能或组件，诸如，燃料喷 射正时、速率和持续时间、节气门位置、（用于火花点火式发动机的）火花塞点火正时、进气 /排气门正时和持续时间、前端附件驱动（FEAD，front_end accessory drive)组件（诸如 交流发电机）、空调压缩机、电池充电、再生制动、马达运转、用于分离离合器26、起步离合 器34的离合器压力以及用于变速器24的换档计划等。例如，通过I/O接口传送输入的传 感器可用于指示涡轮增压器增压压力、曲轴位置（PIP)、发动机转速、车轮转速、车速、冷却 剂温度、进气歧管压力（MP)、加速器踏板位置、点火开关位置、节气门位置、空气温度、废气 氧或其他废气成分浓度或存在情况、进气流量、变速器档位、传动比或模式、变速器油温、变 矩器涡轮转速、变矩器旁通离合器34状态、减速或换档模式以及马达转速。
[0049] 车辆10的驾驶员使用加速器踏板70提供驾驶员扭矩需求tdd(也可被表示为τω) 或驱动命令以推进车辆。通常，踩下和松开踏板70产生可通过控制器50被分别解释为增 加动力（或扭矩）的需求和减小动力（或扭矩）的需求的加速器踏板位置信号。至少基于 来自踏板70的输入，控制器50从发动机14命令扭矩t eng和/或从马达18命令扭矩t mt,。 控制器50还控制变速器24内的换档正时以及分离离合器26和变矩器旁通离合器34的接 合或分离。类似于分离离合器26,可以在接合位置和分离位置之间的范围内调节变矩器旁 通离合器34。除由泵轮31和涡轮32之间的液力耦合产生的可变打滑之外，这也在变矩器 22中产生可变打滑。可替代地，根据特定应用，变矩器旁通离合器34可操作为锁止或打开 而不使用调节的操作模式。
[0050] 为了利用发动机14驱动车辆，分离离合器26至少部分地接合，以通过分离离合器 26将发动机扭矩的至少一部分传输至马达18,然后再从马达18经过变矩器22和变速器24 传输。马达18可以通过提供额外功率来使轴30转动而辅助发动机14。该操作模式可被称 为"混合动力模式"或"电动辅助模式"。
[0051] 为了利用马达18作为唯一动力源驱动车辆，除了分离离合器26将发动机14与动 力传动系统12的其余部分隔离以外，动力流保持相同。在这段时间内可以禁用或者否则切 断发动机14中的燃烧以节省燃料。例如，牵引电池20通过线路72将储存的电能传输至可 包括逆变器的电力电子器件64。电力电子器件64可用于将来自电池20的DC电压转换成 AC电压以供马达18使用。控制器50可命令电力电子器件64将来自电池20的电压转换成 提供至马达18的AC电压，以将正扭矩或负扭矩提供至轴30。该操作模式可被称为"纯电 动"操作模式。
[0052] 在任何操作模式中，马达18都可以为动力传动系统12提供驱动扭矩或制动扭矩。 马达18可以用作发电机并且将来自动力传动系统12的动能转换成电能储存在电池20中。 例如，当发动机14正在为车辆10提供推进动力时，马达18可以用作发电机。此外，在来自 旋转的车轮42的旋转能通过变速器24回传并转换成电能储存在电池20中的再生制动期 间，马达18可以用作发电机。
[0053] 在混合动力模式下，车辆10的发动机14和马达18被构造成提供驾驶员扭矩需 求，使得驾驶员扭矩需求等于发动机扭矩与马达扭矩之和（t dd= tmg+tmta)，注意，在充电模 式下，马达扭矩会是负的。在混合动力模式下，发动机转速和马达转速基本上彼此相等（ω =ω eng= W mtr) °
[0054] 如上所述，本公开的一方面致力于一种控制器50,该控制器50被配置为：用于使 变速器24换档，以使马达叶轮35的转速Q nJt近目标叶轮转速ω toget，从而提高并联式 混合动力动力传动系统12的燃料经济性。在这方面，动力传动系统12具有与变速器24连 接的发动机14、与发动机14连接的马达18的转子35以及控制器50,控制器50根据驾驶 员扭矩需求t dd的大小以及马达18是正在消耗电流还是正在产生电流而使变速器换档。
[0055] 目标转子转速Utoget可包括目标转子转速范围，控制器50可被配置为：响应于转 子转速超出目标转子转速范围而使变速器24换档。叶轮转速、目标叶轮转速和目标 叶轮转速范围可替代转子转速、目标转子转速和目标转子转速范围。控制器50还可被配置 为：响应于驾驶员扭矩需求t dd的变化而使变速器24换档。控制器50还可被配置为：响应 于马达18正在消耗电流或正在产生电流的变化而使变速器24换档。马达18正在消耗电 流的示例是当马达18使用来自电池20的电力来驱动车辆并向动力传动系统12提供正扭 矩t mta之时。马达18正在产生电流的示例是当马达18向电池20提供电力以给电池20再 充电并向动力传动系统12提供负扭矩(与发动机扭矩方向相反的扭矩）之时。
[0056] 控制器50可被配置为：通过从即将离开的（off-going)齿轮比换至即将到来的 (on-coming)齿轮比而使变速器24换档，并且控制器50还可被配置为：在使变速器24换 档之前，验证即将到来的齿轮比能够提供驾驶员扭矩需求t dd。控制器50还可被进一步配 置为：响应于接收到叶轮转速〇_和齿轮比，验证该齿轮比提供接收到的叶轮转速ω _与 期望的叶轮转速Otal^t最接近的收敛（nearest convergence)。
[0057] 出于燃料经济性考虑，期望的转子或叶轮转速Utmgrt可根据马达转速ω _、传递 给动力传动系统12的发动机扭矩tmg、传递给动力传动系统12的马达扭矩tmta和基于电池 20正在充电或放电的效率函数的函数进行选择（参见图3)。
[0058] 图2示出了诸如在图1中示出的混合动力车辆的可能的能量管理流程100。控制 器102可包括HEV能量管理子组件104和传动比管理子组件106。能量管理流程100针对 具有混合动力模式的并联式混合动力动力传动系统，在所述混合动力模式下，发动机和马 达两者同时向动力传动系统提供扭矩，并且马达转速与发动机转速成正比。控制器102不 分先后地接收驾驶员扭矩需求t dd(如框108所示）、电池的荷电状态（如框110所示）和 马达转速(如框112所示）。马达转速可由测量叶轮转速、马达输出轴转速或泵 轮转速的传感器提供。此外，由于当分离离合器完全接合时，马达转速与发动机转速 ωεη8成正比，因此，马达转速也可通过发动机转速测量值提供。例如，用于测量曲轴转速或 发动机输出轴转速的传感器可提供发动机转速。也可通过其他方式（诸如，电流和发 动机正时等）来确定马达转速和发动机转速。然而，当分离离合器未完全接合时，发动机转 速传感器不能提供马达转速，因此，当动力传动系统处于纯电动模式以及正在切换至 混合动力模式时，必须使用马达转速来确定当发动机运转时针对最经济的齿轮比将提供的 发动机转速。
[0059] 控制器102控制马达以提供所需的马达扭矩输出分量（如框114所示）和发动机 扭矩输出分量（如框116所示），使得这两者的组合满足框108处的驾驶员扭矩需求。这些 扭矩相结合并流入变速器118中。如框120所示，控制器102基于上述输入选择适合于燃料 经济性的目标发动机转速。控制器102发送信号来使变速器118换档（如档位选择框122 所示），以使马达转速接近目标马达转速，从而提高燃料经济性。能量管理流程100的 最终目标在于提供满足驾驶员期望的车辆扭矩输出（如框124所示），同时还提供使发动机 和马达提供该车辆扭矩输出的最佳换档计划。当选择齿轮比时，控制器还可监测车速，如框 126所示。
[0060] 控制器102可分成HEV能量管理子组件104, HEV能量管理子组件104用于接收驾 驶员扭矩需求108、电池的荷电状态110和马达转速112,并将马达扭矩和发动机扭矩输出 至变速器以及将目标马达转速输出至传动比管理子组件106。然后，传动比管理子组件106 提供齿轮比选择并控制变速器118。
[0061] 实际上，当混合动力车辆在车速和齿轮比已被确立的纯电动模式下运转时，能够 最好地理解该管理流程100。当需要切换至发动机将运转并被包括以给车辆提供所需扭矩 的混合动力模式时，发动机将需要在分离离合器完全接合时匹配马达转速。该方法将引入 当前的马达转速和驾驶员扭矩需求，然后检查马达是将向动力传动系统添加扭矩（消耗来 自充电电池的电流）还是从动力传动系统移除扭矩（给电池充电），以确定满足驾驶员需求 所需要的发动机扭矩。一旦获悉满足驾驶员需求所需要的发动机扭矩，该方法便选择最经 济的齿轮比，从而使发动机以燃料经济性最高的转速提供驾驶员扭矩需求。换言之，该方法 选择将提供与目标转速最接近的发动机转速的齿轮比。该方法以基于这些输入使变速器切 换至新的齿轮比结束。
[0062] 管理流程100可包括：在发送信号来使变速器换档（122)的步骤之前，选择能够提 供驾驶员扭矩需求、维持电池的荷电状态并提供接近目标马达转速的马达转速的变速器齿 轮比。
[0063] 由于变速器118是离散阶梯传动比变速器，因此可能无法实现准确的目标转速， 故控制器可选择收敛于目标转速或落入目标转速范围