(57)【要約】【課題】温度変化が大きい環境でも、通信規格を遵守したパルス幅の送信信号を出力できる送信装置を提供する。【解決手段】パルス幅許容範囲が定められている通信規格で、パルス状の送信信号を送信する送信装置１０であって、送信すべき情報に基づいたパルス状のデータ信号を生成するＵＡＲＴ部２１４と、通信規格に基づいて定まるパルス幅となるデューティ比の周期パルス信号を生成するＰＷＭ部２１５と、ＵＡＲＴ部２１４が生成したデータ信号と、ＰＷＭ部２１５が生成した周期パルス信号との論理和により、パルス幅許容範囲に入るパルス幅の出力信号を生成するＡＮＤ回路２２と、ＡＮＤ回路２２が生成した出力信号に基づいて、送信信号を出力する送信部３０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅許容範囲が定められている通信規格で、パルス状の送信信号を送信する送信装置であって、
送信すべき情報に基づいたパルス状のデータ信号を生成するデータ信号生成部（２１４）と、
前記通信規格に基づいて定まるパルス幅となるデューティ比の周期パルス信号を生成する周期パルス生成部（２１５）と、
前記データ信号生成部が生成した前記データ信号と、前記周期パルス生成部が生成した前記周期パルス信号とを論理演算して、前記パルス幅許容範囲に入るパルス幅の出力信号を生成する出力信号生成部（２２）と、
前記出力信号生成部が生成した前記出力信号に基づいて、前記送信信号を出力する送信部（３０）と、を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
請求項１において、
基準信号を生成する基準信号生成部（２１３）を備え、
前記データ信号生成部は、前記基準信号生成部が生成した前記基準信号に基づいて前記データ信号の立ち上がり時点を決定し、
前記周期パルス生成部は、前記基準信号生成部が生成した前記基準信号に基づいて前記周期パルス信号の立ち上がり時点を決定することを特徴とする送信装置。
【請求項３】
請求項２において、
マイクロコンピュータ（２１）を備え、
前記マイクロコンピュータが、前記基準信号生成部、前記データ信号生成部、前記出力信号生成部を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記出力信号生成部が、ＣＭＯＳを備えた構成であることを特徴とする送信装置。
【請求項５】
車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の送信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記送信部は、発光ダイオード（３２）と、前記発光ダイオードのオンオフを制御するＭＯＳＦＥＴ（３３）とを備え、
前記ＭＯＳＦＥＴは、前記出力信号に基づいてオンオフが制御されることを特徴とする送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置に関し、特に、規格に適合したパルス幅で信号を出力する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
パルス信号のパルス幅を狭幅のパルス幅に変換して、送信信号とする技術が知られている。たとえば、特許文献１では、デューティ比５０％の入力パルス信号をデューティ比３／１６の狭パルス信号に変換して、赤外線通信用のＬＥＤを駆動させる駆動信号としている。この駆動信号でＬＥＤを駆動するので、ＬＥＤが出力する送信信号は、駆動信号と同様、狭幅のパルス幅となる。
【０００３】
特許文献１に開示の技術では、バイポーラトランジスタを多段接続して作動アンプを構成し、コンデンサの充電電圧によりバイポーラトランジスタを作動させることで、パルス幅を変換している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３０３０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パルス状の送信信号に対して、通信規格により、パルス幅の許容範囲が定められている場合がある。バイポーラトランジスタを多段接続して構成した差動アンプによりパルス幅を変換する構成では、バイポーラトランジスタの温度依存性により、パルス幅が温度により変動する。そのため、特許文献１の技術を、パルス幅許容範囲が定められている通信規格でパルス状の送信信号を出力する送信装置に適用すると、通信規格を遵守できない恐れがある。特に、送信装置が車両に搭載される場合、送信装置の温度変化が激しいので、通信規格を遵守できない恐れが高くなる。
【０００６】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、温度変化が大きい環境でも、通信規格を遵守したパルス幅の送信信号を出力できる送信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、パルス幅許容範囲が定められている通信規格で、パルス状の送信信号を送信する送信装置であって、送信すべき情報に基づいたパルス状のデータ信号を生成するデータ信号生成部（２１４）と、通信規格に基づいて定まるパルス幅となるデューティ比の周期パルス信号を生成する周期パルス生成部（２１５）と、データ信号生成部が生成したデータ信号と、周期パルス生成部が生成した周期パルス信号とを論理演算して、パルス幅許容範囲に入るパルス幅の出力信号を生成する出力信号生成部（２２）と、出力信号生成部が生成した出力信号に基づいて、送信信号を出力する送信部（３０）と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、データ信号と周期パルス信号とを論理演算して、出力信号を生成しており、論理演算時間は温度による影響を受けにくいので、出力信号は温度による影響を受けにくい。この出力信号に基づいて、パルス状の送信信号を出力するので、温度変化が大きい環境でも、通信規格を遵守した送信信号を出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態の送信装置１０が燃料電池車両１に搭載されている状態を説明する図である。
【図２】図１の送信装置１０の構成を示すブロック図である。
【図３】ＵＡＲＴ部２１４が出力するデータ信号の一例である。
【図４】ＰＷＭ部２１５が生成した周期パルス信号の一例である。
【図５】ＡＮＤ回路２２が出力する出力信号の一例である。
【図６】ＡＮＤ回路２２の詳細構成例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜構成概要＞
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、実施形態の送信装置１０は、燃料電池車両１に搭載されており、ＥＣＵ２０と送信部３０とを備える。この送信装置１０は、燃料電池車両１に搭載されている水素タンク１ｔに水素を充填する際に、水素タンク１ｔ内のガスの状態を、水素充填ノズル２に設けられた受信部２ｒに送信する。ガスの状態は、具体的には、温度と圧力である。
【００１２】
ＥＣＵ２０は、水素タンク１ｔ内のガスの状態を検出する状態検出部１ｓから、その状態を取得し、取得したその状態に基づいて定まる出力信号を生成する。そして、その出力信号を送信部３０に出力する。送信部３０は、出力信号に基づいて、赤外光を含む光であってパルス状である送信信号を出力する。
【００１３】
送信信号は、通信規格ＳＡＥＪ２７９９に定められている規格で送信する必要がある。この通信規格では、ボーレート、パルス幅、パルス時間許容範囲すなわちパルス幅許容範囲、立ち上り時間の上限値、立ち下がり時間の上限値などが定められている。具体的には、ボーレートは３８４００ｂｐｓ、パルス幅は３／１６ビット幅、パルス時間許容範囲は１．４１μｓ〜５．４８μｓ、立ち上がり時間の上限値、立ち下がり時間の上限値は、いずれも６００ｎｓである。なお、パルス時間は、ピーク値の５０％を超えている時間であり、立ち上がり時間は、信号強度がピーク値の１０％から９０％になるまでの時間であり、立ち下がり時間は、信号強度がピーク値の９０％から１０％になるまでの時間である。
【００１４】
＜ＥＣＵ２０の詳細構成＞
図２に示すように、ＥＣＵ２０は、ＭＣＵ２１と、ＡＮＤ回路２２と、抵抗２３とを備える。ＭＣＵ２１は、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、クロック信号生成部２１３、ＵＡＲＴ部（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）２１４、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）部２１５等を備えたマイクロコンピュータである。
【００１５】
メモリ２１２には、ＣＰＵ２１１が実行するプログラムが記憶されている。ＣＰＵ２１１は、メモリ２１２に記憶されているプログラムを実行することで、ＵＡＲＴ部２１４に出力するビットデータの生成、ＵＡＲＴ部２１４の制御、ＰＷＭ部２１５の制御を行う。ビットデータは、状態検出部１ｓから取得した、水素タンク１ｔ内のガスの状態を表すデータである。
【００１６】
クロック信号生成部２１３は、水晶発信器が発生した信号をもとにしてクロック信号を生成する公知の構成である。クロック信号は請求項の基準信号に相当し、クロック信号生成部２１３は請求項の基準信号生成部に相当する。
【００１７】
ＵＡＲＴ部２１４は、マイクロコンピュータに広く備えられる周知のＵＡＲＴと同じであり、入力されたデータを、パルス状の電気信号であるデータ信号としてシリアル転送する回路である。ＵＡＲＴ部２１４には前述のビットデータが入力されるので、データ信号は、水素タンク１ｔ内のガスの状態を表した信号である。水素タンク１ｔ内のガスの状態は、送信すべき情報であり、このＵＡＲＴ部２１４が請求項のデータ信号生成部に相当する。
【００１８】
図３に、ＵＡＲＴ部２１４が出力するデータ信号の一例を示す。ＵＡＲＴ部２１４は、クロック信号生成部２１３から供給されるクロック信号により、データ信号のパルスの立ち上がり時点、立ち下がり時点を決定する。これら立ち上がり時点と立ち下がり時点が定まると、パルス幅の時間が定まる。ＵＡＲＴ部２１４が生成するデータ信号の１パルスは１ビット分である。
【００１９】
ＰＷＭ部２１５は、マイクロコンピュータに広く備えられる周知のＰＷＭ部と同じであり、ＣＰＵ２１１に制御されることにより、ＣＰＵ２１１に指示されたデューティ比の周期パルス信号を生成する回路である。この周期パルス信号は、ＵＡＲＴ部２１４と同様、クロック信号に基づいて生成する。したがって、周期パルス信号の立ち上がり時点も、クロック信号により定まる。
【００２０】
本実施形態のＰＷＭ部２１５は、請求項の周期パルス生成部に相当しており、上述した通信規格に基づいて定まるパルス幅となるデューティ比の周期パルス信号を生成する。たとえば、パルス幅が３／１６ビットであり、ボーレートが３８４００ｂｐｓである場合、パルス幅がボーレートにより定まる単位ビットの３／１６ビットの時間となる周期パルス信号を生成する。図４に、このＰＷＭ部２１５が生成した周期パルス信号を例示する。
【００２１】
ＡＮＤ回路２２は、周知の論理回路であり、ＣＭＯＳ回路で構成された１つのロジック素子である。図６に、ＡＮＤ回路２２の詳細構成を例示する。この詳細構成は周知であるので、作動説明は省略する。
【００２２】
ＡＮＤ回路２２には、ＵＡＲＴ部２１４が生成したデータ信号と、ＰＷＭ部２１５が生成した周期パルス信号が入力される。したがって、出力信号は、データ信号と周期パルス信号がともにハイレベルとなっている期間がハイレベルとなるパルス状の信号である。周期パルス信号のパルス幅が３／１６ビットであることから、出力信号のパルス幅も、３／１６ビットである。図５に、出力信号の一例を示す。出力信号は、データ信号がハイレベルの期間のうち、３／１６ビット分の期間がハイレベルになる信号である。この出力信号は、抵抗２３を介して送信部３０に出力される。なお、ＡＮＤ回路２２は請求項の出力信号生成部に相当する。
【００２３】
＜送信部３０の詳細構成＞
送信部３０は、抵抗３１、発光ダイオード３２、ＭＯＳＦＥＴ３３、抵抗３４を備える。抵抗３１は、電源４０に一端が接続され、他端が発光ダイオード３２のアノード端子に接続されている。
【００２４】
発光ダイオード３２は、赤外光を含む光を発光する素子であり、カソード端子はＭＯＳＦＥＴ３３のドレイン端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ３３は、ｎチャンネル型かつエンハンスメント型であり、ゲート端子は、抵抗３４の一端に接続されており、ソース端子はグランドに接続されている。抵抗３４の他端は、ＥＣＵ２０が備える抵抗２３の一端に接続されている。
【００２５】
ＭＯＳＦＥＴ３３のゲート端子に入力される出力信号がハイレベルのときにＭＯＳＦＥＴ３３がオンになる。したがって、出力信号がハイレベルのときに、発光ダイオード３２が発光する。よって、発光ダイオード３２が発光する光も、パルス状になる。発光ダイオード３２が発光した光は、請求項の送信信号に相当しており、この光は水素充填ノズル２に設けられた受信部２ｒに受信される。
【００２６】
＜実施形態の効果＞
この実施形態によれば、送信すべき情報である水素タンク１ｔ内のガスの状態に基づいて生成したデータ信号と、通信規格に基づいて定まるパルス幅となるデューティ比の周期パルス信号とを、ＡＮＤ回路２２によりＡＮＤ演算して出力信号を生成している。ＡＮＤ回路２２における演算時間は温度変化の影響を受けにくいので、出力信号は温度による影響を受けにくい。この出力信号でＭＯＳＦＥＴ３３が駆動され、ＭＯＳＦＥＴ３３のオンに連動して発光ダイオード３２が発光するので、温度変化が大きい環境でも、発光ダイオード３２が発光する光のパルス幅を、通信規格を遵守したパルス幅とすることができる。
【００２７】
また、出力信号は、温度変化が大きい環境でも、その立ち上がり時間や立ち下がり時間が温度の影響を受けて変動しにくく、この出力信号が、ＭＯＳＦＥＴ３３を駆動する駆動信号となっている。したがって、ＭＯＳＦＥＴ３３により制御される発光ダイオード３２が出力する光すなわち送信信号の立ち上がり時間や、立ち下がり時間も、温度変化が大きい環境でも、通信規格を遵守できる。
【００２８】
また、本実施形態では、ＵＡＲＴ部２１４およびＰＷＭ部２１５は、同じクロック信号生成部２１３が生成したクロック信号に基づいてデータ信号、周期パルス信号を生成しているので、これらデータ信号、周期パルス信号は互いに同期する。よって、データ信号のパルス立ち上がり時点と周期パルス信号の立ち上がり時点がずれることにより、出力信号が、周期パルス信号のパルス幅からずれてしまうことを抑制できる。そのため、出力信号に対応してパルス状となる発光ダイオード３２が発光する光が通信規格から外れてしまうことを、より抑制できる。
【００２９】
また、ＡＮＤ回路２２はＣＭＯＳ回路で構成されており、ＭＯＳＦＥＴはバイポーラトランジスタよりも温度の影響を受けにくい。よって、ＡＮＤ回路２２をＣＭＯＳ回路とすることで、温度変化が大きい環境でも、よりパルス幅が変動しにくくなっている。
【００３０】
また、発光ダイオード３２のオンオフを制御する素子にもＭＯＳＦＥＴ３３を用いており、ＭＯＳＦＥＴは温度変化による特性変化が小さいので、これによっても、発光ダイオード３２が発光する光が通信規格から外れてしまうことを、より抑制できる。
【００３１】
また、本実施形態では、出力信号を、クロック信号生成部２１３、ＵＡＲＴ部２１４、ＰＷＭ部２１５、ＡＮＤ回路２２により生成しており、これらのうち、クロック信号生成部２１３、ＵＡＲＴ部２１４、ＰＷＭ部２１５はＭＣＵ２１が備えている。クロック信号生成部２１３、ＵＡＲＴ部２１４、ＰＷＭ部２１５は、ＭＣＵ２１が一般的に備えている機能である。したがって、汎用的であり安価なＭＣＵを利用することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【００３３】
＜変形例１＞
たとえば、前述の実施形態では、論理回路としてＡＮＤ回路２２を備え、ＡＮＤ回路２２により、データ信号と周期パルス信号の論理和を演算して出力信号を生成していたが、論理回路としてＮＡＮＤ回路を用いてもよい。ＡＮＤ回路２２に代えてＮＡＮＤ回路を用いる場合、ＰＷＭ部２１５は、図４におけるハイレベルとローレベルとを入れ替えた周期パルス信号を生成してＮＡＮＤ回路に入力する。
【００３４】
＜変形例２＞
また、ＡＮＤ回路２２などの論理回路を備えることに代えて、ＣＰＵ２１１がメモリ２１２に記憶された論理演算プログラムを実行して、ソフトウェア的に、データ信号と周期パルス信号の論理演算を行なって出力信号を生成してもよい。この場合、データ信号生成部、周期パルス生成部もソフトウェア的に構成してもよい。
【００３５】
＜変形例３〜５＞
また、クロック信号生成部２１３をＭＣＵ２１の外部に配置してもよい（変形例３）。また、ＡＮＤ回路２２などの論理回路を、ＣＭＯＳ以外の素子により構成してもよい（変形例４）。また、発光ダイオード３２のオンオフを制御する素子もＭＯＳＦＥＴ以外の素子、たとえば、バイポーラトランジスタとしてもよい（変形例５）。
【符号の説明】
【００３６】
１：燃料電池車両、      １ｓ：状態検出部、      １ｔ：水素タンク、      ２：水素充填ノズル、      ２ｒ：受信部、      １０：送信装置、      ２０：ＥＣＵ、      ２２：ＡＮＤ回路、      ２３：抵抗、      ３０：送信部、      ３１：抵抗、      ３２：発光ダイオード、      ３３：ＭＯＳＦＥＴ、      ３４：抵抗、      ４０：電源、      ２１１：ＣＰＵ、      ２１２：メモリ、      ２１３：クロック信号生成部、      ２１４：ＵＡＲＴ部、      ２１５：ＰＷＭ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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