使用路线预览数据的电池荷电状态控制的制作方法

本申请总体上涉及使用路线信息管理电池荷电状态。

背景技术：

混合动力电动车辆包括发动机和牵引电池以提供动力而运转车辆。由通过变速器连接至车轮的发动机以及电机提供推进。能量管理系统可以以多种运转模式运转发动机和电机以改善燃料经济性。政府规章通常要求在销售时将燃料经济性标签置于车辆上。基于政府指导的试验程序来确定置于标签上的燃料经济性值。

技术实现要素：

一种车辆包括发动机和至少一个控制器，所述至少一个控制器配置用于：产生基于路线信息的第一发动机循环指令和与路线信息无关的第二发动机循环指令。所述至少一个控制器进一步配置用于：响应于所述发动机打开时所述第一发动机循环指令为发动机关闭请求并且所述第二发动机循环指令允许发动机关闭请求，指令所述发动机转换为关闭。

当所述第二发动机循环指令没有请求所述发动机打开时，所述第二发动机循环指令可允许所述发动机关闭请求。当所述第二发动机循环指令没有抑制所述发动机关闭请求时，所述第二发动机循环指令可允许第一发动机循环指令的所述发动机关闭请求。当所述第二发动机循环指令没有请求比所述第一发动机循环指令具有更高优先级的发动机状态时，所述第二发动机循环指令可允许所述第一发动机循环指令的所述发动机关闭请求。

所述至少一个控制器可进一步配置用于：响应于所述发动机关闭时所述第一发动机循环指令为发动机打开请求并且所述第二发动机循环指令允许发动机打开请求，指令所述发动机转换为打开。当所述第二发动机循环指令没有请求比所述第一发动机循环指令具有更高优先级的发动机状态时，所述第二发动机循环指令可通过所述第一发动机循环指令允许所述发动机打开请求。

所述车辆可进一步包括牵引电池。所述至少一个控制器可进一步配置用于：产生基于所述路线信息的所述牵引电池的目标荷电状态和与所述路线信息无关的基准电池电力参考。该至少一个控制器可进一步配置用于：响应于所述第一发动机循环指令在所述路线中限定至少预定数量的发动机循环，基于所述目标荷电状态以及所述基准电池电力参考而使所述牵引电池充电和放电。所述牵引电池的所述目标荷电状态可在第一预定荷电状态范围内。所述基准电池电力参考可为某电力水平，所述电力水平被选定为将所述牵引电池的荷电状态控制在包括所述第一预定荷电状态范围的第二预定荷电状态范围内。

所述至少一个控制器可进一步配置用于：根据从所述基准电池电力参考与控制策略输出的和获得的电池电力参考使所述牵引电池充电和放电，所述控制策略输出基于所述目标荷电状态与所述牵引电池的荷电状态之间的差。所述至少一个控制器可进一步配置用于：响应于所述第一发动机循环指令在所述路线中限定小于所述预定数量的发动机循环，根据所述基准电池电力参考使所述牵引电池充电和放电。所述基准电池电力参考可基于当前的驾驶员动力需求、所述牵引电池的荷电状态和电池维护荷电状态极限。

所述至少一个控制器可进一步配置用于：响应于所述第一发动机循环指令在路线中限定小于预定数量的预测的发动机循环，根据所述第二发动机循环指令指令所述发动机。所述路线信息可包括预测的车辆速度曲线和预测的道路坡度曲线。当在路线中预测的车辆速度曲线大于预定速度和在所述路线中预测的驾驶员动力需求曲线大于预定动力中的一个或更多个发生时，所述第一发动机循环指令可限定小于预定数量的发动机循环。

一种车辆包括发动机和至少一个控制器，所述至少一个控制器配置用于：响应于从基于路线信息的预测的驾驶员动力需求获得的发动机循环曲线具有大于预定数量的一定数量的发动机循环，根据所述发动机循环曲线使所述发动机循环，否则，根据从与所述路线信息无关的当前驾驶员动力需求获得的发动机循环状态而使所述发动机循环。

所述至少一个控制器可进一步配置用于：当所述发动机循环状态抑制所述发动机循环曲线所请求的转换时，根据所述发动机循环状态指令所述发动机。所述至少一个控制器可进一步配置用于：当所述发动机循环状态请求比所述发动机循环曲线具有更高优先级的发动机状态时，根据所述发动机循环 状态指令所述发动机。

所述至少一个控制器可进一步配置用于：响应于所述发动机循环曲线具有大于所述预定数量的一定数量的发动机循环，根据从所述预测的驾驶员动力需求曲线获得的目标荷电状态曲线而使牵引电池充电或放电，否则，根据从所述当前驾驶员动力需求获得的目标荷电状态水平使所述牵引电池充电或放电。所述至少一个控制器可进一步配置用于：输出基于所述目标荷电状态曲线与所述牵引电池的当前荷电状态之间的差的发动机动力请求。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个控制器可进一步配置用于：响应于所述发动机循环曲线具有大于所述预定数量的一定数量的发动机循环，输出基于所述目标荷电状态曲线与所述牵引电池的当前荷电状态之间的差的发动机动力请求。

一种方法，包括：响应于发动机打开时基于路线信息的第一发动机循环指令包括发动机关闭请求并且与路线信息无关的第二发动机循环指令允许所述发动机关闭请求，通过控制器输出发动机关闭指令。所述方法进一步包括：根据所述发动机关闭指令运转所述发动机。

所述方法可进一步包括：响应于所述发动机关闭时所述第一发动机循环指令包括发动机打开请求并且所述第二发动机循环指令允许所述发动机打开请求，通过所述控制器输出发动机打开指令，和根据所述发动机打开指令运转所述发动机。

所述方法可进一步包括：通过所述控制器输出基于所述路线信息的牵引电池的第一目标荷电状态和与所述路线信息无关的电池电力参考，和响应于所述第一发动机循环指令在所述路线中限定至少预定数量的发动机循环，根据所述第一目标荷电状态使所述牵引电池充电和放电。

所述方法可进一步包括：响应于所述第二发动机循环指令不允许所述发动机关闭请求，根据所述第二发动机循环指令运转所述发动机。

所述方法可进一步包括：响应于所述第一发动机循环指令在路线中限定小于预定数量的预测的发动机循环，根据所述第二发动机循环指令运转所述发动机。

根据本发明的一个实施例，所述方法进一步包括：响应于第二发动机循环指令比第一发动机循环指令具有更高的优先级，根据第二发动机循环指令而运转所述发动机。

附图说明

图1为混合动力车辆的示意图，其示出了典型的传动系和能量存储部件。

图2为包括多个电池单元、并且由电池能量控制模块监测和控制的可能的电池组装置的示意图。

图3为用于能量管理系统的可能的控制器构架。

图4为示出了运转期间的示例性输出的曲线图。

图5为可能的电池荷电状态追踪控制的框图。

具体实施方式

在此描述了本公开的多个实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采取各种和可替代的形式。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一个或更多其它附图中说明的特征结合以形成未明确说明或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可预期用于特定应用或实施方式。

图1示出了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)。典型的插电式混合动力电动车辆12可包括机械地连接至混合动力传动装置16的一个或多个电机14。电机14能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力传动装置16机械地连接至发动机18。混合动力传动装置16还机械地连接至与车轮22机械连接的驱动轴20。当打开或关闭发动机18时，电机14可提供推进和减速能力。电机14还用作发电机并且可通过回收通常将在摩擦制动系统中作为热而被损失掉的能量来提供燃料经济性效益。电机14还可通过允许发动机18以更有效地速度运转和允许混合动力电动车辆12在一些情况下以电动模式运转而关闭发动机18来减少车辆排放。

牵引电池或电池组24存储可被电机14使用的能量。车辆电池组24典型地提供高电压DC输出。牵引电池24电连接至一个或更多个电力电子模块。当一个或更多个接触器42被断开时可将牵引电池24与其它部件隔开并且当被闭合 时可将牵引电池24与其它部件连接。电力电子模块26还电连接至电机14并且提供在牵引电池24与电机14之间双向传输能量的能力。例如，牵引电池24可提供DC电压而电机14可用三相AC电压运转以起作用。电力电子模块26可将DC电压转换为三相AC电压以运转电机14。在再生模式中，电力电子模块26可将来自用作发电机的电机14的三相AC电压转换为与牵引电池24兼容的DC电压。

除了提供用于推进的能量之外，牵引电池24还提供用于其它车辆电力系统的能量。车辆12可包括将牵引电池24的高电压DC输出转换为与低电压车辆负载兼容的低电压DC供应的DC/DC转换器模块28。DC/DC转换器模块28的输出可电连接至辅助电池30(例如，12V电池)。低电压系统可电连接至辅助电池。其它高电压负载46(比如压缩机和电加热器)可连接至牵引电池24的高电压输出。

车辆12可为插电式混合动力车辆，其中可通过外部电源36对牵引电池24再充电。外部电源36可连接到电源插座。外部电源36可电连接至充电器或电动车辆供电设备(EVSE)38。外部电源36可为电力公司提供的电力分布网络或电网。EVSE 38可提供电路和控制以调节和管理电源36与车辆12之间的能量传输。外部电源36可提供DC或AC电力至EVSE 38。EVSE 38可具有用于插入车辆12的充电端口34的充电连接器40。充电端口34可为配置为将电力从EVSE 38传输至车辆12的任何类型的端口。充电端口34可电连接至充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可调节EVSE 38供应的电力以将适当的电压水平和电流水平提供至牵引电池24。电力转换模块32可与EVSE 38交互以调节至车辆12的电力传输。EVSE连接器40可具有与充电端口34的对应凹槽匹配的管脚。可替代地，被描述为电耦合或连接的各个部件可使用无线感应耦合来传输电力。

可设置一个或更多个车轮制动器44用于使车辆12减速并阻止车辆12移动。车轮制动器44可为液压致动的、电致动的或它们的一些组合。车轮制动器44可为制动系统50的一部分。制动系统50可包括运转车轮制动器44的其它部件。出于简要的目的，图中示出了制动系统50与车轮制动器44中的一个之间的单一连接。隐含了制动系统50与其它车轮制动器44之间的连接。制动系统50可包括控制器以监测和调节制动系统50。制动系统50可监测制动部件并且控制车轮制动器44用于使车辆减速。制动系统50可响应于驾驶员指令并且还可自主运转以实施比如稳定性控制的特征。当被另一控制器或子功能请求时，制 动系统50的控制器可实施应用请求的制动力的方法。

一个或更多个电力负载46可连接至高电压总线。电力负载46可具有当适当时运转和控制电力负载46的相关联的控制器。电力负载46的示例可为加热模块或空调模块。

车辆12中的电子模块可通过一个或更多个车辆网络通信。车辆网络可包括多个通信信道。车辆网络的一个信道可为串行总线，比如控制器局域网(CAN)。车辆网络的信道中的一个可包括电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)802标准系列限定的以太网。车辆网络的额外信道可包括模块之间的离散连接并且可包括来自辅助电池30的电力信号。可通过车辆网络的不同信道传输不同信号。例如，可通过高速信道(例如，以太网)传输视频信号而通过CAN或离散信号传输控制信号。车辆网络可包括帮助在模块之间传输信号与数据的任何硬件部件和软件部件。图1中未示出车辆网络，但是隐含了车辆网络可连接至车辆12中存在的任何电子模块。可存在车辆控制器(VSC)48以调节多个部件的运转。

牵引电池24可由各种化学配方来形成。典型的电池组化学物质可为铅酸、镍-金属氢化物(NIMH)或锂离子。图2示出了具有N个电池单元72的简单串联配置的典型牵引电池组24。然而，其它电池组24可由任何数量的串联或并联或其组合地连接的独立电池单元组成。电池管理系统可具有监测并且控制牵引电池24的性能的一个或更多个控制器，比如电池能量控制模块(BECM)76。电池组24可包括传感器以测量多个电池组水平特性。电池组24可包括一个或更多个电池组电流测量传感器78、电池组电压测量传感器80和电池组温度测量传感器82。BECM 76可包括与电池组电流传感器78、电池组电压传感器80和电池组温度传感器82交互的电路。BECM 76可具有非易失性存储器，使得当BECM 76处于关闭状态时可保留数据。保留的数据可在下个钥匙循环时被使用。

除了电池组水平特性之外，还可测量和监测电池单元72的水平特性。比如，可测量每个电池单元72的端子电压、电流和温度。系统可使用传感器模块74以测量电池单元72的特性。取决于性能，传感器模块74可测量电池单元72中的一个或多个特性。电池组24可利用多达N_c个传感器模块74以测量所有电池单元72的特性。每个传感器模块74可将测量传输至BECM 76用于进一步处理和调节。传感器模块74可将模拟或数字形式的信号传输至BECM 76。在一些配置中，传感器模块74的功能可并入BECM 76内部。即，传感器模块74的硬件 可被集成为BECM 76中的电路的一部分并且BECM 76可进行原始信号的处理。BECM 76还可包括与一个或更多个接触器42交互以断开和闭合接触器42的电路。

计算电池组的多个特性可能是有用的。比如电池电力容量和电池荷电状态的量对控制电池组以及从电池组接收电力的任何电力负载的运转可能是有用的。电池电力容量是对电池可提供的最大电力量或电池可接收的最大电力量的测量。知道电池电力容量允许管理电力负载，使得请求的电力在电池可处理的极限内。

电池组荷电状态(SOC)给出了电池组中剩余多少电荷的指示。SOC可被表示为电池组中剩余的总电荷的百分比。可输出电池组SOC以向驾驶员指示电池组中剩余多少电荷，类似于燃料量表。电池组SOC还可用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的运转。电池组SOC的计算可通过多种方法实现。计算电池SOC的一种可能的方法是执行电池组电流对时间的积分。该积分在本领域内熟知为安培-小时积分。

能量管理系统(EMS)可运转车辆的动力传动系统以使燃料消耗最小化。EMS可实现为车辆12中的一个或更多个控制器中的一部分。动力传动系统可包括发动机、传动装置、电机和相关联的电力电子模块以及牵引电池。EMS可确定发动机和电机的运转状态以使发动机的燃料消耗最小化。EMS的功能可并入一个或更多个控制器(比如VSC 48)。

车辆12可包括向操作者提供路线信息的导航模块52。导航模块52可包括与全球定位系统(GPS)兼容的车辆位置传感器。导航模块52可包括用于显示地图和路线信息的显示器。该显示器可为用于输入至导航模块52的触摸屏。操作者可输入目的地或从存储器中选择目的地。导航模块52可将车辆位置输出至其它模块。导航模块52还可将路线信息输出至其它模块。

车辆12可包括无线通信模块54以与远离车辆12的装置和系统通信。无线通信模块54可包括具有天线的车载调制解调器以与车外装置或系统通信。无线通信模块54可以是能够通过蜂窝数据网络启用通信的蜂窝通信装置。无线通信模块54可以是与IEEE 802.11标准系列(比如，WiFi)或WiMax网络兼容的无线局域网(LAN)装置。无线通信模块54可包括基于车辆的无线路由器以允许连接至本地路由器范围内的远程网络。无线通信模块54可与车辆12中的一个或更多个控制器交互以提供数据。例如，该数据可包括交通和建筑数据、 路线指令和天气数据。导航模块52可利用通过无线通信模块54接收的数据来确定车辆12的路线。

图3示出了用于实现EMS的可能的控制器构造。在一些配置中，EMS可包括低级别控制器(low-level controller)300和高级别控制器(high-level control ler)302。高级别控制器302可包括高级别能量管理计划(EMP)策略。低级别控制器300可实施用于调节动力传动系统部件的指令。低级别控制器300可输出多个运转信号310以控制动力传动系统和车辆部件的运转。动力传动系统和车辆部件被表示为车辆模块或设备304。车辆设备304可表示车辆响应于在输入处的操作信号310的动态(dynamics)。车辆设备304提供可由模块测量的车辆输出信号306。车辆输出信号306可表示测量的信号或量。

低级别控制器300可将指令提供至发动机18和电机14以满足驾驶员需求。指令可包括扭矩请求和速度请求。低级别控制器300可测量或接收输入，比如加速踏板位置、制动踏板位置和车辆速度(输入可由车辆输出信号306表示)。

高级别控制器302可通过车辆网络与低级别控制器通信。高级别控制器302可将高级别参考信号308提供至低级别控制器300。高级别参考信号308可包括目标荷电状态信号、发动机循环指令信号和控制启动信号。高级别控制器302可接收来自导航模块52的路线预览信息。高级别控制器302可实施控制策略以基于路线预览信息产生高级别参考信号308。可由路线预览信息产生预测的驾驶员动力需求曲线。

EMS可被配置为确定动力传动系统的操作模式。EMS可优化操作模式用于最佳的燃料经济性。操作模式可限定发动机18和牵引电池24的运转动力水平。然后运转动力水平可确定电机14的扭矩和动力水平。EMS可基于各个极限确定操作模式。例如，可通过使牵引电池24在预定的荷电状态范围内运转来提高牵引电池24的寿命。在荷电状态在极限中的一个附近的状况下，可选择操作模式以使荷电状态保持在预定的荷电状态范围内。该操作模式选择的折衷为燃料经济性可被影响。

低级别控制器300可配置为实施基准或默认控制策略以选择动力传动系统的操作模式。默认控制策略可基于当前驾驶员需求。当前驾驶员需求可为当前操作输入(比如加速踏板位置和制动踏板位置)的函数。

EMS可基于各个参数来确定操作模式。参数可包括牵引电池24的荷电状态和充电/放电电力极限。其它参数可包括制动扭矩请求。制动扭矩请求可指示 制动系统请求的再生能量的量。另一参数可为从加速踏板确定的驾驶员扭矩需求。额外参数可为可用的电机扭矩或动力以及可用的发动机动力。可利用指示车辆运转模式的输入。例如，操作者可在性能模式与经济模式之间选择。在一些配置中，操作者可选择纯电动模式的运转。选择的模式可影响动力传动系统操作模式的选择。

低级别控制器300可确定包括发动机循环指令的动力传动系统操作模式指令。发动机循环指令可为发动机打开(例如，发动机18运行)或关闭(例如，发动机18停止)的请求。发动机循环指令可为发动机的期望的打开/关闭状态。发动机循环指令可被称为发动机启动和停止(Engine Pull Up and Down，EPUD)参数。发动机循环指令的相关参数可包括发动机动力请求、发动机转速请求和发动机扭矩请求。发动机循环指令可限定发动机的期望的打开/关闭状态并且可包括额外信息。例如，打开/关闭状态可包括影响反应的强制的且抑制的修饰符。

动力传动系统操作模式指令可包括电机运转状态。电机运转状态可包括一些参数，这些参数包括电机动力请求、电机扭矩请求和电机速度请求。

发动机循环指令可为指令发动机关闭的强制停止(Forced Pull Down，FPD)请求。FPD请求可不顾其它发动机循环指令而使发动机停止并且阻止发动机再次起动。FPD请求可用作超驰指令以阻止发动机被起动。可存储FPD请求用于故障情况或后点火熄灭(post-ignition-off)情况。发动机循环指令可为指令发动机运行的强制启动(Forced Pull Up，FPU)请求。FPU请求可不顾其它请求而起动发动机并且使发动机保持在运行状态。FPD请求可超驰FPU请求。

发动机循环指令可为抑制发动机起动的抑制启动(Inhibited Pull Up，IPU)请求。IPU请求可使发动机保持在停止状态并且当发动机处于运行状态时可能不起作用。发动机循环指令可为抑制发动机停止的抑制停止(Inhibited Pul l Down，IPD)请求。IPD请求可使发动机保持在运行状态并且当发动机处于停止状态时可能没有作用。IPD请求可用于延长发动机的运行时间。

发动机循环指令可为指令发动机运行或进入打开状态的启动(Pull Up，PU)请求。PU请求可起动发动机并且使发动机保持在运行状态。发动机循环指令可为指令发动机停止的停止(Pull Down，PD)请求。PD请求可停止发动 机。

低级别控制器300可从多个模块或功能接收多个发动机循环指令。低级别控制器300或其它控制器(例如，高级别控制器302)内实施的多个功能可需求不同的发动机运转状态。低级别控制器300可对发动机循环请求确定优先级以确定最终的发动机循环指令。发动机循环指令的优先级可为以下顺序(从最高优先级至最低)：FPD、FPU、IPU、IPD、PU、PD。其它的优先顺序是可能的并且可取决于特定动力传动系统。

高级别控制器302可确定基于路线信息的高级别发动机循环指令。高级别发动机循环指令可包括PU请求和PD请求。可选择低级别控制器300的发动机循环指令抑制或超驰高级别发动机循环指令。

高级别控制器302可通过车辆网络将高级别发动机循环指令发送至低级别控制器300。高级别发动机循环指令的优先级相对低，因为该指令限于PU和PD。该仲裁可使用低级别发动机循环指令作为主要源以响应车辆模式、硬件保护和电池维护。为了使用高级别发动机循环指令，低级别发动机循环指令必须允许高级别控制器302的该请求。

低级别控制器300产生的强制或抑制请求的优先级高于高级别发动机循环指令。只要不存在强制或抑制请求，假如没有来自低级别控制器300的PU请求，则高级别发动机循环指令可优先。响应于与预测的驾驶需求不同的实际驾驶需求或其它维护理由(例如，SOC低于最低阈值)，可触发来自低级别控制器300的该PU请求。

作为示例，考虑由高级别控制器302作出的PD请求。PD请求指示高级别控制器302需求关闭或停止发动机。这在仲裁方案中为最低优先级的指令。为了使低级别控制器300选择PD请求，低级别控制器300接收的其它发动机循环请求必须允许发动机关闭请求。当低级别发动机循环请求没有请求发动机打开时，低级别发动机循环请求可允许发动机关闭请求。当低级别发动机循环请求没有抑制发动机关闭(例如，IPD)或强制发动机打开(例如，FPU)时，低级别发动机循环请求可允许发动机关闭请求。通常，当低级别发动机循环指令没有请求具有更高优先级的发动机状态时，可选择高级别发动机循环请求。

当车辆12包括导航模块52时，可存在额外的改善燃料经济性的能力。当导航模块52为操作者产生路线时，可利用此路线信息改善燃料经济性。比如 沿路线的道路坡度和速度极限的信息可为已知的。比如该路线中的交通密度、交叉口和停止标志的信息可为已知的。可将路线分为多路段。可根据路段内的连续路线信息选择这些路段。例如，某路段可由路线在高速路上的一部分组成。该路段可包括高速路的入口和出口。这些路段可为预定的时间间隔。

存在将路线分为多个路段的多种可用技术。作为示例，某路段可包括以预测的速度运转。该路段可包括预测到速度将改变的预测的制动事件。预测的制动事件可以是从制动系统回收再生能量的机会。待回收的再生能量的量可允许车辆利用来自牵引电池的更多能量，因为在该路段过程中该量的能量可被回收。

EMS可预测未来的预测的路段以确定可被回收的再生能量的量。此外，可分析预测的路段中必须提供以使车辆加速至特定速度的预测量的能量以及使车辆保持在特定速度的预测量的能量。对于每个路段，可预测所需能量的净量。

知道每个路段需求的能量的量可允许EMS计划最佳的操作策略用于减少燃料消耗。预测路线的该能力允许与没有路线信息的情况下不同地运转动力传动系统的机会。预测该路线需求的能量的净量允许在更佳的条件下产生电能。当发动机在最佳燃料经济性范围内运转时，可产生电能。例如，控制器可估算电池的荷电状态是否将保持在期望的运转范围内。在预见到荷电状态大于最大SOC极限的路段中，可利用更多电池能量以确保不会超过最大SOC极限。

可实施将路线信息并入运转模式选择的能量管理计划(EMP)功能。路线信息可被称为预览信息。EMP功能可被实现为高级别控制器302中的指令。EMP功能可输出发动机循环指令、期望的目标荷电状态和计划启动标志。EMP功能可分析路线信息并且确定目标荷电状态值的顺序和发动机循环指令。可将这些参数提供至低级别控制器300作为参考或目标值。

EMP功能可输入预览信息。预览信息可包括用于预测的或预期的路线的车辆速度以及道路坡度的预测曲线。在一些情况下，预览信息可不使燃料经济性产生高于使用基准策略实现的改善。在一些情况下，操作者可不设置目的地，所以路线信息可能不可用。在这些情况下，可将计划启动标志设置为假。系统内的通信损失可使计划启动标志被设置为假。

EMP功能可基于路线信息确定不存在燃料节省机会。存在有限的发动机循 环机会的路线可能不会产生超过低级别控制器300的基准策略的燃料经济性改善。例如，包括具有平稳交通流的大量高速公路驾驶的路线可能不会产生任何额外的发动机打开/关闭机会。其它情况可包括其中在延长的时间段内车辆速度大于预定阈值(例如，60mph)的路线。其它情况可包括具有连续上坡驾驶(例如，2％坡度)的路线。另一示例可为上坡驾驶接着是以相对高的恒定车辆速度行驶的平路。另一示例可为当在该路线过程中预测的驾驶员动力需求曲线大于预定动力时。在这样情况下，在所有时间发动机18可为打开的，所以几乎不存在发动机循环的机会。路线信息可不计划和预测任何发动机循环机会。这种情况下，可使用基准策略管理发动机循环策略。

高级别控制器302可分析用于该路线的发动机循环指令以确定在路线段过程中预期的多个发动机循环事件。如果限定或识别的发动机循环事件(例如，发动机的打开/关闭转换)的数量小于预定数量，则高级别策略可能不会产生任何燃料经济性改善。响应于发动机循环事件的数量小于预定数量，高级别控制器302可将计划启动标志设置为假以指示低级别控制器300应使用基准操作参数。

在一些情况下，发动机循环事件的数量可从车辆速度曲线和/或道路坡度曲线中推出。例如，某路线段过程中的车辆速度曲线可能总是大于总是请求发动机运行时的预定速度。这种情况下，可能不存在任何额外的发动机循环机会。这种情况下，对于该路线段可将计划启动标志设置为假。

低级别控制器300可接收计划启动标志。当计划启动标志为假时，低级别控制器300可根据基准策略操作动力传动系统。当计划启动标志为真时，低级别控制器300可根据基于高级别控制器302的仲裁策略操作动力传动系统。即，假如不存在来自其它功能的更高优先级的请求，则遵照高级别控制器302指令。当低级别控制器300与高级别控制器302之间存在通信损失时，低级别控制器300可运转，就像计划启动标志被设置为假一样。

高级别控制器302还可产生被牵引电池24追踪的高级别电池SOC设置点。低级别控制器300可接收高级别电池SOC设置点并且将其用作目标SOC值。当计划启动标志为真时，低级别控制器300可遵照高级别电池SOC设置点。当计划启动标志为假时，低级别控制器300可使用基准或默认策略运转牵引电池24。

低级别控制器300可对发动机循环指令实施仲裁策略。可内部产生发动机循环指令并且可从高级别控制器302接收发动机循环指令。低级别控制器300 可对该请求确定优先级以确定用于发动机控制器的最终发动机循环指令。低级别控制器300可实施用于电池SOC追踪的控制策略。低级别控制器300可确定发动机和电池电力参考以驱使电池SOC达到目标SOC值。

该分布布置的益处是，基于车辆12中包括导航模块52而使高级别控制器302可为可选的。在没有导航模块52的车辆12中，可用相同的程序对低级别控制器300进行配置。可使用基准策略控制动力传动系统，因为将不会接收到高级别请求。另一益处可为高级别控制器302无需担心电池24以及其它部件的运转极限。低级别控制器300可负责保护电池24和其它部件。高级别控制器302可专注于最具燃料经济性的操作模式而低级别控制器300仲裁来自高级别控制器302的指令以确保适当的动力传动系统运转。

图5示出了表示多种信号与动力流动之间的交互的可能的电池SOC追踪控制框图。SOC追踪功能可计算从高级别控制器302接收的目标SOC 500(SOC_Ref)与电池518的实际SOC 534之间的误差536。可从表示从目标SOC 500减去实际SOC 534的差动元件(difference element)502输出误差536。可将误差536输入控制策略框504。控制策略框504可实施控制策略，比如比例积分(PI)控制器。控制策略框504追踪输出522可为电池电力(P^batt_track)。当计划启动标志被设置为假时，可将控制策略框追踪输出522设置为零。当计划启动标志为假时，目标SOC 500可能无效。

可实施产生基准电池电力(P^batt_base)信号520的基准控制策略508。可使用查找表生成基准电池电力520。基准控制策略508可输入实际SOC 534和当前驾驶员动力需求526以产生基准电池电力信号520。基准控制策略508可提供预期的电池电力水平以优化用于实际SOC 534和当前驾驶员动力需求526的燃料消耗。基准控制策略508还可考虑电池维护SOC极限。

可将基准电池电力520和控制策略框追踪输出522导引至加法元件510。基准电池电力520可基于使用先前所获知情况的校准来提供前馈电池电力值。控制策略框追踪输出522运转为闭环系统以产生适当的电池电力指令以驱使实际SOC 534达到目标SOC 500。加法元件510可提供电池电力参考电力输出524(P^batt_ref)。电池参考电力524(P^batt_ref)可指示电池518供应的电力的目标量或提供至电池518的电力的目标量。

差动元件512可输入驾驶员动力需求526和电池参考电力524并且输出作为驾驶员动力需求526与电池参考电力524之间的差的发动机动力参考528 (P^eng_ref)。发动机动力参考528可指示应由发动机514供应以满足驾驶员以及电池需求的动力的量。可将发动机动力参考528发送至发动机控制器，发动机控制器可运转发动机514以产生发动机动力参考528请求的发动机动力输出530(P^eng)。发动机控制器可测量或估算实现的发动机动力并且将实现的发动机动力发送至其它控制器。

差动元件516可输入驾驶员动力需求526和发动机动力530并且输出作为驾驶员动力需求526与实际提供的发动机动力530之间的差的电池电力532。差动元件516的输出可表示电池必须供应的电力或将供应至电池的电力。电池电力532(P^batt)可取决于电池电力532的正负而为供应至电池518或电池518提供的电力的量。

当使用积分部分实施控制策略时，可用积分重置来配置控制策略框504。可通过至控制策略框504的重置信号506触发积分重置。积分重置使追踪控制策略的积分部分重置为默认值(例如，零)。在某些情况下可应用积分重置。一种情况可为当高级别控制器302提供了新的目标SOC时。可在接收到更新的目标SOC值之后启动积分重置。积分重置允许重置累积的积分值，这提高了PI控制器的响应并且可允许荷电状态更快的响应。额外的积分重置情况是可能的。例如，如果目标SOC值的变化小于特定阈值，则可抑制积分重置。

高级别控制器302可实施控制策略以通过计划沿着路线的目标SOC值而使燃料经济性最大化。高级别控制器302可基于路线段识别目标SOC值的顺序。可使目标SOC值与高级别发动机循环指令协调。高级别目标SOC值可以是将在路线段结束时实现的期望的电池SOC。

低级别控制器300可接收目标SOC值。多个目标SOC值可以以时间或距离分开。高级别控制器302可在多个目标SOC值之间发送距离或期望的时间。例如，高级别控制器302可在每个路线段结束时发送目标SOC值。低级别控制器300可产生目标SOC参考信号。目标SOC参考信号可以是连续的目标SOC参考信号之间的线性斜坡。

低级别控制器300可实施控制策略以追踪目标SOC值并且确定用于发动机18和电机14的扭矩指令以实现目标SOC值。可从高级别控制器302接收目标SOC值。在一些配置中，当计划启动标志被设置为真时，低级别控制器300可选择高级别目标SOC值。当计划启动标志被设置为假时，低级别控制器300可根据基准策略选择电池电力水平。

高级别控制器302可以以第一预定速率执行控制策略。例如，控制策略可每秒执行一次。低级别控制器300可以以第二预定速率执行控制操作。例如，可每二十毫秒执行一次低级别控制策略。可将第二预定速率选择为比第一预定速率更快。该示例中，高级别控制器302每秒产生输出。低级别控制策略的执行快50倍以将发动机18和电机14控制为期望的设置点。

图4示出了在所公开的系统的运转期间可能的系统响应。高级别控制器302可建立高级别SOC上限404和高级别SOC下限406。高级别控制器302还可在路线期间的多个时间点(例如，在路线段结束时)发送高级别目标SOC值412、414、416、418。例如，可在第一路段结束时预期第一目标SOC值412。在第一路段结束时，可通过高级别控制器302发送第二目标SOC值414。低级别控制器300可运转牵引电池以在第二路段结束时实现第二目标SOC值414。对于第三目标SOC值416和第四目标SOC值418，可重复该顺序。可将高级别目标SOC值412、414、416、418限制为高级别SOC上限404与高级别SOC下限406之间的值。例如，高级别SOC上限404可为60％并且高级别SOC下限406可为40％。高级别控制器302可配置为将高级别目标SOC值412、414、416、418保持在这些极限之间。

低级别控制器300可建立SOC上限400和SOC下限402。SOC上限400可大于高级别SOC上限404。SOC下限402可小于高级别SOC下限406。例如，SOC上限400可为70％并且SOC下限402可为30％。SOC上限400和SOC下限402可被称为电池维护SOC极限。

低级别控制器300可被配置为由从高级别控制器302接收的目标SOC值412、414、416、418计算电池SOC参考信号408。电池SOC参考信号408可配置为提供从高级别控制器302接收的值之间的SOC目标曲线。电池SOC参考408可为连续的目标SOC值(例如，412和414)之间的线性曲线。可基于最新的目标SOC值之间的差以及最新的目标SOC值之间的时间来确定电池SOC参考信号408的变化率。可通过运转在此描述的电池SOC追踪控制而使实际的电池SOC 410遵照电池SOC参考408。在一些配置中，高级别控制器302可计算和传递上述电池SOC参考信号408。

当设置了计划启动标志时，基准策略508和控制策略504可输出电池电力信号。控制策略504和基准策略508可配置为使每个策略在特定的荷电状态范围内起主导作用。例如，在可限定在高级别SOC上限404与高级别SOC下限406之间的预定范围内，基准策略508可提供相对稳定的基准电池电力参考520。 然后，控制策略504可提供驱使误差信号536达到零的额外电池控制策略追踪输出522。在预定范围外，基准策略508可起主导作用。基准策略508可输出更大幅度地变化的基准电池电力520以保护电池并且将荷电状态保持在由SOC上限400与SOC下限402限定的极限内。当计划启动标志被设置为假时，可将控制策略框输出522设置为零并且基准策略508可控制电池电力参考信号524。

基准操作模式确定与具有预览信息的操作模式确定的分开允许车辆12中更好的集成。可能不是所有的车辆上都提供预览信息。例如，导航模块被包含作为选项包的一部分。分开策略允许将共用控制器包含在所有具有基准操作策略的车辆中。具有预览信息的这些车辆可包括用于高级别模式确定的额外控制器。该分开还使基准策略所需要的改变的量最小化。

在此公开的过程、方法或算法可交付到处理装置、控制器或计算机/由处理装置、控制器或计算机实施，处理装置、控制器或计算机可包括任何现存的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述过程、方法或算法可被存储为可能以多种形式由控制器或计算机执行的数据和指令，该数据和指令包括但是不限于永久地存储在不可写入存储介质(比如ROM装置)上的信息、可变地存储在可写入存储介质(比如软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁性介质和光学介质)上的信息。所述过程、方法或算法还可在软件可执行对象中实现。可替代地，所述过程、方法或算法可利用合适的硬件组件(比如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合而整体或部分地实现。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性而非限定的词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可作出各种改变。如之前描述的，可组合多个实施例的特征以形成可能没有明确描述或说明的本发明的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望特性，多个实施例可被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或更多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此，关于一个或更多个特性被描述为不如其它实施 例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外并且可能期望用于特定应用。