CN107757724B - 具有加热的轮舱内衬的车辆车轮外壳系统以及加热轮舱内衬的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于具有车轮外壳的车辆的系统包括固定至车轮外壳并设置在由车轮外壳限定的轮舱中的轮舱内衬。该系统进一步包括与轮舱内衬接触并可操作以加热所述轮舱内衬的加热元件。一种加热轮舱内衬的方法包括确定轮舱内衬周围的环境温度是否低于预定温度、确定轮舱内衬上的负载的重量是否大于预定重量，以及如果环境温度低于预定温度并且轮舱内衬上的重量大于预定重量，则启动与轮舱内衬接触的加热元件。

Description

具有加热的轮舱内衬的车辆车轮外壳系统以及加热轮舱内衬 的方法

技术领域

本教导通常包括具有加热的轮舱内衬的车辆车轮外壳系统以及加热轮舱内衬的方法。

背景技术

许多车辆构造有车轮外壳，该车轮外壳形成围绕轮胎和车轮组件的轮舱，在旋转的轮胎和车轮与车轮外壳之间具有空间。在一些气候条件下，在轮舱中的车轮外壳上可以积聚雪和冰。

发明内容

用于车辆的车轮外壳系统具有加热的轮舱内衬，该轮舱内衬可以除去轮舱中积聚的雪和冰。还提供了一种加热轮舱内衬的方法。一种用于具有车轮外壳的车辆的系统包括固定至车轮外壳并设置在由车轮外壳限定的轮舱中的轮舱内衬。该系统进一步包括与轮舱内衬接触并可操作以加热轮舱内衬的加热元件。在一些实施例中，加热的轮舱内衬可以被控制器启动，或者可以在其它实施例中手动地启动。

在一些实施例中，车轮外壳系统包括可操作地连接至轮舱内衬并可操作以指示轮舱内衬上的负载的重量的重量传感器。控制器可操作地连接至重量传感器和加热元件。能源可操作地连接至控制器和加热元件。控制器至少部分地基于由重量传感器指示的重量来命令能源供给加热元件能量。

在一些实施例中，该系统包括可操作地连接至控制器的温度传感器。控制器至少部分地基于由温度传感器指示的环境温度来命令能源供给加热元件能量。

在一个实施例中，加热的轮舱内衬结合发动机缸体加热器的启动而一起被启动。更具体地，车辆包括发动机缸体，并且系统进一步包括可操作地连接至加热元件和发动机缸体的能源。电连接器选择性地将能源与发动机缸体和加热元件连接，使得能源加热发动机缸体。能源经由加热元件加热轮舱内衬。

在手动致动的实施例中，系统包括控制器和可操作地连接至控制器的能源。手动致动机构可操作地连接至控制器，并且可手动致动以向控制器提供致动信号。控制器至少部分地基于致动信号来命令能源供给加热元件能量。例如，手动致动机构可以是车辆仪表板上或键FOB或两者上的推压按钮。

由控制器执行的加热轮舱内衬的方法包括确定轮舱内衬周围的环境温度是否低于预定温度，以及确定轮舱内衬上的负载的重量是否大于预定重量。该方法进一步包括如果环境温度低于预定温度并且轮舱内衬上的重量大于预定重量，则启动与轮舱内衬接触的加热元件。

结合附图，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点很容易从以下用于实施本教导的最优模式的详细描述中得出。

附图说明

图1是包括车轮外壳系统的第一实施例的车辆的片段部分剖视图的示意图。

图2是包括在图1的车轮外壳系统中的轮舱内衬和加热元件的平面图的示意图。

图3是根据本教导的另一方面的包括车轮外壳系统的第二实施例的车辆的片段部分剖视图的示意图。

图4是根据本教导的另一方面的包括车轮外壳系统的第三实施例的车辆的片段部分剖视图的示意图。

图5是示出加热轮舱内衬的方法的示意性流程图。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记指代相同的部件，图1示出了包括车轮外壳12的车辆10的一部分。车轮外壳12可以包括一个或多个车体面板和/或一起限定轮舱内衬13的其它主体部件。车辆10包括用于从车轮外壳12除去雪和冰的系统14。更具体地，雪和冰可以在轮舱13中积聚为一个或多个负载16A、16B。负载16A、16B可以相对于车轮外壳12定位，因为当设置在轮舱内衬13中的轮胎和轮组件20旋转时，冰和雪被径向向外抛向车轮外壳12。

为了除去卡在轮舱内衬13中的负载16A、16B，系统14包括轮舱内衬22，其可以被加热以充分地熔化负载16A、16B，以将它们从暴露于负载16A、16B的轮舱内衬13移除。轮舱内衬22固定至车轮外壳12并设置在轮舱内衬13中。例如，轮舱内衬22用诸如螺栓的紧固件24固定至车轮外壳12。

系统14包括可操作地连接至轮舱内衬22的重量传感器26。重量传感器26可操作以指示轮舱内衬22上的负载16A或16B的重量。一个或多个重量传感器26(单独标记为26A、26B)可以连接至轮舱内衬22。在图1 的实施例中，在轮舱内衬22和车轮外壳12之间设置有两个重量传感器26，该重量传感器26基于轮舱内衬13的形状和轮舱内衬13中的轮胎和车轮组件20的位置定位在最希望积有雪和冰的位置中的轮舱内衬22上。例如，重量传感器26A中的一个大体上向前定位在轮舱内衬13中，而另一个重量传感器26B大体上位于轮舱内衬13中。

重量传感器26可以是用于指示负载16A或16B的重量的各种合适的配置中的任何一种。例如，重量传感器26可嵌入或者简单地与轮舱内衬 22接触并固定至轮舱内衬22上。在图1的系统14中，重量传感器26A、 26B是位于车轮外壳12和轮舱内衬22两者之间并与之连接的测压元件。例如，测压元件可以是应变仪传感器。测压元件可以通过与测压元件所经受的电阻变化成比例的电信号来指示负载16A的重量，其中重量变化作用在测压元件上。因此，重量传感器26A表示作为轮舱内衬22和负载16A 的总重量的负载16A的重量随着重量传感器26A附近的雪和冰的积聚而增加。因此，重量传感器26B表示作为轮舱内衬22和负载16B的总重量的负载16B的重量随着重量传感器26B附近的雪和冰的积聚而增加。

系统14包括与所示的实施例接触，并且在所示的实施例中示出为嵌入轮舱内衬22中的加热元件28。加热元件28可操作以加热轮舱内衬22。如图1和图2所示，加热元件28是嵌入在轮舱内衬22中的一个或多个电阻电导体(例如，金属线)。如图2最佳所示，加热元件28布置成十字形格栅图形，以向负载16A、16B被冻结或楔入的轮舱内衬22的暴露的外表面30的大部分提供热量。更具体地，加热元件28布置成行28A和列28B (其中仅一些被标记)。或者，加热元件28可以仅位于与期望集聚的雪和冰的外表面30上的区域相关的更多的离散区域中。重量传感器26A、26B 在图2中以虚线表示，定位在轮舱内衬22上。

轮舱内衬22必须是足够耐用的材料，以承受轮舱内衬13中的环境暴露和加热元件28的温度。例如，轮舱内衬可以是织物网，例如可以是聚丙烯的毡材料，或塑料化合物，例如热塑性聚合物。

参见图1，系统14进一步包括可操作地连接至重量传感器26A、26B 和加热元件28的控制器32。控制器32可以是用于车辆上的其他功能的控制器，例如控制包括加热通风和空调(HVAC)系统、门闩等的其他车身系统的车体控制模块(BCM)。系统14包括可操作地连接至控制器32和加热元件28的能源34。例如，能源34可以是用于车身部件的标准电压电平(例如12伏特)的电池(BATT)。控制器32、能源34和测压元件26A、 26B与传输导体36相互连接，传输导体36足以将包括传感器信号38(单独标记为38A、38B)的电信号从测压元件16A、16B传输到控制器32，以及将控制信号40从控制器32传输到能源34。

另外，温度传感器42可操作地连接至控制器32。温度传感器42可以定位在车辆10上的任何地方，在那里它可操作以感测轮舱内衬22的表面 30被暴露的环境温度(即车辆10的外部的温度)。温度传感器42通过传输导体36可操作地连接至控制器32，并提供指示感测温度的传感器信号 44。

控制器32具有处理器33，该处理器33包括一组存储的指令，控制器 32通过该存储的指令执行控制方法，以至少部分地基于由负载传感器26A、 26B指示的重量和环境温度来命令能源34供给加热元件28能量(如来自温度传感器42的温度信号44所示)。控制器32经由控制信号40命令能源34，通过该控制信号40指示能源34通过将能源34连接至加热元件28的传输导体36提供电流46。

更具体地，控制器32执行如图5中的流程图所示的控制方法100。方法100从开始102开始，例如当车辆10点火处于键接或键起位置时。方法100进行到框104，其中控制器32基于从温度传感器42提供的温度信号44确定轮舱内衬22周围的环境温度是否低于预定温度T1。预定温度T1是形成雪和冰的温度，从而如果在轮舱内衬13中存在雪和冰，则启动加热元件28将是有益的。例如，预定温度可以是32华氏度。

如果控制器32确定环境温度低于预定温度T1(如“Y”所示)，则方法 100进行到框106。然而，如果控制器32确定环境温度不低于预定温度T1 (如“N”所示)，则方法100进行到框108。在图5中，“Y”表示前一个框中询问的肯定答案，“N”表示询问的否定答案。

在框108中，方法100首先确定车辆10仍然被是被键接的或在运行的。如果车辆不再键接或运行，则方法100进行至框110处结束。如果在框108中确定车辆10仍在运行，则方法100进行到框112，其中起动定时器114。定时器114在图1中的控制器32中示出，并且包括在其中的处理器33中。

在框112中起动定时器114之后，方法100进行到框116以确定自定时器114起动以来经过的时间大于预定时间段TM1。换句话说，控制器32 确定定时器114是否已经超过预定时间段TM1。如果定时器114没有超过预定时间段TM1，则方法100返回到框108。如果定时器114超过预定时间段TM1，则方法100返回到框104。在一个非限制性实例中，预定时间段TM1可以是30分钟。

如果方法100如上所述从框104进行到框106，则控制器32分别基于从负载传感器26A、26B提供的负载信号38A或38B来确定轮舱内衬22 上的负载26A或26B的重量是否大于预定重量W1。例如，预定重量W1 可以是但不限于5磅。预定重量W1可以具有取决于车辆10的尺寸和风格的大小。例如，当车辆10是轻运货车时，预定重量W1与车辆10是小型车时相比可能更大。

因此，在框106中，控制器32确定轮舱内衬28上的第一位置处的第一负载16A是否具有大于预定重量W1的重量，并且还确定在轮舱内衬28 上的第二位置处的第二负载16B是否具有大于预定重量W2的重量。例如，预定重量可以是轮舱内衬28上由所有重量传感器指示的所有载荷的组合重量。控制器32可以被编程以确定负载16A、16B的组合重量是否大于预定重量。如果控制器32确定如由重量信号38A、38B所指示的任一负载 16A、16B的重量是否大于预定重量W1，则该方法进行到框118。然而，如果控制器32确定负载26A的重量或负载26B的重量都不大于预定重量 W1，则方法100进行到框108，重新起动定时器和框112和116的等待周期，然后重复框104(确定环境温度是否低于预定温度T1)，以及框106 (确定轮舱内衬22上的负载的重量是否大于预定重量W1(假设对框108 的询问是赞成的)。

在框118中，控制器32经由发送到能源34的控制信号40来启动加热元件28，使能源34向加热元件28提供电流46。然后，方法100进行到框120，并且起动定时器114(或不同的定时器)。在框120之后，该方法进行到框122以确定在框120中从定时器114启动起经过的时间是否大于预定时间段TM2。例如，预定时间段TM2可以是5分钟。如果在框122 中确定在框120中从定时器114启动起经过的时间不大于预定时间段TM2，则方法100在方框122中周期性地(以设定的周期)重复询问，直到确定经过的预定时间段TM2。然后，方法100进行到框124，其中控制器32 命令加热元件28被停用。控制器32向能源34提供控制信号40，该能源 34终止从能源34流到加热元件28的电流46，例如通过打开能源34内的开关。

在框124中加热元件28被停用后，方法100返回框108。方法100从框108开始，在车辆10的操作期间连续重复进行，直到在框108中确定车辆10不再被键接或键起，在这种情况下，方法100进行到框110并结束。

图3和图4示出了具有车轮外壳系统的车辆，其包括由可实施方法100 的系统14的替代或附加的其他机构启动的轮舱内衬。图3示出了具有车轮外壳系统214的车辆210。用相同的附图标记表示相对于图1描述的相同的部件。系统214包括固定在车轮外壳12上并设置在轮舱内衬13中的轮舱内衬22。重量传感器226A、226B被嵌入轮舱内衬222中，并且可操作以指示轮舱内衬222(例如负载16)上的负载的重量。负载16被卡在最靠近重量传感器226A的位置处的轮舱内衬222上的轮舱内衬13中，使得重量传感器226A将指示负载16的重量。重量传感器226A、226B仅在与如图1所示的控制器32相同时被提供，该控制器32可操作地连接至重量传感器226A、226B并实现方法100。可选地，系统214可以不具有重量传感器226A、226B，在这种情况下，仅通过选择性地连接至如本文所述的能源256来启动加热元件28。加热元件28如相对于轮舱内衬22所描述的那样嵌入在轮舱内衬222中，并且可操作以加热轮舱内衬222。

车辆210包括具有发动机缸体252的发动机250。发动机缸体252上设置有缸体加热器254。缸体加热器254可以是电阻加热元件。当用户手动选择性地和可操作性地将能源256连接至加热元件28并由此连接至发动机缸体252时，缸体加热器254被启动。连接是通过将电连接器258插入连接至能源256的配合连接器260(例如电源插座)，例如电力来实现的。当电连接器258、260配合时，能源256加热发动机缸体252。

系统214包括传输导体36，其不仅连接至缸体加热器254，而且连接至加热元件28。因此，当用户选择启动缸体加热器254时，加热元件28 也被启动，使得能源256也经由加热元件28加热轮舱内衬222。

图4示出了具有车轮外壳系统314的车辆310。用相同的附图标记表示相对于图1描述的相同的部件。系统314包括固定至车轮外壳12并设置在轮舱内衬13中的轮舱内衬322。控制器32选择性地和可操作性地连接至能源34。第一手动致动机构370选择性地和可操作性地连接至控制器 32。第一手动致动机构370是安装在仪表板374上的推压按钮372。当通过按压手动启动时，推压按钮372关闭电路，以将传输导体36上的致动信号338提供给控制器32。控制器32具有提供控制信号340的处理器333，该控制信号340基于致动信号338命令能源34供给加热元件28能量。可选地，处理器333还可以执行方法100，以基于重量传感器(图4中未示出，但与传感器26A、26B相同)和温度传感器42(在图4中未示出，但与传感器42相同)通过电流46来启动加热元件28。

除了作为第一手动启动机构370的替代之外，车轮外壳系统314可以包括第二手动启动机构380。第二手动启动机构380是用于解锁车辆310 的钥匙FOB。键FOB具有手动按压的推压按钮382，并且当按压该按钮时时提供致动信号。启动信号384由控制器32的接收器386拾取。当接收器386接收致动信号384时，控制器32将控制信号340提供给能源34，如相对于第一致动机构370所述。可选地，可以仅提供第一手动致动机构 370或第二手动致动机构380中的一个。

本文描述的各种实施例能够启动加热的轮舱内衬22、222或322，以提供足够的热能来熔化积聚在轮舱内衬13中的雪和冰。

虽然已经详细描述了用于执行本教导的许多方面的最佳模式，但是与这些教导相关的熟悉本领域的技术人员将认识到用于实践在所附权利要求范围内的本教导的各种可替代方面。

Claims (8)

1.一种用于具有车轮外壳的车辆的系统，所述系统包括：

轮舱内衬，其固定至所述车轮外壳并设置在由所述车轮外壳限定的轮舱中；

加热元件，其与所述轮舱内衬接触并可操作以加热所述轮舱内衬；和

重量传感器，其可操作地连接至所述轮舱内衬并可操作以指示所述轮舱内衬上的负载的重量；

其中，所述重量传感器位于轮舱内衬和车轮外壳之间，其指示作为轮舱内衬和负载的总重量的负载的重量随着重量传感器附近的雪和冰的积聚而增加。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

控制器，其可操作地连接至所述重量传感器和所述加热元件；

能源，其可操作地连接至所述控制器和所述加热元件；以及

其中所述控制器至少部分地基于由所述重量传感器指示的所述重量来命令所述能源供给所述加热元件能量。

3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括：

温度传感器，其可操作地连接至所述控制器；以及

其中所述控制器至少部分地基于由所述温度传感器指示的环境温度读数来命令所述能源供给所述加热元件能量。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述重量传感器是测压元件。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述加热元件嵌入所述轮舱内衬中。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述加热元件是以网格图案布置的电阻丝。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述车辆包括发动机缸体，并且所述系统进一步包括：

能源；以及

电连接器，其选择性地和可操作性地将所述能源与所述发动机缸体和所述加热元件连接，使得所述能源加热所述发动机缸体，以及所述能源经由所述加热元件加热所述轮舱内衬。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的系统加热轮舱内衬的方法，包括：

确定所述轮舱内衬周围的环境温度是否低于预定温度；

确定所述轮舱内衬上的负载的重量是否大于预定的重量；以及

如果所述环境温度低于所述预定温度并且所述轮舱内衬上的所述重量大于所述预定重量，则启动与所述轮舱内衬接触的加热元件。

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