電動車輛的傳動液調節的制作方法

本公開涉及與電動車輛有關的車輛系統和方法。車輛系統包括配置為如果滿足特定車輛條件就調節電動車輛的傳動液的電動加熱裝置。

背景技術：

減少汽車燃料消耗和排放的要求是眾所周知的。因此，正在開發減少對內燃發動機的依賴的車輛。電動車輛是為了這個目的而正在開發的一種類型的車輛。通常，電動車輛與傳統的機動車輛不同，因為它們是由一個或多個電池供電的電機選擇性地驅動。相比之下，傳統的機動車輛完全依賴內燃發動機來驅動車輛。

電動車輛呈現獨特的熱管理挑戰。例如，實現電動車輛的各種部件的所需的熱操作水平必須和最大化電動車輛的燃料經濟性和/或電可行駛里程保持平衡。

技術實現要素：

根據本公開的示例性方面的電動車輛，除其他方面以外，包括變速器以及配置為選擇性地加熱在該變速器里面循環的傳動液的電動加熱裝置。

在上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置與變速器里面的傳動液直接接觸。

在任一上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置包括正溫度系數(ptc)加熱器。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置包括紅外線加熱裝置。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置包括電阻加熱裝置。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置包括延伸至變速器的油底殼中的探頭。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，控制模塊配置為選擇性地命令電動加熱裝置的致動。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置是由電網供電的。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置是由高電壓電池組供電的。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置通過開口安裝在變速器的變速器殼體中。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置安裝在變速器的油盤內。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置集成至使傳動液循環的變速器冷卻管路中。

在任何上述電動車輛的另一非限制性實施例中，電動加熱裝置集成至與變速器有關的變速器油冷卻器中。

根據本公開的另一示例性方面的方法，除其他方面以外，包括選擇性地給電動加熱裝置供電以產生熱量并且用由該電動加熱裝置產生的熱量來加熱電動車輛的變速器的傳動液。

在上述方法的另一非限制性實施例中，方法包括在供電步驟之前，確定即將到來的行駛周期是否預計在預定義閾值時間量范圍內。

在任一上述方法的另一非限制性實施例中，供電步驟包括在電動車輛的插電狀況期間使用電網給電動加熱裝置供電。

在任何上述方法的另一非限制性實施例中，加熱步驟包括使用電動加熱裝置在變速器里面電力地產生熱量。

在任何上述方法的另一非限制性實施例中，加熱步驟持續直到傳動液的溫度在所需的工作溫度范圍內。

在任何上述方法的另一非限制性實施例中，方法包括在切斷插電狀況期間通過用高電壓電池總成給電動加熱裝置供電來加熱傳動液。

在任何上述方法的另一非限制性實施例中，方法包括在供電步驟之前，確定電動車輛是否是插電的。

可以獨立地或任意組合地采取上述段落、權利要求或下面的具體實施方式和附圖中的實施例、示例和可選方案，包括它們的任何各個方面或各自單獨的特征。針對一實施例所描述的特征適用于所有的實施例，除非這樣的特征是不相容的。

根據下面的具體實施方式，本公開的各種特征和優勢對本領域技術人員來說，將變得顯而易見。伴隨具體實施方式的附圖可以簡短地描述如下。

附圖說明

圖1示意性地說明電動車輛的動力傳動系統；

圖2說明電動車輛的車輛系統；

圖3a和3b說明用于配置為調節傳動液的電動加熱裝置的第一示例性安裝位置；

圖4說明配置為調節傳動液的電動加熱裝置的另一示例性安裝位置；

圖5說明用于配置為調節傳動液的電動加熱裝置的另一示例性安裝位置；

圖6說明配置為調節傳動液的電動加熱裝置的又一示例性安裝位置；

圖7示意性地說明用于選擇性地調節電動車輛變速器的傳動液的控制策略。

具體實施方式

本公開描述用于在已經滿足特定車輛條件的情況下調節電動車輛的傳動液的車輛系統和方法。車輛系統可以包括變速器以及配置為選擇性地加熱變速器的傳動液的一個或多個電動加熱裝置。在某些實施例中，電動加熱裝置安裝為與在該變速器里面循環的傳動液直接接觸。各種安裝位置被預期用于電動加熱裝置。在該具體實施方式的下面段落中更詳細地描述這些和其他特征。

圖1示意性地說明用于電動車輛12的動力傳動系統10。在一非限制性實施例中，電動車輛12是插電式混合動力電動車輛(phev)。然而，其他電動車輛也可以從本公開的教導中受益，包括但不限于，電池電動車輛(bev)、混合動力電動車輛(hev)、48v車輛和12v停止啟動車輛。

在一非限制性實施例中，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。第一驅動系統可以包括發動機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)、和電池組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生成扭矩以驅動電動車輛12的一組或多組車輛驅動輪28。雖然示出動力分配配置，但本公開擴展至包括全混合動力、并聯式混合動力、串聯式混合動力、輕度混合動力或微混合動力的任何混合動力或電動車輛。

發動機14——其在一實施例中是內燃發動機——和發電機18可以通過比如行星齒輪組這樣的動力傳輸單元30連接。當然，包括其他齒輪組和變速器的其他類型的動力傳輸單元，可以用于將發動機14連接至發電機18。在一非限制性實施例中，動力傳輸單元30是包括環形齒輪32、中心齒輪34和托架總成36的行星齒輪組。

發電機18可以由發動機14通過動力傳輸單元30驅動，以將動能轉換為電能。發電機18可以可選地起馬達的作用以將電能轉換為動能，從而輸出扭矩至連接到動力傳輸單元30的軸38。由于發電機18可操作地連接至發動機14，所以發動機14的轉速可以由發電機18控制。

動力傳輸單元30的環形齒輪32可以連接至軸40，該軸40通過第二動力傳輸單元44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。其他動力傳輸單元也可以是合適的。齒輪46把扭矩從發動機14傳遞至差速器48以最終向車輛驅動輪28提供牽引力。差速器48可以包括實現至車輛驅動輪28的扭矩傳遞的多個齒輪。在一實施例中，第二動力傳輸單元44通過差速器48機械地連接至輪軸50以將扭矩分配至車輛驅動輪28。在一實施例中，動力傳輸單元30、44是電動車輛12的驅動橋20的一部分。

通過輸出扭矩至也連接到第二動力傳輸單元44的軸52，馬達22也可以用于驅動車輛驅動輪28。在一實施例中，馬達22是再生制動系統的一部分。例如，馬達22可以輸出電力至電池組24。

電池組24是示例性電動車輛電池組。電池組24可以是高電壓牽引電池組，該高電壓牽引電池組包括能夠輸出電力以操作馬達22、發電機18和/或電動車輛12的其他電力負載的多個電池總成25(即，電池陣列或電池單元組)。其他類型的儲能裝置和/或輸出裝置也可以用于電驅動電動車輛12。

在一非限制性實施例中，電動車輛12具有兩種基本的操作模式。電動車輛12可以在電動車輛(ev)模式下操作，在該電動車輛模式下，馬達22用于(通常在沒有來自發動機14的輔助的情況下)車輛推進，從而使電池組24荷電狀態消耗達到在特定駕駛模式/循環下它的最大允許放電率。ev模式是用于電動車輛12的電荷消耗操作模式的示例。在ev模式期間，在某些情況下可以提高電池組24的荷電狀態，例如由于一段時間的再生制動。發動機14在默認ev模式下通常是關閉的，但必要時可以基于車輛系統狀態或如由操作者所允許地操作。

電動車輛12另外可以在混合動力(hev)模式下操作，在該混合動力模式下，發動機14和馬達22兩者用于車輛推進。hev模式是用于電動車輛12的電荷保持操作模式的示例。在hev模式期間，電動車輛12可以減少馬達22推進使用以便通過提高發動機14推進來保持電池組24的荷電狀態在一恒定或近似恒定的水平。在本公開的范圍內，電動車輛12可以在除ev和hev模式以外的其他操作模式下操作。

電動車輛12也可以包括用于給電池組24的儲能裝置(例如，電池單元)充電的充電系統16。充電系統16可以連接至用于在整個車輛內接收和分配電力的外部電源(例如，未示出的電網)。充電系統16也可以配備有用于將從外部電源接收的交流(ac)電源轉換為用于給電池組24的儲能裝置充電的直流(dc)電源的電力電子器件。充電系統16也可以適應于來自外部電源的一個或多個傳統的電壓源(例如，110伏、220伏等)。

在圖1中示出的動力傳動系統10是高度示意性的并且不旨在限制本公開。在本公開的范圍內，動力傳動系統10可以可選地或另外使用各種附加部件。

圖2是可以由比如圖1的電動車輛12這樣的電動車輛使用的車輛系統56的高度示意性圖示。示意性地顯示車輛系統56的各種部件以更好地說明本公開的特征。然而，這些部件不一定描繪在準確位置中并且不一定按比例顯示，在實際車輛中它們將在該準確位置中被發現。

車輛系統56適應于或者在電動車輛12的下一預計使用時間之前或在電動車輛12的運轉期間計劃和完成電動車輛12的變速器60的傳動液58的調節。在一非限制性實施例中，傳動液58在電動車輛12的下一預計使用時間之前被加熱以實現最佳工作溫度范圍。除提供其他潛在的益處以外，在特定車輛條件期間調節傳動液58可以提高燃料效率、耐久性、客戶滿意度和電動車輛12的電可行駛里程。

在一非限制性實施例中，示例性車輛系統56包括變速器60、高電壓電池組24、充電系統16、一個或多個電動加熱裝置64和控制模塊66。變速器60可以或者是自動變速器或者是手動變速器。變速器60使傳動液58循環，該傳動液58具有最佳工作溫度范圍。雖然沒有通過圖2的高度示意性圖示具體地示出，但變速器60包括一系列齒輪、離合器、制動器等，以及配置為使傳動液58循環以使變速器60的各種部件潤滑和/或保持傳動液58的所需的壓力的變速器泵。雖然也沒有具體地示出，但變速器60可以另外包括變矩器。

電池組24可以包括一個或多個具有多個電池單元或其他儲能裝置的電池總成。電池組24的儲能裝置存儲選擇性地供應以給以車載的方式置于電動車輛12上的各種電力負載供電的電能。這些電力負載可以包括各種高電壓負載(例如，電機等)或各種低電壓負載(例如，照明系統、低電壓電池、邏輯電路等)。

充電系統16可以包括位于電動車輛12上的充電接口62以及可操作地連接在充電接口62和外部電源68之間的線組(cordset)65。充電接口62適應于選擇性地通過線組65從外部電源68接收能量，并且然后向電池組24供應能量以用于給電池單元充電。在另一非限制性實施例中，充電系統16是從外部電源68向充電接口62無線地傳遞電力的無線充電系統。如果必要的話，充電系統16可以將從外部電源68接收的交流電轉換為用于給高電壓電池組24充電的直流電dc。除其他操作參數以外，充電系統16也配置為形成用于給電池組24充電的最大可用充電電流。在一非限制性實施例中，外部電源68包括場外電源，比如公用電源/電網。

一個或多個電動加熱裝置64(在圖2中顯示一個)相對于電動車輛12的變速器60定位。加熱裝置64配置為調節容納在變速器60里面并且在變速器60里面循環的傳動液58，比如通過加熱它。在一非限制性實施例中，加熱裝置64是定位為與傳動液58直接接觸的正溫度系數(ptc)加熱器。在另一非限制性實施例中，加熱裝置64是配置為產生用于加熱傳動液58的熱量的紅外線加熱裝置。在又一非限制性實施例中，加熱裝置64是電阻加熱裝置。加熱裝置64可以被選擇使得它的最大調節溫度在傳動液58的最佳工作溫度范圍內。

在一非限制性實施例中，當車輛在“插電”(即，當車輛關閉時插入外部電源68)時，加熱裝置64由電網供電。在另一非限制性實施例中，當車輛“切斷插電”(即，從外部電源68拔掉)時或在電動車輛12的運轉期間，加熱裝置64由電池組24供電。在又一非限制性實施例中，加熱裝置64由獨立儲能裝置供電，比如單獨的電池或專用的備用電源。

加熱裝置64可以相對于變速器60安裝在各種位置。例如，在第一非限制性實施例中，在圖3a和3b中示出，加熱裝置64通過孔70插入變速器60的變速器殼體72中。加熱裝置64的探頭74可以在變速器60里面延伸使得它與傳動液58直接接觸。例如，在一非限制性實施例中，探頭74延伸至變速器60的油底殼75中。凸起77標明加熱裝置64在變速器殼體72上的安裝位置。

在另一非限制性實施例中，在圖4中示出，加熱裝置64定位在變速器60的油盤76內。該實施例的加熱裝置64可以包括安裝至油盤76的壁的加熱板82使得它與傳動液58直接接觸。

在另一非限制性實施例中，在圖5中示出，加熱裝置64集成至變速器冷卻管路78中，該變速器冷卻管路78使傳動液58傳送至變速器60并且從變速器60傳出。例如，變速器冷卻管路78可以被布置為延伸通過加熱裝置64以用于當傳動液58在變速器冷卻管路78中傳送時就加熱傳動液58。

在又一非限制性實施例中，在圖6中示出，加熱裝置64集成在與變速器60有關的變速器油冷卻器80中。變速器冷卻管路78把傳動液58分配至變速器油冷卻器80并且分配來自變速器油冷卻器80的傳動液58。加熱裝置64可以在將傳動液58傳送回變速器60之前加熱變速器油冷卻器80里面的傳動液58。在本公開的范圍內也預期其他安裝位置。

再次參考圖2，控制模塊66可以是比如車輛系統控制器(vsc)這樣的整體車輛控制單元的一部分，或可以可選地是與vsc分開的獨立的控制單元。在一非限制性實施例中，控制模塊66是電動車輛12的變速器控制模塊(tcm)的一部分。控制模塊66包括用于與車輛系統56的各種部件交互并且命令該車輛系統56的各種部件的運轉的可執行指令，該車輛系統56包括但不限于變速器60、電池組24、充電系統16和加熱裝置64。控制模塊66可以包括用于與車輛系統56的各種部件交互的多個輸入和輸出。控制模塊66可以另外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和非暫時性存儲器。

在一非限制性實施例中，控制模塊66配置為致動加熱裝置64以加熱傳動液58。在一非限制性實施例中，控制模塊66可以在電動車輛12是插電的并且預計到即將到來的行駛周期時命令加熱裝置64開啟。在另一非限制性實施例中，控制模塊66配置為確定何時使用加熱裝置64來啟動和停止調節變速器60。在又一非限制性實施例中，控制模塊66配置為確定何時啟動和停止給電池組24充電并且確定應該使用的充電率。

控制模塊66可以另外通知駕駛員/操作者電池組24具有不足的soc(荷電狀態)來加熱傳動液58，可以基于顧客偏好和選擇來在電池組24和加熱裝置64之間分配電荷，可以決定不加熱傳動液58，除非電池組24是完全充電的，并且可以通知駕駛員/操作者加熱傳動液58所必要的時間量。這些僅是車輛系統56的控制模塊66的許多功能的幾個非限制性示例。

在繼續參考圖1-6的情況下，圖7示意性地說明用于控制車輛系統56的控制策略100。例如，如果已經滿足特定條件，則控制策略100可以被執行以加熱電動車輛12的傳動液58。可以用適應于執行控制策略100或任何其他控制策略的一個或多個算法來編程控制模塊66。在一非限制性實施例中，控制策略100在控制模塊66的非暫時性存儲器中存儲為可執行指令。

控制策略100在框102開始。在框104，控制策略100確認電動車輛12是否是插電的。當電動車輛12點火開關關斷并且充電系統16的線組65插入至充電接口62和外部電源68中并且能夠供應電力時，存在電動車輛12的插電狀況。如果電動車輛12是插電的，則控制策略100可以前進至框106。

接下來，在框106，控制策略100確定即將到來的行駛周期是否預計在預定義閾值時間量范圍內。也就是說，只有在預計電動車輛12的所有者/操作者將很快把線組65從充電接口62移除并且開始行駛周期(即，可能發生點火開關接通事件)的時候加熱傳動液58。傳動液58調節的啟動時間可以根據多個因素。在一非限制性實施例中，傳動液58調節的啟動時間可以——至少部分地——基于客戶輸入。在另一非限制性實施例中，調節的啟動時間可以基于規劃的乘客艙預調節的啟動時間。在又一非限制性實施例中，調節的啟動時間可以基于與電動車輛12有關的行駛周期的既定模式。調節的啟動時間也可以至少部分地基于比如環境溫度和傳動液58的溫度這樣的感測到的條件。

用于得到傳動液58調節啟動時間的邏輯可以在控制模塊66內被編程，比如在一個或多個查找表內。通過一非限制性示例，如果即將到來的行駛周期預計在15分鐘內或更少則可以使用第一啟動時間來開始加熱傳動液58，然而，如果即將到來的行駛周期預計大于15分則可以使用第二的稍后啟動時間。這僅旨在作為一非限制性示例，并且預定義閾值時間量可以設置為任何時間量。

如果在框106確定了即將到來的行駛周期預計在預定義閾值時間量范圍內，則控制策略100可以前進至框108，致動加熱裝置64以產生隨后用于加熱傳動液58的熱量。其他提示可以被監測以用于初始化加熱裝置64。這樣的提示的非限制性示例包括多種接觸點(例如，密鑰卡、小型鍵盤、車門微啟等)的致動或當已經發起遠程啟動順序時。

一旦在框108已經致動加熱裝置64，就在框110開始傳動液58的加熱。以這種方式調節或加熱傳動液58憑借在傳動液58的最佳工作溫度范圍內操作傳動液58而提高效率。傳動液58可以被調節直到電動車輛12被切斷插電或發起車輛啟動，此時控制策略100在框112結束。如果需要，加熱裝置64可以在行駛周期期間被致動以加熱傳動液58，比如通過使用來自高電壓電池組24的電力。

在另一非限制性實施例中，如果加熱傳動液58的潛在能量節約大于加熱傳動液58所需的能量的量則加熱傳動液58。控制模塊66因此配置為確定加熱傳動液58的潛在能量節約是否大于加熱傳動液58所需的能量的量。在一非限制性實施例中，在各種溫度下的變速器效率可以被確定并且被輸入至查找表中。控制模塊66然后可以將車輛的瓦特/小時效率與傳動液58加熱對用于加熱液體的優化的溫度效率減去能量相比較。在另一非限制性實施例中，是否加熱傳動液58的決策是基于駕駛員的過去的駕駛歷史。例如，如果控制模塊66知道駕駛員將要做短途旅行，它可以決定不加熱傳動液58并且反而使用能量來推進車輛。加熱傳動液58的益處在相對短的旅行期間可能不實現。

雖然不同的非限制性實施例說明為具有特定的部件或步驟，但本公開的實施例不限于那些特定的組合。使用來自任何非限制性實施例的部分部件或特征與來自任何其他非限制性實施例的特征或部件的組合是可能的。

應該理解的是，在幾個附圖中的相同的附圖標記識別對應的或相似的元件。應該理解的是，盡管在這些示例性實施例中公開并且說明了特定的部件設置，但其他設置也可以從本公開的教導中受益。

上述說明應該理解為說明性的并且無任何限制的意義。本領域普通技術人員將要理解的是，某些修改可以發生在本公開的范圍內。由于這些原因，應該研究下面的權利要求以確定本公開的準確范圍和內容。