JP2017034626A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ａ／Ｄ変換誤差を極力抑制しながら極力短時間でＡ／Ｄ変換処理できるようにした電子制御装置を提供する。
【解決手段】マルチプレクサ３は、少なくとも２つ以上の複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧を切り替えるが、コンデンサ９は、これらの複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧を連続して入力して保持する。このため、コンデンサ９は、複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA，ＶADBを順次入れ替えて保持することになる。プリチャージ回路７は、コンデンサ９の保持電圧に対し、複数のチャンネルＡ，Ｂに応じて変動可能な任意のプリチャージ電圧ＶPREを印加し、Ａ／Ｄ変換部６はプリチャージ回路７によりプリチャージされたコンデンサ９の保持電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のチャンネルのアナログ入力電圧をＡ／Ｄ変換処理するＡ／Ｄ変換部を備える電子制御装置に関する。

Ａ／Ｄ変換装置はアナログ信号をデジタル変換するが、従来各種様々な方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の技術では、アナログ信号をデジタル変換するときにプリチャージ電圧を印加することを開示している。このプリチャージ電圧は、複数のＭＯＳキャパシタ間の接続点の電圧がＣＭＯＳインバータのしきい値電圧に達するまで印加される電圧であり、ＣＭＯＳインバータのしきい値電圧に一致するように設定されている。

特開平１１−２０５１４５号公報

特許文献１記載の技術を用いるとプリチャージ電圧は固定値となる。他方、発明者らは、複数チャンネルのアナログ入力電圧についてＲＣフィルタ回路を通じて入力し、一のチャンネルのアナログ入力電圧をＲＣフィルタ回路でＲＣフィルタ処理して充電しているときに他のチャンネルのＲＣフィルタ回路に充電されたＡ／Ｄ変換入力電圧を保持部の保持電圧を変化させながら保持し所望のタイミングで保持電圧をＡ／Ｄ変換する構成を考慮している。

この場合、特許文献１記載の技術を適用し、チャンネルを切り替えるときに保持部の保持電圧に固定値のプリチャージ電圧を印加したとしても、アナログ入力電圧の値によってはプリチャージ電圧が好ましいものとはならず、誤差が大きくなってしまう虞がある。このような場合、アナログ入力電圧を高精度にＡ／Ｄ変換するためには、例えば長時間待機しなければならず好ましくない。

本発明の目的は、Ａ／Ｄ変換誤差を極力抑制しながら極力短時間でＡ／Ｄ変換できるようにした電子制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明によれば、次のように作用する。ＲＣフィルタ回路（４）は、複数のチャンネル（Ａ，Ｂ）のアナログ入力電圧（ＶINA，ＶINB）をＲＣフィルタ処理しＡ／Ｄ変換入力電圧として出力し、切替部（３）は、複数のチャンネル（Ａ，Ｂ）のＡ／Ｄ変換入力電圧（ＶADA，ＶADB；ＶADA1，ＶADA2，ＶADB1，ＶADB2）を切り替える。保持部（９）は、これらの複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧を連続して入力し保持電圧を変化させながら保持する。このとき、一のチャンネルのアナログ入力電圧をＲＣフィルタ回路でＲＣフィルタ処理して充電しているときに他のチャンネルのＲＣフィルタ回路に充電されたＡ／Ｄ変換入力電圧を保持部の保持電圧を変化させながら保持する。

プリチャージ回路（７）は、切替部（３）により複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧が切り替えられるときに保持部（９）の保持電圧に対し複数のチャンネルに応じて変動可能な任意のプリチャージ電圧を印加し、Ａ／Ｄ変換部（６）はプリチャージ回路（７）により保持部（９）の保持電圧がプリチャージされた後に変化したタイミングでサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。

請求項１記載の発明によれば、プリチャージ回路（７）は保持部（９）の保持電圧に対し複数のチャンネルに応じた変動可能な任意のプリチャージ電圧（ＶPRE）を印加するため、複数のチャンネルに合わせたプリチャージ電圧（ＶPRE）を印加できるようになり、Ａ／Ｄ変換処理に係る誤差を極力抑制しながら極力短時間でＡ／Ｄ変換処理できる。

第１実施形態における電子制御装置を概略的に示す電気的構成図 アナログ入力電圧の時間変化例を概略的に説明する説明図 Ａ／Ｄ変換部の入力電圧の時間変化を概略的に示すタイミングチャート 比較対象例を概略的に説明するタイミングチャート 第２実施形態における電子制御装置を概略的に示す電気的構成図 第３実施形態における電子制御装置を概略的に示す電気的構成図 第４実施形態におけるＡ／Ｄ変換部の入力電圧の時間変化を概略的に示すタイミングチャート 第５実施形態における電子制御装置を概略的に示す電気的構成図 Ａ／Ｄ変換部の入力電圧の時間変化を概略的に示すタイミングチャート

以下、電子制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。

（第１実施形態）
図１から図４は第１実施形態の説明図を示す。図１は電子制御装置の電気的構成例を概略的に示している。電子制御装置（電子制御装置本体相当）１０１は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）２、切替部としてのマルチプレクサ３、及び、ＲＣフィルタ回路４を備える。マイコン２は、制御部５、Ａ／Ｄ変換部６、プリチャージ回路７、スイッチ８、及び、保持部としてのコンデンサ９を備える。制御部５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの非遷移的実体的記録媒体となるメモリ（記憶部相当）１０を備えて構成され、メモリ１０に記憶されたプログラムに基づいてプログラムに対応する方法を実行する。ここで、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ１は、マルチプレクサ３、制御部５、Ａ／Ｄ変換部６、プリチャージ回路７、及び、コンデンサ９を備えて構成される。

この電子制御装置１０１は、複数チャンネルＡ、Ｂのアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBをＡ／Ｄ変換装置Ｚ１に入力してＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換結果を用いて各種電子制御処理を行うように構成される。以下、「チャンネルＡ」、「チャンネルＢ」の２チャンネルの形態について説明するが、３チャンネル以上の形態にも適用可能であり、すなわち少なくとも２以上のチャンネルを備えていれば適用可能である。

これら複数のチャンネルＡ、Ｂのアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBは、それぞれＲＣフィルタ回路４を通じて電子制御装置１０１に入力される。ＲＣフィルタ回路４は、抵抗１１、１２及びコンデンサ１３、１４をそれぞれ入力端子１５、１６とグランド１７との間に接続して構成され、高周波ノイズを除去すると共に、Ａ／Ｄ変換処理用の電圧をコンデンサ１３、１４に充電して保持する。このＲＣフィルタ回路４は、これらのコンデンサ１３、１４の充電電圧をＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADBとしてマルチプレクサ３の入力端子に出力する。

マルチプレクサ３は、制御部５の制御に応じてＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADBを切替出力可能になっていると共に入出力を切断可能になっている。このマルチプレクサ３の出力電圧Ｖｎは、コンデンサ９に入力されると共にＡ／Ｄ変換部６に入力される。マルチプレクサ３の出力電圧Ｖｎの出力ノードをＮｎとすると、コンデンサ９はこのノードＮｎの電圧Ｖｎを保持する。この電圧ＶｎはＡ／Ｄ変換部６に入力される。Ａ／Ｄ変換部６は、制御部５による制御に応じて所望のタイミングで電圧ＶｎをＡ／Ｄ変換しメモリ１０に記憶させる。メモリ１０にはプリチャージ回路７が接続されており、プリチャージ回路７が制御部５の制御に応じてメモリ１０の記憶内容であるＡ／Ｄ変換結果を参照してプリチャージ電圧ＶPREを生成可能になっている。

また、プリチャージ回路７はスイッチ８を介してノードＮｎに接続されている。プリチャージ回路７は、例えば可変電圧源を備えて構成され、制御部５の制御に応じて、例えば最大電圧Ｖmaxから０Ｖまでの変動可能な任意のプリチャージ電圧ＶPREを出力可能になっている。スイッチ８は、制御部５による制御に応じてオンオフ切替えされ、当該スイッチ８がオン切替えされると、プリチャージ回路７のプリチャージ電圧ＶPREをノードＮｎに印加する。ここで、スイッチ８の内部抵抗値は抵抗１１、１２の抵抗値よりも小さく構成されている。またＡ／Ｄ変換装置Ｚ１の外部に設けられるコンデンサ１３、１４の容量値は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ１の内部に設けられるコンデンサ９の容量値に比較して大きく設定されている。したがって、スイッチ８のオン抵抗とコンデンサ９とを直列接続したときの時定数は、抵抗１１、１２とコンデンサ１３、１４とをそれぞれ直列接続したときの時定数よりも小さくなる。

抵抗１１、１２やコンデンサ９、１３、１４などの各値の一例を挙げる。抵抗１１、１２は例えば数十ｋΩ程度に設定されており、コンデンサ１３、１４はその容量値が例えば０．数μＦ程度に構成される。そして、マルチプレクサ３の内部インピーダンスは、例えば数ｋΩ程度に構成され、スイッチ８のオン抵抗もまた例えば数ｋΩ程度に設定される。そして、コンデンサ９はその容量値が例えば数ｐＦ程度で構成される。

図２（ａ）〜図２（ｄ）は、アナログ入力電圧ＶINA、ＶINBの内容の一例を示している。この図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、各チャンネルＡ、Ｂのアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBは、（ａ）単調増加の特性Ｔ１、（ｂ）単調減少の特性Ｔ２、（ｃ）変動関数（例えば三角関数）の特性Ｔ３、（ｄ）所定電圧範囲に収まる一定電圧の特性Ｔ４、等のように、時間ｔに応じて各チャンネルＡ、Ｂ毎に例えば規則的又は非規則的に変動する特性を示す。

前記の構成における作用を説明する。電子制御装置１０１は、それぞれのサンプリングポイントＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４において、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ１によりＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADBを入力してサンプリングしＡ／Ｄ変換処理する。

マルチプレクサ３は制御部５の制御に応じて、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAをコンデンサ９に充電するときには、チャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力端子と出力端子との間を切断する。すなわち、マルチプレクサ３がチャンネルＡ側に入力を切り替えて当該チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAをコンデンサ９に充電するときには、ＲＣフィルタ回路４はチャンネルＢのアナログ入力電圧ＶINBを抵抗１２及びコンデンサ１４によりＲＣフィルタ処理しつつ独立して充電する。

その後、マルチプレクサ３がチャンネルＢ側に入力を切り替えて当該チャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBをコンデンサ９に充電するときには、ＲＣフィルタ回路４はチャンネルＡのアナログ入力電圧ＶINAを抵抗１１及びコンデンサ１３によりＲＣフィルタ処理しつつ独立して充電する。これにより、一のチャンネルのアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBを充電しつつ、他のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA，ＶADBをコンデンサ９に充電できる。

図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、複数のチャンネルＡ、Ｂのアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBは、独立した時間変化特性を示す。このため、例えばＡ／Ｄ変換装置Ｚ１が、チャンネルＡ→Ｂ→Ａ→Ｂ→…の順にＡ／Ｄ変換処理を入れ替えて行うときには、連続したチャンネルＡ，Ｂのサンプリング電圧が大きく異なったり逆に概ね同じ電圧となったりすることがある。そこで本実施形態では、プリチャージ回路７はマルチプレクサ３がチャンネルを切り替えるときに複数のチャンネル毎に変動可能な任意のプリチャージ電圧ＶPREをノードＮｎに印加することを特徴の一つとしている。

図３（ａ）及び図３（ｂ）はノードＮｎにおける電圧Ｖｎの時間変化特性についてタイミングチャートを用いて示し、さらにプリチャージ電圧ＶPREの変化の一例を示す。図３（ａ）に示す期間ＴＡ１、ＴＡ２は、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAをコンデンサ９に充電するための時間を示す。これらの期間ＴＡ１、ＴＡ２の最終タイミングとなるサンプリングポイントＳＡ１、ＳＡ２において、Ａ／Ｄ変換部６がコンデンサ９の充電電圧をＡ／Ｄ変換しＡ／Ｄ変換結果をメモリ１０に記憶させる。

また、期間ＴＢ１、ＴＢ２は、チャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBをコンデンサ９に充電するための時間を示しており、これらの期間ＴＢ１、ＴＢ２の最終タイミングとなるサンプリングポイントＳＢ１、ＳＢ２において、Ａ／Ｄ変換部６がコンデンサ９の充電電圧をＡ／Ｄ変換しＡ／Ｄ変換結果をメモリ１０に記憶させる。

図３（ａ）は、連続してサンプリングされるアナログ入力電圧ＶINA、ＶINB（≒Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADB）が互いに近接した電圧となるときの特性を示している。また図３（ｂ）は、連続するアナログ入力電圧ＶINA、ＶINB（≒Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADB）が互いに大きく異なる電圧となるときの特性を示している。また、説明の簡単化のため、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBは、図２（ｄ）に示すように時間ｔに応じて概ね一定となる電圧となるときの例を示している。

以下、Ａ／Ｄ変換処理がサンプリングポイントＳＡ１にて行われた後の動作について説明する。サンプリングポイントＳＡ１にてＡ／Ｄ変換部６によりＡ／Ｄ変換が行われた後、制御部５はマルチプレクサ３の入出力接続を一旦切断する。そして、プリチャージ回路７がチャンネルＡ，Ｂに応じたプリチャージ電圧ＶPREを調整した後、制御部５が、スイッチ８をオン制御してプリチャージ回路７を用いてノードＮｎにプリチャージ電圧ＶPREを印加し、ノードＮｎの電圧Ｖｎをプリチャージ電圧ＶPREに調整する（サンプリングポイントＳＡ１の後の期間ＴＰ後のタイミングＴＡａ）。

このとき、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ１の内部のスイッチ８とコンデンサ９との直列回路の時定数が、ＲＣフィルタ回路４の時定数に比較して小さいため、プリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREをノードＮｎに印加したとしても、設定されたプリチャージ電圧ＶPREに素早く調整できる。

この場合、プリチャージ回路７は、メモリ１０に記憶されているＡ／Ｄ変換結果に基づいて例えばチャンネルＡ，Ｂ毎にプリチャージ電圧ＶPREを調整する。一例を挙げて説明すると、プリチャージ回路７は、例えば今回Ａ／Ｄ変換処理するチャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBの想定電圧と、例えば直前に実行されたチャンネルＡにおける直前のＡ／Ｄ変換結果との間の所定電圧にプリチャージ電圧ＶPREを変更する。この想定電圧と直前のＡ／Ｄ変換結果との間に想定電圧側に大きな重みづけを設けて所定電圧を設定しプリチャージ電圧ＶPREを変更しても良い。すると、プリチャージ電圧ＶPREを想定電圧側に設定できる。

ここで、制御部５は、前記の「想定電圧」として、Ａ／Ｄ変換部６が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネルＢにおける今回より前のＡ／Ｄ変換部６によるＡ／Ｄ変換結果と例えば同一電圧に設定する。このため、プリチャージ電圧ＶPREを適切に調整できるようになり、Ａ／Ｄ変換処理前に予めコンデンサ９の保持電圧を調整できる。

この後、制御部５はスイッチ８をオフ制御しマルチプレクサ３の入出力接続をチャンネルＢ側に切替えて時間ＴＢ１だけ待機してＡ／Ｄ変換部６がサンプリングポイントＳＢ１にてコンデンサ９の保持電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。タイミングＴＡａの時点では、コンデンサ９の保持電圧がチャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBの想定電圧側に予め調整されているため、チャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBに素早く収束させることができる。

この後、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAを入力してＡ／Ｄ変換処理するときも同様である。図３のサンプリングポイントＳＡ２にてＡ／Ｄ変換処理する例を説明する。サンプリングポイントＳＢ１にてＡ／Ｄ変換部６によりＡ／Ｄ変換が行われた後、制御部５はマルチプレクサ３の入出力接続を一旦切断する。そして、プリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを調整した後、制御部５がスイッチ８をオン制御してプリチャージ回路７を用いてノードＮｎにプリチャージ電圧ＶPREを印加し、ノードＮｎの電圧Ｖｎをプリチャージ電圧ＶPREに調整する（サンプリングポイントＳＢ１の後の期間ＴＰ後のタイミングＴＢａ）。

このときプリチャージ回路７は、例えば今回Ａ／Ｄ変換処理するチャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAの想定電圧と、例えば直前に実行されたチャンネルＢにおける直前のＡ／Ｄ変換結果との間の所定電圧にプリチャージ電圧ＶPREを変更した後、制御部５がスイッチ８をオン制御する。

ここで、前記の「想定電圧」は、Ａ／Ｄ変換部６が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネルＡにおける今回より前のＡ／Ｄ変換部６によるＡ／Ｄ変換結果と例えば同一の電圧に設定される電圧である。この場合、サンプリングポイントＳＡ１のＡ／Ｄ変換結果と同一電圧である。このため、プリチャージ電圧ＶPREを適切に調整しながらＡ／Ｄ変換処理前に予めコンデンサ９の保持電圧を調整できる。

この後、制御部５はスイッチ８をオフ制御しマルチプレクサ３の入出力接続をチャンネルＡ側に切替えて期間ＴＡ２だけ待機し、Ａ／Ｄ変換部６がサンプリングポイントＳＡ２にてコンデンサ９の保持電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する。タイミングＴＢａの時点では、コンデンサ９の保持電圧がチャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAの想定電圧側に予め調整されているため、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAに素早く収束させることができる。

図４は、図３に対応した比較対象例（従来相当例）についてタイミングチャートを示している。この図４に示すように、プリチャージ電圧ＶPREが例えば最大電圧Ｖmaxの２分の１として一定に設定されていると、図３（ａ）と同様のＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADBの特性を備えていたとしても、一旦最大電圧Ｖmaxの２分の１にまでプリチャージされてしまう。このため、その後、図３（ａ）及び図３（ｂ）と同一の充電時間を設けたときには、実際のＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBとサンプリングポイントＳＢのサンプリング電圧との間に誤差ΔＶを生じてしまう。このとき例えば、ＲＣフィルタ回路４による時定数が大きくなればなるほど、または／および、Ａ／Ｄ変換処理に要するサンプリング周期が短くなればなるほど、外部のコンデンサ１３、１４の電荷充電量よりも、当該外部のコンデンサ１３、１４から内部のコンデンサ９への電荷の供給量が多くなってしまうことになる。この場合、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ１が複数のチャンネルＡ，Ｂを切り替えてＡ／Ｄ変換処理を繰り返したときには、外部のコンデンサ１３、１４への電荷供給量が追い付かず、サンプリング回数が多くなればなるほどＡ／Ｄ変換精度が悪化してしまう。また、プリチャージ回路７を設けていない場合には、Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADBが互いに大きく異なると誤差ΔＶがさらに大きくなってしまう。

本実施形態によれば、プリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを変動可能に設けており、プリチャージ回路７がチャンネルＡ、Ｂに応じた変動可能な任意のプリチャージ電圧ＶPREをコンデンサ９の保持電圧に印加し、その後、Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADA、ＶADBをコンデンサ９に充電する期間ＴＡ１、ＴＢ１、ＴＡ２、ＴＢ２だけ待機し、Ａ／Ｄ変換部６がＡ／Ｄ変換するようになっている。このため誤差ΔＶを極力低減できる。また、サンプリング間隔を削減しつつ素早く所望の電圧に収束させることが可能になる。

プリチャージ回路７がコンデンサ９にプリチャージするときの時定数が、ＲＣフィルタ回路４がアナログ入力電圧ＶINA、ＶINBをＲＣフィルタ処理するときの時定数よりも低くなるように構成されている。このためプリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを素早くコンデンサ９に充電できる。

例えば具体的には、スイッチ８及びコンデンサ９の直列回路の時定数が、ＲＣフィルタ回路４の時定数よりも小さく、また、プリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを充電するときにはマルチプレクサ３がＲＣフィルタ回路４とコンデンサ９との間の入出力接続を切断している。このため、プリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを素早くコンデンサ９に充電できる。

また本実施形態によれば、プリチャージ回路７は、今回Ａ／Ｄ変換処理するチャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBの想定電圧と、例えば直前に実行されたチャンネルＡにおける直前のＡ／Ｄ変換結果と、の間の所定電圧にプリチャージ電圧ＶPREを変更している。したがって、チャンネルＢのＡ／Ｄ変換処理をするときに直前に行われたチャンネルＡのＡ／Ｄ変換結果を反映してプリチャージ電圧ＶPREを設定することができ、誤差ΔＶを極力低減できる。

（変形例）
第１実施形態で説明した「想定電圧」は、Ａ／Ｄ変換部６が今回Ａ／Ｄ変換するチャンネル（例えばＢ）と同一のチャンネル（例えばＢ）における今回より前のＡ／Ｄ変換部６によるＡ／Ｄ変換結果と同一電圧に設定される例を示した。これは、当該チャンネル（例えばＢ）の電圧変動特性が図２（ｄ）に示す特性であることが予め把握されている場合について示しているものであり、例えば図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すような特性となることが予め想定される場合には、この同一チャンネルにおける想定電圧に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを設定するようにしても良い。

また、チャンネルＢをＡ／Ｄ変換処理するときに直前のチャンネルＡのＡ／Ｄ変換結果に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを設定して印加する形態を示したが、チャンネルＡの直前より前のＡ／Ｄ変換結果に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを設定して印加する形態に適用しても良い。これは、直前のチャンネルＡのＡ／Ｄ変換結果を参照して、その直後のチャンネルＢのプリチャージ電圧ＶPREを設定しようとすると、制御部５の内部処理時間を多く必要とする懸念を生じるためであり、この処理時間の増加に伴いＡ／Ｄ変換処理を周期的、定期的に実行不能となることを回避するためである。すなわち、チャンネルＡにおける直前より前（すなわち２点以上前）のＡ／Ｄ変換結果に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを設定して印加するときには、プリチャージ回路７はメモリ１０に予め記憶されているＡ／Ｄ変換結果を参照してプリチャージ電圧ＶPREを簡便に設定できるようになり、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ１の内部処理時間を短縮できる。

なお、内部処理時間の長期化の影響を考慮に入れなくても良いのであれば、制御部５は例えば直前のチャンネルＡのＡ／Ｄ変換結果と、直前より前のチャンネルＡのＡ／Ｄ変換結果との相関関係を推定（例えば線形近似）し、プリチャージ回路７は例えばこれらの延長上の電圧又はこの電圧に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを設定して印加するようにしても良い。つまり、プリチャージ回路７は、直前に実行されたチャンネル（例えばＡ）における直前以前のＡ／Ｄ変換結果に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを設定して印加するようにしても良い。なお、第１実施形態及びその変形例で説明した処理内容を選択的に組み合わせて適用できることは言うまでもない。

（第２実施形態）
図５は第２実施形態に係る追加説明図を示す。第１実施形態における電子制御装置１０１のＡ／Ｄ変換装置Ｚ１は制御部５がメモリ１０に記憶された内容を参照してプリチャージ電圧ＶPREを設定したが、第２実施形態における電子制御装置（電子制御装置本体相当）２０１のＡ／Ｄ変換装置Ｚ２では、プリチャージ回路７は、メモリ１０に記憶されたＡ／Ｄ変換結果を参照することなく予め定められたチャンネルＡ、Ｂ毎のプリチャージ電圧ＶPREを印加する形態を示す。

図５に示すように、Ａ／Ｄ変換装置Ｚ２におけるプリチャージ回路７にはメモリ１０が接続されておらず、プリチャージ回路７はメモリ１０に記憶されたＡ／Ｄ変換結果を参照することなくプリチャージ電圧ＶPREをノードＮｎに印加可能になっている。この場合、プリチャージ回路７は予め定められた規則に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを変動させ、例えば第１実施形態で説明したように制御部５によるマルチプレクサ３の入出力切断処理、及び、スイッチ８のオン切替処理に同期してノードＮｎにプリチャージ電圧ＶPREを印加する。このような場合であっても、プリチャージ回路７は、チャンネルＡ、Ｂに応じて変動可能な任意の電圧をノードＮｎに印加できる。これにより前述実施形態と同様の作用効果が得られる。

（第３実施形態）
図６は第３実施形態の追加説明図を示す。図６に示すように、電子制御装置３０１（電子制御装置本体相当）はＡ／Ｄ変換装置Ｚ１に代わるＡ／Ｄ変換装置Ｚ３を備える。Ａ／Ｄ変換装置Ｚ３は、内部ステータス取得部１８、及び、外部ステータス取得部１９を備える。内部ステータス取得部１８は、例えば温度センサ（図示せず）等を接続して構成され、例えばマイコン２の本体の温度を計測した温度計測結果などを取得する。この内部ステータス取得部１８は、この内部ステータスをプリチャージ回路７に出力する。プリチャージ回路７は、この内部ステータス取得部１８により取得された内部ステータスを用いてプリチャージ電圧ＶPREを変動可能にしている。

また、外部ステータス取得部１９は、例えば温度センサ、電流／電圧センサ、車速センサなど（何れも図示せず）を接続して構成され、車両の外気温、図示しないエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）による負荷の駆動状態（例えば駆動電流）、エンジンの動作状態、車両の速度などの外部ステータスを取得する。なおエンジンＥＣＵにはエンジンを駆動制御するための各種回路が構成されている。プリチャージ回路７は、この外部ステータス取得部１９により取得された外部ステータスを用いてプリチャージ電圧ＶPREを変動可能に構成される。

したがって、プリチャージ回路７が、これらの内部ステータス取得部１８又は／及び外部ステータス取得部１９により取得された内部ステータス又は／及び外部ステータスを用いて、プリチャージ電圧ＶPREをＡ／Ｄ変換処理前に印加することで、電子制御装置３０１（例えばＡ／Ｄ変換装置Ｚ３）の内部状態、電子制御装置３０１の外部状態の影響をプリチャージ電圧ＶPREに反映させることができ、プリチャージ電圧ＶPREをより適切に印加できる。

なお、第３実施形態の説明を示す図６には、メモリ１０がプリチャージ回路７に接続されておらず、プリチャージ回路７がメモリ１０に記憶されたＡ／Ｄ変換結果を参照不能な形態を図示しているが、第１実施形態の構成を組み合わせてＡ／Ｄ変換結果を参照可能にした形態に適用可能であることは説明するまでもない。

（第４実施形態）
図７は第４実施形態の追加説明図を示す。第４実施形態では、プリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定する判定部を備え、判定部によりプリチャージ電圧を印加しないことが判定されたときには、プリチャージ回路７によるプリチャージ電圧の印加処理を省略し、Ａ／Ｄ変換部６がＡ／Ｄ変換処理を行うようにしていることを特徴としている。

第１実施形態又は第２実施形態で説明した構成では、例えば図３（ａ）、図３（ｂ）のタイミングチャートを用いて説明したように、Ａ／Ｄ変換部６によるＡ／Ｄ変換処理前にプリチャージ回路７がプリチャージ電圧ＶPREを印加するようにしているが、例えば、図３（ａ）に示すように、プリチャージ電圧ＶPREを印加する効果が低い場合には、プリチャージ回路７によるプリチャージ電圧ＶPREの印加処理を省略すると良い。

この場合、制御部５を前記した判定部として機能させ、メモリ１０に記憶されたＡ／Ｄ変換結果を参照してプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定すると良い。このとき、制御部５はＡ／Ｄ変換部６が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネル（例えばＡ）と同一のチャンネル（例えばＡ）における今回より前のＡ／Ｄ変換結果に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定すると良い。

この内容の具体例について図７を用いて説明する。図７に示すサンプリングポイントＳＢ２では、Ａ／Ｄ変換部６はチャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBをＡ／Ｄ変換処理するが、制御部５は、サンプリングポイントＳＢ１におけるチャンネルＢのＡ／Ｄ変換結果、又は／及び、これより前におけるチャンネルＢのＡ／Ｄ変換結果、を参照して、プリチャージ回路７によりプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定する。このように設定することで、制御部５はプリチャージ効果が所定より低いか否かを判定でき、プリチャージの効果が所定より低いときにはプリチャージ回路７によるプリチャージ処理のシーケンス自体を省略し、Ａ／Ｄ変換部６にＡ／Ｄ変換処理をさせる。これによりＡ／Ｄ変換処理時間を短縮できる。

また、制御部５は、Ａ／Ｄ変換部６により直前に実行されたチャンネルにおける直前以前のＡ／Ｄ変換部のＡ／Ｄ変換結果に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定するようにしても良い。

この内容の具体例について図７を用いて説明する。図７に示すサンプリングポイントＳＢ２では、Ａ／Ｄ変換部６はＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADBをＡ／Ｄ変換処理するが、このとき制御部５はサンプリングポイントＳＡ２におけるＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAのＡ／Ｄ変換結果、又は／及び、これより前のサンプリングポイントＳＡ１…におけるチャンネルＡのＡ／Ｄ変換結果、を参照して、プリチャージ回路７によりプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定する。このように設定することで、制御部５はプリチャージ効果が所定より低いか否かを判定でき、プリチャージの効果が所定より低いときにはプリチャージ回路７によるプリチャージ処理のシーケンス自体を省略して、Ａ／Ｄ変換部６にＡ／Ｄ変換処理をさせる。これによりＡ／Ｄ変換処理時間を短縮できる。

特に、チャンネルＡ、ＢのＡ／Ｄ変換結果を参照してプリチャージ回路７によりプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定すれば、プリチャージ効果が所定より低いか否かをより正確に判定でき、この場合も同様に、プリチャージ回路７によるプリチャージ処理のシーケンス自体を省略でき、Ａ／Ｄ変換処理時間を短縮できる。

なお、Ａ／Ｄ変換タイミングを同期させるなどの理由からプリチャージ電圧ＶPREの印加時間を設けたほうが良い場合もあるが、この場合、プリチャージ電圧ＶPREの印加時間だけ何も処理をしないダミー時間として設けても良い。

また、プリチャージ回路７は予め定められた規則に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定するようにしても良い。このような場合には、メモリ１０に記憶されたＡ／Ｄ変換結果を参照しなくても良くなり、例えば第２実施形態に示した構成を適用できる。

この場合、プリチャージ回路７が判定部として機能し、プリチャージ回路７は予め定められた規則に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを印加するか否かを判定し、プリチャージ電圧ＶPREを印加する場合には例えば予め定められた規則に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを変動させる。このとき、プリチャージ回路７は予め定められた規則に基づいてプリチャージ電圧ＶPREを印加するタイミングを決定し、印加するタイミングであるときには制御部５によるマルチプレクサ３の入出力切断処理、及び、スイッチ８のオン切替処理に同期してノードＮｎにプリチャージ電圧ＶPREを印加し、印加しないタイミングであるときにはプリチャージ電圧ＶPREの印加処理を省略する。この結果、Ａ／Ｄ変換処理時間を短縮できる。

（第５実施形態）
図８及び図９は第５実施形態の追加説明図を示す。第５実施形態においては、プリチャージ回路が、電子制御装置本体の内部で使用される規定電圧から選択してプリチャージ電圧ＶPREを設定するところに特徴を備える。

図８に示すように、電子制御装置（電子制御装置本体相当）５０１はＡ／Ｄ変換装置Ｚ５を備える。Ａ／Ｄ変換装置Ｚ５はプリチャージ回路７に代わるプリチャージ回路２０を備える。プリチャージ回路２０はスイッチ２１を備え、電子制御装置５０１の内部で使用される規定電圧ＶＤＤ１、ＶＤＤ２、ＶＤＤ３、ＶＤＤ４について、スイッチ２１により切替選択されることによりスイッチ８を介してノードＮｎに供給可能に構成される。

電子制御装置５０１の内部には安定化電源回路（図示せず）が構成されている。この安定化電源回路は、前述の規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４を生成する。これらの規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４は、例えば電子制御装置５０１内の他の回路に供給される電源電圧であり、例えば、１．３Ｖ、２．５Ｖ、３．３Ｖ、５．０Ｖなど直流電源電圧である。このＡ／Ｄ変換装置Ｚ５の内部においては、規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４はプリチャージ回路２０のプリチャージ電圧ＶPREとして共用される。

図９にタイミングチャートを示す。この図９においては、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧がＶADA1、ＶADA2…のように上昇変化し、チャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧がＶADB1、ＶADB2…のように下降変化することを前提としてタイミングチャートを記載している。規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４の関係はＶＤＤ１＞ＶＤＤ２＞ＶＤＤ３＞ＶＤＤ４に設定されている。

なお、ここで例えばＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA1は規定電圧ＶＤＤ２に近接した電圧であり、Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADA2は規定電圧ＶＤＤ１に近接した電圧であり、Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADB1は規定電圧ＶＤＤ３に近接した電圧であり、Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADB2は規定電圧ＶＤＤ４に近接した電圧である。

プリチャージ回路２０は、メモリ１０に記憶されているＡ／Ｄ変換結果に基づいてチャンネルＡ，Ｂ毎にプリチャージ電圧ＶPREを調整する。一例を挙げると、プリチャージ回路２０は、例えば今回Ａ／Ｄ変換処理するチャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADB1の想定電圧と、例えば直前に実行されたチャンネルＡにおけるサンプリングポイントＳＡ１のＡ／Ｄ変換結果との間の所定電圧にプリチャージ電圧ＶPREを変更するが、この所定電圧を算出した後、規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４のうち所定電圧に最も近い規定電圧ＶＤＤ３に切替える。この想定電圧と直前のＡ／Ｄ変換結果との間に想定電圧側に強い重みづけを設けて所定電圧を設定して規定電圧を切替えても良い。すると、プリチャージ電圧ＶPREを想定電圧側に設定できる。

ここで、制御部５は、前記の「想定電圧」として、Ａ／Ｄ変換部６が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネルＢにおける今回より前のＡ／Ｄ変換部６によるＡ／Ｄ変換結果よりも例えば低い電圧に設定する。これは、制御部５はチャンネルＢのアナログ入力電圧ＶINBが徐々に下降変化することを予め把握しているためである。このときプリチャージ電圧ＶPREを適切に調整できるようになり、Ａ／Ｄ変換処理前に予めコンデンサ９の保持電圧を調整できる。この結果、チャンネルＢのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADB1を素早く収束させることができる。

この後、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA2を入力してＡ／Ｄ変換処理するときも同様である。サンプリングポイントＳＡ２にてＡ／Ｄ変換処理する内容を説明する。プリチャージ回路２０は、例えば今回Ａ／Ｄ変換処理するチャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADA2の想定電圧と、例えば直前に実行されたチャンネルＢにおける直前のＡ／Ｄ変換結果との間の所定電圧にプリチャージ電圧ＶPREを変更するが、この所定電圧を算出した後、規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４のうち所定電圧に最も近い規定電圧ＶＤＤ１に切替える。この想定電圧と直前のＡ／Ｄ変換結果との間に想定電圧側に強い重みづけを設けて所定電圧を設定し規定電圧を切替えても良い。すると、プリチャージ電圧ＶPREを想定電圧側に設定できる。

ここで、制御部５は、前記の「想定電圧」として、Ａ／Ｄ変換部６が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネルＡにおける今回より前のＡ／Ｄ変換部６によるＡ／Ｄ変換結果よりも例えば高い電圧に設定する。これは、制御部５がチャンネルＡのアナログ入力電圧ＶINAが徐々に上昇変化することを予め把握しているためである。このため、プリチャージ電圧ＶPREを適切に調整できるようになり、Ａ／Ｄ変換処理前に予めコンデンサ９の保持電圧を調整できる。この結果、チャンネルＡのＡ／Ｄ変換入力電圧ＶADAを素早く収束させることができる。

その他、Ａ／Ｄ変換入力電圧ＶADA1、ＶADB2をサンプリングポイントＳＡ１、ＳＢ２においてＡ／Ｄ変換処理するときも同様の作用効果を奏する。
なお第５実施形態の説明を示す図８には、メモリ１０がプリチャージ回路７に接続されており、プリチャージ回路７がメモリ１０に記憶されたＡ／Ｄ変換結果を参照可能な形態を図示しているが、第２実施形態に示すようにＡ／Ｄ変換結果を参照不能にした形態にも適用可能である。

この場合、プリチャージ回路２０は予め定められた規則に基づいて規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４を切替えてプリチャージ電圧ＶPREを印加すると良い。このとき、制御部５によるマルチプレクサ３の入出力切断処理、及び、スイッチ８のオン切替処理に、規定電圧ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４のスイッチ２１による切替処理を同期させ、プリチャージ回路２０がプリチャージ電圧ＶPREをノードＮｎに印加する。したがって、プリチャージ回路２０がメモリ１０に記憶されるＡ／Ｄ変換結果を参照不能であっても同様に適用可能になる。

（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。第１から第５の実施形態の構成は適宜組み合わせて構成することができる。また、切替部はマルチプレクサ３に限られるものではない。保持部はコンデンサ９に限られるものではない。チャンネルは複数であれば２チャンネルに限られず３チャンネル以上でも良い。

図面中、１０１、２０１、３０１、５０１は電子制御装置（電子制御装置本体）、３はマルチプレクサ（切替部）、４はＲＣフィルタ回路、５は制御部（判定部）、６はＡ／Ｄ変換部、７、２０はプリチャージ回路（判定部）、９はコンデンサ（保持部）、１０はメモリ（記憶部）、１８は内部ステータス取得部（取得部）、１９は外部ステータス取得部（取得部）、を示す。

Claims (13)

1. 複数のチャンネル（Ａ、Ｂ）のアナログ入力電圧（ＶINA，ＶINB）をＲＣフィルタ処理しＡ／Ｄ変換入力電圧として出力するＲＣフィルタ回路（４）と、
   前記複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧（ＶADA，ＶADB；ＶADA1，ＶADA2，ＶADB1，ＶADB2）を切り替える切替部（３）と、
   前記切替部により切替えられた複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧を連続して入力し保持電圧を変化させながら保持する保持部（９）と、
   前記切替部により複数のチャンネルのＡ／Ｄ変換入力電圧が切り替えられるときに前記保持部の保持電圧に対し前記複数のチャンネルに応じて変動可能な任意のプリチャージ電圧（ＶPRE）を印加するプリチャージ回路（７、２０）と、
   前記プリチャージ回路により前記保持部の保持電圧がプリチャージされた後のタイミングで前記保持部の保持電圧をサンプリングしＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部（６）と、
   を備えることを特徴とする電子制御装置。
2. 請求項１記載の電子制御装置において、
   前記プリチャージ回路が前記保持部の保持電圧にプリチャージするときの時定数が、前記ＲＣフィルタ回路が前記アナログ入力電圧をＲＣフィルタ処理するときの時定数よりも低くなるように構成されていることを特徴とする電子制御装置。
3. 請求項１または２記載の電子制御装置において、
   前記プリチャージ回路が前記保持部の保持電圧をプリチャージするときには、
   前記切替部は、前記ＲＣフィルタ回路と前記保持部との間の接続を切断することを特徴とする電子制御装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果を記憶する記憶部（１０）を備え、
   前記プリチャージ回路は、前記Ａ／Ｄ変換部が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネルと同一のチャンネルにおける今回より前の前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果に基づいて前記プリチャージ電圧を印加することを特徴とする電子制御装置。
5. 請求項１から４の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果を記憶する記憶部（１０）を備え、
   前記プリチャージ回路は、前記Ａ／Ｄ変換部により直前に実行されたチャンネルにおける当該直前以前の前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果に基づいて前記プリチャージ電圧を印加することを特徴とする電子制御装置。
6. 請求項１から３の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記プリチャージ回路は、予め定められた規則に応じて前記プリチャージ電圧を印加することを特徴とする電子制御装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記Ａ／Ｄ変換部の外部ステータス又は内部ステータスを取得する取得部（１８、１９）をさらに備え、
   前記プリチャージ回路は、前記取得部の外部ステータス又は内部ステータスに基づいて前記プリチャージ電圧を設定することを特徴とする電子制御装置。
8. 請求項１から７の何れか一項に記載の電子制御装置において、
   前記プリチャージ回路が前記プリチャージ電圧を印加するか否かを判定する判定部（５、７）を備え、
   前記プリチャージ回路は、前記判定部によりプリチャージ電圧を印加しないことが判定されたときには前記プリチャージ電圧の印加処理を省略し、前記Ａ／Ｄ変換部がＡ／Ｄ変換処理をすることを特徴とする電子制御装置。
9. 請求項８記載の電子制御装置において、
   前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果を記憶する記憶部（１０）を備え、
   前記判定部は、前記Ａ／Ｄ変換部が今回Ａ／Ｄ変換処理を実行するチャンネルと同一のチャンネルにおける今回より前の前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果に基づいて前記プリチャージ電圧を印加するか否かを判定することを特徴とする電子制御装置。
10. 請求項８または９記載の電子制御装置において、
    前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果を記憶する記憶部（１０）を備え、
    前記判定部は、前記Ａ／Ｄ変換部により直前に実行されたチャンネルにおける当該直前以前の前記Ａ／Ｄ変換部によるＡ／Ｄ変換結果に基づいて前記プリチャージ電圧を印加するか否かを判定することを特徴とする電子制御装置。
11. 請求項８記載の電子制御装置において、
    前記判定部は、予め定められた規則に応じて前記プリチャージ電圧を印加するか否かを判定することを特徴とする電子制御装置。
12. 請求項１から１１の何れか一項に記載の電子制御装置において、
    前記プリチャージ回路（２０）は、電子制御装置本体（５０１）の内部で使用される規定電圧（ＶＤＤ１〜ＶＤＤ４）から選択して前記プリチャージ電圧として設定することを特徴とする電子制御装置。
13. 請求項１から１２の何れか一項に記載の電子制御装置において、
    前記Ａ／Ｄ変換部と前記プリチャージ回路とはマイクロコンピュータ（２）を用いて構成されることを特徴とする電子制御装置。

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