JP7533573B2 - 車載配線システム、光カプラおよび車載配線システムの構築方法 - Google Patents

Description

本開示は、車載配線システム、光カプラおよび車載配線システムの構築方法に関する。
この出願は、２０２０年４月２７日に出願された日本出願特願２０２０－７８３２６号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。

特許文献１には、以下のような車載配線システムが開示されている。すなわち、車載配線システムは、車両に搭載される車載配線システムであって、マスタ機能部と、複数のスレーブ機能部とを備え、前記複数のスレーブ機能部は、少なくとも共通の光ファイバを介して、上り通信信号を前記マスタ機能部へ送信可能である。

国際公開第２０１９／１１１４４７号

本開示の車載配線システムは、車両に搭載される複数の機能部と、前記機能部間に配線され、前記機能部の光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路の一部の区間において、前記光伝送路と一体となった状態で前記光伝送路と併設される電気用ワイヤハーネスと、前記区間以外の前記光伝送路に配置され、前記光伝送路を構成する光カプラとを備える。

図１は、本開示の第１の実施の形態に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。 図２は、本開示の第１の実施の形態に係る車載配線システムにおける光ファイバケーブルの構成の一例を示す断面図である。 図３は、本開示の第１の実施の形態に係る光コネクタおよび光カプラの一例を示す正面図である。 図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。 図５は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る光カプラおよび車両の窓の断面図である。 図６は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。 図７は、本開示の第２の実施の形態に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。 図８は、本開示の第２の実施の形態の変形例に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。 図９は、本開示の第３の実施の形態に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。 図１０は、図９中のＸ－Ｘ線矢視断面図である。

従来、車両におけるデータ通信量の増加に対応するために、車載配線システムに光ファイバを用いる技術が提案されている。

［本開示が解決しようとする課題］
光カプラを車載配線システムに用いる場合において、光カプラの破断を抑制することを可能とする技術が望まれる。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、光カプラを用いる車載ネットワークにおいて、光カプラの破断を抑制することが可能な車載配線システム、光カプラおよび車載配線システムの構築方法を提供することである。

［本開示の効果］
本開示によれば、光カプラを用いる車載ネットワークにおいて、光カプラの破断を抑制することができる。

本開示は、車載配線システムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したりすることができる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施の形態の内容を列記して説明する。

（１）本開示の実施の形態に係る車載配線システムは、車両に搭載される複数の機能部と、前記機能部間に配線され、前記機能部の光信号を伝送する光伝送路と、前記光伝送路の一部の区間において、前記光伝送路と一体となった状態で前記光伝送路と併設される電気用ワイヤハーネスと、前記区間以外の前記光伝送路に配置され、前記光伝送路の一部を構成する光カプラとを備える。

一般に、車両における配線処理では、電気用ワイヤハーネスおよび光伝送路等を併設し、これらを束ねる。しかしながら、光伝送路に用いられる光カプラの材料は柔らかいため、光カプラを電気用ワイヤハーネスに組み付けると、光カプラに曲げ、捻じれ等の外力が負荷され、光カプラが破断しやすい。これに対し光カプラが、電気用ワイヤハーネスと光伝送路とが併設された区間以外の光伝送路に配置される構成により、光カプラを電気用ワイヤハーネスに組み付ける必要がなくなる。したがって、光カプラを用いる車載ネットワークにおいて、光カプラの破断を抑制することができる。

（２）前記車載配線システムは、前記車両に搭載される窓ガラスを含み、前記光カプラは、前記窓ガラスに配置される。

光カプラを車両の窓ガラスに配置すれば、光カプラは電気用ワイヤハーネスに組み付ける必要がない。さらに、光カプラを車両の窓ガラスに配置することで、別途光カプラの配置スペースを設ける必要がなくなるため、車載配線システムを省スペース化することができる。

（３）前記窓は、複数の層を有する複層ガラスで構成され、前記光カプラは、前記層間に配置される。

このような構成により、乗員または物が光カプラに触れることがなくなるため、接触による光カプラの破損が抑制される。

（４）前記光カプラは、前記窓ガラスの外周に沿って配置される。

このような構成により、光カプラが車両の窓の枠に沿って配置される分、光カプラの両端に接続される光ファイバケーブルの配線区間を短くすることができる。

（５）前記車載配線システムは、前記車両に搭載されるミラーを含み、前記光カプラは、前記ミラーに配置される。

光カプラを車両のミラーに配置すれば、別途光カプラの配置スペースを設ける必要がなく、車載配線システムを省スペース化することができる。

（６）前記車載配線システムは、前記車両に搭載される車内用の照明器具を含み、前記光カプラは、前記照明器具に配置される。

光カプラを車両内の照明器具に配置すれば、別途光カプラの配置スペースを設ける必要がない。そこで、光カプラを車両内の照明器具に配置することで、車載配線システムを省スペース化することができる。

（７）前記照明器具は、前記車両の操縦室内に配置可能に構成され、前記光カプラは、前記照明器具のカバーに配置される。

車両の操縦室内に有する照明器具に配置すれば、より効率的に車載配線システムを省スペース化することができる。

（８）前記車載配線システムは、前記車両に搭載されるルーフパネルと天井内張りを含み、前記光カプラは、前記ルーフパネルと前記天井内張りとの間に配置される。

車両のルーフパネルと天井内張りとの間に、たとえば電気用ワイヤハーネス等の厚みのある物を配置すると、車両のルーフ設計の自由度が低下する。これに対し、光カプラは薄いため、ルーフパネルと天井内張りとの間に配置しても、ルーフ設計の自由度を維持しながら電気用ワイヤハーネスの配置されないスペースを有効活用することができる。

（９）本開示の実施の形態に係る光カプラは、車両に搭載される機能部間の光信号を中継する光カプラであって、透明な本体部と、前記本体部に形成され、前記本体部において分岐する光導波路とを備える。

このような構成によれば、光カプラを、たとえば車両の窓またはミラーに配置しても、本体部が透明であるため、良好な視界を確保できる。また、光カプラを、たとえば車両内の照明器具に配置しても、光量等が低下しにくい。

（１０）本開示の実施の形態に係る車載配線システムの構築方法は、車両に搭載される複数の機能部と、光伝送路と、電気用ワイヤハーネスと、光カプラとを準備するステップと、前記機能部の光信号を伝送するように前記機能部間に前記光伝送路を配線するステップと、前記光伝送路の一部の区間において、前記光伝送路と一体となった状態で前記光伝送路と併設されるように前記電気用ワイヤハーネスを配線するステップと、前記区間以外の前記光伝送路に前記光カプラを配置し、前記光カプラを前記光伝送路の一部とするステップとを含む。

光カプラを電気用ワイヤハーネスと併設された区間以外の光伝送路に配置する構成により、光カプラを電気用ワイヤハーネスに組み付ける必要がなくなる。したがって、光カプラを用いる車載ネットワークにおいて、光カプラの破断を抑制することができる。

以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。

図１を参照して、車載配線システム１は、車両２に搭載される。車両２は、たとえば４輪自動車であり、１列目シート用の窓２０Ａと、２列目シート用の窓２０Ｂと、３列目シート用または荷室用の窓２０Ｃとを車両２自身の構造部材として側面に備える。窓２０Ａおよび窓２０Ｂは開閉可能であり、窓２０Ｃは開閉不可能な固定窓である。窓２０Ｃは、車両２のＣピラー２４とＤピラー２５との間に配置される。なお、窓２０Ａ～２０Ｃに用いられるガラス（窓ガラス）は透明である。ここで言う「透明」とは、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１（１９９７）に規定される全光線透過率が、９０％以上を意味する。構造部材とは、車両を支える構造体となる部材であり、車両２の一部を構成する少なくとも一部が透明な部材である。以下、「窓ガラス」を単に「窓」とも称する。

車載配線システム１は、光伝送路１０と、電気用ワイヤハーネス１１とを備える。

［光伝送路］
図１に示す例では、車両２は、機能部２１としてマスタ機能部２１１およびスレーブ機能部２１２，２１３を備える。マスタ機能部２１１は、車両２のエンジンルームに搭載されている。スレーブ機能部２１２，２１３は、車両２のトランクに搭載されている。なお、マスタ機能部は「リーダ機能部」とも換言することができ、スレーブ機能部は「フォロワ機能部」とも換言することができる。光伝送路１０は、マスタ機能部２１１とスレーブ機能部２１２，２１３との間に配線され、マスタ機能部２１１とスレーブ機能部２１２，２１３との間に光信号を伝送する。

マスタ機能部２１１およびスレーブ機能部２１２，２１３は、ＥＣＵ、カメラ、センサ、またはアンテナモジュールである。ＥＣＵは、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、ナビゲーション装置、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）およびゲートウェイ装置等を含む。センサは、ミリ波センサおよびＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等を含む。

光伝送路１０は、マスタ機能部２１１と、スレーブ機能部２１２，２１３とを光通信可能に接続する。図１に示す例では、光伝送路１０において光通信システムが構築されている。光通信システムは、たとえばＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムである。なお、光通信システムは、ＰＯＮシステム以外であってもよい。

光伝送路１０は、光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３と、光コネクタ１０４，１０５と、光カプラ１０６とを含む。

光ファイバケーブル１０１は、マスタ機能部２１１から車両２のＡピラー２２およびルーフサイドレール２３に沿って後方に延びる。光ファイバケーブル１０１は、Ｃピラー２４の車内側に固定された光コネクタ１０４に接続される。光ファイバケーブル１０２は、スレーブ機能部２１２から車両２のＤピラー２５に沿って前方に延びる。光ファイバケーブル１０２は、Ｄピラー２５の車内側に固定された光コネクタ１０５に接続される。同様に、光ファイバケーブル１０３は、スレーブ機能部２１３から車両２のＤピラー２５に沿って前方に延びる。光ファイバケーブル１０３は、光コネクタ１０５に接続される。

光コネクタ１０４，１０５は、たとえばねじ止め、接着剤または粘着剤によって各ピラー２４，２５に固定される。光コネクタ１０４，１０５は、マスタ機能部２１１およびスレーブ機能部２１２，２１３間の光信号を中継する。

光カプラ１０６は、光コネクタ１０４，１０５の間に配置され、両者に接続される。すなわち、光カプラ１０６は、光伝送路１０の一部の区間に配置される。光カプラ１０６は、車両２の窓２０Ｃの車内側に配置される。光カプラ１０６は、たとえば接着剤または粘着剤等によって窓２０Ｃに固定される。光カプラ１０６は、Ｃピラー２４とＤピラー２５とを繋ぐように車両２の前後方向に沿って配置される。

［光ファイバケーブル、光コネクタおよび光カプラの詳細］
以下、光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３、光コネクタ１０４，１０５および光カプラ１０６についてより詳細に説明する。

図２は、本開示の第１の実施の形態に係る車載配線システムにおける光ファイバケーブルの構成の一例を示す断面図である。図２では、光ファイバケーブル１０１の断面を示す。光ファイバケーブル１０２，１０３も光ファイバケーブル１０１と同様の構成である。

図２を参照して、光ファイバケーブル１０１は、テンションメンバ１０１Ａと、複数の光ファイバ１０１Ｂと、保護層１０１Ｃと、押さえ巻１０１Ｄと、シース１０１Ｅとを含む。

複数の光ファイバ１０１Ｂは、テンションメンバ１０１Ａの周囲に配置される。光ファイバ１０１Ｂは、たとえば光ファイバ心線である。光ファイバケーブル１０１は、１または複数の光ファイバ１０１Ｂを含む。光ファイバケーブル１０１における光ファイバ１０１Ｂの数は限定されない。光ファイバケーブル１０１は、光ファイバ心線である光ファイバ１０１Ｂを収容する構成に限定されず、たとえば０．２５ｍｍ素線、０．９ｍｍ心線、またはテープ心線などであってもよい。

保護層１０１Ｃは、複数の光ファイバ１０１Ｂを覆う。押さえ巻１０１Ｄは、保護層１０１Ｃを覆う。シース１０１Ｅは、押さえ巻１０１Ｄを覆う。

図３は、本開示の第１の実施の形態に係る光コネクタおよび光カプラの一例を示す正面図である。

図３を参照して、光コネクタ１０４は、光ファイバケーブル１０１における光ファイバを接続可能である。光コネクタ１０５は、光ファイバケーブル１０２，１０３における光ファイバを接続可能である。

図４は、図３中のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

図４を参照して、光カプラ１０６は、本体部１０６Ａと、本体部１０６Ａにおいて分岐する光導波路１０６Ｂとを含む。光カプラ１０６の両端にはそれぞれ光コネクタ１０４と光コネクタ１０５が接続されている。

本体部１０６Ａは、たとえば平面視で長方形のフィルム状である。本体部１０６Ａは、樹脂により形成される。樹脂により形成される光カプラ１０６は、コンパクトかつフレキシブル性を有する。本体部１０６Ａの厚さは、たとえば１ｍｍ以下である。

本体部１０６Ａは、透明である。ここで言う「透明」とは、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１（１９９７）に規定される全光線透過率が、９０％以上を意味する。

光導波路１０６Ｂは、光コネクタ１０４と光コネクタ１０５との間において延びるように本体部１０６Ａに形成される。光導波路１０６Ｂは、分岐部を有する。光導波路１０６Ｂは、たとえば光コネクタ１０４に接続される第１端１０６Ｃと、光コネクタ１０５に接続される第２端１０６Ｄと、光コネクタ１０５に接続される第３端１０６Ｅとを含む。光導波路１０６Ｂは、フォトリソグラフィ技術等によって本体部１０６Ａに形成される。

光コネクタ１０４は、光ファイバケーブル１０１から光信号を受ける。光コネクタ１０４が光ファイバケーブル１０１から受けた光信号は、光カプラ１０６における光導波路１０６Ｂおよび光コネクタ１０５経由で光ファイバケーブル１０２，１０３へ出力される。すなわち、光コネクタ１０４が光ファイバケーブル１０１から受けた光信号は、光カプラ１０６により分岐されて光ファイバケーブル１０２，１０３へ出力される。

光コネクタ１０５は、光ファイバケーブル１０２，１０３から光信号を受ける。光コネクタ１０５が光ファイバケーブル１０２から受けた光信号は、光カプラ１０６における光導波路１０６Ｂおよび光コネクタ１０４経由で光ファイバケーブル１０１へ出力される。また、光コネクタ１０５が光ファイバケーブル１０３から受けた光信号は、光カプラ１０６における光導波路１０６Ｂおよび光コネクタ１０４経由で光ファイバケーブル１０１へ出力される。すなわち、光コネクタ１０５が光ファイバケーブル１０２，１０３から受けた光信号は、光カプラ１０６により合流されて光ファイバケーブル１０１へ出力される。

［電気用ワイヤハーネス］
図１を参照して、電気用ワイヤハーネス１１は、ケーブル、端子およびコネクタ等で構成される。電気用ワイヤハーネス１１は、車両２のバッテリ２６からＡピラー２２、ルーフサイドレール２３およびＤピラー２５に沿って後方に延びる。電気用ワイヤハーネス１１は、マスタ機能部２１１およびスレーブ機能部２１２，２１３を、バッテリ２６と接続する。バッテリ２６から供給された電力は、電気用ワイヤハーネス１１を介してマスタ機能部２１１およびスレーブ機能部２１２，２１３に供給される。

電気用ワイヤハーネス１１は、束ねられた複数のケーブルを含むため、光伝送路１０よりも厚く、厚さはたとえば２０ｍｍ～１００ｍｍである。なお、電気用ワイヤハーネス１１は、電力の供給以外に、電気信号の送受信に用いられてもよい。電気用ワイヤハーネス１１は、電力の供給および電気信号の送受信の少なくともいずれか一方に用いられる。

電気用ワイヤハーネス１１は、マスタ機能部２１１から光コネクタ１０４までの区間の一部において、光ファイバケーブル１０１と併設される。電気用ワイヤハーネス１１は、スレーブ機能部２１２，２１３から光コネクタ１０５までの区間において、光ファイバケーブル１０２，１０３と併設される。これらの区間において、電気用ワイヤハーネス１１は、たとえば光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３と結束バンド４０によって束ねられる。すなわち、これらの区間において、電気用ワイヤハーネス１１は、光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３と結束バンド４０によって一体となった状態で併設される。

一方、電気用ワイヤハーネス１１は、光カプラ１０６とは一体となった状態で併設されない。すなわち、電気用ワイヤハーネス１１は、光カプラ１０６が配置された区間以外において光伝送路１０と一体となった状態で併設される区間を含む。ここにおいて、「一体となった状態で併設される」とは、電気用ワイヤハーネス１１と光伝送路１０とが１つの結束部材４０で一体となっている状態や１つの固定部材４０で固定されている状態を含む。

より詳細には、電気用ワイヤハーネス１１は、光ファイバケーブル１０１と束ねられた状態でマスタ機能部２１１から車両２の後方に向かって延び、光コネクタ１０４の手前で光ファイバケーブル１０１と分離する。

光ファイバケーブル１０１と分離した後、電気用ワイヤハーネス１１はルーフサイドレール２３の後端まで延び、Ｄピラー２５に沿ってスレーブ機能部２１２，２１３に向かう。電気用ワイヤハーネス１１は、Ｄピラー２５において光ファイバケーブル１０２，１０３と合流し、束ねられる。

［車載配線システムを用いた通信動作］
続いて、車載配線システム１を用いた通信方法について説明する。以下では、光伝送路１０を用いた光通信について説明し、電気用ワイヤハーネス１１を用いた電気通信については周知の事項であるため詳細な説明は行わない。

以下、スレーブ機能部２１２，２１３からマスタ機能部２１１への方向を上り方向と称し、マスタ機能部２１１からスレーブ機能部２１２，２１３への方向を下り方向と称する。光伝送路１０を用いた光通信は、たとえばＴＤＭ－ＰＯＮシステムである。具体的には、上り方向が時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）であり、下り方向が時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）である。

各スレーブ機能部２１２，２１３は、フレーム等の上り通信信号を含む上り光信号を対応の光ファイバケーブル１０２，１０３、光カプラ１０６、光コネクタ１０５，１０４および光ファイバケーブル１０１経由でマスタ機能部２１１へ送信可能である。また、マスタ機能部２１１は、フレーム等の下り通信信号を含む下り光信号を光ファイバケーブル１０１、光カプラ１０６、光コネクタ１０４，１０５および各光ファイバケーブル１０２，１０３経由で対応のスレーブ機能部２１２，２１３へ送信可能である。

マスタ機能部２１１およびスレーブ機能部２１２，２１３は、図示しない光トランシーバを含む。マスタ機能部２１１における光トランシーバは、光ファイバケーブル１０１と接続される。光トランシーバは、たとえば１２８０ｎｍ帯の上り光信号を光ファイバケーブル１０１から受信し、受信した上り光信号を電気信号に変換して図示しない処理部へ出力する。また、マスタ機能部２１１における光トランシーバは、図示しない処理部から電気信号を受けて、受けた電気信号を別波長たとえば１５７０ｎｍ帯の下り光信号に変換して光ファイバケーブル１０１へ出力する。

スレーブ機能部２１２における光トランシーバは、光ファイバケーブル１０２と接続され、スレーブ機能部２１３における光トランシーバは、光ファイバケーブル１０３と接続される。各光トランシーバは、１５７０ｎｍ帯の下り光信号を光ファイバケーブル１０２，１０３から受信し、受信した下り光信号を電気信号に変換して図示しない処理部へ出力する。また、スレーブ機能部２１２，２１３における光トランシーバは、当該処理部から電気信号を受けて、受けた電気信号をたとえば１２８０ｎｍ帯の上り光信号に変換して光ファイバケーブル１０２，１０３へ出力する。

なお、車載配線システム１を用いた光通信では、上り方向において、ＴＤＭＡに限らず、よりデータ量の大きい通信に適した波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いてもよい。この場合、複数のスレーブ機能部２１２，２１３は、互いに異なる波長の上り光信号を送信する。

また、車載配線システム１を用いた光通信では、下り方向において、ＴＤＭに限らず、よりデータ量の大きい通信に適したＷＤＭを用いてもよい。この場合、マスタ機能部２１１は、各スレーブ機能部２１２，２１３へ異なる波長の下り光信号を送信する。

また、車載配線システム１を用いた光通信では、上り方向において、ＴＤＭＡに限らず、よりデータ量の大きい通信に適した符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いてもよい。この場合、複数のスレーブ機能部２１２，２１３は、互いに異なる拡散符号により拡散された通信信号を含む上り光信号を送信する。

また、車載配線システム１を用いた光通信では、下り方向において、ＴＤＭに限らず、よりデータ量の大きい通信に適したＣＤＭを用いてもよい。この場合、マスタ機能部２１１は、各スレーブ機能部２１２，２１３へ異なる拡散符号により拡散された通信信号を含む下り光信号を送信する。

その他、車載配線システム１を用いた光通信では、よりデータ量の大きい通信に適した周波数分割多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、空間分割多重（ＳＤＭ：Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）または時分割波長多重（ＴＷＤＭ：Ｔｉｍｅ ａｎｄ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）等を用いてもよい。

ところで、光カプラを車載配線システムに用いる場合には、光カプラの破断を抑制することが望まれている。

電気用ワイヤハーネス１１は、機能部２１に電気を送電するため車両内部に配置されている。光伝送路１０を車両のマスタ機能部２１１からスレーブ機能部２１２，２１３まで配線しようとする場合、通常、光伝送路１０を電気用ワイヤハーネス１１に組み付ける必要がある。しかしながら、光伝送路１０中の光カプラ１０６は軟質な材料で形成されるため、組み付けの際に破断しやすい。

これに対し、第１の実施の形態に係る車載配線システム１によれば、光カプラ１０６は電気用ワイヤハーネス１１に組み付けられず、車両２の窓２０Ｃに配置される。したがって、光カプラ１０６を車載配線システム１に用いる場合であっても、光カプラ１０６の破断を抑制できる。なお、電気用ワイヤハーネスはある程度の厚さがあるため、車両の窓に配線することは難しい。

第１の実施の形態に係る車載配線システム１のように、電気用ワイヤハーネス１１が車両２のＡピラー２２、ルーフサイドレール２３およびＤピラー２５に沿って配線される場合、配線を容易にするために、光カプラ１０６は窓２０Ｃの高さの１／２よりも上部に配置されてもよい。さらに、光カプラ１０６は、窓２０Ｃの高さの１／４よりも上部に配置されてもよい。

（変形例１）
図５は、本開示の第１の実施の形態の変形例１に係る光カプラおよび車両の窓の断面図である。図５は、車両２の前後方向に垂直な断面を示す。

図５を参照して、窓２０Ｃ１は、複数の層を有する複層ガラスで構成される。具体的には、窓２０Ｃ１は、２枚の板ガラス２０Ｃ２と、中間層２０Ｃ３とを含む。２枚の板ガラス２０Ｃ２は、間隔をあけて配置される。中間層２０Ｃ３は、２枚の板ガラス２０Ｃ２の間に形成される。中間層２０Ｃ３は、空気またはアルゴンガス等で充たされていてもよいし、真空であってもよく、特に限定されない。

光カプラ１０６は、複層ガラスの層間に配置される。具体的には、光カプラ１０６は、中間層２０Ｃ３に配置され、２枚の板ガラス２０Ｃ２のいずれかに接着剤または粘着剤等で固定される。

このような構成によれば、光カプラ１０６が窓２０Ｃ１の内部に配置されるため、乗員または物が窓２０Ｃ１に触れても、光カプラ１０６に触れることはない。したがって、光カプラ１０６に接触することによる光カプラ１０６の破損が抑制される。

（変形例２）
図６は、本開示の第１の実施の形態の変形例２に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。

図６を参照して、光カプラ１０６は、車両２の窓２０Ｃの枠（外周）の少なくとも一部に沿って配置される。より具体的には、光カプラ１０６は、光コネクタ１０４から車両２の前後方向に沿って後方に延び、Ｄピラー２５の手前で、Ｄピラー２５に沿うように折れ曲がる。Ｄピラー２５に沿って延びた光カプラ１０６は、車両２のベルトライン２７の手前で、車両２の前後方向に沿うように折れ曲がり、光コネクタ１０５に接続される。すなわち、光カプラ１０６は、窓２０Ｃの枠のうち、ルーフサイドレール２３およびＤピラー２５に沿った部分を通るように配置される。

この場合、光コネクタ１０４は、比較的高い位置、すなわちＣピラー２４のうちルーフサイドレール２３近傍に配置される。これに対し、光コネクタ１０５は、比較的低い位置、すなわちＤピラー２５のうちベルトライン２７近傍に配置される。このように、光コネクタ１０５は、車両２の側面視で、光コネクタ１０４よりも下方に配置され、スレーブ機能部２１２，２１３により近い位置に配置される。

このような構成によれば、光コネクタ１０５とスレーブ機能部２１２，２１３との距離が近くなるため、光コネクタ１０５とスレーブ機能部２１２，２１３とを接続する光ファイバケーブル１０２，１０３の配線区間を短くすることができ、省線化することができる。

また、Ｄピラー２５の全域または大部分の領域に光ファイバケーブル１０２，１０３を通す必要がなくなるため、Ｄピラー２５を細くし、車両２の軽量化を図ることができる。

さらには、光カプラ１０６を窓２０Ｃの枠に沿って配置することで、窓２０Ｃの中央部分の視界を確保することができ、光カプラ１０６による窓２０Ｃの視界の低下を最小限に留めることができる。ただし、光カプラ１０６は、窓２０Ｃの中央部分を通るように配置されてもよい。

＜第２の実施の形態＞
図７は、本開示の第２の実施の形態に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。第２の実施の形態に係る車載配線システムでは、光カプラ１０６が車両２のミラーに配置される点で第１の実施の形態と異なる。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る車載配線システム１と同様である。

図７に示す例では、光カプラ１０６がルームミラー２８１に配置される場合を示す。光カプラ１０６は、ルームミラー２８１の左右方向の中央よりも左方に配置される。さらに、光カプラ１０６は、ルームミラー２８１の左端近傍に配置されてもよい。ただし、光カプラ１０６は、ルームミラー２８１の左右方向の中央よりも右方に配置されてもよい。光カプラ１０６は、ルームミラー２８１のフレーム２８２の上部と下部とを繋ぐように配置される。なお、電気用ワイヤハーネスはある程度の厚さがあるため、車両のミラーに配線することは難しい。

光コネクタ１０４は、フレーム２８２の上部に配置される。光コネクタ１０５は、フレーム２８２の下部に配置される。光コネクタ１０４，１０５は、たとえば接着剤または粘着剤等によってフレーム２８２の各位置に固定される。

図７では、マスタ機能部およびスレーブ機能部は図示していない。マスタ機能部は、たとえば車両におけるフロアに配置され、２つのスレーブ機能部は、車両におけるボンネットおよびルーフ２９にそれぞれ配置される。

マスタ機能部は、たとえば先進運転支援（ＡＤＡＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ）ＥＣＵであり、２つのスレーブ機能部は、センサおよびルーフアンテナモジュールである。

光ファイバケーブル１０１は、マスタ機能部から図示しないＡピラー、ルーフ２９、ルームミラーステイ２８３およびフレーム２８２の上部を通り、光コネクタ１０４に接続される。光ファイバケーブル１０２は、ボンネットに配置されたスレーブ機能部からＡピラー、ルーフ２９、ルームミラーステイ２８３ならびにフレーム２８２の上部、右部および下部を通り、光コネクタ１０５に接続される。光ファイバケーブル１０３は、ルーフ２９に配置されたスレーブ機能部、ルームミラーステイ２８３ならびにフレーム２８２の上部、右部および下部を通り、光コネクタ１０５に接続される。

電気用ワイヤハーネス１１は、バッテリとルーフ２９に配置されたスレーブ機能部とを接続する。電気用ワイヤハーネス１１は、バッテリからＡピラーに沿って延び、ルーフ２９に配線される。

電気用ワイヤハーネス１１は、ルーフ２９において光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３と一体となった状態で併設される。一方、電気用ワイヤハーネス１１は、光カプラ１０６とは一体となった状態で併設されない。

より詳細には、電気用ワイヤハーネス１１は、光ファイバケーブル１０１と束ねられた状態でＡピラーからルーフ２９に配線される。電気用ワイヤハーネス１１は、ルームミラーステイ２８３の手前で光ファイバケーブル１０１と分離する。電気用ワイヤハーネス１１は、ルームミラーステイ２８３からルーフ２９に配線された光ファイバケーブル１０２，１０３と合流し、束ねられる。すなわち、ルームミラーステイ２８３およびフレーム２８２においては、電気用ワイヤハーネス１１は配線されず、光伝送路のみが配線される。

このような構成によれば、光カプラ１０６を車両２の構成部品であるルームミラー２８１に配置することで、別途光カプラ１０６の配置スペースを設ける必要がなく、車載配線システムを省スペース化することができる。

（変形例）
図８は、本開示の第２の実施の形態の変形例に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。

図８を参照して、光カプラ１０６は、たとえば車両２の操縦室内の照明器具３０に配置される。図８に示す例では、光カプラ１０６が照明器具３０としての室内灯３０１に配置される場合を示す。光カプラ１０６は、室内灯３０１を車両２の左右方向に横断するように配置される。光カプラ１０６は、接着剤または粘着剤等によって室内灯３０１の図示しないカバー（ランプカバー）に固定される。なお、電気用ワイヤハーネスはある程度の厚さがあるため、車両の照明器具に配線することは難しい。

光コネクタ１０４，１０５は、たとえば室内灯３０１を取り付けるハウジングに接着剤または粘着剤等によって固定される。

電気用ワイヤハーネス１１は、ルーフ２９において光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３と併設される。一方、電気用ワイヤハーネス１１は、光カプラ１０６とは併設されない。

より詳細には、電気用ワイヤハーネス１１は、光ファイバケーブル１０１と束ねられた状態でＡピラーからルーフ２９に配線される。電気用ワイヤハーネス１１は、室内灯３０１の手前で光ファイバケーブル１０１と分離する。電気用ワイヤハーネス１１は、室内灯３０１を迂回するように配線される。電気用ワイヤハーネス１１は、室内灯３０１からルーフ２９に配線された光ファイバケーブル１０２，１０３と合流し、束ねられる。すなわち、室内灯３０１においては、電気用ワイヤハーネス１１は配線されず、光伝送路のみが配線される。

このような構成によれば、光カプラ１０６を車両２の構成部品である室内灯３０１に配置することで、別途光カプラ１０６の配置スペースを設ける必要がなく、車載配線システムを省スペース化することができる。
また、車両の操縦室内に有する照明器具に配置すれば、より効率的に車載配線システムを省スペース化することができる。
なお、光カプラ１０６は、車両２の操縦室内の照明器具３０に配置される構成に限らない。たとえば電気用ワイヤハーネス１１が光ファイバケーブル１０１，１０２，１０３と併設されていない区間におけるルーフ２９内部など、車両２のボディ内に配置される構成であってもよい。

＜第３の実施の形態＞
図９は、本開示の第３の実施の形態に係る車載配線システムの構成の一例を示す図である。第３の実施の形態に係る車載配線システムでは、光カプラ１０６が車両２のルーフに配置される点で第１の実施の形態と異なる。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る車載配線システム１と同様である。

図９では、マスタ機能部およびスレーブ機能部は図示していない。図９では、マスタ機能部は車両２のトランクに搭載され、２つのスレーブ機能部は車両２のエンジンルームに搭載されていることを想定している。

図９を参照して、光ファイバケーブル１０１は、マスタ機能部からＤピラー２５、リアルーフクロスメンバ３１Ａ、ルーフサイドレール２３およびセンタールーフクロスメンバ３１Ｂを通り、光コネクタ１０４に接続される。光ファイバケーブル１０２は、スレーブ機能部からＡピラー２２、フロントルーフクロスメンバ３１Ｃおよびルーフサイドレール２３を通り、光コネクタ１０５に接続される。光ファイバケーブル１０３は、スレーブ機能部からＡピラー２２およびルーフサイドレール２３を通り、光コネクタ１０５に接続される。

光カプラ１０６は、車両２のルーフサイドレール２３とセンタールーフクロスメンバ３１Ｂとを接続するように配置される。光カプラ１０６は、ルーフサイドレール２３、フロントルーフクロスメンバ３１Ｃおよびセンタールーフクロスメンバ３１Ｂで形成される開口部３２を通る。

図１０は、図９中のＸ－Ｘ線矢視断面図である。図１０を参照して、光カプラ１０６は、車両２のルーフパネル３３と天井内張り３４との間に配置される。ルーフパネル３３は、たとえば鋼板で形成され、車両２の天井部を構成する外装部品である。天井内張り３４は、たとえば布、皮または化学繊維等を材料とするシート状の内装部品である。天井内張りは、ルーフパネル３３の車内側の面に取り付けられ、車両２の室内における天井部を形成する。光カプラ１０６は、接着剤または粘着剤等でルーフパネル３３に固定されていてもよいし、天井内張り３４に固定されていてもよい。

図９を参照して、光コネクタ１０４は、センタールーフクロスメンバ３１Ｂに配置される。光コネクタ１０５は、ルーフサイドレール２３に配置される。光コネクタ１０４，１０５は、たとえば接着剤または粘着剤等によってセンタールーフクロスメンバ３１Ｂおよびルーフサイドレール２３に固定される。

電気用ワイヤハーネス１１は、バッテリとエンジンルームに配置されたスレーブ機能部とを接続する。電気用ワイヤハーネス１１は、バッテリとトランクに配置されたマスタ機能部とを接続する。電気用ワイヤハーネス１１は、バッテリからＡピラー２２、ルーフサイドレール２３、リアルーフクロスメンバ３１ＡおよびＤピラー２５に沿って延びる。

電気用ワイヤハーネス１１は、Ａピラー２２において光ファイバケーブル１０２と併設される。電気用ワイヤハーネス１１は、ルーフサイドレール２３の一部区間、リアルーフクロスメンバ３１ＡおよびＤピラー２５において光ファイバケーブル１０１と併設される。一方、電気用ワイヤハーネス１１は、開口部３２を通らないため、光カプラ１０６とは併設されない。

ルーフパネル３３と天井内張り３４との間に、たとえば電気用ワイヤハーネス１１等の厚みのある物が配置される場合、電気用ワイヤハーネス１１を考慮してルーフパネル３３等のルーフ構成部品の厚さおよび形状等を設計する必要がある。しかしながら、光カプラ１０６の厚さは１ｍｍ以下と薄いため、光カプラ１０６をルーフパネル３３と天井内張り３４との間を通しても、ルーフ構成部品の設計に影響を与えにくい。したがって、ルーフ設計の自由度を維持しながら電気用ワイヤハーネスの配置されないスペースを有効活用することができる。

上記実施の形態では、車載配線システムにおいて光カプラ１０６が、車両２の窓２０Ｃ、ルームミラー２８１、室内灯３０１およびルーフ２９に配置される場合について説明した。しかしながら、本開示の車載配線システムは、これに限定されるものではない。光カプラ１０６は、車両２において電気用ワイヤハーネス１１が配線されない部分に配置されればよい。

上記実施の形態における車載配線システムは、車両２に搭載される複数の機能部２１と、光伝送路１０と、電気用ワイヤハーネス１１と、光カプラ１０６とを準備するステップと、機能部２１の光信号を伝送するように機能部２１間に光伝送路１０を配線するステップと、光伝送路１０の一部の区間において、光伝送路１０と一体となった状態で光伝送路１０と併設されるように電気用ワイヤハーネス１１を配線するステップと、光伝送路１０の一部の区間以外の区間に光カプラ１０６を配置し、光カプラ１０６を光伝送路１０の一部とするステップとを含む方法によって構築することもできる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
車両に搭載される機能部間の光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路の一部区間において前記光伝送路と併設される電気用ワイヤハーネスとを備え、
前記光伝送路は、前記電気用ワイヤハーネスと前記光伝送路とが併設されない区間に配置される光カプラを含み、
前記光カプラは、
樹脂により形成された本体部と、
前記本体部に形成された、分岐部を有する光導波路とを含む、車載配線システム。

［付記２］
車両に搭載される機能部間の光信号を伝送する光伝送路と、
前記光伝送路の一部区間において前記光伝送路と併設される電気用ワイヤハーネスとを備え、
前記光伝送路は、前記電気用ワイヤハーネスと前記光伝送路とが併設されない区間に配置される光カプラを含み、
前記機能部は、ＥＣＵ、センサおよびアンテナモジュールのうちの少なくともいずれか１つである、車載配線システム。

１ 車載配線システム
１０ 光伝送路
１０１，１０２，１０３ 光ファイバケーブル
１０１Ａ テンションメンバ
１０１Ｂ 光ファイバ
１０１Ｃ 保護層
１０１Ｄ 押さえ巻
１０１Ｅ シース
１０４，１０５ 光コネクタ
１０６ 光カプラ
１０６Ａ 本体部
１０６Ｂ 光導波路
１０６Ｃ 第１端
１０６Ｄ 第２端
１０６Ｅ 第３端
１１ 電気用ワイヤハーネス
２ 車両
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｃ１ 窓
２０Ｃ２ 板ガラス
２０Ｃ３ 中間層
２１ 機能部
２１１ マスタ機能部
２１２，２１３ スレーブ機能部
２２ Ａピラー
２３ ルーフサイドレール
２４ Ｃピラー
２５ Ｄピラー
２６ バッテリ
２７ ベルトライン
２８ ミラー
２８１ ルームミラー
２８２ フレーム
２８３ ルームミラーステイ
２９ ルーフ
３０ 照明器具
３０１ 室内灯
３１Ａ リアルーフクロスメンバ
３１Ｂ センタールーフクロスメンバ
３１Ｃ フロントルーフクロスメンバ
３２ 開口部
３３ ルーフパネル
３４ 天井内張り
４０ 結束バンド（結束部材、固定部材）

Claims (10)

1. 車両に搭載される複数の機能部間に配線され、前記機能部の光信号を伝送する光伝送路と、
   前記光伝送路の一部の区間において、前記光伝送路と一体となった状態で前記光伝送路と併設される電気用ワイヤハーネスと、
   前記区間以外の前記光伝送路に配置され、前記光伝送路の一部を構成する光カプラとを備える、車載配線システム。
2. 前記光カプラは、前記車両に搭載される窓ガラスに配置される、請求項１に記載の車載配線システム。
3. 前記窓ガラスは、複数の層を有する複層ガラスで構成され、
   前記光カプラは、前記層間に配置される、請求項２に記載の車載配線システム。
4. 前記光カプラは、前記窓ガラスの外周に沿って配置される、請求項２に記載の車載配線システム。
5. 前記光カプラは、前記車両に搭載されるミラーに配置される、請求項１に記載の車載配線システム。
6. 前記光カプラは、前記車両に搭載される車内用の照明器具に配置される、請求項１に記載の車載配線システム。
7. 前記照明器具は、前記車両の操縦室内に配置可能に構成され、
   前記光カプラは、前記照明器具のカバーに配置される、請求項６に記載の車載配線システム。
8. 前記光カプラは、前記車両に搭載されるルーフパネルと前記車両の天井内張りとの間に配置される、請求項１に記載の車載配線システム。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車載配線システムに用いられ、
   前記車載配線システムに含まれる前記光伝送路の一部を構成し、
   前記電気用ワイヤハーネスよりも厚みが小さい、光カプラ。
10. 光伝送路と、電気用ワイヤハーネスと、光カプラとを準備するステップと、
    車両に搭載される機能部の光信号を伝送するように、前記車両に搭載される複数の機能部間に前記光伝送路を配線するステップと、
    前記光伝送路の一部の区間において、前記光伝送路と一体となった状態で前記光伝送路と併設されるように前記電気用ワイヤハーネスを配線するステップと、
    前記区間以外の前記光伝送路に前記光カプラを配置し、前記光カプラを前記光伝送路の一部とするステップとを含む、車載配線システムの構築方法。

Images