CN1547685A - 具有可编程操作特性的车辆底盘和使用底盘的方法 - Google Patents

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actuator
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operably connected
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C・E・博罗尼-比尔德
C·E·博罗尼-比尔德
切尔诺夫
A·B·切尔诺夫
沙巴纳
M·D·沙巴纳
维塔尔
R·L·维塔尔
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Motors Liquidation Co
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Abstract

一种车辆包括转向系统、悬架系统、制动系统和能量转化系统，其中这些系统的至少一个是可重编程的，使得该车辆的驾驶、响应或操纵性能可以选择性地改变。这些系统可以在车身与底盘配合时自动地编程以提供所需的性能特性。相应地提供了一种为编程系统确定消费者所需的系统特性的方法。

Description

具有可编程操作特性的车辆底盘和使用底盘的方法
相关申请的交叉参考
本申请对2001年8月23日和2001年12月7日提交的美国临时专利申请60/314,501和60/337,994的权益提出要求。
技术领域
本发明涉及具有能以电子方式改变的控制和操纵系统的车辆。
背景技术
现有技术的车辆包括将驾驶员的意图转变为车辆动作的系统。这样的系统包括转向系统、制动系统和节气门控制系统。这些现有技术的系统的特性，例如转向传动比、转向力、制动响应和制动力，不能或者不易于在制造之后进行修改，这部分是由于系统的机械性质。对车辆的驾驶和操纵很关键的现有技术的机械悬架系统也是类似地不能或者不易于在制造之后进行修改。因此，车辆局限于车辆怎样驾驶、响应和操纵的方式。通常，车辆使用者拥有一辆以上的车辆以便体验不同的车辆特性。例如，车辆使用者可以拥有休闲娱乐驾驶所用的运动型车和舒适的豪华车，并把它们交换使用。
现有技术的车辆制造商必须使用不同的系统构型或者带有不同机械部件的系统来生产具有不同系统特性的车辆。因此，为了生产具有不同系统特性的车辆，车辆制造商在车辆的制造和组装期间使用复杂的调度系统。例如，如果车辆型号具有一种以上的悬架系统，使得消费者可以在“运动型”悬架和“舒适型”悬架之间选择，那么在生产厂必须有材料管理员和组装员来实施或执行后勤系统，以保证每辆车接收到它对应的悬架系统。这种调度增大了后勤复杂性和出错的概率。而且，不能优化规模经济，因为需要多个系统来提供消费者的选择。
另外，消费者必须花费时间和其他资源来找到具有他们所寻找的驾驶、响应和操纵特性的车辆的零售商，因为零售商的储存具有不同系统特性的车辆的存货空间是有限的。
发明内容
本发明包括一种车辆，其具有转向系统、悬架系统、制动系统和能量转化系统，其中这些系统中的至少一个是可重编程的，使得该车辆的驾驶、响应或操纵性能可以选择性地改变。本发明可以为车辆使用者、零售商和制造商提高车辆功能性。
本发明还可包括一种车辆底盘，该车辆底盘具有转向系统、线控制动系统、线控能量转化系统和电控悬架系统。这些系统中的至少一个是可编程的。该底盘还包括：带有连接部件的简化车身连接界面，各种不同设计的车身可以连接到该连接部件上。可编程系统可以进行编程以便与所连接的车身相匹配，或者为车辆使用者进行定制。
车辆使用者可以将多种不同的车身设计、形式和构型连接在底盘上，并且相应地修改可编程系统。例如，车辆底盘拥有者可以拥有两个可连接的车身，可连接的车身之一是轻型货车，而另一个车身是豪华车。在连接轻型货车车身时，车辆底盘拥有者可以对悬架编程以用于较高的驾驶高度和增大的货物重量，而在连接豪华车车身时，车辆底盘拥有者可以对悬架编程以用于较低的驾驶高度和缓冲程度更大的驾驶性能。
类似地，提供了一种有利地对车辆上的可编程系统编程的方法。该方法包括：为具有转向、制动、悬架和能量转化系统的车辆确定用户所需的可编程系统特性，其中这些系统中的至少一个是可编程的；以及根据用户所需的可编程系统特性对至少一个可重编程系统编程。这种方法增多了消费者的选择并且减少了经销商或租借代理商的存货要求。
提供了另一种方法，其包括向用户销售或租赁软件以用于可编程系统，其中用户不是车辆制造商。
提供了另一种用于组装可编程车辆的方法。该方法包括：使车辆底盘与车身相配合，其中该底盘包括转向系统、制动系统、悬架系统和能量转化系统，并且转向、制动、悬架或能量转化系统中的至少一个是可编程的；以及对至少一个可编程系统编程。
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。
附图说明
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示意性地表示了根据本发明的第一可重编程系统构型；
图23示意性地表示了根据本发明的第一可重编程系统构型的另一种实施例；
图24示意性地表示了根据本发明的第二可重编程系统构型；
图25示意性地表示了根据本发明的第三可重编程系统构型；
图26示意性地表示了根据本发明的第四可重编程系统构型；
图27示意性地表示了根据本发明的进行车辆商业交易的方法；以及
图28示意性地表示了根据本发明的用于制造或组装具有可编程系统的车辆的方法。
具体实施方式
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日发布的授予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。车用的燃料电池系统在以下美国专利中进行了描述：2001年3月6日发布的授予通用汽车公司的6,195,999；2001年5月1日发布的授予通用汽车公司的6,223,843；2001年11月20日发布的授予DelphiTechnologies的6,321,145以及2002年5月28日发布的授予通用汽车公司的6,394,207。
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。
车辆底盘上的转向、制动、悬架和能量转化系统优选是可编程的，使得这些系统可以选择性地修改。可编程系统使得车辆底盘可以对于安装在其上的特定车身构型采用所需的操作特性，或者适合于消费者的爱好。在本发明的范围内，可编程系统是这样的系统，其致动器构制成对致动器控制信号产生预定的机械响应，并且该系统构制成应用控制单元或处理器，该控制单元或处理器利用存储的算法或其他数据来处理控制信号或传感器信号(总称为“输入信号”)并由此产生致动器控制信号或者供车辆驾驶员使用的反馈信号。因此，可编程系统的特性，即，致动器机械地响应的方式和对于任何给定输入信号提供给车辆驾驶员的反馈，由控制单元采用的存储的算法或其他数据确定。
为了对一系统编程，通过增加、减少或改变处理输入信号以产生致动器控制信号或反馈信号的装置或方式而为该系统提供新的、不同的或者改变的特性。对系统编程包括增加或改变在产生致动器控制信号时由控制单元使用的存储的算法或存储的数据。对系统编程还包括向控制单元提供指令数据，该指令数据改变或影响控制单元怎样产生致动器控制信号或反馈信号的方式。本领域普通技术人员将很清楚，在本发明要求保护的范围内可以使用对可编程系统编程的多种方法。
可重编程系统是具有外部编程接口的可编程系统，系统特性可以通过该外部编程接口选择性地改变。一般地，可重编程系统的外部编程接口是电连接器或输入装置。用作外部编程接口的电连接器可释放地与数据源相接合。输入装置包括键盘、盘驱动器、CD-ROM驱动器、无线输入装置等。输入装置可操作地连接到远程信息处理系统，使得编程和软件可以通过卫星传送来接收。
在本发明的优选实施例中，转向系统、制动系统、悬架系统和能量转化系统是可重编程的，使得系统特性可以由车辆制造商、零售商或消费者修改。本领域普通技术人员将会认识到，在本发明要求保护的范围内可以使用多种可重编程系统构型。可重编程的系统的几种构型在这里通过实例说明，并且表示在图22-25以及图7、9和13中，其中相同的参考标记表示图6-13中的相同部件。图22-25中所示的可重编程系统可以是但不限于：转向系统，其中控制单元是转向控制单元而致动器是转向致动器；制动系统，其中控制单元是制动控制单元而致动器是转向致动器；或者能量转化系统，其中控制单元是能量转化系统控制单元而致动器是能量转化系统致动器。
参考图22，示意性地示出了第一可重编程系统构型。可重编程系统178A位于车辆底盘10上。车辆底盘10与车身85相配合以形成车辆179。控制单元180构制成接收传感器信号101和电控制信号183。传感器信号101通过监测各种底盘和系统部件的状态的传感器100传送。电控制信号183通过电连接器91传送到控制单元180。在本发明要求保护的范围内，电控制信号183可以从任何源传送到控制单元，而不管是否通过位于中间的电连接器91。
控制单元180可操作地连接到可写存储单元186，该控制单元从该存储单元访问存储的算法或其他存储的数据，这些算法或数据作为存储单元数据信号189传送给控制单元。控制单元180根据来自存储单元186的算法或其他数据处理电控制信号183和传感器信号101以便产生致动器控制信号192和反馈信号195(例如前述反馈信号106、114)。致动器198可操作地连接到控制单元180上并且以预定方式机械地响应于致动器控制信号192。反馈信号195通过电连接器91传送以供车辆驾驶员使用。
存储单元可操作地连接到外部编程接口，在图22中是电连接器91用作外部编程接口。另一种方案是，在本发明要求保护的范围内，外部编程接口可以是只用作编程端口的专用电连接器。存储单元构制成存储通过电连接器91传送的采用编程数据201的形式的算法或数据。在第一实施例中，通过把存储单元编程数据201经外部编程接口传送到存储单元而对系统编程。
在优选实施例中，存储单元186是EEPROM(电可擦可编程只读存储器)，但是也可使用任何可编程的ROM。可编程的ROM是优选的，因为它是非易失性的并且因为它能进行快速数据传递。然而，任何可写的存储介质，例如RAM单元、磁介质如软盘、光学介质如可写的CD-ROM等，都可用在本发明要求保护的范围内。本领域普通技术人员将会认识和理解对存储单元编程或写入所需的各种方法和装置。
图23示意性地表示了第一可重编程系统构型的另一种实施例，其中相同的参考标记表示图22中的相同部件，其中存储单元186可操作地连接到输入装置203。利用可重编程系统的这个实施例178B，车辆使用者能够把包含算法或其他数据的软件传送到存储单元186以改变系统特性。例如，车辆使用者可以购买包含算法的软盘，车辆使用者可以通过把软盘插入输入装置203而利用该算法改变系统特性。
图24示意性地表示了第二可重编程系统构型，其中相同的参考标记表示图23中的相同部件。可重编程系统178C包括构制成接收传感器信号101和电控制信号183的控制单元180。控制单元180可操作地连接到在图23中表示为电连接器的外部编程接口206，并且构制成通过外部编程接口206检索算法或数据。外部编程接口206可释放地与存储单元186’相接合，该存储单元构制成存储控制单元180所用的算法或数据。优选地，存储单元186’是ROM的形式。另一种方案是，在本发明要求保护的范围内，外部编程接口可以是读取存储单元例如盘、CD-ROM等的输入装置。第二可重编程系统构型通过增加或改变存储单元186’来编程。例如，通过将连接好的第一ROM装置从外部编程接口上移除并且将第二ROM装置连接到外部编程接口上，车辆使用者可以改变系统的性能。
在第三可重编程系统构型中，致动器可操作地连接到外部编程接口上。参考图25，其中相同的参考标记表示图22-24中的相同部件，车辆底盘10中的可重编程系统178D包括在车身连接界面87中可操作地连接到电连接器91上的致动器198。电连接器91用作外部编程接口，该外部编程接口可释放地与位于连接的车身85上的存储单元180’相接合。在本发明要求保护的范围内，第三可重编程系统构型的外部编程接口可以是除车身连接界面87中的电连接器91以外的装置。控制单元180’包括集成的ROM，其存储着用于处理传感器信号101和来自变换器214的电控制信号183的算法和数据。通过将所连接的车身85的配套电连接器95连接到电连接器91来对可重编程系统178D编程，由此控制单元180’与外部编程接口91相接合。因此，当车身85可操作地连接到底盘10时，例如在车身/底盘组装操作中，该系统自动地编程。
第四可重编程系统构型示意性地表示在图26中，其中相同的参考标记表示图22-24中的相同部件。表示在可连接的车身85中的变换器215可操作地连接到与电连接器91可释放地接合的配套电连接器95上。控制单元180”可操作地连接到传感器100和电连接器91，该控制单元构制成分别从传感器100和电连接器91接收传感器信号101和电控制信号183。控制单元180”可操作地连接到存储单元186，该控制单元构制成从该存储单元访问算法或其他数据，这些算法或数据采用存储单元数据信号189的形式。控制单元根据来自存储单元186的算法或使用其他数据处理电控制信号183和传感器信号101以便产生致动器控制信号192和反馈信号195。控制单元180”将致动器控制信号192传送到致动器198，该致动器以预定方式机械地响应于致动器控制信号192。控制单元180”将反馈信号195传送到电连接器91以供车辆驾驶员使用。
电连接器91用作外部编程接口，并且控制单元180”构制成响应于通过电连接器91从指令数据源220传送的指令数据218。在图26中所示的实施例中，指令数据源位于所连接的车身85上并且通过用作外部编程接口的电连接器91可操作地连接到控制单元180”上。
指令数据源220可以是存储介质例如ROM单元，或者它可以是用户可操作的接口，由此用户可以将指令数据218输入并传送给控制单元180”。控制单元180”响应于指令数据218，使得它改变所用的参数、算法或数据集以便产生致动器控制信号192和反馈信号195。存储单元186优选构制成存储多个算法或存储控制单元可以根据所接收的指令数据218交替地访问的多个数据集。因此，通过将指令数据218传送给控制单元180”来对可重编程系统178E编程。与第三可重编程系统构型一样，第四可重编程系统构型使得系统可以在车身85连接到底盘10上时进行自动编程。
参考图27，示意性地表示了一种销售、租借、租赁带有可编程系统的车辆或以其他方式转移该车辆的所有权的有利方法。该方法包括以下步骤：为车辆上的至少一个可编程系统确定用户所需的系统特性，其中至少一个可编程系统是转向系统、制动系统、悬架系统或能量转化系统224；响应于用户所需的操作特性对至少一个可编程系统编程226；以及在消费者交易中准许用户拥有该车辆228。在优选实施例中，能量转化系统、转向系统、制动系统和悬架系统中的每一个是可编程的。通过使零售商、出租代理商等为消费者定制性能、驾驶和操纵特性，同时减少了对包含带有不同消费者选项的车辆的大的目录的需要，该方法增多了消费者的选择和满意程度，并且减少了消费者调查的成本。例如，想要购买车辆底盘的消费者可以具体确定给出的车辆的所需特性。
该方法还可以包括在商业交易中许诺准许拥有车辆229，以及向用户提供可编程系统特性的选择或范围232。例如，车辆零售商可以向消费者许诺销售车辆，询问消费者优选的车辆特性，并且响应于消费者的喜好而对系统编程。经销商还可以为消费者提供车辆特性的选择，从此消费者可以选择他或她优选的车辆特性。在确定用户所需的系统特性224之后，根据用户的需要对可编程系统编程226。
图27还示出了一种销售或租借程序的方法。该方法包括：向用户提供可编程系统特性的选择232，确定用户所需的系统特性224，以及根据用户所需的系统特性对车辆上的可编程系统编程226。例如，维修厂可以使用这种方法向消费者提供新的或者不同的车辆特性。
图28表示了一种用于制造或组装具有可编程系统的车辆的方法。该方法包括以下步骤：使车辆底盘与车身相配合，其中该底盘包括转向系统、制动系统、能量转化系统和悬架系统，其中至少一个系统是可编程的238；以及对至少一个可编程系统编程241。该方法还可包括制造车辆底盘243和制造车身246。另一种方案是，该方法包括在商业交易中得到底盘的所有权249，或者在商业交易中得到车身的所有权252。例如，车身制造商可以购买与车身配合的底盘，或者底盘制造商可以购买与底盘配合的车身。车身还可以从车身目录中选择247，该车身目录包括带有标准界面(例如前述界面87)多种不同类型的车身以用于与具有配套标准界面的任何底盘连接。
图29表示了一种销售用于可编程系统中的软件的方法。该方法包括以下步骤：与用户订立合同，该用户不是车辆制造商或可编程系统制造商，以便准许拥有或者许可使用适于为车辆上的可编程系统提供操作特性的软件255，以及把软件传送给用户258。软件可以通过无线传输如蜂窝式传输，或通过卫星传输、互联网、电话线、实际的存储介质如CD或磁盘等传送给用户。
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。
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。

Claims (49)

1.一种车辆，其包括：
结构框架；
相对于结构框架安装的悬架系统；
相对于悬架系统可转动地安装的至少三个车轮；
相对于结构框架安装并且可操作地连接到至少一个车轮上的转向系统；
相对于结构框架安装并且可操作地连接到至少一个车轮上的制动系统；
相对于结构框架安装并且可操作地连接到至少一个车轮上的能量转化系统；以及
可操作地连接到车轮、悬架系统、转向系统、制动系统或能量转化系统上并且构制成传送传感器信号的至少一个传感器；
其中悬架系统、转向系统、制动系统和能量转化系统中的至少一个是可重编程系统，至少一个可重编程系统包括致动器，该致动器构制成以预定方式机械地响应于致动器控制信号。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，至少一个可重编程系统包括控制单元，该控制单元可操作地连接到致动器上并且构制成根据存储的算法或存储的数据处理非机械控制信号或传感器信号并产生致动器控制信号。
3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，其还包括可写的存储单元，该存储单元可操作地连接到控制单元并且构制成存储控制单元在处理非机械控制信号或传感器信号时所用的算法或数据，并且可操作地连接到外部编程接口上，该外部编程接口构制成将软件、算法或数据传送到存储单元，并且其中存储单元构制成存储外部接口传送的软件、算法或数据。
4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，外部编程接口是电连接器。
5.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，外部编程接口是输入装置。
6.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，其还包括外部编程接口，该外部编程接口可操作地连接到控制单元并且构制成可释放地与存储单元相接合，并且其中控制单元构制成检索软件、算法或数据以便处理非机械控制信号或传感器信号，并且通过外部接口产生致动器控制信号。
7.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，其还包括可操作地连接到控制单元上的存储单元，可操作地连接到控制单元并且构制成可释放地与指令数据源相接合的外部编程接口，并且其中控制单元构制成利用来自指令数据源的指令数据来处理非机械控制信号或传感器信号，并且产生致动器控制信号。
8.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，其还包括可操作地连接到控制单元上的存储单元，可操作地连接到控制单元并且构制成将指令数据传送给控制单元的输入装置，并且其中控制单元构制成利用指令数据来处理非机械控制信号或传感器信号并且产生致动器信号。
9.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，其还包括外部接口，该外部接口可操作地连接到致动器上并且构制成可释放地与控制单元相接合，并且构制成将致动器控制信号从所接合的控制单元传送到致动器。
10.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，控制单元位于连接到框架上的车身上。
11.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，指令数据源位于连接到框架上的车身上。
12.一种车辆底盘，其包括：
结构框架；
具有车身连接部件的车身连接界面，该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；
相对于结构框架安装的悬架系统；
相对于悬架系统可转动地安装的至少三个车轮；
相对于结构框架安装并且可操作地连接到至少一个车轮上的线控制动系统；
相对于结构框架安装并且可操作地连接到至少一个车轮上的线控转向系统；以及
可线控的能量转化系统，相对于结构框架安装并且可操作地连接到至少一个车轮上；
其中悬架系统、转向系统、制动系统和能量转化系统中的至少一个是可编程的并且包括致动器，该致动器构制成以预定方式机械地响应于致动器控制信号。
13.根据权利要求12所述的车辆底盘，其特征在于，至少一个可重编程系统包括控制单元，该控制单元可操作地连接到致动器上并且构制成根据存储的算法处理非机械控制信号或传感器信号并产生致动器控制信号。
14.根据权利要求13所述的车辆底盘，其特征在于，其还包括可写的存储单元，该存储单元可操作地连接到控制单元并且构制成存储控制单元在处理非机械控制信号或传感器信号时所用的算法或数据，并且可操作地连接到外部编程接口上，该外部编程接口构制成将软件、算法或数据传送到存储单元，并且其中存储单元构制成存储外部接口传送的软件、算法或数据。
15.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，外部编程接口是电连接器。
16.根据权利要求14所述的车辆底盘，其特征在于，外部编程接口是输入装置。
17.根据权利要求13所述的车辆底盘，其特征在于，其还包括外部编程接口，该外部编程接口可操作地连接到控制单元并且构制成可释放地与存储单元相接合，并且其中控制单元构制成检索软件、算法或数据以便处理非机械控制信号或传感器信号，并且通过外部接口产生致动器控制信号。
18.根据权利要求13所述的车辆底盘，其特征在于，其还包括可操作地连接到控制单元上的存储单元，可操作地连接到控制单元并且构制成可释放地与指令数据源相接合的外部编程接口，并且其中控制单元构制成利用来自指令数据源的指令数据来处理非机械控制信号或传感器信号，并且产生致动器控制信号。
19.根据权利要求13所述的车辆底盘，其特征在于，其还包括可操作地连接到控制单元上的存储单元，可操作地连接到控制单元并且构制成将指令数据传送给控制单元的输入装置，并且其中控制单元构制成利用指令数据来处理非机械控制信号或传感器信号并且产生致动器信号。
20.根据权利要求12所述的车辆，其特征在于，其还包括外部接口，该外部接口可操作地连接到致动器上并且构制成可释放地与控制单元相接合，并且构制成将致动器控制信号从所接合的控制单元传送到致动器。
21.一种进行车辆商业交易的方法，其包括以下步骤：
为车辆上的至少一个可编程系统确定用户所需的系统特性，其中至少一个可编程系统是转向系统、制动系统、悬架系统或能量转化系统；以及
响应于用户所需的操作特性对至少一个可编程系统编程。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，其还包括向用户提供可编程系统特性的选择。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，其还包括向用户许诺准许拥有车辆。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其还包括向用户准许拥有车辆。
25.一种组装车辆的方法，其包括以下步骤：
使车辆底盘与车身相配合，其中该车辆底盘包括结构框架；相对于结构框架安装的电控悬架系统；相对于悬架系统可转动地安装的至少三个车轮；可线控并且可操作地连接到至少一个车轮上的能量转化系统；可操作地连接到至少一个车轮上的线控转向系统；可操作地连接到至少一个车轮上的线控制动系统；并且其中悬架系统、制动系统、能量转化系统和转向系统中的至少一个是可编程系统；以及
对至少一个可编程系统编程。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述编程在所述配合步骤期间自动地进行。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述编程在所述配合步骤之后进行。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述编程包括在所述配合步骤之后通过卫星重新编程。
29.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述编程包括在所述配合步骤之后通过互联网重新编程。
30.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述编程包括在所述配合步骤之后通过电话重新编程。
31.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，其还包括制造底盘的步骤。
32.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，其还包括制造车身的步骤。
33.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，其还包括在商业交易中得到车身的所有权的步骤。
34.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其还包括在商业交易中得到底盘的所有权的步骤。
35.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，其还包括制造车身的步骤。
36.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，其还包括在商业交易中得到车身的所有权的步骤。
37.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，其还包括从不同类型的车身的目录中选择所述车身，这些车身具有标准界面以使任一车身可以与具有配套标准连接界面的任一底盘选择性地连接。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述编程在所述配合步骤期间自动地进行。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述编程由所选的车身类型确定。
40.一种交易用于可编程车辆系统的软件的方法，其包括以下步骤：与用户订立合同，该用户不是车辆制造商或可编程系统制造商，以便许可使用或者准许拥有构制成给车辆中的可编程系统提供新的或不同的系统特性的软件；以及把软件传送给用户。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，软件通过卫星传送。
42.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，软件通过无线网络传送。
43.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，软件通过电话传送。
44.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，软件通过互联网传送。
45.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，软件在实际的介质中传送。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，实际的介质是CD。
47.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述可编程系统包括悬架系统、制动系统、能量转化系统或转向系统。
48.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述可编程系统包括悬架系统、制动系统、能量转化系统和转向系统。
49.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述可编程车辆系统包括控制和操纵系统。
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