專利名稱：：對(duì)輸入速度和輸入扭矩二維優(yōu)化的控制結(jié)構(gòu)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明通常屬于用于動(dòng)力系統(tǒng)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該動(dòng)力系統(tǒng)控制系統(tǒng)使用電子機(jī)械變速器。
背景技術(shù)：
：動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括扭矩產(chǎn)生裝置，扭矩產(chǎn)生裝置包括內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)，其通過傳動(dòng)裝置傳遞扭矩至車輛傳動(dòng)系統(tǒng)。一個(gè)這樣的變速器包括g式、復(fù)合分配電子機(jī)械變速器，其利用輸入元件用于接收來自初始動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)扭矩，利用輸出元件用于從所迷變速器傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩到車輛傳動(dòng)系統(tǒng)，所述初始動(dòng)力源通常是內(nèi)燃機(jī).可操作地連接到電能存儲(chǔ)裝置的電機(jī)，包括可操作來獨(dú)立于從內(nèi)燃機(jī)的扭矩輸入產(chǎn)生用于輸入到變速器的扭矩的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)。所述電機(jī)進(jìn)一步的可操作來將通過車輛傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞的車輛動(dòng)能轉(zhuǎn)換成可存儲(chǔ)在電能存儲(chǔ)裝置中的電勢(shì)能。制，包括控制變速器換檔，控制扭矩產(chǎn)生裝置，和調(diào)節(jié)所述電能存儲(chǔ)裝置和所迷電機(jī)之間的電能轉(zhuǎn)換.具有機(jī)電變速器的工程實(shí)施的動(dòng)力系統(tǒng)使用控制方案以有效地檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)并控制各系統(tǒng)和致動(dòng)器的操作進(jìn)而有效地控制動(dòng)力系統(tǒng)操作。下文中描述了這樣一種系統(tǒng)，
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供一種方法和裝置，所述方法和裝置控制動(dòng)力系統(tǒng)的操作，所述動(dòng)力系統(tǒng)包括可操作來傳遞來自多個(gè)扭矩產(chǎn)生裝置的扭矩輸入的變速器，所述方法識(shí)別優(yōu)選的工作條件，該工作條件用于在無級(jí)變速模式工作范圍狀態(tài)內(nèi)操作動(dòng)力系統(tǒng)。所述示例性動(dòng)力系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)和第一和笫二電機(jī)以及選擇性地操作來在他們之間傳遞扭矩的機(jī)電變速器.所述方法包括確定到所述變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的范圍，以及基于所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的范圍確定來自笫一和笫二電機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。多個(gè)成本被確定，其中基于發(fā)動(dòng)機(jī)輸入和基于此確定的用于第一和第二電機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的成本被確定.優(yōu)選的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入基于所述確定的成本被識(shí)別。本發(fā)明在某些部分和部分的結(jié)構(gòu)方面可以采取實(shí)際的形成，形成所述部分的實(shí)施例結(jié)合隨附附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述和說明，其中圖l是根據(jù)本發(fā)明的示例性動(dòng)力系統(tǒng)的示意圖；圖2是;f艮據(jù)本發(fā)明的用于控制系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)的示意圖；圖IO是根據(jù)本發(fā)明的圖解繪具體實(shí)施例方式參見附圖，其中所述說明只是為了說明本發(fā)明而不是為了限制本發(fā)明，附圖1和2說明了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例構(gòu)造的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)14，變速器10，控制系統(tǒng)，和傳動(dòng)系統(tǒng)。示例性變速器IO的機(jī)械方面已經(jīng)在美國(guó)專利號(hào)No.6,953,409，題為",式復(fù)合分配式具有四個(gè)固定比的混合機(jī)電式變速器"的文獻(xiàn)中進(jìn)行了詳細(xì)的說明，在此引用作為參考，發(fā)明方案的所述^U溪式的復(fù)合分配模式的電子機(jī)械混合型變速器如圖1所示，并通常表示為10。所述變速器10包括一優(yōu)選由所述內(nèi)燃機(jī)14驅(qū)動(dòng)的輸入軸12，輸入軸12具有輸入速度N^發(fā)動(dòng)機(jī)14具有優(yōu)選連接到變速器輸入軸12的曲軸，曲軸具有特征速度NB,當(dāng)離合器裝置(未顯示)可操作地連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NB，和輸出轉(zhuǎn)矩L可以不同于變速器輸入速度N,和輸入扭矩T,.所述變速器10應(yīng)用三個(gè)行星-齒輪組24，26和28，和四個(gè)扭矩-傳遞裝置，即，離合器C170，C262，C373，和C475。一電液控制系統(tǒng)42，優(yōu)選通過變速器控制組件17控制，可操作來控制離合器的啟動(dòng)和停用。離合器C2和C4優(yōu)選包括液壓-促動(dòng)的旋轉(zhuǎn)摩擦離合器.離合器Cl和C3優(yōu)選包括固定變速器殼體68的液壓-促動(dòng)固定裝置。三個(gè)行星齒輪組24，26和28每個(gè)都包含簡(jiǎn)單的行星齒輪組。進(jìn)一步說，第一和第二行星齒輪組24和26是復(fù)合的因?yàn)榈谝恍行驱X輪組24的內(nèi)齒輪元件連接至第二行星齒輪組26的外齒輪元件38，并被連接到包括電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)56，也就是MG-A的笫一電機(jī)。所述行星齒輪組24和26是深度復(fù)合的因?yàn)榈谝恍行驱X輪組24的保持架36是通過軸60結(jié)合至第二行星齒輪組26的保持架44。因而，第一和第二行星齒輪組24和26的各自保持架36和44被結(jié)合。軸60還選擇性地通過離合器C262連接到第三行星齒輪組28的保持架52。第三行星齒輪組28的保持架52直接連接到變速器輸出元件64,變速器輸出元件64具有輸出轉(zhuǎn)速，N。。第二行星齒輪組26的內(nèi)齒輪元件通過筒形軸66連接到第三行星齒輪組28的內(nèi)齒輪元件48,并連接到包括電動(dòng)/發(fā)電機(jī)72，也就是MG-B的第二電機(jī)。所有的4亍星齒輪組24，26和28以及MG-A和MG-B都軸向?qū)R，軸向地沿著軸60,MG-A和MG-B都是環(huán)形的結(jié)構(gòu)，這允許他們環(huán)繞三個(gè)行星齒輪組24，26和28，這樣行星齒輪組24,26和28都徑向地位于MG-A和MG-B的內(nèi)部，變速器輸出元件64可操作地連接到車輛傳動(dòng)系統(tǒng)90以提供驅(qū)動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩，T。至牟輪.每個(gè)離合器優(yōu)選通過電動(dòng)液壓控制電路42由液壓促動(dòng)，接收來自泵的加壓液壓油，如下所述。變速器IO接收來自扭矩產(chǎn)生裝置的輸入驅(qū)動(dòng)扭矩，扭矩產(chǎn)生裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)14和MG-A56和MG-B72,所述扭矩被相應(yīng)的稱為'T,'，'TA'，和'TB'，所述扭矩是從燃料或保存在電能存儲(chǔ)裝置(ESD)74中的電能能量轉(zhuǎn)化的結(jié)果。能量存儲(chǔ)裝置74通常包括一或多個(gè)電池組。其他的能夠存儲(chǔ)和分配電能的電能和電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存裝置也可以在不改變本本發(fā)明方案的情況下代替電池組。能量存儲(chǔ)裝置74優(yōu)選基于下列因素確定尺寸，所述因素包括再生需求，與通常的道路坡度和溫度相關(guān)的應(yīng)用問題，和驅(qū)動(dòng)要求，例如排放，輔助動(dòng)力和電氣范圍。能量存儲(chǔ)裝置74通過直流傳遞導(dǎo)體27高壓直流連接至傳遞功率變換模塊(TPIM)19.所述傳遞功率變換模塊19是控制系統(tǒng)的一個(gè)元件，下面將結(jié)合附圖2描述該控制系統(tǒng)。傳遞功率變換模塊19通過導(dǎo)體29向和從MG-A傳遞電能，傳遞功率變換模塊19類似地通過導(dǎo)體31向和從MG-B傳遞電能，根據(jù)能量存儲(chǔ)裝覃"是否處在充電或放電狀態(tài)，電流傳遞至和從能量存儲(chǔ)裝置74。傳遞功率變換模塊19包括一對(duì)功率變換器和各自的電機(jī)控制模塊，用來接收電機(jī)控制命令和控制變換器狀態(tài)借此提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)或能量再生功能。在驅(qū)動(dòng)控制中，各自的電流變換器通過導(dǎo)體29和31接收來自自流傳遞電路的電流并向各自的電機(jī)，即MG-A和MG-B提供交電流.在再生控制中，各自的電流換向器通過29和31接收來自電機(jī)的交流電流并向直流線路27傳遞電流。所述提供到或來自所述電流換向器的凈余的直流電決定了電能存儲(chǔ)裝置74的工作狀況是充電還是放電。優(yōu)選的是，電機(jī)A56和電機(jī)B72是三相的交流電機(jī)，每個(gè)具有可在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，定子固定在變速器的殼體上。所述變換器包括公知的補(bǔ)償三相的功率電子裝置。參見圖2，顯示了所述控制系統(tǒng)的示意方框圖，所述控制系統(tǒng)包括分布式控制模塊結(jié)構(gòu).下述元件包括全部的車輛控制結(jié)構(gòu)的子集，并可操作來提供這里所述的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的協(xié)同控制。所述控制系統(tǒng)可操作來綜合處理相關(guān)的信息和輸入并執(zhí)行算法以控制各種致動(dòng)器，從而獲得控制目標(biāo)，所述控制目標(biāo)包括這樣的參數(shù)，例如燃油經(jīng)濟(jì)性，排放，性能，駕駛性能和硬件的保護(hù)，所述硬件包括能量存儲(chǔ)裝置74的電池和電機(jī)A以及MG-B56，72。所述分布式控制模塊結(jié)構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊('ECM')23，變速器控制模塊('TCM')17，電池組控制模塊('BPCMO21，和變速器功率變換器模塊('TPIM')19,—混合動(dòng)力控制模塊('HCP05提供上，塊間的控制和協(xié)調(diào)。具有一用戶界面(UI)13，用戶界面13可操作地連接到多個(gè)裝置，通過這些裝置車輛操作者通過扭矩輸出需求控制或直接操作包括變速器10在內(nèi)的動(dòng)力系統(tǒng)。示例性車輛操作者對(duì)用戶界面13的輸入包括加速踏板，制動(dòng)踏板，變速器檔位選擇器，和，車輛速度巡航控制。上述的每個(gè)控制模塊都通過一局域網(wǎng)('LAN0總線6與其他控制模塊，傳感器，和致動(dòng)器連接。所述局域網(wǎng)總線6允許各種控制模塊間的控制參數(shù)和命令的傳送。具體使用的通信協(xié)議是具體的應(yīng)用。局域網(wǎng)總線和合適的協(xié)議提供了上述控制模塊，和其他控制模塊之間加強(qiáng)的通訊和多重控制模塊接口，其他控制模塊提供例如防抱死制動(dòng)，牽引控制和車輛穩(wěn)定性的功能.所述混合控制模塊5提供所述混合動(dòng)力系的綜合控制，所述動(dòng)力系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊23，變速器控制模塊17，傳遞功率變換模塊19，和電池組控制模塊21的操作?；趤碜杂脩艚缑?3和包括電池組在內(nèi)的動(dòng)力系統(tǒng)的各種輸入信號(hào)，所述混合控制模塊5產(chǎn)生各種命令，包括輸出到傳動(dòng)系統(tǒng)90的操作者轉(zhuǎn)矩要求OV卿)，來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入扭矩T,，用于變速器IO的各個(gè)離合器CI，C2，C3，C4的離合器扭矩('TaY);和分別用于電機(jī)A和MG-B的電機(jī)輸入扭矩L和TB。變速器控制模塊17可操作地連接到電動(dòng)液壓控制電路42，所述電路包括檢測(cè)各種壓力傳感器(未顯示)并產(chǎn)生和執(zhí)行用于各種螺線管的控制信號(hào)以控制其中的壓力開關(guān)和控制閥。所迷發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊23可操作地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14,并通過總體表示為集合線35的多個(gè)^:的線路起到從各種傳感器獲得數(shù)據(jù)并分別控制發(fā)動(dòng)機(jī)14的多個(gè)致動(dòng)器的作用。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊23接收來自混合控制模塊5的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩命令，并產(chǎn)生需求的驅(qū)動(dòng)扭矩，和實(shí)際的到變速器的輸入扭矩，ti，其連接到混合控制模塊5。為簡(jiǎn)單起見，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊23通常具有通過集合線35與發(fā)動(dòng)機(jī)14連接的雙向接口.通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊23獲得的各種其他的參數(shù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的溫度，至軸12的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度，ne，其被轉(zhuǎn)換為變速器輸入速度，ni，進(jìn)氣歧管壓力，環(huán)境氣溫和環(huán)境壓力。由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊23控制的各種致動(dòng)器包括燃料噴射器，點(diǎn)火模塊，和節(jié)氣門控制模塊，所述變速器控制模塊17可操作地連接到變速器IO并起到從各種傳感器獲得數(shù)據(jù)以及提供至變速器的控制信號(hào)的作用。從變速器控制模塊17到混合控制模塊5的輸入包括用于每個(gè)離合器Cl，C2，C3，和，C4的離合器扭矩(TCL-EST-N)和輸出軸64的轉(zhuǎn)速，No。其他的致動(dòng)器和傳感器可以用來提供用于控制的從變速器控制模塊到混合控制模塊的附加信息。變速器控制模塊17檢測(cè)來自壓力開關(guān)的輸入并選擇性地促動(dòng)壓力控制螺線管和換檔螺線管從而促動(dòng)各種離合器以獲得各種變速器操作模式，如下所述.電池組控制模塊21信號(hào)連接至一個(gè)或多個(gè)傳感器，傳感器可操作來監(jiān)測(cè)能量存儲(chǔ)裝置74的電流或電壓參數(shù)以提供有關(guān)電池狀態(tài)的信息給所述混合控制模塊5這樣的信息包括電池的充電狀態(tài)，電池組電壓和可利用的電能，傳遞功率變換模塊19包括前述的功率變換器和電機(jī)控制模塊，電機(jī)控制模塊用來接收電機(jī)控制命令并控制變換器狀態(tài)借此提供電機(jī)驅(qū)動(dòng)或能量再生功能，所述傳遞功率變換模塊19可操作來基于來自所述混合控制模塊5的輸入產(chǎn)生用于MG-A56和電機(jī)B72的扭矩命令，即，ta和TB，混合控制模塊5由操作者通過用戶界面13的輸入和系統(tǒng)工作參數(shù)驅(qū)動(dòng)，所述用于MG-A和MG-B的電機(jī)轉(zhuǎn)矩命令通過包括傳遞功率變換模塊19的控制系統(tǒng)執(zhí)行，以控制MG-A和MG-B。用于電機(jī)A和MG-B各自的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)通過傳遞功率變換模塊19從電機(jī)的相位信息或傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器導(dǎo)出。所述傳遞功率變換模塊19確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與所迷混合控制模塊5連通。電能存儲(chǔ)裝置74是通過直流線路27高壓直流連接至所述傳遞功率變換模塊19。根據(jù)所述能量存儲(chǔ)裝置74是否正在充電或放電電流向或從所述傳遞功率變換模塊19轉(zhuǎn)移。上述的每個(gè)控制模塊優(yōu)選為一通用數(shù)字計(jì)算機(jī)，所述通用數(shù)字計(jì)算機(jī)通常包括微處理器或中央處理器，存儲(chǔ)介質(zhì)，高速時(shí)鐘，模擬-數(shù)字(A/D)和數(shù)字-模擬(D/A)電路，和輸入/輸出電路和裝置(I/O)以及適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路，存儲(chǔ)介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器UOM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，電可編程序只讀存儲(chǔ)器(EPROM)。每個(gè)控制模塊具有一組控制算法，包括保存在只讀存儲(chǔ)器中并執(zhí)行來提供每個(gè)計(jì)算機(jī)各自功能的常駐程序指令和校準(zhǔn)。在各種計(jì)算機(jī)之間的信息傳遞優(yōu)選利用上述的局域網(wǎng)6完成。在每一控制模塊中用于控制和狀態(tài)估計(jì)的算法通常在預(yù)定循環(huán)過程中被執(zhí)行，這樣每個(gè)算法在每個(gè)循環(huán)周期中至少被執(zhí)行一次。保存在非易失性存儲(chǔ)器裝置中的算法由一個(gè)中央處理器執(zhí)行并可操作來監(jiān)測(cè)來自傳感器的輸入以及執(zhí)行控制和診斷程序進(jìn)而利用預(yù)置校準(zhǔn)控制各個(gè)裝置的操作.通常每隔一段時(shí)間執(zhí)行一次循環(huán)，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛操作正在進(jìn)行期間每3.125，6.25，12.5，25和100毫秒執(zhí)行一次循環(huán)?？蛇x擇地，算法可能響應(yīng)于一事件的發(fā)生而被執(zhí)行，所述示例性X5U^式，復(fù)合分配，電子機(jī)械變速器工作在幾個(gè)操作范圍狀態(tài)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)工作或關(guān)閉的固定傳動(dòng)比工況和無級(jí)工況，如下面參考圖1和表l所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在表格中描述的各種變速器操作范圍狀態(tài)指出了哪個(gè)具體的離合器C1，C2,C3，C4為每一種操作范圍狀態(tài)被結(jié)合或促動(dòng)。另外，在各種變速器操作范圍狀態(tài)中，MG-A和MG-B的每一個(gè)都可以操作為電動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩，或操作為發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電能。當(dāng)離合器C170為了將第三行星齒輪組28的外齒輪元件與機(jī)架固定而被促動(dòng)時(shí)，一第一模式，即模式I，被選擇。發(fā)動(dòng)機(jī)14可以運(yùn)轉(zhuǎn)或關(guān)閉.當(dāng)離合器Cl70被釋放且離合器C262被同時(shí)地促動(dòng)以將軸60連接至笫三行星齒輪組28的保持架時(shí)，第二模式，即，模式II被選中.此外，發(fā)動(dòng)機(jī)"可以運(yùn)轉(zhuǎn)或關(guān)閉。出于說明的目的，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉由發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度，NE，等于零轉(zhuǎn)/分，即發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不轉(zhuǎn)動(dòng)確定，當(dāng)電機(jī)A和MG-B56，72作為電機(jī)和發(fā)電機(jī)時(shí)，發(fā)生影響的超出本發(fā)明范閨的其他因素，不在此論述。所述控制系統(tǒng)，主要如圖2所示，可操作來在軸64上在每個(gè)操作運(yùn)行狀態(tài)內(nèi)>^對(duì)較慢到相對(duì)較快提供大范圍的變速器輸出轉(zhuǎn)速。在每個(gè)模式中雙向模式與慢至快的輸出速度范圍的結(jié)合允許變速器IO從靜止?fàn)顟B(tài)至高速推進(jìn)推動(dòng)所述車輛，并滿足上述的各種其他的需求。另外，控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)操作變速器IO以便允許在上，式之間同步換檔.第一和笫二操作模式參考環(huán)境，其中變速器功能通過一個(gè)離合器，即，離合器C162或C270控制并由電機(jī)56和72的控制速度和扭矩控制，這可稱作無級(jí)變速模式。下文中描述的固定傳動(dòng)比的某些操作模式通過使用另外的離合器獲得。這些的另外的離合器可以是離合器C373或C475，如上述表格中所示。當(dāng)另外的離合器使用時(shí)，獲得變速器的輸入至輸出速度的固定傳動(dòng)比，即Ni/No的操作。電機(jī)A和電機(jī)B56，72的轉(zhuǎn)動(dòng)取決于由離合器確定的所述機(jī)構(gòu)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)并與在軸12上測(cè)量的輸入速度成比例。電機(jī)A和MG-B起到電機(jī)或發(fā)電機(jī)的作用，他們完全地獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率流，借此啟動(dòng)兩者為電機(jī)，或發(fā)電機(jī)或其任意組合。這些允許，例如，在固定傳動(dòng)比1操作期間在軸64上從變速器輸出的驅(qū)動(dòng)力由來自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和來自電機(jī)A和電機(jī)B的動(dòng)力通過行星齒輪組"依靠接收來自BSD74的能量提供。參見圖3，用于圖1和2所示的示例性動(dòng)力系統(tǒng)控制系統(tǒng)的各種變速器操作模式作為變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，No，和變速器輸入速度，ni的函數(shù)示出.顯示為單獨(dú)線路的為每個(gè)具體傳動(dòng)比GR1，GR2，GR3，和GR4，的固定傳動(dòng)比操作如上表l,所述無級(jí)變速模式操作顯示為每個(gè)模式I和模式n的操作范圍。變速器工作范圍狀態(tài)在固定傳動(dòng)比和無級(jí)變速操作模式之間通過具體離合器的啟動(dòng)或停用而變化。所述控制系統(tǒng)可操作來基于各種標(biāo)準(zhǔn)確定具體的變速器工況，所述標(biāo)準(zhǔn)使用由控制系統(tǒng)執(zhí)行的算法和校準(zhǔn)，這超出本發(fā)明的范圍.變速器工作范圍狀態(tài)的選擇主務(wù)長(zhǎng)賴于操作者扭矩需求to—req和動(dòng)力系統(tǒng)滿足操作者扭矩需求的能力。參見表1和圖3>所述低范圍操作狀態(tài)包括離合器C2，Cl，和C4的選擇性動(dòng)作，便于在無亂溪式I，和固定傳動(dòng)比GR1，GR2，和GR3的任何一個(gè)中操作，所述高范圍操作狀態(tài)包括離合器C2，C3,和C4的選擇性動(dòng)作，便于在無,式II,和固定傳動(dòng)比GR3和GR4的任何一個(gè)中操作，應(yīng)當(dāng)理解用于模式i和模式II的無級(jí)變速操作的范圍可以重疊。響應(yīng)于操作者的動(dòng)作，也就是通過用戶界面13獲得的，所述監(jiān)控混合控制模塊控制模塊5和一個(gè)或多個(gè)其他控制模塊確定軸64上的所述操作者需求扭矩，To-req?？蛇x擇地被操作的變速器10的部件被適當(dāng)?shù)乜刂坪筒僮饕皂憫?yīng)于操作者的需求。例如，在圖1和2所示的示例性實(shí)施例中，當(dāng)操作者已經(jīng)選擇前進(jìn)驅(qū)動(dòng)擋并操作加速踏板或制動(dòng)踏板時(shí)，所述混合控制模塊5確定輸出轉(zhuǎn)矩，該輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)車輛何時(shí)和怎樣加速或減速。最終的車輛加速受其他因素的影響，包括，例如，道路阻力，道路坡度，和車輛質(zhì)量。用于示例性變速器的所述工況基于動(dòng)力系統(tǒng)的各種工作特性確定。這包括用于操作者扭矩需求的命令，通常通過前述方式至所述用戶界面13的輸入連通。另外，外部條件輸出轉(zhuǎn)矩需求包括,例如，道路坡度，路面情況或風(fēng)阻.所述操作模式可以基于由控制模塊命令引起的動(dòng)力系統(tǒng)扭矩需求確定以在電能產(chǎn)生模式或扭矩產(chǎn)生模式之間操作電機(jī)。所述操作模式可以通過最優(yōu)化算法或程序確定，所述過最優(yōu)化算法或程序可操作來基于操作者動(dòng)力需求，電池充電狀態(tài)，和發(fā)動(dòng)機(jī)14和電機(jī)A和電機(jī)B56,72的能量效率確定最優(yōu)的系統(tǒng)效率。控制系統(tǒng)基于所述執(zhí)行最優(yōu)化程序的結(jié)果管理來自發(fā)動(dòng)機(jī)14和電機(jī)A和電機(jī)B56,72的扭矩輸入，系統(tǒng)最優(yōu)化發(fā)生來優(yōu)化系統(tǒng)效率以改善燃料經(jīng)濟(jì)性和管理蓄電池充電。此外，操作可以基于組件或系統(tǒng)中的故障確定。所述混合控制模塊5監(jiān)測(cè)扭矩產(chǎn)生裝置的狀態(tài)參數(shù)，并確定達(dá)到理想扭矩輸出所需的變速器的輸出，如下所述，在混合控制模塊5的控制下，變速器IO在一從慢到快的輸出速度范圍內(nèi)運(yùn)行以便符合操作者的需求?，F(xiàn)在參見圖4-9，結(jié)合操作圖l，2和3的示例性動(dòng)力系統(tǒng)描迷了控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)選的方法.參見圖4，在這里所述的方法和系統(tǒng)包括策略控制最優(yōu)化的方面(單元110)，其中優(yōu)選或理想的工作范圍狀態(tài)(Op—rangedes)主要基于軸64的輸出速度No和操作者需求轉(zhuǎn)矩To-req選擇。策略控制的輸出包括優(yōu)選或理想的工作范圍狀態(tài)(Op-rangedes)和理想的輸入速度(ni_des),每個(gè)都是至換檔執(zhí)行控制單元120的輸入。用于策略優(yōu)化的總體結(jié)構(gòu)的其他方面和示例性動(dòng)力系統(tǒng)的控制在申請(qǐng)?zhí)枮?1/561,140(代理編號(hào)No.gP-308478-PTHCD)，題為"用于混合動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)化和控制的控制結(jié)構(gòu)"的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述，并體現(xiàn)在申請(qǐng)?zhí)枮镹o.11/561，156(代理編號(hào)No.GP-308470),題為"用于混合動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的最佳模式或機(jī)構(gòu)和輸入速度的選擇的控制結(jié)構(gòu)"的美國(guó)專利申請(qǐng)中，上述兩篇文獻(xiàn)完全引用于此.所述方法包括下列步驟，執(zhí)行為分布式控制組件結(jié)構(gòu)的控制模塊中的一個(gè)或多個(gè)算法。所述方法包括監(jiān)控變速器的輸出，通常是No，操作者需求轉(zhuǎn)矩，To_req，和可利用的電池電能pbat-min和pbat-max。至少一個(gè)允許的工作范圍狀態(tài)，如表1所示，被識(shí)別，用于每一允許的運(yùn)行狀態(tài)的扭矩范圍被確定。運(yùn)行在每一確定扭矩范圍的成本被計(jì)算，基于每個(gè)確定扭矩范圍的所述計(jì)算成本所述確定扭矩范圍的一個(gè)被選為優(yōu)選的工作范圍狀態(tài)。此后所述動(dòng)力系統(tǒng)被控制在優(yōu)選的工作范圍內(nèi)。參見圖7,描述了策略系統(tǒng)限制部分240的詳細(xì)說明。輸出速度No是至策略速度約束部分230的輸入。速度約束部分230確定用于在每個(gè)無級(jí)變速模式中的最大和最小輸入速度，即NI—MIN一M1，NI一MAX一M1，NI—MIN-M2和NI—MAX-M2，為了確定混合操作范圍的狀態(tài)，即，GR1,GR2，GR3，GR4，Ml一Eng-Off,Ml-Eng一0n，M2一Eng-0ff,和M2-Eng—0n，基于當(dāng)前的操作約束是允許的，操作約束具體地說是輸出速度No。所迷確定允許的混合的工作范圍狀態(tài)輸出到部分260'速度約束部分230為每個(gè)模式的操作確定極大和極小輸入速度，即，1^_111&3[和"_min.這些參數(shù)輸入至所述系統(tǒng)限制部分250,與可利用的電池電源范圍PBAUMiN和pbat-max—起確定混合工作范圍狀態(tài)，具體地說Ml-Eng-0n和M2-Eng—0n，基于當(dāng)前的操作約束是允許的.輸出路徑242從部分240提供輸入到最優(yōu)化部分260,輸出路徑242提供相應(yīng)的系統(tǒng)限制信息，包括最小和最大輸出扭矩(to—max,to-min)形式的扭矩范圍和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)在每個(gè)操作模式下(Ml，M2)發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度范圍ni-min至ni-max內(nèi)的最大和最小輸入扭矩(ti—max,ti—min).這些信息與部分260的每個(gè)部分262和264連通。參見圖8,9和10，下面描述策略最優(yōu)化。部分262和264，與部分266，268，270，272，274和276—起，每個(gè)包括最優(yōu)化部分。在每個(gè)部分262和264中，一最佳的操作成本，Pcosr，基于前述的輸入，為每個(gè)可允許的工作范圍狀態(tài)確定，所述輸入包括前述的扭矩值范圍和與燃料經(jīng)濟(jì)性，排放，電池壽命以及駕駛性能和其他輸入相關(guān)的成本，內(nèi)可得到的運(yùn)行點(diǎn)上最小化操作成本。最優(yōu)化部分26:的部分262以及264的輸出是至換檔穩(wěn)定和判優(yōu)部分280的輸入。在該部分中，基于所迷計(jì)算成本從部分260輸出的所述確定工作范圍狀態(tài)的一個(gè)被選為優(yōu)選操作運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)選工作范圍狀態(tài)通常是在部分260中確定的具有最小化附加成本的工作范閨狀態(tài).此后所述動(dòng)力系統(tǒng)被控制在所述優(yōu)選的工作范圍狀態(tài)，盡管換檔和變換所迷工作范圍狀態(tài)可能基于其他的與換檔穩(wěn)定和動(dòng)力系統(tǒng)控制相關(guān)的操作需要受到限制。這個(gè)操作優(yōu)選在每個(gè)100ms循環(huán)周期內(nèi)執(zhí)行.輸入至策略管理部分220并用在最優(yōu)化部分260中的所述成本結(jié)構(gòu)信息優(yōu)選包括操作成本，操作成本通?；谂c車輛駕駛性能，燃料經(jīng)濟(jì)性，排放和電池壽命相關(guān)的因素確定從而確定扭矩范圍。此外，成本被分配且與用于車輛的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的具體的運(yùn)行點(diǎn)相關(guān)的燃料和電力消耗相關(guān)，低的操作成本通常與高的轉(zhuǎn)換效率下低油耗，低的電池電力用量，運(yùn)行點(diǎn)上的低排放相關(guān)，并考慮到動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的當(dāng)前的工作范圍狀態(tài).所述最佳的操作成本(pcost)可以通過計(jì)算總的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)損耗來確定，總的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)損耗包括整個(gè)系統(tǒng)的功率損耗和成本代價(jià)，例如可以與控制電池充電狀態(tài)相關(guān)。整個(gè)系統(tǒng)功率損耗包括基于由燃料經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放推算的發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗項(xiàng)，加上機(jī)械系統(tǒng)損失(例如，齒輪，泵，帶，皮帶輪，閥，鏈)，電氣系統(tǒng)損失(例如，電線阻抗和開關(guān)和螺線管損失)，和熱損失。其他的損失包括電機(jī)功率損耗和內(nèi)部的電池電源損耗.其他的因素可以是，包括與因能量存儲(chǔ)裝置74的放電深度引起的電池壽命相關(guān)的因素，當(dāng)前的環(huán)境溫度和他們對(duì)電池充電狀態(tài)的影響。操作成本優(yōu)選相對(duì)于具體的動(dòng)力系統(tǒng)/車輛在車輛校準(zhǔn)試制期間形成。在美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)2005/0256633A2，題為確定￡動(dòng)^功率損失的示例性方法，其內(nèi)容引用在此作為參考:參見圖9和10，描述了在無級(jí)變速模式工作范圍狀態(tài)的模式I或模式II任何一個(gè)中確定用于操作所述示例性動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)選工作條件的方法，所述方法包括執(zhí)行在每個(gè)部分262和264中的操作，允許的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度和允許的輸入扭矩的范圍從單元242輸入到單元360，同時(shí)從單元230輸出，其包括所述確定允許的混合工作范圍狀態(tài)。部分360包括二維的搜索引擎(2D搜索引擎).二維的搜索引擎360重復(fù)地產(chǎn)生用于發(fā)動(dòng)機(jī)輸入的參數(shù)值，包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩[ni，ti]j，用于在迭代循環(huán)366中執(zhí)行。所述下標(biāo)"j"指的是具體的重復(fù)，并且在從l到n的范圍內(nèi).重復(fù)的次數(shù)，n,可以由許多種方法中的一個(gè)產(chǎn)生，或者存在于搜索引擎內(nèi)部，或者作為整個(gè)方法的一部分。用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩[ni，ti]j的參數(shù)值被輸入到系統(tǒng)方程362，從系統(tǒng)方程確定出用于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的參數(shù)值ta和Tb.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩TA和Tb和輸入扭矩ti被輸入到成本函數(shù)364，成本函數(shù)確定用于操作示例性動(dòng)力系統(tǒng)的成本以獲得重復(fù)步驟j的具體的參數(shù)化的輸入速度ni，和輸入扭矩Ti。在搜索引擎360中基于搜索引擎360的具體情況，確定用于每個(gè)重復(fù)的成本被返回和獲取，或分析。搜索引擎360重復(fù)地估計(jì)用于成本的參數(shù)化的值(pcost)j并基于反饋選擇用于[ni，ti]的新數(shù)值以搜索最佳成本。搜索引擎360確定一優(yōu)選成本，其包括在該實(shí)施例中所有重復(fù)地計(jì)算的參數(shù)化法值中的最小成本。用于輸入速度和輸入扭矩[ni，ti，pcost]pref的優(yōu)選成本和對(duì)應(yīng)值輸出到單元280.在每個(gè)部分262和264中執(zhí)行的操作的輸出被輸入到部分280。現(xiàn)在參見圖10，所述方法包括確定允許的發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度的范圍ni-min至ni—max，對(duì)于模式I和II所述范圍可以相同，但也可以不同，允i午的輸入扭矩的范圍ti-min和ti_max由允i午的輸入速度范圍確定.用于示例性動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的用于允許的輸入扭矩Ti，和允許的輸入速度ni的范圍的允許的參數(shù)化值的范圍被說明，其中ni—min("NiMin")包括最小發(fā)動(dòng)機(jī)輸入速度，例如最小的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，這里在大約600至700轉(zhuǎn)/分(轉(zhuǎn)/分)，和ni-max(niMax)包括發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速，例如，大約為6000轉(zhuǎn)/分的發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速.所述允許的輸入扭矩包括最大輸入扭矩ti-max("TiMax")，最小的輸入扭矩ti-min("TiMin")，和Ti約束項(xiàng)。所迷Ti約束項(xiàng)包括用于具體實(shí)施例的實(shí)際約束，在部分240中基于Ni確定，Ti約束限制減少允許的輸入扭矩的范圍，所述范圍需要在具體的輸入速度下搜索。用于模式1和模式II任何一個(gè)的所述允許的輸入扭矩ti和輸入速度Ni優(yōu)選通過線路242輸入到部分260,部分260包括用于模式I的部分262和用于模式I1的部分264中的任何一個(gè)，并包括從部分240的輸出，如上所述。當(dāng)示例性變速器運(yùn)行在無級(jí)變速模式模式I或模式II的任何一個(gè)中時(shí)，電機(jī)A，電機(jī)B,Ni和No之間的速度關(guān)系由下列等式l確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>其中ni包括從發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入速度，No是變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，NA和nb是用于電機(jī)A56和電機(jī)B72的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，以及，bll，b12,b21，b22，是公知的純量值，所述純量值在具體的工作范圍狀態(tài)中具體應(yīng)用中確定。因此，對(duì)于每個(gè)模式i和模式ii來說，用于bll,b12，b21，b22的確定值是具體的。在本申請(qǐng)中，當(dāng)變速器輸出軸轉(zhuǎn)速，No已知時(shí)，在用于發(fā)動(dòng)機(jī)14的Ni中存在一個(gè)自由度，通過其na和nb可以確定。10050]電機(jī)A，電機(jī)B，Ni和No之間的扭矩關(guān)系由下列等式2確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>其中Ti是來自發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入扭矩，To是變速器輸出軸扭矩，U和Tb是用于電機(jī)A56和電機(jī)B72的操作扭矩，&;和&。表示發(fā)動(dòng)機(jī)14的輸入速度和輸出速度的相對(duì)于時(shí)間的變化率，對(duì)于每個(gè)工作范圍狀態(tài)，即應(yīng)用中的模式i和模式ii，dll，dl2,dl3，dl4，d21，d22，d23，d24是公知的純量值.在本申請(qǐng)中，當(dāng)傳動(dòng)系輸出軸扭矩No已知時(shí)，在用于發(fā)動(dòng)機(jī)14的U中存在一個(gè)扭矩自由度，通過其ta和tb可以確定。允i午的輸入扭矩的范圍ti-min至ti-max,和允i午的輸入速度ni-min至ni—max,包括輸入輸入至部分360的邊界條件，其包括具有迭代的搜索引擎366的二維的搜索引擎。二維的搜索引擎包括幾個(gè)公知方法中的任何一個(gè)，所述公知的方法作為控制模塊的一個(gè)算法執(zhí)行，所述控制模塊操作來產(chǎn)生容許值范圍內(nèi)的用于ni和ti的參數(shù)化值，輸出所述參數(shù)值[ni，ti]j至迭代循環(huán)366以確定相關(guān)成本，(PcosT)j，并在搜索引擎360中估計(jì)所述結(jié)果，即，(PcosT)j。搜索引擎確定優(yōu)選的結(jié)果成本，[ni，U，pcost]pref，即，通過比較每次迭代的結(jié)果成本和前次確定的結(jié)果成本。當(dāng)所述優(yōu)選結(jié)果成本包括用于相關(guān)成本的最小值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)360選擇并獲取和存儲(chǔ)所述結(jié)果成本與前次確定的結(jié)果成本的較小值。當(dāng)搜索引擎已經(jīng)在用于ni，U的參數(shù)范圍內(nèi)執(zhí)行搜索時(shí)，最終獲取的結(jié)果包括優(yōu)選成本和相關(guān)的輸入速度和扭矩pref，其隨后輸出到單元280,二維的搜索引擎360可以包括多個(gè)公知搜索引擎中的任何一個(gè)，所述公知的搜索引擎可可操作來在容許值的范閨內(nèi)產(chǎn)生用于ni和ti的參數(shù)值.舉例來說，一個(gè)這樣的搜索引擎重復(fù)地產(chǎn)生允許的輸入扭矩整個(gè)范圍內(nèi)ti—min至U_max的，輸入和允許的輸入速度ni—min至ni』ax整個(gè)范圍內(nèi)的輸入。舉例來說，另一搜索引擎被認(rèn)為是直接搜索法，包括探試的標(biāo)本搜索過程，其中用于Ni和Ti的參數(shù)值被確定并輸入至系統(tǒng)方程(單元362).所述二維的直接搜索法包括一公知的用于求解優(yōu)化問題的方法，其不需要任何關(guān)于目標(biāo)函數(shù)梯度的信息，并適合其中存在兩個(gè)或更多自由度方法，在這些實(shí)施例中包括獨(dú)立變量Ni和ti,所述直接搜索法包括一算法，其在第一或當(dāng)前參數(shù)值附近搜索一組點(diǎn)，尋找比目標(biāo)函數(shù)即，成本函數(shù)的輸出的比當(dāng)前值低的值，不管利用什么樣的搜索引擎，其都作為一個(gè)算法與控制模塊成為一體從而在車輛的運(yùn)4亍期間執(zhí)4亍。從等式1和2導(dǎo)出系統(tǒng)方程(單元362)，按下列方程3提供用于電機(jī)A和電機(jī)B的電機(jī)值乙71+3")'"、2;其中all,a12，a21，a22和bl，b2是公知的為具體應(yīng)用，和操作的具體模式，即模式i或模式II確定的標(biāo)量值。用于從方程3中輸出的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩ta和Tb的計(jì)算的參數(shù)值輸入至成本函數(shù)(單元364)以計(jì)算成本，pcost,其與選擇的用于Ti和ni的參數(shù)值有關(guān).所述成本(pcost，Ti，ni)通過搜索循環(huán)366向后輸入至部分360，部分360在來自發(fā)動(dòng)機(jī)的允許的輸入扭矩ti和輸入速度ni的范圍內(nèi)重復(fù)地執(zhí)行二維的搜索法以為成本確定最優(yōu)值，pcost。用于成本的最優(yōu)值，PcosT-pref是該實(shí)施例中最低的成本值。用在成本函數(shù)364中的成本信息優(yōu)選包括操作成本，其通常通?；谂c車輛駕駛性能，燃料經(jīng)濟(jì)性，排放，和用于確定的扭矩范圍的電池壽命相關(guān)的因素確定。此外，成本被分配且與用于牟輛的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的具體的運(yùn)行點(diǎn)相關(guān)的燃料和電力消耗相關(guān).低的操作成本通常與高的轉(zhuǎn)換效率下低油耗，低的電池電力用量，運(yùn)行點(diǎn)上的低排放相關(guān)，并考慮到動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)的當(dāng)前的工作范圍狀態(tài).所述最佳的操作成本(Pcost)可以通過計(jì)算總的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)損耗來確定，總的動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)損耗包括整個(gè)系統(tǒng)的功率損耗和成本代價(jià)，例如可以與控制電池充電狀態(tài)相關(guān)。整個(gè)系統(tǒng)功率損耗包括基于由燃料經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放推算的發(fā)動(dòng)機(jī)功率損耗項(xiàng)，加上機(jī)械系統(tǒng)損失(例如，齒輪，泵，帶，皮帶輪，閥，鏈)，電氣系統(tǒng)損失(例如，電線阻抗和開關(guān)和螺線管損失)，和熱損失。其他的損失包括電機(jī)功率損耗和內(nèi)部的電池功率損耗。其他的因素可以是，包括與因能量存儲(chǔ)裝置74的放電深度引起的電池壽命相關(guān)的因素，當(dāng)前的環(huán)境溫度和他們對(duì)電池充電狀態(tài)的影響.操作成本優(yōu)選相對(duì)于具體的動(dòng)力系統(tǒng)/車輛在車輛校準(zhǔn)試制期間形成。在美國(guó)專利申請(qǐng)發(fā)明者A·H·希普申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司