本申請涉及一種與電動車輛相關的車輛系統及方法。該車輛系統被配置為在插電(on-plug)條件期間預處理電動車輛的一個或多個輪胎。

背景技術：

減少車輛中燃料消耗和排放的必要性是眾所周知的。因此，正在開發降低或完全消除對內燃發動機的依賴的車輛。電動車輛是為此目的正在開發的一種類型的車輛。一般而言，電動車輛不同于常規機動車輛，因為它們通過由一個或多個電池供電的電機來選擇性地驅動。相比之下，常規機動車輛僅依賴內燃發動機來驅動車輛。在行業中已經努力繼續提高電動車輛的燃料經濟性和電力范圍(electric range)。

技術實現要素：

根據本發明的示例性方面的一種電動車輛除了其他部件以外包括輪胎和電動加熱裝置，該電動加熱裝置被配置為選擇性地使輪胎升溫。

在前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，輪胎是低滾動阻力輪胎。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動加熱裝置包括通氣孔。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動加熱裝置包括紅外線加熱裝置。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動加熱裝置包括電阻式加熱裝置。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電阻式加熱裝置是空氣-PTC加熱器。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，控制模塊被配置為命令利用來自外部電源的電網電力來致動電動加熱裝置。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，風扇被設置成鄰近電動加熱裝置。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，高壓電池總成被配置為選擇性地給電動加熱裝置供電。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動加熱裝置被安裝在電動車輛的輪艙內。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動加熱裝置被嵌入在電動車輛的底盤內。

在任一前述電動車輛的進一步非限制性實施例中，電動加熱裝置被安裝在輪胎內部。

根據本發明的另一個示例性方面的一種方法除了其他方面以外包括：在電動車輛插電條件期間給加熱裝置供電以及通過加熱裝置使電動車輛的至少一個輪胎升溫。

在前述方法的進一步非限制性實施例中，該方法包括在供電步驟之前確定電動車輛是否插電。

在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，該方法包括確定點火開關接通(Key-On)事件是否被預期在預定的閾值時間量內。

在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，供電步驟包括使用電網電力給加熱裝置供電。

在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，升溫步驟包括將暖空氣引導到輪胎上。

在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，升溫步驟包括靠近輪胎電力產生熱量。

在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，其中繼續升溫步驟，直到電動車輛被采取不插電(off-plug)。

在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，該方法包括在不插電條件期間通過采用高壓電池總成給加熱裝置供電來使至少一個輪胎升溫。

前述段落、權利要求或以下說明書和附圖中的實施例、示例和可選方案，包括它們的各個方面或各自的個體特征，可以獨立地或以任意組合的形式獲得。關于一個實施例所描述的特征適用于所有的實施例，除非這些特征互不相容。

從以下具體實施方式中，本發明的各種特征和優點對本領域技術人員來說將是顯而易見的。伴隨具體實施方式的附圖可以被簡要地描述如下。

附圖說明

圖1示意性地說明了電動車輛的動力傳動系統；

圖2說明了電動車輛的車輛系統；

圖3說明了配備有用于使車輛的輪胎升溫的多個加熱裝置的電動車輛；

圖4A、4B和4C說明了用于安裝被配置為預處理電動車輛的輪胎的加熱裝置的示例性安裝位置；

圖5示意性地說明了用于在插電條件期間預處理電動車輛的輪胎的控制策略。

具體實施方式

本發明描述了一種用于在插電條件期間預處理電動車輛的輪胎的車輛系統和方法。該車輛系統可以包括輪胎和一個或多個被配置用于選擇性地使輪胎升溫的電動加熱裝置。該加熱裝置在電動車輛插電條件期間被供電并且被配置為通過將熱量引導到輪胎來使輪胎升溫。以這種方式預處理輪胎可以提高電動車輛的燃料經濟性和電力范圍。這些和其它特征在該具體實施方式的以下段落中進行更詳細地描述。

圖1示意性地說明了電動車輛12的動力傳動系統10。在該實施例中，圖1的電動車輛12被描述為插電式混合動力電動車輛(PHEV)；然而，應當理解的是，本發明的構思并不限于PHEV并且可以延伸至其它電動車輛，包括但不限于，純電動車輛(BEV)。

在一個非限制性實施例中，動力傳動系統10是使用第一驅動系統和第二驅動系統的動力分配動力傳動系統。第一驅動系統包括發動機14和發電機18(即，第一電機)的組合。第二驅動系統至少包括馬達22(即，第二電機)和電池總成24。在該示例中，第二驅動系統被認為是動力傳動系統10的電驅動系統。第一和第二驅動系統產生扭矩以驅動電動車輛12的一組或多組車輛驅動輪28。

發動機14——其可以是內燃發動機——和發電機18可以通過動力傳輸單元30——例如行星齒輪組——連接。當然，其它類型的動力傳輸單元，包括其它齒輪組和傳動裝置，可以被用于將發動機14連接至發電機18。在一個非限制性實施例中，動力傳輸單元30是行星齒輪組，該行星齒輪組包括環形齒輪32、中心齒輪34和行星齒輪架總成36。

發電機18可以由發動機14通過動力傳輸單元30來驅動以將動能轉變為電能。發電機18可以可選擇地用作馬達以將電能轉變為動能，從而輸出扭矩至連接到動力傳輸單元30的軸38。因為發電機18被可操作地連接到發動機14，所以發動機14的轉速可以通過發電機18來控制。

動力傳輸單元30的環形齒輪32可以被連接至軸40，軸40通過第二動力傳輸單元44被連接至車輛驅動輪28。第二動力傳輸單元44可以包括具有多個齒輪46的齒輪組。其它動力傳輸單元也可以是適合的。齒輪46將扭矩從發動機14傳遞至差速器48以最終為車輛驅動輪28提供牽引力。差速器48可以包括能夠將扭矩傳遞至車輛驅動輪28的多個齒輪。在一個實施例中，第二動力傳輸單元44通過差速器48被機械地連接至車軸50以將扭矩分配至車輛驅動輪28。

馬達22也可以被用于通過將扭矩輸出至也連接至第二動力傳輸單元44的軸52來驅動車輛驅動輪28。在一個實施例中，馬達22配合作為再生制動系統的一部分，在再生制動系統中，馬達22可以被用于輸出扭矩。例如，馬達22可以將電力輸出至電池總成24。

電池總成24是高壓電動車輛電池總成的示例類型。電池總成24可以包括高壓電池組，該高壓電池組能夠輸出電力以操作馬達22和發電機18。其它類型的儲能設備和/或輸出設備也可以被用于電驅動電動車輛12。

在電動車輛12的非限制性PHEV實施例中，電池總成24可以使用充電器模塊60被再次充電或被部分再次充電，充電器模塊60被連接至由外部電源——例如，電網、太陽能電池板或諸如此類——供電的充電站。

在一個非限制性實施例中，電動車輛12具有至少兩個基本操作模式。電動車輛12可以在電動車輛(EV)模式下運行，在電動車輛(EV)模式下，馬達22被用于車輛推進(總體上沒有來自發動機14的輔助)，從而將電池總成24的荷電狀態消耗至其在某些駕駛參數/周期下的最大可允許的放電率。EV模式是用于電動車輛12的運行的電荷消耗模式的示例。在EV模式期間，電池總成24的荷電狀態在某些情況下可以增加，例如由于一段時間的再生制動。發動機14在默認EV模式下通常不被允許運行，但是可以基于車輛系統狀態根據需要操作或根據操作者允許進行操作。

電動車輛12可以附加地在混合動力(HEV)模式下運行，在混合動力模式下，發動機14和馬達22二者都被用于車輛推進。HEV模式是用于電動車輛12的運行的電荷保持模式的示例。在HEV模式期間，電動車輛12可以減少馬達22推進用量以便通過增加發動機14推進用量來將電池總成24的荷電狀態保持在恒定或接近恒定的水平。電動車輛12可以在EV和HEV模式以外的其他操作模式下運行。

圖2是車輛系統56的高度示意圖，車輛系統56可以被并入到車輛中，例如圖1的電動車輛12。車輛系統56適于預處理電動車輛的一個或多個輪胎58以便在開始即將到來的行駛周期之前使輪胎升溫。預處理輪胎58可以提高電動車輛的燃料經濟性和電力范圍。

在一個非限制性實施例中，示例性車輛系統56包括高壓電池總成24、一個或多個輪胎58、充電器模塊60、一個或多個加熱裝置62和控制模塊64。高壓電池總成24可以包括多個電池單元或其他儲能設備。高壓電池總成24的電池單元儲存電能，該電能可以通過高壓總線65來供應以給駐留在電動車輛上的各種負載供電。這些負載可以包括各種高壓負載(例如，電機等)和/或各種低壓電負載(例如，照明系統、低壓電池、邏輯電路等)。

充電器模塊60被可操作地連接在高壓電池總成24和外部電源66之間。充電器模塊60適于選擇性地供應給高壓電池總成24的電池單元充電所需的能量。在一非限制性實施例中，充電器模塊60插入到外部電源66中并且插入到位于電動車輛上的端口中以接收電力并且將該電力傳輸至高壓電池總成24和/或直接到高壓總線65上。外部電源66可以包括非車載電源，例如公用/電網電力。

在另一個非限制性實施例中，充電器模塊60被配置為給高壓電池總成24充電。如果必要的話，充電器模塊60可以將從外部電源66接收到的交流電(AC)轉換為用于給高壓電池總成24充電的直流電(DC)。在一替代實施例中，與車輛系統56分離的裝置被配置為執行任何必要的AC到DC轉換。除了其他操作參數之外，充電器模塊60還被配置為建立用于給高壓電池總成24充電的最大可用充電電流。

輪胎58可以被旋轉地安裝在電動車輛的輪艙68內。當然，雖然在圖2中示出了單個輪胎58，但是與車輛系統56相關聯的電動車輛可以包括多個輪胎(例如，參見圖3)。在一非限制性實施例中，輪胎58是低滾動阻力輪胎。

一個或多個加熱裝置62可以相對于輪胎58定位。加熱裝置62被配置為預處理輪胎58，例如通過使它升溫。在一個非限制性實施例中，加熱裝置62是被配置為將熱量H——例如來自電動車輛的乘客艙的暖空氣——引導到輪胎58上的通氣孔。風扇90可以可選擇地被設置成鄰近加熱裝置62以將暖空氣吹到輪胎58上。在另一個實施例中，加熱裝置62是被配置用于產生用于使輪胎58升溫的紅外線加熱裝置。在另一個非限制性實施例中，加熱裝置62是被配置用于產生用于使輪胎58升溫的熱量H的電阻式加熱裝置，例如空氣-正溫度系數(PTC)加熱器或其它電阻式加熱裝置。在本發明的范圍之內，其它加熱裝置也是預期的。

在一個非限制性實施例中，當車輛“插電”(即，被插入到外部電源66中)時，加熱裝置62由電網電力供電。在另一個非限制性實施例中，當車輛“不插電”(即，從外部電源66拔下)時，加熱裝置62可以可選擇地由高壓電池總成24來供電。用于給加熱裝置62供電的電力可以直接從充電器模塊60或從高壓電池總成24通過高壓總線65來傳輸。

參照圖3，電動車輛12可以配備有多個輪胎58。加熱裝置62可以被定位成靠近一個或多個輪胎58，用于選擇性地預處理輪胎58。在一非限制性實施例中，電動車輛12的每個輪胎58通過至少一個加熱裝置62來使其升溫。然而，其它配置也是預期的，包括但不限于，僅使電動車輛12的后輪胎58升溫、僅使電動車輛12的前輪胎58升溫等。

加熱裝置62也可以是相同或不同類型的加熱裝置。在一個非限制性實施例中，輪胎58的一部分可以通過紅外線加熱裝置來加熱，而輪胎58的另一部分可以通過電阻式加熱裝置來加熱。在本發明的范圍之內，各種其它加熱裝置組合也是預期的。

加熱裝置62可以被安裝在相對于輪胎58的各種位置處。例如，加熱裝置62可以被安裝在輪艙68內(參見圖2和4A)。在另一個非限制性實施例中，加熱裝置62被安裝在電動車輛12的底盤78內(參照圖4B)。在另一個非限制性實施例中，加熱裝置62被嵌入在輪胎58內(見圖4C)。例如，加熱裝置62可以被嵌入在輪胎58的橡膠部分80內、輪胎58的輪轂部分82內或二者。

再次參考圖2，控制模塊64可以是整體車輛控制單元——例如車輛系統控制器(VSC)——的一部分，或可選擇地可以是與VSC分開的獨立的控制單元。在一個非限制性實施例中，控制模塊64包括用于與車輛系統56的各種部件連接和命令車輛系統56的各種部件的操作的可執行指令，各種部件包括但不限于，高壓電池總成24、充電器模塊60和加熱裝置62?？刂颇K64可以包括用于與車輛系統56的各種部件連接的多個輸入端和輸出端。此外，控制模塊64可以包括用于執行車輛系統56的各種控制策略和模式的處理單元74和非易失性存儲器76。

在一個非限制性實施例中，控制模塊64被配置為致動加熱裝置62以加熱輪胎58。當電動車輛插電并且即將到來的行駛周期是預期的時，控制模塊64可以致動加熱裝置62。在另一個實施例中，控制模塊64被配置為確定何時開始和停止給高壓電池總成24充電和應該使用什么樣的充電速率。在另一個實施例中，控制模塊64被配置為確定何時開始和停止使用加熱裝置62預處理輪胎58。這些僅僅是車輛系統56的控制模塊64的許多功能的非限制性示例。

繼續參照圖1-4C，圖5示意性地說明了用于控制車輛系統56的控制策略100。例如，控制策略100可以被執行以在車輛插電條件期間預處理電動車輛12的輪胎58。控制模塊64可以被編程有適于執行控制策略100或任何其它控制策略的一個或多個算法。在一個非限制性實施例中，控制策略100被存儲為控制模塊64的非易失性存儲器76的可執行指令。

如圖5所示，控制策略100開始于框102。在框104，控制策略100確認電動車輛12是否插電。當電動車輛12點火開關關斷并且充電器模塊60被插入到電動車輛12和外部電源66中時，電動車輛12的插電條件存在。如果電動車輛12插電，則控制策略100可以進行到框106。

接下來，在框106，控制策略100確定在預定的閾值時間量內即將到來的行駛周期是否是預期的。換句話說，輪胎預處理僅當預期電動車輛12的所有者操作者將很快從充電器模塊60移動該車輛并且開始行駛周期(即，點火開關接通事件很可能發生)時發生。輪胎預處理的開始時間可以是多種因素的函數。在一個非限制性實施例中，輪胎預處理的開始時間可以至少部分基于客戶輸入。在另一個非限制性實施例中，輪胎預處理的開始時間可以基于計劃的乘客艙預處理的開始時間。在另一個非限制性實施例中，輪胎預處理的開始時間可以是基于已建立的與電動車輛12相關聯的行駛周期的模式。

用于得出輪胎預處理開始時間的邏輯可以被編程在控制模塊64內，例如在一個或多個查找表內。通過一個非限制性示例來說，如果即將到來的行駛周期被預期在15分鐘或更短的時間之后，則第一開始時間可以被用來開始預處理輪胎58，而如果即將到來的行駛周期被預期在大于15分鐘之后，則第二、后來的開始時間可以被采用。這僅作為一個非限制性示例，并且預定的閾值時間量可以被設置成任何時間量。

如果在框106確定即將到來的行駛周期被預期在預定的閾值時間量內，則控制策略100可以進行至框108，通過致動加熱裝置62以產生熱量或將熱量導向輪胎58。加熱裝置62可以使用通過高壓總線65傳輸的電網電力來供電。在一個非限制性裝置中，加熱裝置62包括通氣孔，該加熱裝置通過打開通氣孔來致動以將熱量H引導到輪胎58上。熱量H可以是從電動車輛12的預處理的乘客艙中提取的暖空氣。電網電力被用于預處理乘客艙。在另一個非限制性實施例中，加熱裝置62包括電動加熱裝置，該電動加熱裝置被致動以產生可以用于使輪胎58升溫的熱量H。

一旦加熱裝置62在框108已被致動，輪胎58的預處理就開始于框110。以這種方式預處理輪胎58或使輪胎58升溫通過更高的輪胎溫度、更高的輪胎壓力和更溫暖的輪胎材料(例如，粘彈性)來提高燃料經濟性。因為在點火開關接通事件時移動電動車輛需要較少的高壓(HV)電力，所以還可以實現提高的EV范圍。

輪胎58可以被預處理，直到電動車輛12被采取不插電，在該點處，控制策略100結束于框112。如果需要的話，加熱裝置62也可以在行駛周期期間被致動以加熱輪胎58，例如通過使用來自高壓電池總成24的電力或通過放掉來自乘客艙的暖空氣。

雖然不同的非限制性實施例被說明為具有特定的部件或步驟，但是本發明的實施例并不限于那些特定的組合。將來自任一非限制性實施例的一些部件或特征與來自任一其他非限制性實施例的特征或部件結合使用是可能的。

應當理解的是，在幾個附圖中，相同的附圖標記標識相應的或類似的元件。應當理解的是，雖然在這些示例性實施例中公開和說明了特定的部件布置，但是其它布置也可以受益于本發明的教導。

前述說明應當被解釋為說明性的而不是任何限制性的意義。本領域普通技術人員將理解的是，某些修改可能落入本發明的范圍之內。由于這些原因，應當研究下面的權利要求來確定本發明的真實范圍和內容。