用于控制混合动力系统中能量产生的系统和方法与流程

本申请总体上涉及混合动力总成控制领域。更具体地，本申请涉及用于在诸如插电式混合动力车辆等的各种应用中管理混合动力系统中的发电机组的能量产生的系统和方法。

背景技术：

混合动力总成可以使用一个或多个电动发电机和内燃机推动车辆行驶。第一电动发电机可机械地联接至传动系统以直接向其提供动力。内燃发动机可以机械地联接至第二电动发电机，以产生电能并将电能提供给能量存储设备和/或第一电动发电机。

技术实现要素：

一个实施例涉及一种装置。该装置包括能量存储电路、输入电路和混合动力管理电路。能量存储电路被构造为接收与被配置为存储能量的能量存储设备的充电状态(soc)和健康状态(soh)相关的信息。输入电路被构造成接收扭矩需求的指示。混合动力管理电路被构造成基于扭矩需求和能量存储设备的soc确定用于发电机组的第一扭矩输出，所述发电机组包括发动机和第一电动发电机；基于能量存储设备的soh确定soh调整因子；基于soh调整因子和第一扭矩输出确定所述发电机组的调节后的扭矩输出；在第一设定点运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；以及在第二设定点运行第二电动发电机以提供第二扭矩输出以满足扭矩需求，第二电动发电机电联接至所述发电机组和所述能量存储设备，使得第二电动发电机构造成接收由能量存储设备存储的能量和由发电机组产生的能量中的至少一个以提供第二扭矩输出。

另一个实施例涉及一种方法。该方法包括：通过处理电路接收与被配置为存储能量的能量存储设备的充电状态(soc)和健康状态(soh)相关的信息；通过所述处理电路接收扭矩需求的指示；通过所述处理电路基于扭矩需求和能量存储设备的soc来确定包括发动机和第一电动发电机的发电机组的第一扭矩输出；通过所述处理电路基于能量存储设备的soh确定soh调整因子；通过所述处理电路基于soh调整因子和第一扭矩输出确定发电机组的调节后的扭矩输出；通过所述处理电路在第一设定点运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；通过所述处理电路在第二设定点运行第二电动发电机以提供第二扭矩输出以满足扭矩需求。

另一个实施例涉及一种系统。该系统包括控制器，所述控制器可通信地且可操作地联接到(i)包括发动机和第一电动发电机的发电机组；(ii)构造成存储能量的能量存储设备；以及(iii)电联接到所述发电机组和所述能量存储设备的第二电动发电机。控制器被构造成接收与能量存储设备的充电状态(soc)和健康状态(soh)相关的信息，接收扭矩需求指示；基于扭矩需求、能量存储设备的soc和能量存储设备的soh确定发电机组的第一扭矩输出；在第一设定点运行发电机组以提供调节后的扭矩输出并产生一定量的能量；以及在第二设定点运行第二电动发电机以提供第二扭矩输出以满足扭矩需求。

从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其操作的组织和方式将变得显而易见。

附图说明

图1是根据示例实施例的具有控制器的车辆的示意图。

图2是根据示例实施例的图1的车辆的控制器的示意图。

图3是根据示例实施例描绘了用于串联混合动力系统以满足扭矩需求的各种瞬时功率路径的曲线图。

图4是根据示例实施例描绘了能量存储设备健康历史的各种状态相对于健康轨迹的预定状态的曲线图。

图5a和5b是根据示例实施例的用于基于扭矩需求、能量存储设备的充电状态和能量存储设备的健康状态动态调整发电机组能量产生的方法的流程图。

具体实施方式

以下是有关控制串联混合动力总成中能量产生的方法、装置和系统的各种概念和实施方式的更详细的描述。以上介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以以任何数量的方式实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。提供特定实施方式和应用的示例主要用于说明目的。

总体上参考附图，本文公开的各种实施例涉及用于控制串联混合动力总成中的能量产生的系统、装置和方法。根据示例实施例，串联混合动力总成包括：(i)具有发动机和第一电动发电机的发电机组；(ii)第二电动发电机；以及(iii)能量存储设备。第二电动发电机电联接至并构造成从发电机组和能量存储设备中的至少一个接收能量，以促进其运行。串联混合动力总成可以另外包括控制器，该控制器被构造成选择性地控制(i)由发电机组产生的提供给第二电动发电机的能量的量以及(ii)由第二电动发电机从能量存储设备汲取以通过第二电动发电机提供满足扭矩需求的扭矩输出，同时将能量存储设备的健康状态维持在预定的健康状态轨迹、健康状态轨迹附近或健康状态轨迹以上(例如，使用功率-分配算法等)的能量的量。

现在参考图1，其示出了根据示例实施例的具有控制器150的车辆100的示意图。如图1所示，车辆100通常包括动力总成系统110、车辆子系统120、操作员输入/输出(i/o)设备130、可通信地联接到车辆100的一个或多个组件的传感器140以及控制器150。这些组件将在本文更全面地描述。车辆100可以是公路车辆或非公路车辆，包括但不限于长途运输卡车、中型卡车(例如轻运货车)、小轿车(例如四门轿车、掀背车、轿跑车等)、公共汽车、大篷货车、垃圾车、运货车以及任何其他类型的车辆。根据示例实施例，车辆100的动力总成系统110被构造为串联混合动力总成系统。在一些实施例中，车辆100的动力总成系统110被构造为另一种类型的混合动力总成系统(例如，并联混合动力总成系统等)。

车辆100的组件可使用任何类型和数量的有线或无线连接彼此通信或与外部组件通信。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、cat5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括因特网、wi-fi、蜂窝、无线电、蓝牙、zigbee等。在一些实施例中，控制器区域网络(can)总线提供信号、信息和/或数据的交换。can总线包括任意数量的有线和无线连接。因为控制器150可通信地联接到图1的车辆100中的系统和组件，所以控制器150被构造为接收与图1所示的一个或多个组件相关的数据。例如，数据可以包括由一个或多个传感器(例如传感器140)获取的与动力总成系统110和/或其他组件(例如，电池系统、电动机、发电机、再生制动系统、发动机等)的运行状况相关的运行数据。作为另一个示例，数据可以包括来自操作员i/o设备130的输入。控制器150可以基于运行数据确定如何控制动力总成系统110。

如图1所示，动力总成系统110包括发动机111、变速器112、驱动轴113、差速器114、最终驱动器115、第一电动发电机116、第二电动发电机118和能量存储设备119。发动机111可以被构造为任何发动机类型，包括火花点火内燃发动机、压燃内燃发动机和/或燃料电池，以及其他替代形式。发动机111可以由任何燃料类型(例如，柴油、乙醇、汽油、天然气、丙烷、氢等)驱动。类似地，变速器112可以构造为任何类型的变速器，例如连续可变变速器、手动变速器、自动变速器、自动-手动变速器、双离合器变速器等。

因此，随着变速器从齿轮变速器到连续配置(例如，无级变速器)，变速器112可以包括各种设置(例如，用于齿轮变速器的齿轮)，这些设置会基于从其(例如，从第二电动发电机118等)接收到的输入速度影响不同的输出速度。与发动机111和变速器112类似，驱动轴113、差速器114和最终驱动器115可以根据应用以任何配置构造(例如，最终驱动器115被构造为汽车应用中的车轮，船应用中的螺旋桨)。此外，驱动轴113可以基于应用构造为任何类型的驱动轴，包括但不限于单件式、两件式和套管式驱动轴。

如图1所示，发动机111和第一电动发电机116联接在一起(例如，通过轴、齿轮箱等)以形成发电机组117。在一些实施例中，第一电动发电机116是具有发电和电动能力的单个装置。在一些实施例中，第一电动发电机116仅具有发电能力。根据示例实施例，发动机111构造成驱动第一电动发电机116以产生电能。如图1所示，第一电动发电机116电联接至能量存储设备119，使得第一电动发电机116可将由此产生的能量提供给能量存储设备119以进行存储。在一些实施例中，第一电动发电机116被构造成从能量存储设备119接收存储的电能以促进其运行。举例来说，第一电动发电机116可以从能量存储设备119接收存储的电能，以便于启动发动机111。

如图1所示，第二电动发电机118(例如，通过轴、齿轮箱等)联接至变速器112。在一些实施例中，动力总成系统110不包括变速器112和/或驱动轴113，使得第二电动发电机118直接联接至驱动轴113和/或差速器114。在一些实施例中，第二电动发电机118是具有发电和电动能力的单个装置。如图1所示，第二电动发电机118电联接至第一电动发电机116和能量存储设备119，使得第二电动发电机118可以接收由能量存储设备119存储的和/或由第一电动发电机116产生的能量以促进其运行。举例来说，第二电动发电机118可以从能量存储设备119接收存储的电能和/或从第一电动发电机116接收所产生的电能，以便于将扭矩输出提供给变速器112。在一些实施例中，第二电动发电机118被构造成产生电能以存储在能量存储设备119中。举例来说，第二电动发电机118可以构造成利用负扭矩供应来执行能量再生(例如，当来自其的扭矩需求为零时、在发动机制动期间、当车辆100沿山丘滑行时，等等)。

根据示例实施例，能量存储设备119包括一个或多个电池(例如，高压电池、铅酸电池、锂离子电池等)、一个或多个电容器(例如，超级电容器等)和/或任何其他能量存储设备。如图1所示，能量存储设备119电联接至第一电动发电机116和第二电动发电机118。在一些实施例中，能量存储设备119电联接至一个或多个车辆子系统120(例如，再生制动系统等)。能量存储设备119可以被构造为存储(i)从充电站(例如，车辆充电站等)接收的电能，(ii)由第一电动发电机116产生的电能，(iii)由第二电动发电机118产生的电能和/或(iv)由再生制动系统产生的电能。能量存储设备119可以被构造为将存储的电能提供给(i)车辆子系统120以运行车辆100的各种基于电气的部件(例如，当发动机111正在运行时、当发动机111处于关闭状态时等)(ii)第一电动发电机116以启动发动机111(例如，当操作员按通发动机111时，在停止-启动功能关闭发动机111之后响应于重新启动命令等)和/或(iii)第二电动发电机118以向变速器112提供扭矩输出(例如，以驱动车辆100等)。

在传统的非混合动力或电动动力总成系统中，发动机111接收化学能输入(例如，汽油、柴油等燃料)并燃烧该燃料以产生旋转曲轴形式的机械能。变速器112接收旋转的曲轴并且操纵曲轴的速度(例如，发动机每分钟转数(rpm)等)以影响期望的驱动轴速度。旋转的驱动轴113由差速器114接收，该差速器114将驱动轴113的旋转能量提供给最终驱动器115。然后，最终驱动器115推进或移动车辆100。在本公开的动力总成系统110中，发动机111向第一电动发电机116提供机械能，使得第一电动发电机116产生电能。第一电动发电机116可以将产生的电能提供给第二电动发电机118和能量存储设备119中的至少一个。第二电动发电机118从第一电动发电机116和能量存储设备119中的至少一个接收电能，以产生机械能并将机械能提供给变速器112。

仍参考图1，车辆100包括车辆子系统120。在一些实施例中，车辆子系统120可以包括再生制动系统。再生制动系统可以包括各种组件，该各种组件构造成从车辆制动事件产生电能，由能量存储设备119存储以供将来使用(例如，由第一电动发电机116、由第二电动发电机118、由电气车辆零部件等使用)。车辆子系统120可以包括其他组件，包括机械驱动或电动驱动的车辆组件(例如，hvac系统、灯、泵、风扇等)。车辆子系统120还可包括用于减少排气排放的任何部件，例如选择性催化还原(scr)催化剂、柴油氧化催化剂(doc)、柴油颗粒过滤器(dpf)、带有柴油机排气液供应的柴油排气液(def)加料器、用于监视后处理系统的多个传感器(例如，氮氧化物(nox)传感器、温度传感器等)和/或其他组件。

操作员i/o设备130可以使车辆100(或乘客)的操作员与车辆100和控制器150通信。举例来说，操作员i/o设备130可以包括但不限于交互式显示器、触摸屏设备、一个或多个按钮和开关、语音命令接收器等。在一个实施例中，操作员i/o设备130包括制动器和加速踏板。传感器140可以包括被定位和/或构造为监测车辆100的各种组件的运行特性的传感器。举例来说，传感器140可以包括被构造成有助于监测能量存储设备119的充电状态(soc)和/或健康状态(soh)和/或流入和/或流出能量存储设备119的电流(例如，电流、电压、功率等)的传感器。

现在参考图2，根据示例实施例示出了图1的车辆100的控制器150的示意图。如图2所示，控制器150包括处理电路151和通信接口170。处理电路151包括处理器152、存储器154和混合控制系统155。处理器152可以实现为通用处理器、应用专用集成电路(asic)、一个或多个现场可编程门阵列(fpga)、数字信号处理器(dsp)、一组处理组件或其他合适的电子处理组件。存储器154(例如，ram、rom、闪存、硬盘存储器等)可以存储用于促进本文描述的各种处理的数据和/或计算机代码。存储器154可以可通信地连接到处理器152和混合动力控制系统155，并且被构造为向处理器152提供计算机代码或指令以用于执行与本文的混合动力控制系统155相关描述的过程。此外，存储器154可以是或包括有形的非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储器154可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本文描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。

混合动力控制系统155包括用于完成本文描述的活动的各种电路。更具体地，混合动力控制系统155包括发动机电路156、第一电动发电机电路158、第二电动发电机电路160、能量存储电路162、输入电路164和混合动力管理电路166。电路156-166可以被构造成选择性地控制(i)由发电机组117产生的提供给第二电动发电机118的能量的量以及(ii)由第二电动发电机118从能量存储设备汲取的将满足扭矩需求的扭矩输出提供给变速器112，同时将能量存储设备119的soh维持在soh轨迹上、附近或上方(例如，使用功率-分配算法等)的能量的量。尽管在图2中显示了具有特定功能的各种电路，但应理解，控制器150、混合控制系统155和/或存储器154可以包括用于完成本文描述的功能的任何数量的电路。例如，电路156-166的活动和功能可以体现在存储器154中，或者组合成多个电路中、或作为单个电路。还可以包括具有附加功能的附加电路。此外，应当理解，控制器150可以进一步控制超出本公开范围的其他活动。

根据一个实施例，电路156-166可以包括通信电路，该通信电路被构造为促进电路156-166、发动机111、第一电动发电机116、第二电动发电机118、能量存储设备119、操作员i/o设备130、传感器140和/或车辆100的其他组件之间和之中的信息、数据、值、非瞬态信号等的交换。例如，通信电路可以包括包含任何类型的通信信道(例如，光纤、有线、无线等)的信道，并且该信道可以包括用于信号增强、调制、解调、滤波等任何额外的组件。在这方面，电路156-166可以包括通信电路，该通信电路包括但不限于有线和无线通信协议，以促进数据的接收和传输。

在另一个实施例中，电路156-166可以包括由存储器154存储并且可以由处理器152执行的机器可读介质。机器可读介质促进某些操作的执行以促进数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以向传感器140、发动机111、第一电动发电机116、第二电动发电机118、能量存储设备119、操作员i/o设备130等提供指令(例如，命令等)以获取数据。就这一点而言，机器可读介质可以包括定义数据的获取频率的可编程逻辑。在又一个实施例中，电路156-166可以包括机器可读内容、通信电路、发动机111、第一电动发电机116、第二电动发电机118、能量存储设备119、操作员i/o设备130、传感器140和/或车辆100的其他组件的任意组合。

本文描述的控制器150的某些操作可以包括解释和/或确定一个或多个参数的操作。如本文所使用的，解译或确定包括通过本领域已知的任何方法接收值，包括至少从数据链路或网络通信接收值、接收指示该值的电子信号(例如，电压、频率、电流或pwm信号)、接收指示该值的计算机生成参数、从非暂态计算机可读存储介质上的存储器位置读取值、通过本领域已知的任何方式和/或通过接收可以用来计算解译参数的值和/或通过参考被解释为参数值的默认值来接收该值作为运行时参数、。

通信接口170可以包括用于与各种系统、设备或网络进行数据通信的有线或无线接口(例如，插孔、天线、发送器、接收器、收发器、有线终端等)。例如，通信接口170可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于经由无线通信网络进行通信的wi-fi收发器。通信接口170可以被构造为经由局域网或广域网(例如，互联网等)进行通信，并且可以使用各种通信协议(例如，ip、lon、蓝牙、zigbee、无线电、蜂窝、近场通信等)。

控制器150的通信接口170可以促进控制器150、混合动力控制系统155和车辆100的部件(例如，动力总成系统110、发动机111、第一电动发电机116、第二电动发电机118、能量存储设备119、操作员i/o设备130、传感器140等)之间和之中的通信。控制器150、混合动力控制系统155和/或车辆100的组件(例如，例如，动力总成系统110、发动机111、第一电动发电机116、第二电动发电机118、能量存储设备119、操作员i/o设备130、传感器140等)之间和之中的通信可以经由任何数量的有线或无线连接(例如，ieee802等下的任何标准等)。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、cat5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括互联网、wi-fi、蜂窝、蓝牙、zigbee、无线电等。在一些实施例中，控制器区域网络(can)总线提供信号、信息和/或数据的交换。can总线可以包括提供信号、信息和/或数据的交换的任何数量的有线和无线连接。can总线可以包括局域网(lan)或广域网(wan)，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

发动机电路156可以被构造为控制发动机111的运行和/或接收与发动机111的运行相关的数据。在一些实施例中，发动机电路156可包括或可通信地且可操作地联接至发动机111，以有助于控制发动机111的运行。举例来说，发动机电路156可以被构造为有助于选择性地控制发动机111的扭矩输出和/或速度输出以为第一电动发电机116提供动力。

第一电动发电机电路158可以被构造为控制第一电动发电机116的运行和/或接收与第一电动发电机116运行相关的数据。在一些实施例中，第一电动发电机电路158可以包括或可通信地且可操作地联接至第一电动发电机116，以有助于控制第一电动发电机116的运行。举例来说，第一电动发电机电路158可以被构造成控制由第一电动发电机116产生的能量是直接提供给能量存储设备119、直接提供给第二电动发电机118还是在第二电动发电机118和能量存储设备119之间分配(例如，由第一电动发电机116产生的第一部分能量被提供给第二电动发电机118，并且由第一电动发电机116产生的第二部分能量被提供给能量存储设备119等)。作为另一示例，第一电动发电机电路158可以构造成控制第一电动发电机116是作为电动机还是作为发电机(例如，当能量存储设备119和/或第二电动发电机118需要电能时作为发电机，当发动机111需要启动时作为电动机等)。

第二电动发电机电路160可以被构造为控制第二电动发电机118的运行和/或接收与第二电动发电机118运行相关的数据。在一些实施例中，第二电动发电机电路160可以包括或可通信地且可操作地联接至第二电动发电机118，以有助于控制第二电动发电机118的运行。举例来说，第二电动发电机电路160可以被构造成控制第二电动发电机118是作为电动机还是作为发电机(例如，当存在负扭矩需求时作为发电机，当驾驶车辆100时作为电动机等)。作为另一示例，第二电动发电机电路160可以被构造为便于控制提供给变速器112的输出扭矩以满足扭矩需求(例如，基于操作员的输入等)。

能量存储电路162可以被构造成从能量存储设备119的传感器140接收和解释数据，以监测(例如，确定、估计等)能量存储设备119的soc和/或soh。在一些实施例中，能量存储电路162可以包括或可通信地联接到能量存储设备119，以促进从其接收数据。举例来说，数据可以包括与能量存储设备119的输入电流、输入电压、输入功率、输出电流、输出电压、输出功率、负载、温度等相关的信息。能量存储电路162可以使用这样的信息来确定能量存储设备119的soc(例如，能量存储设备119内的当前能量水平，等等)。能量存储电路162可以附加地或可替代地使用这样的信息来确定和跟踪能量存储设备119的soh(例如，尚未消耗的能量存储设备119的总寿命的百分比，对于新电池为100％，对于需要更换的旧电池为0％，等等)。

输入电路164可以被构造成接收期望扭矩需求的指示。在一些实施例中，输入电路164可以包括或可通信地联接到操作员i/o设备130，以促进从其接收期望扭矩需求的指示。举例来说，该指示可以由操作员经由加速踏板位置来提供(例如，操作者按下加速踏板以增加速度等)。

混合动力管理电路166可以被构造为基于期望的扭矩需求、能量存储设备119的soc和能量存储设备119的soh(例如，使用功率-分配算法等)来选择性地控制发电机组117。举例来说，混合动力管理电路166可以被构造成权衡发动机111的燃料效率与能量存储设备119的soh保留，以将能量存储设备119的soh维持在能量存储设备119的预定的soh轨迹处，预定的soh轨迹附近或预定的soh轨迹上方。预定的soh轨迹可以定义能量存储设备119的soh期望遵循的轨迹，以便在至少预定的时间段和/或距离将能量存储设备119维持在可运行状态。例如，预定的soh轨迹可以定义使能量存储设备119维持可运行预定的小时数的轨迹(例如，50,000；100,000；200,000；等安培小时(amp-hours))。在另一个示例中，预定的soh轨迹可以附加地或替代地定义使由车辆100驾驶的使能量存储设备119维持可运行预定英里数或公里数(例如36,000；50,000；100,000；200,000；等英里或公里)的轨迹。在又一个示例中，预定的soh轨迹可以附加地或替代地定义使能量存储设备119维持可运行车辆100的预定拥有年限(例如3、5、10等年)的轨迹。预定的拥有年限可以基于保修期、政府法规和/或客户协议。

举例而言，混合动力管理电路166可以被构造为在燃料效率较低的状态下运行发动机111，从而有利于利用第一电动发电机116产生更多的能量并且响应于能量存储设备119的soh在预定的soh轨迹的下方而从能量存储设备119中汲取更少的能量，来运行第二电动发电机118从而满足扭矩需求。在另一个示例中，混合动力管理电路166可以被构造成在较高燃料效率的状态下运行发动机111，从而有利于利用第一电动发电机116产生更少的能量，并且响应于能量存储设备119的soh处于或在预定的soh轨迹的上方而从能量存储设备119汲取更多的能量，来运行第二电动发电机118从而满足扭矩需求。

更具体地，混合动力管理电路166可以被构造成基于期望的扭矩需求和能量存储设备119的soc来确定发电机组117的第一扭矩输出。举例来说，如果能量存储设备119的soc低(例如，几乎完全耗尽等)，则发电机组117可以产生更多的电能以满足扭矩需求(例如，可以从能量存储设备119汲取更少的能量等)。相反，如果能量存储设备119的soc很高(例如，几乎充满电等)，则发电机组117可以产生相对较少的电能以满足扭矩需求(例如，可以从能量存储设备119中汲取更多的能量等)。

混合管理电路166可以进一步被构造为基于能量存储设备119的soh确定soh调整因子。举例来说，混合动力管理电路166可以通过将能量存储设备119的soh与能量存储设备119的预定的soh轨迹进行比较来确定soh调整因子。混合管理电路166然后可以被构造为确定能量存储设备119的soh是在预定的soh轨迹的上方还是在预定的soh轨迹的下方，以便于将能量存储设备119的soh维持在该预定的soh轨迹、接近该预定的soh轨迹或高于该预定的soh轨迹。

混合管理电路166可以进一步被构造为(例如使用模型、算法、查找表、公式等选择、计算、查找等)响应于能量存储设备119的soh处于预定的soh轨迹处或下降到预定的soh轨迹的下方而确定soh调整因子，从而增加由发电机组117产生的能量的量，以便于将能量存储设备119的soh维持在预定的soh轨迹处，soh轨迹附近或soh轨迹之上(例如，soh的调整因子大于1等)。举例来说，增加由发电机组117产生的能量的量可以减少第二电动发电机118在其运行期间从能量存储设备119汲取的能量的量以满足扭矩需求。另外，增加由发电机组117产生的能量的量可能相比于发动机111的燃料效率更倾向于于保持能量存储设备119的soh，使得能量存储设备119的soh可以移动回预定的soh轨迹(例如，防止能量存储设备119的过早退化等)。

混合管理电路166可以进一步被构造为(例如使用模型、算法、查找表、公式等选择、计算、查找等)响应于能量存储设备119的soh处于预定的soh轨迹或在预定的soh轨迹的上方(例如，soh调整因子小于1，等)而确定soh调整因子，从而减少由发电机组117产生的能量的量。举例来说，减少由发电机组117产生的能量的量可以增加第二电动发电机118在其运行期间从能量存储设备119汲取的能量的量以满足扭矩需求。另外，减少发电机组117产生的能量的量可能相比于保留能量存储设备119的soh更倾向于发动机111的燃料效率。这种有利于燃料效率可以进一步提高车辆100的燃料效率，同时仍保持处于预定的soh轨迹或在预定的soh轨迹的上方。

混合动力管理电路166可以进一步构造成基于soh调节因子和第一扭矩输出来确定发电机组117的调节扭矩输出。举例来说，混合动力管理电路166可以将soh调节因子应用于第一扭矩输出(例如，将两者相乘，等等)，以确定发电机组117的调节扭矩输出。例如，混合动力管理电路166可以被构造为响应于能量存储设备119的soh在预定的soh轨迹的下方来确定大于第一扭矩输出的调节扭矩输出。这种增加的扭矩输出可能降低发动机111的燃料效率，但是有利地通过从中汲取较少量的电能来帮助能量存储设备119的soh返回到预定的soh轨迹和/或高于预定的soh轨迹。在另一示例中，混合动力管理电路166可以被构造为响应于能量存储设备119的soh位于预定的soh轨迹处或在预定的soh轨迹上方来确定小于第一扭矩输出的调节扭矩输出。通过利用第一电动发电机116产生更少的电能并且从能量存储设备119中汲取更多的电能(例如，直到能量存储设备119的soc下降到低于低能量阈值、直到能量存储的soh下降到在预定的soh轨迹的下方等)，这种减小的扭矩输出可以有利地增加发动机111的燃料效率。

混合动力管理电路166可以进一步构造成向发动机电路156发送命令以使发电机组117的发动机111在提供已调节的扭矩输出的第一设定点运行。发电机组117的第一电动发电机116可基于发电机组117的第一设定点(例如，发动机111的调节扭矩输出等)由此产生一定量的能量。混合动力管理电路166可以进一步被构造成向第二电动发电机电路160发送命令使第二电动发电机118在提供满足(例如提供、达到等)期望的扭矩需求的第二扭矩输出的第二设定点运行。第二电动发电机118从而可以接收(i)来自发电机组117的第一电动发电机116的产生的能量和(ii)来自能量存储设备119存储的能量中的至少一个以在第二设定点下运行以提供第二扭矩输出。

现在参考图3，根据示例实施例示出了速度-扭矩曲线图300，其描绘了发电机组117的发动机111的各种瞬态功率控制路径，以有助于经由第二电动发电机118提供第二扭矩输出以满足期望的扭矩需求。如图3所示，曲线图300包括下部运行线310、上部运行线320、稳态运行线330、恒定功率线340、第一瞬态功率路径350和第二瞬态功率路径360。下部运行线310和上部运行线320共同限定了发动机111的总运行范围。稳态运行线330限定了发动机111的最佳燃料效率运行线。

如图3所示，稳态运行线330包括在点a处的第一运行状态332和在点b处的第二运行状态334。根据示例实施例，第一运行状态332是发动机111的最小功率输出运行状态，第二运行状态334是发动机111的较高功率输出运行状态。在一些实施例中，发动机111以最小功率输出运行状态(例如，点a等)运行，而发电机组117不需要产生能量(例如，除非命令发动机111关闭，等)。举例来说，响应于接收到来自车辆100的操作员的输入(例如，踩下加速踏板等)，来自发动机111的功率需求可以从第一运行状态332增加到第二运行状态334。

控制器150可以被构造为实现从点a到点b的各种瞬态功率路径中的一个，以基于第一运行状态332、第二运行状态334、能量存储设备119的soc和/或能量存储设备119的soh将发动机111从第一运行状态332转换到第二运行状态334。如图3所示，控制器150可以被构造为实现第一瞬态功率路径350、第二瞬态功率路径360或第一瞬态功率路径350与稳态运行线330之间的任何瞬态功率路径以将发动机111从第一运行状态332转换到第二运行状态334。

举例来说，控制器150可以被构造为响应于能量存储设备119的soc低于最小soc阈值(例如，能量存储设备119没有足够的存储能量以给第二电动发电机118供电等)来实现第一瞬态功率路径350。作为另一示例，控制器150可以被构造为响应于能量存储设备119的soh在预定的soh轨迹的下方而实现第一瞬态功率路径350。根据示例实施例，第一瞬态功率路径350是从第一运行状态332到第二运行状态334的燃料效率最低的路径，但是最小化了从能量存储设备119汲取的能量的量以运行第二电动发电机118。

举例来说，控制器150可以响应于具有足够soc的能量存储设备119和/或能量存储设备119的soh位于预定的soh轨迹处或在预定的soh轨迹的上方来实现第二瞬态功率路径360。根据示例实施例，第二瞬态功率路径360是从第一运行状态332到第二运行状态334的燃油效率相对更高的路径，但是增加了从能量存储设备119汲取的能量的量以运行第二电动发电机118。

如图3所示，当执行第二瞬态功率路径360时，从能量存储设备119所需的能量输出由第一瞬态功率路径350和第二瞬态功率路径360之间的区域370表示。因此，随着控制器150执行第一瞬态功率路径350与稳态运行线330之间的任何瞬态功率路径(例如，基于能量存储设备119的soc和/或soh等进行选择)，(i)瞬态功率路径离稳态运行线330越近，且离第一瞬态功率路径350越远，发动机111以越高的燃油效率运行，第一电动发电机116产生并提供相对更少的电能，而第二电动发电机118从能量存储设备119汲取更大部分的能量，并且(ii)瞬态功率路径离稳态运行线330越远，并且离第一瞬态功率路径越近，则发动机111以越低的燃油效率运行，从而第一电动发电机116产生并提供相对越多的电能，而第二电动发电机118从能量存储设备119汲取更少部分的能量。

现在参考图4，根据示例实施例示出了描绘了能量存储设备119相对于健康轨迹的预定状态的可能的soh历史的曲线图400。如图4所示，曲线图400包括预定的soh轨迹410、初始使用阈值420、寿命目标430、第一soh历史440和第二soh历史450。根据示例实施例，初始使用阈值420定义一阈值，在此阈值之前，控制器150不基于能量存储设备119的soh提供校正。举例来说，以能量存储设备119有限的soh历史来进行校正可能导致控制器150对发电机组117实施不适当的和/或激进的控制。因此，控制器150可以被构造为等到能量存储设备119记录了足够的soh历史。初始使用阈值可以是寿命目标430的5％、10％、15％等。根据示例实施例，寿命目标430定义了能量存储设备119的距离(例如，英里、公里等)和/或时间(例如，年、安培小时等)的最小期望寿命。根据示例实施例，预定的soh轨迹410是能量存储设备119的soh期望遵循的轨迹，以便将能量存储设备119维持在可运行的状态，直到至少超过寿命目标430。

如图4所示，在达到初始使用阈值420之前，控制器150不对第一soh历史440或第二soh历史450提供任何校正。一旦达到初始使用阈值420，则控制器150可随后提供校正以使能量存储设备119的soh改善或维持在预定的soh轨迹410处，接近预定的soh轨迹410或预定的soh轨迹410之上。如图4所示，能量存储设备119的第一soh历史440指示其soh在初始使用阈值420处低于预定的soh轨迹410。此后，控制器150可以控制动力总成系统110，以使发电机组117开始产生更多的能量，使得能量存储设备119的soh得到改善，并且移动回预定的soh轨迹410和/或移动回预定的soh轨迹410的上方。

如图4所示，能量存储设备119的第二soh历史450指示其soh在初始使用阈值420处高于预定的soh轨迹410。此后，控制器150可以控制动力总成系统110，使得随着能量存储设备119的soh按步达到寿命目标430，发电机组117开始产生更少的能量(例如，以增加的燃料效率运行等)。当能量存储设备119的soh在预定的soh轨迹410的上方时，能量存储设备119的使用可以被无限制地使用，并且可以将发电机组117的使用限制到稳态运行线330，以提供最佳的燃料效率(例如，在稳态运行线330以下的运行可能不提供燃料效率益处，同时用第一电动发电机116等产生较少量的电能)。应当理解，第一soh历史440和第二soh历史450是通用示例，并且能量存储设备119的soh在实际实施中(例如，基于各种外部因素、能量产生机会、给定时间的扭矩需求下的soc等)可以在预定的soh轨迹410的上方和/或下方波动。

现在参考图5a和5b，根据示例实施例示出了基于扭矩需求、能量存储设备的soc和能量存储设备的soh动态地调节发电机组能量产生的方法500。在一个示例实施例中，方法500可以用图1和图2的车辆100和控制器150来实现。这样，可以参照图1和图2描述方法500。

在步骤502，提供了车辆(例如，车辆100等)的混合动力总成(例如，动力总成系统110等)，其具有(i)包括发动机(例如，发动机111等)和第一电动发电机(例如，第一电动发电机116等)的发电机组(例如，发电机组117等)，(ii)第二电动发电机(例如，第二电动发电机118等)，以及(iii)能量存储设备(例如，能量存储设备119等)。根据示例实施例，能量存储设备被构造成存储(i)由车辆的第一电动发电机、第二电动发电机和/或再生制动系统产生的能量和/或(ii)来自充电站的能量。根据示例实施例，第二电动发电机电联接至发电机组和能量存储设备，使得第二电动发电机可以接收由能量存储设备存储的能量和/或由第一电动发电机产生的能量，以促进其运行。

在步骤504，控制器150被构造为从能量存储设备接收soc和/或soh信息。在步骤506，控制器150被构造成接收期望扭矩需求的指示。举例来说，期望扭矩需求的指示可以基于从车辆的操作者接收到的输入(例如，加速踏板的位置等)。在步骤508，控制器150被构造成基于期望的扭矩需求和能量存储设备的soc来确定发电机组的第一扭矩输出。

在步骤510，控制器150被构造为基于能量存储设备的soh确定soh调整因子。根据示例实施例，步骤510包括步骤512-518。在步骤512，控制器150被构造为将能量存储设备的soh与能量存储设备的预定的soh轨迹进行比较。在步骤514，控制器150被构造成确定能量存储设备的soh是在预定的soh轨迹的上方还是在预定的soh轨迹的下方，以便于将能量存储设备的soh维持在预定的soh轨迹处，接近预定的soh轨迹或预定的soh轨迹之上。如果能量存储设备的soh在预定的soh轨迹的下方，则控制器150被构造为进行到步骤516。如果能量存储设备的soh在预定的soh轨迹的上方，则控制器150被构造为进行到步骤518。

在步骤516，控制器150被构造为响应于能量存储设备的soh位于预定的soh轨迹处或下降在预定的soh轨迹的下方，通过选择soh调整因子将能量存储设备的soh维持在预定的soh轨迹处，预定的soh轨迹附近或预定的soh轨迹之上，来增加由发电机组产生的能量的量。举例来说，增加由发电机组产生的能量的量可以减少第二电动发电机在其运行期间从能量存储设备汲取的能量的量。另外，增加由发电机组产生的能量的量可能相比于发动机的燃料效率更倾向于保持能量存储设备的soh，使得能量存储设备119的soh可以移动回预定的soh轨迹(例如，防止能量存储设备119的过早退化等)。

在步骤518，控制器150被构造为响应于能量存储设备的soh在预定的soh轨迹的上方，通过选择soh调整因子将能量存储设备的soh维持在预定的soh轨迹上，预定的soh轨迹附近或预定的soh轨迹之上，来减少发电机组产生的能量的量。举例来说，减少由发电机组产生的能量的量增加了第二电动发电机在其运行期间从能量存储设备汲取的能量的量。另外，减少发电机组产生的能量的量可能相比于保留能量存储设备的soh更倾向于发动机的燃料效率。这种有利于燃料效率可以进一步提高车辆的燃料效率，同时仍保持在预定的soh轨迹处或在预定的soh轨迹的上方。

在步骤520，控制器150被构造为基于soh调整因子和第一扭矩输出来确定发电机组的已调节的扭矩输出。在步骤522，控制器150被构造为在提供已调节的扭矩输出的第一设定点运行发电机组，从而基于第一设定点产生一定量的电能。在步骤524，控制器150被构造成利用发电机组产生的能量和/或利用存储在能量存储设备中的能量在第二设定点处运行第二电动发电机，以提供第二扭矩输出满足或达到期望的扭矩需求。

应当理解，本文中主张的元件不应根据35u.s.c.112(f)的规定来解释，除非使用短语“用于....的装置”明确叙述该元件。上文描述的示意性流程图和方法示意图通常被阐述为逻辑流程图。如此，所描绘的顺序和标记的步骤表明代表性实施例。其他步骤、顺序和方法可以被设想为在功能、逻辑或效果上等同于示意图中所示方法的一个或多个步骤或其部分。此外，在整个说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”或类似语言的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书中出现短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“在示例实施例中”和类似语言可以但不是必须全部指代相同的实施例。

此外，提供的格式和符号用于解释示意图的逻辑步骤，并且理解为不限制图中所示方法的范围。尽管在示意图中可以采用各种箭头类型和线类型，但是应理解为不限制相应方法的范围。事实上，可使用一些箭头或其他连接器仅用于指示方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所示方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视时段。此外，特定方法发生的顺序可能严格遵守或不严格遵守所示相应步骤的顺序。还将注意到，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和程序代码的组合实现。

本说明书中描述的许多功能单元已被标记为电路，以便更加特别强调它们的实现独立性。例如，电路可以实现为包括定制的超大规模集成(vlsi)电路或门阵列的硬件电路，诸如逻辑芯片的现成半导体、晶体管或其他分立元件。电路还可以在可编程硬件设备中实现，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。

如上所述，电路也可以在机器可读介质中实现，以由各种类型的处理器(例如图2的处理器152)执行。例如，所识别的可执行代码的电路可以包括计算机指令的一个或多个例如被组织为对象、过程或功能的物理或逻辑块。然而，所识别的电路的可执行文件不需要在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的分散指令，当这些指令逻辑地连接在一起时，构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，甚至可以分布在几个不同的代码段上，不同的程序之间，以及几个存储器设备上。类似地，可以在电路内识别和说明操作数据，并且可以以任何合适的形式实现操作数据并且在任何合适类型的数据结构内组织操作数据。操作数据可以收集作为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置上，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。

计算机可读介质(这里也称为机器可读介质或机器可读内容)可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子、磁、光、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、装置或设备，或者前述的任何合适的组合。如上所述，计算机可读存储介质的示例可包括但不限于便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程读取器。仅存储器(eprom或闪存)、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、数字通用光盘(dvd)、光学存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储设备或者前述的任何合适的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含和/或存储供指令执行系统，装置或设备使用和/或与其连接的计算机可读程序代码的任何有形介质。

计算机可读介质还可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括其中(例如，在基带中或作为载波的一部分)具有计算机可读程序代码的传播的数据信号。这种传播信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电、电磁、磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且可以通信，传播或传输计算机可读程序代码以供指令执行系统、装置或设备使用或与之连接。如上所述，计算机可读信号介质上包含的计算机可读程序代码可以使用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(rf)等，或任何上述的适当组合。在一个实施例中，计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质和一个或多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以既通过光缆传播为电磁信号，以便由处理器执行又存储在ram存储设备上以供处理器执行。

用于执行本发明各方面操作的计算机可读程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言，如java、simaltalk、c++等，以及常规的程序化编程语言，如“c”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序代码可以完全在用户的计算机上执行(例如，通过图1和图2的控制器150)、部分在用户计算机上执行，作为独立的计算机可读程序包执行，部分在用户的计算机以及部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(lan)或广域网(wan))连接到用户的计算机，或者可以连接到外部计算机(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。

程序代码还可以被存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以指导计算机，其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现在示意性流程图和/或示意性框图块或块中指定的功能/动作的指令。

因此，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本公开可以以其他特定形式实施。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是前面的描述表示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包含在其范围内。