可扩展车辆系统的制作方法

可扩展车辆系统的制作方法
【专利摘要】可扩展车辆系统包括具有框架的基部单元、相对于框架旋转安装的第一轮子、和相对于框架安装的电池电动推进系统。可扩展车辆系统还包括第一扩充模块，第一扩充模块具有第一车辆本体部分和相对于该第一车辆本体部分安装的辅助动力单元。基部单元具有相对于框架安装的第一附连接口，第一扩充模块具有相对于第一车辆本体部分安装的第二附连接口。第一和第二附连接口构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第二附连接口彼此接合时，第一扩充模块和基部单元形成单个可驾驶单元。
【专利说明】可扩展车辆系统【技术领域】
[0001]本教导大致包括可选择性地扩展的可驾驶车辆。
【背景技术】
[0002]在不同情况下个人可能具有不同的灵活性需求。例如，个人可能在城市地区工作，且需要每天上下班。对于这些通勤需要，至少驾驶员可就座且具有在拥挤地区易于操纵和停放的小尺寸的燃料经济性车辆是理想的。在另一些情况下，驾驶员可能需要搭载一个或多个额外的乘客或货物，可能需要或期望更高性能的车辆，或可能需要行进比通常上班和下班更远的距离。在此以前，驾驶员必须使用针对这些情况的不同车辆。

【发明内容】

[0003]一种可扩展车辆系统，包括具有框架的基部单元、相对于框架旋转安装的第一轮子、和相对于框架安装的电池电动推进系统。可扩展车辆系统还包括第一扩充模块，第一扩充模块具有第一车辆本体部分和相对于该第一车辆本体部分安装的辅助动力单元。基部单元具有相对于框架安装的第一附连接口，第一扩充模块具有相对于第一车辆本体部分安装的第二附连接口。第一和第二附连接口构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第二附连接口彼此接合时，第一扩充模块和基部单元形成单个可驾驶(drivable)单元。
[0004]本教导的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本教导的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
【专利附图】

【附图说明】
[0005]图1是可扩展车辆系统的第一实施例的示意性侧视图，所述可扩展车辆系统包括基部单元，所述基部单元具有连接至其的第一扩充模块；
[0006]图2是图1的基部单元的示意性侧视图，所述基部单元具有连接至其的第二扩充模块；
[0007]图3是可扩展车辆系统的第二实施例的示意性侧视图，所述可扩展车辆系统包括基部单元，所述基部单元具有框架，处于收回位置；
[0008]图4是图3的基部单元的示意性侧视图，所述基部单元具有处于展开位置的框架和连接至其的扩充模块；
[0009]图5是可扩展车辆系统的第三实施例的基部单元的示意性侧视图；
[0010]图6是可扩展车辆系统的第三实施例的扩充模块的示意性侧视图；
[0011]图7是图6的扩充模块的示意性侧视图，其连接至图5的基部单元；
[0012]图8是可扩展车辆系统的第四实施例的示意性侧视图，所述可扩展车辆系统包括基部单元，所述基部单元具 有连接至其的第一扩充模块；
[0013]图9是图8的基部单元的示意性侧视图，所述基部单元具有连接至其的第二扩充模块；[0014]图10是可扩展车辆系统的第五实施例的示意性侧视图，所述可扩展车辆系统包括基部单元，所述基部单元具有连接至其的扩充模块；
[0015]图11是图10的基部单元和扩充模块的示意图，包括相应的转向和制动系统；
[0016]图12是可扩展车辆系统的第六实施例的示意性侧视图，所述可扩展车辆系统包括基部单元，所述基部单元具有连接至其的扩充模块；
[0017]图13是图12的基部单元和扩充模块的示意图，包括相应的转向和制动系统。【具体实施方式】
[0018]参考图1和2，可扩展车辆系统10包括基部单元12，所述基部单元包括车辆本体部分14。本体部分14包括用作框架16的结构。在这里使用时，“框架”可包括提供结构整体性的结构，且可以是车辆本体的一部分。基部单元12包括两个前轮18(仅其中一个前轮在图1中示出)，所述前轮相对于框架16可旋转地安装。基部单元12的本体部分14部分地限定内部舱22，所述内部舱在本体部分14的向后端部处具有开口 26。基部单元12包括驾驶员座位28，驾驶员座位布置在内部舱22内且安装至本体部分14。基部单元12还包括实现驾驶性能的其他系统(未示出)，诸如转向系统和制动系统。
[0019]基部单元12还包括第一附连接口 30，该第一附连接口相对于框架16在本体部分14的向后端部处邻近开口 26安装；所述实施例中的第一附连接口 30包括至少一个机械紧固元件32。
[0020]可扩展车辆系统10还包括两个后部模块，或扩充模块，所述模块可选择性地且可释放地接合在第一附连接口 30处。更具体地，可扩展车辆系统10包括第一扩充模块(在图2中34处示出)和第二扩充模块(在图1中34A处示出)。具体参考图2，第一扩充模块34包括车辆本体部分42。第一扩充模块34还包括第二附连接口 36，第二附连接口安装至本体部分42 ;在所述实施例中，第二附连接口 36包括机械紧固元件38，机械紧固元件选择性地且可释放地与第一附连接口 30的紧固元件32接合，以将第一扩充模块34连接至基部单元12，使得第一扩充模块34和基部单元12形成单个可驾驶单元40，如图2所示。在所述实施例中，紧固元件32、38将基部单元12与第一扩充模块34刚性地互连。
[0021]机械紧固元件32、38在要求保护的发明的范围内可具有许多不同构造。例如，机械紧固元件32、38可以是栓锁，紧固元件38可以是可释放地接合栓锁的撞针，紧固元件32可以是带螺纹的紧固件，且紧固元件38可以是具有孔的突出部，带螺纹的紧固件延伸通过所述孔(螺母随后会接合带螺纹的紧固件以固定突出部)等。
[0022]第一扩充模块34包括本体部分42，该本体部分限定内部舱46，内部舱在邻近紧固元件38的本体部分42的向前端部处具有开口 50。当扩充模块34经由紧固元件32、38(即，第一和第二附连接口 30、36)安装至本体部分14时，内部舱22的开口 26邻近内部舱46的开口 50，且内部舱22、46配合以形成一个连续的舱54。扩充模块34具有两个轮子58(图2中仅示出其中一个)，所述轮子可旋转地连接至扩充模块34。扩充模块34的轮子58形成可驾驶单元40的后轮。
[0023]所述实施例中的基部单元12包括相对于框架16安装的电池电动动力传动系或推进系统62。电池电动推进系统包括电马达66，电马达操作地连接至能量存储装置，诸如电池70。当在这里使用时，“电池电动推进系统”或“电池电动动力传动系”包括电池或其他电能存储装置和电马达，电马达操作地连接至电池，以从其接收电能；马达操作地连接至车辆轮子18、58中的至少一个，以将扭矩传递到所述轮子，以及由此推进车辆系统10。
[0024]第一扩充模块34还包括辅助动力单元78，其相对于第一车辆本体部分42安装。当在这里使用时，“辅助动力单元”是产生动力以推进车辆系统10的任何装置。辅助动力单元78的例子包括扭矩产生装置，诸如内燃发动机，其传递扭矩至轮子18、54中的至少一个。要求保护的本发明的范围内的其他辅助动力单元78可产生电能来为电马达66供电或为电池70再充电，诸如与发电机结合的内燃发动机，或燃料单元。相应地，接口 30、36可包括电接口(未示出)以将控制信号传递至辅助动力单元78或将电能从辅助动力单元78传递至电池70和/或马达66。
[0025]具体参考图1，第二扩充模块34A包括本体部分42A。第二扩充模块34A还包括第三附连接口 36A，第三附连接口相对于本体部分42A安装；在所述实施例中，第三附连接口36A包括机械紧固元件38，机械紧固元件选择性地且可释放地与第一附连接口 30的紧固元件32接合，以将第二扩充模块34A刚性地连接至基部单元12，使得基部单元12和第二扩充模块34A形成单个可驾驶单元40A。
[0026]第二扩充模块34A包括本体部分42A，该本体部分限定内部舱46A，内部舱在邻近紧固元件38的本体部分42A的向前端部处具有开口 50A。当第二扩充模块34A经由紧固元件32、38安装至基部单元12时，内部舱22的开口 26邻近内部舱46A的开口 50A，且内部舱
22、46A配合以形成一个连续的舱54A。第二扩充模块34A具有旋转地连接至其的两个轮子58。当第二扩充模块34A附连至本体部分14时，第二扩充模块34A的轮子58形成可驾驶单元40A的后轮。
[0027]参考图1和2，第二扩充模块34A的内部舱46A比第一扩充模块34的内部舱46更短且更小，且因此当第二扩充模块34A附连至基部单元12时形成的内部舱54A比当第一扩充模块34附连至基部单元12时形成的内部舱54更短且更小。第二扩充模块34A特征是没有辅助动力单元78，且因此可驾驶单元40A是紧凑的电动车辆。相应地，第二扩充模块34A例如可用于一个或两个人的通勤短距离。
[0028]当车辆系统10的用户期望额外的货物空间、乘客容量和/或在为电池再充电之前的行驶里程时，用户可将第二扩充模块34A从基部单元12移除(通过将第三附连接口 36A的紧固元件38从第一附连接口 30的紧固元件32脱离)，且随后将第二附连接口 36的紧固元件38与第一附连接口 30的紧固元件32接合，以将第一扩充模块34附连至基部单元12。与第二扩充模块34A相比，第一扩充模块34提供增加的货物空间和/或乘客容量，且辅助动力单元78将附加动力和或行驶里程提供给车辆系统10。当车辆系统10的用户期望紧凑的纯电动车辆时，则用户可将第一扩充模块34从基部单元12断开连接，且随后将第二扩充模块34A连接至基部单元12。在所述实施例中，第一扩充模块34具有至少一个乘客座位74，其安装至本体部分42并布置在内部舱46内。
[0029]因此，可扩展车辆系统10包括具有框架16的基部单元12、可相对于框架16旋转安装的第一轮子18、和相对于框架16安装的电池电动推进系统62。第一扩充模块34具有第一车辆本体部分42和相对于该第一车辆本体部分42安装的辅助动力单元78。基部单元12具有相对于框架16安装的第一附连接口 30，第一扩充模块34具有相对于第一车辆本体部分42安装的第二附连接口 36。第一和第二附连接口 30、36构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第二附连接口彼此接合时，第一扩充模块34和基部单元12形成单个可驾驶单元40。
[0030]基部单元12包括相对于框架16安装的第二车辆本体部分14。第一车辆本体部分42限定具有第一开口 50的第一内部舱46。第二车辆本体部分14限定具有第二开口 26的第二内部舱22。第一附连接口 30相对于第二本体部分14定位，且第二附连接口 36相对于第一本体部分42定位，使得，当第一和第二附连接口 30、36彼此接合时，第一和第二内部舱46、22是连续的。
[0031]车辆系统10还包括第二扩充模块34A，第二扩充模块具有第三车辆本体部分42A和第三附连接口 36A，第三附连接口相对于第三车辆本体部分42A安装。第一和第三附连接口 30、36A构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第三附连接口 30、36A彼此接合时，第二扩充模块34A和基部单元12形成单个可驾驶单元40A。
[0032]第三车辆本体部分42A限定具有第三开口 50A的第三内部舱46A。第一附连接口30相对于第二本体部分14定位，且第三附连接口 36A相对于第三本体部分42A定位，使得，当第一和第三附连接口 30、36A彼此接合时，第三和第二内部舱46A、22是连续的。第三内部舱46A小于第一内部舱46。
[0033]参考图3和4，相同的附图标记指向图1和2的相同部件，可扩展车辆系统110包括具有框架116的基部单元112、可相对于框架116旋转安装的第一轮子(前轮120)和第二轮子(后轮124)、和相对于框架116安装的电池电动推进系统62。图3和4中仅示出一个前轮120和一个后轮124 ;基部单元可包括至少一个其他前轮和后轮。
[0034]电池电动推进系统62包括马达66，所述马达操作地连接至轮子120、124中的至少一个，以将扭矩传递至其。电池70操作地连接至马达66，以将电能传递至其。所述实施例中的基部单元112包括本体部分114，该本体部分限定内部舱122，所述内部舱在本体部分114的向后端部处具有开口 126。基部单元112还包括车辆本体闭合件127，所述车辆本体闭合件构造为选择性地遮住开口 126。在所述实施例中，闭合件127是后部提升门，其可在闭合位置(如图3所示)和打开位置(如图4所示)之间选择性地移动，在闭合位置，所述提升门大致是垂直的且遮住开口 126，在打开位置，所述提升门是大致水平的且不遮住开口126。在所述实施例中，闭合件127可绕铰接部129枢转，所述铰接部将闭合件127和本体部分114互连。基部单元112包括驾驶员座位128，驾驶员座位布置在内部舱122内且安装至本体部分114。基部单元112还包括实现驾驶性能的其他系统(未示出)，诸如转向系统和制动系统。
[0035]基部单元112还包括第一附连接口 130，该第一附连接口相对于框架116邻近在本体部分114的向后端部处的开口 126安装；所述实施例中的第一附连接口 130包括至少一个机械紧固元件132。在所述实施例中，紧固元件132中的一个安装至本体114,紧固元件132中的一个安装至框架116。
[0036]框架116包括第一框架部分180和第二框架部分184。第二框架部分184相对于第一框架部分180可选择性地移动，以改变框架116的长度。在所述实施例中，第一框架部分180是第一导轨，第二框架部分是第二导轨。第一导轨180限定通道(未示出)，第二导轨184可在该通道中相对于第一导轨180选择性地滑动。第二导轨184在图3中示出为处于收回位置，在图4中示出为处于展开位置。在收回位置中，第二导轨184不从第一导轨180向外展开直到其处于展开位置。如在图3和4中看到的，框架116的长度因此取决于第二导轨184相对于第一导轨180的位置。所述实施例中的框架116包括完全相同的一组导轨(未不出)，其平行于第一和第二导轨180、184,且通过横向构件(未不出)连接至第一和第二导轨。
[0037]前轮120相对于第一导轨180安装,后轮124相对于第二导轨184安装。相应地，第二导轨184相对于第一导轨180的运动改变基部单元112的轮距，如图3和4所示。
[0038]当第二导轨184处于收回位置时，基部单元112是紧凑的电池电动车辆。当第二导轨184处于展开位置时，扩充模块134可附连至基部单元112，以提供额外的货物空间、乘客容量、动力、和/或行驶里程，如图4所示。更具体地，扩充模块134包括车辆本体部分142。扩充模块134还包括第二附连接口 136，第二附连接口安装至本体部分142 ;在所述实施例中，第二附连接口 136包括机械紧固元件138，机械紧固元件选择性地且可释放地与第一附连接口 112的紧固元件132接合，以将扩充模块134连接至基部单元112，使得扩充模块134和基部单元112形成单个可驾驶单元140，如图4所示。在所述实施例中，紧固元件132、138将基部单元112与扩充模块134刚性地互连。
[0039]机械紧固元件132、138在要求保护的发明的范围内可具有许多不同构造。例如，机械紧固元件132、138可以是栓锁，紧固元件138可以是可释放地接合栓锁的撞针，紧固元件132可以是带螺纹的紧固件，且紧固元件138可以是具有孔的突出部，带螺纹的紧固件延伸通过所述孔(螺母则会接合带螺纹的紧固件以固定突出部)等。
[0040]扩充模块134的本体部分142限定内部舱146，所述内部舱在本体部分142的向前端部具有开口 150。内部舱122的开口 126邻近内部舱146的开口 150，且当扩充模块134经由紧固元件132、138 (即，第一和第二附连接口 130、136)安装至基部单元112的本体部分114时，内部舱122、146配合以形成一个连续的舱154。因此，第一附连接口 130相对于本体部分114定位，且第二附连接口 136相对于本体部分142定位，使得，当第一和第二附连接口 130、136彼此接合时，第一和第二内部舱146、122是连续的。应注意到，当扩充模块134连接至基部单元112时，闭合件127处于打开位置，且因此不遮挡开口 126。处于打开位置的闭合件127可由本体部分142的顶盖支撑，或连接至本体部分142的顶盖，如图4所
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[0041]扩充模块134还包括辅助动力单元78，相对于第一车辆本体部分142安装。辅助动力单元78可以是内燃发动机，其传递扭矩至轮子120、124中的至少一个。辅助动力单元78可还产生电能以为电马达66供电或为电池70再充电，诸如与发电机结合的内燃发动机，或燃料单元。相应地，接口 130、136可包括电接口，以将控制信号从基部单元传递至辅助动力单元78或将电能从辅助动力单元78传递至基部单元112中的电池70和/或马达112。
[0042]当车辆系统110的用户期望额外的货物空间、乘客容量和/或在为电池再充电之前的行驶里程时，用户可展开基部单元112的框架116(通过使第二导轨184相对于第一导轨180向后滑动)，打开闭合件127，且随后将第二附连接口 136的紧固元件138与第一附连接口 130的紧固元件132接合，以将扩充模块134附连至基部单元112。扩充模块134为基部单元112提供增加的货物空间和/或乘客容量，且辅助动力单元78将附加动力和或行驶里程提供给车辆系统110。当车辆系统110的用户期望紧凑的纯电动车辆时，则用户可将扩充模块134从基部单元112断开连接，且随后将第二导轨184相对于第一导轨180向前移动(至收回位置)。基部单元112则可作为紧凑的电池电动车辆驾驶。在所述实施例中，扩充模块134具有至少一个乘客座位174，其安装至本体部分142并布置在内部舱146内。
[0043]参考图5，其中，相同的附图标记指向图1-4的相同部件，可扩展车辆系统210包括具有框架216的基部单元212、可相对于框架216旋转安装的第一轮子220 (前轮)和第二轮子(后轮224)、和相对于框架216安装的电池电动推进系统62。图5中仅示出一个前轮220和一个后轮224 ;基部单元212可包括至少一个其他前轮和后轮。
[0044]电池电动推进系统62包括马达66，所述马达操作地连接至轮子220、224中的至少一个，以将扭矩传递至其。电池70操作地连接至马达66，以将电能传递至其。基部单元212包括本体部分214，该本体部分限定内部舱222，所述内部舱在本体部分214的向后端部处具有开口 226。基部单元212还包括车辆本体闭合件227，所述车辆本体闭合件构造为选择性地遮住开口 226。在所述实施例中，闭合件227是后部提升门，其可在闭合位置(如图5所示)和打开位置(如图7所示)之间选择性地移动，在闭合位置，所述提升门大致是垂直的且遮住开口 226，在打开位置，所述提升门是大致水平的且不遮住开口 226。在所述实施例中，闭合件227可绕铰接部229枢转，所述铰接部将闭合件227和本体部分214互连。基部单元212包括驾驶员座位228，驾驶员座位布置在内部舱222内且安装至本体部分214。基部单元212还包括实现驾驶性能的其他系统(未示出)，诸如转向系统和制动系统。
[0045]基部单元212还包括第一附连接口 230，该第一附连接口相对于框架216在本体部分214的向后端部处邻近开口 226安装；所述实施例中的第一附连接口 230包括至少一个机械紧固元件232。
[0046]基部单元212是紧凑的电池电动车辆。扩充模块(在图6和7中的234处示出)可附连至基部单元212，以提供额外的货物空间、乘客容量、动力、和/或行驶里程，如图7所示。具体参考图6，其中，相同的附图标记指向图1-5的相同部件，扩充模块234包括车辆本体部分242。扩充模块234还包括第二附连接口 236，第二附连接口安装至本体部分242 ；在所述实施例中，第二附连接口 236包括机械紧固元件238，机械紧固元件选择性地且可释放地与第一附连接口 230的紧固元件232接合，以将扩充模块234连接至基部单元212，使得扩充模块234和基部单元212形成单个可驾驶单元240，如图7所示。在所述实施例中，紧固元件232、238将基部单元212与扩充模块234刚性地互连。
[0047]机械紧固元件232、238在要求保护的发明的范围内可具有许多不同构造。例如，机械紧固元件232、238可以是栓锁，紧固元件238可以是可释放地接合栓锁的撞针，紧固元件232可以是带螺纹的紧固件，且紧固元件238可以是具有孔的突出部，带螺纹的紧固件延伸通过所述孔(螺母随后会接合带螺纹的紧固件以固定突出部)等。
[0048]扩充模块234的本体部分242部分地限定内部舱246，所述内部舱在本体部分242的向前端部具有开口 250。当扩充模块234经由紧固元件232、238 (即，第一和第二附连接口 230、236)安装至基部单元212的本体部分214时，内部舱222的开口 226邻近内部舱246的开口 250，且内部舱222、246配合以形成一个连续的舱254。因此，第一附连接口 230相对于本体部分214定位，且第二附连接口 236相对于本体部分242定位，使得，当第一和第二附连接口 230、236彼此接合时，第一和第二内部舱246、222是连续的。应注意到，当扩充模块234连接至基部单元212时，闭合件227处于打开位置，且因此不遮挡开口 226。处于打开位置的闭合件227可由本体部分242的顶盖支撑，或连接至本体部分142的顶盖，如图7所示。
[0049]扩充模块234包括至少一个轮子280，其相对于本体部分242安装。基部单元的后轮224可选择性地收回；在图5中，轮子224示出为处于展开位置，在展开位置，轮子224在地上可旋转地支撑基部单元212，且在展开位置中，轮子224使得基部单元212能够在没有扩充模块234的情况下操作为全功能车辆。在图7中，轮子224示出为相对于框架216处于收回位置，在收回位置，轮子224不接触地面。扩充模块234的轮子280则形成可驾驶单元240的后轮。
[0050]扩充模块234还包括辅助动力单元78，相对于车辆本体部分242安装。辅助动力单元78可以是内燃发动机，其传递扭矩至轮子220、280中的至少一个。辅助动力单元78可还产生电能以为电马达66供电或为电池70再充电，诸如与发电机结合的内燃发动机，或燃料单元。相应地，接口 230、236可包括电接口(未示出)，以将控制信号从基部单元传递至辅助动力单元78或将电能从辅助动力单元78传递至基部单元212中的电池70和/或马达 212。
[0051]当车辆系统210的用户期望额外的货物空间、乘客容量和/或在为电池再充电之前的行驶里程时，用户可打开闭合件227，且随后将第二附连接口 236的紧固元件238与第一附连接口 230的紧固元件232接合，以将扩充模块234附连至基部单元212。在扩充模块234连接至基部单元212之后，轮子224则可收回。扩充模块234为基部单元212提供增加的货物空间和/或乘客容量，且辅助动力单元78将附加动力和或行驶里程提供给车辆系统210。当车辆系统210的用户期望紧凑的纯电动车辆时，则用户可将轮子224展开至图5中所示的位置，随后将扩充模块234从基部单元12断开连接，且随后将闭合件227移动至闭合位置。基部单元212则可作为紧凑的电池电动车辆驾驶。在所述实施例中，扩充模块234具有至少一个乘客座位274，安装至本体部分242并布置在内部舱246内。
[0052]参考图8和9，相同的附图标记指向图1-7的相同部件，可扩展车辆系统310包括具有框架316的基部单元312、可相对于框架316旋转安装的前轮318、可相对于框架316旋转安装的后轮320、和相对于框架316安装的电池电动推进系统62。框架316是底盘框架，构造用于本体在框架上的车辆架构。所述实施例中的基部单元312不包括限定内部舱的车辆本体或本体部分。基部单元312还包括转向系统(未示出)和制动系统(未示出)。
[0053]基部单元312具有相对于框架316安装的第一附连接口 330。在所述实施例中，第一附连接口 330包括机械紧固件，且更具体地，机械紧固件是车辆本体安装件332。可扩展车辆系统310还包括两个后部模块，或扩充模块，所述模块可选择性地且可释放地接合在第一附连接口 330处。更具体地，可扩展车辆系统310包括第一扩充模块(在图9中334处示出)和第二扩充模块(在图8中334A处示出)。
[0054]具体参考图9，第一扩充模块334包括车辆本体部分342。将注意到，在此使用时，“本体部分”可包括整个本体或其较小部分。本体部分342是整个或大致整个车辆本体。第一扩充模块334还包括第二附连接口 336，第二附连接口安装至本体部分342 ;在所述实施例中，第二附连接口 336包括机械紧固元件338，机械紧固元件选择性地且可释放地与第一附连接口 330的本体安装件332接合，以将第一扩充模块334连接至基部单元312，使得第一扩充模块334和基部单元312形成单个可驾驶单元340，如图9所示。
[0055]第一扩充模块334的本体部分342限定内部舱346。相对于框架16安装的电池电动动力传动系和推进系统62包括电马达66，电马达操作地连接至能量存储装置，诸如电池70。马达66操作地连接至车辆轮子318、320中的至少一个，以将扭矩传递到所述轮子，以及由此推进车辆系统310。
[0056]第一扩充模块334还包括辅助动力单元78，相对于第一车辆本体部分342安装。当在这里使用时，“辅助动力单元”是产生动力以推进车辆系统310的任何装置。辅助动力单元78的例子包括扭矩产生装置，诸如内燃发动机，其传递扭矩至轮子318、320中的至少一个。要求保护的本发明的范围内的其他辅助动力单元78可产生电能以为电马达66供电或为电池70再充电，诸如与发电机结合的内燃发动机，或燃料单元。相应地，接口 330、336可包括电接口，以将控制信号传递至辅助动力单元78或将电能从辅助动力单元78传递至电池70和/或马达66。
[0057]再次参考图8，第二扩充模块334A包括本体部分342A。第二扩充模块334A还包括第三附连接口 336A，第三附连接口相对于本体部分342A安装；在所述实施例中，第三附连接口 336A包括机械紧固元件338，机械紧固元件选择性地且可释放地与第一附连接口 330的本体安装件332接合，以将第二扩充模块334A刚性地连接至基部单元312，使得基部单元312和第二扩充模块334A形成单个可驾驶单元340A。本体部分342A是整个或大致整个车辆本体。
[0058]本体部分342A限定内部舱346A。参考图8和9，第二扩充模块334A的内部舱346A比第一扩充模块334的内部舱346更短且更小，第二扩充模块334A特征是没有辅助动力单元78，且因此可驾驶单元340A是紧凑的电动车辆。相应地，第二扩充模块334A例如可用于一个或两个人的通勤短距离。第二扩充模块334A包括驾驶员座位328。
[0059]当车辆系统310的用户期望额外的货物空间、乘客容量和/或在为电池再充电之前的行驶里程时，用户可将第二扩充模块334A从基部单元312移除(通过将第三附连接口336A的紧固元件338从第一附连接口 330的紧固元件332脱离)，且随后将第二附连接口336的紧固元件338与第一附连接口 330的紧固元件332接合，以将第一扩充模块334附连至基部单元312。与第一扩充模块334A相比，第一扩充模块334提供增加的货物空间和/或乘客容量，且辅助动力单元78将附加动力和或行驶里程提供给车辆系统310。当车辆系统310的用户期望紧凑的纯电动车辆时，则用户可将第一扩充模块334从基部单元312断开连接，且随后将第二扩充模块334A连接至基部单元312。在所述实施例中，第一扩充模块334具有驾驶员座位328和至少一个乘客座位374，安装至本体部分342并布置在内部舱346 内。
[0060]相应地，基部单元312是底盘，该底盘包括相对于框架316安装的至少三个轮子318,320ο框架316特征是上部面380。第一附连接口 330包括本体安装件332，本体安装件暴露在上部面380处，且第一车辆本体部分342是整个车辆本体。第二扩充模块334Α具有第二车辆本体部分342Α和第三附连接口 336Α，第三附连接口相对于第三车辆本体部分342Α安装。第一和第三附连接口 330、336Α构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第三附连接口 330、336Α彼此接合时，第一扩充模块334Α和基部单元312形成单个可驾驶单元340Α。第二扩充模块334Α特征是没有辅助动力单元78。
[0061]参考图10和11，相同的附图标记指向图1-9的相同部件，可扩展车辆系统410包括具有框架416的基部单元412、可相对于框架416旋转安装的前轮418、可相对于框架416旋转安装的后轮420、和相对于框架416安装的电池电动推进系统(在图11中462处示出)。基部单元412包括相对于框架416安装的本体部分414。本体部分342A限定内部舱346A。座位428相对于本体部分414安装，且布置在内部舱422内。
[0062]基部单元412包括转向系统430和制动系统432。相应地，通过车辆本体、推进系统462、转向系统430和制动系统432，基部单元412形成紧凑的电动车辆，其在没有扩充模块的情况下可驾驶且可独立于扩充模块驾驶。转向系统430和制动系统432是“通过线路控制的(by wire)”，S卩，它们可经由电子或其他非机械控制信号控制。具体参考图11，转向系统430包括转向输入装置436，诸如方向盘，其可被人类车辆驾驶员操纵，以控制转向系统430。例如，人类车辆驾驶员通过改变方向盘的角位置和方向盘的角速度将机械驾驶信号输入到转向系统430。转向传送器438检测方向盘的角位置和方向盘的角速度，并将这些机械转向信号转换为电子或其他非机械转向输入信号440。转向传送器438操作地连接至控制单元442，并将转向输入信号440传递至控制单元442。控制单元通常包括微处理器、ROM和RAM，以及合适的已知类型的输入和输出电路，用于接收各输入信号和用于将各控制命令输出至促动器。
[0063]控制单元442结合各传感器信号并根据预定算法处理转向输入信号440，以产生转向促动器控制信号446。控制单元442操作地连接至转向促动器448，并向其传递转向促动器控制信号446。转向促动器448可操作地连接至前轮418，并构造为响应于来自控制单元442的控制信号446来调整前轮418的转向角。线控系统中的促动器将电子(或其他非机械)控制信号转换为机械动作或响应于控制信号以另外的方式影响系统的行为。可用在线控系统中的促动器的例子包括机电促动器，诸如电动伺服马达、平移和旋转螺线管、磁流变促动器、电液力促动器、和电流变促动器。本领域技术人员将认识到并理解调整转向角的机构。在一个实施例中，转向促动器448是构造为调整机械转向齿条的电驱动马达。
[0064]类似地，制动系统432包括制动输入装置450，诸如制动踏板，其可被人类车辆驾驶员操纵，以控制制动系统432。例如，人类驾驶员通过改变制动踏板相对于本体部分414的位置和制动踏板相对于本体部分414的速度来将机械制动信号输入至制动系统432。制动传送器452检测制动踏板相对于本体部分414的位置和制动踏板相对于本体部分414的速度，并将这些机械制动信号转换为电子或其他非机械制动输入信号454。制动传送器452操作地连接至控制单元442，并将制动输入信号454传递至控制单元442。
[0065]控制单元442结合各传感器信号并根据预定算法处理制动输入信号454，以产生制动促动器控制信号456。控制单元442操作地连接至制动促动器458，并向其传递制动促动器控制信号456。制动促动器458构造为响应于制动促动器控制信号456减少轮子418、420的角速度。本领域技术人员将认识到制动促动器458作用于轮子418、420的方式。典型地，促动器引起摩擦元件诸如垫和盘式转子之间的接触。可选地，电马达可用作再生制动系统中的制动促动器。
[0066]图10和11的实施例中的推进系统462包括线控控制(by-wire control)。推进系统462包括推进系统输入装置464，诸如加速器踏板，其可被人类车辆驾驶员操纵，以控制推进系统462。例如，人类驾驶员通过改变加速器踏板相对于本体部分414的位置和加速器踏板相对于本体部分414的速度来将机械制动信号输入至推进系统462。推进传送器466检测加速器踏板相对于本体部分414的位置和加速器踏板相对于本体部分414的速度，并将这些机械推进信号转换为电子或其他非机械推进输入信号468。推进传送器466操作地连接至控制单元442，并将推进输入信号468传递至控制单元442。
[0067]控制单元442结合各传感器信号和根据预定算法处理推进输入信号468，以产生推进促动器控制信号470。控制单元442操作地连接至马达66，并向其传递推进控制信号470。马达66响应推进控制信号470，以改变由马达66施加至轮子418、420的功率和扭矩的量。马达66操作地连接至电池70，以从其接收电能。
[0068]可扩展车辆系统410还包括具有本体部分474的扩充模块434、可相对于本体部分474旋转安装的前轮478、和可相对于本体部分474旋转安装的后轮482。本体部分474限定内部舱484。座位486相对于本体部分474安装，且布置在内部舱484内。
[0069]扩充模块434包括转向系统530、制动系统532和推进系统562。相应地，通过车辆本体474、推进系统562、转向系统530和制动系统532，扩充模块434形成在没有基部单元412的情况下可独立驾驶的车辆。
[0070]转向系统530和制动系统532是“线控的”，即，它们可经由电子或其他非机械控制信号控制。具体参考图11，转向系统530包括转向输入装置536，诸如方向盘，其可被人类车辆驾驶员操纵，以控制转向系统530。例如，人类车辆驾驶员通过改变方向盘的角位置和方向盘的角速度而将机械驾驶信号输入到转向系统530。转向传送器538检测方向盘的角位置和方向盘的角速度，并将这些机械转向信号转换为电子或其他非机械转向输入信号540。转向传送器538操作地连接至控制单元542，并将转向输入信号540传递至控制单元542。控制单元通常包括微处理器、ROM和RAM，以及合适的已知类型的输入和输出电路，用于接收各输入信号和用于将各控制命令输出至促动器。
[0071]控制单元542结合各传感器信号并根据预定算法处理转向输入信号540，以产生转向促动器控制信号546。控制单元542操作地连接至转向促动器548，并向其传递转向促动器控制信号546。转向促动器548可操作地连接至前轮478，并构造为响应于来自控制单元542的控制信号546来调整前轮478的转向角。
[0072]类似地，制动系统532包括制动输入装置550，诸如制动踏板，其可被人类车辆驾驶员操纵，以控制制动系统532。例如，人类驾驶员通过改变制动踏板相对于本体部分474的位置和制动踏板相对于本体部分474的速度来将机械制动信号输入至制动系统532。制动传送器552检测制动踏板相对于本体部分474的位置和制动踏板相对于本体部分474的速度，并将这些机械制动信号转换为电子或其他非机械制动输入信号554。制动传送器552操作地连接至控制单元542，并将制动输入信号554传递至控制单元542。
[0073]控制单元542结合各传感器信号并根据预定算法处理制动输入信号554，以产生制动促动器控制信号556。控制单元542操作地连接至制动促动器558，并向其传递制动促动器控制信号556。制动促动器558构造为响应于制动促动器控制信号556减少轮子478、482的角速度。
[0074]图10和11的实施例中的推进系统562包括线控控制。推进系统562包括推进系统输入装置564，诸如加速器踏板，其可被人类车辆驾驶员操纵，以控制推进系统562。例如,人类驾驶员通过改变加速器踏板相对于本体部分414的位置和加速器踏板相对于本体部分474的速度来将机械制动信号输入至推进系统562。推进传送器566检测加速器踏板相对于本体部分474的位置和加速器踏板相对于本体部分474的速度，并将这些机械推进信号转换为电子或其他非机械推进输入信号568。推进传送器566操作地连接至控制单元542，并将推进输入信号568传递至控制单元542。
[0075]控制单元542结合各传感器信号和根据预定算法处理推进输入信号568，以产生推进促动器控制信号570。控制单元542操作地连接至电马达572，并向其传递推进控制信号570。马达572响应推进控制信号570，以改变由马达572施加至轮子478、482的功率和扭矩的量。马达572操作地连接至电池574，以从其接收电能。
[0076]推进系统562还包括发电子系统,在所述实施例中，发电子系统是发动机576,其操作地连接至发电机578。发电机578操作地连接至电池574和马达572，以向其选择性地传递电能。
[0077]基部单元412包括相对于框架416安装的第一附连接口 630。扩充模块434包括第二附连接口 636，第二附连接口相对于本体部分474安装。第一和第二附连接口 630、636构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第二附连接口 630、636彼此接合时，扩充模块474和基部单元412形成单个可驾驶单元40A。
[0078]在图10和11的实施例中，第一接口 630是至少一个电连接器638，所述电连接器操作地连接至控制单元442、电池70、和马达66，诸如通过电线。第二接口 636是至少一个电连接器640，所述电连接器连接至控制单元542和发电机578，诸如通过电线。当电连接器638与电连接器640接合时，来自控制单元442的控制信号642可通过连接器638、640传递至控制单元542。类似地，当电连接器638与电连接器640接合时，电能644可通过电连接器638、640从发电机578传递至电池70和马达66。
[0079]推进系统562因此是辅助动力单元，其可补充基部单元412的能量需求。来自基部单元412的控制信号642控制延伸单元434的推进系统562、制动系统532和转向系统530。控制单元442构造为响应来自输入装置436、450、464的输入而产生控制信号642，使得延伸单元434跟随基部单元412并保持在基部单元412的预定范围内(部分地通过连接电连接器640和本体474的柔性电线646的长度确定)。以该方式，基部单元412和扩充模块434形成单个可驾驶单元580。应注意到，接口 630、636在基部单元412和延伸单元434之间不传递显著的机械力；而是，当接口 630、636彼此接合时，仅电能和非机械(电)控制信号在基部单元412和扩充模块434之间被传递。
[0080]参考图12和13，相同的附图标记指向图1-11的相同部件，可扩展车辆系统710大致等于图10和11的可扩展车辆系统410，除了接口 730、736。基部单元412的接口 730相对于框架416安装，并包括无线收发器740 (发射器/接收器)，所述收发器构造为将来自基部单元412的无线控制信号发送至扩充模块434。扩充模块434的接口 736相对于本体部分474安装，并包括收发器744，所述收发器构造为接收无线信号742。收发器740操作地连接至控制单元442以从其接收控制信号642，以及将控制信号642转换为无线信号742。收发器744操作地连接至控制单元542，并将无线控制信号转换回电子控制信号642，所述电子控制信号被传递至控制单元542。
[0081]接口 736和接口 730还包括相应的电感耦合器750。接口 730的电感耦合器750操作地连接至马达66和电池70。接口 736的电感耦合器750操作地连接至发电机578。相应地，接口 730、736提供从扩充模块434的发电机578至基部单元412的推进系统462的
无线功率传输。[0082]应注意到，在图12和13的实施例中，接口 730、736特征是，当接口 730、736彼此接合以形成单个可驾驶单元780时，在基部单元412和扩充模块434之间没有任何物理连接。
[0083]尽管已经对执行本教导的许多方面的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实践本教导的许多替换方面。
[0084]相关申请的交叉引用
[0085]本申请是2012年3月16日提交的美国专利申请N0.13/421，923以及2012年5月9日提交的美国专利申请N0.13/467, 521的部分继续申请，两者再次通过参考被全部并入。
【权利要求】
1.一种可扩展车辆系统，包括: 具有框架的基部单元、相对于框架可旋转地安装的第一轮子、和相对于框架安装的电池电动推进系统； 第一扩充模块，具有第一车辆本体部分和相对于该第一车辆本体部分安装的辅助动力单元； 其中，基部单元具有相对于框架安装的第一附连接口，第一扩充模块具有相对于第一车辆本体部分安装的第二附连接口； 其中，第一和第二附连接口构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第二附连接口彼此接合时，第一扩充模块和基部单元形成单个可驾驶单元。
2.如权利要求1所述的可扩展车辆系统，其中，基部单元包括相对于框架安装的第二车辆本体部分； 其中，第一车辆本体部分限定具有第一开口的第一内部舱； 其中，第二车辆本体部分限定具有第二开口的第二内部舱；且 其中，第一附连接口相 对于第二车辆本体部分定位，且第二附连接口相对于第一车辆本体部分定位，使得，当第一和第二附连接口彼此接合时，第一和第二内部舱是连续的。
3.如权利要求2所述的可扩展车辆系统，进一步包括第二扩充模块，所述第二扩充模块具有第三车辆本体部分和相对于该第三车辆本体部分安装的第三附连接口 ； 其中，第一和第三附连接口构造为选择性地且可释放地彼此接合，使得当第一和第三附连接口彼此接合时，第二扩充模块和基部单元形成单个可驾驶单元。
4.如权利要求3所述的可扩展车辆系统，其中，第三车辆本体部分限定具有第三开口的第三内部舱； 其中，第一附连接口相对于第二车辆本体部分定位，且第三附连接口相对于第三车辆本体部分定位，使得，当第一和第三附连接口彼此接合时，第三和第二内部舱是连续的；且 其中，第三内部舱小于第一内部舱。
5.如权利要求2所述的可扩展车辆系统，其中，第一扩充模块包括第二轮子，所述第二轮子相对于第一车辆本体部分安装。
6.如权利要求5所述的可扩展车辆系统，其中，基部单元包括第三轮子，所述第三轮子可选择性地收回。
7.如权利要求1所述的可扩展车辆系统，其中，框架包括第一框架部分和第二框架部分；且 其中，第二框架部分相对于第一框架部分可选择性地移动，以改变框架的长度。
8.如权利要求7所述的可扩展车辆系统，其中，基部单元还包括第二轮子； 其中，第一轮子相对于第一框架部分安装；且 其中，第二轮子相对于第二框架部分安装。
9.如权利要求1所述的可扩展车辆系统，其中，基部单元包括第一转向系统和第一制动系统； 其中，第一扩充模块包括第二转向系统和第二制动系统；且 其中，第一和第二附连接口构造为将来自基部单元的控制信号传递至第二转向系统、第二制动系统、和辅助动力单元。
10.如权利要求9所述的可扩展车辆系统，其中，第一和第二附连接口构造为选择性地将来自辅助动力单元的能量传递至电池-电动推进系统。
【文档编号】B62D63/02GK103935419SQ201410030695
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2013年1月23日
【发明者】R.L.瓦伊塔尔, C.E.博罗尼-伯德, R.J.梅纳萨 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司