電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステム

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【発明の名称】	電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステム
【発明者】	【氏名】清水浩
【要約】	【課題】コントロールユニットとこれらを接続する光ファイバの使用点数を少なくし、且つ、車体構造に共通の配線空間を設けて配線できる電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。【解決手段】電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムにおいて、断面長方形の柱状フレーム２，２′を組み立てて車体を構成し、その柱状フレーム２，２′内に光ＬＡＮ用の光ファイバ３０を配線するようにした。

【特許請求の範囲】
【請求項１】断面長方形の柱状フレームを組み立てて車体を構成し、前記柱状フレーム内に光ＬＡＮ用の光ファイバを配線することを特徴とする電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステム。
【請求項２】断面長方形の柱状フレームを組み立てて車体を構成し、前記柱状フレーム内に光送受装置を配置することを特徴とする電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステム。
【請求項３】請求項１又は２記載の電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムにおいて、前記柱状フレームの上部にボディを支えるための中空のアッパーフレームを装着し、該アッパーフレームの中空部分に光ＬＡＮ用の光ファイバを配線することを特徴とする電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステム。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステにおいて、前記柱状フレームの上部にボディを支えるための中空のアッパーフレームを装着し、該アッパーフレームの中空部分に光送受信装置を配置することを特徴とする電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステム。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気自動車の車内無線光ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）に係り、特に、自動車内等での多重伝送による集約配線システムに好適なＬＡＮシステムに関するものである。
【０００２】図７に示すように、電気自動車とは、電動機１０１の駆動力のみを用いて走行が可能な車であり、その電動機１０１に供給する電力源として、二次電池（バッテリー）を用いるものを狭義の電気自動車Ａ、エンジン発電機を用いるものをシリーズハイブリッド車Ｂ、燃料電池を用いるものを燃料電池車Ｃと呼ぶことにする。なお、図７において、１０２は車輪、１０３はコントローラ、１０４は二次電池、２０１はエンジン、２０２は発電機、３０１は水素供給源、３０２は燃料電池である。
【０００３】このように、電気自動車とは、回転式電気電動機の駆動力のみを用いて走行が可能な車であり、その電気電動機に供給する電力源として、二次電池、燃料電池、内燃機関を用いた発電機、太陽電池等およびこれらを組み合わせたものを使用した車と定義する。ただし、以下の説明では、二次電池のみを用いた電気自動車を念頭におくが、燃料電池、内燃機関発電機、太陽電池を電力源とする車も当然に含まれる。
【０００４】
【従来の技術】従来、車両においては、２地点間の複数チャネルの信号伝送を行うのに際し、通信側では並列の電気入力信号を直列化し、これを電気光変換して光ファイバで伝送する。一方、受信側では光ファイバからの直列光入力信号を光電気変換し、次いで、直並列変換して各々の対象負荷を制御するようにしている。これにより、複数の電線を１本の光ファイバで置換できるため、配線ケーブルの細線化が可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は、総て２地点間で２本の光ファイバを用いて相互にデータを双方向伝送する形態をとっているため、操作スイッチ、ランプ、リレーボックス等の機器類が各所に分散して配置されている場合には、これらに対する信号の入出力を制御するコントロールユニットと、これらを接続する光ファイバとを多数使用せざるを得ず、システム全体が高価になるという問題があった。
【０００６】また、従来の光ファイバの配線は、共通の配線構造というものがなく、それぞれの車体構造に応じて特別に設計する必要があった。
【０００７】本発明は、上記状況に鑑みて、コントロールユニットとこれらを接続する光ファイバの使用点数を少なくし、且つ、車体構造に共通の配線空間を設けて配線できる電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために、〔１〕電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムにおいて、断面長方形の柱状フレームを組み立てて車体を構成し、前記柱状フレーム内に光ＬＡＮ用の光ファイバを配線することを特徴とする。
【０００９】〔２〕電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムにおいて、断面長方形の柱状フレームを組み立てて車体を構成し、前記柱状フレーム内に光送受装置を配置することを特徴とする。
【００１０】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステムにおいて、前記柱状フレームの上部にボディを支えるための中空のアッパーフレームを装着し、このアッパーフレームの中空部分に光ＬＡＮ用の光ファイバを配線することを特徴とする。
【００１１】〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載の電気自動車の車内無線光ＬＡＮシステにおいて、前記柱状フレームの上部にボディを支えるための中空のアッパーフレームを装着し、このアッパーフレームの中空部分に光送受信装置を配置することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例を示す電気自動車の車体およびその装備を示す斜視図である。
【００１４】まず、本発明の実施例を示す電気自動車のフラットな床について説明する。
【００１５】本発明の実施例の車体は、インホイールドライブで、バッテリーを床下に組み込んだバッテリービルトイン式フレーム（ＢＢＦ）で、かつ各車輪を前後２個に分離するタンデムホイール式サスペンションを備えているため、室内空間を広くとることができ、ボディの空気抵抗も比較的少ない。
【００１６】図１に示すように、車台（シャーシ）１は、断面が略長方形の複数個の中空のセンターフレーム（柱状フレーム）２，２′，サイドフレーム３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′から構成されている。これらのフレーム２，２′，３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′は表面が平坦になるように固着され、電池２１，２２，２３をこれらのフレームに収納するようにしたシャーシとする。
【００１７】ＢＢＦ構造においては、電池収納容器とフレーム構造体が兼用できるために、電池収納のための新たな空間を設ける必要がなく、車体全体を軽量化できるという利点がある。また、重量物である電池が床下に収納されているので、車体の重心が低く、自動車の安定性や乗り心地が向上するという利点も生れる。
【００１８】ＢＢＦ構造とインホイール方式を採用することにより有効利用空間を広く、かつ車体全体を軽量化でき、また車体の重心が低くなり、自動車の安定性や乗り心地も向上し、ロードホールディングも良い電気自動車が得られる。
【００１９】また、電気自動車には電池および駆動装置の他に回転式電動機の速度とトルクを制御する制御装置、車載型の充電器、冷暖房装置等も搭載されるが、これらのすべて、あるいは一部も電池と同様にシャーシ１の内部空間に収納することにより、車体内部の有効容積を増やすことが可能となる。
【００２０】さらに、タンデムホイール式サスペンションを採用し、従来の自動車の車輪１輪を、前後に配置した小径の車輪２輪に置き替えることにより、路面から車体が受ける振動を極力抑えるように構成される。
【００２１】回転式電動機によって車輪が駆動されるようになっている電気自動車において、自動車のシャーシ１は、軸方向に中空の複数個のフレームから構成され、それによってシャーシ１の剛性が高められていると共に、電池２１，２２，２３は前記シャーシ１に収納され、前記回転式電動機の少なくとも一部は、車輪のホイール部分に収納され、前記回転式電動機とシャーシ１は懸架装置を介して接続されるように構成される。
【００２２】シャーシ１内には、回転式電動機の速度およびトルクを制御する制御装置の少なくともその一部も収納されるように、充電器の少なくともその一部も収納されるように構成される。車輪の前輪または後輪あるいは双方の車輪が、前後方向に２個連続して取り付けられるように、２個連続して取り付けられている車輪が、懸架装置を介して取り付けられるように構成される。
【００２３】シャーシ１は、断面が略長方形の４個の中空体から上面が略平面になるように構成されている。すなわち、車両の両側に位置する軸方向に中空のサイドフレーム３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′と、その内側に位置する同様に軸方向に中空のセンターフレーム２，２′とから構成されている。そして、これらのフレーム２，２′，３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′は所定幅になるように互いに平行に配置され、補強用のサブフレーム（図示なし）が取り付けられた上でサイドフレーム３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′にはドアが、またセンターフレーム２，２′には従来周知の座席、ステアリング、アクセルあるいはブレーキペダル、カウル、進行方向を定めるためのレバー等（図示なし）が取り付けられ、これにより電気自動車の基本部分が構成されている。
【００２４】シャーシ１を構成するフレーム２，２′，３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′の製作法、材質等は格別限定されない。しかしながら、例えば、アルミニウムの押し出し成形技術により成形するのが望ましい。
【００２５】このようにして形成されるセンターフレーム２，２′およびサイドフレーム３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′は、強度の強化や収納物の大きさの関係で、前後方向に複数個に仕切ることもできるが、図１には仕切る例は示されていない。
【００２６】センターフレーム２，２′は、自動車の全長から車の前部および後部の衝突緩衝部分を差し引いた長さに略等しく、高さおよび幅は収納する電池２１，２２，２３…の形状あるいは大きさを考慮して、電池２１，２２，２３…の高さよりやや高く、幅はやや広く作られている。
【００２７】また、サイドフレーム３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′は、センターフレーム２，２′よりもホイールハウスの部分だけ短く、高さはセンターフレーム２，２′と略同じ高さになっている。なお、１３，１３′は後部後輪、１４，１４′は前部後輪、１５，１５′は後部前輪、１６，１６′は前部前輪である。
【００２８】この実施例によると、シャーシ１のどのフレーム２，２′，３Ａ，３Ａ′，３Ｂ，３Ｂ′にも電池を収納することができるが、図１に示されている実施例では中央部に位置するセンターフレーム２，２′に収納する例が示されている。この場合、電池２１，２２，２３…は前方からもあるいは後方からも収納できる。
【００２９】しかしながら、図１に示されている実施例では、右後方にホイール８，８′を駆動する駆動用のモータ、減速機等からなる駆動装置が配置されているので、前方から台２０に載せて出し入れするようになっている。
【００３０】また、センターフレーム２，２′には、後述する回転式電動機の速度、トルク等を制御する制御装置４，４′、電池２１，２２，２３，…を充電する充電器５、車内用の冷暖房装置６等が収納されている。
【００３１】インホイール式駆動装置７，７′自体には、回転式電動機の回転数を減らすための減速歯車機構、機械式ブレーキ、回転を支えるためのベアリング等が一体構造的に形成されている。そして駆動輪のホイール８，８′の内部に取り付けられ、回転式電動機の電機子が固定されている外枠はサスペンションアームに取り付けられている。ホイール８，８′にはタイヤ９，９′が取り付けられ、走行を可能としている。
【００３２】インホイール式駆動装置７，７′には、サスペンションを形成するアーム類、バネ、ダンパー等が取り付けられるが、図１では省略されている。また、前輪のホイールにも、サブフレームおよびサスペンションを形成するアーム類、バネ、ダンパー等を介してセンターフレーム（図示なし）に取り付けられるが、同様に図１では省略されている。
【００３３】図１においてはインホイール式駆動装置７，７′は、後輪のホイール８，８′のみに取り付けられているが、これらを前輪のホイールのみに取り付けることも、また８輪のすべてのホイールに取り付けることも可能である。なお、図１において、１０，１０′はホイールである。
【００３４】次に、本発明のコントロールユニットについて図５を参照しながら説明する。
【００３５】図５は本発明のコントロールユニットの概略図である。
【００３６】マイクロコンピュータ５１に電気的に接続した光ＬＡＮドライバー５２間を光伝送デバイスを介して光ファイバ５３で結んで、どこへでも光信号によりデータを転送できるように接続する。この光ＬＡＮドライバー５２には、ノードが割り付けられており、また、光ＬＡＮドライバー５２に取り付けられた送信部から送られるデータ（ノード）には送り先認識データが付けられている。
【００３７】従って、転送先の光ＬＡＮドライバー５２では、データの取り入れ及びスキップを避ける機能を備える。この光ＬＡＮドライバー５２は、マイクロコンピュータ５１に電気的に接続されており、そこには、受信部５４と送信部５５からなる光伝送デバイスが２対光ファイバ５３に各々接続される。
【００３８】この受信部５４はノード検出部５６に接続され、ノード検出部５６の出力信号は、パラレル／シリアル変換部５７に入力される。パラレル／シリアル変換部５７の出力信号は、ＤＭＡインターフェース５８に入力され、ＤＭＡインターフェース５８の出力信号は、パラレル／シリアル変換部５７を経て送信部５５に入力され、光ファイバ５３に接続され送信される。
【００３９】パラレル／シリアル変換部５７とＤＭＡインターフェース５８間は、光ＬＡＮドライバー５２とマイクロコンピュータ５１間の電気的な関係と全く同様に電気信号が入出力される。
【００４０】図４は本発明の車両用光ＬＡＮシステムを示すブロック図である。
【００４１】この図において、４１は図示しないワイパー、ヘッドライト、スタータ等の操作スイッチおよびその表示ランプに接続されてこれらに対する信号の入出力を制御する第１のコントロールユニット、４２は図示しないエバポレータ、クラッチスイッチ、ドアロックスイッチ等の操作スイッチおよびその表示ランプに接続されてこれらに対する信号の入出力を制御する第２のコントロールユニットである。また、４３はリレーボックス４５に対する制御信号の入出力を制御する第３のコントロールユニット、４４は光ファイバである。
【００４２】第１のコントロールユニット４１は、インスツルメントパネル内の運転席前方のコンビネーションスイッチ部に、第２のコントロールユニット４２は、インスツルメントパネル内のセンターコンソール部にそれぞれ配置される。第３のコントロールユニット４３は、運転席床下部に配置される。
【００４３】第１，第２，第３のコントロールユニット４１，４２，４３相互間は、各１本の光ファイバ４４を介してリング状に接続される。これにより、第１、第２、第３のコントロールユニット４１，４２，４３相互間でデータ伝送を行うデータネットワークＮＴが構成される。すなわち、このデータネットワークＮＴは、一種の簡易なローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）として機能することになる。
【００４４】他の実施態様として、光ファイバの代わりに、光送受信装置を設けて無線で光送信することもできる。
【００４５】本発明の柱状フレーム２，２′の中空部は、配線空間としても用いることができる。センターフレーム２，２′は、図１に示すように、その表面が平坦になるように組み立てられているので、配線空間は直線上で広くなり、容易に配線することができる。
【００４６】具体的な配線は、図２および図３に示すように行う。
【００４７】センターフレーム２，２′に床面から開口を設け、その開口にブッシュ３１を嵌合する。このブッシュ３１には、中央に貫通孔３２が形成されており、光ファイバ３０を挿通できるようになっている。この光ファイバ３０の一方はセンターフレーム２，２′内を配線され、他方は特定の機器のコントロールユニットに接続される。
【００４８】また、光送受信装置をフレームの中空内側に固定して、フレーム内で光送受信を行うこともできる。光送受信装置までの配線は適宜行い、引き出し部にブッシュを用いることもできる。
【００４９】図６は本発明の他の実施例を示す電気自動車のアッパーフレームへの配線を示す斜視図である。
【００５０】この図に示すように、フレーム６１の上部にボディを支えるための中空のアッパーフレーム６２を装着し、このアッパーフレーム６２の中空部分に光ＬＡＮ用の光ファイバ６３を配線する用に構成する。
【００５１】また、そのアッパーフレーム６２の中空部分に光送受信装置６４を配置するように構成することができる。
【００５２】このように構成することにより、電気自動車の構造部材内に配線及び通信部品を収めることができ、電装品のコンパクト化と防護化を図ることができる。
【００５３】なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下の様な効果を奏することができる。
【００５５】（Ａ）本発明の電気自動車のシャーシは、軸方向に中空の複数個のフレームから構成され、それによってシャーシの剛性が高められると共に、電池はシャーシに収納され、回転式電動機の少なくとも一部は、車輪のホイール部分に収納され、回転式電動機とシャーシは懸架装置を介して接続されているので、車室内の空間を有効に利用できる。しかも、電池はシャーシの中空体内に収納されているので、電気自動車の重心の位置は低くなる。したがって、インホイール式の駆動装置を採用しているにも拘らず、バネ下重量の影響を最小限に抑えることができ、車の乗り心地も向上する。さらに、制御装置、充電器、冷暖房装置の少なくともその一部がシャーシ内に収納されるので、車室内の有効利用空間はさらに拡大される。
【００５６】（Ｂ）本発明は、第１、第２、第３のコントロールユニット相互間が、各１本の光ファイバを介してリング状に接続されるため、第１、第２、第３のコントロールユニット相互間でデータ伝送を行うデータネットワークＮＴが構成される。このため、配線数を削減することができ、かつ、制御信号伝送のバックアップが可能になる。
【００５７】さらに、光ファイバの配線を本発明のフレーム中で行うことができるため、電気自動車の構造部材内に配線及び通信部品を収めることができ、電装品のコンパクト化と防護化を図ることができる。また、その施工が容易になる。

【出願人】	【識別番号】３９６０２０８００【氏名又は名称】科学技術振興事業団
【出願日】	平成１２年１２月１２日（２０００．１２．１２）
【代理人】	【識別番号】１０００８９６３５【弁理士】【氏名又は名称】清水守
【公開番号】	特開２００２－１８６１１６（Ｐ２００２－１８６１１６Ａ）
【公開日】	平成１４年６月２８日（２００２．６．２８）
【出願番号】	特願２０００－３７７７２２（Ｐ２０００－３７７７２２）