车身构型的制作方法

专利名称：车身构型的制作方法
技术领域：
本发明涉及车身构型和车身商业方法，其源于一种带有可互换车身的平直孔型轧制底盘设计方案。
背景技术：
机动性，即从一处移至另一处的能力或者快速地从一种状态移至另一种状态的能力，是自从有历史记录以来人类的最终目标之一。在帮助人类实现该目标的过程中，汽车可能比其它任何技术进展做出的贡献更多。从其开始，全球社会的生活方式都经历了巨大变化，而这种生活方式与人口中机动车辆拥有者所占的百分比直接相关。
现有技术的汽车和轻型卡车包括一车身，其功能为用于容纳和保护乘客及其财产。车身与多种机械、电和结构部件相连接，这些部件与车身组合起来就构成一功能齐全的车辆。现有技术中车身与车辆部件部分之间的连接的性质可能会导致车辆设计、制造和使用中产生某些无效情况。现有技术中对造成这些无效情况有显著影响的车身连接的三种特征为连接的数量、这些连接中许多项的机械性质以及这些连接在车身和部件部分上的位置。
现有技术中，车身与部件部分之间有数量众多的连接。在车辆装配时，每一连接包括至少一个装配步骤；因此希望减少连接的数量以便于提高装配效率。现有技术的车身与现有技术的车辆部件部分之间的连接包括多重承载连接器，用于物理地将车身紧固于其它部件上，例如螺栓和托架；电连接器，用于将电能从发电部件传送至车身并且传送来自监测着部件部分的状态的传感器的数据；机械控制联动装置，例如转向柱、节气门缆线和传动选择器；以及输送流体的管道系统和软管，例如从HVAC单元输送至车身以使得乘客舒适的加热过和冷却过的空气。
现有技术中的许多连接，尤其是那些传送控制信号的连接，均为机械联动装置。例如，为控制车辆的方向，驾驶员通过转向柱发送控制信号至转向系统。由于不同车辆中的不同驾驶员位置需要不同的机械连接尺寸和封装，因而机械联动装置部分会产生无效。因此，新的或不同的车身经常不能够使用现成的部件和联动装置。一种车身构型所用的部件部分通常不适用于其它车身构型。而且，如果制造商改变车身设计，就需要改变与其相连的机械联动装置和部件的设计。联动装置和部件的设计变化需要修改生产联动装置和部件的加工方法和工具。
现有技术的车身和部件部分上的连接的位置也会导致产生无效情况。在现有技术的车身-车架体系结构中，车身上的连接位置通常不暴露于车身外面，并且远离部件部分上的相应连接；因此，长连接器例如线束和缆线的线路必须从部件部分贯穿车身。完全装配的现有技术的车辆的车身与部件部分和连接装置缠绕在一起，从而使得即使车身与其部件部分的分离即使可以进行，也会非常困难并且需要密集劳动。长连接器的使用增加了将车辆与其部件相连接所需的装配步骤的数量。
此外，现有技术的车辆所具有的内燃机的高度通常占车辆总高度的相当大的比例。因此，现有技术的车身设计有大约占车身长度的前部(或有时为后部)的三分之一的发动机舱。发动机与车身之间的相容性要求发动机应适合安装于车身的发动机舱之内而不会发生物理上的零件干涉。而且，带有内燃机的现有技术的底盘与车身之间的相容性也要求车身所具有的机舱的位置应避免发生物理上的零件干涉。例如，带有位于后部的机舱的车身不能与带有位于前部的发动机的底盘相兼容。

发明内容
一独立的底盘基本上具有功能齐全的车辆所用的全部机械、电和结构部件部分，包括至少一能量转化系统、悬架和车轮、一转向系统以及一制动系统。底盘与连接部件之间具有简化的，优选标准化的界面，各种设计方案的车身可以连接于其上。X线控技术被用来去除机械控制联动装置。
因此，设计和制造新车身所需要的时间量和资源量就得以减少。车身设计只需要与底盘的简单连接界面相符合，而无需重新设计或改装昂贵的部件。
此外，多种车身构型共用一通用型底盘，就使得主要的机械、电以及结构部件能够实现规模经济。
外露并且不受阻碍的连接部件提高了制造效率，因为车身与底盘的连接只需要使得连接部件与车身上的对应配套连接部件相接合即可。
车辆拥有者能够以比现有技术所可能提供的更低成本来提高其车辆的功能性，因为车辆拥有者仅需要购买一个可安装多种车身型式的底盘即可。
根据本发明的车身可配置成连接到底盘上并且包括一配置成基本上沿整个底盘长度延伸的车身底板。一座位组件连接到车身底板上，一驾驶员界面在邻近座位组件的位置处相对于底板支承住以便将车辆控制信号由驾驶员传递至底盘。界面外露在底板底面上并配置成连接到底盘上。车身可还包括一连接到底板上用于将乘车者遮蔽于车身内的外壳，其中外壳连接到底板的相对两端上以便使得外壳基本上沿底板的整个长度延伸，从而使得基本上底板的整个长度都是乘车者可进入和使用的空间。车身外壳可选自轿车、轻型货车、敞篷车、双门敞篷轿车、篷车、旅行车、运动用车辆以及其它类型运输车辆。
界面优选地配置成与标准界面系统相符合，其中车身与底盘的机械和电连接部件互相配套并且充分对齐以便使得任一相符合的车身可与任一相符合的底盘相配合，而不需要修改底盘或车身以便于连接，从而使得各种不同形式的车身能够连接到底盘上。
车身外壳可包括一车身框架结构，其中形成有车身开口，每个开口均由非金属关闭面板覆盖。非金属关闭面板可包括选自织物、木材、塑料、橡胶、尼龙、幅面料、帆布以及聚酯薄膜的材料。非金属关闭面板优选地可拆地连接于车身开口上以便于互换。尤其应当指出，护罩和防护板可包括这种材料，因为发动机不在护罩下面。
根据本发明的一种与客户进行车辆买卖交易的方法包括A)准许客户按照财务事项以与底盘分开的方式拥有一车身底板；以及B)在完成准许拥有车身底板的过程之后，将各个车身部件连接到车身底板上。可准许拥有车身底板而不管是否带有已连接的车身外壳。模块式单个车身部件可由客户选定的位于远处，例如客户家庭住址处的机动车身部件服务单元进行安装或更换。
模块式单个车身部件可连接到底板上或车身上的其他地方。模块式单个车身部件可包括内部部件，例如预先确认的座位、仪表板、驾驶员界面、转向装置、线控驾驶输入装置、娱乐系统以及通讯系统。模块式单个车身部件可还包括外部部件，例如预先确认的车门、防护板、护罩、车窗、四开板、保险杠以及车身结构构件。
单个车身部件可以租借、销售、租用、贷款或通过俱乐部会籍提供。
根据本发明还提供了一种用于改制车辆的方法，车辆包括一底板、一支承于底板上方的车身外壳以及连接在底板上的模块式单个车身部件。这种方法包括将底板与车身外壳分离从而便于拆卸模块式单个车身部件；以及在车身上安装替换用车身部件。安装步骤可包括安装一其中具有替换车身部件的替换底板。另外，安装步骤可包括在底板已连接好之后将替换部件安装于底板上，以及重新安装其上带有替换车身部件的同一底板。拆卸和安装步骤可由位于由客户选定的远处的机动服务单位来进行，或者在专用服务站进行。
通过阅读结合附图对实现本发明的最佳模式所进行的以下详细描述，可以清楚地了解本发明的上述目的、特征、优点以及其它目的、特征和优点。


图1是根据本发明的一实施例的一种车辆轧制平台的透视示意图；图2是图1中所示的车辆轧制平台的俯视示意图；图3是图1和2中所示的车辆轧制平台的底视示意图；图4是根据本发明的一种车身吊舱与轧制平台连接方案的侧视示意图，其用于图1-3的实施例；图5是一种车身吊舱与轧制平台连接方案的示意图，其中不同构型的车身吊舱均可连接于同一轧制平台上；图6是与图4中所示的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种转向系统的示意图；图7是用于图4的轧制平台和车身吊舱的一种替代转向系统的示意图；
图8是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种制动系统的示意图；图9是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种替代制动系统的示意图；图10是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种能量转化系统的示意图；图11是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种替代能量转化系统示意图；图12是与图1-5的轧制平台一起使用的一种悬架系统的示意图；图13是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种替代悬架系统的示意图；图14是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的一种底盘计算机和底盘传感器的示意图；图15是与图4的轧制平台和车身吊舱一起使用的主控制单元及一悬架系统、制动系统、转向系统和能量转化系统的示意图；图16是根据本发明的又一实施例的一种带壳层轧制平台的透视图；图17是根据本发明的另一实施例的一种带壳层的轧制平台的透视图；图18是一种带有一包括一内燃机的能量转化系统和一油箱的轧制平台的侧面示意图；图19是一种根据本发明的另一实施例的轧制平台的侧面示意图，其带有一机械转向联动装置和乘客座位附属联接器；图20和20a示出了一与车身吊舱的连接方案中的根据本发明的又一实施例的一种轧制平台的局部部件分解透视示意图，这种轧制平台具有多个与车身中的配套电连接器相接合的电连接器；图21是根据本发明另一实施例的带壳层的轧制平台的透视示意图，这种轧制平台具有一可动控制输入装置；图22为一种车身选择分组的示意图，示出了根据本发明的各个方面的车辆的透视图；图23是一工艺图，示出了根据本发明的一车身清单和一带有可拆卸车身的底盘；
图24是一工艺图，示出了车身和底盘的制造操作过程；图25是一流程图，示出了单个底盘上的车身长期的互换性，并且包括软件和硬件升级；图26是根据发明的一种商业过程的示意图；图27是根据本发明一个方面的车身和底盘的示意性局部部件分解侧视图；以及图28是根据本发明又一方面的车辆的示意性部件分解侧视图。
具体实施例方式
参看图1，一根据本发明的汽车底盘10，也称作“轧制平台”，包括一结构框架11。图1中所绘的结构框架11包含一系列包括一种“夹层”状构成的互连起来的结构元件，它们包括上侧和下侧结构元件12和14。元件12和14基本上为刚性管状(或任选为实心)构件，它们在前、后轴区域16、18之间沿纵向延伸，并且位于相似的元件20、22的外侧。元件12、14的前、后端向内侧成一斜角，向着元件20和22延伸并且在进入轴区域16、18之前与其相连接。为增加强度和刚度，多个垂直和成斜角的结构元件在元件12、14、20和22之间延伸。与沿轧制平台10的左侧延伸的元件12、14、20和22类似，一组结构元件26、28、30和32沿其右侧延伸。
侧向结构元件34、36分别更靠近于前轴区域16在元件20、30与22、32之间延伸，而侧向结构元件38、40分别更靠近于后轴区域18在元件20、30与22、32之间延伸，这样就确定了个一中间底盘空间。前轴区域16的后部和前部限定于结构元件43、44中并环绕着结构元件43、44，而侧面由结构元件46、48限定，结构元件46、48可为元件20、22、30、32的延伸部分或与其相连接。在前轴区域前方，一前部空间限定于元件44和元件50、52之间。后轴区域18的后部和前部限定于结构元件53、54中并环绕着结构元件53、54，而侧面由结构元件56、58限定，结构元件56、58可为元件20、22、30、32的延伸部分或与其相连接。在前轴区域的后方，一后部空间限定于元件54和元件60、62之间。另外，如果需要用来容纳一能量转化系统，则后轴区域18或后部空间可相对于结构框架11的其余部分而抬高，并且框架可包括其它元件来包围并保护能量转化系统。框架在上述元件之间限定了多个开放空间。本发明所属领域的普通技术人员将会了解适用于这种结构框架中的材料和紧固方法。例如，结构元件可能为管状、铝制，并且在其对应的连接处焊接于其它结构元件上。
结构框架11提供了一种刚性结构，一能量转化系统67、能量存储系统69、悬架系统71及车轮73、75、77、79(每个车轮具有一轮胎80)、转向系统81和制动系统83安装于这种刚性结构上，如图1-3中所示，并且这种刚性结构适于支承一附装的车身85，如图4中所示。本发明所属领域的普通技术人员将会了解结构框架11可采用除图1-3中所述实施例的笼状结构之外的多种不同形式。例如，结构框架11可为一常规型汽车框架，其具有两个或更多的互相间隔一定距离的纵向结构构件，并且带有两个或更多互相间隔一定距离并在其两端与两个纵向结构元件都保持连接的横向结构元件。另外，结构框架也可采用一“腹形盘”的形式，其中一体式的轨道和横梁构件由金属薄板或其它适用材料形成，并且形成其它构件用于容纳各种系统部件。结构框架也可与各种底盘部件一体形成。
参看图2，一车身连接界面87定义为所有车身连接部件的总和，即用于将车身与底盘10形成操作上相配合的连接元件的总和。优选实施例的车身连接部件包括多个安装于结构框架11上的承载车身保持联接器89和单个电连接器91。
如图4中所示，承载车身保持联接器89可与车身85上的配套附装联接器93相啮合，其功能为将车身85物理地紧固于底盘10上。本发明所属领域的普通技术人员将了解可使用多种紧固及锁定元件并且都在本发明权利要求的范围内。承载车身保持联接器89优选地与配套联接器可松脱地相接合，但是在本发明权利要求范围内，也可使用不可松脱式接合联接器，例如焊接凸缘或铆接表面。辅助紧固元件可与承载车身保持联接器89一起用作锁定件。底盘10上不带锁定或紧固特征的承载表面可以与承载车身保持联接器89一起使用，以便于支承附装车身85的重量。在优选实施例中，承载车身保持联接器89包括带螺栓孔的支承托架。位于支承托架上的橡胶防振垫(未示出)阻尼着在车身与底盘之间传递的振动。另外，车身保持联接器可使用硬质防振垫。
电连接器91可与车身85上的配套电连接器95相接合。优选实施例中的电连接器91可执行多种功能，或者选择其组合。第一，电连接器91可以起电能连接器的作用，即其适于将底盘10上的部件所产生的电能传送至车身85或其它非底盘目标上。第二，电连接器91可起控制信号接收器的作用，即适于将控制信号从非底盘源传送至受控系统，包括能量转化系统、转向系统以及制动系统。第三，电连接器91可起反馈信号管道的作用，通过它车辆驾驶员可得到反馈信号。第四，电连接器91可起外部编程接口的作用，通过它可传送包含算法和数据的软件以供受控制系统使用。第五，电连接器可起信息管道的作用，通过它车辆驾驶员可得到传感信息和其他信息。因此，电连接器91可以起通讯和能量“脐带”端口的作用，通过它可传送底盘10和所连接车身85之间的所有通讯。电连接器包括适于将一根或更多电金属线与其它电金属线保持操作连接的装置。这些金属线可间隔一定距离，以避免任任一金属线引起在另一与一电连接器保持操作连接的金属线中产生信号干涉，或者是因为不希望金属线彼此靠近的任何原因。
如果不需要一个电连接器执行多种功能，例如，如果需要笨重的线束，或者如果能量传递会造成控制信号干涉，则车身连接界面87就可以包括多个可与车身85上的多个配套电连接器相接合的电连接器91，其中不同的连接器执行不同的功能。配套电连接器95所执行的功能与同其接合的电连接器的功能配套，例如当与一控制信号接收器相接合时，起控制信号传送器的作用。
再次参看图1-3，能量转化系统67、能量存储系统69、转向系统81以及制动系统83配置在底盘10上的方式使得底盘10的整个垂直高度最小化并且保持一基本上为水平的底盘顶面96。物体的表面为一沿朝向特定方向并且直接沿该特定方向外露的物体的轮廓的假想表面。因此，底盘顶面96为一沿着底盘框架11及其中所安装的系统的向上朝向并外露的轮廓的假想表面。相配的车身具有一相应的车身底面97，其为一沿着车身85的向下朝向并外露的轮廓的假想表面，如图4中所示。
再次参看图1-3，结构框架11的高度定义为处于其最高点(结构元件20的顶部)与最低点(结构元件22的底部)之间的垂直距离。在优选实施例中，结构框架高度约为11英寸。为得到基本上为水平的底盘顶面96，能量转化系统67、能量存储系统69、转向系统81以及制动系统83遍布于所有开放空间中，并且配置成安装于结构框架11上的方式使得能量转化系统67、能量存储系统69、转向系统81或制动系统83的各部分不会延伸于结构框架11上方超过结构框架11高度的50％以上，或者延伸于任一轮胎80顶部的上方。基本上为水平的底盘顶面96使得所连接车身85具有一沿底盘长度延伸的乘客区域，而不同于现有技术的车身所具有的一用于容纳一沿垂直方向伸出的内燃机的发动机舱。
大多数动力系载荷均匀分布于底盘的前部与后部之间，因此整个车辆的重心较低而并不需要减小离地距离，从而能够提高操纵能力而同时能经受翻转力。
再次参看图4，轧制平台10的优选实施例适于使得相配车身85的车身底面97置于紧靠底盘顶面96处以便于与轧制平台10相接合。车身连接部件相对于彼此之间具有预定空间关系，并且充分地置于外露且不受阻碍的位置，以便当具有处于与车身连接部件相同的预定空间关系的配套连接部件(配套连接联接器93和一配套电连接器95)的车身85相对于本发明的底盘10的底盘顶面96充分定位时，配套连接部件就会邻近相应的车身连接部件并易于接合，如图4中所述。在本发明的范围内，如果防护层可以除去或回收，则具有一防护层的车身连接部件露出且不受阻碍。
每个车身连接部件相对于每个其它车身连接部件均具有一种预定空间关系，其可表达为例如一向量。如果用于描述一车身连接部件与待接合的其它车身连接部件之间的空间关系的向量也用于描述一相应的配套连接部件与待接合的其它配套连接部件之间的空间关系，则车身连接部件和配套连接部件具有相同的预定空间关系。例如，空间关系可以按照如下叙述确定一第一车身连接部件距一基准点距离为Ax+By；一第二车身连接部件距该基准点距离为Cx+Dy；一第三车身连接部件距该基准点距离为Ex+Fy；等等。处于相同预定空间关系的相应的配套连接部件在车身底面中按照一种镜像关系隔开，如图4和5中所示。保护层(未示出)可用于保护任一车身连接部件。
当车身85相对于本发明的底盘10充分定位时，车身连接部件和配套连接部件优选地相互邻近而不会有位置改变；然而，在本发明的范围内，车身连接部件可在预定空间关系内彼此相对移动以便于调节构造公差和其它装配问题。例如，一电连接器可以定位于一信号传输缆线上并与其保持操作连接。该缆线在距离电连接器六英寸的位置处相对于结构框架固定住。电连接器因此将可在距缆线上的固定点六英寸之内的范围移动。如果其中一个或两者都可在一预定空间关系之内移动以便于互相接触，则可认为一车身连接部件与一配套连接部件相邻近。
参看图5，本发明权利要求范围内的车身连接界面使得底盘10能够与具有基本上不同设计的不同类型的车身85、85’、85”相容。车身85、85’、85”具有一通用底座98，配套连接联接器93和配套电连接器95彼此之间处于与车身连接界面87上的车身连接部件之间的预定空间关系相同的预定空间关系，通过将车身85、85’、85”相对于底盘10正确定位以便使得各配套连接联接器93邻近承载车身保持联接器89并且配套电连接器95邻近电连接器91，车身85、85’、85”就可各自与底盘10相配合。根据本发明的优选实施例，所有车身和底盘都符合这种通用、标准的界面系统，从而使得一系列不同的车身类型和型式能够连接到单一底盘设计上。基本上为水平的底盘顶面96也便于轧制平台10与多种不同构型的车身型式相容。在优选实施例中，通用底座98起车身结构单元的作用并形成车身底面97。图5示意性地描述了均具有一通用底座98的一轿车85、一篷车85’以及一轻型货车85”。
车身连接部件优选地在底盘面上充分外露，以便于连接于相配车身上的配套连接部件上。类似地，位于一相配车身上的配套连接部件在车身面上充分外露，以便于连接于车辆底盘上的车身连接部件上。在本发明的优选实施例中，车身连接部件位于底盘顶面上或其上方，以便于与位于车身底面上或其下方的配套连接部件相接合。
在车身不具有与车辆底盘上的车身连接部件处于相同预定空间关系的配套连接部件的情况下，使用一连接装置来将一车身连接部件与一远处的配套连接部件相接合或形成操作连接，这也在本发明权利要求的范围之内。例如，可以使用具有两个连接器的缆线，其中一个连接器可与车身连接界面上的电连接器相接合，而另一个连接器可与一相配车身上的配套连接器相接合，来与电连接器和配套连接器形成操作连接。
在图5中示意性地示出的车身85、85’、85”均使用了车辆底盘10上的所有车身连接部件。然而，在本发明权利要求的范围之内，底盘可以具有的车身连接部件比实际上与一车身相配合的车身连接部件更多。例如，一底盘具有十个承载车身保持联接器，并且可与只同这十个承载车身保持联接器中的五个相接合的车身相配合。这种结构设置在所连接车身与底盘尺寸不同时特别有用。例如，相配车身可以小于底盘。类似地，在本发明权利要求的范围之内，车身可为模块式以便使得分离的车身部件能够通过承载车身保持联接器单独地连接于车辆底盘上。
车身可以具有的配套连接部件多于可与特定底盘的车身连接部件相接合的配套连接部件。这种结构设置可以用于使得一特定车身能够与多个均在其车身连接部件中具有不同预定空间关系的底盘相配合。
承载车身保持联接器89和电连接器91优选地可松脱地相接合，而不损坏所连接车身85或底盘10，从而使得能够从底盘10上拆卸车身85并且在底盘10上安装不同的车身85’、85”。
在优选实施例中，车身连接界面87的特征在于没有任何机械控制信号传送联动装置和任何用于连接机械控制信号传送联动装置的联接器。机械控制联动装置，例如转向柱，限制了底盘与不同构型的车身之间的相容性。
再次参看图1，转向系统81容放于前轴区域16中，并且可操作地连接于前轮73、75上，优选地，转向系统81对于非机械控制信号产生响应。在优选实施例中，转向系统81为线控式。线控系统的特征在于控制信号以电的形式传送。在本发明的范围之内，线控系统或可控制的线控系统，包括适于通过一位于车身附连界面87上的控制信号接收器来接收电形式的控制信号，然后依照电控制信号作出响应的系统。
再次参看图6，优选实施例的线控转向系统81包括一转向控制单元98以及一转向致动器99。传感器100位于底盘10上，并传送含有关于底盘10及其部件系统的状态或情况的信息的传感器信号101。传感器100可以包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、力与转矩传感器、流量计、温度传感器等等。转向控制单元98接收并处理来自传感器100的传感器信号101和来自电连接器91的电转向控制信号102，然后根据存储的算法产生转向致动器控制信号103。控制单元通常包括一微处理器、ROM和RAM以及用于接收不同的输入信号并将不同的控制指令输出至致动器的已知类型的适当输入和输出电路。传感器信号101可以包括偏航速率、侧向加速度、车轮角速度、转向拉杆力、转向角度、底盘速度等等。
转向致动器99可操作地连接于前轮73、75上，并且适于根据对转向致动器控制信号103的响应来调节前轮73、75的转向角度。线控系统中的致动器将电控制信号转换成一机械动作或者说响应于电控制信号而影响系统行为。可用于线控系统中的致动器的实例包括电动机械致动器如伺服电动机、移动和转动螺线管、磁流变致动器、电液致动器以及电流变致动器。本发明所属领域的普通技术人员应当认识并且理解调节转向角度的机构。在优选实施例中，转向致动器99为一适于调节一机械转向齿条的电动机。
再次参看图6，底盘10的优选实施例适于使其可通过与电连接器91相连接的任一相容电转向控制信号102源进行转向。图6所示的转向变换器104位于所连接车身85上并与配套电连接器95相连接。变换器将车辆驾驶员的机械控制信号转换为非机械控制信号。当使用线控系统时，变换器将机械控制信号转换为线控系统可用的电控制信号。车辆驾驶员通过转动方向盘、踩下踏板、按下按钮等等而输入机械形式的控制信号。变换器利用传感器，通常是位置和力传感器，而将机械输入转换为电信号。在优选实施例中，利用+/-20度滑动机构来供驾驶员输入使用，而利用光学编码器来读取输入转动。
配套电连接器95与车身连接界面87的电连接器91相联接。转向变换器104将车辆驾驶员启动的机械转向控制信号105转换成电转向控制信号102，电转向控制信号102经过电连接器91传送至转向控制单元98。在优选实施例中，转向控制单元98产生供驾驶员使用的转向反馈信号106并通过电连接器91传送转向反馈信号106。一些传感器100用于监控转向齿条运动的直线距离和车辆速度。这种信息由转向控制单元98按照所存储的算法进行处理，从而产生转向反馈信号106。一转矩控制马达可操作地与滑动机构相连接，用于接收转向反馈信号106并且沿与驾驶员的机械输入相反的方向驱动。
在本发明的范围内，线控系统可作为与车身连接界面中的电连接器直接连接的致动器。图7中对本发明权利要求范围内的一种替换线控转向系统81’进行了示意性说明，其中与图6中相同的参考标记指的是相同的部件。一适于调节前轮73、75的转向角度的转向致动器99直接与电连接器91相连接。在这个实施例中，转向控制单元98’和转向变换器104可位于所连接车身85上。转向变换器104将电转向控制信号102传送至转向控制单元98’，然后转向控制单元98’将转向致动控制信号103经电连接器91传送至转向致动器99。置于底盘10上的传感器100经电连接器91和配套电连接器95将传感器信号101传送至转向控制单元98’。
线控转向系统的实例在以下美国专利中进行了描述2001年1月23日发布的授予Delphi Technologies的6,176,341；2001年3月27日发布的授予Robert Bosch GmbH的6,208,923；2001年4月17发布的授予Robert Bosch GmbH的6,219,604；2001年11月20日发布的授予Delphi Technologies的6,318,494；2002年4月9日发布的授予Delphi Technologies的6,370,460以及在2002年5月28日发布的授予TRW Fahrwerksysteme GmbH & Co.KG的6,394,218。
美国专利No.6,176,341中描述的线控转向系统包括一用于传感行轮的角度位置的位置传感器，一用于控制行轮方向的手控方向盘，一用于传感方向盘位置的方向盘传感器，一用于致动手控方向盘的方向盘致动器，以及一用于接收检测到的方向盘位置与检测到的行轮位置并计算致动器控制信号的转向控制单元，该致动器控制信号优选地包括一行轮致动器控制信号和一方向盘致动器控制信号，其为检测到的行轮位置与方向盘位置之间的差异的函数。转向控制单元操纵着行轮致动器，以便于响应于行轮致动器控制信号而提供对行轮的转向控制。转向控制单元还操纵着方向盘致动器，以便于响应于方向盘控制信号提供对手控方向盘的反馈力致动。行轮致动器控制信号和方向盘致动器控制信号优选地进行测量以便补偿方向盘与行轮之间在齿轮齿数比上的差异。此外，行轮致动器控制信号和方向盘致动器控制信号可以各具有一增益器，以便使得行轮致动器控制信号向行轮发出比施加在方向盘上的反馈力更大的力致动。
在美国专利No.6,176,341中描述的线控转向系统优选地执行两位置控制回路，一种用于行轮而另一种用于手轮。来自方向盘的位置反馈变成一行轮控制回路所用的位置指令输入，而来自行轮的位置反馈变成一方向盘控制回路所用的位置指令输入。行轮误差信号根据行轮指令输入(方向盘位置反馈)与行轮位置之间的差异进行计算。行轮的致动响应于行轮误差信号而发出，以便提供对行轮转向的控制。方向盘误差信号根据方向盘位置指令(行轮位置反馈)与方向盘位置之间的差异进行计算。手控方向盘的致动响应于方向盘误差信号而发出，以便提供对手控方向盘的力反馈。
’341系统的转向控制单元可以配置成单个处理器或多处理器，并且可以包括一通用的基于微处理器的控制器，其可包括一市场上可买得到的现成的控制器。一种控制器的实例为由Delaware的Intel公司制作的No.87C196A型微控制器。转向控制单元优选地包括一用于存储并处理软件算法的处理器和存储器，其时钟脉冲速度为16MHz，两个用于读取来自各致动器马达的位置反馈的光学编码器接口，一用于各马达驱动器的脉冲宽度调制输出，以及一5伏的调节器。
U.S.专利No.6,370,460描述的转向线控控制系统包括一行轮单元和一方向盘单元，它们一起操作以便为车辆操作者提供所需的转向控制。一转向控制单元可用于支持实现所需的信号处理。可利用来自行轮单元、方向盘单元中的传感器的信号和车辆速度来计算用于控制车辆方向的行轮致动器控制信号和用于向车辆操作者提供触觉反馈的方向盘转矩指令。可利用阿克曼修正来调节左、右行轮角度以便修正转向几何中的误差从而保证车轮将会绕一公共转动中心行驶。
再次参看图1，一制动系统83安装于结构框架11上并且可操作地与车轮73、75、77、79相连接。制动系统适于对非机械控制信号产生反应。在优选实施例中，如图8中示意性描述，制动系统83为线控，其中相同的参考数字指的是图6和7中的相同部件。传感器100将含有关于底盘10及其部件系统的状态或情况的传感器信号101传送至一制动控制单元107。制动控制单元107与电连接器91相连接并且适于经过电连接器91接收电制动控制信号108。制动控制单元107处理传感器信号101和电制动控制信号108，并且根据存储的算法产生制动致动器控制信号109。制动控制单元107随后将制动致动器控制信号109传送至用于减小车轮73、75、77、79的角速度的制动致动器110、111、112、113。本发明所属领域的普通技术人员应当了解制动致动器110、111、112、113作用于车轮73、75、77、79的方式。通常，致动器引起摩擦元件之间发生接触，例如制动垫片与盘形转子之间。任选地，一电动机可在一正反馈制动系统中起制动致动器的作用。
制动控制单元107还可产生供驾驶员使用的制动反馈信号114并且通过电连接器91传送制动反馈信号114。在优选实施例中，制动致动器110、111、112、113通过一卡钳向每个车轮上的转子施力。有些传感器100测量在每一个卡钳上所施加的力。制动控制单元107使用这种信息来保证力同步施加于每个转子上。
再次参看图8，底盘10的优选实施例适于使得制动系统可响应于任一相容电制动控制信号108源。制动变换器115可位于所连接车身85上并且与一联接于电连接器91上的配套电连接器95相连接。制动变换器115将车辆由驾驶员启动的机械制动控制信号116转换成电的形式并且经过电连接器91将电制动控制信号106传送至制动控制单元。在优选实施例中，制动变换器115包括两种手柄型部件。制动变换器115包括用于测量所施加的压力的速率及施加于手柄型部件上的压力量的传感器，从而将机械制动控制信号116转换成电制动控制信号108。制动控制单元107处理所施加压力的速率和数值从而提供正常和紧急停车。
图9中描述了本发明权利要求的范围之内的一种替换线控制动系统83’，其中相同的参考数字指的是图6-8中的相同部件。制动致动器110、111、112、113和传感器100直接连接于电连接器91上。在这个实施例中，一制动控制单元107’可位于所连接车身85上。一制动变换器115将电制动控制信号108传送至制动控制单元107’，然后制动控制单元107’将制动致动器控制信号109经电连接器91传送至制动致动器110、111、112、113。
线控制动系统的实例在以下美国专利中进行了描述2994年11月22日发布的授予通用汽车公司的5,366,281；1998年10月20日发布的授予通用汽车公司的5,823,636；2001年10月23日发布的授予Delphi Technologies的6,305,758以及2002年3月21日发布的授予Delphi Technologies的6,390,565。
在美国专利No.5,366,281中描述的系统包括一用于接收机械制动控制信号的输入装置、一制动致动器以及一与输入装置和制动致动器相联接的控制单元。控制单元从输入装置接收制动指令或电制动控制信号并提供致动器指令或者制动致动器控制信号，以便于控制制动致动器的电流和电压。当第一次收到来自输入装置的制动指令时，控制单元就在第一预定时段内向制动致动器输出一制动转矩指令，以向致动器发出最大电流。在第一预定时段之后，控制单元在第二预定时段内向制动制动器输出一制动转矩指令，以响应于制动指令和第一放大系数向致动器发出电压。在第二预定时段之后，控制单元向制动制动器输出制动转矩指令，以响应于制动指令和第二放大系数向致动器发出电流，其中第一放大系数大于第二放大系数并且其中制动的启动响应于制动输入作出。
在美国专利中No.6,390,565描述的线控制动系统，提供了位于一连接于一制动应用输入构件例如一制动踏板上的制动变换器中的运动传感器与力传感器，并且还可以通过提供一响应于制动应用输入构件的行程或位置而从一传感器发送至第一控制单元的信号以及一响应于施加于制动应用输入构件上的力而从一传感器发送至第二控制单元的信号而提供传感器中的冗余度。第一和第二控制单元通过一双向通讯链路相连接，籍此各控制器可以向其它控制单元传送其所接收的传感器信号之一。至少在控制单元之一中，线性化型信号结合使用以便产生第一和第二制动应用指令信号送往制动致动器。如果任一控制单元不能接收来自其它控制单元的传感器信号之一，其仍然可根据直接提供给它的传感器信号来产生制动致动器控制信号。在这个系统的一个优选实施例中，一控制单元通过选择最大幅值而将线性化信号相组合。
再次参看图1，能量存储系统69存储着用于推动底盘10的能量。对于大多数应用而言，所储存的能量为化学形式。能量存储系统69的实例包括燃料箱和电池。在图1所示的实施例中，能量存储系统69包括两个安装于中间底盘空间41内并且适于存储压缩氢气的压缩气瓶储存罐121(5000psi，或350bars)。可能需要使用多于两个压缩气瓶储存罐来提供更大的氢存储容量。作为压缩气瓶储存罐121的替换方案，可以使用一种氢存储的替换形式，例如金属或化学氢化物。也可使用氢气发生或氢重整方法。
能量转化系统67通过能量存储系统69将存储的能量转化成推动底盘10的机械能。在图1所述的优选实施例中，能量转化系统67包括一位于后轴区域18的燃料电池组125，以及一位于前轴区域16的电力牵引马达127。燃料电池组125产生94千瓦的可持续使用功率。
燃料电池组125可操作地连接于压缩气瓶储存罐121及牵引马达127上。燃料电池组125将来自于压缩气瓶储存罐121的氢气形式的化学能转化成电能，而牵引马达127将电能转化成机械能，并且施加机械能以便转动前轮73、75。任选地，燃料电池组125和牵引马达127在前轴区域16与后轴区域18之间转换。任选地，能量转化系统包括一用于与燃料电池混合组合使用以改进底盘加速情况的电池组(未示出)。提供于结构构件之间的其它区域用于容放图2和3中所示的用于提供汽车的常用功能的其它机构和系统。本发明所属领域的普通技术人员应当了解，其它的能量转化系统67可以在本发明的范围内使用。
能量转化系统67适于响应非机械控制信号。优选实施例中的能量转化系统67为线控控制，如图10所示。一能量转化系统控制单元128与其接收电能量转化系统控制信号129的电连接器91及其接收含有关于不同底盘条件的信息的传感器信号101的传感器100相连接。在优选实施例中，通过传感器信号101传输至能量转化系统控制单元128的信息包括底盘的速度，所施加的电流，底盘加速度的速率以及马达轴速度以便保证平稳起动和受控加速。能量转化系统控制单元128连接于一能量转化系统致动器130上，并且根据存储的算法响应于能量转化系统控制信号129及传感器信号101将能量转化系统致动器控制信号131传送至能量转化系统致动器130。能量转化系统致动器130作用于燃料电池组125或牵引马达127上以便调节能量输出。本发明所属领域的普通技术人员应当了解能量转化系统致动器130可调节能量转化系统的能量输出所用的各种方法。例如，一螺线管可交替开启和关闭一用于调节流向燃料电池组的氢气流量的阀。类似地，向燃料电池组供应氧气(从空气中)的压缩机通过响应于来自能量转化系统控制单元的信号而改变供向燃料电池组的氧气量，可起致动器的功能。
能量转化系统变换器132可位于车身85上，并且连接于一与电连接器91相接合的配套电连接器95上。能量转化系统变换器132适于将机械能量转化系统控制信号133转化成电能量转化系统控制信号129。
在本发明的另一个实施例中，如图11中示意性所示，其中相同的参考数字指的是图6-10中的相同部件，车轮马达135也通称轮毂马达，置于四个车轮73、75、77、79中的每一个处。任选地，车轮马达135可以仅提供于前轮73、75上或仅提供于后车轮77、79上。使用车轮马达135与使用牵引马达相比减少了底盘10的高度，因此可以合乎于某些用途。
再次参看图2，一常规型热交换器137与电扇系统139可操作地连接于燃料电池组125上以便循环用于散热的冷却剂，其容放于位于后轴区域18与结构构件54、60之间的开口上。热交换器137设置成一定的倾斜角度以便减少其垂直面，但为了提供足够的散热，其也在元件12、26(如图4中所示)顶部稍上方延伸。尽管燃料电池组125、热交换器137以及电扇系统139在结构元件上方延伸，但当与一常规设计的汽车发动机舱的要求相比时，尤其当优选实施例的底盘高度仅约为15英寸(28厘米)时，其伸入车身吊舱空间的部分则比较小。任选地，热交换器137完全封装于带有气流通道(未示出)的底盘结构之内。
再次参看图1，悬架系统71安装于结构框架11上并且与四个车轮73、75、77、79相连接。本发明所属领域的普通技术人员应当理解悬架系统的操作，并且了解在本发明权利要求的范围之内可以使用多种悬架系统。本发明优选实施例的悬架系统71为电子控制的，如图12中示意性示出。
再次参看图12，电子控制悬架系统71响应于任意给定道路输入的行为由一悬架控制单元141决定。位于底盘10上的传感器100监测各种条件例如车辆速度、车轮角速度以及车轮相对于底盘10的位置。传感器100将传感器信号101传送至悬架控制单元141。悬架控制单元141根据存储的算法处理传感器信号101并产生悬架致动器控制信号142。悬架控制单元141将悬架致动器控制信号142传送至四个悬架致动器143、144、145、146。每个悬架致动器143、144、145、146可操作地连接于车轮73、75、77、79上，并且全部或部分地决定着车轮73、75、77、79相对于底盘10的位置。优选实施例的悬架致动器为变力、实时的可控减振器。优选实施例的悬架系统71也适于使得底盘行驶高度可调节。可使用分离的致动器来改变底盘的行驶高度。
在优选实施例中，悬架控制单元141为可编程式并且连接于车身连接界面87的电连接器91上。这样车辆使用者就能够通过电连接器91重新编制带有悬架系统软件147的悬架控制单元141的程序而变更悬架系统71的特征。
在本发明权利要求的范围内，电子控制悬架系统包括的悬架系统不带有位于底盘10上的悬架控制单元。参看图13，其中相同的参考数字指的是图12中的相同部件，悬架致动器143、144、145、146和悬架传感器100直接连接于电连接器91上。在这种实施例中，一位于一所连接车身85上的悬架控制单元141’能够处理通过电连接器91传送的传感器信号101，然后将悬架致动器控制信号142经电连接器91传送至悬架致动器143、144、145、146。
电子控制悬架系统的实例在以下美国专利中进行了描述1997年2月15日发布的授予通用汽车公司的5,606,503；1997年3月11日发布的授予福特汽车公司的5,609,353以及2002年5月28日发布的授予Delphi Technologies的6,397,134。
美国专利No.6,397,134中描述的一种电子控制悬架系统提供了通过转向交叉作用而改进悬架控制。特别是，系统可检测车辆侧向加速度和车辆转向角度，并且为从所检测的车辆侧向加速度的每个方向存储有车辆的悬架致动器所用的第一和第二组增强型悬架致动器控制信号。响应于所检测的车辆侧向加速度以及所检测的车辆转向角度，如果所检测的转向角度与所检测的侧向加速度方向相同，则系统对悬架致动器应用第一组增强型悬架致动器控制信号，另外，如果所检测的转向角度与所检测的侧向加速度方向相反，则系统对悬架致动器应用第二组增强型悬架致动器控制信号。
美国专利No.5,606,503中描述的一种车辆中所用的悬架控制系统包括一悬挂的车身、四个未悬挂的车轮、四个安装于车轮与车身之间的可变力致动器，其中每个可变力致动器位于车辆的各角上，以及一组提供表示车身动作、车轮动作、车辆速度和周围温度的传感器信号的传感器。悬挂控制系统包含的一微型计算机控制单元包括用于接收传感器信号的装置；用于响应于传感器信号而确定每个致动器的致动器所需力的装置；用于响应于车辆速度而确定表示第一指令最大值的第一信号的装置；用于响应于周围温度而确定表示第二指令最大值的第二信号的装置；以及用于约束致动器所需力使其不大于第一和第二指令最大值中的较小者的装置。
在优选实施例中使用导电金属线(未示出)来在底盘10与所连接车身85之间，以及变换器、控制单元与致动器之间传输信号。本发明所属领域的普通技术人员应当了解，可以使用用于在底盘10与所连接车身85之间以及变换器、控制单元与致动器之间发送和接收信号的其它非机械装置并且仍在本发明权利要求的范围之内。发送和接收信号所用的其它非机械装置包括无线电波和光学纤维。
在优选实施例中，线控系统为网络式，部分是为了减少连接到电连接器91上的专用金属线的数量。本发明所属领域的普通技术人员应当了解可在本发明权利要求的范围之内使用的各种网络装置和协议，例如SAE J1850和CAN(“区域网控制器”)。在本发明优选的实施例中，使用TTP(“时间触发协议”)网络来进行通信管理。
由传感器100所收集的一些信息，例如底盘速度、燃料水平以及系统温度和压力，有利于车辆驾驶员操作底盘和检测系统故障。如图14中所示，传感器100通过一底盘计算机153连接于电连接器91上。包含信息的传感器信号101从传感器100传送至底盘计算机153上，其根据存储的算法处理传感器信号101。当根据所存储的算法发现传感信息对驾驶员有用时，底盘计算机153将传感器信号101传送至电连接器91。例如，当底盘10的操作温度过高时，则含有温度信息的传感器信号101通过底盘计算机153传送至电连接器91。一驾驶员可读的信息界面155可连接到与电连接器91相连接的配套电连接器95上并且显示传感器信号101所包含的信息。驾驶员可读的信息界面包括但并不限定于量表、仪表、LED显示以及LCD显示。底盘还可包含通信系统，例如天线和远程信息处理系统，它们可操作地连接于车身连接界面中的电连接器上并且适于传送信息至所连接车身。
一个控制单元可提供多种功能。例如，如图15中所示，一主控制单元159可以起转向控制单元、制动控制单元、悬架控制单元以及能量转化系统控制单元的作用。
再次参看图15，能量转化系统67适于将电能传送至电连接器91，以便提供位于所连接车身上的系统所需的电能，例如自动开闭式车窗、动力锁、娱乐系统、加热、通风以及空气调节系统等等。任选地，如果能量存储系统包括一电池，那么该电池可以连接于电连接器91上。在优选实施例中，能量转化系统67包括一用于产生电能并连接于电连接器91上的燃料电池组。
图16示出了一带有刚性覆盖层或“壳层”161以及一可用作脐带式端口的电连接器或联接器91的底盘10。刚性覆盖层161可适于起车辆底板的作用，这点在所连接车身85不具有底面时很有用。图17中示出的一类似装备的底盘10带有一任选的垂直燃料电池组125。垂直燃料电池组125显著地伸入车身吊舱空间中，这在一些应用中是可以接受。底盘10还包括一手动停车制动界面162，其在某些应用中可能需要，因此也可任选地用于其它实施例中。
图18示出了在某些环境中可能很有益的本发明的一个实施例。能量转化系统67包括一带有水平对置气缸的内燃机167和一传动装置169。能量存储系统69包括一油箱171。
图19示出了本发明的一实施例，其中转向系统81具有一包括一转向柱173的机械控制联动装置。乘客座位连接联接器175位于车身连接界面87上，从而容许将乘客座位组件连接于底盘10上。
图20和20a示出了一本发明范围之内的底盘10和一车身85，它们分别具有多个电连接器91和多重配套连接器95。例如，一第一电连接器91可操作地连接于转向系统上并起控制信号接收器的作用。一第二电连接器91可操作地连接于制动系统上并起控制信号接收器的作用。一第三电连接器91可操作地连接于能量转化系统上并起控制信号接收器的作用。一第四电连接器91可操作地连接于能量转化系统上并起电能连接器的作用。四个多金属线内嵌连接器和配套连接器用于图20和20a所示的实施例中。图20a示出了用于连接相应的连接器91、95的装配过程。
参看图21，示出了本发明权利要求范围内的又一实施例。底盘10具有一刚性覆盖层161及多个乘客座位连接联接器175。一由驾驶员操作的控制输入装置177包含一转向变换器、一制动变换器以及一能量转化系统变换器，其通过金属线179可操作地与转向系统、制动系统、能量转化系统相连接并且可移动至不同的连接点。
图21中所示的实施例使得不同设计和构型的车身能够与一种通用底盘设计相配合。一不带底面但具有配套连接联接器的车身可在承载车身保持联接器89处与底盘10相配合。乘客座位组件可连接在乘客座位连接联接器175上。
图22示出了一系列可用于单个底盘或轧制平台215上的车身吊舱(又名车身)211-214。轧制平台215的所有者可通过简单地改变车身吊舱而适应季节变化或生活方式变化。轧制平台包括多数耐用硬件，这意味着车身吊舱的生产所需要的材料和能量远少于整台车辆。
参看图23，示出了紧固任选的车身或车身吊舱的过程。车身吊舱可以在根据驾驶员一时的兴致随时更换或者根据车辆吊舱提供商的指南按计划更换。这方面提供了一种进行车身租用、租借、交换或销售的商业模式。车身互换的方法保证用户能够快速简便地分离和连接车身。如前文所述，只需要升起和落下带有机械及电通用界面连接的吊舱即可。首先，驾驶员保证轧制底盘241与车身吊舱242的安全使用。一车身吊舱服务提供商245保持有编录中的车身吊舱246，它们或在现场，规定于说明书上，或者正由其它驾驶员使用并按照计划表在一组驾驶员中轮流使用。各车身吊舱均带有一芯片，该芯片可以将参数传送到底盘以便设定燃料电池组性能或发动机性能与车身吊舱相配合，调节悬架性能，调节转向性能以及传送其它技术要求。
图24示出了底盘或轧制平台及车身吊舱的制造过程。在常规的制造过程中，汽车作为一单件整体系统来制造。根据本发明，轧制平台系统的制造独立于车身吊舱。轧制平台包含了主要的技术和机械内容，其从中心制造位置运出到世界各地。车身在同一中心位置制造，或者在当地环境中制造从而包括本地的材料并适应本地化市场的需求。车身也可从本地市场运出。
轧制平台工程使得车身能够独立地设计并生产。车身的制造和设计可在世界任何地方基本上独立进行以满足不同的用户需求。本地制造商使用本地可有的材料，能够根据本地的爱好构造车身。在未联接车身的情况下，轧制平台制造过程可在世界各地的主要制造工厂进行流线型生产以便运出到购买地。设计者具有在不重新设计整台车辆的情况下重新设计车身的能力。
根据图24中所示的实施例，一工厂250按照多种车身类型或型式251-253制造车身吊舱。车身吊舱已完工，或者基本完工，易于随时与轧制底盘互相连接。所有的车身吊舱型式251-253设计成与一具有通用连接点的轧制底盘相连接。一远离工厂250的第二工厂255，或者同一工厂，生产轧制底盘256。轧制底盘256各具有用于连接至多种车身吊舱上的通用连接点。
请看图25，示出了一商业过程模型，其中所有者通过例如购买或租借，不管是否进行融资的购买方式而取得一轧制底盘220X年。例如，轧制底盘可以抵押20年，其中费用分摊于单元的预期合理使用寿命期间。事项一词包括无须另外付费而提供的某些软件升级221与硬件/软件升级222，以及由所有者/承租人(驾驶员)根据自己的选择支付额外费用而取得的其它升级223。在20年的时间范围(或其它时期)结束后，最初的融资实体就可以拥有轧制底盘而不再担负任何债务。
在轧制底盘的寿命其间，可以根据其爱好或需要的变化来使用车辆。例如，一种情况是驾驶员开始使用的是小型、时髦的车身吊舱226，然后预付一实用型车身吊舱228，然后预付一运动用途型车身吊舱230，一篷车型车身吊舱232以及一旅行车型车身吊舱234也都可以。当然，所选的车身吊舱类型与改变时间完全自由决定。
互换车身的能力为汽车、货车、重型设备、机器以及RV车身类型中提供了可以在一底盘(又名轧制平台、轧制夹层结构、滑板、轧制底盘)上进行互换的自由。另外，车身可以充分利用由于去除了传统的发动机舱而从轧制底盘的前部至后部形成的空间。车身的改变范围包括从一带有技术增强措施如声音控制和交互式通讯特征的单个中心座位至一可容纳十人并提供如音乐及电影娱乐之类服务的客车车身。车身之间的差异可包括客户专题环境中的声音、灯光及座位，到外部和内部的形状，到如计算机动画至全息图的技术增强和特征，这些均依所期待的驾驶员及乘客体验而定。
可能的车身选项、好处以及升级包括远程信息处理与娱乐选项如使具有智能控制的配套远程信息处理与能量使用、线控X系统、以及可以自动地结合起来以便给出相关的基于位置及定位的功能的与底盘的内部通讯和与世界的外部通讯相匹配。
其它可能的车身选项、好处以及升级包括不同的车身专题如代表全球与未来派环境的内部空间；中国(现实)起居室、Star Trek(电视表演)控制室、具有密封安全特征的车身，全功能娱乐(电影、声音、游戏等等)车身，直到Tron(电影)类单人运输车，等等。其它传统的实例可包括如运动、越野、周一-周五月票旅客、家庭周末旅行者、办公及商务使用、公共汽车等等之类的车身特征。一些车身可为经过更新改进的常规型车身，如一位于轧制平台上的’57Chevy可变车身，或者车身能够适应极度的文化需要并使用如竹子之类的材料以及运输香蕉。
此外，车辆平台动力学与车身内容可以进行变化和升级以满足用户的希望和需求。由于可用新技术、功能等等，所以车身的内部和外部均可以改进。内部布置、驾驶位置以及驾驶员控制可根据客户需要而改变。用户的内部要求可包括存储选项、座位布置、娱乐增强等等。此外，外部要求可包括存储、进入要求等等。车身升级可包括改变行驶和驾驶特征以便变化通过轧制平台的软件和硬件增强及改进所实现的通讯等级。
其它车身选项、好处以及升级包括可互换的内部适应性，如座位、灯光、声音、颜色、体系结构、进入、存储、即插即用模块性、可收缩的架子和托盘、搁脚板、床、缩回端口、可视屏、可重置的显示、车辆控制、弹出式书籍内部特征以及能够夹住和脱离或者搭上或拉下的即插即用内部部件等等。
参看图26，一商业流程示意性地示出了可根据本发明在各种组合中执行的商业方法步骤。当然，这些步骤并不需要全部一起执行或由单个商业主体执行。相反地，不同的商业主体可以执行所述方法步骤的某些组合，如同权利要求中所述。
如图所示，商业方法260包括在一工厂中将单个模块式车身部件安装于车身上(步骤262)。单个模块式车身部件可以安装于车身底板或车身外壳上。车身部件由用户选择以便使得车辆个性化从而满足特定用户的爱好或功能要求。在车身部件安装于车身底板和/或车身外壳之后，在准许在财务事项中拥有车辆(步骤266)之前，车身外壳可以连接于车身底板上(步骤264)，财务事项可包括一租借、销售、租赁、融资安排或俱乐部会籍。另外，车身部件可以安装在车身上(步骤262)并且准许拥有车辆(步骤266)而无须将车身外壳连接至车身底板上的中间步骤。在这种情况下，车身外壳将已在工厂中安装车身部件的步骤(步骤262)之前连接至车身底板上。因此，各种步骤可以由不同的商业主体有选择性地执行。
另一选项是准许按照与车身外壳分开的方式在财务事项中拥有车身底板(步骤268)。类似地，准许按照与车身底板分开的方式在财务事项中拥有车身外壳(步骤270)。其后，车身底板可以在一专用机动或固定服务站处连接于车身外壳上(步骤272)。
替换模块式车身部件的获取可通过租借、销售、租赁、融资安排或俱乐部会籍而提供(步骤274)。在这种方式下，工厂安装的模块式(可交换)车身部件可以与替换模块式车身部件相交换(步骤276)。这种交换可以通过由用户所选定的远处的机动车身零件服务单位例如用户的车道上或营业所处执行(步骤278)，或者在专用修车厂执行(步骤280)。
替换车身部件可以包括内部部件，例如预先确认的座位、仪表板、驾驶员界面、转向装置、线控控制、娱乐系统、通信系统等等。(步骤282)。待交换的模块式车身部件可还包括外部部件，例如预先确认的车门、防护板、护罩、车窗、四分板、保险杠、结构构件等等(步骤284)。
如图26中还示出，可利用不同的方法来交换模块式车身部件。例如，车身底板可以从车身外壳上分离(步骤286)，模块式车身部件可以在分离的底板上交换(步骤288)，而底板然后可以在其上带有替换部件的情况下重新连接(步骤290)。另外，在底板从车身外壳上分离(步骤286)之后，可以安装一其上带有不同部件的不同底板(步骤292)。此外，替换部件可以通过底板开口(底板即从此处移走)安装于车身外壳内，其后将底板重新连接。为便于车身底板从车身外壳上拆卸及重新连接于其上，车身底板可以通过可松脱的连接器，或仅通过螺母与螺栓，连接于外壳上。可松脱的连接器另外可设置为卡扣式可松脱锁(有点类似于座椅安全带扣闩锁结构)，或可以为一类似于火车联接装置的可松脱结构，或其它可用机构。
此外，如图26中所示，工厂安装的车身部件可以通过车身开口如车门开口等等拆卸(步骤294)，然后替换部件可以通过同一车身开口安装(步骤296)。
由于能够通过一车身开口装载车身内部或者拆卸车身底板结构并且用一带有新内部空间的不同底板结构将其替换，就提供了几种益处。由于制造部件的模块性，因而提高了车辆的产量，并且还使得车辆能够更快地供给市场并且提供了调节市场需求波动的手段。由于制造的模式化设计，所以还减少了装配时间，增加了内部部件的灵活性并且使得客户能够改变内部以满足其需要。它还使得客户能够低成本地升级车辆特征而不需购买一辆新车。
一种用于制造上述可分离式车身底板和外壳以及车身框架结构或其它部件的使能技术，称作“快速塑性成形”技术，例如美国专利No.6,253,588中所述，其在此引入作为参考。利用快速塑性成形技术，可以高生产速率地将具有高伸长区域的大型AA5083型铝-镁合金薄板形成复杂的三维形状。包含镁的铝薄板被加热到处于大约从400℃至510℃(750至950)范围内的成形温度。所加热的薄板顶着成形刀具拉伸并在施加于薄板背面上的空气或气体压力作用下而与刀具成形表面一致。气体压力优选地连续或逐步从初始压力的0p.s.i.增加至约为250-500p.s.i.(表压，即上述环境压力)或更高的最终压力。从这一过程的前几秒一直到增加施加压力的大约达到1分钟的过程中，薄板自身与刀具表面相适应。在这个启动薄板拉伸的增压初始时段之后，压力可随后以更快的速度增加。根据待形成的面板的尺寸和复杂程度，这种成形通常可在大约2-12分钟的时期内完成。
参看图27，示出了与一底盘邻接的一种特定车身构型，其中车身构型尤其是车身底板的制造通过上述的快速塑性成形技术实现。举例说明，图27所示出的车身类型可根据本发明的各方面来设计和制造。如图所示，车身360适于与包括一框架364及车轮366、368的底盘362相连接。车身360包括一车身底板370，其底板长度Lf与底盘长度Lc基本上相等。因此，车身底板370在底盘整个长度上方提供了有用的底板空间，尤其是由于在其前端没有发动机或发动机舱。
底板370包括一支承于其上的座位组件372以及一与座位组件邻近以便将车辆控制信号从座位上的驾驶员传送至底盘362的驾驶员界面374。另外，驾驶员界面可以为无线式或者连接于一空载缆线上，如操纵杆。
所制造的车身还包括一外壳376，其连接于底板370的相对两端378、380上以便使得底板的基本整个长度均为乘车者可以进入并使用的空间。在这种构型中，可使用的底板空间在底板上提供于车辆上所有车轮前方和后方(即从一端至另一端)。外壳适于遮蔽一车辆乘车者。外壳可为一玻璃纤维结构。
底板370基本上平坦，以便于与底盘362的基本上平坦的顶面382相配合。底板370可为单件式或者由不同的件安装起来。
图27中还示出，一底盘连接界面387位于底板370底面上，用于和底盘362相连接。底盘连接界面387配置成与先前所述的标准界面系统相一致，其中车身与底盘的机械及电连接部件互相配套并且充分对齐以便使得任一符合的车身可以与任一符合的底盘相配合而无须改变底盘或车身的界面。因此，在车身360与底盘362之间就形成了一界面，例如先前关于图1-15所述的界面87。
请看图28，其示出了本发明的另一概念，其中车身上的所有关闭面板都使用非金属材料。材料可以为布、塑料、织物、橡胶、尼龙、幅面料、玻璃、帆布、聚酯薄膜等等。这种概念提供了若干优点，包括组件成本低，能够更快地向市场提供车辆以及调节市场需求的波动。其减少了装配时间，这可提供一很具竞争力的优点来在市场上赢得订单。其增加了设计的灵活性，为客户提供了改变外部面板以满足其需要的能力，并且通过使用低成本关闭面板而减少了总成本。其还能够使得车辆的设计包括更高价格的关闭面板，例如带有设计者标记的关闭面板或其它高端面板。应当注意到，非金属面板可以形成护罩和防护板，因为在此不存在其上需要金属面板的传统的前端发动机舱。
如图28中所示，车辆410包括一支承着车身框架结构414的底盘412。另外，车身底板可提供于底盘412与车身框架结构414之间，例如图27中示出的底板。如图28中所示，车身框架结构414具有多个形成于其内的开口416、418、420、422。每个开口416、418、420、422由一非金属关闭面板覆盖。例如，开口416由一橡胶侧面板424覆盖，开口418由一塑料门426覆盖，开口420由一木门428覆盖，而开口422由一织物制成的防护板或护罩430覆盖。这样，车身框架结构414就与关闭面板424、426、428、430一起形成了一车身外壳432，其可以与任意的车身类型相一致，例如一轿车、轻型货车、敞篷车、双门敞篷轿车、篷车、旅行车、运动用车辆或其它运输车类型。此外，外壳432可连接于底盘412或车身底板的相对两端上以便使得外壳基本上沿底盘的整个长度延伸，从而基本上底盘整个长度都在其上方具有可由乘车者进入和使用的空间，如同前文参照图27所述。
非金属关闭面板424、426、428、430优选地可拆卸地连接于车身开口416、418、420、422之上以便于实现互换性。关闭面板通过夹子、按钮、扣环、带子、可拆式紧固件如螺钉等等可拆卸地连接。另外，也可以使用多种永久性连接方式例如焊接或粘接。
此外，任意的前述车身部件可以提供于外壳432内，例如座位、驾驶员通讯界面、线控驱动控制装置等等。
这种技术的另一益处包括易于获得材料，例如本地化的材料，由于小规模生产过程因而成本低，存货少，不需要机械式窗等等。实例应用可包括新兴市场例如非洲中的作业卡车、一军用吉普车，一高尔夫车、私人运输车等等。
本发明的另一特征为座位实际上可以位于车身底板或底盘上的任意位置，包括从一端至另一端和从一侧至另一侧。驾驶员可以坐在车辆前端，这里按照常规为发动机舱所处的位置，可以坐在车辆中间、右侧、左侧等等，而乘客座位可以提供于车辆内的任何所需位置，从一端至另一端和从一侧至另一侧。
尽管已对用于实现本发明的最佳模式已经进行了详细地说明，那些熟知本发明相关领域的技术人员应当了解，各种用于实践本发明的替代设计与实施例也均在附加权利要求的范围之内。如权利要求所述，根据所示的本发明的各种不同实施例所示出和描述的各种特征可以互相结合。
权利要求
1.一种适于联接于底盘上的车身，该车身包括一配置成基本上沿整个底盘长度延伸的车身底板；一由底板支承的座位组件；一驾驶员界面，在邻近座位组件的位置处相对于底板支承住，以便将车辆控制信号由坐在座位上的驾驶员传送至底盘；以及一适于联接于底盘上的位于底板的底面上的界面。
2.根据权利要求1所述的车身，其特征在于，所述界面配置成与标准界面系统相符合，其中车身与底盘的机械和电连接部件互相配套并且充分对齐以便使得不同型式的相符合车身可与任一相符合的底盘相配合，而不需要修改底盘或车身以便于连接。
3.根据权利要求2所述的车身，还包括一连接到底板上用于将乘车者遮蔽于车身内的外壳，其中外壳连接到底板的相对两端上以便使得外壳基本上沿底板的整个长度延伸，从而使得基本上底板的整个长度都是乘车者可进入和使用的空间。
4.根据权利要求2所述的车身，其特征在于，车身可选自轿车、轻型货车、敞篷车、双门敞篷轿车、篷车、旅行车、运动用车辆以及其它类型运输车辆。
5.为与一车辆底盘组合使用，一种车身包括一适于遮蔽车辆乘车者的外壳；一驾驶员通讯界面，位于外壳之内，用于将车辆控制信号由车辆驾驶员传送至底盘；以及一联接于外壳上并适于根据选择联接于底盘上的底盘连接界面，所述底盘连接界面配置成与标准界面系统相符合，其中车身与底盘的机械和电连接部件互相配套并且充分对齐以便使得任一相符合车身可与任一相符合的底盘相配合，而不需要在界面处修改底盘或车身。
6.根据权利要求5所述的车身，其特征在于，底盘连接界面包括单个脐带式电连接器，所有电通讯信号通过它从车身送往底盘上的对应单个电连接器。
7.根据权利要求5所述的车身，其特征在于，外壳由一底板支承，底板基本上沿车身的整个长度延伸，从而使得基本上底板的整个长度都是乘车者可进入和使用的空间。
8.根据权利要求7所述的车身，其特征在于，底板基本为平直。
9.根据权利要求7所述的车身，还包括至少一个支承于底板上的座位。
10.根据权利要求5所述的车身，其中，驾驶员通讯界面包括一线控驱动控制输入装置，并且其中驾驶员通讯界面的特征还在于不带机械转向联动装置，例如转向柱。
11.根据权利要求5所述的车身，其特征在于，底盘连接界面包括多个传载底盘连接联接器，定位成连接于底盘上的对应承载联接器上。
12.根据权利要求5所述的车身，其特征在于，外壳可选自包括轿车、轻型货车、敞篷车、双门敞篷轿车、篷车、旅行车、运动用车辆以及其它类型运输车辆在内的车身型式。
13.一种车身，包括一车身框架结构，其中形成有车身开口；以及每个所述车身开口均由非金属关闭面板覆盖。
14.根据权利要求13所述的车身，其特征在于，所述非金属关闭面板包括选自织物、木材、塑料、橡胶、尼龙、幅面料、帆布以及聚酯薄膜的材料。
15.根据权利要求14所述的车身，其特征在于，所述非金属关闭面板可拆地连接于车身开口上以便于互换。
16.根据权利要求13所述的车身，其特征在于，所述车身框架结构和关闭面板形成了一用于将乘车者遮蔽于车身内的外壳，其中外壳连接到车身底板的相对两端上以便使得外壳基本上沿底板的整个长度延伸，从而使得基本上底板的整个长度都是乘车者可进入和使用的空间。
17.根据权利要求13所述的车身，还包括基本平直的车身底板。
18.根据权利要求13所述的车身，还包括至少一个位于外壳内的座位。
19.根据权利要求17所述的车身，还包括一连接于底板上并且包括一线控驱动控制输入装置的驾驶员通讯界面。
20.根据权利要求14所述的车身，其特征在于，所述非金属关闭面板之一形成了车身的护罩或防护板。
21.一种车辆，包括一底盘，其中底盘包括一结构框架；一具有车身连接部件的车身连接界面，车身连接部件包括至少一个相对于结构框架安装的承载车身保持联接器和至少一个控制信号接收器；一相对于结构框架安装的悬架系统；至少三个可转动地相对于悬架系统安装的车轮，这至少三个车轮中的每一个都具有连接好的轮胎；一可操作地连接于至少一个车轮并且可操作地连接于一控制信号接收器上的转向系统；一可操作地连接于至少一个车轮和一控制信号接收器上的制动系统；以及一可操作地连接于至少一个车轮和一控制信号接收器上的能量转化系统；其中转向系统、制动系统和能量转化系统中的每一个均响应于非机械控制信号；以及一车身，其中车身包括一车身结构单元；至少一个相对于车身结构单元安装并且与至少一个承载车身保持联接器相接合的配套连接联接器；至少一个相对于车身结构单元安装并且与至少一个控制信号接收器相接合的控制信号传送器；以及一部分限定了乘客空间的乘客外壳；其中当车轮定位好以便车辆向前行进时，乘客空间在车辆中从每个车轮向前和向后延伸。
22.根据权利要求21所述的车辆，其特征在于，车身还包括至少一个与一控制信号传送器可操作地相连接的驾驶员可操作的控制输入装置。
23.根据权利要求22所述的车辆，其特征在于，转向系统、制动系统和能量转化系统均为线控，并且其中至少一个控制信号接收器为一电连接器，并且其中至少一个控制信号传送器为一电连接器。
24.根据权利要求23所述的车辆，其特征在于，能量转化系统包括一燃料电池。
25.根据权利要求23所述的车辆，其特征在于，能量转化系统包括多个车轮马达。
全文摘要
描述了各种车身构型和车身商业方法，它们利用了车身在平轧制底盘上的互换性。互换车身和互换模块式内部部件的能力使得能够自由地互换各种能够在轧制底盘上互换的汽车、货车、重型设备、机器以及RV车身等等类型。可以提供各种座位结构设置以及得以提高的空间利用，并且不同类型的内外部环境、美观性和功能性，包括声音、灯光及其它技术改进可以提供于车身上。所述的方法和结构便于交换模块式车身部件，例如利用一可拆式车身底板。
文档编号G06Q30/00GK1612824SQ02816515
公开日2005年5月4日 申请日期2002年8月16日 优先权日2001年8月23日
发明者C·E·博罗尼-比尔德, A·B·切尔诺夫, M·D·沙巴纳, R·L·维塔尔 申请人:通用汽车公司