車載通信システム
【課題】車輌に搭載された電子機器間の通信を光通信化してリンギング及び外乱ノイズ等の影響を排除することができると共に、従来のＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができる車載通信システムを提供する。
【解決手段】入力された光を分配する光カプラ３を中心に、光通信線４、５を介して複数の光通信装置１ａ、１ｂをスター型に接続し、各光通信装置１ａ、１ｂが光送信部１５にて光カプラ３の光入力部３１へ光信号を入力すると共に、光カプラ３の光出力部３２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。各光通信装置１ａ、１ｂは、光送信部１５にて光信号を送信した後、光受信部１４にて光信号を受信し、送信信号と受信信号が一致するか否かに応じて衝突検知を行い、衝突を検知した場合には自らの光信号の送信処理を停止して受信処理を行う。
【解決手段】入力された光を分配する光カプラ３を中心に、光通信線４、５を介して複数の光通信装置１ａ、１ｂをスター型に接続し、各光通信装置１ａ、１ｂが光送信部１５にて光カプラ３の光入力部３１へ光信号を入力すると共に、光カプラ３の光出力部３２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。各光通信装置１ａ、１ｂは、光送信部１５にて光信号を送信した後、光受信部１４にて光信号を受信し、送信信号と受信信号が一致するか否かに応じて衝突検知を行い、衝突を検知した場合には自らの光信号の送信処理を停止して受信処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載された複数の電子機器（通信装置）間で通信を行う車載通信システムに関し、詳しくは光通信を行う車載通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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やすくなり、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。また車輌のエンジンルームなど、多数の電子機器及び通信線等が集中して配設される箇所においては、特に高電圧の信号を扱う電子機器及び通信線の近傍にて、ＣＡＮバスに外乱のノイズが重畳されて通信障害が発生するという問題があった。
【０００４】
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うことが考えられる。
【０００５】
また、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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＳＯ １１８９８−１：２００３ Road vehicles--Controller area network(CAN)--Part1:Data link layer and physical signaling
【非特許文献２】ＩＳＯ １１５１９−１：１９９４ Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1:General and definitions
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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が異なる光通信線にて行われるため、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。よって光通信を導入する場合には、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必要があり、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という問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車輌に搭載された電子機器（通信装置）間の通信を光通信化してリンギング及び外乱ノイズ等の影響を排除することができると共に、従来のＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができる車載通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車載通信システムは、複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、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、該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力部へ光を入力することで光信号の送信を行う光送信部と、前記光分配器の一の光出力部から出力された光を受光することで光信号の受信を行う光受信部と、該光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光信号の送信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。
【００１１】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記検知手段が、前記光送信部が送信した光信号に対して、前記光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、前記光通信装置は、前記検知手段が光信号の送信の衝突を検知した場合に、光信号の送信を停止し、他の光通信装置が送信した光信号の受信を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光通信装置が、電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部とを有し、他の光通信装置と電気信号の送受信を行う一又は複数の電気通信装置との間の通信を仲介するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光送信部、前記光受信部及び前記検知手段と、電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部とを有し、一又は複数の前記光通信装置と、電気信号の送受信を行う一又は複数の装置との間の通信を仲介する光電変換装置を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光分配器を中心にスター型に接続された前記光通信装置及び前記光電変換装置を有する光通信網を複数備え、複数の前記光通信網の光電変換装置が、電気通信線を介して接続してあることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る車載通信システムは、一の光分配器の光入力部と前記光通信装置又は前記光電変換装置とを接続する複数の光通信線は、略同じ長さにしてあることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光分配器が、２つの前記光入力部及び２つの前記光出力部を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。
【００１７】
本発明においては、複数の光入力部及び光出力部を有して、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を用い、こ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。この光分配器では、複数の入力部から光信号が入力された場合、複数の光信号が合成されて全ての光出力部から出力されることとなる。
各光通信装置は、光分配器の一の光入力部及び一の光出力部にそれぞれ光通信線を介して接続される。光通信装置は、光分配器の一の光入力部へ光信号の送信を行うと共に、光分配器により分配されて出力された光信号の受信を行うことができ、送信した光信号と受信した光信号とを比較することによって、光信号の送信の衝突を検出することができる。
これにより、光通信装置は、光の有／無をＣＡＮプロトコルのドミナント／レセシブに対応させて、ＣＡＮプロトコルと同様の通信の調停を行うことが可能となり、ＣＡＮプロトコルに従った通信処理を行うことが可能となる。よって、従来の通信装置に対して、光通信線に接続するためのインタフェース回路などを搭載するのみで、本発明の光通信装置を構成することが可能であり、低コストで光通信装置を開発することができる。
【００１８】
また本発明においては、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、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。
【００１９】
また本発明においては、車載通信システムに含まれる一又は複数の光通信装置に、光信号の送受信を行う機能と共に電気信号の送受信を行う機能を搭載する。この光通信装置に、送受信する電気信号及び光信号の相互変換を行わせ、他の光通信装置と電気通信装置との間の通信を仲介させることによって、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。
又は、車載通信システムが、光通信機能及び電気通信機能を搭載して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又は複数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。同様に、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設の自由度を高めることができる。
【００２０】
また本発明においては、光分配器を中心にスター型に光通信装置及び光電変換装置を接続して一つの光通信網を構成すると共に、電気通信線を介して複数の光通信網の光電変換装置を接続することにより車載通信システムを構成する。これにより、スター型の光通信網内においては光通信を行い、各光通信網の間では電気通信を行う車載通信システムが実現される。
例えば、車輌前部のエンジンルーム内など多数の機器が集中して配される箇所については光通信を行い、車輌前部及び車輌後部の間など比較的距離が長く通信線が折り曲げられる可能性の高い箇所については電気信号を行うなど、光通信及び電気通信の長所・短所に適した構成を実現できる。特に車輌においては、いくつかの特定箇所にそれぞれ多数の機器が配される場合が多いため、本発明の構成が好適である。
【００２１】
また本発明においては、車載通信システムに含まれる一の光分配器について、光分配器の光入力部と光通信装置及び光電変換装置とをそれぞれ接続する光通信線の長さを略同じとする。これにより、光通信装置及び光電変換装置から光分配器へ入力される光信号のタイミングにズレが生じ難くなるため、通信の衝突検知及び調停等の処理を確実に行うことができる。
【００２２】
また本発明においては、安価な２入力２出力の光カプラを一又は複数個用いて、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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による場合は、光分配器を中心に複数の光通信装置をスター型に接続し、各光通信装置が光分配器の一の光入力部へ光信号の送信を行うと共に、光分配器により出力された光信号の受信を行って、受信した光信号に基づいて衝突の検知を行う構成とすることにより、車載通信システムの通信を光通信化してリンギング及び外乱ノイズ等の影響を排除することができると共に、従来のＣＡＮプロトコルと同様の通信処理を行うことができるため、低コストで車載通信システムの光通信化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１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２】本発明に係る車載通信システムの光通信装置が行う送信処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２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４】本発明の実施の形態２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５】車載通信システムに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。
【図６】車載通信システムに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３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８】実施の形態３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。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１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。実施の形態１に係る車載通信システムは、複数（２つ）の光通信装置１ａ、１ｂを、光カプラ３にそれぞれ光通信線４、５を介して接続した構成であり、光カプラ３を中心としたスター型のネットワークシステムである。
【００２６】
車載通信システムの光通信装置１ａ、１ｂ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１においては、一方の光通信装置１ａのみ詳細な構成を図示し、他方の光通信装置１ｂについては同様の構成であるため詳細な構成の図示を省略してある。光通信装置１ａ、１ｂ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。
【００２７】
光通信装置１ａ、１ｂのＣＰＵ１１は、予め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等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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂとの通信を行うことができる。ＣＰＵ１１は、他の光通信装置１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂからのデータを受信した場合、このデータをＣＰＵ１１へ与える。
【００２８】
ＣＡＮ制御部１２は、ＣＰＵ１１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、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データであり、送信データの優先度に応じた値が格納され、データ”０（ドミナント）”の方がデータ”１（レセシブ）”より優先度が高い。
【００２９】
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１ａ、１ｂからの受信データに応じた処理を行うことができる。
【００３０】
光通信部１３は、光受信部１４及び光送信部１５を有しており、ＣＡＮ制御部１２との間で授受する電気信号と、他の光通信装置１ａ、１ｂ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。
【００３１】
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５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１ａ、１ｂ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。
【００３２】
また、車載通信システムの光カプラ３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。光カプラ３の第１の光入力部３１は光通信装置１ａの光送信部１５に光通信線４を介して接続され、第２の光入力部３１は光通信装置１ｂの光送信部１５に光通信線４を介して接続されている。また光カプラ３の第１の光出力部３２は光通信装置１ａの光受信部１４に光通信線５を介して接続され、第２の光出力部３２は光通信装置１ｂの光受信部１４に光通信線５を介して接続されている。
【００３３】
これにより、光通信装置１ａの光送信部１５が光通信線４を介して送信した光信号は、光カプラ３の入力部３１へ入力され、光カプラ３にて分配されて２つの光出力部３２から出力され、光通信装置１ａ、１ｂの両方にて受信される。同様に光通信装置１ｂが送信した光信号は、光カプラ３にて分配されて、光通信装置１ａ、１ｂの両方にて受信される。また、光通信装置１ａ、１ｂが共に光信号を送信した場合には、２つの光信号は光カプラ３にて合成されて分配され、合成された光信号が２つの光出力部３２からそれぞれ出力されて、光通信装置１ａ、１ｂの両方にて受信される。
【００３４】
光通信装置１ａ、１ｂ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。光カプラ３は、２つの光入力部３１のいずれか一方に光が入力された場合に２つの光出力部３２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。
【００３５】
なお、光通信装置１ａの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４と、光通信装置１ｂの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４とは、略同じ長さであることが好ましい。これは、光通信装置１ａから送信された光信号と、光通信装置１ｂから送信された光信号とが光カプラ３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。
【００３６】
車載通信システムの各光通信装置１ａ、１ｂは、他の光通信装置１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂとの光信号の送信の衝突発生を検知する。
【００３７】
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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂは送信処理を停止して、他の光通信装置１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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。
【００３８】
図２は、本発明に係る車載通信システムの光通信装置１ａ、１ｂが行う送信処理の手順を示すフローチャートである。光通信装置１ａ、１ｂのＣＰＵ１１は、他の光通信装置１ａ、１ｂへのデータ送信を行う場合、まず送信するデータをＣＡＮ制御部１２へ与え、ＣＡＮ制御部１２にてデータ形式を変換し、光送信部１５にて送信データを光信号に変換して出力することにより、光信号の送信を行う（ステップＳ１）。光信号の送信後、光通信装置１ａ、１ｂは、光受信部１４にて光信号の受信を行い（ステップＳ２）、受信した光信号を電気信号の受信データに変換してＣＡＮ制御部１２へ与える。
【００３９】
次いで、光通信装置１ａ、１ｂは、ステップＳ１にて送信した光信号（送信信号）とステップＳ２にて受信した光信号（受信信号）が一致するか否かをＣＡＮ制御部１２にて判定する（ステップＳ３）。送信信号と受信信号とが一致しない場合（Ｓ３：ＮＯ）、他の光通信装置１ａ、１ｂとの光信号の送信の衝突が検知され、光通信装置１ａ、１ｂは送信処理を停止して、他の光通信装置１ａ、１ｂから送信された光信号の受信処理をＣＡＮ制御部１２にて行い（ステップＳ４）、受信処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ５）。受信処理が終了していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、光通信装置１ａ、１ｂは、ステップＳ４へ処理を戻して受信処理を継続する。受信処理が終了した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、光通信装置１ａ、１ｂは、ステップＳ１へ処理を戻し、送信処理を再度行う。
【００４０】
送信信号と受信信号が一致した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、光通信装置１ａ、１ｂは、光信号の衝突が検知されないため、送信処理を継続することができる。そこで光通信装置１ａ、１ｂは、送信データに係る光信号の送信を終了したか否かを判定し（ステップＳ６）、送信を終了していない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ１へ処理を戻し、送信処理を継続して行う。また、送信データに係る光信号の送信を終了した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、光通信装置１ａ、１ｂは送信処理を終了する。
【００４１】
以上の構成の実施の形態１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光カプラ３を中心に、光通信線４、５を介して複数の光通信装置１ａ、１ｂをスター型に接続し、各光通信装置１ａ、１ｂが光送信部１５にて光カプラ３の光入力部３１へ光信号を入力すると共に、光カプラ３の光出力部３２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。また電気通信におけるＣＡＮプロトコルと同様の方式で光通信を行うことができるため、各光通信装置１ａ、１ｂに備えられるＣＡＮ制御部１２は、電気通信を行う通信装置に設けられるものと同様のものであってよく、電気通信を行う従来の通信装置に光通信部１３を設けることで光通信装置１ａ、１ｂを実現できるため、低コストで光通信装置１ａ、１ｂの開発を行うことができる。
【００４２】
また、各光通信装置１ａ、１ｂは、光送信部１５にて光信号を送信した後、光受信部１４にて光信号を受信し、送信信号と受信信号が一致するか否かに応じて衝突検知を行い、衝突を検知した場合には自らの光信号の送信処理を停止して受信処理を行う構成とすることにより、ＣＡＮプロトコルと同じ方法で光通信の調停を行うことができる。また、光通信装置１ａの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４と、光通信装置１ｂの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４とを、略同じ長さとすることにより、光通信装置１ａから送信された光信号と、光通信装置１ｂから送信された光信号とが光カプラ３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ことができ、光通信の衝突検知及び調停等の処理を確実に行うことができる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、車載通信システムが２入力２出力の光カプラ３を用いて２つの光通信装置１ａ、１ｂが光通信を行う構成としたが、これに限るものではなく、より多くの入出力を有する光カプラを用いて３つ以上の光通信装置が光通信を行う構成としてもよい。３つ以上の光通信装置が光通信を行う構成であっても、各光通信装置は光カプラを中心としたスター型に光通信線を介して接続し、上述の光通信の衝突検知及び調停等の処理を各光通信装置が行えばよい。
【００４４】
（実施の形態２）
図３及び図４は、本発明の実施の形態２に係る車載通信システムの構成を示すブロック図であり、図３には車載通信システム全体の構成を示し、図４には車載通信システムの各装置の詳細構成を示してある。上述の実施の形態１に係る車載通信システムは２つの光通信装置１ａ、１ｂが光通信のみを行う構成である。これに対して実施の形態２に係る車載通信システムは、光通信と電気通信とを混在させたシステムである。実施の形態２に係る車載通信システムは、実施の形態１と同様に２つの光通信装置７ａ、７ｂと１つの光カプラ３とを備えると共に、４つの電気通信装置９ａ〜９ｄを備えている。ただし、実施の形態２に係る車載通信システムの光通信装置７ａ、７ｂは、光通信線４、５を介して光通信を行う光通信機能と、ＣＡＮバス６を介して電気通信を行う電気通信機能を有する構成である。
【００４５】
実施の形態２に係る車載通信システムの光通信装置７ａは、光送信部１５が光通信線４を介して光カプラ３の第１の光入力部３１に接続され、光受信部１４が光通信線５を介して光カプラ３の第１の光出力部３１に接続されている。同様に、光通信装置７ｂは、光送信部１５が光通信線４を介して光カプラ３の第２の光入力部３１に接続され、光受信部１４が光通信線５を介して光カプラ３の第２の光出力部３１に接続されている。即ち、２つの光通信装置７ａ、７ｂは、光カプラ３を中心に光通信線４、５を介してスター型に接続されている。
【００４６】
光通信装置７ａ、７ｂは、実施の形態１の光通信装置１ａ、１ｂと同様のＣＰＵ１１、ＣＡＮ制御部１２及び光通信部１３を有していると共に、ＣＡＮ制御部７１及び電気通信部７２を更に有している。ＣＡＮ制御部７１は、ＣＡＮ制御部１２と同様の処理を行うものであり、ＣＰＵ１１から与えられたデータをＣＡＮプロトコルのデータ形式に従った送信データに変換して電気通信部７２へ与えることによりデータ送信を行うと共に、電気通信部７２にて受信した受信データから必要なデータを抽出してＣＰＵ１１へ与える。よって、ＣＰＵ１１は、光通信を行う場合にはＣＡＮ制御部１２を利用し、電気通信を行う場合にはＣＡＮ制御部７１を利用することができる。またＣＡＮ制御部７１は、ＣＡＮプロトコルによる通信の衝突検知及び調停等の処理を行う。
【００４７】
光通信装置７ａ、７ｂの電気通信部７２は、ＣＡＮバス６に接続されており、ＣＡＮ制御部７１から与えられた送信データを電気信号としてＣＡＮバス６へ出力することにより、電気通信装置９ａ〜９ｄへの電気信号の送信を行う。また電気通信部７２は、ＣＡＮバス６の電位を検出することによって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７１へ与える。ＣＡＮ制御部７１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。
【００４８】
実施の形態２に係る車載通信システムでは、光通信装置７ａと電気通信装置９ａ、９ｂとが共通のＣＡＮバス６に接続され、ＣＡＮプロトコルに従った電気通信を相互に行うことができ、光通信装置７ｂと電気通信装置９ｃ、９ｄとが共通のＣＡＮバス６に接続され、ＣＡＮプロトコルに従った電気通信を相互に行うことができる。
【００４９】
電気通信装置９ａ〜９ｄは、ＣＰＵ９１、ＣＡＮ制御部９２及び電気通信部９３等を備えて構成されている。なお、電気通信装置９ａ〜９ｄが備えるＣＰＵ９１、ＣＡＮ制御部９２及び電気通信部９３は、光通信装置７ａ、７ｂが備えるＣＰＵ１１、ＣＡＮ制御部７１及び電気通信部７２と略同じ構成である。よって、電気通信装置９ａ〜９ｄは、ＣＡＮバス６を介した電気信号の送受信を行うことができ、ＣＡＮプロトコルによる通信の衝突検知及び調停等の処理を行うことができる。
【００５０】
以上の構成の実施の形態２に係る車載通信システムにおいては、光通信装置７ａ、７ｂが光通信機能のみでなく電気通信機能をも備える構成とすることによって、車載通信システムに光通信及び電気通信を混在させることができ、車載通信システムの汎用性を向上することができる。また光通信装置７ａ、７ｂは、光通信及び電気通信を共にＣＡＮプロトコルによる通信方式で行うことができるため、光通信装置７ａ、７ｂの開発コスト増大を抑制できる。また、例えば一方のＣＡＮバス６に接続された電気通信装置９ａ、９ｂが、光通信装置７ａ、７ｂ及び光カプラ３を介して、他方のＣＡＮバス６に接続された電気通信装置９ｃ、９ｄと通信を行う構成とすることもでき、これにより車載通信システムの汎用性をより向上することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、各光通信装置７ａ、７ｂにＣＡＮバス６を介して２つの電気通信装置９ａ〜９ｄを接続する構成としたが、これに限るものではなく、各ＣＡＮバス６に接続する電気通信装置９ａ〜９ｄの数は任意である。
【００５２】
なお、実施の形態２に係る車載通信システムのその他の構成は、実施の形態１に係る車載通信システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
（実施の形態３）
上述の実施の形態１、２に係る車載通信システムは、２入力２出力の光カプラ３を１つ用いて、２つの光通信装置１ａ、１ｂ又は７ａ、７ｂが光通信を行う構成である。これに対して実施の形態３に係る車載通信システムは、より多くの光通信装置が光通信を行うことを可能としたものである。
【００５４】
図５及び図６は、車載通信システムに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。図５（ａ）には、実施の形態１、２に係る車載通信システムにて用いた２入力２出力の光カプラ３が示してある（ただし、本図においては光入力部３１及び光出力部３２の図示を省略し、光信号の入出力を矢印で示してある）。この光カプラ３を１つ用いることによって、実施の形態１、２にて示したように、２つの光通信装置が光通信を行うことができる。
【００５５】
また図５（ｂ）には、４つの光カプラ３ａ〜３ｄを用いて、４入力４出力の光分配器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３ａ、３ｂ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３ａ、３ｂの光入力部３１へそれぞれ入力することができる。また、２つの光カプラ３ｃ、３ｄを後段（出力側）とし、前段の光カプラ３ａの２つの光出力部３２が後段の２つの光カプラ３ｃ、３ｄそれぞれの光入力部３１に接続され、前段の光カプラ３ｂの２つの光出力部３２が後段の２つの光カプラ３ｃ、３ｄそれぞれの光入力部３１に接続されている。これにより、前段の光カプラ３ａ、３ｂの光入力部３１のいずれかに入力された光信号は、後段の光カプラ３ｃ、３ｄの全ての光出力部３２から出力される。また前段の光カプラ３ａ、３ｂ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３ｃ、３ｄの全ての光出力部３２から出力される。
【００５６】
また図６（ｃ）には、１２個の光カプラ３ａ〜３ｌを用いて、８入力８出力の光分配器３０を構成する例が示してある。この光分配器３０は、前段に４つの光カプラ３ａ〜３ｄを配し、中段に４つの光カプラ３ｅ〜３ｈを配し、後段に４つの光カプラ３ｉ〜３ｌを配したものである。前段の２つの光カプラ３ａ、３ｂ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３ｅ、３ｆに入力され、また、前段の２つの光カプラ３ｃ、３ｄ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３ｇ、３ｈに入力されている。換言すれば、光カプラ３ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆにて図５（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３ｃ、３ｄ、３ｇ、３ｈにて図５（ｂ）と同様の４入力４出力の光分配器が構成されている。
【００５７】
また光分配器３０の中段の２つの光カプラ３ｅ、３ｇ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３ｉ、３ｊに入力され、中段の２つの光カプラ３ｆ、３ｈ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３ｋ、３ｌに入力されている。これにより、前段の４つの光カプラ３ａ〜３ｄの光入力部３１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３ｉ〜３ｌの全ての光出力部３２から出力される。また、前段の光カプラ３ａ〜３ｄ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３ｉ〜３ｌの全ての光出力部３２から出力される。
【００５８】
図７は、本発明の実施の形態３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。実施の形態３に係る車載通信システムは、図６（ｃ）に示した８入力８出力の光分配器３０を３つ備えている。各光分配器３０には、７つの光通信装置１と、１つの光電変換装置７とが光通信線４、５を介してスター型に接続されており、それぞれスター型ネットワーク８ａ〜８ｃを構成している。なお、図７においては、８入力８出力の光分配器３０を八角形のシンボルで示し、光通信装置１を円形のシンボルで示し、光電変換装置７を正方形のシンボルで示してある。また、スター型ネットワーク８ｂ、８ｃには光通信装置１の図示を省略してあるが、それぞれ７つの光通信装置１が光分配器３０に接続されている。
【００５９】
光通信装置１は、実施の形態１に示した光通信装置１ａ、１ｂと同様の構成であり、光送信部１５が光分配器３０を構成する光カプラ３ａ〜３ｄの光入力部３１のいずれかに光通信線４を介して接続されると共に、光受信部１４が光分配器３０を構成する光カプラ３ｉ〜３ｌの光出力部３２のいずれかに光通信線５を介して接続されている。これにより光通信装置１は、同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の（即ち、同じ光分配器３０に接続された）他の光通信装置１及び光電変換装置７との間でＣＡＮプロトコルによる光通信を行うことができる。
【００６０】
光電変換装置７は、実施の形態２に示した光通信装置７ａ、７ｂと同様の構成であり、光通信機能と電気通信機能とを備えている。光電変換装置７は、光送信部１５が光分配器３０の光入力部３１のいずれかに光通信線４を介して接続され、光受信部１４が光分配器３０の光出力部３２のいずれかに光通信線５を介して接続されると共に、ＣＡＮバス６を介して他のスター型ネットワーク８ａ〜８ｃの光電変換装置７に接続されている。これにより光電変換装置７は、同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の光通信装置１との間で光通信を行うことができ、ＣＡＮバス６を介して他の光電変換装置７との間で電気通信を行うことができる。
【００６１】
更に、光電変換装置７は、光通信により同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の光通信装置１から光信号を受信した場合、受信した光信号を光通信部１３にて電気信号に変換し、変換した電気信号を電気通信部７２からＣＡＮバス６へ出力することによって、他のスター型ネットワーク８ａ〜８ｃの光電変換装置７へ送信することができる。また光電変換装置７は、他の光電変換装置７から電気信号を受信した場合、受信した電気信号を光通信部１３にて光信号に変換して光通信線４へ出力することにより、同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の光通信装置１へ送信することができる。即ち光電変換装置７は、電気通信と光通信とを仲介している。
【００６２】
これにより、例えばスター型ネットワーク８ａの一の光通信装置１が送信した光信号は、同じスター型ネットワーク８ａ内の他の光通信装置１及び光電変換装置７にて受信されると共に、光電変換装置７にて電気信号に変換されて他のスター型ネットワーク８ｂ、８ｃの光電変換装置７へ送信され、この電気信号を受信した他のスター型ネットワーク８ｂ、８ｃの光電変換装置７にて光信号に変換されてスター型ネットワーク８ｂ、８ｃ内の光通信装置１へ送信される。即ち、各光通信装置１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に対してデータの送受信を行うことができる。
【００６３】
図８は、実施の形態３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。図示の例では、車輌１００の前部にスター型ネットワーク８ａを配し、車輌１００の中央にスター型ネットワーク８ｂを配し、車輌１００の後部にスター型ネットワーク８ｃを配してある。また、３つのスター型ネットワーク８ａ〜８ｃは車輌１００の車体などに沿って配設されたＣＡＮバス６を介して光電変換装置７がそれぞれ接続されており、相互に電気信号の送受信を行うことができる。
【００６４】
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、光分配器３０を中心に光通信線４、５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８ａ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８ａ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８ｂ、８ｃ内の光通信についても同様である。
【００６５】
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８ａ〜８ｃはＣＡＮバス６を用いて接続し、光電変換装置７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。
【００６６】
このように、実施の形態３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光分配器３０を中心とした光通信を行うスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ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６を介した電気通信を行う構成とすることが好ましい。
【００６７】
以上の構成の実施の形態３に係る車載通信システムは、光分配器３０を中心に光通信装置１及び光電変換装置７を接続してスター型ネットワーク８ａ〜８ｃを構成すると共に、各スター型ネットワーク８ａ〜８ｃの光電変換装置７をＣＡＮバス６にて接続する構成とすることにより、光通信及び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、装置が密集した個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３ａ〜３ｌを複数用いて８入力８出力の光分配器３０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３０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。
【００６８】
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８ａ〜８ｃ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８ａ〜８ｃ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。
【００６９】
なお、実施の形態３に係る車載通信システムのその他の構成は、実施の形態１、２に係る車載通信システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００７０】
１、１ａ、１ｂ 光通信装置
３、３ａ〜３ｌ 光カプラ（光分配器）
４、５ 光通信線
６ ＣＡＮバス（電気通信線）
７ 光電変換装置
７ａ、７ｂ 光通信装置（光電変換装置）
８ａ〜８ｃ スター型ネットワーク（光通信網）
９ａ〜９ｄ 電気通信装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＣＡＮ制御部（検知手段）
１３ 光通信部（光電変換部）
１４ 光受信部
１５ 光送信部
３０ 光分配器
３１ 光入力部
３２ 光出力部
７１ ＣＡＮ制御部
７２ 電気通信部（電気送信部、電気受信部）
９１ ＣＰＵ
９２ ＣＡＮ制御部
９３ 電気通信部
１００ 車輌
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌に搭載された複数の電子機器（通信装置）間で通信を行う車載通信システムに関し、詳しくは光通信を行う車載通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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やすくなり、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。また車輌のエンジンルームなど、多数の電子機器及び通信線等が集中して配設される箇所においては、特に高電圧の信号を扱う電子機器及び通信線の近傍にて、ＣＡＮバスに外乱のノイズが重畳されて通信障害が発生するという問題があった。
【０００４】
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うことが考えられる。
【０００５】
また、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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＳＯ １１８９８−１：２００３ Road vehicles--Controller area network(CAN)--Part1:Data link layer and physical signaling
【非特許文献２】ＩＳＯ １１５１９−１：１９９４ Road vehicles--Low-speed serial data communication--Part1:General and definitions
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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が異なる光通信線にて行われるため、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。よって光通信を導入する場合には、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必要があり、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という問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車輌に搭載された電子機器（通信装置）間の通信を光通信化してリンギング及び外乱ノイズ等の影響を排除することができると共に、従来のＣＡＮプロトコルと同様の調停処理を行うことができる車載通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る車載通信システムは、複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、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、該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力部へ光を入力することで光信号の送信を行う光送信部と、前記光分配器の一の光出力部から出力された光を受光することで光信号の受信を行う光受信部と、該光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光信号の送信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。
【００１１】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記検知手段が、前記光送信部が送信した光信号に対して、前記光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、前記光通信装置は、前記検知手段が光信号の送信の衝突を検知した場合に、光信号の送信を停止し、他の光通信装置が送信した光信号の受信を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光通信装置が、電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部とを有し、他の光通信装置と電気信号の送受信を行う一又は複数の電気通信装置との間の通信を仲介するようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光送信部、前記光受信部及び前記検知手段と、電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部とを有し、一又は複数の前記光通信装置と、電気信号の送受信を行う一又は複数の装置との間の通信を仲介する光電変換装置を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光分配器を中心にスター型に接続された前記光通信装置及び前記光電変換装置を有する光通信網を複数備え、複数の前記光通信網の光電変換装置が、電気通信線を介して接続してあることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る車載通信システムは、一の光分配器の光入力部と前記光通信装置又は前記光電変換装置とを接続する複数の光通信線は、略同じ長さにしてあることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る車載通信システムは、前記光分配器が、２つの前記光入力部及び２つの前記光出力部を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。
【００１７】
本発明においては、複数の光入力部及び光出力部を有して、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を用い、こ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。この光分配器では、複数の入力部から光信号が入力された場合、複数の光信号が合成されて全ての光出力部から出力されることとなる。
各光通信装置は、光分配器の一の光入力部及び一の光出力部にそれぞれ光通信線を介して接続される。光通信装置は、光分配器の一の光入力部へ光信号の送信を行うと共に、光分配器により分配されて出力された光信号の受信を行うことができ、送信した光信号と受信した光信号とを比較することによって、光信号の送信の衝突を検出することができる。
これにより、光通信装置は、光の有／無をＣＡＮプロトコルのドミナント／レセシブに対応させて、ＣＡＮプロトコルと同様の通信の調停を行うことが可能となり、ＣＡＮプロトコルに従った通信処理を行うことが可能となる。よって、従来の通信装置に対して、光通信線に接続するためのインタフェース回路などを搭載するのみで、本発明の光通信装置を構成することが可能であり、低コストで光通信装置を開発することができる。
【００１８】
また本発明においては、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、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。
【００１９】
また本発明においては、車載通信システムに含まれる一又は複数の光通信装置に、光信号の送受信を行う機能と共に電気信号の送受信を行う機能を搭載する。この光通信装置に、送受信する電気信号及び光信号の相互変換を行わせ、他の光通信装置と電気通信装置との間の通信を仲介させることによって、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。
又は、車載通信システムが、光通信機能及び電気通信機能を搭載して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又は複数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。同様に、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設の自由度を高めることができる。
【００２０】
また本発明においては、光分配器を中心にスター型に光通信装置及び光電変換装置を接続して一つの光通信網を構成すると共に、電気通信線を介して複数の光通信網の光電変換装置を接続することにより車載通信システムを構成する。これにより、スター型の光通信網内においては光通信を行い、各光通信網の間では電気通信を行う車載通信システムが実現される。
例えば、車輌前部のエンジンルーム内など多数の機器が集中して配される箇所については光通信を行い、車輌前部及び車輌後部の間など比較的距離が長く通信線が折り曲げられる可能性の高い箇所については電気信号を行うなど、光通信及び電気通信の長所・短所に適した構成を実現できる。特に車輌においては、いくつかの特定箇所にそれぞれ多数の機器が配される場合が多いため、本発明の構成が好適である。
【００２１】
また本発明においては、車載通信システムに含まれる一の光分配器について、光分配器の光入力部と光通信装置及び光電変換装置とをそれぞれ接続する光通信線の長さを略同じとする。これにより、光通信装置及び光電変換装置から光分配器へ入力される光信号のタイミングにズレが生じ難くなるため、通信の衝突検知及び調停等の処理を確実に行うことができる。
【００２２】
また本発明においては、安価な２入力２出力の光カプラを一又は複数個用いて、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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による場合は、光分配器を中心に複数の光通信装置をスター型に接続し、各光通信装置が光分配器の一の光入力部へ光信号の送信を行うと共に、光分配器により出力された光信号の受信を行って、受信した光信号に基づいて衝突の検知を行う構成とすることにより、車載通信システムの通信を光通信化してリンギング及び外乱ノイズ等の影響を排除することができると共に、従来のＣＡＮプロトコルと同様の通信処理を行うことができるため、低コストで車載通信システムの光通信化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１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２】本発明に係る車載通信システムの光通信装置が行う送信処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態２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４】本発明の実施の形態２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５】車載通信システムに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。
【図６】車載通信システムに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３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８】実施の形態３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。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１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。実施の形態１に係る車載通信システムは、複数（２つ）の光通信装置１ａ、１ｂを、光カプラ３にそれぞれ光通信線４、５を介して接続した構成であり、光カプラ３を中心としたスター型のネットワークシステムである。
【００２６】
車載通信システムの光通信装置１ａ、１ｂ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１においては、一方の光通信装置１ａのみ詳細な構成を図示し、他方の光通信装置１ｂについては同様の構成であるため詳細な構成の図示を省略してある。光通信装置１ａ、１ｂ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。
【００２７】
光通信装置１ａ、１ｂのＣＰＵ１１は、予め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等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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂとの通信を行うことができる。ＣＰＵ１１は、他の光通信装置１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂからのデータを受信した場合、このデータをＣＰＵ１１へ与える。
【００２８】
ＣＡＮ制御部１２は、ＣＰＵ１１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、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データであり、送信データの優先度に応じた値が格納され、データ”０（ドミナント）”の方がデータ”１（レセシブ）”より優先度が高い。
【００２９】
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１ａ、１ｂからの受信データに応じた処理を行うことができる。
【００３０】
光通信部１３は、光受信部１４及び光送信部１５を有しており、ＣＡＮ制御部１２との間で授受する電気信号と、他の光通信装置１ａ、１ｂ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。
【００３１】
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５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１ａ、１ｂ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。
【００３２】
また、車載通信システムの光カプラ３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。光カプラ３の第１の光入力部３１は光通信装置１ａの光送信部１５に光通信線４を介して接続され、第２の光入力部３１は光通信装置１ｂの光送信部１５に光通信線４を介して接続されている。また光カプラ３の第１の光出力部３２は光通信装置１ａの光受信部１４に光通信線５を介して接続され、第２の光出力部３２は光通信装置１ｂの光受信部１４に光通信線５を介して接続されている。
【００３３】
これにより、光通信装置１ａの光送信部１５が光通信線４を介して送信した光信号は、光カプラ３の入力部３１へ入力され、光カプラ３にて分配されて２つの光出力部３２から出力され、光通信装置１ａ、１ｂの両方にて受信される。同様に光通信装置１ｂが送信した光信号は、光カプラ３にて分配されて、光通信装置１ａ、１ｂの両方にて受信される。また、光通信装置１ａ、１ｂが共に光信号を送信した場合には、２つの光信号は光カプラ３にて合成されて分配され、合成された光信号が２つの光出力部３２からそれぞれ出力されて、光通信装置１ａ、１ｂの両方にて受信される。
【００３４】
光通信装置１ａ、１ｂ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。光カプラ３は、２つの光入力部３１のいずれか一方に光が入力された場合に２つの光出力部３２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。
【００３５】
なお、光通信装置１ａの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４と、光通信装置１ｂの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４とは、略同じ長さであることが好ましい。これは、光通信装置１ａから送信された光信号と、光通信装置１ｂから送信された光信号とが光カプラ３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。
【００３６】
車載通信システムの各光通信装置１ａ、１ｂは、他の光通信装置１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂとの光信号の送信の衝突発生を検知する。
【００３７】
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１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂは送信処理を停止して、他の光通信装置１ａ、１ｂ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１ａ、１ｂ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。
【００３８】
図２は、本発明に係る車載通信システムの光通信装置１ａ、１ｂが行う送信処理の手順を示すフローチャートである。光通信装置１ａ、１ｂのＣＰＵ１１は、他の光通信装置１ａ、１ｂへのデータ送信を行う場合、まず送信するデータをＣＡＮ制御部１２へ与え、ＣＡＮ制御部１２にてデータ形式を変換し、光送信部１５にて送信データを光信号に変換して出力することにより、光信号の送信を行う（ステップＳ１）。光信号の送信後、光通信装置１ａ、１ｂは、光受信部１４にて光信号の受信を行い（ステップＳ２）、受信した光信号を電気信号の受信データに変換してＣＡＮ制御部１２へ与える。
【００３９】
次いで、光通信装置１ａ、１ｂは、ステップＳ１にて送信した光信号（送信信号）とステップＳ２にて受信した光信号（受信信号）が一致するか否かをＣＡＮ制御部１２にて判定する（ステップＳ３）。送信信号と受信信号とが一致しない場合（Ｓ３：ＮＯ）、他の光通信装置１ａ、１ｂとの光信号の送信の衝突が検知され、光通信装置１ａ、１ｂは送信処理を停止して、他の光通信装置１ａ、１ｂから送信された光信号の受信処理をＣＡＮ制御部１２にて行い（ステップＳ４）、受信処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ５）。受信処理が終了していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、光通信装置１ａ、１ｂは、ステップＳ４へ処理を戻して受信処理を継続する。受信処理が終了した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、光通信装置１ａ、１ｂは、ステップＳ１へ処理を戻し、送信処理を再度行う。
【００４０】
送信信号と受信信号が一致した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、光通信装置１ａ、１ｂは、光信号の衝突が検知されないため、送信処理を継続することができる。そこで光通信装置１ａ、１ｂは、送信データに係る光信号の送信を終了したか否かを判定し（ステップＳ６）、送信を終了していない場合には（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ１へ処理を戻し、送信処理を継続して行う。また、送信データに係る光信号の送信を終了した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、光通信装置１ａ、１ｂは送信処理を終了する。
【００４１】
以上の構成の実施の形態１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光カプラ３を中心に、光通信線４、５を介して複数の光通信装置１ａ、１ｂをスター型に接続し、各光通信装置１ａ、１ｂが光送信部１５にて光カプラ３の光入力部３１へ光信号を入力すると共に、光カプラ３の光出力部３２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。また電気通信におけるＣＡＮプロトコルと同様の方式で光通信を行うことができるため、各光通信装置１ａ、１ｂに備えられるＣＡＮ制御部１２は、電気通信を行う通信装置に設けられるものと同様のものであってよく、電気通信を行う従来の通信装置に光通信部１３を設けることで光通信装置１ａ、１ｂを実現できるため、低コストで光通信装置１ａ、１ｂの開発を行うことができる。
【００４２】
また、各光通信装置１ａ、１ｂは、光送信部１５にて光信号を送信した後、光受信部１４にて光信号を受信し、送信信号と受信信号が一致するか否かに応じて衝突検知を行い、衝突を検知した場合には自らの光信号の送信処理を停止して受信処理を行う構成とすることにより、ＣＡＮプロトコルと同じ方法で光通信の調停を行うことができる。また、光通信装置１ａの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４と、光通信装置１ｂの光送信部１５及び光カプラ３の光入力部３１を接続する光通信線４とを、略同じ長さとすることにより、光通信装置１ａから送信された光信号と、光通信装置１ｂから送信された光信号とが光カプラ３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ことができ、光通信の衝突検知及び調停等の処理を確実に行うことができる。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、車載通信システムが２入力２出力の光カプラ３を用いて２つの光通信装置１ａ、１ｂが光通信を行う構成としたが、これに限るものではなく、より多くの入出力を有する光カプラを用いて３つ以上の光通信装置が光通信を行う構成としてもよい。３つ以上の光通信装置が光通信を行う構成であっても、各光通信装置は光カプラを中心としたスター型に光通信線を介して接続し、上述の光通信の衝突検知及び調停等の処理を各光通信装置が行えばよい。
【００４４】
（実施の形態２）
図３及び図４は、本発明の実施の形態２に係る車載通信システムの構成を示すブロック図であり、図３には車載通信システム全体の構成を示し、図４には車載通信システムの各装置の詳細構成を示してある。上述の実施の形態１に係る車載通信システムは２つの光通信装置１ａ、１ｂが光通信のみを行う構成である。これに対して実施の形態２に係る車載通信システムは、光通信と電気通信とを混在させたシステムである。実施の形態２に係る車載通信システムは、実施の形態１と同様に２つの光通信装置７ａ、７ｂと１つの光カプラ３とを備えると共に、４つの電気通信装置９ａ〜９ｄを備えている。ただし、実施の形態２に係る車載通信システムの光通信装置７ａ、７ｂは、光通信線４、５を介して光通信を行う光通信機能と、ＣＡＮバス６を介して電気通信を行う電気通信機能を有する構成である。
【００４５】
実施の形態２に係る車載通信システムの光通信装置７ａは、光送信部１５が光通信線４を介して光カプラ３の第１の光入力部３１に接続され、光受信部１４が光通信線５を介して光カプラ３の第１の光出力部３１に接続されている。同様に、光通信装置７ｂは、光送信部１５が光通信線４を介して光カプラ３の第２の光入力部３１に接続され、光受信部１４が光通信線５を介して光カプラ３の第２の光出力部３１に接続されている。即ち、２つの光通信装置７ａ、７ｂは、光カプラ３を中心に光通信線４、５を介してスター型に接続されている。
【００４６】
光通信装置７ａ、７ｂは、実施の形態１の光通信装置１ａ、１ｂと同様のＣＰＵ１１、ＣＡＮ制御部１２及び光通信部１３を有していると共に、ＣＡＮ制御部７１及び電気通信部７２を更に有している。ＣＡＮ制御部７１は、ＣＡＮ制御部１２と同様の処理を行うものであり、ＣＰＵ１１から与えられたデータをＣＡＮプロトコルのデータ形式に従った送信データに変換して電気通信部７２へ与えることによりデータ送信を行うと共に、電気通信部７２にて受信した受信データから必要なデータを抽出してＣＰＵ１１へ与える。よって、ＣＰＵ１１は、光通信を行う場合にはＣＡＮ制御部１２を利用し、電気通信を行う場合にはＣＡＮ制御部７１を利用することができる。またＣＡＮ制御部７１は、ＣＡＮプロトコルによる通信の衝突検知及び調停等の処理を行う。
【００４７】
光通信装置７ａ、７ｂの電気通信部７２は、ＣＡＮバス６に接続されており、ＣＡＮ制御部７１から与えられた送信データを電気信号としてＣＡＮバス６へ出力することにより、電気通信装置９ａ〜９ｄへの電気信号の送信を行う。また電気通信部７２は、ＣＡＮバス６の電位を検出することによって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７１へ与える。ＣＡＮ制御部７１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。
【００４８】
実施の形態２に係る車載通信システムでは、光通信装置７ａと電気通信装置９ａ、９ｂとが共通のＣＡＮバス６に接続され、ＣＡＮプロトコルに従った電気通信を相互に行うことができ、光通信装置７ｂと電気通信装置９ｃ、９ｄとが共通のＣＡＮバス６に接続され、ＣＡＮプロトコルに従った電気通信を相互に行うことができる。
【００４９】
電気通信装置９ａ〜９ｄは、ＣＰＵ９１、ＣＡＮ制御部９２及び電気通信部９３等を備えて構成されている。なお、電気通信装置９ａ〜９ｄが備えるＣＰＵ９１、ＣＡＮ制御部９２及び電気通信部９３は、光通信装置７ａ、７ｂが備えるＣＰＵ１１、ＣＡＮ制御部７１及び電気通信部７２と略同じ構成である。よって、電気通信装置９ａ〜９ｄは、ＣＡＮバス６を介した電気信号の送受信を行うことができ、ＣＡＮプロトコルによる通信の衝突検知及び調停等の処理を行うことができる。
【００５０】
以上の構成の実施の形態２に係る車載通信システムにおいては、光通信装置７ａ、７ｂが光通信機能のみでなく電気通信機能をも備える構成とすることによって、車載通信システムに光通信及び電気通信を混在させることができ、車載通信システムの汎用性を向上することができる。また光通信装置７ａ、７ｂは、光通信及び電気通信を共にＣＡＮプロトコルによる通信方式で行うことができるため、光通信装置７ａ、７ｂの開発コスト増大を抑制できる。また、例えば一方のＣＡＮバス６に接続された電気通信装置９ａ、９ｂが、光通信装置７ａ、７ｂ及び光カプラ３を介して、他方のＣＡＮバス６に接続された電気通信装置９ｃ、９ｄと通信を行う構成とすることもでき、これにより車載通信システムの汎用性をより向上することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、各光通信装置７ａ、７ｂにＣＡＮバス６を介して２つの電気通信装置９ａ〜９ｄを接続する構成としたが、これに限るものではなく、各ＣＡＮバス６に接続する電気通信装置９ａ〜９ｄの数は任意である。
【００５２】
なお、実施の形態２に係る車載通信システムのその他の構成は、実施の形態１に係る車載通信システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５３】
（実施の形態３）
上述の実施の形態１、２に係る車載通信システムは、２入力２出力の光カプラ３を１つ用いて、２つの光通信装置１ａ、１ｂ又は７ａ、７ｂが光通信を行う構成である。これに対して実施の形態３に係る車載通信システムは、より多くの光通信装置が光通信を行うことを可能としたものである。
【００５４】
図５及び図６は、車載通信システムに用いられる光分配器の構成例を示す模式図である。図５（ａ）には、実施の形態１、２に係る車載通信システムにて用いた２入力２出力の光カプラ３が示してある（ただし、本図においては光入力部３１及び光出力部３２の図示を省略し、光信号の入出力を矢印で示してある）。この光カプラ３を１つ用いることによって、実施の形態１、２にて示したように、２つの光通信装置が光通信を行うことができる。
【００５５】
また図５（ｂ）には、４つの光カプラ３ａ〜３ｄを用いて、４入力４出力の光分配器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３ａ、３ｂ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３ａ、３ｂの光入力部３１へそれぞれ入力することができる。また、２つの光カプラ３ｃ、３ｄを後段（出力側）とし、前段の光カプラ３ａの２つの光出力部３２が後段の２つの光カプラ３ｃ、３ｄそれぞれの光入力部３１に接続され、前段の光カプラ３ｂの２つの光出力部３２が後段の２つの光カプラ３ｃ、３ｄそれぞれの光入力部３１に接続されている。これにより、前段の光カプラ３ａ、３ｂの光入力部３１のいずれかに入力された光信号は、後段の光カプラ３ｃ、３ｄの全ての光出力部３２から出力される。また前段の光カプラ３ａ、３ｂ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３ｃ、３ｄの全ての光出力部３２から出力される。
【００５６】
また図６（ｃ）には、１２個の光カプラ３ａ〜３ｌを用いて、８入力８出力の光分配器３０を構成する例が示してある。この光分配器３０は、前段に４つの光カプラ３ａ〜３ｄを配し、中段に４つの光カプラ３ｅ〜３ｈを配し、後段に４つの光カプラ３ｉ〜３ｌを配したものである。前段の２つの光カプラ３ａ、３ｂ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３ｅ、３ｆに入力され、また、前段の２つの光カプラ３ｃ、３ｄ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３ｇ、３ｈに入力されている。換言すれば、光カプラ３ａ、３ｂ、３ｅ、３ｆにて図５（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３ｃ、３ｄ、３ｇ、３ｈにて図５（ｂ）と同様の４入力４出力の光分配器が構成されている。
【００５７】
また光分配器３０の中段の２つの光カプラ３ｅ、３ｇ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３ｉ、３ｊに入力され、中段の２つの光カプラ３ｆ、３ｈ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３ｋ、３ｌに入力されている。これにより、前段の４つの光カプラ３ａ〜３ｄの光入力部３１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３ｉ〜３ｌの全ての光出力部３２から出力される。また、前段の光カプラ３ａ〜３ｄ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３ｉ〜３ｌの全ての光出力部３２から出力される。
【００５８】
図７は、本発明の実施の形態３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。実施の形態３に係る車載通信システムは、図６（ｃ）に示した８入力８出力の光分配器３０を３つ備えている。各光分配器３０には、７つの光通信装置１と、１つの光電変換装置７とが光通信線４、５を介してスター型に接続されており、それぞれスター型ネットワーク８ａ〜８ｃを構成している。なお、図７においては、８入力８出力の光分配器３０を八角形のシンボルで示し、光通信装置１を円形のシンボルで示し、光電変換装置７を正方形のシンボルで示してある。また、スター型ネットワーク８ｂ、８ｃには光通信装置１の図示を省略してあるが、それぞれ７つの光通信装置１が光分配器３０に接続されている。
【００５９】
光通信装置１は、実施の形態１に示した光通信装置１ａ、１ｂと同様の構成であり、光送信部１５が光分配器３０を構成する光カプラ３ａ〜３ｄの光入力部３１のいずれかに光通信線４を介して接続されると共に、光受信部１４が光分配器３０を構成する光カプラ３ｉ〜３ｌの光出力部３２のいずれかに光通信線５を介して接続されている。これにより光通信装置１は、同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の（即ち、同じ光分配器３０に接続された）他の光通信装置１及び光電変換装置７との間でＣＡＮプロトコルによる光通信を行うことができる。
【００６０】
光電変換装置７は、実施の形態２に示した光通信装置７ａ、７ｂと同様の構成であり、光通信機能と電気通信機能とを備えている。光電変換装置７は、光送信部１５が光分配器３０の光入力部３１のいずれかに光通信線４を介して接続され、光受信部１４が光分配器３０の光出力部３２のいずれかに光通信線５を介して接続されると共に、ＣＡＮバス６を介して他のスター型ネットワーク８ａ〜８ｃの光電変換装置７に接続されている。これにより光電変換装置７は、同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の光通信装置１との間で光通信を行うことができ、ＣＡＮバス６を介して他の光電変換装置７との間で電気通信を行うことができる。
【００６１】
更に、光電変換装置７は、光通信により同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の光通信装置１から光信号を受信した場合、受信した光信号を光通信部１３にて電気信号に変換し、変換した電気信号を電気通信部７２からＣＡＮバス６へ出力することによって、他のスター型ネットワーク８ａ〜８ｃの光電変換装置７へ送信することができる。また光電変換装置７は、他の光電変換装置７から電気信号を受信した場合、受信した電気信号を光通信部１３にて光信号に変換して光通信線４へ出力することにより、同じスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ内の光通信装置１へ送信することができる。即ち光電変換装置７は、電気通信と光通信とを仲介している。
【００６２】
これにより、例えばスター型ネットワーク８ａの一の光通信装置１が送信した光信号は、同じスター型ネットワーク８ａ内の他の光通信装置１及び光電変換装置７にて受信されると共に、光電変換装置７にて電気信号に変換されて他のスター型ネットワーク８ｂ、８ｃの光電変換装置７へ送信され、この電気信号を受信した他のスター型ネットワーク８ｂ、８ｃの光電変換装置７にて光信号に変換されてスター型ネットワーク８ｂ、８ｃ内の光通信装置１へ送信される。即ち、各光通信装置１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に対してデータの送受信を行うことができる。
【００６３】
図８は、実施の形態３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。図示の例では、車輌１００の前部にスター型ネットワーク８ａを配し、車輌１００の中央にスター型ネットワーク８ｂを配し、車輌１００の後部にスター型ネットワーク８ｃを配してある。また、３つのスター型ネットワーク８ａ〜８ｃは車輌１００の車体などに沿って配設されたＣＡＮバス６を介して光電変換装置７がそれぞれ接続されており、相互に電気信号の送受信を行うことができる。
【００６４】
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、光分配器３０を中心に光通信線４、５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８ａ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８ａ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８ｂ、８ｃ内の光通信についても同様である。
【００６５】
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８ａ〜８ｃはＣＡＮバス６を用いて接続し、光電変換装置７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。
【００６６】
このように、実施の形態３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光分配器３０を中心とした光通信を行うスター型ネットワーク８ａ〜８ｃ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６を介した電気通信を行う構成とすることが好ましい。
【００６７】
以上の構成の実施の形態３に係る車載通信システムは、光分配器３０を中心に光通信装置１及び光電変換装置７を接続してスター型ネットワーク８ａ〜８ｃを構成すると共に、各スター型ネットワーク８ａ〜８ｃの光電変換装置７をＣＡＮバス６にて接続する構成とすることにより、光通信及び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、装置が密集した個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３ａ〜３ｌを複数用いて８入力８出力の光分配器３０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３０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。
【００６８】
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８ａ〜８ｃ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８ａ〜８ｃ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。
【００６９】
なお、実施の形態３に係る車載通信システムのその他の構成は、実施の形態１、２に係る車載通信システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【符号の説明】
【００７０】
１、１ａ、１ｂ 光通信装置
３、３ａ〜３ｌ 光カプラ（光分配器）
４、５ 光通信線
６ ＣＡＮバス（電気通信線）
７ 光電変換装置
７ａ、７ｂ 光通信装置（光電変換装置）
８ａ〜８ｃ スター型ネットワーク（光通信網）
９ａ〜９ｄ 電気通信装置
１１ ＣＰＵ
１２ ＣＡＮ制御部（検知手段）
１３ 光通信部（光電変換部）
１４ 光受信部
１５ 光送信部
３０ 光分配器
３１ 光入力部
３２ 光出力部
７１ ＣＡＮ制御部
７２ 電気通信部（電気送信部、電気受信部）
９１ ＣＰＵ
９２ ＣＡＮ制御部
９３ 電気通信部
１００ 車輌
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、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、
該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力部へ光を入力することで光信号の送信を行う光送信部と、
前記光分配器の一の光出力部から出力された光を受光することで光信号の受信を行う光受信部と、
該光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光信号の送信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。
【請求項２】
前記検知手段は、前記光送信部が送信した光信号に対して、前記光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、
前記光通信装置は、前記検知手段が光信号の送信の衝突を検知した場合に、光信号の送信を停止し、他の光通信装置が送信した光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１に記載の車載通信システム。
【請求項３】
前記光通信装置は、
電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、
前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部と
を有し、
他の光通信装置と電気信号の送受信を行う一又は複数の電気通信装置との間の通信を仲介するようにしてあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載通信システム。
【請求項４】
前記光送信部、前記光受信部及び前記検知手段と、電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部とを有し、一又は複数の前記光通信装置と、電気信号の送受信を行う一又は複数の装置との間の通信を仲介する光電変換装置を更に備えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載通信システム。
【請求項５】
前記光分配器を中心にスター型に接続された前記光通信装置及び前記光電変換装置を有する光通信網を複数備え、
複数の前記光通信網の光電変換装置が、電気通信線を介して接続してあること
を特徴とする請求項４に記載の車載通信システム。
【請求項６】
一の光分配器の光入力部と前記光通信装置又は前記光電変換装置とを接続する複数の光通信線は、略同じ長さにしてあること
を特徴とする請求項５に記載の車載通信システム。
【請求項７】
前記光分配器は、２つの前記光入力部及び２つの前記光出力部を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乃至請求項６のいずれか１つに記載の車載通信システム。
【請求項１】
複数の光入力部及び複数の光出力部を有し、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、
該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力部へ光を入力することで光信号の送信を行う光送信部と、
前記光分配器の一の光出力部から出力された光を受光することで光信号の受信を行う光受信部と、
該光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光信号の送信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。
【請求項２】
前記検知手段は、前記光送信部が送信した光信号に対して、前記光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、
前記光通信装置は、前記検知手段が光信号の送信の衝突を検知した場合に、光信号の送信を停止し、他の光通信装置が送信した光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１に記載の車載通信システム。
【請求項３】
前記光通信装置は、
電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、
前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部と
を有し、
他の光通信装置と電気信号の送受信を行う一又は複数の電気通信装置との間の通信を仲介するようにしてあること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載通信システム。
【請求項４】
前記光送信部、前記光受信部及び前記検知手段と、電気信号の送受信を行う一又は複数の電気送信部及び電気受信部と、前記光受信部が受信した光信号を電気信号に変換すると共に、前記電気受信部が受信した電気信号を光信号に変換する光電変換部とを有し、一又は複数の前記光通信装置と、電気信号の送受信を行う一又は複数の装置との間の通信を仲介する光電変換装置を更に備えること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載通信システム。
【請求項５】
前記光分配器を中心にスター型に接続された前記光通信装置及び前記光電変換装置を有する光通信網を複数備え、
複数の前記光通信網の光電変換装置が、電気通信線を介して接続してあること
を特徴とする請求項４に記載の車載通信システム。
【請求項６】
一の光分配器の光入力部と前記光通信装置又は前記光電変換装置とを接続する複数の光通信線は、略同じ長さにしてあること
を特徴とする請求項５に記載の車載通信システム。
【請求項７】
前記光分配器は、２つの前記光入力部及び２つの前記光出力部を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乃至請求項６のいずれか１つに記載の車載通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７１６３８（Ｐ２０１１−７１６３８Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９４１８（Ｐ２００９−２１９４１８）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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