CN101474992B - 混合动力系统中卸载待分离离合器转矩的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种混合动力系统中卸载待分离离合器转矩的方法和设备。动力系包括机械地-操作地联接到内燃发动机的电-机械变速箱和适用于选择性地将机械动力传递给输出元件的电机。用于控制该动力系的方法包括命令从第一运行范围状态到第二运行范围状态的换挡，识别待分离的离合器，控制来自所述电机的转矩输出，以卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩，选择性地使用待接合的离合器来卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩，和在通过所述待分离的离合器传递的所述反作用转矩基本为零时，减少所述将要离合的离合器的离合器转矩容量。

Description

混合动力系统中卸载待分离离合器转矩的方法和设备

有关申请的交叉引用

本申请要求2007年11月4日提交的美国临时申请No.60/985,285的优先权，该临时申请在此被引入以供参考。

技术领域

本公开内容属于用于电-机械变速箱的控制系统，尤其是涉及用于混合动力系统的利用异步的待接合离合器转矩、发动机转矩和电机转矩卸载待分离离合器转矩的方法和设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅提供了与本公开内容有关的背景资料，可能并不构成现有技术。

已知的动力系结构包括转矩生成装置，该转矩生成装置包括内燃发动机和电机，该转矩生成装置通过变速箱装置将转矩传递给输出元件。一个示例性动力系包括输出元件和双模式、复合-分离(compound-split)、电-机械变速箱，该变速箱利用输入元件接收来自原动机动力源(优选为内燃发动机)的动力转矩。该输出元件可操作地连接到机动车的传动系，用于向传动系传递牵引转矩。作为电动机或发电机工作的电机产生给变速箱的输入转矩，该输入转矩独立于来自内燃发动机的输入转矩。该电机可将通过车辆传动系传递的车辆动能转换为可存储在电能存储装置中的电能。控制系统监控来自车辆和操作者的各种输入并提供动力系的操作控制，包括控制变速箱运行范围状态和换挡，控制转矩生成装置，以及调节电能存储装置和电机之间的电能互换以控制该变速箱的输出，该输出包括转矩和转速。

如上所述，混合动力系中的变速箱通过传递和控制转矩而提供许多功能，以便为输出元件提供转矩。为了提供所要求的特定功能，该变速箱在其内部的多种运行范围状态或配置之间进行选择，这些状态或配置限定了通过变速箱的转矩传递。已知的变速箱使用包括固定档位(fixed gear)状态或具有限定传动比的状态的运行范围状态。例如，变速箱可以使用四个按顺序排列的固定档位状态并允许在该四个档位状态之间进行选择以便通过范围广的输出元件速度提供输出转矩。另外地或者可替换地，已知的变速箱还允许连续可变的运行范围状态或模式状态，这例如可通过使用行星齿轮组实现，其中由该变速箱提供的传动比可在一个范围上变化以便调整由特定组的输入提供的输出速度和输出转矩。另外，变速箱可以在空档状态下工作，停止通过该变速箱传递的所有转矩。另外，变速箱可以在反转模式下工作，接收用于正常向前运行的特定转动方向的输入转矩并使输出元件的转动方向反向。通过不同的运行范围状态的选择，变速箱可以为给定输入提供一定范围的输出。

混合动力系车辆中的上述装置的运行要求管理大量的与上述的发动机、电机和传动系的连接的转矩承受轴或者装置。来自发动机的输入转矩和来自一个或多个电机的输入转矩可以独立地或相互配合地施加以提供输出转矩。然而，所需的来自变速箱的输出转矩的变化(例如，由操作者踏板位置变化或者运行范围状态变化导致的)必须要得到平滑处理。特别难管理的是同时施加给变速箱并对控制输入具有不同反应时间的输入转矩。基于单个控制输入，不同的装置可以在不同的时间改变各自的输入转矩，导致通过该变速箱施加的总转矩急剧变化。施加给变速箱的不同输入转矩的急剧或不协调的变化可能会造成车辆的加速度或急顿(jerk)方面的明显变化，这种变化可以反过来影响车辆的操控性。

人们已知在混合驱动系统的上述各种部件之间的各种控制方案和操作连接，并且该控制系统必须能够将各种部件接合到变速箱上和将各种部件与该变速箱分离，以便执行该混合动力系统的功能。已知接合和分离是通过使用可选择性操作的离合器在变速箱内部完成的。该领域的人熟知离合器是用于接合和分离轴的装置，包括管理转动速度和轴之间的转矩差。接合或锁定，分离或解锁，在接合或锁定操作时的工作，以及在分离或解锁操作时的工作都是必须管理的离合器状态，以便车辆正确而平稳地运行。

已知离合器有多种设计和控制方法。一种已知类型的离合器是通过分离或接合两个连接面进行工作的机械式离合器，例如，离合器盘，，它们在接合时向彼此施加摩擦转矩。一种用于操作这种机械式离合器的控制方法包括应用液压控制系统，该系统使用通过液压管路传递的流体压力来施加或释放该两个连接面之间的夹紧力。如此操作，离合器不是按二元方式工作，而是具有一定范围的接合状态，从完全分离到同步但不接合，到接合但只具有极小夹紧力，到具有某种最大夹紧力的接合。施加到离合器的夹紧力确定离合器打滑(clutch slip)之前离合器可以承受多大的反作用转矩。通过夹紧力的调整，离合器的各种控制可以在锁定和解锁状态之间转换，并且进一步允许管理已锁定变速箱中的打滑。另外，通过液压管路能够施加的最大夹紧力还可以随车辆运行状态变化，并且能基于控制策略对该最大夹紧力进行调整。

已知离合器被异步操作，并被设计成提供在锁定状态和解锁状态之间转换中的一定程度的打滑。已知其他离合器被同步操作，并被设计成在连接面被夹到一起之前匹配连接面的速度或者同步。本公开内容主要涉及设计为主要用于同步操作的离合器。

打算让离合器连接面同步并锁定时，只要施加给离合器的反作用转矩超过通过施加夹紧力产生的实际转矩容量，离合器的连接面之间就会发生打滑或相对转动。在使用设计成同步操作的离合器的变速箱中的打滑导致变速箱中转矩控制的意外损失、发动机速度控制和电机速度控制的损失(由来自变速箱的反向转矩的突然变化引起的)、以及车辆加速度的突然变化，从而对操控性造成了不利影响。

变速箱操作可使用在多种输入和一种输出之间传递反作用转矩的单个离合器。变速箱操作也可使用在多种输入和一种输出之间传递反作用转矩的多个离合器。运行范围状态的选择取决于离合器的选择性接合，允许的离合器的不同组合会导致不同的运行范围状态。

从一种运行范围状态变化到另一个运行范围状态包括至少一种离合器状态的转换。从一种固定档位状态到另一种固定档位状态的示例性转换包括卸载第一离合器，通过惯性滑行(其中没有离合器保持接合)或者惯性速度阶段状态(phase state)(其中至少一个离合器保持接合)过渡，随后加载第二离合器。作为输入转矩和存在于变速箱中的减速系数的结果，通过变速箱导致的输出转矩作用在连接到锁定且同步的离合器(在该离合器卸载之前)的传动系上。在这种转矩传递状态下，在换档期间如此配置的变速箱被认为处于转矩阶段。在转矩阶段，输出转矩及作用于车辆的其他力的作用是产生车辆速度和车辆加速度。卸载离合器会去除来自先前锁定且同步的离合器的所有输入转矩。结果，先前通过该离合器施加给输出转矩的任何推进力迅速减少到零。在一个示例性配置中，另一个离合器保持接合并向输出端传递转矩，同时该变速箱与该第二离合器同步。在这种配置中，该变速箱处于惯性速度阶段。当需加载的第二离合器被同步并被加载时，变速箱再次进入转矩阶段，其中输出转矩及作用于车辆的其他力的作用是产生车辆速度和车辆加速度。尽管离合器的卸载和加载所造成的输出转矩变化或中断是变速箱运行范围状态变换的正常部分，但是输出转矩变化的有序管理仍会减少换档对操控性的影响。

如上所述，设计为同步操作的离合器中的打滑是经常出现的不希望的结果。然而，特定的离合器设计仍然可以允许其他同步控制方案中的有控制的打滑以实现特定目的。有控制的打滑可能有用的一个示例性目的就是在于帮助控制通过待分离的离合器的卸载转矩阶段传递的反作用转矩。通过受控的打滑事件来利用同步离合器以帮助控制转矩阶段的方法将有利于离合器操作的多个方面。

发明内容

动力系包括机械地-操作地联接到内燃发动机的电-机械变速箱和适合于选择性地向输出元件传递机械功率的电机。用于控制动力系的方法包括：命令从第一运行范围状态到第二运行范围状态的换挡，识别待分离(off-going)的离合器，控制来自所述电机的转矩输出以卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩，选择性地施用待接合(oncoming)的离合器来卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩，以及在通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩基本为零时，减少所述待分离的离合器的离合器转矩容量。

附图说明

现在以举例的方式，并参考附图对一个或多个实施例进行描述，其中：

图1是根据本公开内容的示例性动力系的示意图，该动力系包括操作地连接到发动机和第一、第二电机上的双模式，复合-分离、电-机械混合变速箱；

图2是根据本公开内容的示例性分布式控制模块系统的示意性框图；

图3根据本公开内容图示了示例性混合动力系部件对转矩请求变化的反应时间；

图4根据本公开内容图示了用于示例性混合动力系变速箱(特别是如图1和表1的示例性实施例中所描述的)的档位转换关系；

图5-7根据本公开内容描述了结合起来完成示例性变速箱换档的示例性程序；

图5是与通过示例性转换的解锁状态的离合器有关的转矩术语的图形表示；

图6是与通过示例性转换的锁定状态的离合器有关的转矩术语的图形表示；

图7是根据本公开内容的描述变速箱的示例性惯性速度阶段的术语的图形表示；

图8根据本公开内容以表格形式图示了确定惯性速度阶段时间的示例性二维检查表的使用；

图9根据本公开内容描述了被分为三个子阶段的示例性惯性速度阶段；

图10是根据本公开内容的系统约束强加在临时超过控制信号所设定的最大/最小值的即时控制信号上的一种情况的图形表示即时；

图11和12图形对比了根据本公开内容的示例性同步换档和异步换档，该异步换档用于通过该档提供T_C；

图11显示了如本文所公开的示例性实施例所描述的示例性同步换档；

图12显示了示例性异步换档，为了帮助改变N_I通过换档提供T_C；

图13图示了根据本公开内容的通过变速箱换档所描述的输出转矩术语的示例性使用；

图14图示了根据本公开内容的包括通过变速箱换档的限定术语的输入和输出转矩术语的示例性应用；

图15图示了根据本公开内容的示例性过程，该过程通过惯性速度阶段控制动力系，利用待接合的离合器转矩来维持输出转矩；

图16图示了根据本公开内容的示例性程序，通过该程序可以卸载待分离的离合器；

图17显示了根据本公开内容的用于控制和管理具有多个转矩生成装置的动力系统中的转矩和功率流(power flow)的示例性控制系统结构，该传动系统结构以可执行算法和校验的形式存在控制模块中；和

图18是示意图，其根据本公开内容示例通过换档运行的数据流，更详细地描述了图17中控制系统结构的更多细节的示例性执行。

具体实施方式

现在参考附图，其中附图只用于图示某些示例性实施例而不是限定这些实施例，图1和2描绘了示例性电-机械混合动力系。图1描绘了根据本公开内容的示例性电-机械混合动力系，其包括操作地连接到发动机14和第一、第二电机(‘MG-A’)56和(‘MG-B’)72上的双模式，复合-分离，电-机械混合变速箱10。该发动机14和第一、第二电机56和72各自产生可传递给变速箱10的功率。由发动机14和第一、第二电机56和72产生的并被传递给变速箱10的功率用术语输入转矩和速度来描述，这里输入转矩分别用T_I，T_A和T_B表示，速度则分别用N_I，N_A，N_B表示。

该示例性发动机14包括多缸式内燃发动机，其在多种状态中选择性工作以通过输入轴12向变速箱10传递转矩，其可以是火花点火或者压缩点火发动机。发动机14包括操作地联接到变速箱10上的输入轴12的曲轴(未示出)。转速传感器11监控输入轴12的转速。由于位于发动机14和变速箱10之间的输入轴12上放置有转矩消耗部件(例如液压泵(未示出)和/或转矩管理装置(未示出))，包括转速和输出转矩的来自发动机14的功率输出可能不同于至变速箱10的输入速度N_I和输入转矩T_I。

示例性变速箱10包括三个行星齿轮组24、26和28，以及四个选择性接合的转矩-传递装置，即离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75。这里所用的离合器是指任何类型的摩擦转矩传递装置，例如包括单个盘的或者复合盘的离合器或者部件，带式离合器和制动器。液压控制回路42，优选由变速箱控制模块(以下表示为‘TCM’)17控制，其操作用于控制离合器状态。离合器C2 62和C4 75优选包括使用液压的旋转摩擦离合器。离合器C1 70和C3 73优选包括可选择地装到变速箱壳体68上的施加有液压的固定装置。该离合器C1 70、C2 62 C3 73和C4 75的每一个都优选地被施加有液压，经由液压控制回路42选择性地接收加压的液压流体。

第一和第二电机56和72优选包括三相交流电机和各自的解算器80和82，每个三相交流电机包括定子(未示出)和转子(未示出)。每个电机的电机定子被装到变速箱壳体68的外部，并且包括定子心，盘绕的电绕组延伸自该定子心。第一电机56的转子支撑在毂盘齿轮(hub plate gear)上，该毂盘齿轮经由第二行星齿轮组26操作地附接于轴60上。第二电机72的转子固定地附接到衬套轴毂(sleeve shaft hub)66上。

该解算器80和82的每一个优选包括可变磁阻装置，该可变磁阻装置包括解算器定子(未示出)和解算器转子(未示出)。解算器80和82被适当地定位并组装在该第一和第二电机56和72中的对应一个上。该解算器80和82的对应一个的定子操作地连接到该第一和第二电机56和72的定子之一上。解算器转子操作地连接到相应的第一和第二电机56和72的转子上。该解算器80和82的每一个信号连接并操作地连接到变速箱功率变换器控制模块(此后表示为‘TPIM’)19上，并检测和监控解算器转子相对于解算器定子的旋转位置，从而监控第一和第二电机56和72对应一个的旋转位置。另外，翻译来自解算器80和82的信号输出以分别为第一和第二电机56和72提供转速，即N_A与N_B。

变速箱10包括输出元件64，例如轴，该输出元件可操作地连接到车辆的传动系90(未示出)以提供输出功率，例如给车轮93，图1显示了该车轮93中的一个。输出功率用术语输出转速N_O和输出转矩T_O来表征。变速箱输出速度传感器84监控输出元件64的转速和转动方向。该车轮93的每一个优选配有适用于监控车轮速度V_SS-WHL的传感器94，该传感器的输出由图2所描述的分布式控制模块系统的控制模块来监控，以确定用于制动控制、牵引控制和车辆加速度管理的车速，以及绝对车轮速度和相对车轮速度。

来自发动机14和第一、第二电机56和72的输入转矩(分别为T_I，T_A，和T_B)是由燃料或保存在电能存储装置(此后表示为‘ESD’)74中的电势能的能量转换产生的。ESD 74经由直流传递导体27高压直流电地联接到TPIM 19上。该传递导体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，电流可在ESD 74和TRIM 19之间流动。当接触器开关38断开时，在ESD 74和TRIM 19之间流动的电流被切断。通过传递导体29，TPIM 19向第一电机56传递电能并传递来自第一电机56的电能，类似地，通过传递导体31，TPIM 19向第二电机72传递电能并传递来自第二电机72的电能，作为对给第一和第二电机56和72的转矩请求的响应，以获得输入转矩T_A与T_B。根据ESD 74的充电或放电，将电流传入或传出ESD 74。

TPIM 19包括一对功率变换器(未示出)和相应的电机控制模块(未示出)，该控制模块被配置成接收转矩命令并基于此来控制变换器状态，用于提供电机驱动或再生功能以满足所命令的电机转矩T_A和T_B。功率变换器包括已知的互补三相功率电子器件，每个功率电子器件包括多个绝缘栅双极晶体管(未示出)，其通过高频转换将来自ESD 74的直流电转换为交流电，用于为第一和第二电机56和72的对应一个提供功率。该绝缘栅双极晶体管形成一配置成接收控制命令的开关式功率供给源。每个三相电机的每一相一般都存在一对绝缘栅双极晶体管。控制绝缘栅双极晶体管的状态以便提供电机驱动机械功率生成或者电力再生功能。三相变换器通过直流传递导体27接收或提供直流电，并将直流电转换为三相交流电或将三相交流电转换成直流电，该三相交流电分别通过传递导体29和31被传导给或传导自用作电动机或发电机的第一和第二电机56和72。

图2是分布式控制模块系统的示意性结构框图。下文描述的元件包括整车控制结构的子系统，并对图1所描述的示例性动力系提供协同系统控制。该分布式控制模块系统综合有关的信息和输入，并执行算法来控制不同的致动器以实现控制目标，包括与燃料经济性、排放物、性能特性、操控性和包括ESD 74的电池及第一、第二电机56和72在内的硬件的保护有关的目标。该分布式控制模块系统包括发动机控制模块(此后表示为‘ECM’)23、TCM 17、电池组控制模块(此后表示为‘BPCM’)21和TPIM 19。混合控制模块(此后表示为‘HCP’)5对ECM 23、TCM 17、BPCM21和TPIM 19提供监督控制和协调。用户接口(‘UI’)13操作地连接到多个装置上，车辆操作者通过这些装置控制或者指挥该电-机械混合动力系。这些装置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’)、变速箱档位选择器114(‘PRNDL’)和车速巡航控制(未示出)。该变速箱档位选择器114具有离散数目的操作者可选位置，包括能实现前进方向和倒退方向之一的输出元件64的旋转方向。

上述控制模块通过局域网(此后表示为‘LAN’)总线6与其他控制模块、传感器和致动器通讯。该LAN总线6允许不同操作模块之间的工作参数状态与致动器命令信号的结构化通讯。所用的特定通讯协议是专用的。LAN总线6和适当的协议在上述控制模块之间以及和提供例如防抱死、牵引控制和车辆稳定性功能的其他控制模块之间提供鲁棒通讯和多重控制模块接口。多重通讯总线可被用来增加通讯速度并提供某一级别的信号冗余性和完整性。还可以使用直接连接，例如串行外围接口(‘SPI’)总线(未示出)，实现各个控制模块之间的通讯。

HCP 5对动力系提供监督控制，用于ECM 23、TCM 17、TPIM 19和BPCM21的协调工作。根据来自用户接口13和包括ESD 74的动力系的不同输入信号，HCP 5产生不同的命令，包括：操作者转矩请求(‘T_{O_REQ}’)、给传动系90的命令输出转矩(‘T_CMD’)、发动机输入转矩请求、变速箱10的转矩传递离合器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各自的转矩请求。TCM 17操作地连接到液压控制回路42并提供各种功能，包括监控各种压力传感装置(未示出)、产生控制信号并传给各种螺线管(未示出)，由此控制液压控制回路42中的压力开关和控制阀。

ECM 23操作地连接到发动机14，其功能是通过多条离散的线路获取来自传感器的数据并控制发动机14的致动器，为简单起见，该多条离散的线路图示为集合的双向接口电缆35。ECM 23接收来自HCP 5的发动机输入转矩请求。在那一时间点，ECM 23根据监控到的并被传给HCP 5的发动机转速和负载确定提供给变速箱10的实际发动机输入转矩T_I。ECM 23监控来自转速传感器11的输入以确定输入轴12的发动机输入速度，这个速度转化为变速箱输入速度N_I。ECM 23监控来自传感器(未示出)的输入以确定其他发动机工作参数的状态，这些参数包括，例如歧管压力、发动机冷却液温度、环境空气温度和环境压力。例如从歧管压力或者替代地从监控加速踏板113的操作者输入可确定发动机负荷。ECM 23产生并传输控制发动机致动器的命令信号，这些发动机致动器包括，例如燃料喷射器、点火模块和节气门控制模块，这些在图中均未示出。

TCM 17操作地连接到变速箱10并监控来自传感器(未示出)的输入，以确定变速箱工作参数的状态。TCM 17产生并传输控制变速箱10的命令信号，包括控制液压控制回路42。从TCM 17到HCP 5的输入包括：该离合器，即C1 70、C2 62、C3 73和C4 75的每一个的估计离合器转矩和输出元件64的旋转输出速度N_O。出于控制目的，其他驱动器和传感器可被用来提供从TCM 17到HCP 5的附加信息。TCM 17监控来自压力开关(未示出)的输入并且选择性地致动液压控制回路42的压力控制螺线管(未示出)和换档螺线管(未示出)以选择性地致动不同的离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75来实现如下文所描述的各种变速箱运行范围状态。

BPCM 21信号连接到传感器(未示出)来监控ESD 74，包括电流和电压参数的状态，以对HCP 5提供反映ESD 74的电池的参数状态的信息。该电池的参数状态优选包括电池的荷电状态、电池电压、电池温度和用范围P_{BAT_MIN}至P_{BAT_MAX}表示的可用电池电量。

控制模块ECM 23、TCM 17、TRIM 19和BPCM 21的每一个优选为通用数字计算机，其包括微处理器或中央处理器，包括只读存储器(‘ROM’)、随机存取存储器(‘RAM’)、电可编程序只读存储器(‘EPROM’)的存储介质，高速时钟，模拟/数字转换(‘A/D’)和数字/模拟转换(‘D/A’)电路，输入/输出电路和装置(‘I/O’)，适当的信号处理和缓冲电路。每个控制模块都具有一套控制算法，其包括存储在存储介质之一中的常驻程序指令和校验(calibration)，执行这些算法以提供每个计算机的相应功能。优选使用LAN总线6和SPI总线实现控制模块之间的信息传递。在预设循环期间执行该控制算法使用每个算法在每个循环至少被执行一次。由中央处理单元之一采用预设的校验来执行存储在非易失性存储装置中的算法，以监控来自传感装置的输入，并执行控制致动器操作的控制和诊断程序。在动力系的即时正在进行的工作期间，定期执行循环，例如每3.125、6.25、12.5、25和100毫秒执行一次。或者，响应事件的发生而执行算法。

该示例性动力系选择性地在若干运行范围状态之一下工作，这些状态可以用包括发动机开状态(‘ON’)和发动机关状态(‘OFF’)之一的发动机状态的术语和包括若干固定档位和无级变速工作模式的变速箱状态的术语来描述变速箱状态，以下参考表1对这些状态进行描述。表1

表中描述了变速箱运行范围状态，并且指出在每个运行范围状态特定离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75中被施用(applied)的离合器。通过使用只“固定”第三行星齿轮组28的外部齿轮元件的离合器C1 70选择第一连续可变模式，即EVT模式I或MI。发动机状态可以是ON(‘MI_Eng_On’)或OFF(‘MI_Eng_Off’)之一。通过使用只将轴60连接到第三行星齿轮组28架的离合器C2 62选择第二连续可变模式，即EVT模式II或MII。发动机状态可以是ON(‘MI_Eng_On’)或OFF(‘MI_Eng_Off’)之一。为了描述目的，当发动机状态是OFF时，发动机输入速度等于零转/分(‘RPM’)，即发动机曲轴不旋转。固定档位操作提供变速箱10的输入速度对输出速度的固定比率操作，即获得N_I/N_O。通过使用离合器C1 70和C4 75选择第一固定档位操作(‘FG1’)。通过使用离合器C1 70和C2 62选择第二固定档位操作(‘FG2’)。通过使用离合器C2 62和C4 75选择第三固定档位操作(‘FG3’)。通过使用离合器C2 62和C3 73选择第四固定档位操作(‘FG4’)。由于行星齿轮24、26和28中传动比的逐渐减少，输入速度对输出速度的固定比率操作随着固定档位操作的增加而增加。第一和第二电机56和72的转速N_A和N_B分别取决于离合器所限定的机构的内部旋转，并且与在输入轴12处所测得的输入速度成比例。

作为经由加速踏板113和制动踏板112并由用户接口13所捕获的操作者输入的响应，，HCP 5和一个或多个其他控制模块确定出用来满足操作者转矩请求T_{O_REQ}的所命令的输出转矩T_CMD，该输出转矩T_CMD被施加在输出元件64处，并被传给传动系90。最终车辆加速度会受到其他因素的影响，包括例如道路载荷、道路坡度和车辆质量。根据动力系的各种工作特性，确定变速箱10的运行范围状态。这包括如前所描述的通过加速踏板113和制动踏板112传递到用户接口13的操作者转矩请求。该运行范围状态是基于在电能产生模式或转矩产生模式下运行第一和第二电机56和72的命令所引起的动力系转矩要求。该运行范围状态可通过最佳算法或程序确定，例如在HCP 5的混合战略控制模块中发起的算法或程序，这种算法或程序根据操作者对功率的需求、电池的荷电状态、和发动机14、第一和第二电机56和72的能量效率确定最佳的系统效率。控制系统根据所执行的优化程序的结果管理来自发动机14、第一和第二电机56和72的转矩输入(因此系统效率得到优化)，以管理燃料经济性和电池充电。此外，可以根据部件或系统中的故障来确定操作。HCP 5监控转矩生成装置，并确定出变速箱10的功率输出，该功率输出是获得满足操作者转矩请求所想要的输出转矩所需的。ESD 74和第一、第二电机56、72是电地-操作地联接，以便在它们之间传递功率流，从上面的描述中应该看出这一点是很明显的。此外，发动机14、第一和第二电机56和72和电-机械变速箱10是机械地-操作地联接，以在它们之间传递功率，进而产生至输出元件64的功率流。

如上面所讨论的，为了维持操控性，管理输出转矩是在控制混合动力系中是优先的。响应输出转矩请求变化并通过变速箱施加的任何转矩变化会导致施加给传动系的输出转矩的变化，由此导致车辆推进力的变化和车辆加速度的变化。转矩请求的变化可以来自操作者输入(例如涉及操作者转矩请求的踏板位置)，车辆自动控制(例如巡航控制或其他控制策略)，或者响应环境条件的发动机变化，例如车辆正在上坡或下坡。通过控制施加到混合动力系中的变速箱的各种输入转矩的变化，可以控制并最小化车辆加速度方面的突变以减少对操控性的不利影响。

正如本领域普通技术人员所知的，任何控制系统都包括反应时间。动力系工作点的变化，包括为实现所需车辆操作所需要的不同部件对动力系的速度和转矩，是由控制信号的变化驱动的。这些控制信号变化作用在动力系的不同部件上，并且根据它们各自的反应时间在每个中引起反应。例如，施加给混合动力系并指明新的转矩请求的控制信号的任何变化(其由操作者转矩请求的变化所驱动或者是执行换档所需要的)在每个受到影响的转矩生成装置中引起反应以便执行相应输入转矩所要求的变化。发动机所提供的输入转矩的变化是由发动机转矩请求控制的，该发动机转矩请求设定发动机产生的转矩，例如通过ECM控制发动机转矩请求。在发动机中对发动机的转矩请求的变化的反应时间受到现有技术中众所周知的许多因素影响，并且发动机操作变化的特点很大程度上取决于所用发动机的特点和所用的燃烧模式。在很多情况下，发动机对转矩请求变化的反应时间将是混合动力系统元件的最长反应时间。在电机中对转矩请求变化的反应时间包括致动任何必要的开关、继电器或其他控制装置的时间以及随所施加电能的变化向电机提供电能或使电机释放电能的时间。

图3图示了根据本公开内容的、示例性混合动力系部件对转矩请求变化的反应时间。举的例子是示例性混合动力系的部件包括发动机和两个电机。图示了转矩要求和所引起的每个转矩生成装置产生的输入转矩的变化。如上所描述的，数据显示出电机快速响应转矩请求的变化，而发动机则较慢地跟随转矩请求的变化。

公开了一种方法，其利用混合动力系中的发动机和电机的反应时间来并行控制用于控制发动机的超前即时转矩请求和用于控制电机的即时转矩请求，这些转矩请求通过各自的反应时间来协调以便实现输入转矩的基本同时的变化。

因为已知发动机输入转矩的变化比电机输入转矩的变化始终需要更长的反应时间(如以上所讨论的)，该公开方法的一个示例性实施例可以执行给发动机和电机的转矩请求的变化，其如上所描述的并行动作，包括对更快反应装置电机的超前期(lead period)。这个超前期可通过建模或其他足够精确预测发动机和电机运行的技术来试验地、经验地、预测地得到，并且同一混合动力系可以使用众多的超前期，该超前期取决于不同的发动机设置、工况、操作和范围以及车辆工况。根据本公开内容可以用于结合试验数据或装置反应时间的估算值以计算超前期的示例性公式包括下列内容。T_Lead＝T_{Lead Reaction}-T_{Immediate Reaction}    [1]T_Lead等于用于本文所描述的方法的超前期。该公式假定使用两个转矩生成装置。T_{Lead Reaction}表示具有较长反应时间的装置的反应时间，T_{Immediate Reaction}表示具有较短反应时间的装置的反应时间。如果使用一种不同的系统，其包括例如具有长超前期的发动机、具有中间超前期的第一电机和具有短超前期的第二电机，比较所有转矩产生装置可以得出超前期。在这个示例性系统中，如果涉及到所有三个转矩产生装置，将利用两个超前期(发动机与每个电机相比形成一个超前期)来同步每个装置中的反应。在一不同时间，该同一系统可以在发动机熄火并且与变速箱分离的情况下运行，并且，将会利用通过比较第一电机和第二电机而得到的超前期来使两个电机中的反应同步。这样，超前期可用来协调不同转矩产生装置之间的反应时间。

利用超前期执行不同转矩产生装置的并行的转矩请求以实现输出转矩的基本同时的变化作为对操作者转矩请求的响应的一个示例性方法包括基本上即时发出发动机转矩即时请求的变化，在发动机内部引发新的发动机输出转矩的变化。这个新的发动机输出转矩，与电机运行状态一起，仍由HCP控制以便提供推进车辆所需的变速箱总输入转矩的一部分。从发动机转矩即时请求变化的这一点起，超前期终止，如上所描述的，考虑了发动机和电机之间的反应时间差异。在超前期之后，执行发送到电机的转矩请求的变化(该转矩请求变化由HCP控制以便实现一部分操作者转矩请求)，电机则改变了电机的运行状态，并且如上所述，由发动机和电机提供的输入转矩的变化基本同时地变化。

正如上述公开的方法中所描述的，发动机转矩即时请求和电机的转矩请求被公开用于并行使用以控制对操作者转矩请求变化的反应具有不同反应时间的转矩生成装置。操作者转矩请求的变化可以包括特定变速箱运行范围状态中所需输出转矩的简单变化，或者可以要求将操作者转矩请求变化与在不同运行范围状态之间的变速箱换档相结合。与变速箱换挡相结合的操作者转矩请求变化比单个运行范围状态中的变化更复杂，因为必须管理不同混合动力系部件的转矩和轴速度以便进行从第一离合器到先前未用的第二离合器的所施加转矩的转换而没有打滑(如上所描述的)。

变速箱(例如图1中的示例性变速箱)的换档，经常包括卸载第一离合器，通过惯性速度阶段状态的过渡，随后加载第二离合器。在仅使用发动机的常用动力车辆的变速箱中，变速箱从一个固定档位状态到另一固定档位状态的变化往往包括卸载第一离合器，允许车辆短暂滑行，然后加载第二离合器。然而，正如上面对图1和表1描述，混合动力系变速箱中的离合器经常是成对或成组施用的，并且变速箱的换挡可以仅包括卸载所用离合器中的一个随后加载另一个离合器同时在整个换档过程中保持第三离合器的接合。图4图示了根据本公开内容的用于示例性混合动力传动系变速箱的传动转换关系，尤其是如图1和表1的示例性实施例所描述的那样。N_I与N_O的关系被绘出。在任何固定档位状态中，N_O通过相应的N_I沿着固定档位状态线确定。在图上所示的对应区域中可以发生EVT模式I或EVT模式H的操作，这些模式的操作利用连续可变传动比来提供来自于固定输入速度的功率。表1中描述了C1-C4(如图1的示例性实施例中所描述的)的离合器状态。例如，在第二固定档位状态下的操作要求施用或加载离合器C1和C2，而停用或卸载离合器C3和C4。虽然图4描述了图1所示的示例性动力系中的可能传动转换，但本领域普通技术人员应当理解的是这种传动转换对混合动力系的任何变速箱都是可能的，并且没有打算将本公开内容限定为本文所描述的特定实施例。

如上所述，图4可以描述了处于固定档位状态或EVT模式的示例性系统的操作，并且该图还可以用来描述不同变速箱运行范围状态之间的档位转换。曲线图上的区域和曲线描述了转换过程中运行范围状态的操作。例如，在EVT模式区域中固定档位状态之间的转换要求在固定档位状态之间以EVT模式暂时工作。类似地，从EVT模式I到EVT模式II的转换要求过渡通过第二固定档位状态，该第二固定档位状态位于该两种模式之间的边界处。

根据图1和4以及表1，进一步描述从第三固定档位状态到第四固定档位状态的示例性变速箱换档。参考图4，开始和优选的运行范围状态都存在于EVT模式II区域中。因此，从第三档位状态到第四档位状态的转换要求首先从第三固定档位状态换档到EVT模式II然后从EVT模式II换档到第四固定档位状态。参考表1，开始于第三固定档位状态的混合动力系变速箱，将施用离合器C2和C4。表1进一步描述了EVT模式II下的操作(第一换挡的目的)，其施用了离合器C2。因此，从第三固定档位状态到EVT模式II的换档要求将离合器C4从施用状态变化到未施用状态并且要求保持施用离合器C2。另外，表1描述了第四固定档位模式下的操作(第二换挡的目的)，其施用了离合器C2和C3。因此，从EVT模式II到第四固定档位状态的换档要求施用和加载离合器C3并且要求保持施用离合器C2。因此，离合器C4和C3可以通过示例性换档进行转换，而离合器C2保持施用并在整个换档过程中向传动系传递转矩。

通过根据不同部件的反应时间协调给不同转矩产生装置的信号命令，可以对用于本文所公开的方法的通过变速箱换档产生的输入转矩的变化进行调节来减少对操控性的负面作用。如上所述，许多变速箱换挡可分解为三个阶段：第一转矩阶段，在此期间最初施用的离合器从承受转矩、锁定的且同步的离合器状态变为解锁的且不同步的离合器状态；惯性速度阶段，在此期间受到影响的离合器被解锁并处于转换状态；和第二转矩阶段，在此期间先前未施用的第二离合器从解锁的且不同步的离合器状态变为承受转矩、锁定的且同步的离合器状态。如上所提及的，在变速箱换档过程中优选避免离合器打滑以避免对操控性的不利影响，当离合器上所施加的反作用转矩超过该离合器的实际转矩容量时就会出现离合器打滑。因此，在变速箱换挡过程中，必须根据当前使用的离合器的实际转矩容量管理输入转矩，使得可以无打滑地完成变速箱换挡。

在利用一种程序按顺序执行离合器负载或卸载情况下的必要的步骤时，维持离合器的转矩容量超过反作用转矩，解锁转换中所涉及的时间对操控性也是重要的。因此，并行执行相关的转矩请求和离合器容量命令是有好处的，同时仍对防止打滑起作用。这样并行执行控制变化意图是实现与变速箱换挡有关的离合器状态的变化，这种并行执行优选在尽可能短的时间范围内发生。因此，根据给发动机和电机的转矩请求换档变速箱所涉及的离合器的转矩容量的协调(如在上述示例性实施例中所描述的)对于维持变速箱换挡过程中的操控性也是重要的。图5-7描述了根据本公开内容结合来完成示例性变速箱换挡的示例性程序。

图5是根据本公开内容与经过示例性过渡解锁状态的离合器有关的转矩术语的图形表示。图形最左端所示的线描绘了锁定状态下的离合器操作。图形描绘了由离合器控制系统控制的离合器命令转矩和所得到的估计转矩容量。由一命令转矩所产生的离合器中的离合器转矩容量是许多因素作用的结果，包括可用的夹紧压力，离合器的设计和条件因素，对离合器控制系统中变化的离合器反应时间。正如初始锁定区域中图形的示例性数据所示，已知的是命令给锁定离合器的转矩超过离合器容量并允许影响离合器的其它因素确定最终的离合器容量。在描绘处于锁定状态的离合器操作的图形的最左端，还描绘了作为来自发动机和电机的输入转矩的结果被施加给离合器的估计反作用转矩。在标识为“初始解锁状态”的时间处，离合器控制系统或TCM(已经确定需要将离合器从锁定状态转换到解锁状态)内的逻辑将命令转矩变为低于转矩容量的某一级别但是仍旧高于目前施加到该离合器的反作用转矩。在该点处，离合器控制系统内部的机构(例如示例性液压离合器控制系统内的可变压控制螺线管)改变设置来调整离合器内的夹紧力。结果，离合器的转矩容量开始随施加给该离合器的夹紧力变化而变化。正如以上所讨论的，离合器在反应时间内对命令转矩的变化作出反应，并且特定离合器的反应时间取决于应用的具体情况。在图5的示例性图形中，转矩容量对命令转矩的减少作出反应并且因此开始减少。

如上所述，在同一解锁状态中，由输入转矩和电机转矩引起的反作用转矩也必须从该离合器卸载下来。在整个解锁状态过程中，如果反作用转矩没有被维持低于转矩容量，就会出现不希望的打滑。在解锁状态的开始(处于图5的基本相同位置上，在该位置处转矩容量被减少以开始解锁状态)启动限制并将其强加给来自发动机和电机的输入转矩，以便实现每个输入转矩急降为零。正如在此公开的方法和上述示例性实施例中所描述的，包括发动机转矩即时请求和即时转矩请求的限制的变化在协调程序中进行，实现对各种转矩提供装置的反应时间的标定超前期，使得这些装置的导致的输入转矩基本同时地被减少。图5图示了一种对转矩请求进行协调变化的方法，该方法将即时限制以抑制发动机转矩即时请求的离合器反作用转矩超前即时最小和最大值的形式和以抑制给电机的转矩要求的离合器反作用转矩即时最小和最大值的形式加在转矩请求上。这些最大反作用转矩值表示允许命令每个转矩提供装置提供的最大转矩：实际发动机转矩即时请求和实际即时转矩请求可以小于最大反作用转矩值，但是当最大值减少时，实际转矩请求值也会最终减少。来自发动机和电机的输入转矩(每个都达到限定的最大值)一起提供整个输入转矩的一部分，每个输入转矩部分都是由HCP控制的。由于标定的超前期，离合器反作用转矩超前即时最小和最大值以及离合器反作用转矩最小和最大值基本同时减少了施加给离合器的反作用转矩，导致如图5所示的实际离合器反作用转矩的减少。正如本领域普通技术人员将会理解的，另外需要利用其他安全措施来确保在整个卸载过程中最大转矩保持超过反作用转矩。有很多这样的方法，图5描绘了可以使用的一组示例性的术语。例如，标定偏移术语可用来确保在实际转矩低于某个阈值之前设定离合器容量的命令保持超过实际离合器反作用转矩。用于这种目的的示例性阈值在图5中定义为反作用转矩的标定阈值。在保持该转矩容量请求高于实际离合器反作用转矩中，记住包括离合器夹紧机构的所有装置包括对请求变化的反应时间，响应结合了这个偏移术语的离合器命令变化的转矩容量变化的延迟将使维持转矩容量超过实际的离合器反作用转矩。另外，另一个阈值，即转矩估计的标定阈值，可用于限定转矩阶段的结束。例如，如果由建模离合器操作的算法确定的离合器转矩容量的估计值在整个标定的时间段内保持低于该阈值，那么可以确定离合器处于解锁状态。

图6是根据本公开内容与经历示例性变换锁定状态的离合器有关的转矩术语的图形表示。如上所述，在许多的变速箱换挡过程中，一第二离合器被同步并且被锁定，转矩被施加给该离合器。图示在图形最左端的线描述了解锁状态下的离合器操作。锁定状态的开始需要将离合器从解锁状态转换到锁定状态所需的一系列帮助命令。如上述有关变速箱换挡中转换到第二转矩阶段的描述，包括连接到待接合的转矩提供轴的轴和连接到输出元件的轴的离合器必须是同步的。一旦附接于这些轴的离合器连接面已经减小并以相同转动速度移动，夹紧力开始被施加给离合器，以将离合器带入锁定状态并且开始增加离合器的转矩容量。如上面关于在转矩阶段期间避免打滑的描述，在离合器的反作用转矩增加之前必须增加离合器容量。为了能够尽快地施加导致离合器上的反作用转矩的输入转矩，要预先命令增加离合器容量以在离合器到达锁定状态的同时实现离合器容量的初始增加。通过凭借本文所公开的方法使用超前期计算反应时间，然后就可以以短延迟及时地命令反作用转矩跟随增加的离合器转矩容量。这种方法的一个示例性实施例(起的作用与图5所描述的强加给转矩请求的限制相反)，根据避免打滑选择的标定斜率将限制强加在发给发动机和电机的转矩请求上。如图6中所描述的，在从作用为发动机转矩请求的约束的增加的离合器反作用转矩超前即时最小和最大值开始的标定超前期之后，作用为电机转矩请求的约束的离合器反作用转矩即时最小和最大值增加。通过利用该超前期，根据在此公开的方法，来自发动机和电机的输入转矩的增加基本同时的增加了施加给该离合器的反作用转矩。当根据施加给每个限制的标定斜率升高转矩产生装置上的限制时标定，HCP可以命令发动机和电机实现离合器所需的一部分反作用转矩，每个都达到各自的最大值。通过这种方式，发动机和电机的转矩请求受到协调以补偿反应时间，这是为了基本同时地增加换挡过程中来自每一个的输入转矩。

上述示例性变速箱换挡中所用的标定斜率是选定值，该选定值迅速地将输入转矩级别调整到期望的范围，但是仍保持低于离合器的转矩容量以便避免打滑。该斜率可以通过建模或其他足以准确预测发动机与电机运行的技术试验地，经验地，预测地得到，并且众多的斜率可以由相同的混合动力系使用，这取决于不同的发动机设置、状态或运行范围以及致动离合器转矩容量的控制系统的动作。用来减少解锁过程中输入转矩的斜率可以不必是用来增加锁定过程中斜率的倒数。类似地，用于协调输入转矩的超前期可以但不必是两种变速箱转换状态中所用的同一时间段值，其可以根据车辆及其部件的特定动作而改变。

如上所述，在变速箱换挡过程中(例如，在如上所述的示例性变速箱中限定的两个固定档位状态之间)变速箱经过位于第一转矩阶段和第二转矩阶段之间的惯性速度阶段。在该惯性速度阶段期间，原先施用的、待分离的离合器和待接合被施用的离合器都处于解锁状态，输入最初以一转动速度旋转，就在第一离合器失去同步之前在第一离合器中的离合器元件之间共享该转动速度。为了在第二转矩阶段中要施用并加载的第二离合器中实现同步，将要连接到第二离合器的输入必须改变N_I以匹配通过处于某种新传动比的变速箱附接的传动系。在混合动力系变速箱的换档过程，换挡可以发生在整个运行范围状态中，在这种运行范围状态中施用了至少一个离合器而另一个离合器即将被转换到锁定状态但保持不同步。处于可变、非固定状态的变速箱的操作，例如如上所述的示例性EVT模式I和EVT模式II，允许输入和输出速度的可变比。因此，利用EVT模式之一作为贯穿惯性速度阶段的过渡状态，N_I可以从初始速度转换为目标速度同时保持T_o的传递。

根据本公开内容的在变速箱换挡的惯性速度阶段实现这种同步的示例性方法在图7中进行了描绘。依据换挡过程的两个描述性术语，换挡的结果图示于具有共同时间轴的两个部分中。上面部分描述了N_I，该N_I最初通过第一、最初使用的离合器连接。上部的虚线表示在换挡开始之前N_I的速度分布，同时第一离合器处于锁定状态。底部的虚线表示必须获得的N_I的速度分布，以便使第二离合器的输出速度与N_I同步。两条虚线之间的过渡表示实现换挡必须发生的输入速度的变化。图7的下面部分描述了输入加速度(N_{I_DOT})或者对N_I的时间导数。在这种情况下N_{I_DOT}被描述为输入加速度的即时分布或者由电机的相对快速反应时间驱动的加速度分布，并且该术语紧跟实际N_{I_DOT}。输入加速度即时分布显示了必须实现的速率变化，以使NI从第一离合器的处于同步状态的初始N_I转换为第二离合器的处于同步状态的目标输出速度。开始的水平部分描述了加速度，在换挡开始之前利用该加速度增加输入速度，该恒定值在图7上面部分的左侧部分体现了输入速度的斜率。在换挡开始的时候，根据例如踏板位置的操作者输入和变速箱控制系统内部的算法(包括确定优选的运行范围状态)确定实现同步所需的目标输入速度和引起N_I的必要变化所需的目标输入加速度分布。在完成换挡之后，基于N_O和目标运行范围状态的目标输入速度_{_DOT}可术语化为输入加速度超前预测分布并且描述了在完成惯性速度阶段之后需要存在的N_{I_DOT}。公开一种方法来限定输入加速度即时分布，以根据贯穿惯性速度阶段的同步换挡实现N_I的变化。

贯穿惯性速度阶段限定N_{I_DOT}的分布受到许多变量的限制。如上所述，在换挡开始时监控或描述最初的N_I值和N_{I_DOT}值。根据期望的运行范围状态N_O和动力系操作的测量(例如踏板位置)可以描述目标输入速度值和N_{I_DOT}值。对初始值和目标值之间转换的约束包括响应发动机命令的发动机物理特性和完成换挡所期望的时间。仅仅由于发动机操作造成的N_I的变化可以从急剧增加N_I的全开节气门跨到完全切断急剧减少N_I的发动机输出根据期望的换挡特性，可以在这些限度发动机命令之间调整发动机命令用于导致N_I的变化。传统地，发动机输出的变化可以通过改变节气门设置而实现。然而，本领域技术人员应该知道，这样的节气门变化需要大量的如上所述的超前时间，该超前时间与发动机接收发动机命令变化时出现的机械变化有关。替换地，在发动机输出需要某一适度量的调整用于过渡期的情况下，一种已知的方法是延迟点火定时或者提前燃料喷射定时以减少燃烧循环中的发动机输出。虽然该方法实现了比节气门命令变化更快的发动机输出变化并且允许发动机的上述输出很快的恢复，但是这样的变化由于传递较少的燃烧能量在活塞上工作而降低了燃烧效率。然而，在例如需要N_I适度变化的换挡的过渡时期内，通过点火或喷射变化实现的发动机输出变化是优选的。另外，电机通过如上所述的混合动力系方法可被用于增加发动机输出或者帮助降低发动机转速。

对初始值和目标值之间的变化约束还包括实现换挡所期望的时间。总期望速度阶段时间可以根据动力系操作的前后关系来确定，例如如加速踏板位置所描述的。例如，完全踩下加速踏板(100％踏板)的换挡暗示操作者要求尽快实现换挡和任何有关的T_O减少。0％踏板的惯性向下降档的换挡暗示换挡时间可以相对长些而不会不利地影响操控性。另外，初始的输入速度增量可被用来描述实现期望的换挡所需的N_I变化的程度。初始的输入速度增量描述了在惯性速度阶段开始的瞬间的输入速度与假设动力系已经处于期望的运行范围状态的瞬间所需的输入速度之间的差异。示例性初始输入速度增量图示于图7中。较大的初始输入速度增量暗示在惯性速度阶段需要发生较大的N_I变化，这要求更急剧的发动机输出变化或者更大的期望的总速度阶段时间。

根据加速踏板位置和初始输入速度增量来设置期望的总速度阶段时间的示例性方法包括使用标定的二维检查表。图8以表格形式图示了根据本公开内容确定惯性速度阶段时间的示例性二维检查表的使用。如上所述，加速踏板位置和初始N_I增量允许预测N_I所需的变化，随后允许估计惯性速度阶段时间。根据给定的输入，可以估计预计的惯性速度阶段时间。检查表中初始N_I增量的值可以跨越正负值，允许与调高档和调低档对应的不同标定。

一旦建立在惯性速度阶段的开始处的N_I的行为，基于期望运行范围状态的目标输入速度的行为和期望的总速度阶段时间，就可以描述由输入加速度即时分布所描述的转换。应当理解，根据任一N_I值和时间的比较关系(其中根据N_O、不同的运行范围状态具有不同的N_I映射，正如图7中N_I部分中虚线所描述的)惯性速度阶段N_I曲线可能具有S形，具有在初始和目标输入速度和N_{I_DOT}值之间转换的过渡子阶段和连接这些子阶段的中间子阶段。通过将惯性速度阶段分为三个子阶段，可以描述输入加速度即时分布的必要转换。图9描述了根据本发明的被分成三个子阶段的示例性惯性速度阶段。子阶段1描述了从初始N_I到N_{I- DOT}值的变化。子阶段1或第一阶段的时间T₁可由下列公式计算：T₁＝K₁*期望的总速度阶段时间            [2]其中K₁是描述期望的N_I行为的零和一之间的标定值。K₁可以是可变量，由描述换挡所需特性的动力系操作的上下关系的指示来设定，或者K₁是固定的标定值。子阶段3描述了目标输入速度N_I到N_{I_DOT}值的过渡。子阶段3或第三阶段的时间T₃可由下列公式计算：T₃＝K₃*期望的总速度阶段时间            [3]其中K₃是描述期望的N_I行为的零和一之间的标定值并可以通过类似于K₁的方法设定。子阶段2描述了子阶段1和3之间的过渡。时间T₂或作为在限定T₁和T₃之后设定的期望的总速度阶段时间的剩余部分的第二阶段，可通过下列公式计算。T₂＝期望的总速度阶段时间-T₁-T₃         [4]子阶段2在图9的示例性数据中描述为直线。应当理解，根据期望的总速度阶段时间和示例性动力系的行为，在在子阶段2区域可以限定弯曲过渡。然而，所描述的直线是优选的。子阶段2中N_I曲线的斜率描述了必须获得的峰值速度阶段输入加速度，以便实现期望的总速度阶段时间中期望的惯性速度阶段。在该示例性方法中，子阶段2的N_{I_DOT}是恒定值，这个峰值速度阶段输入加速度可以通过下列公式计算。 $\mathrm{PeakSpeedPhaseInputAccel}=\frac{K_{\mathrm{\α}}*(N_{I\_\mathrm{TARGET}}-N_{I\_\mathrm{INIT}})}{\mathrm{TotalDesiredSpeedPhaseTime}}+K_{\mathrm{\β}}---\left[5\right]$ $K_{\mathrm{\α}}=\frac{1}{1-\frac{K_1}{2}-\frac{K_3}{2}}---\left[6\right]$ $K_{\mathrm{\β}}=K_{\mathrm{\α}}*\frac{K_1}{2}---\left[7\right]$ 通过描述惯性速度阶段所需的N_{I_DOT}行为，可以确定输入加速度即时分布以在惯性速度阶段中改变N_I。

如上所述，发动机中控制命令的反应时间相对于动力系其他部件的反应时间倾向于缓慢。因此，同时发给发动机的输入加速度即时分布的发动机命令会包括N_I变化中的导致的延迟。替代地，另外公开一种方法，其中根据描述发动机反应时间的超前期定义输入加速度超前即时分布。这种超前期可以与按照上述公式(1)计算的超前期相同或者可以根据惯性速度阶段中发动机的特定行为分别计算。例如，因为在N_{I_DOT}中不存在电机操作的直接暗示，输入加速度超前即时分布的超前期可以包括在分开情况下帮助电机比发动机更快地改变N_{I_DOT}的因素。图7中描述的输入加速度超前即时分布包括惯性速度阶段开始之前的一部分超前分布。在从固定档位状态换档的情况下(其中在换档开始之后，将要离去的离合器中一定发生解锁事件)，解锁事件的时间周期可以提供在N_I产生期望的变化前将命令发给发动机的周期。根据如上所述的判断，惯性速度阶段之前的这种超前对维持惯性速度阶段的期望的总速度阶段时间是有利的。在没有或者不足的超前期可用来允许输入加速度超前即时分布来根据输入加速度即时分布影响发动机变化的情况下，可以对惯性速度阶段进行调整以补偿发动机的反应时间和N_I变化中的导致的延迟。可以没有超前的情况包括从示例性EVT模式开始的换档，其中只有一个离合器是最初接合的，并且惯性速度阶段可以根据命令即时开始。在这种情况下，根据确定的超前期，惯性速度阶段的开始可被延迟到将命令发给发动机之后。

上述方法描述了作为正值比较的转矩管理过程。本领域普通技术人员应该理解的是，离合器转矩被称为正负转矩，表示沿一个或另一个转动方向施加转矩。上述方法既可被用中正转矩应用中，也可被用于负转矩应用中，以这种方式调整转矩值使得施加的反作用转矩值不超过特定离合器的转矩容量值。

图10图示了根据本公开内容的示例性惯性速度阶段，其中输入加速度即时分布受到强加的最小输入加速度限制的影响。在变速箱换档的示例性操作中，描述了一种情况，在该种情况中确定了用于整个惯性速度阶段中的发动机控制的输入加速度超前即时分布，另外确定了用于整个惯性速度阶段中的电机控制的相应输入加速度即时分布。图10中描绘了两个部分，包括描绘输入速度与时间关系的上部和描绘输入加速度与时间关系的下部，这两部分使用共同的时间轴。在惯性速度阶段中发动机出现负的N_{I_DOT}或减速的情况下，这种状态是最常见的事情，其只允许发动机通过发动机的内部摩擦力和泵送力来减速。然而，当电机减速时，这种状态最常见地与仍旧处于供电或相反地以发电模式工作的电机一起实现。因为电机仍旧在系统控制下工作并且暗示动力系统的休息，电机仍旧受到系统约束，例如可用于驱动电机的电池电源。图10以最小输入加速度约束来强加这种系统约束。这种约束对输入速度的影响可在曲线图的上部看出，其中在惯性速度阶段中间的直线部分由拉平部分中断。在这种约束干涉即时输入加速度(input acceleration immediate)的情况下，电机控制系统中的程序修改即时输入加速度来适应约束。在当前示例中，输入加速度即时分布受到最小输入加速度约束的影响使得输入速度的负加速度被延迟。一旦约束不再限制即时输入加速度中的电机的操作，控制系统工作以恢复N_{I_DOT}对N_I所需变化的影响。

如上所述，设计为同步操作的离合器往往在控制模式下工作，通过该模式离合器转矩容量总是保持超过通过离合器传递的反作用转矩以避免打滑。在如上所述的示例性换档中，这种模式往往在分离情况下卸载和加载离合器，通过保持零滑脱，在去除离合器转矩容量之前要去除待分离的离合器的所有反作用转矩。

通过附接于输入元件的任一转矩生成装置施加转矩可以卸载将要离去的离合器上的转矩。电机往往能快速有效地改变T_A和T_B。在某些情况下，电机可以施加负转矩并作用为发电机，向储能装置提供能量用于以后使用。然而，通过电机施加的转矩可受到大量因素的限制，包括电机容量、储能装置限度及其他用来保护动力系的限制配置。另一方面，发动机较慢地改变施加给输入元件的转矩。可根据较快的控制方法来减少T_I，例如改变点火或喷射定时变化以暂时减少燃烧效率，或者根据较慢的方法改变T_I，例如节气门变化。较快的发动机控制方法通过进行反应较快的变化来减少对操控性的影响并且相对快速地从T_I变化恢复到原始级别，但是会降低总的燃料效率。较慢的发动机控制方法明显地反应较慢，在发动机燃烧循环中要求大量变化来改变发动机的导致的T₁。另外，在节气门变化之后恢复T_I的变化对初始改变同样是反应迟钝的，要求根据新的设置改变节气门。发动机转矩的变化(通过较快的发动机控制方法或者较慢的发动机控制方法)会造成动力系输出的变化和对操控性的影响。利用发动机卸载待分离的离合器的影响可以通过下列公式表示。ΔT_O＝ΔT₁*GR_INITIAL            [8]由于电机和发动机的这些特性，优选由电机通过T_A和T_B的变化执行待分离的离合器的卸载，在电机不能提供足够的转矩卸载离合器的情况下，换档可由T₁的变化来帮助。

如上所述，虽然最理想地是用在维持基本零打滑的同步操作中的特定的离合器设计也可以用来提供具有某种程度打滑的受控操作。公开的一种方法是在转矩阶段通过待接合的离合器协助卸载来自待分离的离合器的反作用转矩执行受控的异步换档。如上所述，通过提高处于其他异步换档过程中的待接合的离合器上的接触状态和随后的夹紧力，可利用离合器转矩(‘T_C’)来影响待分离的离合器的卸载。通过待接合的离合器的施用，来自输出元件以反作用转矩形式通过待接合的离合器的功率可被用来抵消待分离的离合器中的反作用转矩。正如本领域普通技术人员理解的那样，对来自输出元件的功率的这种使用将会影响输出元件的加速，因此将会影响操控性。然而，由T_C产生造成的对操控性的影响往往没有由发动机命令的变化引起的对操控性的影响严重，另外由T_C产生造成的对操控性的影响不含在换档之后命令发动机回到正常级别的负面影响。使用待接合的离合器来改变输入速度的影响可由下列公式表示。ΔT_O＝ΔT_c*(GR_INITIAL-GR_DESTINATION)            [9]因此，根据所公开的方法卸载来自待分离的离合器的转矩优选受到T_A和T_B的影响，其次根据需要另外受到Tc的影响。在T_A、T_B和T_C全部使用的情况下，卸载根据需要另外可以受到T_I的影响。

图11和12图形对比了根据本公开内容的示例性同步换档和用来通过换档提供Tc的异步离合器帮助换档。图11是示例性同步换档，正如这里所公开的示例性实施例那样。起先由最初接合的传动状态限定并由N_O*GR_INITIAL表示的输入速度通过惯性速度阶段转换成由N_O*GR_DESTINATION表示的并由目标传动状态所限定的线。如上图5所述，传递T_CR-OFFGOING的待分离的离合器通过转矩阶段从某一正常传递的反作用转矩级别变为零值。另外，如上图6中所述，传递T_{CR_ONCOMING}的待接合的离合器通过第二转矩阶段从零变化到某一正常变化的反作用转矩级别。在两个转矩阶段之间的期间中，出现惯性速度阶段，在该惯性速度阶段中输入速度从由初始传动状态设定的某一速度变化到由目标传动状态设定的速度。由于由一直接合的第三离合器通过变速箱维持的转矩，T_O和N_O很大程度上不受惯性速度阶段中变化的影响。根据这里所述的方法进行操作，以这种方式进行的同步换档提供的接合齿轮之间的变化，对操控性有最小影响。

图12是通过换档提供Tc的示例性异步换档，以便在转矩阶段中帮助卸载待分离的离合器。待分离的离合器通过如图11中的转矩阶段进行过渡，而待接合的离合器在N_I被变为目标输入速度之前的某一阶段被施用。描述了初始输入速度增量，显示当前输放速度相对于输入速度的差，这个差可能是当前与目标传动同步所要求的。通过待接合的离合器传递的反作用离合器转矩用作Tc，提供根据这里所述的方法能够被用在转矩阶段中的转矩。Tc可随着转矩阶段的开始基本同步开始。另外如图所示的T_C可根据期望的换档行为在转矩阶段开始之前开始。通过这种方式，可利用通过待接合的离合器传递的转矩帮助卸载经过转矩阶段的离合器。

在如图1所述的示例性系统的转矩阶段(通过维持EVT模式中通过速度阶段的锁定离合器来维持通过惯性速度阶段的T_O)中，待分离的离合器中的转矩和T_O有关。维持通过转矩阶段的N_{I_DOT}，例如根据所需的N_{O_DOT}和初始的固定传动比，同时维持所需T_O或T_{O_REQ}，要求操纵转矩阶段的其他术语。混合动力动力系中待分离的离合器转矩可由下列公式计算。 $\left[\begin{array}{c}{T}_{\mathrm{CR}\_\mathrm{OFFGOING}}\\ T_O\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{M}_{11}& M_{12}\\ M_{21}& M_{22}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{T}_A\\ T_B\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{C}_1\\ C_2\end{array}\right]T_C+\left[\begin{array}{c}{E}_1\\ E_2\end{array}\right]T_I---\left[10\right]$ 如上所述，使用电机卸载待分离的离合器是优选的操作。在给定的操作条件下，可能的T_A和T_B值的范围可根据包括电机转矩容量和储能装置电量的因素来确定。如由公式10所描述的，当允许T_A和T_B的最小和最大值时，可单独使用电机施加转矩以减少待分离的离合器负载，由此实现卸载离合器。然而，当T_A和T_B不能完全卸载待分离的离合器时，可采用T_C来卸载离合器。在T_A、T_B和T_C都不能完全实现卸载待分离的离合器的情况下，可另外使用T_I来提供必要的转矩。

公开了一种优化卸载待分离的离合器的各种转矩的使用的控制策略。可用转矩的理解对使用转矩来卸载待分离的离合器来说是重要的。理解T_C要求量化待接合的离合器的能量容量以提供换档过程中的转矩。实现这种离合器能量容量计算的一个方法是假定换档过程中要提供的T_C将保持恒定，计算经过预计换档时间在离合器中产生的能量，并估计导致的离合器温度。然后根据估计的离合器温度和估计的换档时间确定离合器转矩限度(‘T_{C_LIMIT}’)，该T_{C_LIMIT}被用来约束T_C命令。另外，理解T_A和T_B的容量要求根据当前系统状态和约束计算电机可能产生的最大和最小反作用转矩。根据这些计算，可以确定T_A、T_B和T_c的容量并可以将它们与要卸载的转矩进行比较。

根据离合器打滑方向，可以仅在单个方向上施加T_C。可根据离合器打滑速度进行是否允许T_C帮助的判断。如果T_C会导致待分离的离合器中反作用转矩的增加，那么不应该允许施加来自待接合的离合器的T_C。

如上所述，T_I或Tc可用来帮助卸载待分离的离合器。虽然T_C的使用(如果可用的话)一般优于T_I的使用，但是作为动力系操作的结果，T_I可以独立于待分离的离合器的卸载进行变化。如果命令T_I产生对卸载离合器有用的转矩，那么使用T_C的命令就不必要了。如上所述，给发动机的命令信号被产生并作为超前信号被追踪。如果换档控制方法确定T_C适合用于待接合的换档，出于限制部分动力系操作的目的产生了超前信号。在由系统所产生的用于其他目的发动机命令将和T_C或一部分T_C一样完成相同目标的情况下，可以利用发动机命令来调整或优先取消换档中T_C的执行。

一旦确定所要求的T_C，控制系统向离合器控制算法发送离合器转矩命令，该控制系统命令液压控制系统填充离合器并命令适当压力以产生转矩。估计的离合器和发动机转矩都通过CAN通讯从独立的控制器被送回到HCP并且与期望的反作用转矩斜率一起被用来计算电机转矩。

如上所述，决定必须由可用来卸载离合器的系统可用的转矩的容量组成。图13和14图解了根据本发明的电机转矩和离合器中导致的反作用转矩的比较。在只有电机转矩和输入转矩产生输出转矩的动力系中，T_O可由下列公式表示。T_O＝M₂₁*T_A+M₂₂*T_B+E₂*T_I            [11]常数M和E描述了给定离合器的每一个其他转矩的T_O的关系，由变速箱运行范围状态决定，并通过现有技术中已知的方法是可以确定的。将T_I和T_O看作常数，描述离合器上的离合器反作用转矩(‘T_CR’)的线条可在T_A与T_B的关系区域中描述。因此公式11可简化为下列公式：T_CR＝M₁₁*T_A+M₁₂*T_B+C            [12]其中C是基于T_I影响的常数。在示例性数据中(其中T_CR＝0可描述在由可取得的T_{A_MAX}和T_{B_MAX}所限定的范围内)，可以给定要卸载或去除离合器的T_CR的T_A和T_B值。图13描述了处于T_A和T_B的空间中的这种示例性数据，其中，对于给定的T_I和T_O值，T_CR＝0的点描述在由T_{A_MAX}和T_{B_MAX}值限定的区域内。在T_CR＝0不能描述在由可取得的T_{A_MAX}和T_{B_MAX}所限定的范围内的示例性数据中，不存在单独通过T_A和T_B去除离合器的T_CR的可取得的T_A和T_B值。

可以理解的是，在混合动力系中，约束往往限制了不同转矩生成装置施加转矩。例如，电机中的电池电源限度或热限度会限制T_A和T_B的使用。图13通过阴影线图形描述了对可用电机转矩的限制。另外，这里所描述的确定可以完成卸载待分离的离合器的转矩的任一方法都必须符合如该一个中所描述的约束。其上的T_I和T_O是常数并带有约束的线的交点限定在T_A和T_B的空间中，其中运行范围是当前可用的。

图14描述了这种示例性数据，其中，对于给定的T_I和T_O值，T_CR＝0的点描述在由T_{A_MAX}和T_{B_MAX}值限定的区域内。然而，按照公式10中描述的关系，通过这里所述的方法使用T_C可以改变T_CR＝0的条件。图14描述了一线条，导致的T_CR值沿着该线条移入增加T_I应用的区域，图14还描述了一线条，导致的T_CR值沿着该线条移入沿正确方向增加T_C应用的区域。通过足够的T_C应用，在由T_{A_MAX}和T_{B_MAX}值限定的区域中T_CR可以减为零。这样，可协作地利用T_A、T_B和T_C来卸载待分离的离合器。

可以利用图13和14中T_A和T_B与T_CR的关系来确定是否需要T_C来卸载离合器。图15根据本公开内容图形描述了确定T_A和T_B是否可以在没有任何帮助的情况下卸载离合器的示例性方法。给定如上所述的线条，其中T_I和T_O是常数，可以使用公式12来计算位于电池电源和机械限度所允许的工作转矩范围内的最小和最大T_CR值。给定两点的计算，通过检查这两个值的符号可以确定T_CR＝0是否落在这两点之间以及是否由T_{A_MAX}和T_{B_MAX}值限定。如果一个值是正的而另一个是负的，那么T_CR＝0位于两点之间并由两个极值点所包围。如果两个值都是正的或负的，那么T_CR＝0没有被两个极值点所包围。这样，就有可能确定T_A和T_B是否能够卸载离合器，或者T_C是否能够用来帮助这种换档。

图15描述了通过分析处于T_A和T_B容量边界处的T_CR值(具体是T_CR值的符号)可能实现的功能。然而，数值大小对于确定由T_C从离合器上卸载的最小T_CR可能是有用的。可以利用在T_A＝T_{A_MAX}和T_B＝T_{B_MAX}处T_CR值的绝对值中较小的值来确定T_CR的余量，在最小值时，该余量必须由T_C提供以便卸载离合器。

如上所述，必须根据离合器中产生的能量计算T_{C_LIMIT}以确定阻止离合器超过可能损害该离合器的温度的限度值。T_{C_LIMIT}描述为离合器上的能量限度。这种能量限度可由下列公式表述。 $\mathrm{TotaCtlutchEnergy}=\underset{0}{\overset{\mathrm{EndofClutchAssistedShift}}{\∫}}{T}_{C\_\mathrm{LIMIT}}*N_C*\mathrm{dt}---\left[13\right]$ 在换档事件中可允许的离合器能量的理解和标定允许将T_{C_LIMIT}描述为可用的T_C限度。虽然这公开内容主要处理转矩阶段中的T_C的使用，但是可以理解的是，在图12的示例性换档中描述的换档事件中，在整个换档事件中必须对离合器中的能量进行管理。为了确定换档事件的转矩阶段部分中的T_C限度，可以采取常量的T_{C_LIMIT}，使得在接下来整个转矩阶段中限制T_C确保不违反离合器的能量限度。假设在转矩阶段支撑基本恒定Tc的待接合的离合器的恒定或几乎恒定的N_C分布，T_{C_LIMIT}可以通过下列公式计算。 $T_{C\_\mathrm{LIMIT}}=\frac{2*\mathrm{TotalClutchEnergy}}{N_C*\mathrm{TorquePhaseTime}}---\left[14\right]$ 利用T_{C_LIMIT}，可以为T_C设定限度使得不会超过离合器的能量限度。因此在示例性方法中通过根据T_A＝T_{A_MAX}和T_B＝T_{B_MAX}和T_{C_LIMIT}处的T_CR值选择卸载离合器所需的T_C最小值可以选择T_C命令。

图16根据本公开内容图示了可以卸载待分离的离合器的示例性程序。程序500从步骤502开始。在步骤504中，根据离合器能量限度和换档时间(具体是转矩阶段时间和速度阶段时间)确定T_{C_LIMIT}。在步骤506中，确定T_A和T_B容量。在步骤508中，通过本文所描述的方法利用在步骤506中确定的T_A和T_B容量确定在没有帮助的情况下能否利用T_A和T_B完全卸载待分离的离合器。如果没有帮助就能卸载离合器，那么程序进入步骤520。如果没有帮助不能卸载离合器，那么程序进入步骤510。在步骤510中，确定完成帮助卸载待分离的离合器必需的所要求的T_C。在步骤512中，检验T_C并与N_C进行比较。如果通过待接合的离合器产生的T_C与N_C处于相同的方向，那么该程序进入步骤514。如果通过待接合的离合器产生的T_C与N_C没有处于相同的方向，那么该程序进入步骤518。在步骤514中，根据在步骤510中确定的所要求的T_C和步骤504中确定的T_{C_LIMINT}约束确定利用待接合的离合器帮助卸载待分离的离合器的T_C命令。在步骤516中，将在步骤514中产生的T_C命令与帮助卸载离合器所要求的T_C进行比较。如果T_C命令足够帮助卸载离合器，那么程序进入步骤520。如果T_C命令不足以帮助卸载离合器，那么程序进入步骤518。在步骤518中，不能由T_A、T_B和T_C提供的、卸载离合器所要求的任何转矩都被命令在T_I中。在步骤520中，根据这里所述的方法卸载离合器。

图17显示了用于控制和管理具有多个转矩生成装置的动力系统中的转矩和功率流的控制系统结构，该控制系统结构以可执行算法和校验保存在上述控制模块中，下面将参考图1和2中所示的混合动力系统对该控制系统结构进行描述。该控制系统结构可用于任何具有多个转矩生成装置的动力系统，例如包括具有单个电机的混合动力系统、具有多个电机的混合动力系统和非混合动力系统。

图17中的控制系统结构描述了通过控制模块的有关信号的流动。操作过程中，监控给加速踏板113和制动踏板112的操作者输入来确定操作者转矩请求(‘T_{O_REQ}’)操作。监控发动机14和变速箱10的操作来确定输入速度(‘N_I’)和输出速度(‘N_O’)。战略优化控制方案(‘战略控制’)310根据输出速度和操作者转矩请求确定优选的输入速度(‘N_{I_DES}’)和优选的发动机状态以及变速箱运行范围状态(‘混合范围状态DES’)，并且根据混合动力系的其他工作参数进行优化，包括电池电源限度和发动机14、变速箱10和第一、第二电机56和72的响应限度。战略优化控制方案310优选由HCP 5在每100毫秒循环周期和每25毫秒循环周期期间执行。

战略优化控制方案310的输出用于换档执行和发动机启/停控制方案(‘换挡执行和发动机启/停’)320以命令改变变速箱操作(‘变速箱命令’)，包括改变运行范围状态。这包括：如果优选的运行范围状态不同于目前的运行范围状态，则通过命令改变该离合器C1 70、C2 62、C3 73和C4 75中的一个或多个的施用以及其他变速箱命令，命令执行运行范围状态的变化。当前运行范围状态(‘实际混合范围状态’)和输入速度分布(‘N_{I_PROF}’)可以得到确定。输入速度分布是待接合的输入速度的估计值并且优选包括作为下一循环周期的目标输入速度的标量参数值。在转换变速箱的运行范围状态期间，发动机操作命令和操作者转矩请求是以输入速度分布为基础。

在一个控制回路循环周期期间中，战术控制方案(‘战术控制与操作)330被重复执行以根据输出速度、输入速度、操作者转矩请求和变速箱的当前运行范围状态确定操作发动机的发动机命令(‘发动机命令’)，包括从发动机14到变速箱10的优选输入转矩。该发动机命令还包括全气缸运行状态和气缸停用运行状态(其中一部分气缸被停用且无燃料供给)之一的发动机状态，并且该发动机命令还包括供应燃料状态和燃料供应中止状态之一的发动机状态。

在TCM 17中估计每个离合器的离合器转矩(‘T_CL’)，包括当前使用的离合器和未使用的离合器，并且在ECM 23中确定与输入元件12反作用的当前发动机输入转矩(‘T_I’)。执行电机转矩控制方案(‘输出与电机转矩确定’)340来确定动力系的优选输出转矩(‘T_{O_CMD}’)，在这个实施例中其包括用于控制第一和第二电机56和72的电机转矩命令(‘T_A’，‘T_B’)。优选的输出转矩是以每个离合器的估计离合器转矩、来自发动机14的当前输入转矩、当前运行范围状态、输入速度、操作者转矩请求和输入速度分布为基础。根据优选的输出转矩通过TPIM 19控制第一和第二电机56和72以满足优选的电机转矩命令。电机转矩控制方案340包括算法代码，在6.25毫秒和12.5毫秒的循环周期期间定期执行该算法代码以确定优选的电机转矩命令。

图18是根据本公开内容的示意图，示例了换档执行过程中的数据流，其更详细地描述了控制系统结构(如图17中的系统)的更多细节的示例性执行。图示的动力系控制系统400包括几个混合驱动部件，这些部件包括发动机410、电机420和离合器液压装置430。图示出了包括战略控制模块310、换挡执行模块450、离合器容量控制模块460、战术控制与操作模块330、输出转矩和电机转矩确定模块340和离合器控制模块490的控制模块，其处理信息并向发动机410、电机420和离合器液压装置430发送控制命令。这些控制模块可以是物理分离的，可以是许多不同控制装置集合在一起的，或者可以是完全在单个物理控制装置中运行的。模块310，一种战略控制模块，执行与如图17所示的优选动力系工作点和优选运行范围状态有关的决定。模块450，一种换挡执行模块，接收来自战略控制模块310及其他与起动换档有关的来源的输入。模块450处理与当前施加到离合器的反作用转矩有关的输入和要转换到的优选运行范围状态。然后模块450采用程序确定执行换挡的参数，这些参数包括混合范围状态参数，它们描述了所需的转矩提供装置的输入转矩的余量、与转换到优选的运行范围状态所需的目标输入速度和输入加速度超前预计有关的细节、如上所述的即时输入加速度超前，和如前所描述的离合器反作用转矩超前即时最小和最大值和离合器反作用转矩超前即时最小和最大值。从模块450，将离合器反作用转矩参数和混合范围状态信息送到离合器容量控制模块460，将超前控制参数和信号送到战术控制与操作模块330，将即时控制参数和信号送到输出转矩和电机转矩确定模块340。离合器容量控制模块460处理反作用转矩和混合范围状态信息并产生描述离合器反作用转矩限度的逻辑部分，该逻辑部分根据本文所描述的方法通过模块330能控制发动机、通过模块340能控制电机和通过模块490能控制离合器。战术控制与操作模块330包括一装置，用来发出转矩请求并对发动机410提供的输入转矩执行限制，以及向模块340供给并描述来自发动机的输入转矩用于控制电机420。输出转矩和电机转矩确定模块430同样接收和处理信息以向电机420发出电机转矩请求。另外，模块340产生由离合器控制模块490使用的离合器反作用转矩命令。模块490处理来自模块460和340的信息并且发出液压命令以便获得操作该变速箱所需的离合器转矩容量。数据流的这个特定实施例图示了一个可能的示例性程序，通过该程序按照本文公开的方法可以控制车辆转矩产生装置和相关的离合器。本领域普通技术人员应当理解，所采用的特定程序可以变化，并且该公开内容没有限定为这里所描述的特定示例性实施例的意图。

很清楚，在本公开内容的范围内改进是容许的。已经特意参考优选实施例和改进描述了本公开内容。根据阅读和理解说明书，进一步改进和变形也是可以想到的。意欲包括落入本公开内容范围内的所有这种改进和变形。

Claims (15)

1.一种用于控制动力系的方法，该动力系包括机械地-操作地联接到内燃发动机的电-机械变速箱和适用于选择性地将机械功率传递给输出元件的电机，所述方法包括：

命令从第一运行范围状态到第二运行范围状态的换挡；

识别待分离的离合器；

控制来自所述电机的转矩输出，以卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩；

选择性地施用待接合的离合器，以卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩；和

在通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩基本为零时，减少所述待分离的离合器的离合器转矩容量。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括控制来自第二电机的转矩输出，以卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩。

3.如权利要求1所述的方法，其中：根据为帮助所述电机完全卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩所需的转矩，选择性地施用所述待接合的离合器。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：根据为帮助所述电机和所述待接合的离合器完全卸载通过所述待分离的离合器传递的反作用转矩而所需的转矩，施加发动机转矩。

5.如权利要求1所述的方法，其中：选择性地施用所述待接合的离合器是基于确定所述待接合的离合器将减少所述待分离的离合器中的反作用转矩。

6.如权利要求5所述的方法，其中：确定所述待接合的离合器将减少所述待分离的离合器中的反作用转矩是基于监控所述待接合的离合器中的打滑速度。

7.如权利要求1所述的方法，其中：选择性地施用所述待接合的离合器是基于确定离合器能量限度，并根据所述离合器能量限度来限制对所述待接合的离合器的所述施用。

8.一种用于控制动力系的方法，该动力系包括机械地-操作地联接到内燃发动机的电-机械变速箱和适用于选择性地将机械功率传递给输出元件的电机，所述方法包括：

起动换档事件，其包括，

识别要同步卸载的待分离的离合器，和识别要加载的待接合的离合器；

监控用于卸载所述待分离的离合器的电机转矩容量；

确定为帮助所述电机卸载所述待分离的离合器而所需的转矩；

利用所述电机施加转矩以卸载所述待分离的离合器；和

根据为帮助所述电机卸载所述待分离的离合器而所需的所述转矩，通过所述待接合的离合器选择性地施加转矩。

9.如权利要求8所述的方法，其中：

监控用于卸载所述待分离的离合器的电机转矩容量包括，

监控所述电机的转矩容量，和

监控第二电机的转矩容量；以及

该方法进一步包括利用所述第二电机施加转矩，以卸载所述待分离的离合器。

10.如权利要求8所述的方法，进一步包括：

确定为帮助所述电机和所述待接合的离合器卸载所述待分离的离合器所需的转矩；和

根据所述的确定帮助所述电机和所述待接合的离合器卸载所述待分离的离合器所需的转矩，利用所述发动机施加转矩。

11.如权利要求8所述的方法，进一步包括：

根据所述待接合的离合器的预期操作，确定离合器能量限度；和

其中，所述的通过所述待接合的离合器选择性地施加转矩进一步基于所述离合器能量限度。

12.一种用于控制动力系的设备，该动力系包括机械地-操作地联接到内燃发动机的电-机械变速箱和适用于选择性地将机械功率传递给输出元件的电机，所述设备包括：

受到识别的待分离的离合器；

受到识别的待接合的离合器；和

动力系控制系统，包括：

监控用于卸载来自所述待分离的离合器的反作用转矩的所述电机的转矩容量的模块，

确定为帮助所述电机卸载所述待分离的离合器而所需的转矩的模块，

命令来自所述电机的转矩卸载所述待分离的离合器的模块，和

根据为帮助所述电机卸载所述待分离的离合器而所需的所述转矩，选择性地命令通过所述待接合的离合器传递的转矩的模块。

13.如权利要求12所述的设备，其中：所述动力系控制系统进一步包括：

监控用于卸载来自所述待分离的离合器的反作用转矩的第二电机的转矩容量的模块，和

命令来自所述第二电机的转矩卸载所述待分离的离合器的模块。

14.如权利要求12所述的设备，其中：所述动力系控制系统进一步包括：

确定为帮助所述电机和所述待接合的离合器卸载所述待分离的离合器而所需的转矩的模块，和

根据所述的确定帮助所述电机和所述待接合的离合器卸载所述待分离的离合器而所需的转矩，命令来自所述发动机的转矩的模块。

15.如权利要求12所述的设备，其中：所述动力系控制系统进一步包括：

根据所述待接合的离合器的预期操作，确定离合器能量限度的模块，和

根据所述离合器能量限度，限制通过所述待接合的离合器传递的所述的选择性命令的转矩的模块。

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