JP2011166549A - 通信コネクタ、通信ハーネス、光通信装置及び車載通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】車輌に搭載された電子機器（通信装置）間の通信を従来のプロトコルを用いつつ光通信化することができる通信コネクタ、通信ハーネス、光通信装置及び車載通信システムを提供することにある。
【解決手段】一対の光入力部及び光出力部を備える光入出力部を複数有し、一の光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力する光分配器６３と、光電変換を行う変換部６２と、通信バス５との間の信号を送受信する送受信部６１とを有し、光入出力部から受信した光信号が変換部６２にて電気信号に変換され、送受信部６１にて変換されて通信バス５へ送信されるとともに、通信バス５から受信した信号が、送受信部６１にて変換されて変換部６２へ送信され、変換部６２によって光信号に変換されて光分配器６３に送信される
【選択図】図１

Description

本発明は、車輌に搭載された複数の電子機器（通信装置）間で通信を行う、詳しくは光通信を行う通信コネクタ、通信ハーネス、光通信装置及び車載通信システムに関するものである。

従来、車輌には多数の電子機器が搭載されており、各電子機器が通信線を介して接続され、相互に情報交換を行いながら強調動作することによって、車輌の走行に係る制御及び車室内などの快適性に係る制御等を実現している。車輌に搭載された電子機器が通信を行なう場合、通信規格としてＣＡＮ（Controller Area Network）が広く採用されている（非特許文献１、２参照）。

また近年では、車輌に搭載する電子機器は増加する傾向にあるため、一つの通信線（ＣＡＮバス）により多くの電子機器を接続し、多くの電子機器間で相互に通信を行なう必要が生じている。しかし、ＣＡＮバスに多くの電子機器を接続するとリンギングなどが発生し易くなり、通信障害の発生頻度が増加するという問題があるため、ＣＡＮバスに接続可能な電子機器の数には限りがある。

上記のようなリンギング及び外乱ノイズ等の影響による通信障害の発生を防止する対策として、電子機器間の通信を光通信で行なうことが考えられる。

ＣＡＮのプロトコルでは、差動信号を伝送するツイストペアケーブルにて構成されたＣＡＮバスに複数の電子機器が接続され、各電子機器は差動信号によって表されるデジタル信号を送受信する。また、ＣＡＮはシリアル通信のプロトコルであり、ＣＡＮバスに接続された複数の電子機器のうち、一の電子機器のみが送信処理を行うことができ、他の電子機器は一の電子機器の送信処理が終了するまで待機する必要がある。また、複数の電子機器が同時的に送信処理を行った場合（即ち、通信の衝突が発生した場合）には、各電子機器にて通信の調停処理（アービトレーション）が行われ、優先度の高い通信が実行される。

通信の衝突に対する調停処理を行うために、各電子機器は、ＣＡＮバスに送信信号の出力を行うと同時に、ＣＡＮバスの信号レベルの検出を行う。各電子機器は、自らが出力した送信信号に対して、検出した信号の信号レベルが変化した場合（レセシブからドミナントに変化した場合）、通信の衝突が発生したと判断し、送信処理を停止する。ＣＡＮバス上の信号はレセシブよりドミナントが優位であるため、通信の衝突が発生してもドミナントを出力した電子機器は送信処理を継続して行うことができる。

ＩＳＯ １１８９８−１：２００３ Road vehicles--Controller area network(CAN)-Part1: Data Link Layer and physical signaling ＩＳＯ １１５１９−１：１９９４ Road vehicles-Low-sped serial data communication-Part1: General and definitions

リンギング及び外乱ノイズ等による通信障害を防止するために、車輌に搭載された電子機器間の通信を光通信化した場合、光通信では送信と受信とは区別されるため、各電子機器は送信信号の出力と同時に、自らが出力した送信信号の検出を行うことができない。よって、従来のＣＡＮのプロトコルに従った通信を行うことができないという問題がある。したがって、光通信を導入する場合に、各電子機器がＣＡＮとは異なる光通信に適したプロトコルに従って通信を行う構成とすると、新たなプロトコルに対応した電子機器の開発を行う必要があるため、多大な開発コストを要する。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、一対の光入力部及び光出力部を備える光入出力部を複数有し、一の光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力する光分配器と、光電変換を行う変換部と、通信バスとの間の信号を送受信する送受信部とを有し、光入出力部から受信した光信号が変換部にて電気信号に変換され、送受信部にて変換されて通信バスへ送信されるとともに、通信バスから受信した信号が、送受信部にて変換されて変換部へ送信され、変換部によって光信号に変換されて光分配器に送信されることにより、車輌に搭載された電子機器間の通信を従来のプロトコルを用いつつ光通信化することができる通信コネクタ、通信ハーネス、光通信装置及び車載通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係る通信コネクタは、一対の光入力部及び光出力部を備える光入出力部を複数有し、一の光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力する光分配器と、一端が光通信線で前記光分配器の何れか一つの光入出力部に接続され、他端が電気通信線に接続されており、前記光入出力部から受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気通信線を介して受信した電気信号を光信号に変換する変換部と、一端が前記電気通信線を介して前記変換部と接続され、他端が通信バスと接続可能な電気接続部を有し、前記変換部から受信した電気信号を変換して前記電気接続部を通して前記通信バスへ送信するとともに、前記通信バスから受信した信号を変換して前記変換部へ送信する送受信部とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る通信コネクタは、前記送受信部と前記通信バス間で授受する信号は電位差を有する２つの信号を含むＣＡＮ信号であることを特徴とする。

また、本発明に係る通信コネクタは、前記光分配器は、前記光入出力部を２つ有する光カプラを一又は複数個用いて構成してあることを特徴とする。

また、本発明に係る通信コネクタは、前記光分配器、変換部及び送受信部は基板上に実装されていることを特徴とする。

本発明に係る通信ハーネスは、上述した通信コネクタと、該通信コネクタに接続される複数の光通信線とを含むことを特徴とする。

本発明に係る光通信装置は、光信号の送受信を行う光送受信部と、該光送受信部が受信した光信号に応じて、他の通信装置との間での信号の衝突を検知する検知手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る光通信装置は、前記検知手段は、前記光送受信部が送信した光信号に対して、前記光送受信部が受信した光信号が変化した場合に衝突を検知するようにしてあり、前記検知手段が信号の送信の衝突を検知した場合に、自身の優先権の有無を判断し、優先権無と判断したときに、光信号の送信を停止し、信号の受信を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る車載通信システムは、上述した通信コネクタと、該通信コネクタの光分配器を中心に光通信線を介してスター型に接続された複数の光通信装置とを備え、各光通信装置は、前記光分配器の一の光入出力部との光信号の送受信を行う光送受信部と、該光送受信部が受信した光信号に応じて、他の通信装置との間での光信号の衝突を検知する検知手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る車載通信システムは、前記通信コネクタを複数個備え、前記複数個の通信コネクタは、それぞれの電気接続部で通信バスを介して接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、ＣＡＮバスからのＣＡＮ信号は、送受信部によってデジタル電気信号に変換されて変換部に出力され、変換部によって光信号に変換されて光分配器に出力され、該光分配器にて全ての光出力部から出力される。また、光分配器の一つの光入力部を介して入力された光信号は、光分配器にて全ての光出力部から出力され、該光分配器の一つの光出力部と接続されている変換部によってデジタル電気信号に変換され、送受信部へ出力される。さらに、送受信部によってＣＡＮ信号に変換されてＣＡＮバスに出力される。

本発明によれば、安価な２入力２出力の光カプラを一個又は複数個用いて、光分配器を構成することにより、車載通信システムのコストを低減することができる。例えば、２つの光通信機器間で光通信を行う場合には１つの光カプラを用いればよく、４つの光通信機器間で光通信を行う場合には４つの光カプラを用いればよく、８つの光通信機器間で光通信を行う場合には１２個の光カプラを用いればよい。なお、光分配器は光カプラに限らない。光分配器に透明樹脂又はガラスを用い、１つの光通信装置から出力された光信号が光分配器に接続される全ての光通信装置及び光送受信部へ送信されればよい。

本発明によれば、光分配器、変換部及び送受信部を基板上に実装して一体に形成できる。さらに、光通信線を接続して通信ハーネスを構成することができる。

本発明によれば、光通信装置は光信号を送受信して、かつ受信した信号に応じて信号の衝突を検知することによって、車載通信装置間の通信の光通信化が可能となる。

本発明によれば、光通信装置は、自らが送信した光信号に対して、光分配器を介して受信した光信号に変化が生じていた場合、他の光通信装置との光信号の送信衝突を検知する。衝突を検知した場合、自身の優先権の有無を判断し、優先権を得られなかった光通信装置は光信号の送信を停止して、他の光通信装置が送信した光信号の受信を行う。これらの衝突検知及び送信停止等の処理は、ＣＡＮプロトコルの調停と略同じ方法を光通信に適用したものである。よって本発明の光通信装置は、従来のＣＡＮプロトコルに応じた通信を行う通信装置に対して、比較的少ない回路の修正又は追加等を行うことで実現できる。

本発明によれば、車載通信コネクタを用い、この車載通信コネクタの光分配器にそれぞれ光通信線を介して複数の光通信装置をスター型に接続することによって、車載通信システムを構成する。また、車載通信システムでは、車載通信コネクタが電気信号及び光信号の相互変換を行う光電変換装置を備え、この光電変換装置が一個又は複数個の光通信装置と一又は複数の電気通信装置との間の通信を仲介する構成とする。車載通信システムに電気通信及び光通信を混在させることが可能となる。
車載通信システムの通信線は、車輌中の限られたスペースに配設されるため、通信線を折り曲げて配設する必要が生じる虞があるが、光通信線として光ファイバを用いた場合、光ファイバは折り曲げて配設することが難しい、即ち光ファイバは配設の自由度が低いという問題がある。そこで、折り曲げに強い電気通信線との混在を可能とすることにより、車載通信システムの車輌中における配索の自由度を高めることができる。

本発明による場合、車輌に搭載された電子機器間の通信を従来のプロトコルの利用を維持しつつ光通信化することができ、リンギング及び外乱ノイズ等による通信障害を防止できる。

本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車載通信システムの一部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る車載通信システムを車輌に搭載した例を示す模式図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタを示す模式図である。図２は本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタの構成を示すブロック図である。ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６は、ＣＡＮドライバ６１、光電変換部６２、光分配器６３、光コネクタ６４、及び基板６９を備えている。

ＣＡＮドライバ６１は、ＣＡＮ通信に利用される２本の電線からなるＣＡＮバスと接続するための接続部６５と、光電変換部６２と接続するための変換部６６とを備える。ＣＡＮドライバ６１は、接続部６５に接続されているＣＡＮバスの電位を検出することによってＣＡＮ信号の受信を行い、これにより得られた差動の電圧による受信信号を、変換部６６にて２値からなるデジタル電気信号に変換し、Ｔｘ端子から光電変換部６２の光送信部６７へ出力する。また、ＣＡＮドライバ６１は、Ｒｘ端子にて光電変換部６２の光受信部が送信したデータを受信し、受信したデータを差動の電圧による二つの信号に変換し、接続部６５と接続されているＣＡＮバスの２本の電線へ夫々出力する。

光電変換部６２は、電気通信線６０を介してＣＡＮドライバ６１と接続されており、光送信部６７及び光受信部６８を有する。光電変換部６２は、ＣＡＮドライバ６１との間で授受するデジタル電気信号と、光分配器６３との間で授受する光信号との相互変換を行うものである。光電変換部６２の光送信部６７は、例えば発光ダイオードなどの光源及びこの光源の点灯／消灯を行う駆動回路等を有して構成され、ＣＡＮドライバ６１からデジタル電気信号として与えられた送信データを光信号に変換し、この光信号を光分配器６３へ出力する。

光電変換部６２の光受信部６８は、例えばフォトダイオードなどの受光素子を有して構成され、光分配器６３から出射される光を検出する。光受信部６８は、受光素子にて検出した光に応じた電気信号を出力することができる。これにより、光分配器６３と接続されている光通信装置１が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮドライバ６１へ与えることができる。

また、光分配器６３は、８入力８出力の光分配器である。８対の光入力部及び光出力部（図２においては、光信号の入出力を矢印で示してある）には、１対の光入力部及び光出力部は、光通信線を介して光電変換部６２に接続され、他の７対の光入力部及び光出力部は、光通信線を介して７つの光コネクタ６４と接続されている。これにより、光ジョイントコネクタ６にスター型に接続されるように、１から７つの後述する光通信装置１が光通信線を介して前記光コネクタ６４に接続されて、スター型ネットワークを構成することができる。

ここで、本実施の形態の８入力８出力の光分配器６３の詳細について説明する。図３、図４は本発明の実施の形態に係るＣＡＮ光ジョイントコネクタに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。なお、図３、図４には、光信号の入出力を矢印で示してある。図３（ａ）には、２入力２出力の光カプラ６３０が示してある。この光カプラ６３０を１つ用いることによって、２つの光通信装置１が光通信を行うことができる。

光カプラ６３０は、一側に２つの光入力部３１が設けられ、他側に２つの光出力部３２が設けられた構成であり、光入力部３１から入力された光を２分配して２つの光出力部３２へ出力する光分配器である。後述するように、光通信装置１は光受信部１４及び光送信部１５を備える。光カプラ６３０の第１の光入力部３１は一方の光通信装置１の光送信部１５に光通信線４を介して接続され、第１の光出力部３２は該一方の光通信装置１の光受信部１４に光通信線４を介して接続され、第２の光入力部３１は他方の光通信装置１の光送信部１５に光通信線４を介して接続され、第２の光出力部３２は該他方の光通信装置１の光受信部１４に光通信線４を介して接続されている。

図３（ｂ）には、４つの光カプラ６３０ａ〜６３０ｄを用いて、４入力４出力の光分配器６３を構成する例が示してある。この光分配器は、２つの２入力２出力の光カプラ６３０ａ、６３０ｂを前段（入力側）とし、４つの光通信器が出力する４つの光信号を光カプラ６３０ａ、６３０ｂの光入力部へそれぞれ入力することができる。また、２つの光カプラ６３０ｃ、６３０ｄを後段（出力側）とし、前段の光カプラ６３０ａの２つの光出力部が後段の２つの光カプラ６３０ｃ、６３０ｄそれぞれの光入力部に接続され、前段の光カプラ６３０ｂの２つの光出力部が後段の２つの光カプラ６３０ｃ、６３０ｄそれぞれの光入力部に接続されている。これにより、前段の光カプラ６３０ａ、６３０ｂの光入力部のいずれかに入力された光信号は、後段の光カプラ６３０ｃ、６３０ｄの全ての光出力部から出力される。また前段の光カプラ６３０ａ、６３０ｂに複数の光信号が入力された場合には、これらの光信号が合成されて、後段の光カプラ６３０ｃ、６３０ｄの全ての光出力部から出力される。

図４には、１２個の光カプラ６３０ａ〜６３０ｌを用いて、８入力８出力の光分配器６３を構成する例が示してある。この光分配器６３は、前段に４つの光カプラ６３０ａ〜６３０ｄを配し、中段に４つの光カプラ６３０ｅ〜６３０ｈを配し、後段に４つの光カプラ６３０ｉ〜６３０ｌを配したものである。前段の２つの光カプラ６３０ａ、６３０ｂのから出力される光信号は、それぞれ中段の２つの光カプラ６３０ｅ、６３０ｆに入力され、また、前段の２つの光カプラ６３０ｃ、６３０ｄから出力される光信号は、それぞれ中段の２つの光カプラ６３０ｇ、６３０ｈに入力されている。換言すれば、光カプラ６３０ａ、６３０ｂ、６３０ｅ、６３０ｆにて図３（ｂ）と同様の４入力４出力の光分配器が構成され、光カプラ６３０ｃ、６３０ｄ、６３０ｇ、６３０ｈにて図３（ｂ）と同様の４入力４出力の光分配器が構成されている。

また光分配器６３の中段の２つの光カプラ６３０ｅ、６３０ｇから出力される光信号は、それぞれ後段の２つの光カプラ６３０ｉ、６３０ｊに入力され、中段の２つの光カプラ６３０ｆ、６３０ｈから出力される光信号は、それぞれ後段の２つの光カプラ６３０ｋ、６３０ｌに入力されている。これにより、前段の４つの光カプラ６３０ａ〜６３０ｄの光入力部のいずれかに入力された光信号は、後段の４つの光カプラ６３０ｉ〜６３０ｌの全ての光出力部から出力される。また、前段の光カプラ６３０ａ〜６３０ｄに複数の光信号が入力された場合には、これらの光信号が合成されて、後段の光カプラ６３０ｉ〜６３０ｌの全ての光出力部から出力される。

なお、本実施の形態においては、８入力８出力の光分配器を例として説明したが、これに限るものではなく、７入力７出力以下又は９入力９出力以上の光分配器を備える構成であってもよい。なお、光分配器は光カプラに限らない。光分配器に透明樹脂又はガラスを用い、１つの光通信装置から出力された光信号が光分配器に接続される全ての光通信装置及び光送受信部へ送信されればよい。また、本実施の形態におけるＣＡＮ光ジョイントコネクタ６はＣＡＮドライバ６１を１つ備える構成とした。しかしながら、複数のＣＡＮドライバを備える構成としてもよい。

以下、本実施の形態のＣＡＮ光ジョイントコネクタを利用する車載通信システムについて説明する。図５は本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示すブロック図である。図６は車載通信システムの一部の構成を示すブロック図である。本実施の形態の車載通信システムは、ＣＡＮ通信において、光通信と電気通信とを混在させ、光通信を支線、電気通信を幹線とするシステムである。

図５に示したように、車載通信システムは、複数の光通信装置１，…１が、光通信線４でＣＡＮ光ジョイントコネクタ６に接続されており、該ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６で、ＣＡＮバス５を介してＣＡＮ通信幹線におけるＣＡＮジョイントコネクタ７に接続されている。また、複数の電気通信装置２，…２は、電気通信線でＣＡＮドライバ８に接続されており、該ＣＡＮドライバ８を介して、電気通信幹線におけるＣＡＮジョイントコネクタ７に接続されている構成である。なお、図５には３つの光通信装置１，…１が１つのＣＡＮ光ジョイントコネクタ６に接続されている構成を示したが、これに限らない。ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６は８入力８出力の光分配器６３を備えるので、光電変換部６２に用いられる１入力１出力を除いて、１から７つの光通信装置１を接続することが可能である。

車載通信システムの光通信装置１は、車輌（図示は省略する）に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの電子機器に光通信の機能を搭載したものである。なお、図６においては、一つの光通信装置１の詳細な構成を図示したが、図５には光通信装置の詳細の構成の図示を省略した。光通信装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＣＡＮ制御部１２及び光通信部１３をそれぞれ有している。

光通信装置１のＣＰＵ１１は、あらかじめＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶されたプログラムを実行することによって、装置内の各部の動作制御及び制御に必要な各種の演算などの処理を行うものである。また、ＣＰＵ１１は、これらの処理過程において他の光通信装置１との情報交換が必要となった場合には、ＣＡＮ制御部１２へ通信指示を与えることによって、他の光通信装置１との通信を行うことができる。ＣＰＵ１１は、他の光通信装置１へデータを送信する場合、このデータをＣＡＮ制御部１２へ与える。また、ＣＡＮ制御部１２は、他の光通信装置１からのデータを受信した場合、このデータをＣＰＵ１１へ与える。

ＣＡＮ制御部１２は、ＣＰＵ１１から送信するデータ（デジタル電気信号）が与えられた場合、このデータをＣＡＮプロトコルのデータ形式に従った送信用データに変換し、光通信部１３の光送信部１５へ与える。ＣＡＮプロトコルにて送受信されるデータは、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）フィールド及びＡＣＫ（ACKnowledgement）フィールド等の複数のフィールドで構成されており、ＣＰＵ１１から与えられたデータはデータフィールドに格納される。またアービトレーションフィールドは通信の衝突を調停するためのビット列であり、送信データの優先度に応じた値が格納され、ビット”０（ドミナント）”の方がビット”１（レセシブ）”より優先度が高い。

またＣＡＮ制御部１２は、光通信部１３の光受信部１４にて受信されたデータが与えられている。この受信データはＣＡＮプロトコルのデータ形式であるため、ＣＡＮ制御部１２は受信データのデータフィールドから必要なデータを抽出してＣＰＵ１１へ与える。これによりＣＰＵ１１は、他の光通信装置１又は電気通信装置２からの受信データに応じた処理を行うことができる。

光通信部１３は、光受信部１４及び光送信部１５を有し、ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６の光コネクタ６４に接続されている。光通信部１３は、ＣＡＮ制御部１２との間で授受する電気信号と、ＣＡＮ光ジョイントコネクタを介して他の光通信装置１または電気通信装置２との間で授受する光信号との相互変換を行う。光通信部１３の光送信部１５は、例えば発光ダイオードなどの光源及びこの光源の点灯／消灯を行う駆動回路等を有して構成され、ＣＡＮ制御部１２から電気信号として与えられた送信データを光信号に変換し、この光信号を送信用の光通信線４へ出力する。

光通信部１３の光受信部１４は、例えばフォトダイオードなどの受光素子を有して構成され、受信用の光通信線４から出射される光を検出する。光受信部１４は、受光素子にて検出した光に応じた電気信号を出力することができ、これにより他の光通信装置１が送信した光信号を受信して電気信号に変換し、ＣＡＮ制御部１２へ与えることができる。

電気通信装置２は、車輌に搭載されたＥＣＵなどの電子機器に電気通信の機能を搭載したものである。なお、図５においては、一方の電気通信装置２のみ詳細な構成を図示し、他方の電気通信装置２については同様な構成であるため、詳細な構成の図示を省略してある。電気通信装置２は、ＣＰＵ２１、ＣＡＮ制御部２２及び電気通信部２３等を備えて構成されている。なお、電気通信装置２が備えるＣＰＵ２１及びＣＡＮ制御部２２は、光通信装置１が備えるＣＰＵ１１及びＣＡＮ制御部１２と略同じ構成である。

電気通信装置２のＣＡＮ制御部２２は、ＣＰＵ２１から送信するデータが与えられた場合、このデータをＣＡＮプロトコルのデータ形式に従った送信用データに変換し、電気通信部２３のＴｘ端子へ与える。ＣＡＮプロトコルにて送受信されるデータは、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）フィールド及びＡＣＫ（ACKnowledgement）フィールド等の複数のフィールドで構成されており、ＣＰＵ１１から与えられたデータはデータフィールドに格納される。またアービトレーションフィールドは通信の衝突を調停するためのビット列であり、送信データの優先度に応じた値が格納され、ビット”０（ドミナント）”の方がビット”１（レセシブ）”より優先度が高い。

またＣＡＮ制御部２２は、電気通信部２３のＲｘ端子にて受信されたデータが与えられている。この受信データはＣＡＮプロトコルのデータ形式であるため、ＣＡＮ制御部２２は受信データのデータフィールドから必要なデータを抽出してＣＰＵ２１へ与える。これによりＣＰＵ２１は、他の光通信装置１又は電気通信装置２からの受信データに応じた処理を行うことができる。

電気通信装置２の電気通信部２３は、ＣＡＮドライバ８に接続されており、ＣＡＮ制御部２２から与えられた送信データを電気信号としてＣＡＮドライバ８へ出力することにより、他の光通信装置１又は電気通信装置２への電気信号の送信を行う。また電気通信部２３は、ＣＡＮドライバ８からの電気信号の受信を行い、これにより得られた受信データをＣＡＮ制御部２２へ与える。ＣＡＮ制御部２２は、送信したデータと受信したデータとが一致するか否かに応じて通信の衝突を検知できる。

ＣＡＮドライバ８は、ＣＡＮ通信に利用される２本の電線からなるＣＡＮバス５と接続するための接続部８１と、電気通信装置２と接続するための変換部８２とを備える。ＣＡＮドライバ８は、接続部８１に接続されているＣＡＮバス５の電位を検出することによってＣＡＮ信号の受信を行い、これにより得られた差動の電圧による受信信号を、変換部８２にて２値からなるデジタル電気信号に変換し、Ｔｘ端子から電気通信装置２の電気通信部２３のＲｘ端子へ出力する。また、ＣＡＮドライバ８は、Ｒｘ端子にて電気通信装置２の電気通信部２３がＴｘ端子から送信したデータを受信し、受信したデータを差動の電圧による二つの信号に変換し、接続部８１と接続されているＣＡＮバス５の２本の電線へ夫々出力する。

以上の構成により、例えば光分配器６３と接続されている一の光通信装置１が送信した光信号は、同じ光分配器６３と接続されている他の光通信装置１にて受信されると共に、光電変換部６２にて電気信号に変換され、ＣＡＮドライバ６１にて差動の電圧による信号に変換されてＣＡＮバス５を介してＣＡＮジョイントコネクタ７へ送信される。ＣＡＮジョイントコネクタ７は、受信した差動電圧による信号を他のＣＡＮ光ジョイントコネクタ６又はＣＡＮドライバ８へ転送する。この差動電圧による信号を受信したＣＡＮ光ジョイントコネクタ６又はＣＡＮドライバ８は、信号を光信号又はデジタル電気信号に変換して、自身と接続されている光通信装置１又は電気通信装置２へ送信する。ＣＡＮドライバ８と接続されている一の電気通信装置２が送信した電気信号は、ＣＡＮドライバ８にて差動の電圧による信号に変換されてＣＡＮバス５を介してＣＡＮジョイントコネクタ７へ送信される。ＣＡＮジョイントコネクタ７は、受信した差動電圧による信号を他のＣＡＮ光ジョイントコネクタ６又はＣＡＮドライバ８へ転送する。この差動電圧による信号を受信したＣＡＮ光ジョイントコネクタ６又はＣＡＮドライバ８は、信号を光信号又はデジタル電気信号に変換して、自身と接続されている光通信装置１又は電気通信装置２へ送信する。即ち、各光通信装置１又は電気通信装置２は、車載通信システムに含まれる他の全ての光通信装置１又は電気通信装置２に対してデータの送受信を行うことができる。

また、光通信装置１が送信する光信号は、デジタルデータを光の有／無に対応付けたものである。光分配器６３は、７つの光コネクタ６４のいずれか一方から光が入力された場合に他の光コネクタの両方へ光を出力するものであるため、光信号における光の有／無をＣＡＮプロトコルのデータ形式におけるドミナント／レセシブに対応付けることによって、ＣＡＮプロトコルと同様の調停を行うことができる。

なお、各光通信装置１と光コネクタ６４を接続する光通信線４は略同じ長さであることが好ましい。これは、一つの光通信装置１から送信された光信号と、他の光通信装置１から送信された光信号とが光分配器６３へ入力されるタイミングに差異が生じることを抑制するためである。ただし、光通信の通信速度などに応じて、両光通信線４の長さにはある程度の差異が生じていてもよい。

車載通信システムの各光通信装置１は、他の光通信装置１又は電気通信装置２へデータを送信する場合、ＣＡＮ制御部１２にて所定のデータ形式に変換した送信データを光通信部１３の光送信部１５にて光信号に変換して送信する。光通信装置１は、光信号の送信後（直後）に光通信部１３の光受信部１４にて受信された光信号を電気信号の受信データに変換し、この受信データが送信したデータと一致するか否かをＣＡＮ制御部１２にて判定することによって、他の光通信装置１又は電気通信装置２との光信号の送信の衝突発生を検知する。

送信データ及び受信データが一致し、送信に衝突が発生していない場合、光通信装置１は送信処理を継続して行うことができる。送信データ及び受信データが一致せず、送信に衝突が発生している場合、衝突を検知した光通信装置１は送信処理を停止して、他の光通信装置１又は電気通信装置２が送信したデータの受信処理を行う。なお、実際には光信号の衝突が発生している場合であっても、優先度の高いデータを送信している光通信装置１では衝突が検知されず、送信処理を継続することができる。

以上の構成の本実施の形態に係る車載通信システムにおいては、入力された光を分配するＣＡＮ光ジョイントコネクタ６を中心に、光通信線４を介して複数の光通信装置１をスター型に接続し、各光通信装置１が光送信部１５にてＣＡＮ光ジョイントコネクタ６へ光信号を入力すると共に、ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６から出力された光信号を光受信部１４にて受信し、受信信号に応じて衝突検知を行う構成とすることにより、リンギング及び外乱ノイズ等の影響がない光通信を実現することができる。

図７は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムを車輌１００に搭載した例を示す模式図である。なお、図７においては、光通信装置１を円形のシンボルで示し、ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６を長方形のシンボルで示し、８入力８出力の光分配器６３を八角形のシンボルで示し、光電変換部６２及びＣＡＮドライバ６１を合わせて丸角正方形のシンボルで示してある。

図示の例では、車輌１００の前部にスター型ネットワーク９ａを配し、車輌１００の中央にスター型ネットワーク９ｂを配し、車輌１００の後部にスター型ネットワーク９ｃを配してある。また、３つのスター型ネットワーク９ａ〜９ｃは車輌１００の車体などに沿って配設されたＣＡＮバス５を介してＣＡＮ光ジョイントコネクタ６がそれぞれ接続されており、相互にＣＡＮ電気信号の送受信を行うことができる。

例えば車輌１００の前部のエンジンルーム内には、狭いスペースに多数の電子機器を集中して搭載する必要があるため、これらの電子機器に光通信機能を設けて光通信装置１とし、ＣＡＮジョイントコネクタ６を中心に光通信線４を介して複数の光通信装置１を接続してスター型ネットワーク９ａを構成することができる。これにより、スター型ネットワーク９ａ内で行われる光通信装置１間の光通信は、リンギング及び外乱ノイズ等の影響を受けることがなく、精度のよい通信を行うことができる。車輌１００の中央及び後部に配されたスター型ネットワーク９ｂ、９ｃ内の光通信についても同様である。

また、車輌１００内においても比較的に離れた箇所に配される電子機器間の通信は、電子機器間を接続する通信線が折り曲げられて配される可能性が高いため電気通信線を用いて行うことが好ましい。よって、車輌１００の前部、中央及び後部のそれぞれ離れた箇所に配されたスター型ネットワーク９ａ〜９ｃはＣＡＮバス５を用いて接続し、ＣＡＮジョイントコネクタ６による電気通信を行うことにより、車輌１００における通信線の配設を容易化できる。

このように、本実施の形態に係る車載通信システムは、車輌１００内における電子機器間の距離が短い箇所についてはＣＡＮジョイントコネクタ６の光分配器６３を中心とした光通信を行うスター型ネットワーク９ａ〜９ｃを構成し、電子機器間の距離が長い箇所についてはＣＡＮバス５を介した電気通信を行う構成とすることが好ましい。

以上の構成の本実施の形態に係る車載通信システムは、ＣＡＮ光ジョイントコネクタ６を中心に光通信装置１を接続してスター型ネットワーク９ａ〜９ｃを構成すると共に、各スター型ネットワーク９ａ〜９ｃのＣＡＮ光ジョイントコネクタ６をＣＡＮバス５にて接続する構成とすることにより、光通信及びＣＡＮ電気通信が混在した車載通信システムを実現できるため、車載通信システムの汎用性を向上することができる。また、装置間の距離が短く密集した箇所にて光通信を行い、装置間の距離が長い箇所にて電気通信を行う構成とすることができるため、車輌１００における通信線の配設容易性を向上することができると共に、装置が密集した箇所でのリンギング及び外乱ノイズ等の影響を抑制することができる。また、２入力２出力の光カプラ６３０を複数用いて８入力８出力の光分配器６３を構成することにより、より多くの入出力を有する光分配器６３を安価に実現でき、車載通信システムのコストの増加を抑制できる。

なお、本実施の形態においては、車載通信システムが３つのスター型ネットワーク９ａ〜９ｃを備える構成としたが、これに限るものではなく、２つ以下又は４つ以上のスター型ネットワークを備える構成であってもよい。また、各スター型ネットワーク９ａ〜９ｃがそれぞれ７つの光通信装置１を備える構成としたが、これに限るものではなく、６つ以下の光通信装置１を備える構成であってもよく、更に多くの入出力を有する光分配器を用いて８つ以上の光通信装置１を備える構成であってもよい。また、高速ＣＡＮを念頭に電気通信線は、２本の電線を用いた差動信号による通信を用いる構成としたが、車体を共通接地(ボディーアース)とした単線を用いた低速ＣＡＮ通信や同軸ケーブルを用いた非差動の信号、信号線及びコネクタを用いるものであってもよい。

１ 光通信装置
１２ ＣＡＮ制御部（検知手段）
１３ 光通信部（光送受信部）
３１ 光入力部（光入出力部）
３２ 光出力部（光入出力部）
４ 光通信線
５ ＣＡＮバス
６ ＣＡＮ光ジョイントコネクタ（車載通信コネクタ）
６０ 電気通信線
６１ ＣＡＮドライバ（送受信部）
６２ 光電変換部（変換部）
６３ 光分配器
６３０ 光カプラ
６５ 接続部（電気接続部）
６９ 基板

Claims (9)

1. 一対の光入力部及び光出力部を備える光入出力部を複数有し、一の光入力部から入力された光を、複数の光出力部へ分配して出力する光分配器と、
   一端が光通信線で前記光分配器の何れか一つの光入出力部に接続され、他端が電気通信線に接続されており、前記光入出力部から受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気通信線を介して受信した電気信号を光信号に変換する変換部と、
   一端が前記電気通信線を介して前記変換部と接続され、他端が通信バスと接続可能な電気接続部を有し、前記変換部から受信した電気信号を変換して前記電気接続部を通して前記通信バスへ送信するとともに、前記通信バスから受信した信号を変換して前記変換部へ送信する送受信部と
   を有することを特徴とする通信コネクタ。
2. 前記送受信部と前記通信バス間で授受する信号は電位差を有する２つの信号を含むＣＡＮ信号であること
   を特徴とする請求項１に記載の通信コネクタ。
3. 前記光分配器は、前記光入出力部を２つ有する光カプラを一又は複数個用いて構成してあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の通信コネクタ。
4. 前記光分配器、変換部及び送受信部は基板上に実装されていること
   を特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の通信コネクタ。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の通信コネクタと、
   該通信コネクタに接続される複数の光通信線と
   を含むことを特徴とする通信ハーネス。
6. 光信号の送受信を行う光送受信部と、
   該光送受信部が受信した光信号に応じて、他の通信装置との間での信号の衝突を検知する検知手段と
   を有することを特徴とする光通信装置。
7. 前記検知手段は、前記光送受信部が送信した光信号に対して、前記光送受信部が受信した光信号が変化した場合に衝突を検知するようにしてあり、
   前記検知手段が信号の送信の衝突を検知した場合に、自身の優先権の有無を判断し、優先権無と判断したときに、光信号の送信を停止し、信号の受信を行うようにしてあること
   を特徴とする請求項６に記載の光通信装置。
8. 請求項１から４の何れか１項に記載の通信コネクタと、
   該通信コネクタの光分配器を中心に光通信線を介してスター型に接続された複数の光通信装置と
   を備え、
   各光通信装置は、
   前記光分配器の一の光入出力部との光信号の送受信を行う光送受信部と、
   該光送受信部が受信した光信号に応じて、他の通信装置との間での光信号の衝突を検知する検知手段と
   を有することを特徴とする車載通信システム。
9. 前記通信コネクタを複数個備え、
   前記複数個の通信コネクタは、それぞれの電気接続部で通信バスを介して接続されていること
   を特徴とする請求項８に記載の車載通信システム。

Images