专利名称：具有可对非机械控制信号作出响应的系统的车辆底盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆底盘和车身。
背景技术：
在整个有记载的历史中，能够从一个位置移动到另一位置或从一种状态快速运动到另一状态的机动性一直是人类的一项终极目标。汽车在帮助人们实现这一目标的方面比任何其它发明的贡献都更大。从其诞生日起，全球社会在他们的生活方式方面都经历了一定程度的变化，这种变化与人口中机动车辆拥有者的百分率直接相关。
现有技术的汽车和轻型卡车包括有车身，其功能是容纳并保护乘客及其所有物。车身与众多机械、电子和结构部件相连，这些部件与车身相结合而构成了功能完备的车辆。现有技术中的车身和车辆部件之间的连接性质可能会在车辆的设计、制造和使用中导致一定的低效率。明显会导致这些低效率的现有技术的车身连接的三项特征是连接数量；许多连接的机械性质；以及连接处于车身和部件上的位置。
在现有技术中，车身和部件之间的连接是很多的。在组装车辆时各处连接均涉及至少一道装配工序；因此，希望能够减少连接的数量以提高装配效率。现有技术的车身和现有技术的车辆部件之间的连接包括用于将车身物理性地紧固到其它部件上的多个承载连接器，例如螺栓和托架；电接插件，其用于将电能从发电部件发送给车身并发送来自可监测部件状态的传感器的数据；机械控制连接机构，例如转向柱、节气门电缆和传动选择器；以及管道系统和软管，其用于将流体如加热和冷却的空气从HVAC单元传送到车身内，以便使乘客感到舒适。
现有技术中的许多连接、尤其是用于发送控制信号的那些连接是机械连接机构。例如，为了控制车辆的方向，驾驶员经由转向柱发送控制信号给转向系统。机械连接机构导致了低效率，这部分地是因为不同车辆中不同的驾驶员位置要求机械连接机构具有不同的尺寸和包装。因此，新的或不同的车身通常无法使用现成的部件和连接机构。用于一种车身构造的部件通常无法兼容地用于其它的车身构造中。此外，如果制造商改变车身的设计，那么需要改变机械连接机构和与之相连的部件的设计。连接机构和部件的这种设计改变需要对生产连接机构和部件的工具进行改进。
这些连接在现有技术的车身和部件上的位置也会导致低效率。在现有技术的车身-车架体系中，车身上的连接位置通常不会暴露在车身的外表面上，并且远离部件上的相应连接；因此，必须从部件上将长连接件如线束和电缆从车身中穿过。完全装配好的现有技术车辆的车身被部件和连接件所缠绕住，使得将车身从其部件中分离出来是很困难且耗费人工的，如果并非不可能的话。使用长连接件增加了将车辆与之部件相连所需的装配工序的数量。
此外，现有技术的车辆通常具有内燃机，其具有占整个车辆高度的相当大比例的高度。因此，现有技术的车身设计成具有发动机室，其占据了车身长度的前(有时为后)三分之一。发动机和车身之间的兼容性要求发动机安装在车身的发动机室内而不存在物理性的零件干涉。而且，具有内燃机的现有技术的底盘和车身之间的兼容性要求车身具有设置成可避免物理性零件干涉的发动机室。例如，在后部具有发动机室的车身与在前部具有发动机的底盘不兼容。
发明概要本发明为设备齐全的底盘，其具有功能完备的车辆所必需的基本上所有机械、电气和结构部件，至少包括能量转换系统、悬架和车轮、转向系统以及制动系统。该底盘具有简化的并最好是标准化的接口，该接口带有可用于与明显不同设计的车身相连的连接部件。可利用经由电线(by-wire)的技术来消除机械控制连接机构。在能量转换系统中还可实施燃料电池技术。
本发明降低了设计和制造新车身所需的时间和资源。车身设计只需与底盘的简单连接接口相一致，消除了重新设计或改装成本昂贵的部件的需要。
本发明还允许多种车身构造共享一个通用底盘，使得能够经济地使用主要的机械、电气和结构部件。
暴露出来且无遮挡的连接部件提高了制造效率，这是因为将车身连接到底盘上只要求使连接部件与车身上各自的互补式连接部件相接合。
车辆拥有者能够以比现有技术更低的成本来提高他们的车辆的功能性，这是因为车辆拥有者只需购买一个底盘就可在底盘上安装大量不同风格的车身。
从对实施本发明的最佳方式的下述详细介绍中并结合附图，可以容易地清楚本发明的上述及其它的目的、特征和优点。
附图简介
图1是根据本发明的一个实施例的车辆滚动平台(rolling platform)的示意性透视图；图2是图1所示车辆滚动平台的示意性顶视图；图3是图1和2所示车辆滚动平台的示意性底视图；
图4是可用于图1-3所示实施例的根据本发明的车身吊舱和滚动平台的连接情况的示意性侧视图；图5是车身吊舱和滚动平台的连接情况的示意性图示，其中将各个不同构造的车身吊舱均连接到相同的滚动平台上；图6是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的转向系统的示意性图示；图7是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的另一转向系统的示意性图示；图8是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的制动系统的示意性图示；图9是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的另一制动系统的示意性图示；图10是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的能量转换系统的示意性图示；图11是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的另一能量转换系统的示意性图示；图12是用于图1-5所示的滚动平台的悬架系统的示意性图示；图13是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的另一悬架系统的示意性图示；图14是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的底盘计算机和底盘传感器的示意性图示；图15是用于图4所示的滚动平台和车身吊舱的具有悬架系统、制动系统、转向系统和能量转换系统的主控制单元的示意性图示；图16是根据本发明的另一实施例的除去外壳的滚动平台的透视图；图17是根据本发明的另外一个实施例的除去外壳的滚动平台的透视图；图18是具有包括了内燃机的能量转换系统和油箱的滚动平台的示意性侧视图；图19是根据本发明的另一实施例的滚动平台的示意性侧视图，其具有机械转向连接机构和乘客座位连接件；图20和20a显示了根据本发明的另一实施例的与车身吊舱相连的滚动平台的局部分解透视图，滚动平台具有多个与车身吊舱中的互补式电接插件相接合的电接插件；和图21是根据本发明的另外一个实施例的除去外壳的滚动平台的示意性透视图，该滚动平台具有可动的控制输入装置。
优选实施例的详细介绍参见图1，根据本发明的车辆底盘10也称为“滚动平台”，其包括结构框架11。图1所示的结构框架11包括一组互连的构件，包括构成了“夹心”式结构的上侧构件12和下侧构件14。构件12和14为基本上刚性的管件(或者是实心件)，它们在前轴区域16和后轴区域18之间纵向地延伸，并相对于类似的构件20，22处于外侧。构件12，14的前、后端向内弯曲，朝向构件20和22延伸并在进入到轴区域16，18之前与构件20和22相连。为了增加强度和刚度，在构件12，14，20和22之间延伸有多个垂直和倾斜的构件。与沿着滚动平台10的左侧延伸的构件12，14，20和22类似，在滚动平台10的右侧也延伸有一组构件26，28，30和32。
横向构件34，36分别在构件20，30和22，32之间且靠近前轴区域16而延伸，横向构件38，40分别在构件20，30和22，32之间且靠近后轴区域18而延伸，因而形成了中间底盘空间41。前轴区域16在后端和前端处被限定在构件43，44中及周围，在侧面由构件46，48限定，构件46，48是构件20，22，30，32的延伸部分或与之连接。在前轴区域之前且在构件44和构件50，52之间形成了前方空间。后轴区域18在后端和前端处被限定在构件53，54中及周围，在侧面由构件56，58限定，构件56，58可以是构件20，22，30，32的延伸部分或与之相连。在后轴区域18之后且在构件54和构件60，62之间形成了后方空间。或者，如果需要容纳能量转换系统的话，后轴区域18或后方空间可相对于结构框架11的其余部分抬高，并且框架可包括其它的构件以围绕并保护能量转换系统。框架在上述构件之间形成了多个敞开的空间。本领域的技术人员能够认识到适用于结构框架的材料和紧固方法。例如，构件可以是管状的和由铝制成的，并且在它们各自的连接处焊接到其它构件上。
结构框架11提供了一个刚性的结构，在其上可以安装能量转换系统67、能量存储系统69、带有车轮73，75，77，79(各车轮均具有轮胎80)的悬架系统71、转向系统81和制动系统83，如图1-3所示，该框架还构造成可支撑相连的车身85，如图4所示。本领域的技术人员可以认识到，除图1-3所示实施例中的笼状结构外，结构框架11还可采取许多不同的形式。例如，结构框架11可以是传统的车架，其具有两个或多个相互间隔开一段距离的纵向构件，以及两个或多个相互间隔开并在其端部与纵向构件相连的横向构件。或者，结构框架还可以是“鼓起盘”的形式，其中由金属片或其它适当的材料形成了整体式栏杆和横向构件，并具有其它的结构形式以容纳各种系统部件。结构框架也可与各种底盘部件形成一体。
参考图2，车身连接接口87由所有车身连接部件、即用于使车身与底盘10操作性相配的连接构件的总和形成。该优选实施例的车身连接部件包括多个相对于结构框架11安装的固定车身的承载连接件89和一个电接插件91。
如图4所示，固定车身的承载连接件89可与车身85上的互补式连接件93相接合，用于将车身85物理性地固定在底盘10上。本领域的技术人员可以认识到，可以使用多种紧固和锁定件，这均属于本发明的范围内。固定车身的承载连接件89最好与互补式连接件可松开地接合，然而在本发明的范围内也可采用不可松开地接合的连接件，例如焊接凸缘或铆合表面。附属紧固件可连同固定车身的承载连接件一起用作锁定件(lock down)。底盘10上的不具备锁定或紧固特征的承载表面可与固定车身的承载连接件89一起使用，以便支撑相连车身85的重量。在该优选实施例中，固定车身的承载连接件89包括带有螺栓孔的支撑托架。位于支撑托架上的橡胶支座(未示出)可减轻在车身和底盘之间传送的振动。或者，可为固定车身的连接件采用硬支座。
电接插件91可与车身85上的互补式电接插件95形成接合。该优选实施例的电接插件91可执行多项功能，或者选择功能的组合。首先，电接插件91可用作电源连接器，即它被构造成可将底盘10上的部件所产生的电能传送到车身85或底盘以外的其它部位。其次，电接插件91可用作控制信号接收器，即构造成可将非机械的控制信号从底盘以外的来源处传送到包括有能量转换系统、转向系统和制动系统的受控系统中的装置。第三，电接插件91可用作反馈信号通路，车辆驾驶员可通过它来获得反馈信号。第四，电接插件91可用作外部编程接口，通过它可发送含有算法和数据的软件供受控系统使用。第五，电接插件可用作信息通路，车辆驾驶员可通过它来获得传感器信息和其它信息。因此，电接插件91可用作通信和功率的“脐带式”端口，底盘10和相连车身85之间的所有通信经由它来传送。电接插件包括构造成可将一条或多条电线与其它电线相连的器件。这些电线间隔开一段距离以避免任一电线在与电接插件操作性相连的另一电线中引发信号干扰，或者用于不希望发生这些电线紧密相连的任何原因。
如果不希望使用一个电接插件来执行多项功能，例如如果需要使用庞大的电线束或功率传输引起了控制信号干扰，那么车身连接接口87可包括可以与车身85上的多个互补式电接插件95相接合的多个电接插件91，其中不同的接插件执行不同的功能。互补式电接插件95执行和与之相接合的电接插件的功能形成补充的功能，例如当与控制信号接收器相接合时用作控制信号发送器。
再次参考图1-3，能量转换系统67、能量存储系统69、转向系统81和制动系统83均构造并定位在底盘10上，以便减小底盘10的整体垂直高度，并且保持基本上水平的上底盘面96。物体的面是一个假想表面，其顺应着物体上的朝向且直接暴露于一个特定方向的轮廓。因此，上底盘面96是一个假想表面，其顺应着底盘框架11和安装于其中的系统的朝上且暴露出的轮廓。配对的车身具有相应的下车身面97，它是顺应着车身85的朝下且暴露出的轮廓的假想表面，如图4所示。
再次参考图1-3，结构框架11具有由其最高点(构件20的顶部)和其最低点(构件22的底部)之间的垂直距离所限定的厚度。在该优选实施例中，结构框架的厚度约为11英寸。为了实现基本上水平的上底盘面96，能量转换系统67、能量存储系统69、转向系统81和制动系统83在整个敞开空间上分布，并构造、定位且安装在结构框架11上，使得能量转换系统67、能量存储系统69、转向系统81和制动系统83中任一个的最高点不会延伸或突出而高于结构框架11的最高点超过结构框架厚度的50％的量。或者，能量转换系统67、能量存储系统69、转向系统81和制动系统83中任一个的最高点不会延伸或突出而高于任一轮胎80的顶部。或者，能量转换系统67、能量存储系统69、转向系统81和制动系统83中任一个的最高点不会延伸或突出而高于任一车轮73，75，77，79的顶部。在本发明的上下文中，轮胎并不被视为车轮的一部分。车轮通常包括轮辋以及将轮辋与轮毂相连的车轮辐板或车轮轮毂，并不包括安装好的轮胎。轮胎安装在车轮外周的周围。基本上水平的上底盘面96使得相连的车身85具有沿底盘长度延伸的乘客区域，这与现有技术中的具有发动机室以容纳垂直伸出的内燃机的车身不同。
大多数动力系负载在底盘的前后之间均匀地分布，因此整个车辆的重心较低且不会损害离地间隙，这样就实现了提高的操纵性能并抵抗翻转力。
再次参考图4，滚动平台10的该优选实施例构造成使得相配的车身85的下车身面97定位成与上底盘面96紧密相邻，以便与滚动平台10相接合。车身连接部件具有相互间为预定的空间关系，并且充分地定位、暴露和无遮挡，使得当具有处于与车身连接部件相同的预定空间关系的互补式连接部件(互补式连接件93和互补式电接插件95)的车身85相对于本发明的底盘10的上底盘面96充分地定位时，互补式连接部件与相应的车身连接部件相邻并准备好用于形成接合，如图4所示。在本发明的上下文中，如果除去或收回保护壳的话，那么具有保护壳的车身连接部件将暴露出来并无遮挡。
各车身连接部件相对于各其它车身连接部件具有一定的空间关系，其例如可表达为矢量。如果描述了车身连接部件和待接合的另一车身连接部件之间的空间关系的矢量还描述了对应的互补式连接部件与待接合的另一互补式连接部件之间的空间关系，那么车身连接部件和互补式连接部件就具有相同的预定空间关系。例如，该空间关系可定义为如下所述第一车身连接部件与基准点间隔开距离Ax+By；第二车身连接部件与基准点间隔开距离Cx+Dy；第三车身连接部件与基准点间隔开距离Ex+Fy，等等。处于同一预定空间关系的相应互补式连接部件在下车身面中以镜像关系间隔开，如图4和5所示。可采用保护罩(未示出)来保护任一车身连接部件。
当车身85相对于本发明的底盘10充分地定位时，车身连接部件和互补式连接部件最好相邻而无须进行位置修改；然而，在本发明的上下文中，车身连接部件可在预定的空间关系内相互间运动，以便容纳制造误差或其它装配误差。例如，电接插件可定位并可操作地连接到承载信号的电缆上。该电缆可相对于结构框架固定在离电接插件为六英寸的点处。因此，电接插件可在电缆上固定点的六英寸范围内运动。如果车身连接部件和互补式连接部件中的一个或全部可在预定的空间关系内运动以便相互间接触的话，那么车身连接部件就视为与互补式连接部件相邻。
参考图5，本发明的车身连接接口使得底盘10能与具有明显不同设计的不同类型的车身85，85′，85″兼容。车身85，85’，85”具有通用底座98，底座98具有互补式连接件93和互补式电接插件95，它们相互间处于与车身连接接口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定位成使得各互补式连接件93与固定车身的承载连接件89相邻，并且使互补式电接插件95与电接插件91相邻，就可将车身85，85’，85”与底盘10相配起来。根据本发明的优选实施例，所有车身和底盘均符合这一通用的标准化接口系统，从而能够将较广范围的不同车身类型和风格连接到一种底盘设计上。基本上水平的上底盘面96还可促进滚动平台10和多种不同构造的车身风格之间的兼容性。通用底座98用作车身的结构单元，并形成了该优选实施例中的下车身面97。图5示意性地显示了均具有通用底座98的箱式车身小客车85、带篷货车85′和轻型客货两用车85″。
车身连接部件最好在底盘面处充分地暴露出来以便于与相配车身上的互补式连接部件相连。类似的，相配车身上的互补式连接部件在车身面上充分地暴露出来以便于与车辆底盘上的车身连接部件相连。在本发明的优选实施例中，车身连接部件位于上底盘面处或其上方，以便与位于下车身面上或其下方的互补式连接部件接合。
在车身并不具备处于与车辆底盘上的车身连接部件相同的预定空间关系的互补式连接部件的情况下，可采用连接装置来使车身连接部件与远处的互补式连接部件接合或可操作地相连，这属于本发明的范围内。例如，可以采用具有两个接插件的电缆来可操作地连接电接插件和互补式接插件，其中一个接插件与车身连接接口上的电接插件接合，而另一接插件与相配车身上的互补式接插件接合。
图5中示意性示出的车身85，85’，85”均使用了车辆底盘10上的所有车身连接部件。然而，在本发明的范围内，底盘可具有超过与车身实际相配的更多车身连接部件。例如，底盘可具有十个固定车身的承载连接件，并可与只使用了十个固定车身的承载连接件中的五个的车身相配。这种设置在相连的车身具有与底盘不同的尺寸时尤其有用。例如，相配的车身可以比底盘更小。类似的在本发明的范围内，车身可以是模块化的，使得单独的车身部件可通过固定车身的承载连接件与车辆底盘独立地连接。
车身可具有超过与特定底盘的车身连接部件相接合的更多互补式连接部件。可以采用这种设置来使特定车身能与多个底盘相配，各底盘就其车身连接部件而言具有不同的预定空间关系。
固定车身的承载连接件89和电接插件91最好能可释放地接合而不损坏相连的车身85或底盘10，从而能够将车身85从底盘10上拆下并在底盘10上安装不同的车身85′，85″。
在该优选实施例中，车身连接接口87的特征在于不需要任何传输机械控制信号的连接机构和任何用于连接传输机械控制信号的连接机构的接合件。机械控制连接机构如转向柱限制了底盘和不同构造的车身之间的兼容性。
参考图1，转向系统81容纳在前轴区域16中并与前轮73，75可操作地相连。转向系统81最好可对非机械的控制信号作出响应。在该优选实施例中，转向系统81是经由电线的。经由电线的系统的特征在于，控制信号以电形式传输。在本发明的上下文中，“经由电线的”系统或“经由电线”来控制的系统包括这样的系统，其构造成可通过车身连接接口87上的控制信号接收器来接收电形式的控制信号，并依照这种电控制信号来作出响应。
参考图6，该优选实施例的经由电线的转向系统81包括转向控制单元98和转向执行机构99。传感器100位于底盘10上，并传输携带有关于底盘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可包括位置传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、力和扭矩传感器、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和来自电接插件91的电转向控制信号102，并根据所存储的算法来产生转向执行机构的控制信号103。控制单元通常包括微处理器、ROM和RAM，以及用于接收各种输入信号和输出各种控制指令给执行机构的已知类型的适当输入和输出电路。传感器信号101可包括横向摆动率、横向加速度、车轮角速度、转向横拉杆力、转向角度、底盘速度，等等。
转向执行机构99与前轮73，75可操作地相连，并构造成可响应于转向执行机构的控制信号103来调节前轮73，75的转向角度。经由电线的系统中的执行机构将电控制信号转换成机械动作，或者响应于电控制信号而以其它方式来影响系统的行为。可供经由电线的系统使用的执行机构的例子包括机电执行机构，例如电伺服电动机、平移和旋转螺线管、磁流变性的执行机构、电动液压的执行机构和电流变性的执行机构。本领域的技术人员能够认识到并理解可调节转向角度的机构。在该优选实施例中，转向执行机构99是构造成可调节机械转向齿条的电驱动的电动机。
再次参考图6，底盘10的该优选实施例构造成可通过与电接插件91相连的兼容电转向控制信号102的任何信号源来进行转向。图6显示了转向变换器104，其位于相连的车身85上并与互补式电接插件95相连。变换器将车辆驾驶员的机械控制信号转换为非机械的控制信号。当与经由电线的系统一起使用时，变换器将机械控制信号转换成可供经由电线的系统使用的电控制信号。车辆驾驶员通过使车轮转向、压下踏板、按下按钮等来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来将机械输入转换为电信号。在该优选实施例中，采用了+/-20度的滑动机构来用于驾驶员输入，并采用了光学编码器来读取输入旋转。
互补式电接插件95与车身连接接口87的电接插件91相连。转向变换器104将源于车辆驾驶员的机械转向控制信号105转换成电转向控制信号102，该信号经由电接插件91发送给转向控制单元98。在该优选实施例中，转向控制单元98产生供车辆驾驶员使用的转向反馈信号106，并通过电接插件91来发送该转向反馈信号106。传感器100中的一些可监测转向齿条的线性运动距离和车辆的速度。该信息由转向控制单元98根据所存储的算法来处理，以产生转向反馈信号106。与滑动机构可操作地相连的扭矩控制电动机接收转向反馈信号106，并在驾驶员的机械输入的相反方向上被驱动。
在本发明的上下文中，“经由电线的”系统可以是与车身连接接口中的电接插件直接相连的执行机构。在图7中示意性地示出了属于本发明范围内的另一经由电线的转向系统81′，其中采用与图6中相似的标号来表示相似的部件。构造成可调节前轮73，75的转向角度的转向执行机构99与电接插件91直接相连。在该实施例中，转向控制单元98′和转向变换器104可位于相连的车身85上。转向变换器104可将电转向控制信号102发送给转向控制单元98′，而转向控制单元98′可通过电接插件91将转向执行机构的控制信号103发送给转向执行机构99。位于底盘10上的传感器100通过电接插件91和互补式电接插件95将传感器信号101发送给转向控制单元98′。
在2001年1月23日授予Delphi Technologies，Inc.的美国专利No.6176341、2001年3月27日授予Robert Bosch GmbH的美国专利No.6208923、2001年4月17日授予Robert Bosch GmbH的美国专利No.6219604、2001年11月20日授予Delphi Technologies，Inc.的美国专利No.6318494、2002年4月9日授予Delphi Technologies，Inc.的美国专利No.6370460以及2002年5月28日授予TRW Fahrwerk-systeme GmbH & Co.KG的美国专利No.6394218中介绍了经由电线来转向的系统的例子。
美国专利No.6176341所介绍的经由电线来转向的系统包括用于检测行驶轮的角位置的位置传感器、用于控制行驶轮方向的手控方向盘、用于检测方向盘位置的方向盘传感器、用于促动手控方向盘的方向盘执行机构，以及转向控制单元，其用于接收所检测到的方向盘位置和所检测到的行驶轮位置，并计算出作为所检测到的行驶轮位置和方向盘位置之间的差异的函数的执行机构的控制信号，最好包括行驶轮执行机构的控制信号和方向盘执行机构的控制信号。转向控制单元指示行驶轮执行机构响应于行驶轮执行机构的控制信号而使行驶轮产生受控制的转向。转向控制单元还指示方向盘执行机构响应于方向盘控制信号来为手控方向盘提供反馈力促动。行驶轮执行机构的控制信号和方向盘执行机构的控制信号最好可被按比例缩放，以补偿方向盘和行驶轮之间的传动比的差异。另外，行驶轮执行机构的控制信号和方向盘执行机构的控制信号均具有一定的增益系数，使得行驶轮控制执行机构的信号指示施加给行驶轮的促动力比施加给方向盘的反馈力更大。
美国专利No.6176341所介绍的经由电线来转向的系统最好可执行两个位置控制回路，一个回路用于行驶轮，另一回路用于方向盘。来自方向盘的位置反馈成为行驶轮控制回路的位置指令输入，来自行驶轮的位置反馈成为方向盘控制回路的位置指令输入。行驶轮的误差信号计算为行驶轮指令输入(方向盘位置反馈)和行驶轮位置之间的差异。行驶轮的促动响应于行驶轮误差信号的指令，以便为行驶轮提供受控制的转向。方向盘的误差信号计算为方向盘位置指令(行驶轮位置反馈)和方向盘位置之间的差异。手控方向盘响应于方向盘误差信号而被促动，从而为手控方向盘提供力反馈。
专利’341所述系统的转向控制单元可构造成一个处理器或多个处理器，并可包括通用的基于微处理器的控制器，该控制器可包括能够购买到的现成的控制器。控制器的一个例子是由美国特拉华州的Intel Corporation制造并销售的No.87C196CA型微控制器。转向控制单元最好包括用于存储和处理软件算法的处理器和存储器，并具有16MHz的时钟脉冲速度，可读取来自各执行电动机的位置反馈的两个光学编码器接口，用于各电动机驱动器的脉宽调制输出，以及一个5伏的调节器。
美国专利No.6370460介绍了一种经由电线来转向的控制系统，其包括协同操作以便为车辆驾驶员提供转向控制的行驶轮单元和方向盘单元。可采用转向控制单元以支持进行所需的信号处理。采用来自行驶轮单元和方向盘单元中的传感器的信号以及车辆的速度来计算用于控制车辆方向的行驶轮执行机构的控制信号以及用于为车辆驾驶员提供触觉反馈的方向盘扭矩指令。可采用Ackerman校正来调节左、右行驶轮的角度，纠正转向几何学方面的误差，以保证车轮将围绕共有的转弯中心动作。
再次参考图1，制动系统83安装在结构框架11上并与车轮73，75，77，79可操作地相连。制动系统构造成可响应于非机械的控制信号。在该优选实施例中，制动系统83是经由电线的，如图8中示意性所示，其中采用与图6和7中相似的标号来表示相似的部件。传感器100将携带有关于底盘10及其部件系统的状态或情况的信息的传感器信号101发送给制动控制单元107。制动控制单元107与电接插件91相连，并构造成可通过电接插件91来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，并根据所存储的算法来产生制动执行机构的控制信号109。然后，制动控制单元107将制动执行机构的控制信号109发送给制动执行机构110，111，112，113，这些执行机构可产生动作以降低车轮73，75，77，79的角速度。本领域的技术人员可以认识到制动执行机构110，111，112，113作用于车轮73，75，77，79上的方式。通常来说，执行机构可使摩擦构件如衬块和盘形转子之间形成接触。作为选择，可采用电动机作为再生式制动系统中的制动执行机构。
制动控制单元107还可产生供车辆驾驶员使用的制动反馈信号114，并通过电接插件91来发送该制动反馈信号114。在该优选实施例中，制动执行机构110，111，112，113通过卡钳来对各车轮处的转子施加力。传感器100中的一些测量各卡钳上的施加力。制动控制单元107采用该信息来保证对各转子同步地施加力。
再次参考图8，底盘10的该优选实施例构造成使得制动系统可对相容的电制动控制信号108的任何信号源作出响应。制动变换器115位于相连的车身85上，并且连接到与电接插件91相接合的互补式电接插件95上。制动变换器115将源于车辆驾驶员的机械制动控制信号116转换为电的形式，并将电制动控制信号106经由电接插件91发送给制动控制单元。在该优选实施例中，制动变换器115包括两个手柄型组件。制动变换器115包括可测量对手柄型组件施加压力的速率和所加压力的量的传感器，因而可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可处理施加压力的速度和量，从而提供正常制动停车和紧急停车。
在图9中显示了属于本发明范围内的另一经由电线来制动的系统83′，其中采用与图6-8中相似的标号来表示相似的部件。制动执行机构110，111，112，113和传感器100与电接插件91直接相连。在该实施例中，制动控制单元107′可位于相连的车身85上。制动变换器115将电制动控制信号108发送给制动控制单元107′，制动控制单元107′将制动执行机构信号109经由电接插件91发送给制动执行机构110，111，112，113。
在1994年11月22日授予General Motors Corporation的美国专利No.5366281、1998年10月20日授予General Motors Corporation的美国专利No.5823636、2001年10月23日授予Delphi Technologies，Inc.的美国专利No.6305758以及2002年5月21日授予DelphiTechnologies，Inc.的美国专利No.6390565中介绍了经由电线来制动的系统的一些例子。
美国专利No.5366281所介绍的系统包括用于接收机械制动控制信号的输入装置、制动执行机构，以及与输入装置和制动执行机构相连的控制单元。控制单元接收来自输入装置的制动指令或电制动控制信号，并提供执行机构指令或制动执行机构的控制信号，以便控制制动执行机构的电流和电压。当从输入装置中首先接收到制动指令时，控制单元在第一预定时期内输出制动扭矩指令给制动执行机构，指示给执行机构最大电流。在第一预定时期之后，控制单元在第二预定时期内输出制动扭矩指令给制动执行机构，以便响应于制动指令和第一增益系数而指示给执行机构一定的电压。在第二预定时期之后，控制单元输出制动扭矩指令给制动执行机构，以便响应于制动指令和第二增益系数而指示给执行机构一定的电流，其中第一增益系数大于第二增益系数，并且制动的开始响应于制动输入。
美国专利No.6390565介绍了一种经由电线来制动的系统，其提供了与制动输入件如制动踏板相连的制动变换器中的行程传感器和力传感器的性能，还提供了传感器中的冗余，这是通过响应于制动输入件的行程或位置而将信号从传感器提供给第一控制单元以及响应于施加给制动输入件的力而将信号从传感器提供给第二控制单元来实现的。第一和第二控制单元通过双向通信链接相连，因此各控制器可将其所接收到的一个传感器信号发送给另一控制单元。在其中至少一个控制单元中，将线性形式的信号组合起来，以便生成用于与制动执行机构进行通信的第一和第二制动指令信号。如果各控制单元不从另一控制单元中接收一个传感器信号，那么它就不会基于直接提供给它的传感器信号来生成其制动执行机构的控制信号。在该系统的优选实施例中，控制单元通过选择最大幅度的信号来将线性信号组合起来。
再次参考图1，能量存储系统69存储了用于推动底盘10的能量。对于大多数应用来说，所存储的能量是化学形式的。能量存储系统69的例子包括燃料箱和电池。在如图1所示的实施例中，能量存储系统69包括两个压缩气筒储罐121(5000磅/平方英寸或350巴)，其安装在中部底盘空间41内并构造成可存储压缩氢气。也可以采用超过两个压缩气筒储罐，以便提供更大的氢气存储能力。可以采用其它形式的氢气存储形式如金属或化学氢化物来代替压缩气筒储罐121。还可采用氢生成或重整装置。
能量转换系统67将能量存储系统69所存储的能量转换成可推动底盘10的机械能量。在图1所示的优选实施例中，能量转换系统67包括位于后轴区域18内的燃料电池组125，以及位于前轴区域16内的电牵引电动机127。燃料电池组125可产生连续可用的94千瓦的功率。在2001年3月6日授予General Motors Corporation的美国专利No.6195999、2001年5月1日授予General Motors Corporation的美国专利No.6223843、2001年11月20日授予Delphi Technologies，Inc.的美国专利No.6321145和2002年5月28日授予General MotorsCorporation的美国专利No.6394207中介绍了供车辆使用的燃料电池系统。
燃料电池组125与压缩气筒储罐121和牵引电动机127可操作地相连。燃料电池组125将压缩气筒储罐121中的氢形式的化学能量转换为电能量，而牵引电动机127将电能量转换为机械能量，并施加该机械能量以转动前轮73，75。作为选择，燃料电池组125和牵引电动机127可在前轴区域16和后轴区域18之间交换。作为选择，能量转换系统包括与燃料电池混合式组合起来的电池(未示出)，以便提高底盘的加速度。处于构件之间的其它区域可用于容纳如图2和3所示的为汽车提供典型功能的其它机构和系统。本领域的技术人员可以认识到属于本发明范围内的可采用的其它能量转换系统67。
能量转换系统67构造成可响应于非机械的控制信号。该优选实施例的能量转换系统67是经由电线来控制的，如图10所示。能量转换系统的控制单元128与电接插件91相连，并从中接收电形式的能量转换系统的控制信号129，控制单元128还与传感器100相连，并从中接收携带有关于各种底盘情况的信息的传感器信号101。在该优选实施例中，由传感器信号101传送给能量转换系统的控制单元128的信息包括底盘速度、所施加的电流、底盘加速度的变化率和电动机主轴的速度，以便保证平滑地起动和控制加速度。能量转换系统的控制单元128与能量转换系统的执行机构130相连，并响应于电形式的能量转换系统的控制信号129和传感器信号101且根据所存储的算法来将能量转换系统的执行机构控制信号131发送给能量转换系统的执行机构130。能量转换系统的执行机构130对燃料电池组125或牵引电动机127产生动作以调节能量输出。本领域的技术人员可以认识到各种可供能量转换系统的执行机构130调节能量转换系统的能量输出的方法。例如，螺线管可以交替地打开和关闭一个阀，该阀可调节到燃料电池组的氢流量。类似的，为燃料电池组提供氧气(来自空气中)的压缩机可用作执行机构，响应于来自能量转换系统的控制单元的信号而改变提供给燃料电池组的氧气量。
能量转换系统的变换器132可位于车身85上并连接到与电接插件91接合的互补式电接插件95上。能量转换系统的变换器132构造成可将机械能量转换系统的控制信号133转换成电形式的能量转换系统的控制信号129。
在如图11示意性示出的本发明的另一实施例中，采用与图6-10中相似的标号来表示相似的部件，也称为轮毂电动机的车轮电动机135位于四个车轮73，75，77，79中的各车轮上。作为选择，车轮电动机135可只设于前轮73，75或只设于后轮77，79上。与使用牵引电动机相比，使用车轮电动机135可降低底盘10的高度，因此对于某些应用来说是所希望的。
再次参考图2，在存在于后轴区域18和构件54，60之间的开口中设有传统的热交换器137和电扇系统139，它们与燃料电池组125可操作地相连而使制冷剂循环，以便排出废热。热交换器137设定成倾斜的角度以降低其垂直的外形尺寸，然而为了提供足够的排热，它还稍稍延伸到构件12，26的顶部之上(见图4)。虽然燃料电池组125、热交换器137和电扇系统139延伸超过了这些构件，但与常规设计的汽车中需要有发动机室的情况相比，它们伸入到车身吊舱空间内的程度相对较小，在该优选实施例的底盘高度仅约15英寸(28厘米)时尤其如此。作为选择，热交换器137可完全地安装在底盘的结构内，气流从通道(未示出)中穿过。
再次参考图1，悬架系统71安装在结构框架11上并与四个车轮73，75，77，79相连。本领域的技术人员可以理解悬架系统的操作，并认识到在本发明的范围内可以使用多种类型的悬架系统。本发明的该优选实施例的悬架系统71是电控制的，如图12中示意性所示。
参考图12，电控制的悬架系统71响应于任何道路输入的动作由悬架控制单元141决定。底盘10上的传感器100可监控各种情况，例如车辆速度、车轮角速度和车轮相对底盘10的位置。传感器100发送传感器信号101给悬架控制单元141。悬架控制单元141处理传感器信号101并根据所存储的算法来产生悬架执行机构的控制信号142。悬架控制单元141发送悬架执行机构的控制信号142给四个悬架执行机构143，144，145，146。各悬架执行机构143，144，145，146与车轮73，75，77，79操作性相连，并在整体上或部分上确定车轮73，75，77，79相对于底盘10的位置。该优选实施例的悬架执行机构是随力而变化的实时的可控减震器。该优选实施例的悬架系统71还构造成使得底盘的行车高度可被调节。可采用单独的执行机构来改变底盘的行车高度。
在该优选实施例中，可对悬架控制单元141进行编程并将其连接到车身连接接口87的电接插件91上。因此，车辆使用者就可用悬架系统软件147经由电接插件91来对悬架控制单元141进行重新编程，从而改变悬架系统71的特性。
在本发明的上下文中，电控制的悬架系统包括不具备处于底盘10上的悬架控制单元的悬架系统。参考图13，其中采用与图12中相似的标号来表示相似的部件，悬架执行机构143，144，145，146和悬架传感器100与电接插件91直接相连。在这样一个实施例中，位于相连车身85上的悬架控制单元141′能够处理经由电接插件91发送的传感器信号101，并经由电接插件91发送悬架执行机构的控制信号142给悬架执行机构143，144，145，146。
在1997年2月25日 授予General Motors Corporation的美国专利No.5606503、1997年3月11日授予Ford Motors Company的美国专利No.5609353和2002年5月28日授予Delphi Technologies，Inc.的美国专利No.6397134中介绍了电控制的悬架系统的例子。
美国专利No.6397134介绍了一种电控制的悬架系统，其可通过转向交叉动作(steering crossover event)而提供改进的悬架控制。特别是，系统检测车辆的横向加速度和车辆的转向角度，并对所检测到的车辆横向加速度的各方向为车辆的悬架执行机构存储第一组和第二组增强的悬架执行机构的控制信号。响应于所检测到的车辆的横向加速度和所检测到的车辆转向角度，如果所检测到的转向角度与所检测到的横向加速度处于同一方向，那么系统施加第一组增强的执行机构控制信号给悬架执行机构，或者如果所检测到的转向角度与所检测到的横向加速度处于相反方向，那么系统施加第二组增强的执行机构控制信给悬架执行机构。
美国专利No.5606503介绍了一种用于车辆的悬架控制系统，这种车辆包括悬挂的车身、四个未悬挂的车轮、四个安装在车身和车轮之间的变化力执行机构，在车辆的各角部均安装了一个变化力执行机构，还包括一组传感器，其可提供表示了车身的运动、车轮的运动、车辆速度和环境温度的传感器信号。悬架控制系统包括微计算机控制单元，其包括用于接收传感器信号的装置；可响应于传感器信号来确定各执行机构的执行机构所需力的装置；可响应于车辆速度来确定表示了第一指令最大值的第一信号的装置；可响应于环境温度来确定表示了第二指令最大值的第二信号的装置；以及用于限制执行机构所需力以使其不超过第一和第二指令最大值中的较小值的装置。
在该优选实施例中可采用导电电线(未示出)来在底盘10和相连车身85之间以及在变换器、控制单元和执行机构之间传递信号。本领域的技术人员可以认识到，可采用能够在车身和底盘之间以及在变换器、控制单元和执行机构之间接发信号的其它非机械装置，它们也属于本发明的范围内。可接发信号的其它非机械的装置包括无线电波和光纤。
在该优选实施例中经由电线的系统是连成网络的，这部分地降低了与电接插件91相连的专用电线的数量。本领域的技术人员可以认识到可在本发明的范围内使用的各种连网装置和协议，例如SAEJ1850和CAN(“控制器局域网络”)。可在本发明的优选实施例中使用TTP(“时间触发协议”)来进行通信管理。
传感器100所搜集的一些信息如底盘速度、油位以及系统的温度和压力对于车辆驾驶员操作底盘和检测系统故障来说是很有用的。如图14所示，传感器100通过底盘计算机153与电接插件91相连。带有信息的传感器信号101从传感器100发送给底盘计算机153，底盘计算机153根据所存储的算法来处理传感器信号101。根据所存储的算法，当传感器信息对车辆驾驶员有用时，底盘计算机153将传感器信号101发送给电接插件91。例如，当底盘10的工作温度高得无法接受时，底盘计算机153就将携带有温度信息的传感器信号101发送给电接插件91。驾驶员可读的信息界面155连接到与电接插件91相连的互补式电接插件95上，并显示包含于传感器信号101中的信息。驾驶员可读的信息界面包括但不限于量器、仪表、LED显示屏和LCD显示屏。底盘还可包括通信系统，例如天线和电信息通信系统，其与车身连接接口中的电接插件可操作地连接并构造成可发送信息给相连的车身。
一个控制单元可用于多种功能。例如如图15所示，主控制单元159用作转向控制单元、制动控制单元、悬架控制单元和能量转换系统的控制单元。
再次参考图15，能量转换系统67构造成可发送电能160给电接插件91，以便为相连车身上的一些系统提供电能，这些系统例如为电动车窗、电子锁、娱乐系统、加热系统、通风系统和空调系统，等等。作为选择，如果能量存储系统69包括电池的话，那么电池可与电接插件91相连。在该优选实施例中，能量转换系统67包括燃料电池组，其可产生电能并连接到电接插件91上。
图16显示了带有刚性外壳或“外壁”161以及用作脐带式端口的电接插件或接头91的底盘10。刚性外壳161可构造成用作车辆地板，它在相连的车身85不具备下表面时是有用的。在图17中显示了类似装备的底盘10，其具有可选择的垂直燃料电池组125。垂直燃料电池组125显著地突入到车身吊舱的空间内，这对某些应用来说是可接受的。底盘10还包括人工停车的制动接口162，它对某些应用来说可能是必需的，因此还可选择性地用于其它实施例中。
图18显示了可用于某些环境下的本发明实施例。能量转换系统67包括带有水平相对的气缸的内燃机167和传动装置169。能量存储系统69包括油箱171。
图19显示了本发明的一个实施例，其中转向系统81具有包括了转向柱173的机械控制连接机构。在车身连接接口87上设有乘客座位连接件175，允许将乘客座位组件连接到底盘10上。
图20和20a显示了属于本发明范围内的底盘10和车身85，它们分别具有多个电接插件91和多个互补式电接插件95。例如，第一电接插件91可操作地连接到转向系统上并用作控制信号接收器。第二电接插件91可操作地连接到制动系统上并用作控制信号接收器。第三电接插件91可操作地连接到能量转换系统上并用作控制信号接收器。第四电接插件91可操作地连接到能量转换系统上并用作电源连接器。在如图20和20a所示的实施例中使用了四个多线式直插接插件和互补式接插件。图20a显示了用于连接相应接插件91，95的装配工艺。
参考图21，图中显示了本发明的另一实施例。底盘10具有刚性外壳161和多个乘客座位连接件175。包含有转向变换器、制动变换器和能量转换系统变换器的驾驶员操作的控制输入装置177通过电线179可操作地连接到转向系统、制动系统和能量转换系统上，并可运动到不同的连接点。
图21所示的实施例能够使不同设计和构造的车身与通用的底盘设计相配。不具备下表面但具有互补式连接件的车身可在固定车身的承载件89处安装到底盘10上。乘客座位组件可连接在乘客座位连接件175处。
如权利要求中所述，可以将根据本发明的不同实施例所显示和介绍的各项特征组合起来。
虽然已经详细地介绍了实施本发明的最佳方式，然而本发明的技术人员可以认识到属于所附权利要求的范围内的可实施本发明的各种替代性设计和实施例。
权利要求
1.一种车辆底盘(10)，包括至少三个车轮(73，75，77，79)；转向系统(81)，其可操作地连接到至少一个车轮上并经由电线来控制；制动系统(83)，其可操作地连接到至少一个车轮上并经由电线来控制；以及能量转换系统(67)，其可操作地连接到至少一个车轮上并包括内燃机(167)，所述能量转换系统(67)经由电线来控制。
2.根据权利要求1所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少一个控制信号接收器(91)，其中所述制动系统(83)、转向系统(81)和能量转换系统(67)均可操作地连接到所述至少一个控制信号接收器(91)上。
3.根据权利要求2所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个控制信号接收器是电接插件(91)，其构造成可与车身(85)上的互补式电接插件(95)接合。
4.一种车辆底盘(10)，包括至少三个车轮(73，75，77，79)；经由电线的转向系统(81)，其可操作地连接到至少一个车轮上；经由电线的制动系统(83)，其可操作地连接到至少一个车轮上；经由电线的能量转换系统(67)，其包括可操作地连接到至少一个车轮上的内燃机(167)；以及车身连接接口(87)，其包括多个可与车身(85)上的互补式部件相接合的车身连接部件，所述车身连接部件包括至少一个固定车身的承载连接件(89)和控制信号接收器的接插件(91)；其中所述转向系统(81)、制动系统(83)和能量转换系统(67)均可操作地连接到所述控制信号接收器的接插件(91)上；并且所述车身连接部件相互间具有预定的空间关系。
5.根据权利要求4所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件充分地定位、暴露且无遮挡，使得当相互间具有与所述车身连接部件相同的预定空间关系的互补式部件的车身(85，85’，85”)相对于所述车辆底盘(10)充分地定位时，各所述互补式部件(93，95)与车身连接部件(89，91)相邻。
6.根据权利要求4所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括能量存储系统(69)，其可操作地连接到所述能量转换系统(67)上。
7.根据权利要求6所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述能量存储系统(69)包括至少一个燃料箱(171)。
8.根据权利要求4所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述能量转换系统(67)还包括多个车轮电动机(135)，各所述车轮电动机可操作地连接到所述车轮(73，75，77，79)上。
9.根据权利要求8所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述固定车身的承载连接件(89)包括带有螺栓孔的托架。
10.一种车辆底盘(10)，包括基本上平的结构框架(11)，其包括具有车轮(73，75，77，79)的悬架系统(71)、包括用于驱动至少一个车轮的内燃机(167)的能量转换系统(67)、能量存储系统(69)和用于这些系统的控制装置(128，141)；和所述结构框架包括接口(87)，其带有在所述接口(87)中相互间呈预定空间关系的多个固定车身的承载机械连接件(89)和控制信号接收器(91)，其中所述连接件和控制信号接收器充分地定位和构造成不经位置修改便可与具有至少三种不同车身风格的多种不同的可选车身(85，85’，85”)中的任一车身上的设置成互补式空间关系的相应连接件(93)和接插件(95)相配。
11.根据权利要求10所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)包括经由电线的转向系统(81)，其可操作地连接到至少一个车轮(73，75，77，79)和所述控制信号接收器(91)上；以及经由电线的制动系统(83)，其可操作地连接到至少一个车轮和所述控制信号接收器(91)上。
12.根据权利要求11所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述固定车身的承载连接件(89)包括带有螺栓孔的托架。
13.根据权利要求11所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述控制信号接收器是电接插件(91)。
14.根据权利要求11所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述能量转换系统(67)包括多个车轮电动机(135)，各所述车轮电动机(135)均可操作地连接到车轮(73，75，77，79)上。
15.一种车辆底盘(10)，包括结构框架(11)，其包括具有车轮(73，75，77，79)的悬架系统(71)，包括用于驱动至少一个所述车轮的内燃机(167)的能量转换系统(67)、能量存储系统(69)、用于制动至少一个所述车轮的制动系统(83)，转向系统(81)和经由电线系统的驱动装置，使得所述转向、制动和能量转换系统(67，81，83)可通过非机械的方式来控制；和所述结构框架(11)包括接口(87)，其带有在所述接口(87)中相互间呈固定的位置关系的多个固定车身的承载机械连接件(89)和控制信号接收器(91)，其中所述连接件(89)和控制信号接收器(91)充分地定位和构造成不经位置修改便可与具有至少三种不同车身风格的多种不同的可选车身(85，85’，85”)中的任一车身上的设置成互补式空间关系的相应连接件(93)和接插件(95)相配。
16.根据权利要求15所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述底盘(10)具有基本上平的上底盘面(96)，所述控制信号接收器是电接插件(91)。
17.根据权利要求15所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述固定车身的承载连接件(89)包括带有螺栓孔的托架。
18.一种车辆底盘(10)，包括滚动平台(10)，其带有包括内燃机(167)的能量转换系统(67)、制动系统(83)和转向系统(81)；和位于所述滚动平台上的一个电端口(91)，其构造成可容纳脐带式连接，其中驾驶员的输入可仅通过所述一个电端口便与所述能量转换系统(67)、制动系统(83)和转向系统(81)进行通信。
19.根据权利要求18所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括位于所述滚动平台上的至少一个固定车身的承载连接件(89)。
20.根据权利要求18所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述滚动平台(10)具有基本上平的上表面(96)，所述一个电端口是电接插件(91)。
21.根据权利要求20所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少三个车轮(73，75，77，79)，所述能量转换系统(67)还包括多个可操作地连接到车轮上的车轮电动机(135)。
22.一种车辆底盘(10)，包括结构框架(11)；具有车身连接部件和至少一个控制信号接收器接插件(91)的车身连接接口(87)，所述车身连接部件包括至少一个相对于所述结构框架(11)而安装的固定车身的承载连接件(89)，所述控制信号接收器接插件(91)构造成可传输非机械形式的控制信号；相对于所述结构框架而安装的悬架系统(71)；至少三个相对于所述悬架系统可旋转地安装的车轮(73，75，77，79)；相对于所述结构框架(11)而安装的经由电线的制动系统(83)，其可操作地连接到至少一个所述车轮上并可操作地连接到控制信号接收器接插件(91)上；相对于所述结构框架(11)而安装的经由电线的转向系统(81)，其可操作地连接到至少一个所述车轮上并可操作地连接到控制信号接收器接插件(91)上；经由电线来控制并相对于所述结构框架(11)而安装的能量转换系统(67)，其包括内燃机(167)并可操作地连接到至少一个车轮上，并可操作地连接到控制信号接收器接插件(91)上；和相对于所述结构框架而安装的能量存储系统(69)，其可操作地连接到所述能量转换系统(67)上。
23.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个固定车身的承载连接件(89)包括带有螺栓孔的托架。
24.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个控制信号接收器接插件包括电接插件(91)。
25.根据权利要求24所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件包括不超过四个的控制信号接收器接插件(91)。
26.根据权利要求24所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件包括不超过一个的控制信号接收器接插件(91)。
27.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述能量转换系统(67)构造成可产生电能；以及所述车身连接部件还包括至少一个电能接插件(91)，其可操作地连接到所述能量转换系统(67)上并构造成可传输电能。
28.根据权利要求27所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件包括不超过一个的电能接插件(91)。
29.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少一个传感器(100)，其构造成可发送传感器信号(101)，并可操作地连接到至少一个车轮(73，75，77，79)、转向系统(81)、制动系统(83)、悬架系统(71)、能量转换系统(67)或能量存储系统(69)上；以及所述车身连接部件包括至少一个电接插件(91)，其可操作地连接到至少一个传感器(100)上并构造成可传输所述传感器信号(101)。
30.根据权利要求29所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件包括不超过一个的构造成可传输所述传感器信号(101)的电接插件(91)。
31.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述转向系统(81)和制动系统(83)构造成可产生反馈信号并将所述反馈信号发送给控制信号接收器接插件(91)。
32.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件(89，91)相互间处于预定的空间关系，并且充分地定位、设置且无遮挡，使得当具有与所述车身连接部件相同的预定空间关系的互补式部件的车身(85)相对于所述车身连接接口(87)充分地定位时，各所述车身连接部件与互补式部件(93，95)相邻。
33.根据权利要求32所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述悬架系统(71)通过电子的方式来控制。
34.根据权利要求22所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件(89，91)相互间处于预定的空间关系，并且充分地定位、设置且无遮挡，使得当具有与所述车身连接部件相同的预定空间关系的互补式部件的车身(85)相对于所述车身连接接口(87)充分地定位时，至少一个固定车身的承载连接件(89)与互补式部件(93)相邻，和转向系统(81)可操作地连接于其上的控制信号接收器接插件(91)、制动系统(83)可操作地连接于其上的控制信号接收器接插件(91)以及能量转换系统(67)可操作地连接于其上的控制信号接收器接插件(91)均与互补式部件相邻。
35.根据权利要求34所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述悬架系统(71)通过电子的方式来控制。
36.一种车辆底盘(10)，包括结构框架(11)；具有车身连接部件和至少一个控制信号接收器接插件(91)的车身连接接口(87)，所述车身连接部件包括至少一个相对于所述结构框架(11)而安装的固定车身的承载连接件(89)，所述控制信号接收器接插件(91)构造成可传输非机械形式的控制信号；悬架系统(71)；至少三个相对于所述悬架系统(71)可旋转地安装的车轮(73，75，77，79)；制动系统(83)；转向系统(81)；包括内燃机(167)的能量转换系统(67)；和可操作地连接到所述能量转换系统(67)上的能量存储系统(69)；其中所述制动系统(83)、转向系统(81)和能量转换系统(67)可操作地连接到至少一个所述车轮(73，75，77，79)上，这些系统均可操作地连接到控制信号接收器接插件(91)上，并均构造成可对非机械的控制信号作出响应。
37.根据权利要求36所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件还包括至少一个电接插件(91)，所述能量转换系统(67)或能量存储系统(69)构造成可产生电能，并构造成可将电能发送给电接插件(91)。
38.根据权利要求37所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个控制信号接收器接插件包括电接插件(91)。
39.根据权利要求36所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车身连接部件仅包括电接插件(91)和固定车身的承载连接件(89)。
40.根据权利要求36所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述悬架系统(71)通过电子的方式来控制。
41.一种车辆底盘(10)，包括结构框架(11)；至少三个相对于所述结构框架(11)而安装的车轮(73，75，77，79)；可操作地连接到至少一个车轮上的经由电线的转向系统(81)；可操作地连接到至少一个车轮上的经由电线的制动系统(83)；包括有内燃机(167)并经由电线来控制的能量转换系统(67)，其可操作地连接到至少一个车轮上；以及刚性外壳(161)，其相对于所述结构框架来安装并构造成用作车辆地板。
42.根据权利要求41所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少一个相对于所述框架(11)而安装的固定车身的连接件(89)。
43.根据权利要求42所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)，其中所述转向系统(81)、制动系统(83)和能量转换系统(67)均可操作地连接到所述驾驶员操作的控制输入装置(177)上。
44.根据权利要求42所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括多个相对于所述刚性外壳(161)而安装的乘客座位连接件(175)。
45.根据权利要求44所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)，其中所述转向系统(81)、制动系统(83)和能量转换系统(67)均可操作地连接到所述至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)上。
46.根据权利要求45所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)可相对所述结构框架(11)运动。
47.根据权利要求41所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括所述至少三个车轮(73，75，77，79)安装于其上的悬架系统(71)，所述悬架系统(71)通过电线来控制。
48.根据权利要求41所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括带有燃料箱(171)的能量存储系统(69)。
49.一种车辆底盘(10)，包括结构框架(11)；相对于所述结构框架而安装的悬架系统(71)；至少三个相对于所述悬架系统可旋转地安装的车轮(73，75，77，79)；相对于所述结构框架(11)而安装的经由电线的制动系统(83)，其可操作地连接到至少一个所述车轮上；相对于所述结构框架而安装的转向系统(81)，其可操作地连接到至少一个所述车轮上；包括有内燃机(167)的能量转换系统(67)，其经由电线来控制并相对于所述结构框架而安装，并且可操作地连接到至少一个车轮上；和车身连接接口(87)，其具有至少一个车身连接部件，所述车身连接部件包括至少一个固定车身的承载连接件(89)。
50.根据权利要求49所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述转向系统(81)经由电线来控制。
51.根据权利要求49所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括能量存储系统(69)，所述能量存储系统(69)包括可操作地连接到所述能量转换系统(67)上的燃料箱(171)。
52.根据权利要求51所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述转向系统(81)经由电线来控制。
53.根据权利要求52所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括相对于所述结构框架(11)而安装的刚性外壳(161)，其构造成可用作车辆地板；和多个相对于所述结构框架(11)而安装的乘客座位连接件(175)。
54.根据权利要求53所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)；并且所述能量转换系统(67)、制动系统(83)和转向系统(81)均可操作地连接到所述至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)上。
55.根据权利要求54所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)可相对于所述结构框架(11)运动。
56.根据权利要求55所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述至少一个固定车身的承载连接件(89)是能够可松开地接合的。
57.一种车辆底盘(10)，包括结构框架(11)；相对于所述框架而安装的悬架系统(71)；至少三个相对于所述悬架系统(71)而安装的车轮(73，75，77，79)；可操作地连接到至少一个车轮上的转向系统(81)；可操作地连接到至少一个车轮上的经由电线的制动系统(83)；经由电线的能量转换系统(67)，其包括内燃机(167)并可操作地连接到至少一个车轮上；至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)；与所述框架相连的车身连接接口(87)，其包括多个固定车身的承载连接件(89)；以及刚性外壳(161)，其安装在所述结构框架之上并构造成可用作车辆地板表面；其中所述转向系统(81)、制动系统(83)和能量转换系统(67)可操作地连接到所述至少一个驾驶员操作的控制输入装置(177)上。
58.根据权利要求57所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述固定车身的承载连接件(89)相互间具有预定的空间关系，并且充分地暴露、定位且无遮挡，使得当相互间具有与所述车身连接部件相同的预定空间关系的互补式部件的车身(85)相对于所述车辆底盘(10)充分地定位时，各所述互补式部件(93)与承载机械连接件(89)相邻。
59.根据权利要求57所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述固定车身的承载连接件(89)可与车身(85)上的互补式部件(93)可松开地接合。
60.根据权利要求57所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述车辆底盘(10)还包括多个相对于所述框架(11)而安装的乘客座位连接件(175)。
61.根据权利要求60所述的车辆底盘(10)，其特征在于，所述控制输入装置(177)可相对于所述结构框架(11)运动。
全文摘要
一种车辆底盘(10)，其包括功能完备的车辆所必需的基本上所有的机械、电气和结构部件，至少包括能量转换系统(67)、转向系统(81)和制动系统(83)。底盘(10)构造成可与多种不同类型或风格的车身相配。采用了非机械的控制信号传输部件来代替各种现有技术中的驾驶员和受控系统之间的机械控制连接机构。还可实施燃料电池技术(125)。
文档编号B60W10/06GK1630594SQ02816500
公开日2005年6月22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