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Dokumentenidentifikation DE10297135T5 29.07.2004
Titel Fahrgestell eines Fahrzeugs mit Systemen, die auf nicht-mechanische Steuersignale ansprechen
Anmelder General Motors Corp., Detroit, Mich., US
Erfinder Borroni-Bird, Christopher E., Oakland Township, Mich., US;
Chernoff, Adrian, B., Royal Oak, Mich., US;
Shabana, Mohsen D., Ann Arbor, Mich., US;
Vitale, Robert Louis, Macomb Township, Mich., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 10297135
Vertragsstaaten AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, GH, GM, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW, AP, EA, EP, OA
WO-Anmeldetag 16.08.2002
PCT-Aktenzeichen PCT/US02/26174
WO-Veröffentlichungsnummer 0003018373
WO-Veröffentlichungsdatum 06.03.2003
Date of publication of WO application in German translation 29.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.07.2004
IPC-Hauptklasse B60R 22/00
IPC-Nebenklasse B62D 5/00   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf Fahrgestelle und Karosserien von Fahrzeugen.

Hintergrund der Erfindung

Im Verlauf der gesamten aufgezeichneten Geschichte war Mobilität, die Fähigkeit sich von Ort zu Ort zu bewegen oder von einem Zustand in einen anderen schnell zu wechseln, eines der höchsten Ziele der Menschheit. Das Automobil hat wahrscheinlich mehr als jede andere Entwicklung dazu beigetragen, Einzelpersonen bei der Erreichung dieses Ziels zu helfen. Seit seiner Einführung hat sich die Lebensweise von Gesellschaften rund um den Globus mit Geschwindigkeiten geändert, die direkt mit dem prozentualen Anteil an Besitzern bzw. Eigentümern von Kraftfahrzeugen unter der Bevölkerung zusammenhängen.

Automobile und leichte Lastwagen nach dem Stand der Technik haben eine Karosserie, deren Funktion darin besteht, Insassen und ihr Hab und Gut aufzunehmen und zu schützen. Karosserien sind mit zahlreichen mechanischen, elektrischen und strukturellen bzw. tragenden Komponenten verbunden, die in Kombination mit einer Karosserie ein vollfunktionsfähiges Fahrzeug bilden. Die Art der Verbindungen nach dem Stand der Technik zwischen einer Fahrzeugkarosserie und Fahrzeugbauteilen kann zu gewissen Unzulänglichkeiten im Design bzw. in der Ausführung, der Herstellung und der Nutzung von Fahrzeugen führen. Drei Eigenschaften von Karosserieverbindungen nach dem Stand der Technik, die zu diesen Unzulänglichkeiten signifikant beitragen, sind die Anzahl der Verbindungen, die mechanische Beschaffenheit vieler Verbindungen und die Orte bzw. Stellen der Verbindungen auf der Karosserie und auf den Bauteilen.

Im Stand der Technik sind die Verbindungen zwischen einer Karosserie und Bauteilen zahlreich. Jede Verbindung ist mit zumindest einem Montageschritt verbunden, wenn ein Fahrzeug zusammengebaut wird; es ist daher wünschenswert, die Anzahl von Verbindungen zu reduzieren, um die Montageeffizienz zu erhöhen. Verbindungen zwischen einer Karosserie nach dem Stand der Technik und Fahrzeugbauteilen nach dem Stand der Technik beinhalten mehrere lasttragende Verbinder, um die Karosserie an den anderen Komponenten physisch zu befestigen, wie z.B. Schrauben bzw. Bolzen und Halterungen bzw. Träger; elektrische Verbinder, um elektrische Energie von Elektrizität erzeugenden Komponenten zur Karosserie zu leiten und Daten von Sensoren, die den Status der Bauteile überwachen, zu übertragen bzw. zu senden; mechanische Steuergestänge bzw. Steuerseilzüge wie z.B. die Lenksäule, das Drosselkabel bzw. den Gaszug und den Gangwählhebel; und eine Verrohrung und Schläuche, um Fluide wie z.B. erhitzte und gekühlte Luft von einer HVAC- bzw. Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlageneinheit für den Komfort der Insassen zur Karosserie zu befördern.

Viele der Verbindungen im Stand der Technik, insbesondere diejenigen Verbindungen, die Steuersignale übertragen, sind mechanische Gestänge. Um z.B. die Richtung des Fahrzeugs zu steuern, sendet der Fahrer Steuersignale über eine Lenksäule an das Lenksystem. Mechanische Gestänge haben Unzulänglichkeiten zur Folge, zum Teil weil verschiedene Stellen für Fahrer in verschiedenen Fahrzeugen verschiedene Abmessungen und eine verschiedene Anordnung bzw. Packung (engl. packaging) des mechanischen Gestänges erfordern. Folglich können oft neue oder unterschiedliche Karosserien keine Komponenten und Gestänge "von der Stange" nutzen. Bauteile für eine Konfiguration einer Fahrzeugkarosserie sind zur Verwendung mit anderen Konfigurationen von Fahrzeugkarosserien typischerweise nicht kompatibel. Falls ein Hersteller das Design einer Karosserie ändert, kann überdies eine Änderung im Design des mechanischen Gestänges und der Komponente, an der es angebracht wird, erforderlich sein. Die Änderung im Design der Gestänge und Komponenten erfordert Modifikationen an dem Werkzeug, das die Gestänge und Komponenten herstellt.

Die Anordnung bzw. Lage der Verbindungen an Fahrzeugkarosserien nach dem Stand der Technik und Bauteile führt auch zu Unzulänglichkeiten. Bei einer Body-on-Frame-Architektur bzw. Architektur eines Rahmens mit aufmontierter Karosserie nach dem Stand der Technik sind Verbindungsstellen auf der Karosserie oft nicht zur Außenseite der Karosserie hin freigelegt bzw. zugänglich und sind von entsprechenden Verbindungen auf den Bauteilen entfernt; dadurch müssen von den Bauteilen durch die Karosserie lange Verbinder wie z.B. Kabelbäume und Kabel geführt werden. Die Fahrzeugkarosserie eines vollständig zusammengesetzten Fahrzeugs nach dem Stand der Technik ist mit den Bauteilen und den Verbindungseinrichtungen verflochten, was eine Trennung der Karosserie von ihren Bauteilen schwierig und arbeitsintensiv, wenn nicht unmöglich macht. Die Verwendung langer Verbinder erhöht die Anzahl von Montageschritten, die erforderlich sind, um ein Fahrzeug an seine Bauteile anzuschließen.

Fahrzeuge nach dem Stand der Technik weisen überdies Verbrennungsmotoren mit einer Höhe auf, die einen signifikanten Anteil an der gesamten Fahrzeughöhe ausmacht. Fahrzeugkarosserien nach dem Stand der Technik sind daher mit einem Motorraum ausgeführt, der etwa ein Drittel des vorderen (oder manchmal des hinteren) Teils der Karosserielänge einnimmt. Kompatibilität zwischen einem Motor und einer Fahrzeugkarosserie erfordert, dass der Motor ohne gegenseitige Störung technischer Teile in den Motorraum der Karosserie passt. Kompatibilität zwischen einem Fahrwerk bzw. Fahrgestell nach dem Stand der Technik mit einem Verbrennungsmotor und einer Fahrzeugkarosserie erfordert außerdem, dass die Karosserie einen Motorraum aufweist, der so angeordnet ist, dass eine gegenseitige Störung technischer Teile vermieden wird. Zum Beispiel ist eine Fahrzeugkarosserie mit einem Motorraum im hinteren Teil nicht kompatibel mit einem Fahrgestell mit einem Motor im vorderen Teil.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein in sich geschlossenes Fahrgestell hat im Wesentlichen alle mechanischen, elektrischen und tragenden Bauteile, die für ein vollfunktionsfähiges Fahrzeug notwendig sind, einschließlich zumindest eines Energieumwandlungssystems, einer Aufhängung und Räder, eines Lenksystems und eines Bremssystems. Das Fahrgestell hat eine vereinfachte und vorzugsweise standardisierte Schnittstelle mit Verbindungskomponenten, an die Karosserien mit wesentlich unterschiedlicher Ausführung angebracht werden können. X-by-Wire-Technologie wird genutzt, um mechanische Steuergestänge zu eliminieren. Im Energieumwandlungssystem kann auch die Technologie von Brennstoffzellen implementiert sein.

Die Erfindung reduziert den Zeitumfang und die Menge an Ressourcen, die erforderlich sind, um neue Fahrzeugkarosserien zu entwerfen und herzustellen. Karosserieentwürfe bzw. -ausführungen müssen nur der einfachen Schnittstelle zur Anbringung des Fahrgestells entsprechen, was die Notwendigkeit, teure Komponenten neu zu entwerfen oder neu zu konfigurieren, eliminiert.

Die Erfindung erlaubt auch, dass eine Vielzahl von Karosseriekonfigurationen sich ein gemeinsames Fahrgestell teilen, was Kostendegressionen für wichtige mechanische, elektrische und tragende Komponenten ermöglicht.

Freigelegte bzw. zugängliche und unversperrte Verbindungskomponenten erhöhen die Fertigungseffizienz, weil eine Anbringung einer Karosserie am Fahrgestell nur ein Ineingriffbringen der Verbindungskomponenten mit jeweiligen komplementären Verbindungskomponenten auf einer Fahrzeugkarosserie erfordert.

Besitzer bzw. Eigentümer von Fahrzeugen können die Funktionalität ihrer Fahrzeuge zu geringeren Kosten erhöhen, als mit dem Stand der Technik möglich ist, weil ein Fahrzeugbesitzer bzw. -eigentümer nur ein Fahrgestell kaufen muss, auf das mehrere Karosseriemodelle bzw. -ausführungen zu montieren sind.

Die obigen Aufgaben, Merkmale, Vorteile und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ohne weiteres ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Veranschaulichung in perspektivischer Ansicht einer rollenden Plattform eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine schematische Draufsicht der in 1 dargestellten rollenden Plattform des Fahrzeugs;

3 ist eine schematische Unteransicht der in 1 und 2 dargestellten rollenden Plattform eines Fahrzeugs;

4 ist eine schematische Seitendarstellung einer Fahrgastzelle (engl. body pod) und eines Szenarios zur Anbringung einer rollenden Plattform gemäß der vorliegenden Erfindung, das mit der Ausführungsform der 13 nützlich ist;

5 ist eine schematische Veranschaulichung einer Fahrgastzelle und eines Szenarios zur Anbringung einer rollenden Plattform, wobei Fahrgastzellen mit unterschiedlichen Konfigurationen jeweils an identischen rollenden Plattformen angebracht werden;

6 ist eine schematische Veranschaulichung eines Lenksystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle, die in 4 dargestellt sind;

7 ist eine schematische Veranschaulichung eines alternativen Lenksystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

8 ist eine schematische Veranschaulichung eines Bremssystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

9 ist eine schematische Veranschaulichung eines alternativen Bremssystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

10 ist eine schematische Veranschaulichung eines Energieumwandlungssystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

11 ist eine schematische Veranschaulichung eines alternativen Energieumwandlungssystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

12 ist eine schematische Veranschaulichung eines Aufhängungssystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform der 15;

13 ist eine schematische Veranschaulichung eines alternativen Aufhängungssystems zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

14 ist eine schematische Veranschaulichung eines Fahrgestellcomputers und von Fahrgestellsensoren zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

15 ist eine schematische Veranschaulichung einer Hauptsteuereinheit mit einem Aufhängungssystem, einem Bremssystem, einem Lenksystem und einem Energieumwandlungssystem zur Verwendung mit der rollenden Plattform und der Fahrgastzelle von 4;

16 ist eine perspektivische Veranschaulichung einer verkleideten rollenden Plattform gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

17 ist eine perspektivische Veranschaulichung einer verkleideten rollenden Plattform gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

18 ist eine schematische Seitendarstellung einer rollenden Plattform mit einem Energieumwandlungssystem, das einen Verbrennungsmotor und Benzintank einschließt;

19 ist eine schematische Seitenansicht einer rollenden Plattform gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem mechanischen Lenkgestänge und Kopplungen zur Anbringung von Sitzen für Insassen;

20 und 20a zeigen partielle, auseinandergezogene perspektivische schematische Veranschaulichungen einer rollenden Plattform gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in einem Szenario zur Anbringung mit einer Fahrgastzelle, wobei die rollende Plattform mehrere elektrische Verbinder aufweist, die mit komplementären elektrischen Verbindern in der Fahrgastzelle in Eingriff gebracht werden können; und

21 ist eine perspektivische schematische Veranschaulichung einer verkleideten rollenden Plattform gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei die rollende Plattform eine bewegliche Steuerungseingabeeinrichtung aufweist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Nach 1 enthält ein Fahrgestell 10 eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung, worauf auch als die "rollende Plattform" verwiesen wird, einen tragenden Rahmen 11. Der in 1 dargestellte tragende Rahmen 1 umfasst eine Reihe miteinander verbundener struktureller bzw. tragender Elemente einschließlich oberer und unterer tragender Seitenelemente 12 und 14, die eine "Sandwich"-artige Konstruktion bilden. Die Elemente 12 und 14 sind im Wesentlichen steife röhrenförmige (oder wahlweise massive) Bauteile, die in Längsrichtung zwischen den Vorder- und Hinterachsbereichen 16, 18 verlaufen und in Bezug auf ähnliche Elemente 20, 22 außen angeordnet sind. Die vorderen und hinteren Enden der Elemente 12, 14 sind nach innen gewinkelt, so dass sie auf die Elemente 20 und 22 zulaufen und sich mit ihnen verbinden, bevor sie zu den Achsbereichen 16, 18 gelangen. Für eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit erstrecken sich zwischen den Elementen 12, 14, 20 und 22 mehrere vertikale und gewinkelte tragende Elemente. Ähnlich den Elementen 12, 14, 20 und 22, die entlang der linken Seite der rollenden Plattform 10 verlaufen, verläuft eine Familie bzw. Schar tragender Elemente 26, 28, 30 und 32 entlang ihrer rechten Seite.

Laterale tragende Elemente 34, 36 erstrecken sich zwischen den Elementen 20, 30 bzw. 22, 32 näher zum Vorderachsbereich 16, und laterale tragende Elemente 38, 40 erstrecken sich zwischen den Elementen 20, 30 bzw. 22, 32 näher zum Hinterachsbereich 18, wodurch ein Raum 41 im mittleren Fahrgestell definiert wird. Der Vorderachsbereich 16 ist in den und um die tragenden Elemente 43, 44 vorne und hinten und auf den Seiten durch tragende Elemente 46, 48 definiert, die Fortsätze der Elemente 20, 22, 30, 32 sein oder damit verbunden sein können. Vor dem Vorderachsbereich ist zwischen dem Element 44 und den Elementen 50, 52 ein vorderer Raum definiert. Der Hinterachsbereich 18 ist in den und um die tragenden Elemente 53, 54 vorne und hinten und auf den Seiten durch tragende Elemente 56, 58 definiert, die Fortsätze der Elemente 20, 22, 30, 32 sein oder mit diesen verbunden sein können. Hinter dem Hinterachsbereich 18 ist zwischen dem Element 54 und Elementen 60, 62 ein rückwärtiger Raum definiert. Alternativ dazu kann der Hinterachsbereich 18 oder der rückwärtige Raum in Bezug auf den Rest des tragenden Rahmens 11 nötigenfalls angehoben sein, um ein Energieumwandlungssystem unterzubringen, und der Rahmen kann weitere Elemente umfassen, um ein Energieumwandlungssystem zu umgeben und zu schützen. Der Rahmen definiert mehrere offene Räume zwischen den oben beschriebenen Elementen. Der Fachmann kennt Materialien und Befestigungsverfahren, die zur Verwendung beim tragenden Rahmen geeignet sind. Zum Beispiel können die tragenden Elemente röhrenförmig, aus Aluminium und an den jeweiligen Verbindungen an andere tragende Elemente geschweißt sein.

Der tragende Rahmen 11 schafft eine steife Struktur, an die ein Energieumwandlungssystem 67, ein Energiespeichersystem 69, ein Aufhängungssystem 71 mit Rädern 73, 75, 77, 79 (wobei jedes Rad einen Reifen 80 aufweist), ein Lenksystem 81 und ein Bremssystem 83 montiert werden, wie in 1 bis 3 dargestellt ist, und ist dafür konfiguriert, eine angebrachte Karosserie 85, wie in 4 dargestellt, zu tragen. Der Fachmann erkennt, dass der tragende Rahmen 11 zusätzlich zur käfigartigen Struktur der in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform viele verschiedene Formen annehmen kann. Zum Beispiel kann der tragende Rahmen 11 ein herkömmlicher Automobilrahmen mit zwei oder mehr longitudinalen, in einer Distanz voneinander beabstandeten tragenden Bauteilen mit zwei oder mehr transversalen tragenden Bauteilen sein, die voneinander beabstandet und an beiden longitudinalen tragenden Bauteilen an ihren Enden angebracht sind. Alternativ dazu kann der tragende Rahmen auch in Form einer bauchigen Wanne (belly pan) vorliegen, wobei integrierte Schienen und Querträger in Blechen oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet sind, mit anderen Ausgestaltungen, um verschiedene Systemkomponenten unterzubringen. Der tragende Rahmen kann auch mit verschiedenen Fahrzeugkomponenten integriert sein.

In 2 ist eine Schnittstelle 87 zur Anbringung einer Karosserie definiert als die Summe aller Karosserieverbindungskomponenten, d.h. Verbindungselemente, die dazu dienen, eine Fahrzeugkarosserie wirksam mit dem Fahrgestell 10 zu verbinden. Die Karosserieverbindungskomponenten der bevorzugten Ausführungsform beinhalten mehrere lasttragende Karosseriehaltekopplungen 89, die am tragenden Rahmen 11 montiert sind, und einen einzigen elektrischen Verbinder 91.

Wie in 4 gezeigt ist, können die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen 89 mit komplementären Kopplungen 93 zur Anbringung auf der Fahrzeugkarosserie 85 in Eingriff gebracht werden und dienen dazu, die Fahrzeugkarosserie 85 am Fahrgestell 10 physisch zu befestigen. Der Fachmann erkennt, dass mehrere Befestigungs- und Arretierelemente verwendet werden können und in den Umfang der beanspruchten Erfindung fallen. Die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen 89 können vorzugsweise lösbar in Eingriff gebracht werden mit komplementären Anschlussstücken bzw. Kopplungen, obgleich nicht lösbare, in Eingriff bringbare Kopplungen wie z.B. Schweißflansche oder Nietflächen innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung verwendet werden können. Zusätzliche Befestigungselemente können als Dreh-Druckverbindungen zusammen mit den lasttragenden Karosseriehaltekopplungen verwendet werden. Lasttragende Flächen ohne Arretier- oder Befestigungsmerkmale am Fahrgestell 10 können mit den lasttragenden Karosseriehaltekopplungen 89 verwendet werden, um das Gewicht einer angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 zu tragen. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen 89 Träger bzw. Auflagewinkel mit Schraublöchern. (Nicht dargestellte) Gummibefestigungen, die unter den Auflagewinkeln angeordnet sind, dämpfen zwischen der Karosserie und dem Fahrgestell übertragene Vibrationen. Alternativ können harte Befestigungen für Karosseriehaltekopplungen verwendet werden.

Der elektrische Verbinder 91 kann mit einem komplementären elektrischen Verbinder 95 auf einer Fahrzeugkarosserie 85 in Eingriff gebracht werden. Der elektrische Verbinder 91 der bevorzugten Ausführungsform kann mehrere Funktionen ausführen oder Kombinationen davon auswählen. Zunächst kann der elektrische Verbinder 91 als elektrischer Netzanschluss bzw. Verbinder für elektrische Leistung dienen, d.h. er kann dafür konfiguriert sein, von Komponenten auf dem Fahrgestell 10 erzeugte elektrische Energie zu einer Fahrzeugkarosserie 85 oder einem anderen Ziel außerhalb der Karosserie zu übertragen. Zweitens kann der elektrische Verbinder 91 als Steuersignalempfänger dienen, d.h. eine Einrichtung, die dafür konfiguriert ist, Steuersignale von einer Quelle außerhalb des Fahrgestells zu gesteuerten Systemen zu übertragen, die das Energieumwandlungssystem, das Lenksystem und das Bremssystem einschließen. Drittens kann der elektrische Verbinder 91 als Rückkopplungssignalleitung dienen, über die Rückkopplungssignale einem Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Viertens kann der elektrische Verbinder 91 als externe Programmierschnittstelle dienen, über die Algorithmen und Daten enthaltende Software zur Nutzung durch gesteuerte Systeme übertragen werden kann. Fünftens kann der elektrische Verbinder als Informationsleitung dienen, über die Sensorinformationen und andere Informationen einem Fahrer des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. Der elektrische Verbinder 91 kann somit als "Speise"-Port zur Datenübermittlung und für Leistung dienen, über den alle Nachrichten zwischen dem Fahrgestell 10 und der angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 übertragen werden. Elektrische Verbinder schließen Einrichtungen ein, die dafür konfiguriert sind, einen oder mehrere elektrische Drähte mit anderen elektrischen Drähten betriebsfähig bzw. wirksam zu verbinden. Die Drähte können in einer Distanz beabstandet sein, um zu vermeiden, dass irgendein Draht eine Signalinterferenz mit einem mit einem elektrischen Verbinder wirksam verbundenen anderen Draht hervorruft, oder wenn aus irgendeinem Grund Drähte in unmittelbarer Nähe nicht erwünscht sind.

Falls ein elektrischer Verbinder, der mehrere Funktionen ausführt, nicht erwünscht ist, falls z.B. ein sperriges Drahtbündel erforderlich ist, oder eine Leistungsübertragung eine Steuersignalinterferenz zur Folge hat, kann die Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien mehrere elektrische Verbinder 91 enthalten, die mit mehreren komplementären elektrischen Verbindern 95 auf einer Fahrzeugkarosserie 85 in Eingriff gebracht werden können, wobei verschiedene Verbinder verschiedene Funktionen ausführen. Ein komplementärer elektrischer Verbinder 95 führt Funktionen aus, die zu der Funktion des elektrischen Verbinders komplementär sind, mit dem er in Eingriff steht, wobei er z.B. als Steuersignalsender dient, wenn er mit einem Steuersignalempfänger in Eingriff gebracht ist.

Wieder auf 13 verweisend, sind das Energieumwandlungssystem 67, das Energiespeichersystem 69, das Lenksystem 81 und das Bremssystem 83 auf dem Fahrgestell 10 so konfiguriert und positioniert, um die gesamte vertikale Höhe des Fahrgestells 10 zu minimieren und eine im Wesentlichen horizontale Oberseite 96 des Fahrgestells beizubehalten. Eine Seite bzw. Fläche eines Objekts ist eine imaginäre Oberfläche, die den Konturen des Objekts folgt, die in eine bestimmte Richtung gewandt und direkt freigelegt sind. Folglich ist eine Oberseite 96 des Fahrgestells eine imaginäre Oberfläche, die den aufwärts gewandten und freigelegten Konturen des Fahrgestellrahmens 11 und darauf montierter Systeme folgt. Koppelbare Fahrzeugkarosserien haben eine entsprechende Unterseite 97 der Karosserie, die eine imaginäre Oberfläche ist, die den abwärts gewandten und freigelegten Konturen der Karosserie 85 folgt, wie in 4 gezeigt ist.

Wieder auf 13 verweisend, hat der tragende Rahmen 11 eine Höhe, die als die vertikale Distanz zwischen seinem höchsten Punkt (dem oberen Ende des tragenden Elements 20) und seinem niedrigsten Punkt (dem unteren Ende des tragenden Elements 22) definiert ist. In der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Dicke des tragenden Rahmens ungefähr 28 Zentimeter (11 Inches). Um eine im Wesentlichen horizontale Oberseite 96 des Fahrgestells zu erreichen, sind das Energieumwandlungssystem 67, das Energiespeichersystem 69, das Lenksystem 81 und das Bremssystem 83 über die offenen Räume verteilt und so konfiguriert, positioniert und am tragenden Rahmen 11 montiert, dass der höchste Punkt eines Systems des Energieumwandlungssystems 67, des Energiespeichersystems 69, des Lenksystems 81 und des Bremssystems 83 sich nicht um mehr als 50% der Dicke des tragenden Rahmens höher als der höchste Punkt des tragenden Rahmens 11 erstreckt oder höher als dieser vorragt. Alternativ dazu erstreckt sich der höchste Punkt irgendeines Systems des Energieumwandlungssystems 67, Energiespeichersystems 69, Lenksystems 81 und Bremssystems 83 nicht über das obere Ende irgendeines der Reifen 80 oder ragt höher vor. Alternativ dazu erstreckt sich der höchste Punkt eines Systems des Energieumwandlungssystems 67, Energiespeichersystems 69, Lenksystems 81 und Bremssystems 83 nicht über das obere Ende irgendeines der Räder 73, 75, 77, 79 oder ragt darüber vor. Im Kontext der vorliegenden Erfindung wird ein Reifen nicht als Teil eines Rades betrachtet. Ein Rad umfasst typischerweise eine Felge und eine Radscheibe oder Nabe (engl. nave), die die Felge mit einer Radnabe (engl. wheel hub) verbindet, und schließt keinen montierten Reifen ein. Um den Umfang eines Rades wird ein Reifen montiert. Die im Wesentlichen horizontale Oberseite 96 des Fahrgestells ermöglicht, dass die angebrachte Fahrzeugkarosserie 85 einen Insassenbereich aufweist, der sich im Gegensatz zu Karosserien nach dem Stand der Technik, die einen Motorraum aufweisen, um einen vertikal vorragenden Verbrennungsmotor unterzubringen, über die Länge des Fahrgestells erstreckt.

Der Großteil der Last des Antriebsstrangs ist zwischen dem vorderen und hinteren Ende des Fahrgestells gleichmäßig verteilt, so dass ohne Opfern der Bodenfreiheit ein niedrigerer Schwerpunkt für das gesamte Fahrzeug vorliegt, wodurch eine verbesserte Handhabung ermöglicht wird, während Überschlagkräften entgegengewirkt wird.

Wieder auf 4 verweisend ist die bevorzugte Ausführungsform der rollenden Plattform 10 so konfiguriert, dass die Unterseite 97 der Karosserie einer koppelbaren Fahrzeugkarosserie 85 für einen Eingriff mit der rollenden Plattform 10 der Oberseite 96 des Fahrgestells dicht benachbart positioniert wird. Die Karosserieverbindungskomponenten haben in Bezug aufeinander eine vorbestimmte räumliche Beziehung und sind hinreichend positioniert, freigelegt bzw. zugänglich und unversperrt, so dass, wenn eine Fahrzeugkarosserie 85 mit komplementären Verbindungskomponenten (komplementären Kopplungen 93 zur Anbringung und komplementären elektrischen Verbinder 95) in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung wie die Karosserieverbindungskomponenten in Bezug auf die obere Fahrgestellseite 96 eines Fahrgestells 10 der Erfindung hinreichend positioniert ist, die komplementären Verbindungskomponenten entsprechenden Karosserieverbindungskomponenten benachbart und für einen Eingriff bereit sind, wie in 4 dargestellt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Karosserieverbindungskomponente mit einer Schutzabdeckung freigelegt und unversperrt, falls die Schutzabdeckung entfernbar oder zurückziehbar ist.

Jede Karosserieverbindungskomponente hat in Bezug auf jede der anderen Karosserieverbindungskomponenten eine räumliche Beziehung, die z.B. als eine Vektorgröße ausgedrückt werden kann. Karosserieverbindungskomponenten und komplementäre Verbindungskomponenten haben die gleiche vorbestimmte räumliche Beziehung, falls die Vektorgrößen, die die räumliche Beziehung zwischen einer Karosserieverbindungskomponente und den anderen Karosserieverbindungskomponenten beschreiben, die in Eingriff gebracht werden sollen, auch die räumliche Beziehung zwischen einer entsprechenden komplementären Verbindungskomponente und den anderen komplementären Verbindungskomponenten beschreiben, die in Eingriff gebracht werden sollen. Zum Beispiel kann die räumliche Beziehung wie folgt definiert werden: eine erste Karosserieverbindungskomponente ist in einer Distanz Ax + By von einem Referenzpunkt beabstandet; eine zweite Karosserieverbindungskomponente ist in einer Distanz Cx + Dy von dem Referenzpunkt beabstandet; eine dritte Karosserieverbindungskomponente ist in einer Distanz Ex + Fy vom Referenzpunkt beabstandet; etc. Entsprechende komplementäre Verbindungskomponenten in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung sind in einer spiegelbildlichen Beziehung in der Unterseite der Karosserie wie in 4 und 5 dargestellt beabstandet. Eine (nicht dargestellte) Schutzabdeckung kann verwendet werden, um alle Karosserieverbindungskomponenten zu schützen.

Die Karosserieverbindungskomponenten und die komplementären Verbindungskomponenten sind ohne eine Lageänderung vorzugsweise benachbart, wenn eine Fahrzeugkarosserie 85 in Bezug auf ein Fahrgestell 10 der Erfindung hinreichend positioniert ist; im Rahmen der vorliegenden Erfindung können jedoch die Karosserieverbindungskomponenten in Bezug aufeinander innerhalb einer vorbestimmten räumlichen Beziehung bewegbar sein, um Fertigungstoleranzen oder andere Montageprobleme zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann ein elektrischer Verbinder angeordnet und wirksam mit einem signaltragenden Kabel verbunden werden. Das Kabel kann in Bezug auf den tragenden Rahmen an einem 15 Zentimeter (6 Inches) vom elektrischen Verbinder entfernten Punkt fixiert sein. Der elektrische Verbinder wird somit innerhalb der 15 Zentimeter (6 Inches) des fixierten Punktes auf dem Kabel beweglich sein. Eine Karosserieverbindungskomponente wird als einer komplementären Verbindungskomponente benachbart betrachtet, falls eine oder beide innerhalb einer vorbestimmten räumlichen Beziehung so bewegbar sind, dass sie miteinander in Kontakt stehen.

Nach 5 ermöglicht die Schnittstelle zur Anbringung von Karosserien der beanspruchten Erfindung Kompatibilität zwischen dem Fahrgestell 10 und verschiedenen Arten von Karosserien 85, 85', 85'' mit wesentlich verschiedenen Entwürfen bzw. Ausführungen. Die Karosserien 85, 85', 85'', die eine gemeinsame Basis 98 mit komplementären Kopplungen 93 zur Anbringung und komplementären elektrischen Verbindern 95 in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung zueinander wie die vorbestimmte räumliche Beziehung zwischen Karosserieverbindungskomponenten auf der Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien aufweisen, können mit dem Fahrgestell 10 jeweils gekoppelt werden, indem die Karosserie 85, 85', 85'' in Bezug auf das Fahrgestell 10 so positioniert wird, dass je eine komplementäre Kopplung 93 zur Anbringung bzw. Abschlußkopplung einer lasttragenden Karosseriehaltekopplung 89 benachbart ist und der komplementäre elektrische Verbinder 95 dem elektrischen Verbinder 91 benachbart ist. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entsprechen alle Karosserien und Fahrgestelle diesem gemeinsamen standardisierten Schnittstellensystem, wodurch ermöglicht wird, dass ein weites Feld verschiedener Karosserietypen und Modelle an einer einzigen Fahrgestellausführung angebracht wird. Die im Wesentlichen horizontale Oberseite 96 des Fahrgestells erleichtert auch Kompatibilität zwischen der rollenden Plattform 10 und mehreren verschieden konfigurierten Karosseriemodellen. Die gemeinsame Basis 98 dient als tragende Einheit für die Karosserie und bildet die Unterseite 97 der Karosserie in der bevorzugten Ausführungsform. 5 zeigt schematisch eine Limousine 85, einen Van 85' und einen Pickup-Lastwagen 85'' mit jeweils einer gemeinsamen Basis 98.

Die Karosserieverbindungskomponenten sind an einer Fahrgestellfläche vorzugsweise hinreichend freigelegt, um eine Anbringung an komplementären Verbindungskomponenten auf einer koppelbaren Fahrzeugkarosserie zu erleichtern. Ähnlich sind komplementäre Verbindungskomponenten auf einer koppelbaren Fahrzeugkarosserie an einer Karosseriefläche hinreichend freigelegt, um eine Anbringung an Karosserieverbindungskomponenten auf einem Fahrgestell des Fahrzeugs zu erleichtern. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befinden sich die Karosserieverbindungskomponenten bei oder oberhalb der Oberseite des Fahrgestells für einen Eingriff mit komplementären Verbindungskomponenten, die an oder unter einer Unterseite der Karosserie angeordnet sind.

Es liegt innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung, eine Verbindungseinrichtung zu verwenden, um eine Karosserieverbindungskomponente mit einer entfernten komplementären Verbindungskomponente in Eingriff zu bringen oder wirksam zu verbinden, falls eine Fahrzeugkarosserie keine komplementären Verbindungskomponenten in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung wie die Karosserieverbindungskomponenten auf einem Fahrgestell eines Fahrzeugs aufweist. Zum Beispiel kann ein Kabel mit zwei Verbindern, wobei ein Verbinder mit dem elektrischen Verbinder auf einer Schnittstelle zur Anbringung von Karosserien in Eingriff gebracht werden kann und der andere Verbinder mit einem komplementären Verbinder auf einer koppelbaren Fahrzeugkarosserie in Eingriff gebracht werden kann, verwendet werden, um den elektrischen Verbinder und den komplementären Verbinder wirksam zu verbinden.

Die Karosserien 85, 85', 85'', die in 5 schematisch dargestellt sind, nutzen jeweils alle Karosserieverbindungskomponenten auf dem Fahrgestell 10 des Fahrzeugs. Innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung kann jedoch ein Fahrgestell mehr Karosserieverbindungskomponenten aufweisen, als tatsächlich mit einer Karosserie eines Fahrzeugs in Eingriff gebracht bzw. gekoppelt werden. Zum Beispiel kann ein Fahrgestell zehn lasttragende Karosseriehaltekopplungen aufweisen und mit einer Karosserie gekoppelt werden, die nur fünf der zehn lasttragenden Karosseriehaltekopplungen in Eingriff bringt. Eine solche Anordnung ist insbesondere nützlich, wenn eine anbringbare Karosserie eine andere Größe als das Fahrgestell hat. Zum Beispiel kann ein koppelbare Karosserie kleiner als ein Fahrgestell sein. Entsprechend und innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung kann eine Karosserie derart modular sein, dass separate Karosseriekomponenten durch die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen unabhängig mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs verbunden werden.

Eine Karosserie kann mehr komplementäre Verbindungskomponenten aufweisen, als mit den Karosserieverbindungskomponenten eines bestimmten Fahrgestells in Eingriff gebracht werden können. Eine solche Anordnung kann verwendet werden, um zu ermöglichen, dass eine bestimmte Karosserie mit mehreren Fahrgestellen gekoppelt werden kann, die jeweils eine verschiedene vorbestimmte räumliche Beziehung zwischen ihren Karosserieverbindungskomponenten aufweisen.

Die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen 89 und der elektrische Verbinder 91 können ohne eine Beschädigung an entweder einer angebrachten Karosserie 85 oder dem Fahrgestell 10 vorzugsweise lösbar in Eingriff gebracht werden, wodurch eine Demontage einer Karosserie 85 vom Fahrgestell 10 und eine Montage bzw. Installation einer anderen Karosserie 85', 85'' auf dem Fahrgestell 10 ermöglicht wird.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien durch das Fehlen jeglicher mechanischer Verbindungen bzw. Gestänge zur Steuersignalübertragung und jeglicher Kopplungen zum Anbringen mechanischer Gestänge zur Steuersignalübertragung gekennzeichnet. Mechanische Steuergestänge wie z.B. Lenksäulen begrenzen die Kompatibilität zwischen einem Fahrgestell und Karosserien verschiedener Konfigurationen.

Nach 1 ist das Lenksystem 81 im Vorderachsbereich 16 untergebracht und mit den Vorderrädern 73, 75 wirksam verbunden. Das Lenksystem 81 spricht vorzugsweise auf nicht-mechanische Steuersignale an. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Lenksystem 81 ein drahtgestütztes bzw. By-Wire-System. Ein By-Wire-System ist gekennzeichnet durch eine Steuersignalübertragung in elektrischer Form. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung schließen "By-Wire"-Systeme oder Systeme, die "By-Wire" steuerbar sind, Systeme ein, die dafür konfiguriert sind, Steuersignale in elektronischer Form über einen Steuersignalempfänger auf der Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien zu empfangen und entsprechend den elektronischen Steuersignalen zu antworten.

Bezugnehmend auf 6 beinhaltet das By-Wire-Lenksystem 81 der bevorzugten Ausführungsform eine Lenksteuereinheit 98 und ein Lenkstellglied 99. Auf dem Fahrgestell 10 sind Sensoren 100 angeordnet und übertragen Sensorsignale 110, die Informationen bezüglich des Zustands oder Bedingung des Fahrgestells 10 und seiner Komponentensysteme tragen. Die Sensoren 100 können Lage- bzw. Positionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Beschleunigungssensoren, Drucksensoren, Kraft- und Drehmomentsensoren, Strömungsmessgeräte, Temperatursensoren etc. einschließen. Die Lenksteuereinheit 98 empfängt und verarbeitet Sensorsignale 101 von den Sensoren 100 und elektrische Lenksteuersignale 102 vom elektrischen Verbinder 91 und erzeugt gemäß einem gespeicherten Algorithmus Steuersignale 103 für Lenkstellglieder. Eine Steuereinheit enthält typischerweise einen Mikroprozessor, einen ROM und einen RAM und geeignete Eingabe- oder Ausgabeschaltungen bekannter Art, um die verschiedenen Eingangssignale zu empfangen und die verschiedenen Steuerbefehle an die Stellglieder auszugeben. Die Sensorsignale 101 können eine Gierrate, laterale Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit des Rades, Spurstangenkraft, Lenkwinkel, Geschwindigkeit des Fahrgestells etc. einschließen.

Das Lenkstellglied 99 ist wirksam mit den Vorderrädern 73, 75 verbunden und dafür konfiguriert, als Antwort auf die Steuersignale 103 für Lenkstellglieder den Lenkwinkel der Vorderräder 73, 75 einzustellen. Stellglieder in einem By-Wire-System transformieren elektronische Steuersignale in eine mechanische Wirkung oder beeinflussen in anderer Weise das Verhalten eines Systems als Antwort auf die elektronischen Steuersignale. Beispiele von Stellgliedern, die in einem By-Wire-System verwendet werden können, beinhalten elektromechanische Stellglieder wie z.B. elektrische Servomotoren, Translations- und Drehsolenoide, magnetorheologische Stellglieder, elektrohydraulische Stellglieder und elektrorheologische Stellglieder. Der Fachmann erkennt und versteht Mechanismen, durch die der Lenkwinkel eingestellt wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Lenkstellglied 99 ein elektrischer Antriebsmotor, der dafür konfiguriert ist, eine mechanische Zahnstange einzustellen.

Wieder auf 6 verweisend, ist die bevorzugte Ausführungsform des Fahrgestells 10 so konfiguriert, dass sie durch eine beliebige Quelle kompatibler elektrischer Lenksteuersignale 102 steuerbar ist, die mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden ist. 6 stellt einen Lenk-Transducer bzw. Lenkumformer 104 dar, der auf einer angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 angeordnet und mit einem komplementären elektrischen Verbinder 95 verbunden ist. Umformer wandeln die mechanischen Steuersignale eines Fahrers eines Fahrzeuges in nicht-mechanische Steuersignale um. Wenn sie bei einem By-Wire-System verwendet werden, wandeln Umformer die mechanischen Steuersignale in elektronische Steuersignale um, die vom By-Wire-System genutzt werden können. Ein Fahrer eines Fahrzeugs gibt Steuersignale in mechanischer Form ein, indem er ein Rad dreht, ein Pedal niederdrückt, einen Knopf drückt oder dergleichen. Umformer nutzen Sensoren, typischerweise Positions- und Kraftsensoren, um die mechanische Eingabe in ein elektrisches Signal umzuwandeln. In der bevorzugten Ausführungsform wird für eine Fahrereingabe ein (± 20°)-Schiebemechanismus verwendet, und ein optischer Codierer wird genutzt, um eine eingegebene Drehung zu lesen.

Der komplementäre elektrische Verbinder 95 ist mit dem elektrischen Verbinder 91 der Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien gekoppelt. Der Lenkumformer 104 wandelt vom Fahrer des Fahrzeugs initiierte bzw. ausgelöste mechanische Lenksteuersignale 105 in elektrische Lenksteuersignale 102 um, die über den elektrischen Verbinder 91 zur Lenksteuereinheit 98 übertragen werden. In der bevorzugten Ausführungsform erzeugt die Lenksteuereinheit 98 Lenkrückkopplungssignale 106 zur Nutzung durch einen Fahrzeugfahrer und überträgt die Lenkrückkopplungssignale 106 über den elektrischen Verbinder 91. Einige der Sensoren 100 überwachen eine lineare Distanzbewegung der Zahnstange und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Information wird von der Lenksteuereinheit 98 gemäß einem gespeicherten Algorithmus verarbeitet, um die Lenkrückkopplungssignale 106 zu erzeugen. Ein Drehmomentsteuermotor, der mit dem Schiebemechanismus wirksam verbunden ist, empfängt die Lenkrückkopplungssignale 106 und wird in der entgegengesetzten Richtung der mechanischen Eingabe des Fahrers angetrieben.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein "By-Wire"-System ein Stellglied sein, das direkt mit einem elektrischen Verbinder in der Schnittstelle zur Anbringung von Karosserien verbunden ist. Ein alternatives By-Wire-Lenksystem 81' innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung ist in 7 schematisch dargestellt, worin gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten nach 6 verweisen. Ein Lenkstellglied 99, das dafür konfiguriert ist, den Lenkwinkel der Vorderräder 73, 75 einzustellen, ist direkt mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden. In dieser Ausführungsform können eine Lenksteuereinheit 98' und ein Lenkumformer 104 in einer angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 angeordnet sein. Der Lenkumformer 104 würde elektrische Lenksteuersignale 102 zur Lenksteuereinheit 98' übertragen, und die Lenksteuereinheit 98' würde Steuersignale 103 für das Lenkstellglied über den elektrischen Verbinder 91 zum Lenkstellglied 99 übertragen. Die Sensoren 100, die auf dem Fahrgestell 10 angeordnet sind, übertragen Sensorsignale 101 über den elektrischen Verbinder 91 und den komplementären elektrischen Verbinder 95 zur Lenksteuereinheit 98'.

Beispiele von Steer-By-Wire-Systemen sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 6,176,341, das am 23. Januar 2001 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde; 6,208,923, das am 27. März 2001 an die Robert Bosch GmbH erteilt wurde; 6,219,604, das am 17. April 2001 an die Robert Bosch GmbH erteilt wurde; 6,318,494, das am 20. November 2001 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde; 6,370,460, das am 09. April 2002 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde; und 6,394,214, das am 28. Mai 2002 an TRW Fahrzeugsysteme GmbH & Co. KG erteilt wurde.

Das in dem US-Patent Nr. 6,176,341 beschriebene Steer-By-Wire-System enthält einen Positionssensor zum Abfühlen einer Winkellage eines Straßenrades, eines von Hand betätigten Lenkrades zum Steuern der Richtung des Straßenrades, einen Lenkradsensor zum Abfühlen einer Lage bzw. Stellung des Lenkrades, ein Lenkradstellglied zum Betätigen des von Hand betätigten Lenkrades und eine Lenksteuereinheit zum Empfangen der abgefühlten Lenkradstellung und der abgefühlten Straßenradstellung und Berechnen von Stellgliedsteuersignalen, die vorzugsweise ein Steuersignal für das Straßenradstellglied und ein Steuersignal für das Lenkradstellglied einschließen, als Funktion der Differenz zwischen der abgefühlten Straßenradstellung und der Lenkradstellung. Die Lenksteuereinheit befiehlt dem Straßenradstellglied, eine gesteuerte Lenkung des Straßenrades als Antwort auf das Steuersignal für das Straßenradstellglied zu liefern. Die Lenksteuereinheit befiehlt ferner dem Lenkradstellglied, als Antwort auf das Lenkradsteuersignal eine Rückkopplungskraft auf das von Hand betätigte Lenkrad anzuwenden. Das Steuersignal für das Straßenradstellglied und das Steuersignal für das Lenkradstellglied sind vorzugsweise so skaliert, um eine Differenz in der Getriebeübersetzung zwischen dem Lenkrad und dem Straßenrad zu kompensieren. Außerdem können das Steuersignal für das Straßenradstellglied und das Steuersignal für das Lenkradstellglied jeweils eine Verstärkung aufweisen, die so eingestellt ist, dass das Steuersignal für das Straßenradstellglied die Anwendung einer größeren Kraft auf das Straßenrad als die auf das Lenkrad angewandte Rückkopplungskraft befiehlt.

Das in dem US-Patent 6,176,341 beschriebene Steer-By-Wire-System implementiert vorzugsweise zwei Positions- bzw. Stellungsregel- bzw. -steuerkreise, einen für das Straßenrad und einen für das Lenkrad. Die Stellungsrückkopplung von dem Lenkrad wird eine Stellungsbefehlseingabe für den Regelkreis für das Straßenrad, und die Stellungsrückkopplung von dem Straßenrad wird eine Stellungsbefehlseingabe für den Regelkreis für das Lenkrad. Ein Straßenradfehlersignal wird als die Differenz zwischen der Straßenrad-Befehlseingabe (Rückkopplung der Lenkradstellung) und der Straßenradstellung berechnet. Als Antwort auf das Straßenrad-Fehlersignal wird eine Betätigung des Straßenrades befohlen, um eine kontrollierte Lenkung des Straßenrades zu liefern. Ein Lenkrad-Fehlersignal wird als die Differenz zwischen dem Lenkrad-Stellungsbefehl (Rückkopplung der Straßenradstellung) und der Lenkradstellung berechnet. Das von Hand betätigte Lenkrad wird als Antwort auf das Lenkrad-Fehlersignal betätigt, um eine Kraftrückkopplung an das von Hand betätigte Lenkrad zu liefern.

Die Lenksteuereinheit des '341-Systems könnte als ein einziger Prozessor oder mehrere Prozessoren konfiguriert sein und kann einen mikroprozessorgestützten Universal-Controller enthalten, der einen handelsüblich erhältlichen Controller von der Stange einschließen kann. Ein Beispiel eines Controllers ist ein Mikrocontroller Modell Nr. 87C 196CA, der von Intel Corporation aus Delaware gefertigt und vertrieben wird. Die Lenksteuereinheit enthält vorzugsweise einen Prozessor und einen Speicher, um Softwarealgorithmen zu speichern und zu verarbeiten, hat eine Taktrate von 16 MHz, zwei optische Codiererschnittstellen, um Positions- bzw. Stellungsrückkopplungen von jedem der Stellgliedmotoren zu lesen, einen Pulsbreitenmodulationsausgang für jeden Motortreiber und einen 5-Volt-Regler.

Das US-Patent Nr. 6,370,460 beschreibt ein Steer-By-Wire-Steuerungssystem mit einer Straßenradeinheit und einer Lenkradeinheit, die zusammenarbeiten, um eine Lenksteuerung für den Fahrer des Fahrzeugs zu liefern. Eine Lenksteuereinheit kann verwendet werden, um eine Ausführung der gewünschten Signalverarbeitung zu unterstützen. Signale von Sensoren in der Straßenradeinheit, Lenkradeinheit und die Fahrzeuggeschwindigkeit werden genutzt, um Steuersignale für das Straßenradstellglied zu berechnen, um die Richtung des Fahrzeugs zu steuern, und Drehmomentbefehle für das Lenkrad, um eine fühlbare Rückkopplung zum Fahrer des Fahrzeugs zu schaffen. Eine Ackerman-Korrektur kann verwendet werden, um die Winkel des linken und rechten Straßenrades zur Korrektur von Fehlern in der Lenkgeometrie einzustellen, um sicherzustellen, dass die Spur der Räder um ein gemeinsames Drehzentrum läuft.

Wieder auf 1 verweisend ist ein Bremssystem 83 am tragenden Rahmen 11 montiert und mit den Rädern 73, 75, 77, 79 wirksam verbunden. Das Bremssystem ist so konfiguriert, dass es auf nicht-mechanische Steuersignale anspricht. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Bremssystem 83 ein By-Wire-System, wie in 8 schematisch dargestellt ist, worin gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten nach 6 und 7 verweisen. Sensoren 100 senden Sensorsignale 101, die Informationen bezüglich des Zustands oder der Bedingung des Fahrgestells 10 und seiner Komponentensysteme tragen, an eine Bremssteuereinheit 107. Die Bremssteuereinheit 107 ist mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden und dafür konfiguriert, elektrische Bremssteuersignale 101 über den elektrischen Verbinder 91 zu empfangen. Die Bremssteuereinheit 107 verarbeitet die Sensorsignale 101 und die elektrischen Bremssteuersignale 108 und erzeugt Steuersignale 109 für ein Bremsstellglied gemäß einem gespeicherten Algorithmus. Die Bremssteuereinheit 107 sendet dann die Steuersignale 109 für ein Bremsstellglied an Bremsstellglieder 110, 111, 112, 113, die dahingehend wirken, die Winkelgeschwindigkeit der Räder 73, 75, 77, 79 zu reduzieren. Der Fachmann kennt die Art und Weise, in der die Bremsstellglieder 110, 111, 112, 113 auf die Räder 73, 75, 77, 79 einwirken. Typischerweise bewirken Stellglieder einen Kontakt zwischen Reibungselementen wie z.B. Bremsklötzen und Scheibenrotoren. Wahlweise kann ein elektrischer Motor als ein Bremsstellglied in einem Gegenstrombremssystem dienen.

Die Bremssteuereinheit 107 kann auch Bremsrückkopplungssignale 114 zur Nutzung durch einen Fahrer des Fahrzeugs erzeugen und die Bremsrückkopplungssignale 114 über den elektrischen Verbinder 91 übertragen. In der bevorzugten Ausführungsform wenden die Bremsstellglieder 110, 111, 112, 113 über einen Bremssattel eine Kraft auf einen Rotor an jedem Rad an. Einige der Sensoren 100 messen die angelegte Kraft auf jedem Sattel. Die Bremssteuereinheit 107 nutzt diese Information, um eine synchrone Kraftanwendung auf jeden Rotor sicherzustellen.

Wieder auf 8 verweisend ist die bevorzugte Ausführungsform des Fahrgestells 10 so konfiguriert, dass das Bremssystem auf irgendeine Quelle kompatibler elektrischer Bremssteuersignale 108 anspricht. Ein Bremsumformer 115 kann an einer angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 angeordnet und mit einem komplementären elektrischen Verbinder 95 verbunden sein, der mit dem elektrischen Verbinder 91 gekoppelt ist. Der Bremsumformer 115 wandelt vom Fahrer initiierte mechanische Bremssteuersignale 116 in eine elektrische Form um und überträgt die elektrischen Bremssteuersignale 106 über den elektrischen Verbinder 91 zur Bremssteuereinheit. In der bevorzugten Ausführungsform enthält der Bremsumformer 115 zwei handgriffartige Bauteile. Der Bremsumformer 115 enthält Sensoren, die sowohl die Rate eines angewandten Drucks als auch den Betrag des angewandten Drucks an den handgriffartigen Bauteilen messen, wodurch mechanische Bremssteuersignale 116 in elektrische Bremssteuersignale 108 umgewandelt werden. Die Bremssteuereinheit 107 verarbeitet sowohl die Rate als auch den Betrag des angewandten Drucks, um sowohl eine normale als auch Notbremsung zu liefern.

Ein alternatives Brake-By-Wire-System 83' innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung ist in 9 dargestellt, worin gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten nach 68 verweisen. Die Bremsstellglieder 110, 111, 112, 113 und die Sensoren 100 sind direkt mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden. In dieser Ausführungsform kann eine Bremssteuereinheit 107' in einer angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 angeordnet sein. Ein Bremsumformer 115 überträgt elektrische Bremssteuersignale 108 zur Bremssteuereinheit 107', und die Bremssteuereinheit 107' überträgt Signale 109 für Bremsstellglieder über den elektrischen Verbinder 91 zu den Bremsstellgliedern 110, 111, 112, 113.

Beispiele von Brake-By-Wire-System sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,366,281, das am 22. November 1994 an General Motors Corporation erteilt wurde; 5,823,636, das am 20. Oktober 1998 an General Motors Corporation erteilt wurde; 6,305,758, das am 23. Oktober 2001 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde; und 6,390,565, das am 21. Mai 2002 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde.

Das im US-Patent Nr. 5,366,281 beschriebene System enthält eine Eingabeeinrichtung, um mechanische Bremssteuersignale zu empfangen, ein Bremsstellglied und eine Steuereinheit, die mit der Eingabeeinrichtung und dem Bremsstellglied gekoppelt ist. Die Steuereinheit empfängt Bremsbefehle oder elektrische Bremssteuersignale von der Eingabeeinrichtung und liefert Stellgliedbefehle oder Steuersignale für Bremsstellglieder, um Strom und Spannung an das Bremsstellglied zu steuern. Wenn ein Bremsbefehl zuerst von der Eingabeeinrichtung empfangen wird, gibt die Steuereinheit für eine erste vorbestimmte Zeitperiode einen maximalen Strom zum Stellglied befehlenden Bremsdrehmomentbefehl an das Bremsstellglied aus. Nach der ersten vorbestimmten Zeitperiode gibt die Steuereinheit für eine zweite vorbestimmte Zeitperiode einen Bremsdrehmomentbefehl an das Bremsstellglied aus, der eine Spannung an das Stellglied als Antwort auf den Bremsbefehl und einen ersten Verstärkungsfaktor befiehlt. Nach der zweiten vorbestimmten Zeitperiode gibt die Steuereinheit den Bremsdrehmomentbefehl an das Bremsstellglied aus, der einen Strom an das Stellglied als Antwort auf den Bremsbefehl und einen zweiten Verstärkungsfaktor befiehlt, wobei der erste Verstärkungsfaktor größer als der zweite Verstärkungsfaktor ist und die Bremsinitialisierung auf eine Bremseingabe reagiert.

Das US-Patent Nr. 6,390,565 beschreibt ein Brake-By-Wire-System, das die Möglichkeit von sowohl Bewegungs- als auch Kraftsensoren in einem Bremsumformer vorsieht, die mit einem Eingabebauteil zum Anziehen von Bremsen wie z.B. ein Bremspedal verbunden sind, und auch Redundanz in Sensoren vorsieht, indem das Signal von einem auf eine Bewegung oder eine Stellung des Eingabebauteils zum Anziehen von Bremsen ansprechenden Sensor an eine erste Steuereinheit und das Signal von einem auf eine an ein Eingabebauteil zum Anziehen von Bremsen angewandte Kraft ansprechenden Sensor an eine zweite Steuereinheit geliefert werden. Die erste und zweite Steuereinheit sind durch eine bidirektionale Datenübermittlungsverbindung verbunden, wodurch jeder Controller sein empfangenes Sensorsignal an die andere Steuereinheit übermitteln kann. In zumindest einer der Steuereinheiten werden linearisierte Versionen der Signale für die Erzeugung der ersten und zweiten Befehlssignale zum Anziehen von Bremsen zur Übermittlung an Bremsstellglieder kombiniert. Falls irgendeine Steuereinheit eines der Sensorsignale von der anderen nicht empfängt, erzeugt es auf der Basis des direkt an sie gelieferten Sensorsignals trotzdem ihr Steuersignal für ein Bremsstellglied. In einer bevorzugten Ausführungsform kombiniert eine Steuereinheit die linearisierten Signale, indem das größte gewählt wird.

Wieder auf 1 verweisend speichert das Energiespeichersystem 69 Energie, die verwendet wird, um das Fahrgestell 10 anzutreiben. Für die meisten Anwendungen wird die gespeicherte Energie in chemischer Form vorliegen. Beispiele von Energiespeichersystemen 69 enthalten Kraftstofftanks und elektrische Batterien. In der in 1 gezeigten Ausführungsform enthält das Energiespeichersystem 69 zwei Druckgasflaschen-Speichertanks 121 (350 bar oder 5000 psi), die innerhalb des Raums 41 in der Mitte des Fahrgestells montiert und dafür konfiguriert sind, Wasserstoffgas unter Druck zu speichern. Die Verwendung von mehr als zwei Druckgasflaschen-Speichertanks kann wünschenswert sein, um eine größere Wasserstoffspeicherkapazität zu schaffen. Statt Druckgasflaschen-Speichertanks 121 kann eine andere Form einer Wasserstoffspeicherung wie z.B. Metall- oder chemische Hydride verwendet werden. Wasserstofferzeugung oder Reformieren kann ebenfalls genutzt werden.

Das Energieumwandlungssystem 67 wandelt die vom Energiespeichersystem 69 gespeicherte Energie in mechanische Energie um, die das Fahrgestell 10 antreibt. In der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform enthält das Energieumwandlungssystem 67 einen im Hinterachsbereich 18 gelegenen Brennstoffzellenstapel 125 und einen im Vorderachsbereich 16 gelegenen elektrischen Antriebsmotor. Der Brennstoffzellenstapel 125 erzeugt eine ständig verfügbare Leistung von 94 kW. Brennstoffzellensysteme zum Gebrauch bei Fahrzeugen sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 6,195,999, das am 6. März 2001 an General Motors Corporation erteilt wurde; 6,223,843, das am 01. Mai 2001 an General Motors Corporation erteilt wurde; 6,321,145, das am 20. November 2001 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde; und 6,394,207, das am 28. Mai 2002 an General Motors Corporation erteilt wurde.

Der Brennstoffzellenstapel 125 ist mit den Druckgasflaschen-Speichertanks 121 und mit dem Antriebsmotor 127 wirksam verbunden. Der Brennstoffzellenstapel 125 wandelt chemische Energie in Form von Wasserstoff von den Druckgasflaschen-Speichertanks 121 in elektrische Energie um, und der Antriebsmotor 127 wandelt die elektrische Energie in mechanische Energie um und verwendet die mechanische Energie, um die Vorderräder 73, 75 rotieren zu lassen. Wahlweise sind der Brennstoffzellenstapel 125 und der Antriebsmotor 127 zwischen dem Vorderachsbereich 16 und dem Hinterachsbereich 18 vertauscht. Wahlweise enthält das Energieumwandlungssystem eine (nicht dargestellte) Elektrobatterie in Hybridkombination mit der Brennstoffzelle, um die Fahrgestellbeschleunigung zu verbessern. Andere Bereiche, die zwischen den tragenden Elementen vorgesehen sind, sind nützlich, um andere Mechanismen und Systeme zum Bereitstellen der für ein Automobil typischen Funktionen unterzubringen, wie in 2 und 3 gezeigt ist. Der Fachmann kennt andere Energieumwandlungssysteme 67, die innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

Das Energieumwandlungssystem 67 ist dafür konfiguriert, auf nicht-mechanische Steuersignale anzusprechen. Das Energieumwandlungssystem 67 der bevorzugten Ausführungsform ist By-Wire steuerbar, wie in 10 dargestellt ist. Eine Steuereinheit 128 des Energieumwandlungssystems ist mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden, von dem sie elektrische Steuersignale 129 des Energieumwandlungssystems empfängt, und Sensoren 100, von denen sie Steuersignale 101 empfängt, die Informationen über verschiedene Fahrgestellbedingungen tragen. In der bevorzugten Ausführungsform umfassen die von den Sensorsignalen 101 zur Steuereinheit 128 des Energieumwandlungssystems übertragenen Informationen die Fahrgestellgeschwindigkeit, den angelegten elektrischen Strom, die Beschleunigungsrate des Fahrgestells und die Drehzahl der Motorwelle, um sanfte Starts und eine kontrollierte Beschleunigung sicherzustellen. Die Steuereinheit 128 des Energieumwandlungssystems ist mit einem Stellglied 130 des Energieumwandlungssystems verbunden und überträgt Steuerbefehle 131 für das Stellglied des Energieumwandlungssystems zum Stellglied 130 des Energieumwandlungssystems als Antwort auf die elektrischen Steuersignale 129 des Energieumwandlungssystems und Sensorsignale 101 gemäß einem gespeicherten Algorithmus. Das Stellglied 130 des Energieumwandlungssystems wirkt auf den Brennstoffzellenstapel 125 oder den Antriebsmotor 127, um die Energieabgabe einzustellen. Der Fachmann kennt die verschiedenen Verfahren, durch die das Stellglied 130 des Energieumwandlungssystems die Energieabgabe des Energieumwandlungssystems einstellen kann. Zum Beispiel kann ein Solenoid ein Ventil, das einen Wasserstoffstrom zum Brennstoffzellenstapel reguliert, abwechselnd öffnen und schließen. Ähnlich kann ein Kompressor, der dem Brennstoffzellenstapel Sauerstoff (aus der Luft) zuführt, als ein Stellglied dienen, das die dem Brennstoffzellenstapel zugeführte Sauerstoffmenge als Antwort auf Signale von der Steuereinheit des Energieumwandlungssystems variiert.

Ein Umformer 132 des Energieumwandlungssystems kann auf einer Fahrzeugkarosserie 85 angeordnet und mit einem komplementären elektrischen Verbinder 95 verbunden sein, der mit dem elektrischen Verbinder 91 in Eingriff gebracht wird. Der Umformer 132 des Energieumwandlungssystems kann dafür konfiguriert sein, mechanische Steuersignale 133 des Energieumwandlungssystems in elektrische Steuersignale 129 des Energieumwandlungssystems umzuwandeln.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie in 11 schematisch gezeigt ist, worin gleiche Bezugsziffern auf gleiche Komponenten nach 610 verweisen, sind Radmotoren 135, die auch als Radnabenmotoren bekannt sind, an je einem der vier Räder 73, 75, 77, 79 angeordnet. Die Radmotoren 135 können wahlweise an nur den Vorderrädern 73, 75 oder nur den Hinterrädern 77, 79 vorgesehen sein. Die Verwendung der Radmotoren 135 reduziert die Höhe des Fahrgestells 10 verglichen mit der Verwendung von Antriebsmotoren und kann daher für bestimmte Zwecke wünschenswert sein.

Wieder auf 2 verweisend sind ein herkömmlicher Wärmetauscher 137 und ein elektrisches Gebläsesystem 139, die mit dem Brennstoffzellenstapel 125 wirksam verbunden sind, um Kühlmittel zur Ableitung von Abwärme zirkulieren zu lassen, in einer Öffnung untergebracht, die zwischen dem Hinterachsbereich 18 und den tragenden Elementen 54, 60 existiert. Der Wärmetauscher 137 ist unter einem geneigten Winkel eingerichtet bzw. fixiert, um sein vertikales Profil zu reduzieren; um aber eine hinreichende Ableitung von Abwärme zu schaffen, erstreckt er sich auch geringfügig über die Oberseite der Elemente 12, 26 (wie in 4 ersichtlich). Obgleich der Brennstoffzellenstapel 125, der Wärmetauscher 137 und das elektrische Gebläsesystem 139 über den tragenden Elementen verlaufen, stehen sie in den Raum der Fahrgastzelle verglichen mit Anforderungen des Motorraums eines konventionell entworfenen Automobils verhältnismäßig wenig vor, besonders wenn die Fahrgestellhöhe der bevorzugten Ausführungsform ungefähr nur 28 Zentimeter (15 Inches) beträgt. Der Wärmetauscher 137 ist wahlweise komplett innerhalb der Struktur des Fahrgestells mit (nicht dargestellten) Durchgangskanälen für einen geführten Luftstrom gepackt.

Wieder auf 1 verweisend ist das Aufhängungssystem 71 am tragenden Rahmen 11 montiert und mit den vier Rädern 73, 75, 77, 79 verbunden. Der Fachmann versteht die Funktionsweise eines Aufhängungssystems und weiß, dass mehrere Arten von Aufhängungssystemen innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung verwendet werden können. Das Aufhängungssystem 71 der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird elektronisch gesteuert, wie in 12 schematisch dargestellt ist.

Nach 12 wird das Verhalten des elektronisch gesteuerten Aufhängungssystems 71 als Antwort auf jede vorgegebene Straßeneinwirkung durch eine Aufhängungssteuereinheit 141 bestimmt. Sensoren 100, die auf dem Fahrgestell 10 angeordnet sind, überwachen verschiedene Bedingungen wie z.B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Winkelgeschwindigkeiten von Rädern und die Radstellung in Bezug auf das Fahrgestell 10. Die Sensoren 100 senden die Sensorsignale 101 an die Aufhängungssteuereinheit 141. Die Aufhängungssteuereinheit 141 verarbeitet die Sensorsignale 101 und erzeugt Steuersignale 142 für Aufhängungsstellglieder gemäß einem gespeicherten Algorithmus. Die Aufhängungssteuereinheit 141 sendet die Steuersignale 142 für Aufhängungsstellglieder an vier Aufhängungsstellglieder 143, 144, 145, 146. Jedes Aufhängungsstellglied 143, 144, 145, 146 ist mit einem Rad 73, 75, 77, 79 wirksam verbunden und bestimmt ganz oder teilweise die Stellung des Rades 73, 75, 77, 79 in Bezug auf das Fahrgestell 10. Die Aufhängungsstellglieder der bevorzugten Ausführungsform sind steuerbare Echtzeit-Stoßdämpfer für variable Kräfte. Das Aufhängungssystem 71 der bevorzugten Ausführungsform ist auch so konfiguriert, dass die Bodenfreiheit des Fahrgestells verstellbar ist. Separate Stellglieder können verwendet werden, um die Bodenfreiheit des Fahrgestells zu variieren.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Aufhängungssteuereinheit 141 programmierbar und mit dem elektrischen Verbinder 91 der Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien verbunden. Ein Fahrzeugnutzer kann somit Eigenschaften des Aufhängungssystems 71 durch Neuprogrammieren der Aufhängungssteuereinheit 141 mit einer Aufhängungssystemsoftware 147 über den elektrischen Verbinder 91 ändern.

Im Rahmen der beanspruchten Erfindung umfassen elektronisch gesteuerte Aufhängungssysteme Aufhängungssysteme ohne eine auf dem Fahrgestell 10 angeordnete Aufhängungssteuereinheit. Nach 13, worin gleiche Bezugsziffern verwendet werden, um auf gleiche Komponenten nach 12 zu verweisen, sind Aufhängungsstellglieder 143, 144, 145, 146 und Aufhängungssensoren 100 direkt mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden. In solch einer Ausführungsform kann eine auf einer angebrachten Fahrzeugkarosserie 85 angeordnete Aufhängungssteuereinheit 141' Sensorsignale 101 verarbeiten, die über den elektrischen Verbinder 91 übertragen werden, und sendet Steuersignale 142 für Aufhängungsstellglieder über den elektrischen Verbinder 91 an die Aufhängungsstellglieder 143, 144, 145, 146.

Beispiele elektronisch gesteuerter Aufhängungssysteme sind beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,606,503, das am 25. Februar 1997 an General Motors Corporation erteilt wurde; 5,609,353, das am 11. März 1997 an die Ford Motor Company erteilt wurde; und 6,397,134, das am 28. Mai 2002 an Delphi Technologies, Inc. erteilt wurde.

Das US-Patent Nr. 6,397,134 beschreibt ein elektronisch gesteuertes Aufhängungssystem, das eine verbesserte Aufhängungssteuerung gegen Übersteuern liefert. Insbesondere fühlt das System eine laterale Beschleunigung des Fahrzeugs und einen Lenkwinkel des Fahrzeugs ab und speichert für jede Richtung der abgefühlten lateralen Fahrzeugbeschleunigung erste und zweite Sätze verstärkter Aufhängungsstellglied-Steuersignale für die Aufhängungsstellglieder des Fahrzeugs. Als Reaktion auf die abgefühlte laterale Fahrzeugbeschleunigung und den abgefühlten Lenkwinkel des Fahrzeugs legt das System den ersten Satz verstärkter Stellgliedsteuersignale an die Aufhängungsstellglieder an, falls der abgefühlte Lenkwinkel in der gleichen Richtung wie die abgefühlte laterale Beschleunigung liegt, und legt alternativ dazu den zweiten Satz verstärkter Stellgliedsteuersignale an die Aufhängungsstellglieder an, falls der abgefühlte Lenkwinkel in der entgegengesetzten Richtung wie die abgefühlte laterale Beschleunigung liegt.

Das US-Patent Nr. 5,606,503 beschreibt ein Aufhängungssteuersystem zur Verwendung in einem Fahrzeug, das eine aufgehängte Fahrzeugkarosserie, vier nicht aufgehängte Fahrzeugräder, vier Stellglieder für variable Kräfte, die zwischen der Fahrzeugkarosserie und Rädern montiert sind, eines der Stellglieder für variable Kräfte an je einer Ecke des Fahrzeugs, und einen Satz von Sensoren enthält, die Sensorsignale liefern, welche die Bewegung der Fahrzeugkarosserie, die Bewegung der Fahrzeugräder, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und Umgebungstemperatur anzeigen. Das Aufhängungssteuersystem umfasst eine Mikrocomputersteuereinheit, welche enthält: Mittel zum Empfangen der Sensorsignale; auf die Sensorsignale ansprechende Mittel, um eine Stellgliedbedarfskraft für jedes Stellglied zu bestimmen; auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Mittel zum Bestimmen eines ersten Signals, das ein erstes Befehlsmaximum angibt; auf die Umgebungstemperatur ansprechende Mittel zum Bestimmen eines zweiten Signals, das ein zweites Befehlsmaximum angibt; und Mittel zum Beschränken der Stellgliedbedarfskraft, so dass sie nicht größer als das niedrigere des ersten und zweiten Befehlsmaximums ist.

Elektrisch leitende (nicht dargestellte) Drähte werden in der bevorzugten Ausführungsform genutzt, um Signale zwischen dem Fahrgestell 10 und einer angebrachten Karosserie 85 und zwischen Umformern, Steuereinheiten und Stellgliedern zu übertragen. Der Fachmann weiß, dass andere nicht-mechanische Mittel zum Senden und Empfangen von Signalen zwischen einer Karosserie und einem Fahrgestell und zwischen Umformern, Steuereinheiten und Stellgliedern verwendet werden können und in den Umfang der beanspruchten Erfindung fallen. Andere nicht-mechanische Mittel zum Senden und Empfangen von Signalen beinhalten Funkwellen und die Lichtleitertechnik.

Die By-Wire-Systeme sind in der bevorzugten Ausführungsform vernetzt, zum Teil um die Menge zugehöriger, mit dem elektrischen Verbinder 91 verbundener Drähte zu reduzieren. Der Fachmann kennt verschiedene vernetzende Einrichtungen und Protokolle, die innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung genutzt werden können, wie z.B. SAEJ1850 und CAN ("Controller Area Network"). Ein TTP-("Time Triggered Protocol")-Netzwerk wird in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Datenübermittlungsverwaltung verwendet.

Einige der durch die Sensoren 100 gesammelten Informationen wie z.B. Fahrgestellgeschwindigkeit, Kraftstoffpegel und Systemtemperatur und -druck sind für einen Fahrer des Fahrzeugs nützlich, um das Fahrwerk zu betätigen und Fehlfunktionen des Systems festzustellen. Wie in 14 gezeigt ist, sind die Sensoren 100 durch einen Fahrgestellcomputer 153 mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden. Sensorsignale 101, die Informationen tragen, werden von den Sensoren 100 zum Fahrgestellcomputer 153 übertragen, der die Sensorsignale 101 gemäß einem gespeicherten Algorithmus verarbeitet. Der Fahrgestellcomputer 13 überträgt die Sensorsignale 101 zum elektrischen Verbinder 91, wenn gemäß dem gespeicherten Algorithmus die Sensorinformation für den Fahrer des Fahrzeugs nützlich ist. Zum Beispiel wird ein eine Temperaturinformation tragendes Sensorsignal 101 vom Fahrgestellcomputer 153 an den elektrischen Verbinder 91 gesendet, wenn die Betriebstemperatur des Fahrgestells unannehmbar hoch ist. Eine vom Fahrer lesbare Informationsschnittstelle 155 kann an einem komplementären elektrischen Verbinder 95 angebracht sein, der mit dem elektrischen Verbinder 91 gekoppelt ist, und die in den Sensorsignalen 101 enthaltene Information anzeigen. Vom Fahrer lesbare Informationsschnittstellen beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Anzeigeinstrumente, Messgeräte, LED-Anzeigen und LCD-Anzeigen. Das Fahrgestell kann auch Datenübermittlungssysteme wie z.B. Antennen und Telematik-Systeme enthalten, die mit einem elektrischen Verbinder in der Schnittstelle zur Anbringung von Karosserien wirksam verbunden und dafür konfiguriert sind, Informationen zu einer angebrachten Fahrzeugkarosserie zu übertragen.

Eine Steuereinheit kann mehreren Funktionen dienen. Zum Beispiel dient, wie in 15 gezeigt ist, eine Hauptsteuereinheit 159 als die Lenksteuereinheit, Bremssteuereinheit, Aufhängungssteuereinheit und Steuereinheit für das Energieumwandlungssystem.

Wieder auf 15 verweisend ist das Energieumwandlungssystem 67 dafür konfiguriert, elektrische Energie zum elektrischen Verbinder 91 zu leiten, um elektrische Leistung für auf der angebrachten Fahrzeugkarosserie angeordnete Systeme wie z.B. elektrische Fensterheber, eine Zentralverriegelung, Unterhaltungssysteme, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen etc. zu liefern. Falls das Energiespeichersystem 69 eine Batterie enthält, kann dann wahlweise die Batterie mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden sein. In der bevorzugten Ausführungsform enthält das Energieumwandlungssystem 67 einen Brennstoffzellenstapel, der elektrische Energie erzeugt und mit dem elektrischen Verbinder 91 verbunden ist.

16 zeigt ein Fahrgestell 10 mit einer steifen Abdeckung oder "Haut" 161 und einen elektrischen Verbinder oder eine elektrische Kopplung 91, die als Speise-Port dient. Die starre Abdeckung 161 kann als Fahrzeugboden konfiguriert sein, was nützlich ist, falls eine angebrachte Fahrzeugkarosserie 85 keine Unterseite hat. In 17 ist ein ähnlich ausgestattetes Fahrgestell 10 mit einem optionalen vertikalen Brennstoffzellenstapel 125 dargestellt. Der vertikale Brennstoffzellenstapel 125 ragt deutlich in den Raum der Fahrgastzelle vor, was für einige Anwendungen akzeptabel ist. Das Fahrgestell 10 enthält auch eine Schnittstelle 162 für eine manuelle Parkbremse, die für gewisse Anwendungen notwendig sein kann und daher ebenfalls wahlweise bei anderen Ausführungsformen verwendet wird.

18 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, die unter gewissen Umständen vorteilhaft sein kann. Das Energieumwandlungssystem 67 umfasst einen Verbrennungsmotor 167 mit horizontal gegenüberliegenden Zylindern bzw. einen Boxermotor und ein Getriebe 169. Das Energiespeichersystem 69 umfasst einen Benzintank 171.

19 stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, worin das Lenksystem 81 mechanische Steuergestänge einschließlich einer Lenksäule 173 aufweist. Kopplungen 175 zur Anbringung von Sitzen für Insassen sind auf der Schnittstelle 87 zur Anbringung von Karosserien vorhanden, was die Anbringung von Sitzbaugruppen für Insassen an das Fahrgestell 10 erlaubt.

20 und 20a stellen ein Fahrgestell 10 innerhalb des Umfangs der Erfindung und eine Karosserie 85 dar, die jeweils mehrere elektrische Verbinder 91 bzw. mehrere komplementäre elektrische Verbinder 95 aufweisen. Zum Beispiel kann ein erster elektrischer Verbinder 91 wirksam mit dem Lenksystem verbunden werden und als Steuersignalempfänger dienen. Ein zweiter elektrischer Verbinder 91 kann wirksam mit dem Bremssystem verbunden werden und als Steuersignalempfänger dienen. Ein dritter elektrischer Verbinder 91 kann wirksam mit dem Energieumwandlungssystem verbunden werden und als Steuersignalempfänger dienen. Ein vierter elektrischer Verbinder 91 kann wirksam mit dem Energieumwandlungssystem verbunden werden und als elektrischer Netzverbinder dienen. In der in 20 und 20a dargestellten Ausführungsform werden vier mehrdrahtige Inline-Verbinder und komplementäre Verbinder verwendet. 20a stellt einen Montageprozess zum Anbringen entsprechender Verbinder 91, 95 dar.

Bezugnehmend auf 21 ist eine weitere Ausführungsform der beanspruchten Erfindung dargestellt. Das Fahrgestell 10 weist eine steife Abdeckung 161 und mehrere Kopplungen 175 zur Anbringung von Sitzen für Insassen auf. Eine vom Fahrer betätigbare Steuerungseingabeeinrichtung 177, die einen Lenkumformer, einen Bremsumformer und einen Umformer des Energieumwandlungssystems enthält, ist durch Drähte 179 mit dem Lenksystem, dem Bremssystem und dem Energieumwandlungssystem wirksam verbunden und zu verschiedenen Befestigungspunkten bewegbar.

Die in 21 dargestellte Ausführungsform ermöglicht, dass Karosserien verschiedener Entwürfe und Konfigurationen mit einem gemeinsamen Fahrgestellentwurf gekoppelt werden. Eine Fahrzeugkarosserie ohne Unterseite, aber mit komplementären Kopplungen zur Anbringung ist mit dem Fahrgestell 10 an den lasttragenden Karosseriehaltekopplungen 89 koppelbar. Sitzbaugruppen für Insassen können an den Kopplungen 175 zur Anbringung von Sitzen für Insassen angebracht werden.

Wie in den Ansprüchen dargelegt ist, können verschiedene Merkmale, die gemäß den verschiedenen Ausführungsformen der veranschaulichten Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, kombiniert werden.

Obgleich die besten Verfahren zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, erkennt der Fachmann für die Technik, auf die sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe bzw. Gestaltungen und Ausführungsformen, um den Umfang der Erfindung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche in die Praxis umzusetzen.

Zusammenfassung

Es wird ein Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs geschaffen, das im Wesentlichen alle mechanischen, elektrischen und tragenden Bauteile aufweist, die für ein voll funktionsfähiges Fahrzeug notwendig sind, einschließlich zumindest eines Energieumwandlungssystems (67), eines Lenksystems (81) und eines Bremssystems (83). Das Fahrgestell (10) ist dafür konfiguriert, mit einer Vielzahl verschiedener Arten oder Modelle von Fahrzeugkarosserien (85, 85', 85'') gekoppelt werden zu können. Verschiedene mechanische Steuergestänge nach dem Stand der Technik zwischen einem Fahrer und gesteuerten Systemen werden durch Komponenten zur Übertragung nicht-mechanischer Steuersignale ersetzt. Auch die Technologie einer Brennstoffzelle (125) ist implementiert bzw. eingeschlossen.

(1)


Anspruch[de]
  1. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs mit mindestens drei Rädern (73, 75, 77, 79); einem Lenksystem (81), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden und über einen Draht (By-Wire) steuerbar ist; einem Bremssystem (83), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden und über einen Draht (By-Wire) steuerbar ist; und einem Energieumwandlungssystem (67), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist und einen Verbrennungsmotor (167) enthält, wobei das Energieumwandlungssystem (67) über einen Draht (By-Wire) steuerbar ist.
  2. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, ferner mit zumindest einem Steuersignalempfänger (91), wobei jedes System des Bremssystems (83), Lenksystems (81) und Energieumwandlungssystems (67) mit dem zumindest einen Steuersignalempfänger (91) wirksam verbunden ist.
  3. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 2, wobei der zumindest eine Steuersignalempfänger ein elektrischer Verbinder (91) ist, der dafür konfiguriert ist, mit einem komplementären elektrischen Verbinder (95) auf einer Fahrzeugkarosserie (85) zu koppeln.
  4. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs mit mindestens drei Rädern (73, 75, 77, 79); einem By-Wire-Lenksystem (81), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; einem By-Wire-Bremssystem (83), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; einem By-Wire-Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) enthält, der mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; und einer Schnittstelle (87) zur Montage bzw. Anbringung von Karosserien mit mehreren Karosserieverbindungskomponenten, die mit komplementären Komponenten auf einer Fahrzeugkarosserie (85) in Eingriff gebracht werden können, wobei die Karosserieverbindungskomponenten zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89) und einen Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers einschließen; wobei jedes System des Lenksystems (81), Bremssystems (83) und Energieumwandlungssystems (67) mit dem Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers wirksam verbunden ist; und wobei die Karosserieverbindungskomponenten eine vorbestimmte räumliche Beziehung in Bezug aufeinander aufweisen.
  5. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 4, wobei die Karosserieverbindungskomponenten hinreichend positioniert, freigelegt bzw. zugänglich und unversperrt sind, so dass, wenn eine Fahrzeugkarosserie (85, 85', 85'') mit komplementären Komponenten in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung in Bezug aufeinander wie die Karosserieverbindungskomponenten bezüglich des Fahrgestells (10) eines Fahrzeugs hinreichend positioniert wird, jede der komplementären Komponenten (93, 95) einer Karosserieverbindungskomponente (89, 91) benachbart ist.
  6. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruchs 4, ferner mit einem Energiespeichersystem (69), das mit dem Energieumwandlungssystem (67) wirksam verbunden ist.
  7. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 6, wobei das Energiespeichersystem (69) zumindest einen Kraftstofftank (171) enthält.
  8. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 4, wobei das Energieumwandlungssystem (67) ferner mehrere Radmotoren (135) enthält, wobei je ein Radmotor mit einem Rad (73, 75, 77, 79) wirksam verbunden ist.
  9. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 8, worin die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen (89) Halterungen mit Schraublöchern umfassen.
  10. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, mit:

    einem im Wesentlichen flachen tragenden Rahmen (11) mit einem Aufhängungssystem (71) mit Rädern (73, 75, 77, 79), einem Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) zum Antreiben zumindest eines der Räder enthält, einem Energiespeichersystem (69) und einer Steuerung (128, 141) für die Systeme; und

    wobei der tragende Rahmen eine Schnittstelle (87) mit mehreren lasttragenden mechanischen Karosseriehaltekopplungen (89) und einem Steuersignalempfänger (91) in einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zueinander in der Schnittstelle (87) enthält, wobei die Kopplungen und der Steuersignalempfänger hinreichend positioniert und konfiguriert sind, um ohne Lagemodifikation mit entsprechenden Kopplungen (93) und Verbindern (95) zu koppeln, die in komplementären räumlichen Beziehungen auf irgendeiner von mehreren verschiedenen auswählbaren Fahrzeugkarosserien (85, 85', 85'') angeordnet sind, die zumindest drei verschiedene Karosseriemodelle umfassen.
  11. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 10, ferner mit einem By-Wire-Lenksystem (81), das mit zumindest einem Rad (73, 75, 77, 79) und dem Steuersignalempfänger (91) wirksam verbunden ist, und einem By-Wire-Bremssystem (83), das mit zumindest einem Rad und dem Steuersignalempfänger (91) wirksam verbunden ist.
  12. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 11, wobei die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen (89) Halterungen mit Schraublöchern umfassen.
  13. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 11, wobei der Steuersignalempfänger ein elektrischer Verbinder (91) ist.
  14. Fahrgestell (10) eines Fahrzeuges nach Anspruch 11, wobei das Energieumwandlungssystem (67) mehrere Radmotoren (135) enthält, die jeweils mit einem Rad (73, 75, 77, 79) wirksam verbunden sind.
  15. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    einen tragenden Rahmen (11), der ein Aufhängungssystem (71) mit Rädern (73, 75, 77, 79), ein Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) zum Antreiben zumindest eines der Räder enthält, ein Energiespeichersystem (69), ein Bremssystem (83) zum Bremsen zumindest eines der Räder, ein Lenksystem (81) und ein Drive-by-Wire-System enthält, wodurch das Lenk-, Brems- und Energieumwandlungssystem (67, 81, 83) nicht-mechanisch gesteuert werden können; und

    wobei der tragende Rahmen (11) eine Schnittstelle (87) mit mehreren lasttragenden Karosseriehaltekopplungen (89) und einem Steuersignalempfänger (91) in einer fixierten Lagebeziehung zueinander in der Schnittstelle (87) enthält, wobei die Kopplungen (89) und der Steuersignalempfänger (91) hinreichend positioniert und konfiguriert sind, um ohne eine Lageänderung mit entsprechenden Kopplungen (93) und Verbindern (95) zu koppeln, die in komplementären räumlichen Beziehungen auf irgendeiner von mehreren verschiedenen auswählbaren Fahrzeugkarosserien (85, 85', 85'') angeordnet sind, die zumindest drei verschiedene Karosseriemodelle umfassen.
  16. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 15, wobei das Fahrgestell (10) gekennzeichnet ist durch eine im Wesentlichen flache Oberseite (96) des Fahrgestells und wobei der Steuersignalempfänger ein elektrischer Verbinder (91) ist.
  17. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 15, worin die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen (89) Halterungen mit Schraublöchern umfassen.
  18. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    eine rollende Plattform (10), die ein Energieumwandlungssystem (67) mit einem Verbrennungsmotor (167), ein Bremssystem (83) und ein Lenksystem (81) trägt; und

    einen einzelnen elektrischen Port (91) auf der rollenden Plattform, der dafür konfiguriert ist, eine Speiseverbindung aufzunehmen, wobei Eingaben eines Fahrers dem Energieumwandlungssystem (67), Bremssystem (83) und Lenksystem (81) nur über den einzelnen elektrischen Port übermittelt werden.
  19. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 18, ferner mit zumindest einer lasttragenden Karosseriehaltekopplung (89) auf der rollenden Plattform.
  20. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 18, worin die rollende Plattform (11) gekennzeichnet ist durch eine im Wesentlichen flache Oberseite (96) und wobei der einzige elektrische Port ein elektrischer Verbinder (91) ist.
  21. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 20, ferner mit zumindest drei Rädern (73, 75, 77, 79), und wobei das Energieumwandlungssystem (67) ferner mehrere Radmotoren (135) einschließt, die jeweils mit einem Rad wirksam verbunden sind.
  22. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    einen tragenden Rahmen (11);

    eine Schnittstelle (87) zur Montage bzw. Anbringung von Karosserien mit Karosserieverbindungskomponenten, die zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89), die am tragenden Rahmen (11) montiert ist, und zumindest einen Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers einschließen, der dafür konfiguriert ist, Steuersignale in nicht-mechanischer Form zu übermitteln;

    ein Aufhängungssystem (71), das am tragenden Rahmen montiert ist;

    zumindest drei Räder (73, 75, 77, 79), die am Aufhängungssystem (71) drehbar montiert sind;

    ein By-Wire-Bremssystem (83), das am tragenden Rahmen (11) montiert, mit zumindest einem Rad wirksam verbunden und mit einem Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers wirksam verbunden ist;

    ein By-Wire-Lenksystem (81), das am tragenden Rahmen (11) montiert, mit zumindest einem Rad wirksam verbunden und mit einem Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers wirksam verbunden ist;

    ein Energieumwandlungssystem (67), das über einen Draht (By-Wire) steuerbar ist, am tragenden Rahmen (11) montiert ist, einen Verbrennungsmotor (167) enthält, mit zumindest einem Rad wirksam verbunden und mit einem Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers wirksam verbunden ist; und

    ein Energiespeichersystem (69), das am tragenden Rahmen montiert und mit dem Energieumwandlungssystem (67) wirksam verbunden ist.
  23. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22, wobei die zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89) eine Halterung mit Schraublöchern umfasst.
  24. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22, wobei der zumindest eine Verbinder eines Steuersignalempfängers einen elektrischen Verbinder (91) umfasst.
  25. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 24, wobei die Karosserieverbindungskomponenten nicht mehr als vier Verbinder (91) für Steuersignalempfänger einschließen.
  26. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 24, wobei die Karosserieverbindungskomponenten nicht mehr als einen Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers einschließen.
  27. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22, wobei das Energieumwandlungssystem (67) dafür konfiguriert ist, elektrische Energie zu erzeugen; und wobei die Karosserieverbindungskomponenten ferner zumindest einen Verbinder (91) für elektrische Leistung einschließen, der mit dem Energieumwandlungssystem (67) wirksam verbunden und dafür konfiguriert ist, die elektrische Energie zu übertragen.
  28. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 27, wobei die Karosserieverbindungskomponenten nicht mehr als einen Verbinder (91) für elektrische Leistung einschließen.
  29. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22,

    ferner umfassend zumindest einen Sensor (100), der dafür konfiguriert ist, Sensorsignale (101) zu senden, mit zumindest einem Rad (73, 75, 77, 79), dem Lenksystem (81), dem Bremssystem (83), dem Aufhängungssystem (71), dem Energieumwandlungssystem (67) oder dem Energiespeichersystem (69) wirksam verbunden ist; und

    wobei die Karosserieverbindungskomponenten zumindest einen Verbinder (91) einschließen, der mit zumindest einem Sensor (100) wirksam verbunden und dafür konfiguriert ist, die Sensorsignale (101) zu übermitteln.
  30. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 29, wobei die Karosserieverbindungskomponenten nicht mehr als einen elektrischen Verbinder (91) einschließen, der dafür konfiguriert ist, die Sensorsignale (101) zu übermitteln.
  31. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22, wobei das Lenksystem (81) und das Bremssystem (83) dafür konfiguriert sind, Rückkopplungssignale zu erzeugen und die Rückkopplungssignale an einen Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers zu senden.
  32. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22, wobei die Karosserieverbindungskomponenten (89, 91) in einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zueinander liegen und hinreichend positioniert, angeordnet und unversperrt sind, so dass, wenn eine Fahrzeugkarosserie (85) mit komplementären Komponenten in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung wie die Karosserieverbindungskomponenten in Bezug auf die Schnittstelle (87) zur Anbringung von Karosserien hinreichend positioniert wird, jede der Karosserieverbindungskomponenten einer komplementären Komponente (93, 95) benachbart ist.
  33. Fahrgestell (10) für ein Fahrzeug nach Anspruch 32, wobei das Aufhängungssystem (71) elektronisch gesteuert wird.
  34. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 22,

    wobei die Karosserieverbindungskomponenten (89, 91) in einer vorbestimmten räumlichen Beziehung zueinander liegen und hinreichend positioniert, angeordnet und unversperrt sind, so dass, wenn eine Fahrzeugkarosserie (85) mit komplementären Komponenten in der gleichen vorbestimmten räumlichen Beziehung wie die Karosserieverbindungskomponenten in Bezug auf die Schnittstelle (87) zur Anbringung von Karosserien hinreichend positioniert wird, zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89) einer komplementären Komponente (93) benachbart ist; und

    ein Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers, mit dem das Lenksystem (81) wirksam verbunden ist, ein Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers, mit dem das Bremssystem (83) wirksam verbunden ist, und ein Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers, mit dem das Energieumwandlungssystem (67) wirksam verbunden ist, jeweils einer komplementären Komponente benachbart sind.
  35. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 34, wobei das Aufhängungssystem (71) elektronisch gesteuert wird.
  36. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    einen tragenden Rahmen (11);

    eine Schnittstelle (87) zur Montage bzw. Anbringung von Karosserien mit Karosserieverbindungskomponenten, die zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89), die am tragenden Rahmen (11) montiert ist, und zumindest einen Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers einschließen, der dafür konfiguriert ist, Steuersignale in nicht-mechanischer Form zu übermitteln;

    ein Aufhängungssystem (71);

    zumindest drei Räder (73, 75, 77, 79), die am Aufhängungssystem (71) drehbar montiert sind;

    ein Bremssystem (83);

    ein Lenksystem (81);

    ein Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) enthält; und

    ein Energiespeichersystem (69), das mit dem Energieumwandlungssystem (67) wirksam verbunden ist;

    wobei das Bremssystem (83), das Lenksystem (81) und das Energieumwandlungssystem (67) mit zumindest einem Rad (73, 75, 77, 79) wirksam verbunden sind, jeweils mit einem Verbinder (91) eines Steuersignalempfängers wirksam verbunden sind und jeweils dafür konfiguriert sind, auf nicht-mechanische Steuersignale anzusprechen.
  37. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 36, wobei die Karosserieverbindungskomponenten ferner zumindest einen elektrischen Verbinder (91) enthalten und wobei entweder das Energieumwandlungssystem (67) oder das Energiespeichersystem (69) dafür konfiguriert ist, elektrische Energie zu erzeugen, und dafür konfiguriert ist, elektrische Energie zu einem elektrischen Verbinder (91) zu übertragen.
  38. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 37, wobei der zumindest eine Verbinder eines Steuersignalempfängers einen elektrischen Verbinder (91) umfasst.
  39. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 36, wobei die Karosserieverbindungskomponenten nur elektrische Verbinder (91) und lasttragende Karosseriehaltekopplungen (89) einschließen.
  40. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 36, wobei das Aufhängungssystem (71) elektronisch gesteuert wird.
  41. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    einen tragenden Rahmen (11); zumindest drei Räder (73, 75, 77, 79), die am tragenden Rahmen (11) montiert sind; ein By-Wire-Lenksystem (81), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; ein By-Wire-Bremssystem (83), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; ein Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) enthält, über einen Draht (By-Wire) steuerbar und mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist;

    und eine steife Abdeckung (161), die am tragenden Rahmen (11) montiert und dafür konfiguriert ist, als Fahrzeugboden zu dienen.
  42. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 41, ferner mit zumindest einer Karosseriehaltekopplung (89), die am Rahmen (11) montiert ist.
  43. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 42, ferner mit zumindest einer von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177), und wobei jedes System des Lenksystems (81), Bremssystems (83) und Energieumwandlungssystems (67) mit einer von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177) wirksam verbunden ist.
  44. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 42, ferner mit mehreren Kopplungen (175) zur Anbringung von Sitzen für Insassen, die an der steifen Abdeckung (161) montiert sind.
  45. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 44, ferner mit zumindest einer von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177), und wobei das Lenksystem (81), Bremssystem (83) und Energieumwandlungssystem (67) mit der zumindest einen von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177) wirksam verbunden sind.
  46. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 45, wobei die zumindest eine von einem Fahrer betätigbare Steuerungseingabeeinrichtung (177) bezüglich des tragenden Rahmens (11) bewegbar ist.
  47. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 41, ferner mit einem Aufhängungssystem (71), an dem zumindest drei Räder (73, 75, 77, 79) montiert sind, wobei das Aufhängungssystem (71) über einen Draht steuerbar ist.
  48. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 41, ferner mit einem Energiespeichersystem (69), das einen Kraftstofftank (171) enthält.
  49. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    einen tragenden Rahmen (11);

    ein Aufhängungssystem (71), das am tragenden Rahmen montiert ist;

    mindestens drei Räder (73, 75, 77, 79), die am Aufhängungssystem drehbar montiert sind;

    ein By-Wire-Bremssystem (83), das am tragenden Rahmen (11) montiert und mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist;

    ein Lenksystem (81), das am tragenden Rahmen montiert und mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist;

    ein Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) enthält, über einen Draht (By-Wire) steuerbar ist, am tragenden Rahmen montiert und mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; und

    eine Schnittstelle (87) zur Anbringung von Karosserien mit zumindest einer Karosserieverbindungskomponente, die zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89) einschließt.
  50. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 49, wobei das Lenksystem (81) über einen Draht steuerbar ist.
  51. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 49, ferner mit einem Energiespeichersystem (69), das einen Kraftstofftank (171) enthält, der mit dem Energieumwandlungssystem (67) wirksam verbunden ist.
  52. Fahrgestell (10) eines Fahrzeug nach Anspruch 51, wobei das Lenksystem (81) über einen Draht steuerbar ist.
  53. Fahrgestell (10) eines Fahrzeug nach Anspruch 52, ferner umfassend:

    eine steife Abdeckung (161), die am tragenden Rahmen (11) montiert und dafür konfiguriert ist, als Fahrzeugboden zu dienen, und

    mehrere Kopplungen (175) zur Anbringung von Sitzen für Insassen, die am tragenden Rahmen (11) montiert sind.
  54. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 53, ferner mit zumindest einer von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177); und wobei jedes System des Energieumwandlungssystems (67), Bremssystems (83) und Lenksystems (81) mit der zumindest einen von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177) wirksam verbunden ist.
  55. Fahrgestell (10) eines Fahrzeug nach Anspruch 54, wobei die zumindest eine von einem Fahrer betätigbare Steuerungseingabeeinrichtung (177) bezüglich des tragenden Rahmens (11) bewegbar ist.
  56. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 55, wobei die zumindest eine lasttragende Karosseriehaltekopplung (89) lösbar in Eingriff gebracht werden kann.
  57. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs, umfassend:

    einen tragenden Rahmen (11); ein Aufhängungssystem (71), das am Rahmen montiert ist; zumindest drei Räder (73, 75, 77, 79), die am Aufhängungssystem (71) montiert sind; ein Lenksystem (81), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; ein By-Wire-Bremssystem (83), das mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist; ein By-Wire-Energieumwandlungssystem (67), das einen Verbrennungsmotor (167) enthält und mit zumindest einem Rad wirksam verbunden ist;

    zumindest eine von einem Fahrer betätigbare Steuerungseingabeeinrichtung (177); eine Schnittstelle (87) zur Anbringung von Karosserien, die mit dem Rahmen verbunden ist, einschließlich mehrerer lasttragender Karosseriehaltekopplungen (89); und eine steife Abdeckung (161), die über dem tragenden Rahmen montiert und dafür konfiguriert ist, als Fahrzeugbodenfläche zu dienen; wobei das Lenksystem (81), das Bremssystem (83) und das Energieumwandlungssystem (67) mit der zumindest einen von einem Fahrer betätigbaren Steuerungseingabeeinrichtung (177) wirksam verbunden sind.
  58. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 57, wobei die lasttragenden Karosseriehaltekopplung (89) eine vorbestimmte räumliche Beziehung in Bezug aufeinander aufweisen und hinreichend freigelegt bzw. zugänglich, positioniert und unversperrt sind, so dass, wenn eine Fahrzeugkarosserie (85) mit komplementären Komponenten in der gleichen Lagebeziehung in Bezug aufeinander wie die Kopplungen zur Anbringung von Karosserien bezüglich des Fahrgestells (10) eines Fahrzeugs hinreichend positioniert wird, jede der komplementären Kopplungen (93) einer lasttragenden mechanischen Kopplung (89) benachbart ist.
  59. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 57, wobei die lasttragenden Karosseriehaltekopplungen (89) mit komplementären Komponenten (93) auf einer Fahrzeugkarosserie (85) lösbar in Eingriff gebracht werden können.
  60. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 57, ferner mit mehreren Kopplungen (175) zur Anbringung von Sitzen für Insassen, die am Rahmen (11) montiert sind.
  61. Fahrgestell (10) eines Fahrzeugs nach Anspruch 60, wobei die Steuerungseingabeeinrichtung (177) bezüglich des tragenden Rahmens (11) bewegbar ist.
Es folgen 20 Blatt Zeichnungen






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