(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値の伝播対象信号を高圧システム及び低圧システムのいずれか一方から他方へと伝える信号伝播装置において、
前記伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の期間よりも短いパルス幅を有する複数のパルス信号であって且つ前記伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを規定する信号である規定信号が前記一方のシステムからフォトカプラに入力される際、前記他方のシステムにおいて前記フォトカプラから出力される信号から前記伝播対象信号を生成する生成手段を備え、
前記規定信号は、前記伝播対象信号の立ち上がりを規定するためのパルス信号の数と前記伝播対象信号の立ち下がりを規定するためのパルス信号の数とが互いに異なることを特徴とする信号伝播装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段を備え、前記フォトカプラの出力側の信号のうち、前記遅延手段を通過する信号と通過しない信号とのいずれか一方の信号のエッジに同期して他方の信号の論理値を出力するものであることを特徴とする請求項１記載の信号伝播装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段と、前記フォトカプラの出力側の信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジのいずれかに同期して論理値を反転させて且つ前記遅延手段の出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれかに同期して初期化されるカウンタと、前記遅延手段の出力の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれかに同期して前記カウンタの出力を取り込むフリップフロップとを備えることを特徴とする請求項１または２記載の信号伝播装置。
【請求項４】
論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値の伝播対象信号を高圧システム及び低圧システムのいずれか一方から他方へと伝える信号伝播装置において、
前記伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の期間よりも短いパルス幅を有する複数のパルス信号であって且つ前記伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを規定する信号である規定信号が前記一方のシステムからフォトカプラに入力される際、前記他方のシステムにおいて前記フォトカプラから出力される信号から前記伝播対象信号を生成する生成手段を備え、
前記規定信号は、前記伝播対象信号の立ち上がりエッジを規定するためのパルス信号のパルス幅と前記伝播対象信号の立ち下がりエッジを規定するためのパルス信号のパルス幅とが互いに異なるものであり、
前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段と、該遅延手段の出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジのいずれかに同期して前記フォトカプラの出力側の信号の値を取り込むフリップフロップとを備え、
前記フリップフロップは、前記遅延手段の出力の前記いずれかのエッジが所定時間以上入力されない場合、当該フリップフロップの出力をオフとする機能を有することを特徴とする信号伝播装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段と、該遅延手段の出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジのいずれかに同期して前記フォトカプラの出力側の信号の値を取り込むフリップフロップとを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号伝播装置。
【請求項６】
前記フリップフロップは、前記遅延手段の出力の前記いずれかのエッジが所定時間以上入力されない場合、当該フリップフロップの出力をオフとする機能を有することを特徴とする請求項５記載の信号伝播装置。
【請求項７】
前記高圧システムは、車載電力変換回路を備えて構成され、
前記伝播対象信号は、前記電力変換回路のスイッチング素子を駆動する信号であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の信号伝播装置。
【請求項８】
請求項７記載の信号伝播装置と、
前記電力変換回路とを備えることを特徴とする電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値の伝播対象信号を高圧システム及び低圧システムのいずれか一方から他方へと伝える信号伝播装置及びこれを備える電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の信号伝播装置としては、例えば車載ハイブリッドシステムにおいて電動機と接続されるインバータのスイッチング素子の駆動信号を、フォトカプラを介して低圧システムから高圧システムへと伝えるものがある。すなわち、インバータのスイッチング素子の駆動信号を低圧システムにて生成し、これを高圧システムに出力するに際してフォトカプラを用いることで、低圧システムと高圧システムとの絶縁を図っている。
【０００３】
なお、従来の信号伝播装置としては、この他にも、例えば下記特許文献１に見られるものがある。
【特許文献１】特開平１０−７９８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フォトカプラの寿命は、１次側（フォトダイオード側）に流す電流値とフォトカプラの周囲の雰囲気温度とに依存することが知られている。ここで、フォトダイオードを流れる電流に関しては、電流量が多いほど、フォトカプラの寿命は短くなる。
【０００５】
一方、フォトカプラがオン状態となる期間は、駆動信号の論理「Ｈ」又は論理「Ｌ」の期間である。このため、フォトカプラがオン状態となる期間は、インバータの操作に応じて定まることとなり、電動機を制御するうえでの要請によっては、フォトカプラのオン時間が非常に長くなりえる。このため、フォトカプラを流れる電流を低減させることは困難であり、フォトカプラの寿命を十分に長くすることも困難である。特に、車両用システムでは、長時間の使用を前提に設計することが要求されるため、車両用システムに搭載されるフォトカプラにあっては、１次側を流れる電流を低減することが強く望まれる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値の伝播対象信号を高圧システム及び低圧システムのいずれか一方から他方へと伝えるものにあって、フォトカプラの寿命を好適に延ばすことのできる信号伝播装置及びこれを備える電力変換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】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値の伝播対象信号を高圧システム及び低圧システムのいずれか一方から他方へと伝える信号伝播装置において、
前記伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の期間よりも短いパルス幅を有する複数のパルス信号であって且つ前記伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを規定する信号である規定信号が前記一方のシステムからフォトカプラに入力される際、前記他方のシステムにおいて前記フォトカプラから出力される信号から前記伝播対象信号を生成する生成手段を備え、前記規定信号は、前記伝播対象信号の立ち上がりを規定するためのパルス信号の数と前記伝播対象信号の立ち下がりを規定するためのパルス信号の数とが互いに異なることを特徴とする。
【０００９】
上記発明において、各パルス信号をフォトカプラをオン状態とする信号とすることで、フォトカプラの１回のオン時間は、伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」に同期してフォトカプラをオン・オフ動作させる場合の１回のオン時間よりも短くなる。このため、規定信号によるフォトカプラのオン時間についてのある程度のタイムスケールにおける平均的な時間又は合計時間を、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」に同期してフォトカプラをオン・オフ動作させる場合と比較して格段に短縮することができる。すなわち、伝播対象信号の１度の立ち上がり及び立ち下がりを規定する規定信号によるフォトカプラの合計オン時間については、伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」に同期してフォトカプラをオン・オフ動作させる場合以上となり得るとしても、伝播対象信号の論理「Ｈ」期間及び論理「Ｌ」期間が変動する状況下にあっては、ある程度のタイムスケースにおける平均的な時間又は合計時間を格段に低減することができる。
特に、上記発明では、単位時間当たりに生じるパルス信号の数の相違によって、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを適切に規定することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段を備え、前記フォトカプラの出力側の信号のうち、前記遅延手段を通過する信号と通過しない信号とのいずれか一方の信号のエッジに同期して他方の信号の論理値を出力するものであることを特徴とする。
【００１１】
上記いずれか一方の信号と他方の信号とのエッジは、互いにずれたタイミングで生じる。このため、一方の信号のエッジに同期して他方の信号の論理値を出力するなら、この出力される信号は、一方の信号のエッジに同期して立ち上がり及び立ち下がる信号となる。このため、複数のパルス信号からなる規定信号に基づき、伝播対象信号を適切に生成することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段と、前記フォトカプラの出力側の信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジのいずれかに同期して論理値を反転させて且つ前記遅延手段の出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれかに同期して初期化されるカウンタと、前記遅延手段の出力の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれかに同期して前記カウンタの出力を取り込むフリップフロップとを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記発明によれば、伝播対象信号の立ち上がりを規定するパルス信号と、伝播対象信号の立ち下がりを規定するパルス信号とに対応する遅延手段の上記いずれかのエッジにおける上記カウンタの値を互いに相違するようにすることができる。このため、単位時間当たりのパルス数の相違によって、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを規定することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値の伝播対象信号を高圧システム及び低圧システムのいずれか一方から他方へと伝える信号伝播装置において、前記伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の期間よりも短いパルス幅を有する複数のパルス信号であって且つ前記伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを規定する信号である規定信号が前記一方のシステムからフォトカプラに入力される際、前記他方のシステムにおいて前記フォトカプラから出力される信号から前記伝播対象信号を生成する生成手段を備え、前記規定信号は、前記伝播対象信号の立ち上がりエッジを規定するためのパルス信号のパルス幅と前記伝播対象信号の立ち下がりエッジを規定するためのパルス信号のパルス幅とが互いに異なるものであり、前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段と、該遅延手段の出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジのいずれかに同期して前記フォトカプラの出力側の信号の値を取り込むフリップフロップとを備え、前記フリップフロップは、前記遅延手段の出力の前記いずれかのエッジが所定時間以上入力されない場合、当該フリップフロップの出力をオフとする機能を有することを特徴とする。
【００１７】
上記発明において、各パルス信号をフォトカプラをオン状態とする信号とすることで、フォトカプラの１回のオン時間は、伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」に同期してフォトカプラをオン・オフ動作させる場合の１回のオン時間よりも短くなる。このため、規定信号によるフォトカプラのオン時間についてのある程度のタイムスケールにおける平均的な時間又は合計時間を、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」に同期してフォトカプラをオン・オフ動作させる場合と比較して格段に短縮することができる。すなわち、伝播対象信号の１度の立ち上がり及び立ち下がりを規定する規定信号によるフォトカプラの合計オン時間については、伝播対象信号の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」に同期してフォトカプラをオン・オフ動作させる場合以上となり得るとしても、伝播対象信号の論理「Ｈ」期間及び論理「Ｌ」期間が変動する状況下にあっては、ある程度のタイムスケースにおける平均的な時間又は合計時間を格段に低減することができる。
特に、上記発明では、パルス信号のパルス幅の相違によって、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを適切に規定することができる。
しかも、上記発明では、遅延手段からフリップフロップへの信号の出力系統に異常が生じた場合であっても、生成手段が永続的にオン状態となることを回避することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記生成手段は、前記フォトカプラの出力側の信号を遅延させる遅延手段と、該遅延手段の出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下りエッジのいずれかに同期して前記フォトカプラの出力側の信号の値を取り込むフリップフロップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
上記発明において、伝播対象信号の立ち上がりを規定するパルス信号と立ち下がりを規定するパルス信号とを相違させるなら、上記立ち上がりを規定するものの遅延信号の上記エッジと立ち下がりを規定するものの遅延信号の上記エッジとにおいてフリップフロップに取り込まれる信号の値を互いに相違させることができる。このため、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを適切に規定することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記フリップフロップは、前記遅延手段の出力の前記いずれかのエッジが所定時間以上入力されない場合、当該フリップフロップの出力をオフとする機能を有することを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、遅延手段からフリップフロップへの信号の出力系統に異常が生じた場合であっても、生成手段が永続的にオン状態となることを回避することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記高圧システムは、車載電力変換回路を備えて構成され、前記伝播対象信号は、前記電力変換回路のスイッチング素子を駆動する信号であることを特徴とする。
【００２３】
車載電力変換回路は長時間の使用がなされることがあるため、長時間の使用に耐え得るような設計をすることが要求される。このため、フォトカプラの寿命が特に問題となりやすい。したがって、上記発明によれば、請求項１〜７の発明の適用価値が特に大きい。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の信号伝播装置と、前記電力変換回路とを備えることを特徴とする電力変換システムである。
【００２５】
上記発明では、フォトカプラの寿命を好適に延ばすことができるため、電力変換システムの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる信号伝播装置及び電力変換システムをハイブリッド車に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１に、本実施形態にかかるモータジェネレータの制御システムの全体構成を示す。
【００２８】
図示されるように、モータジェネレータ１０の３つの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）には、インバータ１２が接続されている。このインバータ１２は、３相インバータであり、高圧バッテリ１４の電圧をモータジェネレータ１０の３つの相に適宜印加する。詳しくは、インバータ１２は、３つの相のそれぞれと高圧バッテリ１４の正極側又は負極側とを導通させるべく、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４とスイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６との並列接続体を備えて構成されている。そして、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を直列接続する接続点がモータジェネレータ１０のＵ相と接続されている。また、スイッチング素子ＳＷ３及びスイッチング素子ＳＷ４を直列接続する接続点がモータジェネレータ１０のＶ相と接続されている。更に、スイッチング素子ＳＷ５及びスイッチング素子ＳＷ６を直列接続する接続点がモータジェネレータ１０のＷ相と接続されている。ちなみに、これらスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）によって構成されている。また、インバータ１２は、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に逆並列に接続されたフライホイールダイオードＤ１〜Ｄ６を備えている。
【００２９】
上記スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、インターフェース１６を介して、低圧バッテリ１８を電力源とするマイクロコンピュータ（マイコン２０）により駆動される。すなわち、マイコン２０では、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を駆動するための駆動信号を規定する規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎをインターフェース１６に出力する。インターフェース１６では、これら規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎから、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成し、これらにより、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を駆動する。すなわち、マイコン２０では、例えば周知の三角波ＰＷＭ制御等によって、要求トルクを生成するための駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを設定する際、これを直接の出力対象とすることなく、上記規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎを出力する。そして、インターフェース１６では、規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎを解読することで、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成する。
【００３０】
これにより、規定信号ｒｕｐから生成される駆動信号ｇｕｐによりスイッチング素子ＳＷ１が駆動され、規定信号ｒｕｎから生成される駆動信号ｇｕｎによりスイッチング素子ＳＷ２が駆動される。また、規定信号ｒｖｐから生成される駆動信号ｇｖｐによりスイッチング素子ＳＷ３が駆動され、規定信号ｒｖｎから生成される駆動信号ｇｖｎによりスイッチング素子ＳＷ４が駆動される。更に、規定信号ｒｗｐから生成される駆動信号ｇｗｐによりスイッチング素子ＳＷ５が駆動され、規定信号ｒｗｎから生成される駆動信号ｇｗｎによりスイッチング素子ＳＷ６が駆動される。
【００３１】
図２に、規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎから駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成するインターフェース１６の回路部分の構成を示す。なお、図２において、規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎを総括して、インターフェース１６への入力信号Ｖｉｎとし、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを総括して、インターフェース１６からの出力信号Ｖｏｕｔとする。また、インターフェース１６は、実際には図２に示す回路を、規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎのそれぞれについて各別に備えているが、ここではそのうちの一つの回路のみを示す。
【００３２】
図示されるように、インターフェース１６は、上記インバータ１２を備えて構成される高圧システム側と、上記マイコン２０を備えて構成される低圧システム側とを絶縁するフォトカプラ３０を備えている。低圧システム側には、フォトカプラ３０のフォトダイオード及びスイッチング素子４２を介して、低圧システム側電源４０が接地と接続されている。そして、このスイッチング素子４２は、入力信号Ｖｉｎによってオン状態・オフ状態の切り替えがなされる。そして、スイッチング素子４２がオン状態となると、低圧システム側電源４０からフォトダイオードを介して接地へと電流が流れるために、フォトカプラ３０がオン状態となる。
【００３３】
フォトカプラ３０のフォトトランジスタは、高圧システム側電源５０及び接地を接続する。フォトトランジスタには、インバータ５２が接続されている。このインバータ５２は、フォトトランジスタの出力信号が入力信号Ｖｉｎの論理反転信号となることに鑑み、入力信号Ｖｉｎと論理値を同一とするためのものである。すなわち、入力信号Ｖｉｎが論理「Ｈ」となることでフォトカプラ３０がオン状態となると、高圧システム側電源５０がフォトトランジスタを介して接地されるため、フォトカプラ３０からインバータ５２に、論理「Ｌ」の信号が入力される。このため、インバータ５２の出力する反転信号Ｖ１は、入力信号Ｖｉｎと同一の論理値を有する信号となる。
【００３４】
反転信号Ｖ１は、カウンタ５４のクロック端子ＣＫに取り込まれるとともに、遅延回路５６に取り込まれる。ここで、カウンタ５４は、クロック端子ＣＫに取り込まれる信号の立ち上がりエッジに同期して出力端子Ｄから出力される信号の論理値を反転させるものである。また、カウンタ５４は、リセット端子Ｒを備えており、リセット端子Ｒに取り込まれる信号の立ち下がりエッジに同期して、出力端子Ｄから出力する信号をリセットする(論理「Ｌ」とする)。そして、リセット端子Ｒには、遅延回路５６の出力する遅延信号Ｖ３が印加される。
【００３５】
カウンタ５４の出力端子Ｄは、Ｄフリップフロップ５８の入力端子Ｄに接続されている。Ｄフリップフロップ５８のクロック端子ＣＫは、遅延回路５６と接続されている。そして、Ｄフリップフロップ５８では、クロック端子ＣＫに取り込まれる信号の立ち上がりエッジに同期して、入力端子Ｄの信号を出力端子Ｑから出力される出力信号Ｖｏｕｔ（インターフェース１６の出力信号Ｖｏｕｔ）として記憶保持する。なお、Ｄフリップフロップ５８は、クロック端子ＣＫに所定時間以上立ち上がりエッジが取り込まれない場合、出力端子Ｑから出力される信号を論理「Ｌ」とする機能を有する。
【００３６】
図３に、上記回路構成によって、入力信号Ｖｉｎから出力信号Ｖｏｕｔが生成される処理について示す。詳しくは、図３（ａ）に、入力信号Ｖｉｎの推移を示し、図３（ｂ）に、反転信号Ｖ１の推移を示し、図３（ｃ）に、カウンタ５４の出力端子Ｄから出力される信号Ｖ２の推移を示し、図３（ｄ）に、遅延回路５６の出力する遅延信号Ｖ３の推移を示し、図３（ｅ）に、出力信号Ｖｏｕｔの推移を示す。
【００３７】
本実施形態では、入力信号Ｖｉｎを、出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりを規定するためのパルス信号及び立ち下がりを規定するためのパルス信号（パルス幅期間だけ論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」からなる２値のうちの一方の値へと遷移する信号）にて構成する。ここで、これら出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりを規定するためのパルス信号及び立ち下がりを規定するためのパルス信号を互いに相違させることで、立ち上がりを規定するためのものか立ち下がりを規定するためのものかの識別力を付与している。詳しくは、本実施形態では、単位時間当たりのパルス数にて、立ち上がりを規定するためのものか立ち下がりを規定するためのものかの識別力を付与する。具体的には、立ち上がりを規定するためのパルス信号を、単一のパルス信号ｐ１とし、立ち下がりを規定するためのパルス信号を、単位時間内に連射される２つのパルス信号である先頭パルス信号ｐ２及び後方パルス信号ｐ３とする。ここで、本実施形態では、単一のパルス信号ｐ１の立ち上がりエッジから先頭パルス信号ｐ２の立ち上がりエッジまでの時間によって出力信号Ｖｏｕｔが論理「Ｈ」となる時間を規定し、先頭パルス信号ｐ２の立ち上がりエッジから次の単一のパルス信号ｐ１の立ち上がりエッジまでの時間によって出力信号Ｖｏｕｔが論理「Ｌ」となる時間を規定する。
【００３８】
入力信号Ｖｉｎのうちの単一のパルス信号ｐ１が立ち上がると、これに同期してカウンタ５４から出力される信号Ｖ２が論理「Ｈ」となる。その後、単一のパルス信号ｐ１が遅延回路５６にて遅延された遅延信号Ｖ３の立ち上がりエッジに同期して、カウンタ５４の出力する信号Ｖ２がＤフリップフロップ５８に取り込まれる。これにより、Ｄフリップフロップ５８から出力される出力信号Ｖｏｕｔが論理「Ｈ」となる。すなわち、出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりエッジのタイミングは、単一のパルス信号ｐ１の立ち上がりエッジのタイミングを、遅延回路５６による遅延時間τだけ遅らせたタイミングとなる。その後、単一のパルス信号ｐ１が遅延回路５６にて遅延された遅延信号Ｖ３の立ち下がりエッジに同期して、カウンタ５４がリセットされる。
【００３９】
次に、入力信号Ｖｉｎのうちの先頭パルス信号ｐ２が立ち上がることで、カウンタ５４から出力される信号Ｖ２が再度論理「Ｈ」に反転する。そして、後方パルス信号ｐ３が立ち上がることで、カウンタ５４から出力される信号Ｖ２は再度論理「Ｌ」に反転する。その後、先頭パルス信号ｐ２の遅延信号Ｖ３の立ち上がりに同期して、Ｄフリップフロップ５８では、カウンタ５４の出力する信号Ｖ２を取り込む。このため、このタイミングで、出力信号Ｖｏｕｔは、論理「Ｌ」になる。すなわち、出力信号Ｖｏｕｔの立ち下がりエッジのタイミングは、先頭パルス信号ｐ２の立ち上がりエッジのタイミングを、遅延回路５６による遅延時間τだけ遅らせたタイミングとなる。
【００４０】
上記処理を良好に行うべく、遅延時間τは、先頭パルス信号ｐ２の立ち上がりエッジから後方パルス信号ｐ３の立ち上がりエッジまでの時間間隔よりも長く設定されている。これにより、出力信号Ｖｏｕｔが規定される。こうした構成によれば、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎをフォトカプラ３０にて直接送信する場合と比較して、フォトカプラ３０のオン時間を短縮することができる。すなわち、規定信号を構成する各パルス信号ｐ１、ｐ２、ｐ３の単一のパルス幅は、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」のいずれの期間よりも短い。このため、フォトカプラ３０の一回のオン時間は、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」のいずれの期間よりも必ず短くなる。ここで、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の各期間は、ランダムに様々な値を取り得る。このため、場合によっては、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」のいずれの期間が、規定信号を構成する３つのパルス信号ｐ１、ｐ２、ｐ３の合計のパルス幅よりも短くなることはあり得る。しかし、ある程度のタイムスケールにおいては、本実施形態におけるフォトカプラ３０の平均的なオン時間や合計のオン時間は、駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎをフォトカプラ３０にて直接送信する場合と比較して短縮される。このため、フォトカプラ３０の寿命を好適に延ばすことができる。
【００４１】
しかも、こうした構成によれば、カウンタ５４のみを用いて出力信号Ｖｏｕｔを生成する場合と比較して、ノイズに対する耐性を高めることができる。すなわち、カウンタ５４単独で規定信号から出力信号Ｖｏｕｔを生成する場合、ノイズによってカウンタ５４が一旦誤動作すると、再度の誤動作によって誤動作が相殺されるまで、出力信号Ｖｏｕｔは、本来の駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎとはその論理値が逆となってしまう。これに対し、上記構成では、ノイズが生じたとしても、次の規定信号に基づき出力信号Ｖｏｕｔが生成される際に、出力信号Ｖｏｕｔが正しい論理値に修復される。
【００４２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００４３】
（１）伝播対象信号（駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎ）の論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の期間よりも短いパルス幅を有する複数のパルス信号ｐ１，ｐ２，ｐ３であって且つ伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを規定する信号である規定信号に基づき、伝播対象信号を生成した。これにより、ある程度のタイムスケースにおけるフォトカプラ３０の平均的なオン時間又は合計オン時間を格段に低減することができる。
【００４４】
（２）フォトカプラ３０の出力側の信号を遅延させる遅延回路５６を備え、フォトカプラ３０の出力側の信号のうち、遅延回路５６を通過する信号のエッジに同期して遅延回路５６を通過しない信号の論理値を伝播対象信号として出力した。これにより、複数のパルス信号からなる規定信号に基づき、伝播対象信号を適切に生成することができる。
【００４５】
（３）伝播対象信号の立ち上がりを規定するためのパルス信号ｐ１の数（１個）と伝播対象信号の立ち下がりを規定するためのパルス信号ｐ２、ｐ３の数（２個）とを相違させた。これにより、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを適切に規定することができる。
【００４６】
（４）フォトカプラ３０の出力側の信号(反転信号Ｖ１)の立ち上がりエッジに同期して論理値を反転させて且つ遅延信号Ｖ３の立ち下がりエッジに同期して初期化されるカウンタ５４と、遅延信号Ｖ３の立ち上がりエッジに同期してカウンタ５４の出力を取り込むＤフリップフロップ５８とを備えた。これにより、伝播対象信号を適切に生成することができる。
【００４７】
（５）Ｄフリップフロップ５８に、遅延信号Ｖ３の立ち上がりエッジが所定時間以上入力されない場合、その出力をオフとする機能を付与した。これにより、遅延回路５６からＤフリップフロップ５８への信号の出力系統に異常が生じた場合であっても、出力信号Ｖｏｕｔが永続的にオン状態となることを回避することができる。
【００４８】
（６）車載インバータ１２のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を駆動する駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを低圧システムから高圧システムに伝える際に、本発明を適用した。このため、フォトカプラ３０には、長時間の使用に耐え得るような設計をすることが要求される。このため、フォトカプラ３０の寿命が特に問題となりやすい。したがって、本実施形態によれば、本発明の適用価値が特に大きい。
【００４９】
(第２の実施形態)
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５０】
図４に、規定信号ｒｕｐ，ｒｕｎ，ｒｖｐ，ｒｖｎ，ｒｗｐ，ｒｗｎから駆動信号ｇｕｐ、ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成するインターフェース１６の回路部分についての本実施形態にかかる構成を示す。なお、図４において、先の図２に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００５１】
図示されるように、本実施形態では、カウンタ５４を備えることなく、反転信号Ｖ１がＤフリップフロップ５８の入力端子Ｄに取り込まれる。
【００５２】
図５に、上記回路構成によって、入力信号Ｖｉｎから出力信号Ｖｏｕｔが生成される処理について示す。詳しくは、図５（ａ）に、入力信号Ｖｉｎの推移を示し、図５（ｂ）に、反転信号Ｖ１の推移を示し、図５（ｃ）に、遅延回路５６の出力する遅延信号Ｖ３の推移を示し、図５（ｄ）に、出力信号Ｖｏｕｔの推移を示す。
【００５３】
図示されるように、本実施形態では、規定信号を構成するパルス信号ｐ４、ｐ５のパルス幅にて、出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりを規定するためのものか立ち下がりを規定するためのものかの識別力を付与する。詳しくは、本実施形態では、出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりを規定するためのパルス信号ｐ４のパルス幅を、立ち下がりを規定するためのパルス信号ｐ５のパルス幅よりも広くする。具体的には、パルス信号ｐ４の立ち上がりエッジにて出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりエッジを規定し、パルス信号ｐ５の立ち上がりエッジにて出力信号Ｖｏｕｔの立ち下がりエッジを規定する。
【００５４】
そして、パルス信号ｐ４が遅延回路５６によって遅延された遅延信号Ｖ３の立ち上がりに同期して、Ｄフリップフロップ５８では、反転信号Ｖ１を取り込む。これにより、出力信号Ｖｏｕｔが論理「Ｈ」に反転する。すなわち、出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりエッジのタイミングは、パルス信号ｐ４の立ち上がりエッジのタイミングを遅延回路５６による遅延時間τだけ遅延させたタイミングとなる。その後、パルス信号ｐ５が遅延回路５６によって遅延された遅延信号Ｖ３の立ち上がりエッジに同期して、Ｄフリップフロップ５８では、反転信号Ｖ１を取り込む。これにより、出力信号Ｖｏｕｔが論理「Ｌ」に反転する。すなわち、出力信号Ｖｏｕｔの立ち下がりエッジは、パルス信号ｐ５の立ち上がりエッジのタイミングを遅延回路５６の遅延時間τだけ遅らせたものとなる。
【００５５】
こうした処理を実現すべく、遅延回路５６の遅延時間τは、パルス信号ｐ５のパルス幅よりも長く且つ、パルス信号ｐ４のパルス幅よりも短く設定されている。これにより、出力信号Ｖｏｕｔが生成される。
【００５６】
以上詳述した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記(１)、（２）、（５）、（６）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
【００５７】
（７）規定信号を、伝播対象信号の立ち上がりエッジを規定するパルス信号ｐ４のパルス幅と伝播対象信号の立ち下がりエッジを規定するパルス信号ｐ６のパルス幅とを互いに相違させて構成した。これにより、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを適切に規定することができる。
【００５８】
（８）反転信号Ｖ１を遅延させる遅延回路５６と、遅延信号Ｖ３の立ち上がりエッジに同期して反転信号Ｖ１を取り込むＤフリップフロップ５８とを備えた。これにより、伝播対象信号の立ち上がり及び立ち下がりを適切に規定することができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００６０】
・第１の実施形態において、カウンタ５４として、クロック端子に入力される信号の立ち下がりエッジに同期して論理値を反転させるようにしてもよい。
【００６１】
・上記第１の実施形態において、インバータ５２を備えなくてもよい。この場合、カウンタ５４がクロック端子ＣＫから取り込まれる信号の立ち下がりにエッジに同期して論理値を反転させて且つリセット端子Ｒに印加される信号の立ち上がりエッジに同期して初期化されるとともに、Ｄフリップフロップ５８がクロック端子ＣＫに印加される信号の立ち下がりに同期して入力端子Ｄに印加される信号を取り込むようにすればよい。これにより、入力信号Ｖｉｎのうちの単一のパルス信号ｐ１の立ち上がりにて出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりを規定して且つ、入力信号Ｖｉｎのうちの連射される２つのパルス信号ｐ２、ｐ３のうちの後方パルス信号ｐ３の立ち上がりエッジにて出力信号Ｖｏｕｔの立ち下がりを規定することができる。
【００６２】
・第１の実施形態において、Ｄフリップフロップ５８が遅延信号Ｖ３の立ち下がりエッジに同期して入力端子に入力される信号を取り込むようにし、カウンタ５４のリセットを遅延信号Ｖ３の立ち下がりエッジよりも遅延させるべく、反転信号Ｖ１を遅延回路５６よりも更に遅延させる別の遅延回路を更に備えてもよい。この場合、別の遅延回路によって遅延された信号の立ち下がりエッジが遅延回路５６の出力する遅延信号Ｖ３の立ち下がりエッジよりも遅れ、別の遅延回路によって遅延された信号の立ち下がりエッジにてカウンタ５４がリセットされる。
【００６３】
・駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの立ち上がりを規定するためのパルス信号の数と、駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの立ち下がりを規定するためのパルス信号の数とが互いに異なるようにする手法としては、上記第１の実施形態で例示したものに限らない。例えば高圧システム側に専用の論理回路に代えてソフトウェア処理を行う手段(マイコン)を備え、フォトカプラ３０から出力されるパルス信号についての単位時間内での出現回数に基づき、駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの立ち上がり及び立ち下がりを識別してもよい。この場合、出現回数としては、３回以上の数を用いることもできる。
【００６４】
・第２の実施形態において、インバータ５２を除いて且つＤフリップフロップ５８が遅延信号Ｖ３の立ち下がりエッジに同期して入力端子から入力される信号を取り込むようにしてもよい。この場合、パルス幅の広い方の規定信号が、駆動信号の立ち下がりエッジを規定することとなる。
【００６５】
・フォトカプラ３０を介して高圧システム側に出力される信号とその遅延信号とのいずれか一方の信号のエッジに同期して他方の信号の論理値を出力することで、駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成する手段としては、上記実施形態やそれらの変形例で例示したものに限らない。例えば第２の実施形態(図４の構成)において、第１の実施形態の規定信号(図２（ａ）の入力信号Ｖｉｎ)を用いてもよい。この場合、単一のパルス信号ｐ１が出力信号Ｖｏｕｔの立ち下がりエッジを規定する信号とし、連射される２つのパルス信号ｐ２、ｐ３が出力信号Ｖｏｕｔの立ち上がりエッジを規定する信号とすることができる。この際、連射される２つのパルス信号ｐ２、ｐ３のうちの先頭パルス信号ｐ２の遅延信号Ｖ３の立ち上がりエッジが、後方パルス信号ｐ３の反転信号Ｖ１と重なるように、遅延時間τを設定する。
【００６６】
・フォトカプラ３０を介して高圧システム側に出力される信号から駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎを生成する手段としては、遅延回路を備えるものに限らない。例えば、フォトカプラ３０の出力信号をカウンタ５４のクロック端子に取り込み、カウンタ５４の出力信号を、駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎとしてもよい。この場合、駆動信号ｇｕｐ，ｇｕｎ，ｇｖｐ，ｇｖｎ，ｇｗｐ，ｇｗｎの立ち上がり及び立ち下がりのそれぞれを規定する規定信号を、同一のパルス幅からなる単一のパルスとすることもできる。
【００６７】
・車載電力変換回路としては、インバータ１２に限らない。例えば高圧バッテリ１４の電力を降圧して低圧バッテリ１８へと出力するＤＣ−ＤＣコンバータであってもよい。
【００６８】
・フォトカプラとしては、車載低圧システムから車載高圧システムへと信号を伝えるものに限らない。この際、高圧システムから低圧システムへ信号を伝えるものであっても、本発明によればフォトカプラのオン時間を短縮することができ、ひいてはフォトカプラの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１の実施形態にかかる制御システムの全体構成を示す図。
【図２】同実施形態にかかる信号伝播装置の構成を示す図。
【図３】同実施形態にかかる信号伝播態様を示すタイムチャート。
【図４】第２の実施形態にかかる信号伝播装置の構成を示す図。
【図５】同実施形態にかかる信号伝播態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００７０】
１０…モータジェネレータ、１２…インバータ、１４…高圧バッテリ、１６…インターフェース、１８…低圧バッテリ、２０…マイコン、３０…フォトカプラ、５４…カウンタ、５６…遅延回路、５８…Ｄフリップフロップ。
【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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