能禁止工作档位从M2变为G3，使用者根据本文的方法通过慎重选择优化因子的值作出允许或者禁止改变的选择。通常，不论是基于变速器的输出转速还是基于使用者选择的任何其它准则，都希望避免选择不允许的档位状态。在一个实施例中，在整个时间段考虑适合变速器的M1和M2操作的不同可能的输入转速，以第一多个数值为这些状态提供相应数值，所述数值与期望的变速器工作档位状态无关。根据一个实施例，选择过程包括仅考虑与期望的变速器工作档位状态相关的输入转速。在一个优选实施例中，代表当前变速器工作档位状态的数值具有零偏置。在其它实施例中，代表当前变速器工作档位状态的数值具有相对小的偏置，并且可以为正或负。尽管作为正的数值示出，但是根据本公开的优化因子可以是负值，因为本文处理的最终结果基本上根据它们彼此间的相对大小而定，所述处理是指对用于指定结果的不同优化因子进行合并。

[0075]图12示出了根据本公开的电-机械混合变速器的工作档位的换档事件或者改变的稳定性的总效果，图12使用功率损失作为纵坐标；不过，如果需要也可以采用其它单位作为纵坐标。在图12中，以虚波浪线示出了与以G1操作的车辆相关的功率损失与时间的关系图，其中工作条件随时间而变化。当功率损失随着标记为M1的时间横坐标变化时，采用电-机械混合变速器的其它工作档位状态可能会对燃油经济性、电池荷电状态、总转矩输出等有益。不过，如果操作者在整个时间段内的转矩要求变化特别大时，多次改变换档或变速模式会对如此配置的车辆的动力性产生不利影响。因此，通过考虑对所述优化因子引入偏差，在工作条件变化的全部时间内，与以G1操作的车辆相关的功率损失都可以在纵坐标轴上向上移动到相应的实波浪线，分别来自表II和表III第一行的因子A和B之和代表其偏置量。参考图12，这样的结果是变速器工作档位保持在M1，直到与该模式操作相关的功率损失加上偏置量超过以另一个工作档位状态工作时的功率损失，在G1的情况下，在那个点处工作档位状态的改变受到影响，随之贯穿整个所示时间间隔功率损失沿着如实圆标记的路径。从而，发生电-机械混合变速器的工作档位状态过多改变的情况，以任意期望的水平保持这样的情况，所述期望的水平由所选择的优化因子确定，这可能意味着它们的最小化，以及基本上或完全消除。图13中也显示了这样的结果，图13中以变速器期望的工作档位状态为纵坐标，该纵坐标所显示的内容去除了那些对于车辆的某些终端应用来说被认为是不期望的工作档位状态，所述车辆具有根据本公开的电-机械混合变速器。

[0076]在一个实施例中，使如本文所述的优化因子的矩阵、阵列或其它排列存在于或进入微处理器中，硬件或软件存储器中，同时优选利用这样的处理装置执行本文所述的合并，然后该处理装置向TCM 17产生输出结果，TCM 17将该输出作为它自己决策处理的输入使用。不过，除了本文中描述的这样的矩阵或者阵列外，也可以使用存储器中任意排列的优化因子，只要该排列方便计算。单个优化因子可以与许多和车辆操作有关的可能的变量相关，或者单个优化因子可以以许多和车辆操作相关的可能的变量为依据，包括但不限于与能量利用率、动力性、燃油经济性、尾气排放和电池荷电状态有关的变量，在一个实施例中这些变量涉及的信息由传感器提供。在其它实施例中，可以从机械驱动系统中的损失、电气系统中的损失、热损失、电机功率损失、内部电池功率损失或者车辆系统中的任何其它实际损失中的单独一种损失，或者与任意一种或者多种损失相合并的损失中获得优化因子或者作为获得优化因子的基础，其中机械驱动系统中的损失包括由带、滑轮、阀、链条造成的损失。

[0077]图14描述了包括微处理器的体系结构，所述微处理器能够执行根据本公开的电-机械混合变速器的工作档位状态的改变。图14示出了微处理器MP，该MP具有当前期望档位优化因子和如图10中所述的优化因子。微处理器具有输出，该输出输入给变速器控制模块，即TCM 17；TCM 17本身以多个当前工作档位状态优化因子的形式向微处理器提供反馈。TCM 17可以向变速器10提供建议的换档执行指令。

[0078]具有如本文所述的电-机械混合变速器(包括功能相同的装置)的车辆的工作还包括变速器输入转速，N_I，当机动车辆行驶期间车辆工作条件发生变化时该输入转速本身也会受改变。在经历了工作条件变化之后，这将会是真实的，即，在许多情况下除了现有的或者当前的变速器工作档位状态之外可能更希望使用不同的变速器工作档位状态。通常，当机动车辆以相同的给定速度行驶时，当考虑使用不同的工作模式或者变速器工作状态作为替换操作形式用于以相同的给定速度运转时，对于不同的变速器工作档位状态，变速器输入转速N_I是不同的。因此，通过改变变速器输入转速N_I可如愿实现变速器工作状态和/或发动机状态的改变。

[0079]图15用图表举例示出了当具有如本文所述的电-机械混合变速器的机动车辆经历工作档位状态从例举的M1变换为M2时，变速器输入转速N_I如何随时间变化。当当前变速器工作档位状态为M1时，M1的N_I代表当前N_I。G2 N_I和M2 N_I代表为相应的变速器工作档位状态选定的(期望的)N_I。由于禁止工作档位状态直接从M1变换为M2，所以变速器首先必须经过G2。由图可见，在这个过渡期间，在由M1变换为G2时需要的变速器输入转速N_I首先下降，然后在以G2的短暂工作期间随时间推移稍微增大，在这之后N_I急剧增大从而实现M2操作。因此，所看到的变速器输入转速N_I经历的路径或者“行程”通过下式给出：

(M1N_I-G2N_I)+(M2N_I-G2N_I)                 [1]

其中，M1N_I是变速器以M1工作时的变速器输入转速；G2N_I是变速器以G2工作时的变速器输入转速，M2N_I是变速器以M2工作时的变速器输入转速；G2N_I是变速器以G2工作时的变速器输入转速。通过对N_I的改变方向进行加权(weighting)，可以通过下面的计算型式提供所看到的变速器输入转速N_I经历的行程的总“成本”：

TC＝[(M1N_I-G2N_I)*a+(M2N_I-G2N_I)*b]*x       [2]

其中，“*”表示乘法运算，a和b是常数，其中a用于N_I为负的变化，b用于N_I为正的变化。在替换实施例中，a和b是变量参数，它们是相应的N_I行程距离或者相应的期望变速器工作档位状态的函数。变量x，行程方向权重常数，是可由车辆工程师设置或者确定的主观值。确定x需要考虑变速器工作档位状态的可能改变是先需要升档再降档，还是如图15中所示先需要降档再升档。如果所需的顺序是降档，然后升档，那么将x设置为主观确定值c。如果所需的顺序是升档，然后降档，那么将x设置为主观确定值d。对于图15中所示的情形，用于确定TC的公式是：

TC＝[(M1N_I-G2N_I)*a+(M2N_I-G2N_I)*b]*c        [3]

通过类似算法，对于车辆行驶过程中任意点处变速器工作档位状态和发动机状态的给定的可能改变来说，通过考虑N_I必经的行程可以容易地为变速器工作档位状态和发动机状态的每一次可能的改变提供行程成本因子(TC)。尽管出于解释的目的图15中所示的N_I的变化沿着一条直线路径，但是在实际工作中在所有或者部分转换期间N_I的变化也可能沿着曲线路径，其中该路径可能是上凹的也可能是下凹的。如在图15的不同点处实时发生的，在这个例子中作为行程初始值的M1的N_I计算值是监测到的当前N_I值，可以同时处理G2和M2工作时代表行程中间点和终点的N_I计算值。

[0080]图16用图表示出了在具有如本文所述的电-机械混合变速器的机动车辆运行期间对于所示的每个变速器工作档位状态来说N_I的选定值如何随时间变化。当前N_I曲线表示监测到的当前N_I值，在这个例子中它是当前变速器工作档位状态为M1时的当前N_I值。在一个实施例中，任意选择各个时间点处的选定N_I值(该值在替换实施例中可以是期望的N_I值或者需求的N_I值)生成所示的曲线。在其它实施例中各个时间点处选定的N_I值基于一个或者多个具有由车载传感器提供输入的算法的输出确定，这些值例如由微处理器处理后可以提供与图16中所示的曲线相似或者不同的曲线。重要地，如图9中所示，对于每个时间点Tx值得考虑的是，与每个这样的曲线单一点有关联，单一点可以作为计算转速差的依据，对于任何期望的时间点来说，该标记为“Δrpm”的转速差在确定与变速器工作档位状态的每种可能的变化相关的行程成本因子时是有用的。虽然这里使用rpm作为一种例举的实现方式，不过同样可以使用其它转速矩阵。在一个实施例中，可以以如下表IV所示的阵列方便地设置Δrpm值：

表IV

与变速器工作档位状态可能的变化相关的rpm差值

 

M1M2G1G2G3G4HEOFF0Δrpm3Δrpm2Δrpm1Δrpm3Δrpm4Δrpm5Δrpm6

其中，与M2相关的转速差包括如前所述的M1到G2和G2到M2的转速差。用于计算δrpm的M1 N_I值是当前的M1 N_I值而不是选定的M1 N_I值。表IV中用于Δrpm的值是当变速器正以M1操作时所遇到的典型值，当用于M1的Δrpm的值为零时，其具有倾向于使变速器工作档位状态保持以M1操作的偏置效果，从而使变速器工作档位状态稳定为M1操作。在一个实施例中，与变速器工作档位状态的每个可能的变化相关的Δrpm的值，如表IV中提供的那些值，每个乘以行程方向权重常数a，b，c，d(它们在替换实施例中可以是作为相应的行程距离Δrpm或者相应的期望变速器工作档位状态的函数的变量参数)，其中a，b，c，d来自上面定义每个相应变速器工作档位状态的可能的变化的方程TC，以获得新的包括多个行程成本因子(TC)的阵列，所述行程成本因子代表用于每个变速器工作档位状态的优化因子，它们基于与变速器工作档位状态的每个可能的变化相关的输入转速行程或曲线有效确定，表V中提供的值用于举例而非为了限制本公开：

表V

基于变速器输入转速N_I行程的优化因子

 

M1M2G1G2G3G4HEOFF00.60.30.40.50.70.8

[0081]与如表V中设置的每个可能的变速器工作档位状态相关的基于输入转速行程或曲线的优化因子(“变速器输入转速行程优化因子”)可以如本文详述的那样与其它组的优化因子相合并，以产生新的期望的工作档位因子，所述其它组的优化因子包括一组或者多组如图11中所示并参考图11描述的优化因子。如图16中所示的各个时间点处选定的N_I值可以基于一个或者多个算法的输出确定，其中所述算法在具有一个或者多个车载传感器的微处理器中执行，所述传感器包括但不限于本文中提到的传感器。在一些实施例中，以选定的间隔将用于M1操作和M2操作的变速器输入转速N_I提供给期望的变速器工作档位状态。在一个实施例中，通过微处理器选择用于M1的N_I值，其中微处理器查找并选择与最小功率损失相关的N_I值，在这个实施例中该N_I值可以用于确定对应图10中的M1操作的优化因子，或者作为确定对应图10中的M1操作的优化因子的依据。在几乎相同时刻，通过微处理器选择用于M2的N_I值，其中微处理器查找并选择与最小功率损失相关的N_I值，在这个实施例中该N_I值可以用于确定对应图10中的M2操作的优化因子，或者作为确定对应图10中的M2操作的优化因子的依据。工作条件的微小变化可能会大大改变优化因子，并且可能会导致试图改变档位或者模式的变速器操作过于频繁，如本文所述的优化因子的偏置或者加权减轻了不希望的频繁换档。对于响应于车辆工作条件的变化以毫秒级的短时间间隔连续提供用于M1和M2的N_I值的实施例，即使工作条件的微小变化也可能大大改变优化因子，当从一个时间间隔到下一个时间间隔的过程中用于M1和M2的N_I值有大的波动时会发生这样的情况。每次行驶条件稍微变化就改变工作档位状态，基本上会导致变速器几乎总是试图改变档位或者模式，如本文所述的优化因子的偏置或者加权减轻了不希望的频繁换档。在产生了新的期望的工作档位因子和选择了期望的工作档位之后，估计用于期望的工作档位的N_I值，在许多情况下，从一个间隔到下一个间隔N_I值可以显著变化。因此，希望对N_I值进行“滤波”以去除噪音，所述噪音包括在一个或多个短时间间隔期间因N_I值的瞬时波动造成的大于或者小于平均N_I值的那些值。在一个实施例中，对同时用于M1操作、M2操作和空档的N_I值进行滤波，即使在给定时间点处实际上只使用M1操作或M2操作之一的N_I值，即，系统同时为M1操作和M2操作连续提供N_I值。在这样的实施例中，当连续地或者以选定的间隔为M1或M2操作提供输入转速N_I时，只使用与期望的模式(或者M1或者M2)相关的输入转速N_I来产生基于当前车辆工作条件的期望的变速器输入转速曲线。在选定了期望的档位状态之后，对为M1和M2选择的N_I值进行滤波以降低噪音，在滤波的同时，当期望的档位改变时，对将要转换为的期望档位模式重新进行滤波，以使得初始输出值等于输入值，如图18中所示。那里图示的建议的N_I值最终用于产生基于期望档位的期望输入转速曲线。例如，当选择M1作为期望档位时，使用N_I M1作为期望的N_I曲线，一旦M2变成期望的档位，该曲线就切换为建议的N_I M2。作出这样的选择性重置，使得当系统从一个曲线切换为另一个曲线时，使用未滤波的建议的N_I作为初始值。当为了降低噪音对建议的输入转速进行滤波时，只对期望模式的建议输入转速进行滤波。当它的模式被选择时允许建议的输入转速进行重置。

[0082]操作具有如本文所述的电-机械混合变速器的机动车辆需要考虑的是，这种机动车辆的操作者在不同的时刻会对驱动系作出不同的转矩请求(例如通过踩下加速或制动踏板)。然而，在操作者转矩请求的许多情况中，驱动系和/或制动系统可能并不能传递操作者请求的转矩量，即，可能对制动或加速踏板的踩踏量超过了一个位置，该位置对应系统可以实现传递请求转矩的实际能力。

[0083]对于不同的发动机操作点在可能的变速器工作档位状态中，给出相同的操作者转矩请求时，操作者请求的转矩和驱动系实际能力之间的差值通常彼此并不相同。在本公开的一个实施例中，当在可能的发动机操作点运行时，考虑每个可能的发动机操作点给定时间点处操作者请求的转矩量和系统可传递的转矩量之间的差值，从而在操作者作出转矩请求时为每个可能的发动机操作点产生多个转矩差值。在一个实施例中，对于给定的可能的发动机操作点来说，与在可能的变速器工作档位状态中可传递的转矩相对于操作者请求的转矩的不足程度成比例地为每个转矩差值分配偏置“成本”值。当对这样的偏置成本进行相互比较，并作为评估运行过程中特定点处哪个发动机操作点最适合或最期望用于给定的操作者转矩请求的基础时，对于给定的操作者转矩请求来说，这样的偏置成本值基本上反应了对具有与它们相关的较大偏置成本的可能的发动机操作点的期望程度较小。在一个实施例中，对所有部分的总和与每个可能的发动机操作点的偏置成本(包括总的功率损失)进行比较，其中所有部分的总和代表各个驱动系部件的功率损失，每个可能的发动机操作点是指可传递的转矩最接近操作者请求的转矩的那些操作点，从而当操作点的转矩最接近操作者转矩请求时选择具有最小功率损失的可能的发动机操作点作为期望的发动机操作点。

[0084]图19示出了一个成本函数，其用于提供指示可能的发动机操作点和变速器工作档位状态优选组成的偏置成本，该成本函数随操作者转矩请求的大小而变化。图19中偏置成本曲线图的示例性轮廓是大致抛物线形成本曲线，其横坐标是操作者转矩请求。该偏置成本曲线可以通过由车辆工程师选择或产生的任何期望函数确定，从而在确定不同的可能的发动机操作点和可能的变速器工作档位状态的优化时提供允许主观决策的机会。在期望的或者选定的整个变速器工作档位状态范围内，可以使用的函数类型包括但不限于：双曲线函数，线性函数，连续函数，非连续函数，常量函数，平滑曲线函数，圆函数，椭圆函数，以及包括上述任一个的任意组合，或者单独一个或者彼此数学组合。从而，在一个实施例中，在具有如本文所述的驱动系的车辆行驶期间的任意选定点处，在确定最期望哪一个发动机操作点和变速器工作档位状态用于给定的操作者转矩请求时所使用的标准，并不一定要求机动车辆在燃油经济性、功率输出、动力性等方面的工作效率最高。

[0085]在用于每个发动机操作点的可能的变速器工作档位状态中，存在驱动系能够传递的最小输出转矩(To Min)和最大输出转矩(To Max)。最大输出转矩通常适用于车辆加速，最大输出转矩包括例如发动机输入转矩和来自第一和第二电机的电机转矩这样的转矩。最小输出转矩通常适用于车辆减速，最小输出转矩包括例如再生制动期间提供的制动转矩这样的转矩，其中再生制动包括利用一个或多个作为发电机使用的电机实现对车载电池充电的情况。

[0086]关于图19，其表示的是可能的变速器工作档位状态中的单一发动机操作点，从图中清楚可见，属于To Min和To Max之间的大量可能的操作者转矩请求值没有与其相关的偏置成本，即，由点线所示的函数值是零。不过，当操作者转矩请求达到或者超过To Max值时，沿着与操作者转矩请求相对应的点状曲线，纵坐标值给出了与操作者转矩请求相关的成本。根据需要，其它可能的变速器工作档位状态可具有与它们关联的相同的、类似形状的、或者不同形状的函数。

[0087]在一个实施例中，如果操作者转矩请求在To Min和To Max之间的范围内，在这个范围内时图19中点状曲线所示的偏置成本函数是常数，在这个例子中是零，考虑到操作者转矩请求的水平处于这个范围之内，所以没有为该变速器工作档位状态中的特定发动机操作点分配偏置成本。当操作者转矩请求大于To Max时，用于确定与转矩请求相关的偏置成本的函数由图11中的虚线表示。这样，在确定图10中所示的发动机操作点选择和第一多个数值时，偏置成本除了包括与功率损失相关的客观成本以外还可以包括主观成分。从而，在一个实施例中，只要操作者转矩请求稍稍超出To Max，例如超过10牛顿-米，就会为其分配偏置成本，所分配的偏置成本小于为超出To Max大于10牛顿-米的操作者转矩请求分配的偏置成本。

[0088]下表VI是一个示例，其表示的是与车辆操作者转矩请求和在示例性的可能的变速器工作档位状态下驱动系可传递的最大转矩之间的差值相关的成本，其中ΔN*m是以牛顿-米表示的差值，kW在这个例子中是以千瓦表示的成本；不过也可以使用其它任何方便的单位，或者没有单位。这个阵列可以存储在计算机存储器中并在需要时被微处理器访问。

表VI

为可能的变速器工作档位状态的不同转矩请求分配的成本

 

ΔN*m0101001000kW02050180,000

[0089]图20中所示的是与可能的变速器工作档位状态相关的偏置成本的替换表示。在图20中，作为一个例子，值x代表操作者请求的转矩量和可能的变速器工作档位状态期望输出的转矩量(“期望的T_O”)之间的差值。期望的T_O是与操作者转矩请求最接近的转矩量，其中操作者转矩请求可基于选定的发动机操作点的输出转矩限值(T_OMAX和T_OMIN)和用于所考虑的具体可能的变速器工作档位状态的转矩储备获得。对于车辆运行中同一给定点处相同的操作者转矩请求来说，x的大小随着所考虑的可能的变速器工作档位状态而变化，其中x是转矩差值(ΔN*m)。在一个实施例中，对给出相同操作者转矩请求的不同的可能的变速器工作档位状态的x值进行比较，选择具有最小x值的可能的变速器工作档位状态。在另一个实施例中，可以给具有最小x值的可能的变速器工作档位状态分配偏置成本(权重因子)，偏置成本与代表各个驱动系部件功率损失的所有部分的总和相合并，以获得总的功率损失，然后总的功率损失可作为选择特定的可能的变速器工作档位状态而非其它档位状态的标准。

[0090]通过提供具有任意期望特征的函数，所述期望特征包括但不限于图19中由偏置成本曲线示出的那些特征，可以为特定情况的给定操作者转矩请求分配偏置成本，即使操作者转矩请求中请求的转矩小于最大系统转矩输出。以图19中Q点处的操作者转矩请求为例，该转矩请求小于To Max，但仍然具有为这个可能的变速器工作档位状态和操作者转矩请求分配的成本。如此规定操作者转矩请求成本(或偏置)使得可以在To Max和具有最大转矩数值的操作者转矩请求之间的转矩范围内建立转矩储备，所述具有最大转矩数值的操作者转矩请求是指在To Min和To Max之间的范围内没有分配偏置成本的最大操作者转矩请求。包括该转矩储备的操作者转矩请求范围的规定有效地使变速器控制系统优先选择这样的系统执行器操作点和变速器工作档位状态，即那些具有较大、甚至接近操作者转矩请求的To Max的操作点和变速器工作档位状态，对于所考虑的变速器工作档位状态下的特定发动机操作点来说，所述操作者转矩请求的量与操作者转矩请求和To Max之间的差值成比例。作为偏置选择来产生最大To Max和最小To Min的系统执行器操作点的代替，包括转矩储备具有减小偏置标准点To Max至To Max减去转矩储备的效果。这不仅对超出最大可传送输出转矩的操作者转矩请求产生影响，也会对小于和接近最大可传送输出转矩的操作者转矩请求产生影响。当操作者转矩请求的大小接近当前选择的，即当前采用的变速器工作档位状态可传送的最大转矩时，通过降低变速器系统发生多次换档事件或模式改变的趋势可改善机动车辆的可驱动性。在接下来的实施例中，不存在转矩储备。

[0091]此外，当操作者转矩请求超过To Max(或者小于To Min)时，对于这样的情况不使用根据本公开的利用偏置成本的方法，由于总功率损失基于由To Max和To Min限定的可传送输出转矩判断，所以会丢失与操作者转矩请求超出To Max(或小于To Min)的量相关的信息。根据本公开的方法步骤和获得用于超出To Max(或小于To Min)的操作者转矩请求的偏置成本值提供与转矩请求超出To Max的量相关的信息，同时该信息被引入到整个选择程序中，所述选择程序涉及选择发动机操作点和可能的变速器工作档位状态。在一个实施例中，该信息有效地偏置搜索引擎，使其搜索到的每个可能的变速器工作档位状态之内的发动机操作点利于提供最大的To Max值(最小的To Min值)，其中所述搜索引擎嵌合在用于提供如图10中所示的多个数值的软件和/或硬件中。在车辆运行期间操作者作出转矩请求时，与每个可能的变速器工作档位状态对应的操作者转矩请求相关的偏置成本只是用于确定如图10中所示的第一多个数值的一个组成部分。

[0092]在一个实施例中，出现在图10所示的第一多个数值中的每个数值的计算包括与如发动机功率损失、电池功率损失、电机功率损失和变速器功率损失这样的客观功率损失有关的组成部分(components)。另一个实施例提供另外的惩罚成本，所述惩罚成本包括用于超出电池功率限值、发动机转矩限值、电机转矩限值的成本以及其它主观期望成本，所述主观期望成本可包括与如本文所述的输出转矩请求相关的偏置成本。还包括作为迭代数据处理方法处理结果产生的组成部分，在一个实施例中使用基于微处理器的搜索引擎执行该迭代数据处理方法。

[0093]对于每个连续可变工作档位状态，适合这种方法的搜索引擎使用如图21所示的空间，所述空间由以P_IMin、P_IMax、N_IMin和N_IMax为坐标轴边界的区域限定，其中P_I表示输入给电-机械混合变速器的功率，N_I是相同的变速器输入转速。该搜索引擎或者随机选择或者根据任意期望的算法选择空间S中存在的一对N_I和P_I，并基于驱动系部件功率损失和操作约束条件计算与所选择的一对N_I和P_I相关的Min、To Max和总功率损失，其中所述约束条件或者是系统固有的，或者是车辆工程师强加的。这个用于许多不同对N_I和P_I的方法为给定的可能的连续可变变速器工作档位状态循环提供多个不同的Min、To Max和总功率损失值，其中所有N_I和P_I对从每个具有最小总功率损失值的可能的连续可变变速器工作档位状态中选择。每个可能的变速器工作档位状态的最小总功率损失被认为是优选操作成本(P_COST^*)，并且在选择期望的变速器工作档位状态时对其进行考虑。

[0094]当变速器工作档位状态为固定档位时，用于确定优选操作成本(P_COST^*)的搜索引擎只进行一维搜索，在一个实施例中是变速器转矩输入值T_I。一维搜索引擎或者随机选择或者根据任意期望的算法选择在可能的T_I值集合中存在的一个T_I值，并基于驱动系部件功率损失和操作约束条件计算与所选择的T_I值相关的总功率损失，其中所述约束条件或者是系统固有的，或者是车辆工程师强加的。这个用于许多不同T_I值的方法为给定的可能的固定档位变速器工作档位状态循环提供多个不同的总功率损失值，其中所有T_I值从每个具有最小总功率损失值的可能的固定档位变速器工作档位状态中选择。每个可能的变速器工作档位状态的最小总功率损失被认为是优选操作成本(P_COST^*)，并且在选择期望的变速器工作档位状态时对其进行考虑。

[0095]可以将混合发动机停止状态认为是发动机操作点N_I和P_I为零的可变工作档位状态，由于发动机操作点已经确定，所以无需搜索程序就可确定混合发动机停止状态时的优选操作成本(P_COST^*)。在选择期望的变速器工作档位状态时考虑该优选操作成本(P_COST^*)。

[0096]在非混合车辆运行期间，对于许多操作者转矩请求为负的情况，即，操作者把他们的脚从加速踏板和/或制动踏板上抬起的情况下，作为发动机制动的结果希望提供一定程度的车辆减速。发动机制动是本领域中的公知概念，其包括具有操作燃烧发动机的进气管，在节流到足以引起车辆减速的情况下所述发动机的曲轴操作地连接至少一个车轮。总的来说，在较高发动机速度时可以实现较大程度的发动机制动，一种已知的实现发动机制动的方法是降低变速器档位，比如说，从三档降到二档，并关闭布置在发动机进气通路中的节气门。在具有如本文所述的可变传动比的电-机械混合变速器的机动车辆中，希望仿效传统车辆通过提高发动机转速进行发动机制动(该发动机转速是变速器的输入转速，N_I)，从而控制用于减速的负输出转矩。

[0097]根据本公开，对于每个可能的变速器工作档位状态，通过强加成本函数可以使与可能的或期望的发动机制动程度有关的主观约束条件成为变速器输入转速(N_I)选择和变速器工作档位状态选择过程的一部分，其中所述成本函数为每个与由搜索引擎产生的N_I和P_I对相关的N_I值分配偏置值，在如前所述为这些对获得总功率损失值时。

[0098]为每个与N_I和P_I对相关的N_I值分配偏置值的成本函数可以是任何函数，包括线性函数，非线性函数，以及在整个横坐标值范围内包含线性和非线性部分的函数。为此目的，图22中示出了用于一个可能的变速器工作档位状态的示例性函数，其中N_I min软限值点和N_I max软限值点归于整个横坐标值，它们表示变速器10的输入转速N_I。软限值表示主观限值，例如与这个实施例中所述的成本函数相关的限值。该软限值与由系统能力的约束条件限定的其它限值不相同，也与确定为绝对限值的其它限值不相同，所述绝对限值不应该超越主观原因的界线。

[0099]对于应用如图22所示并参考图22描述的函数的可能的变速器工作档位状态，没有为处于N_I min软限值和N_I max软限值之间的变速器输入转速分配成本。在图22中N_I min软限值的左边，在椭圆形之内的区域中，可以看到成本函数值随着小于N_I min软限值的N_I值的逐渐减小而增大。这样有效地为那些小于N_I min软限值的N_I值分摊了偏置成本。可以为每个变速器预选档位提供这样的成本函数，所述变速器预选档位可由操作者通过移动变速器档位选择器114进行选择，所述档位包括例如D1，D2，D3，D4，D5，D6(D＝Drive)档位。通常，变速器预选位置的D数字越高，N_I min软限值越低，例如，D1具有比D2更高的N_I min软限值，D2具有比D3更高的N_I min软限值，D3具有比D4更高的N_I min软限值。

[00100]在一个实施例中，曲线图23中的N_I min软限值是变速器输出转速No的函数，可以为每个预选工作档位产生一个如图23所示的曲线图，从而可以将每个可能的工作档位状态和与用于每个可能的变速器工作档位状态的这种曲线图相关的数据制成表格或者其它任何已知的格式存储在计算器存储器中，其中所述存储器优选布置在车辆上。这样，当操作者选择预选档位时，举例来说，例如D1，车载微处理器根据存储数据的表格即可知道具体什么样的N_I min软限值适合所选择的预选档位和变速器输入转速。从而，当考虑如前所述的用于确定与其相关的功率损失(成本)的每一对N_I和P_I时，为那些位于图22中N_I min软限值左侧的点处发生的N_I值分配附加成本，这表明它们与图22中示例性示出的位于N_I min软限值左侧和N_I max软限值右侧之间的N_I和P_I对相关的N_I值相比期望程度较低。这在图24中以图表的形式说明，图24所示的是与搜索引擎在整个空间S内产生的每对N_I和P_I相关的成本等高线图，其中处于弯曲等高线上的点具有相同的功率损失(成本)值。在没有强加如图22所示和所述的偏置成本函数的情况下，点A代表具有与它相关的最小功率损失(成本)的N_I和P_I对，并选择点A作为期望变速器输入转速N_I点。不过，在强加如图22所示和所述的偏置成本函数之后，等高线的位置被移动(未示出)，从而点B代表具有与它相关的最小功率损失(成本)的N_I和P_I对。之后会选择点B作为期望变速器输入转速N_I点，随之对横坐标值(N_I)小于X₂的那些点的期望度变小，这通过由图22所示和所述的成本函数指定的量做到。该方法的结果是提供这样一种方法，用于控制为任意选定的变速器预选位置选择最小输入转速。

[00101]对于变速器档位选择目的，上面所提及的不仅可以应用于不同的连续可变变速器工作档位状态，也适用于基于固定档位的工作档位状态和混合发动机停止状态。对于基于固定档位的工作档位状态，通过发动机输出转速和具体档位的固定传动比提供N_I。对于基于固定档位的工作档位状态和混合发动机停止状态，容易确定系统指定的N_I和给定的N_I min软限值之间的差值，以及如图22所示的与之相关的成本。

[00102]从而，根据本公开的一个实施例的方法包括首先为每个可能的变速器工作档位状态提供如图22所示的偏置成本函数，所述偏置成本函数包含由车辆工程师提供的主观信息并且可以根据需要而变化，从而提高发动机输入转速N_I以在驱动系的能力范围之内提供任意期望的发动机制动水平。为成本函数曲线上处于N_I min软限值左边的N_I点(在二维空间中与涉及M1和M2操作的可能的变速器工作档位状态相关，在一维空间中与基于固定档位的可能的变速器工作档位状态相关)分配偏置成本，从选择的观点来看，有效地降低了将这样的点作为那些空间中的操作点的期望度。然后计算与一维空间和二维空间内每个点下可能的操作相关的功率损失并将对应每个可能的工作档位状态的功率损失制成表格，同时基于这些功率损失选择变速器工作档位状态，所述功率损失包括用于每个可能的变速器工作档位状态的优化因子。

[00103]应该理解在本公开范围内的变型是允许的。已经具体地参考所述优选方案及其变型描述了本公开。其他人在阅读和理解了本说明书之后可以想到另外的变型和修改。本公开的意图是包括落入本公开范围之内的所有这类变型和修改。