JP2014086860A - 車載用電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】増幅回路によってセンサの出力信号に付加される誤差を高精度に補正する。
【解決手段】増幅回路の出力電圧を、増幅回路の入力電圧の一次関数でモデルする。第１電圧発生手段の出力電圧及びその電圧が増幅回路で増幅された電圧におけるそれぞれのＡ／Ｄ変換値、及び、第２電圧発生手段の出力電圧及びその電圧が増幅回路で増幅された電圧におけるそれぞれのＡ／Ｄ変換値に基づき、当該増幅回路の入力電圧の一次関数を同定する。マイコン９は、増幅回路１６で増幅された第１電圧発生手段１８の出力電圧が、Ａ／Ｄ変換器２４に入力可能な電圧区間内かつその区間の下限近傍になるように、第１電圧発生手段の出力電圧を調整し、増幅回路で増幅された第２電圧発生手段１９の出力電圧が、Ａ／Ｄ変換器に入力可能な電圧区間内かつその区間の上限近傍になるように、第２電圧発生手段の出力電圧を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、センサの出力信号をＡ／Ｄ変換することにより検出対象の性質を検出する機能を有する車載用電子制御装置に関する。

特許文献１に開示されているように、車載用電子制御装置は多数のセンサの出力信号を扱っている。車載用電子制御装置が入力されたセンサの出力信号を取り扱う際には、その入力された信号は車載用電子制御装置内のいくつかの電子回路で処理され、その後、２つの信号に分岐される。分岐された一方の信号（第１信号）は、そのまま多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第１入力端子に入力され、そこでＡ／Ｄ変換される。もう一方の信号（第２信号）は、増幅回路を介して増幅されてから、Ａ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力され、そこでＡ／Ｄ変換される。

車載用電子制御装置は、入力されたセンサの出力信号が低い電圧レベルであった場合には、第２信号に基づくＡ／Ｄ変換値（第２Ａ／Ｄ変換値）を使用し、入力されたセンサ出力信号が高い電圧レベルであった場合には、第１信号に基づくＡ／Ｄ変換値（第１Ａ／Ｄ変換値）を使用する。

第２Ａ／Ｄ変換値を使用するにあたっては、第２信号が上記の増幅回路で処理される際、増幅回路の使用環境等の変化によって発生する誤差が第２信号に付加される虞がある。そこで、特許文献１はその誤差の補正手段として、増幅回路の入出力の関係を一次関数と仮定し、０［Ｖ］で表現される一定の信号（０［Ｖ］信号）と、ある所定電圧で表現される一定の信号（所定電圧信号）との２種類の信号をセンサからの入力として、それぞれ車載用電子制御装置に入力することを開示している。補正の際には、車載用電子制御装置に入力された０［Ｖ］信号と所定電圧信号との、それぞれの第１Ａ／Ｄ変換値と第２Ａ／Ｄ変換値とに基づき、増幅回路の入出力関係を表現する一次関数を推定し、上記の誤差を補正することを行っている。

特開２００５−２０４０８０号公報

上述した０［Ｖ］信号と所定電圧信号との、それぞれの第１Ａ／Ｄ変換値、第２Ａ／Ｄ変換値にはノイズ等の様々な要因による誤差が載っており、そのような誤差が載ったものに基づき一次関数を推定する場合、入力する２種類の信号は、信号の電圧の差が大きいほうが、より高精度に一次関数が推定できる。

例えば、増幅回路の入出力電圧（入力電圧Ｖｉｎ、出力電圧Ｖｏｕｔ）の関係がＶｏｕｔ＝Ａ×Ｖｉｎ＋Ｂ（式１）であったとする（Ａ及びＢは任意の実数とする）。ここでは、単純化のため、車載用電子制御装置に入力された信号の電圧がＶｉｎと同じになっているとする。つまり、０Ｖ信号が入力されたときのＶｉｎは０［Ｖ］、所定電圧信号が入力されたときのＶｉｎはその所定電圧となる。これから、入力する２種類の信号として、０［Ｖ］信号とｖｉｎ［Ｖ］（ｖｉｎは０より大きい任意の実数とする）の所定電圧信号を入力するときを考える。

このとき、０［Ｖ］信号が入力されたときにおいて、Ｖｉｎは０［Ｖ］、ＶｏｕｔはＢ［Ｖ］と真の値が検出されたとする。ところが、ｖｉｎ［Ｖ］の所定電圧信号が入力されたときにおいて、Ｖｉｎはその所定電圧と同じ電圧ｖｉｎ［Ｖ］が検出されたが、Ｖｏｕｔは真の値よりｅ［Ｖ］大きく検出されたとする。つまり、ｖｉｎ［Ｖ］の所定電圧信号が入力されたときに、Ｖｉｎはｖｉｎ［Ｖ］と、ＶｏｕｔはＡ×ｖｉｎ＋Ｂ＋ｅ［Ｖ］と検出されたとする。

２つの信号が入力されたときに検出されたＶｉｎ、Ｖｏｕｔから、式１のＶｉｎに係る係数Ａを算出する。算出される係数ＡをＡ’とすると、Ａ’＝ｅ／ｖｉｎ＋Ａ（式２）となる。（式２）より、入力される所定電圧信号の電圧ｖｉｎが大きくなるにつれ、Ａ’は真の値Ａに近づくことがわかる。したがって、入力される２つの信号の電圧の差が大きい方が、（式１）がより正確に算出される。

しかし、Ａ／Ｄ変換器には入力電圧の上限（例えば、５Ｖ）や下限（例えば、０Ｖ）があるので、一次関数の高精度な推定のためには、その制限内に入る中で、補正のため入力する２種類の信号における電圧の差を大きくすることになる。

ところが、特許文献１の補正手段では、補正のために入力する０Ｖ信号と所定電圧信号は固定されているので、増幅回路の使用環境等が変化したときに、補正のために入力する２種類の信号における電圧の差を大きくし、より高精度に増幅回路を表現する一次関数を推定することができず、その結果、センサの出力信号が増幅回路で付加される誤差の高精度な補正ができない。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は使用環境等の状況が変化した場合でも、上記の増幅回路によってセンサの出力信号に付加される誤差を高精度に補正する車載用電子制御装置を実現することである。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センサの出力信号が入力され、その信号を信号処理する信号処理回路と、信号処理回路で信号処理された信号をＡ／Ｄ変換する多チャンネルＡ／Ｄ変換器と、多チャンネルＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された信号の出力結果であるＡ／Ｄ変換値を処理する機能を有するマイコンと、マイコンの指示に応じて出力電圧を変化させる機能を有する第１電圧発生手段及び第２電圧発生手段と、信号処理回路に入力される信号が、センサの出力信号または第１電圧発生手段若しくは第２電圧発生手段で生成された出力信号のいずれかとなるように、マイコンの指示に応じて信号の切り替えを行う入力信号切り替え手段とを備える車載用電子制御装置において、信号処理回路は、車載用電子制御装置に入力されたセンサの出力信号を２つの信号に分岐し、一方の信号を多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第１入力端子に入力し、他方の信号を増幅回路で増幅させて多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力する機能を備え、マイコンは、第１電圧発生手段で生じる信号を信号処理回路に入力した際に、多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力される信号が、第２入力端子に入力が可能な電圧の区間内かつ区間の下限近傍となるように、第１電圧発生手段の出力電圧を調整する第１電圧制御手段と、第２電圧発生手段で生じる信号を信号処理回路に入力した際に、多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力される信号が、第２入力端子に入力が可能な電圧の区間内かつ区間の上限近傍となるように、第２電圧発生手段の出力電圧を調整する第２電圧制御手段と、増幅回路の出力電圧を、増幅回路の入力電圧の一次関数でモデル化し、第１電圧発生手段で生成された出力信号が信号処理回路に入力されているときの第１Ａ／Ｄ変換値及び第２Ａ／Ｄ変換値、及び、第２電圧発生手段で生成された出力信号が信号処理回路に入力されているときの第１Ａ／Ｄ変換値及び第２Ａ／Ｄ変換値に基づき、増幅回路の入力電圧の一次関数を同定する同定手段とを有することを特徴とする。

この発明によれば、増幅回路の入出力電圧の関係がモデル化された一次関数を同定するために入力される２種類の信号として、第１電圧発生手段および第２電圧発生手段の出力電圧が信号処理回路に入力される。第１電圧発生手段の出力電圧は、第１電圧制御手段によって調整される。第１電圧制御手段は、第１電圧発生手段で生じる信号が信号処理回路に入力された際に、多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力される信号が、第２入力端子に入力が可能な電圧の区間内かつ区間の下限近傍となるように、第１電圧発生手段の出力電圧を調整する。

一方、第２電圧発生手段の出力電圧は、第２電圧制御手段によって調整される。第２電圧制御手段は、第２電圧発生手段で生じる信号が信号処理回路に入力された際に、多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力される信号が、第２入力端子に入力が可能な電圧の区間内かつ区間の上限近傍となるように、第２電圧発生手段の出力電圧を調整する。

これにより、第２入力端子に入力可能な電圧の区間を考慮された上で、第１電圧発生手段および第２電圧発生手段の出力電圧は、その出力電圧の差が大きくなるように調整されるので、増幅回路の入出力電圧の関係がモデル化された一次関数をより高精度に同定することができる。よって、センサの出力信号が増幅回路で付加される誤差の高精度な補正ができる。

本発明の実施形態を示す電子制御システムの構成図である。 エンジンシステムの概略構成を示す図である。 第１実施形態に係るマイコンが実行する筒内圧検出のフローチャートである。 第２実施形態に係るマイコンが実行する筒内圧検出のフローチャートである。 第１電圧発生回路内及び第２電圧発生回路内の回路構成図である。

（第１実施形態）
図１に示す電子制御システムはエンジンシステムに適用される。図２に示すように、内燃機関であるエンジン１は４つの気筒２（気筒＃１〜＃４）を備えた４ストロークのエンジン１である。４ストロークエンジンの１燃焼サイクルは吸気・圧縮・燃焼・排気の４行程からなり、７２０°クランクアングル（以下、゜ＣＡという）の周期を持つ。各行程は、各気筒間で１８０°ＣＡずれて実行される。

各気筒２は、シリンダブロックとシリンダヘッドから構成されており、内部にピストンを収容している。そして、このピストン上部には燃焼室が形成されている。筒内圧センサ３はシリンダヘッドに形成された挿入孔内に配置されており、燃焼室内の圧力が筒内圧センサ３のダイアフラム部を介して圧電素子に与えられるようになっている。筒内圧センサ３は、その圧電素子の出力電圧を増幅した信号を出力する。筒内圧センサ３の出力信号の電圧は、筒内圧が上昇するほど高くなる。

気筒２には、燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタ４が設けられている。この燃料噴射によるピストンの往復運動により、エンジン１の出力軸であるクランク軸５が回転するとともに、外周に所定の間隔で歯が形成されたパルサ６がクランク軸５と一体に回転する。クランク角センサ７はパルサ６に対向して配設されており、クランク軸５の回転に伴い信号を出力する。

エンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８は、マイコン９を備えており、マイコン９内のＲＯＭ１１に記憶された制御プログラムを実行することにより、クランク角センサ７の出力信号、筒内圧センサ３の出力信号、その他の各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１の運転状態を推定する。そして、推定したエンジン１の運転状態に基づいて、燃料供給制御を行うとともに、燃料噴射開始タイミング、噴射時間などを算出して燃料噴射制御を行う。

次に、エンジンＥＣＵ８の詳細について説明する。エンジンＥＣＵ８は、入力されるクランク角センサ７の出力信号を処理する回路として、クランク角入力回路１２と、波形整形回路１３とを、入力される筒内圧センサ３の出力信号を処理する回路として、ローパスフィルタ１４と、バッファ回路１５と、増幅回路１６を備えた信号処理回路１７とを備えている。さらに、エンジンＥＣＵ８は、筒内圧センサ３の出力信号が増幅回路１６で処理される際に付加される誤差を補正する手段として、第１電圧発生回路１８と、第２電圧発生回路１９と、信号処理回路１７に入力される信号を切り替えるスイッチ２０とを備えている。スイッチ２０を切り替えることで、信号処理回路１７に入力される信号は、筒内圧センサ３の出力信号、または、第１電圧発生回路１８若しくは第２電圧発生回路１９の出力信号のいずれかに切り替わる。

まず、クランク角センサ７の出力信号を処理する回路について説明する。クランク角センサ７からエンジンＥＣＵ８に入力された信号は、クランク角入力回路１２でノイズ等の不要な周波数成分を除去された後、波形整形回路１３で整形され、その後、マイコン９に入力される。クランク角入力回路１２の実装例としては、図１のクランク角入力回路１２のように、定電圧源１２ａと、抵抗１２ｂ、１２ｃと、コンデンサ１２ｄとで構成されるものがある。波形整形回路１３の実装例としては、図１の波形整形回路１３のように定電圧源１３ａと、抵抗１３ｂ、１３ｃと、コンパレータ１３ｄとで構成されるものがある。

次に、筒内圧センサ３の出力信号を処理する回路について説明する。エンジンＥＣＵ８に入力された筒内圧センサ３の出力信号は抵抗とコンデンサとで構成されたローパスフィルタ１４を通過することで、ノイズ等の不要な周波数成分を除去され、バッファ回路１５に入力される。バッファ回路１５は、例えば、ボルテージフォロアの形態を持ったオペアンプが採用される。バッファ回路１５を通過した、筒内圧センサ３の出力信号は、スイッチ２０を介して、信号処理回路１７に入力される。

バッファ回路１５を通過し信号処理回路１７に入力された、筒内圧センサ３の出力信号は、２つの信号に分岐され、一方の信号は、信号処理回路１７の出力として、マイコン９内の後述するマルチプレクサ２１の第１チャネルに入力される。他方の信号は、増幅回路１６を通過して、信号処理回路１７の出力信号として、マイコン９を構成するマルチプレクサ２１の第２チャネルに入力される。以下、第１チャネルに入力される信号をＳｉｎと、その電圧をＶｉｎとし、第２チャネルに入力される信号をＳｏｕｔと、その電圧をＶｏｕｔとする。

増幅回路１６の実装例としては、増幅回路１６に入力される信号を差動増幅回路の正相入力として入力することで増幅させ、増幅された信号を、増幅回路１６の出力信号として出力する回路がある。差動増幅回路の逆相入力としては、基準電圧発生回路で発生させた信号が入力される。差動増幅回路は、オペアンプ２２ａと、抵抗２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅとで構成される。基準電圧発生回路は、ボルテージフォロワの形態を持ったオペアンプ２３ａと、定電圧源２３ｂと、抵抗２３ｃ、２３ｄとで構成される。

マイコン９は、マルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２４と、ＲＡＭ１０と、ＲＯＭ１１と、ＣＰＵ２５等により構成される。マルチプレクサ２１には、第１チャネルの入力としてＳｉｎが、第２チャネルの入力としてＳｏｕｔがそれぞれ入力される。マルチプレクサ２１は、各チャネルに入力された信号のいずれかを、Ａ／Ｄ変換器２４に入力し、Ａ／Ｄ変換器２４は入力された信号をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換値はＲＡＭ１０に記憶される。Ａ／Ｄ変換器２４には、入力可能な電圧区間があるが、本実施形態では、一例として、０Ｖ以上５Ｖ以下とする。第１チャネルに入力された信号、つまりＳｉｎのＡ／Ｄ変換値を第１Ａ／Ｄ変換値とし、第２チャネルに入力された信号、つまりＳｏｕｔのＡ／Ｄ変換値を第２Ａ／Ｄ変換値とする。また、マイコン９には、波形整形回路１３を通過したクランク角センサ７の出力信号が入力される。

マイコン９は、スイッチ２０にスイッチ切り替え信号Ｓｃを送ることで、スイッチ２０の切り替えを行う。また、マイコン９は第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９に、第１電圧指示Ｓ１及び第２電圧指示Ｓ２をそれぞれ送り、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９はそれぞれ、その指示に応じて出力電圧を変動させる。

第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９は、それぞれ出力信号をスイッチ２０に出力する。また、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９は、マイコン９からの出力電圧の変更の指示、つまりＳ１及びＳ２に応じて、それぞれ出力信号の電圧を変更する。第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の実装例としては、図５のような定電圧源と抵抗とスイッチとで構成され、マイコン９からの出力電圧の変更の指示に応じて、スイッチを切り替えることで出力電圧を変更させる回路がある。

本実施形態における電子制御システムの作動について説明する。筒内圧の検出に当たっては、まず、筒内圧センサ３の出力信号が、エンジンＥＣＵ８に入力され、その入力された信号は、ローパスフィルタ１４、バッファ回路１５、スイッチ２０、信号処理回路１７、を介して、信号Ｓｉｎ及びＳｏｕｔとしてマイコン９に入力される。マイコン９に入力されたＳｉｎおよびＳｏｕｔは、マルチプレクサ２１を介して、Ａ／Ｄ変換器２４でＡ／Ｄ変換され、そのＡ／Ｄ変換値がＲＡＭ１０に記憶されることで、マイコン９は筒内圧を検出する。

筒内圧検出に使用するＡ／Ｄ変換値については、筒内圧センサ３の出力電圧が高いときは、ＳｉｎのＡ／Ｄ変換値を使用し、低いときは、Ｓｉｎが増幅された信号であるＳｏｕｔのＡ／Ｄ変換値を使用する。ここで、Ｓｉｎが増幅された信号であるＳｏｕｔのＡ／Ｄ変換値を使用して筒内圧を検出する場合には、その増幅された信号であるＳｏｕｔのＡ／Ｄ変換値を増幅される前の信号ＳｉｎのＡ／Ｄ変換値に変換することが必要になる。そのために、増幅回路１６の入出力電圧の関係式が必要となる。

増幅回路１６の入力電圧Ｖｉｎを差動増幅回路に正相入力として入力し、差動増幅回路の出力電圧を増幅回路１６の出力電圧Ｖｏｕｔとして出力していることから、増幅回路１６の入出力電圧の関係式は、数１となる。

（数１）
Ｖｏｕｔ＝Ａ×Ｖｉｎ＋Ｂ
ただし、Ａ及びＢは定数とする。増幅回路１６の入出力電圧の関係式である数１のＡ及びＢは、増幅回路１６を構成する各素子の理論抵抗値等から計算できるが、増幅回路１６の使用環境、例えば使用温度や経年変化等で変化する。そのために、本実施形態では、Ａ及びＢの補正を行っている。

本実施形態における特徴部分である、増幅回路１６の入出力電圧の関係式である数１を構成するＡ及びＢの補正手段について説明する。まず、第１電圧発生回路１８から電圧Ｖｉｎ１を発生させる。そして、マイコン９の指示によってスイッチ２０を切り替えることで、筒内圧センサ３の出力信号の代わりに、Ｖｉｎ１を信号処理回路１７に入力すると、マイコン９にはＶｉｎ１、及び、Ｖｉｎ１が増幅回路１６で増幅された電圧Ｖｏｕｔ１が入力され、Ｖｉｎ１及びＶｏｕｔ１はそれぞれＡ／Ｄ変換される。Ｖｉｎ１のＡ／Ｄ変換値はＲＡＭ１０の一部の領域ＲＡＭａに記憶させ、Ｖｏｕｔ１のＡ／Ｄ変換値はＲＡＭ１０の一部の領域ＲＡＭｂに記憶させる。

次に、同様にして、第２電圧発生回路１９から電圧Ｖｉｎ２を発生させ、スイッチ２０を切り替えることで、Ｖｉｎ２を信号処理回路１７を介してマイコン９に入力し、Ｖｉｎ２のＡ／Ｄ変換値をＲＡＭ１０の一部の領域ＲＡＭｃに記憶させる。Ｖｉｎ２が増幅回路１６で増幅された電圧Ｖｏｕｔ２のＡ／Ｄ変換値はＲＡＭ１０の一部の領域ＲＡＭｄに記憶させる。

ＲＡＭ１０に記憶されたＶｉｎ１、Ｖｏｕｔ１を数１に代入すると数２が得られ、
（数２）
Ｖｏｕｔ１＝Ａ×Ｖｉｎ１＋Ｂ
Ｖｉｎ２、Ｖｏｕｔ２を数１に代入すると数３が得られる。

（数３）
Ｖｏｕｔ２＝Ａ×Ｖｉｎ２＋Ｂ
数２及び数３より、実際の増幅回路におけるＡ及びＢが、数４及び数５のように得られる。

（数４）
Ａ＝（Ｖｏｕｔ２−Ｖｏｕｔ１）／（Ｖｉｎ２−Ｖｉｎ１）
（数５）
Ｂ＝Ｖｏｕｔ１−Ｖｉｎ１×（Ｖｏｕｔ２−Ｖｏｕｔ１）／（Ｖｉｎ２−Ｖｉｎ１）
数４及び数５で得られるＡ及びＢを、補正されたＡ及びＢとして、本実施形態では使用される。

本実施形態の補正手段の詳細について説明する。図３は本実施形態のマイコン９が実行する筒内圧検出のフローチャートである。このフローはイグニションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態になった後に開始される。このフローでは、まず、マイコン９はスイッチ２０を切り替えることで、信号処理回路１７に第１電圧発生回路１８の出力電圧Ｖｉｎ１を入力する（ステップ１０２）。

次に、マイコン９はサブルーチンを実行する（ステップ１０３〜１０９）。このサブルーチンでは、まず、マイコン９は信号処理回路１７より入力されたＶｉｎ１及びＶｏｕｔ１を計測し、それぞれＲＡＭａ及びＲＡＭｂに記憶する（ステップ１０３）。次に、ＲＡＭｂに記憶されたＶｏｕｔ１がＡ／Ｄ変換器の入力可能電圧の下限近傍、例えば下限である０Ｖ以上かつ０．２５Ｖ以下にあるか否か判定し（ステップ１０４）、下限近傍でなければ、マイコン９は第１電圧発生回路１８に第１電圧指示Ｓ１を送り、下限近傍になるまでその出力電圧を調整する（ステップ１０５）。

下限近傍になれば、マイコン９はスイッチ２０を切り替え、信号処理回路１７に第２電圧発生回路１９の出力電圧Ｖｉｎ２を入力する（ステップ１０６）。マイコン９は信号処理回路１７より入力されたＶｉｎ２及びＶｏｕｔ２を計測し、それぞれＲＡＭｃ及びＲＡＭｄに記憶する（ステップ１０７）。次に、ＲＡＭｄに記憶されたＶｏｕｔ２がＡ／Ｄ変換器２４の入力可能電圧の上限近傍、例えば４．７５Ｖ以上かつ上限である５Ｖ以下にあるか否か判定し（ステップ１０８）、上限近傍でなければ、マイコン９は第２電圧発生回路１８に第２電圧指示Ｓ２を送り、上限近傍になるまでその出力電圧を調整する（ステップ１０９）。Ｖｏｕｔ２がＡ／Ｄ変換器２４の入力可能電圧の上限近傍にあると判定されれば、サブルーチンは終了する。

サブルーチンが終了後、マイコン９はＲＡＭａ、ＲＡＭｂ、ＲＡＭｃ、ＲＡＭｄにそれぞれ記憶された、Ｖｉｎ１、Ｖｏｕｔ１、Ｖｉｎ２、Ｖｏｕｔ２に基づき、数４及び数５からＡ及びＢを算出し、それぞれＲＡＭｅ及びＲＡＭｆに記憶する（ステップ１１０）。ＲＡＭｅ及びＲＡＭｆはＲＡＭ１０の一部の記憶領域である。この時点で、実際の増幅回路１６の入出力電圧の測定を基に補正されたＡ及びＢ、つまり増幅回路１６の入出力関係を特徴付ける要素が得られる。

次に、マイコン９は、スイッチ２０を切り替え、信号処理回路１７に筒内圧センサ３の出力信号を入力し（ステップ１１１）、筒内圧の検出（ステップ１１２）を開始する。筒内圧検出の具体的処理は、まず、マルチプレクサ２１を介して、Ｓｉｎ及びＳｏｕｔをＡ／Ｄ変換器２４に入力し、Ｓｉｎ及びＳｏｕｔをＡ／Ｄ変換する。そして、ＳｏｕｔのＡ／Ｄ変換値を基に、ＳｏｕｔがＡ／Ｄ変換回路の入力可能電圧範囲内にあるか否か判定する。範囲内と判定されれば、ＳｏｕｔのＡ／Ｄ変換値及びＡ及びＢを数１に代入することで、Ｓｉｎの電圧Ｖｉｎを算出し、算出されたＶｉｎから筒内圧を算出する。一方、ＳｏｕｔがＡ／Ｄ変換回路の入力可能電圧範囲外にあると判定されれば、ＳｉｎのＡ／Ｄ変換値、つまりＳｉｎの電圧ＶｉｎのＡ／Ｄ変換値から筒内圧を算出する。

次に、マイコン９はエンジン１が停止しているかどうか判定し（ステップ１１３）、停止していると判定すればフローは終了し、一方、停止していないと判定されれば、筒内圧の検出（ステップ１１２）を再び行う。

本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、Ａ及びＢの補正のために入力される２種類の信号のうち、一方の信号の増幅回路１６で増幅された電圧がＡ／Ｄ変換器２４の入力可能電圧の上限近傍に、他方の信号の増幅回路１６で増幅された電圧がその下限近傍に調整される。よって、Ａ／Ｄ変換器２４の入力可能な電圧区間が考慮された上で、補正のため入力される２種類の信号は、その電圧の差が大きくなるよう調整されるので、増幅回路１６の入出力電圧の関係式を特徴付けるＡ及びＢがより高精度に同定される。よって、筒内圧センサ３の出力信号が増幅回路１６で付加される誤差の高精度な補正ができ、より高精度に筒内圧を検出できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態は、第１実施形態と電子制御システムの構成は同じであるが、マイコン９の処理が異なる。第１実施形態では、Ａ及びＢの補正は１回だけであったが、本実施形態ではＡ及びＢの補正をエンジン１の１燃焼サイクル毎に行う。具体的には、１燃焼サイクル毎におけるエンジン１の制御に筒内圧が必要でない期間において、筒内圧センサ３の出力信号の代わりに、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力信号を信号処理回路１７に入力することで、Ａ及びＢを１燃焼サイクル毎に補正する。本実施形態では、例えば、１５５°ＣＡから、その直後の燃焼サイクルにおける−１１５°ＣＡまでを、エンジン制御に筒内圧が必要でない期間とする。ただし、０°ＣＡは圧縮上死点とする。

図４は第２実施形態におけるマイコン９の処理を示すフローチャートである。このフローは、イグニションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態になった後に開始される。まず、マイコン９は筒内圧がエンジン制御に必要でない期間の開始時点、つまりクランク角が１５５°ＣＡになるまで待つ（ステップ２０１）。そして、スイッチ２０を切り替え、信号処理回路１７に第１電圧発生回路１８の出力信号を入力する（ステップ２０２）。

次に、Ａ及びＢの補正のために入力される、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力電圧を変更するか否かを判定する（ステップ２０３）。この判定では、エンジンＥＣＵ８の使用環境が、前回第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力信号の電圧を調整したときから変わり、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力信号の電圧を変更することが必要になっているか否かを判定する。例えば、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力信号の電圧を変更することが望ましい程、エンジンＥＣＵ８の周辺温度が変化し得る時間が経過したか否か判定し、経過していれば、その出力信号の変更を行い、そうでなければ、変更しない、とすることが考えられる。

第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力電圧を変更しないと判定された場合は、マイコン９は信号処理回路１７より入力されたＶｉｎ１及びＶｏｕｔ１を計測し、それぞれＲＡＭａ及びＲＡＭｂに記憶する（ステップ２０４）。次に、マイコン９はスイッチ２０を切り替え、第２電圧発生回路の出力信号を信号処理回路１７に入力し（ステップ２０５）、信号処理回路１７より入力されたＶｉｎ２及びＶｏｕｔ２を計測し、それぞれＲＡＭｃ及びＲＡＭｄに記憶する（ステップ２０６）。そして、後述するステップ２１４に移行する。

一方、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力電圧を変更すると判定された場合は、図４のステップ２０７〜ステップ２１３を実行する。このステップ２０７〜ステップ２１３は、第１実施形態のステップ１０３〜ステップ１０９と同じである。そして、ステップ２１２でＶｏｕｔ２がＡ／Ｄ変換器２４の入力可能電圧の上限近傍にあると判定されれば、後述するステップ２１４に移行する。

ステップ２１４では、マイコン９はＲＡＭａ、ＲＡＭｂ、ＲＡＭｃ及びＲＡＭｄにそれぞれ記憶された、Ｖｉｎ１、Ｖｏｕｔ１、Ｖｉｎ２及びＶｏｕｔ２を数４及び数５に代入することで、Ａ及びＢを算出し、それぞれＲＡＭｅ、ＲＡＭｆに記憶する。そして、マイコン９はスイッチ２０を切り替え、筒内圧センサ３の出力信号を信号処理回路１７に入力し（ステップ２１５）、筒内圧がエンジン制御に必要となる期間の開始時点、つまり本実施形態ではクランク角が−１１５°ＣＡになるのを待つ（ステップ２１６）。

クランク角が−１１５°ＣＡになると、筒内圧の検出（ステップ２１７）を開始する。筒内圧の検出の具体的処理は第１実施形態と同じである。そして、エンジン１が停止しているか否か判定し（ステップ２１８）、停止していればフローを終了し、停止していなければステップ２０１に戻る。

本実施形態で補正されたＡ及びＢは、１燃焼サイクル毎に補正されている。したがって、本実施形態で補正されたＡ及びＢは、このＡ及びＢを用いて筒内圧を検出する際においては、第１実施形態のようにイグニションスイッチがＯＦＦ状態からＯＮ状態になったときに一度補正が行われたＡ及びＢよりも、実際の増幅回路１６におけるＡ及びＢに近くなる。よって、本実施形態で補正されたＡ及びＢを使うことで、より高精度な筒内圧検出が可能となる。

さらに、本実施形態では、１燃焼サイクル毎に、補正のために入力される２つの信号である、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力信号の電圧を調整すべきか判定し、調整すべきと判定すると、これらの電圧の調整を行っている。この電圧の調整では、Ａ／Ｄ変換器２４の入力可能な電圧区間を考慮した上で、第１電圧発生回路１８及び第２電圧発生回路１９の出力信号の電圧の差が大きくなるように調整している。したがって、Ａ／Ｄ変換器２４に入力可能な範囲の中で、できるだけ電圧の差が大きくなるように調整された２つの信号を用いてＡ及びＢの補正を行うので、高精度なＡ及びＢの補正ができ、高精度に筒内圧を検出できる。

３・・・筒内圧センサ（センサ）、９・・・マイコン、１６・・・増幅回路、１７・・・信号処理回路、１８・・・第１電圧発生回路（第１電圧発生手段）、１９・・・第２電圧発生回路（第２電圧発生手段）、２０・・・スイッチ（入力信号切り替え手段）、２１・・・マルチプレクサ、２４・・・Ａ／Ｄ変換器。

Claims (3)

1. センサ（３）の出力信号が入力され、その信号を信号処理する信号処理回路（１７）と、前記信号処理回路で信号処理された信号をＡ／Ｄ変換する多チャンネルＡ／Ｄ変換器（２１、２４）と、前記多チャンネルＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された信号の出力結果であるＡ／Ｄ変換値を処理する機能を有するマイコン（９）と、前記マイコンの指示に応じて出力電圧を変化させる機能を有する第１電圧発生手段（１８）及び第２電圧発生手段（１９）と、前記信号処理回路に入力される信号が、前記センサの出力信号または前記第１電圧発生手段若しくは前記第２電圧発生手段で生成された出力信号のいずれかとなるように、前記マイコンの指示に応じて信号の切り替えを行う入力信号切り替え手段（２０）とを備える車載用電子制御装置において、
   前記信号処理回路は、前記車載用電子制御装置に入力された前記センサの出力信号を２つの信号に分岐し、一方の信号を前記多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第１入力端子に入力し、他方の信号を増幅回路（１６）で増幅させて前記多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力する機能を備え、
   前記マイコンは、
   前記第１電圧発生手段で生じる信号を前記信号処理回路に入力した際に、前記多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力される信号が、前記第２入力端子に入力が可能な電圧の区間内かつ前記区間の下限近傍となるように、前記第１電圧発生手段の出力電圧を調整する第１電圧制御手段と、
   前記第２電圧発生手段で生じる信号を前記信号処理回路に入力した際に、前記多チャンネルＡ／Ｄ変換器の第２入力端子に入力される信号が、前記第２入力端子に入力が可能な電圧の区間内かつ前記区間の上限近傍となるように、前記第２電圧発生手段の出力電圧を調整する第２電圧制御手段と、
   前記増幅回路の出力電圧を、前記増幅回路の入力電圧の一次関数でモデル化し、前記第１電圧発生手段で生成された出力信号が前記信号処理回路に入力されているときの前記第１Ａ／Ｄ変換値及び第２Ａ／Ｄ変換値、及び、前記第２電圧発生手段で生成された出力信号が前記信号処理回路に入力されているときの前記第１Ａ／Ｄ変換値及び第２Ａ／Ｄ変換値に基づき、前記増幅回路の入力電圧の一次関数を同定する同定手段とを有することを特徴とする車載用電子制御装置。
2. 前記センサは、内燃機関に設けられて印加される筒内圧に応じて信号を出力する筒内圧センサであることを特徴とする請求項１に記載の車載用電子制御装置。
3. 前記マイコンには、クランク角センサ（７）の出力信号が入力され、前記マイコンは前記クランク角センサの出力信号に基づき、前記入力信号切り替え手段に指示を行うことを特徴とする請求項２に記載の車載用電子制御装置。

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