JP5423573B2 - 信号処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサの出力信号をデジタルデータに変換する信号処理装置に関するものである。

従来、この種の装置として、車載エンジン等の制御対象の状態を検出するためのセンサと、センサから取得されるセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータに基づいて制御対象を制御する電子制御装置とを備える制御システムがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１６７９７２号公報

上記制御システムにおいて、複数のセンサを用いて制御対象を制御する際には、センサ毎にセンサ信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータを求め、センサ毎のデジタルデータに基づいて制御対象を制御することが必要になる。

複数のセンサからセンサ信号をそれぞれ取得するセンサ毎のタイミングに時間差が生じると、複数のセンサ信号をそれぞれＡ／Ｄ変換しても、センサ毎にデジタルデータの精度のバラツキが生じることになる。このため、複数のセンサからセンサ信号をＡ／Ｄ変換するそれぞれのタイミングを可能な限り近づけることが重要になっている。

ここで、電子制御装置から複数のセンサのそれぞれに対して電気配線で接続すれば、複数のセンサからセンサ信号をＡ／Ｄ変換するそれぞれのタイミングを同期させることが可能であるものの、電子制御装置と複数のセンサのそれぞれとの間で数多くの電気配線が必要になる。さらに、複数のセンサと電子制御装置とが離れた位置に配置された場合には、長い電気配線が数多く必要になり、電気配線のコストが増加する。

そこで、電気配線のコスト低減のために、複数のセンサからセンサ信号をＡ／Ｄ変換する複数の信号処理装置を用いて、複数の信号処理装置と電子制御装置とを一本の通信ケーブルで接続して、電子制御装置が複数の信号処理装置との間でシリアル通信を介してデジタルデータを取得する制御システムが考えられる。

当該制御システムでは、信号処理装置が電子制御装置からデジタルデータを要求する要求信号を受けると、センサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換してデジタルデータをデジタル通信を介して電子制御装置に送信することが考えられるものの、Ａ／Ｄ変換器によりセンサ信号をデジタルデータに変換するには一定期間を要する。このため、信号処理装置が電子制御装置から要求信号を受けてからデジタルデータに電子制御装置に送信するまでに一定期間の遅延が生じることになる。

本発明は上記点に鑑みて、電子制御装置からデジタルデータの要求信号を受けるとデジタルデータを電子制御装置に送信する信号処理装置において、電子制御装置から要求信号を受けてからデジタルデータを電子制御装置に送信する迄に生じる遅延時間を短くすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センサから出力されるアナログのセンサ信号を、外部装置に送信するデジタルデータに変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換されたデジタルデータを記憶するメモリと、
前記外部装置から要求信号を受けると、前記メモリに記憶されている前記デジタルデータを前記外部装置に送信する通信手段と、
前々回に前記要求信号を受けたタイミングと前回に要求信号を受けたタイミングとに基づいて、次回に要求信号を受けるタイミングを推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定されたタイミングに基づいて、前記変換手段が前記変換を行って前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御する制御手段と、を備え、
前記通信手段は、前記外部装置が他の信号処理装置に対して送信した他の要求信号も受け取るようになっており、
前記制御手段は、前記通信手段が受け取った前記他の要求信号に基づいて、前記外部装置と前記他の信号処理装置との間の通信を回避した回避期間を算出し、その回避期間を避けて、前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御することを特徴とする。

この発明によれば、通信手段が外部装置から要求信号を受ける前に、変換手段によりセンサ信号をデジタルデータに変換してデジタルデータをメモリに記憶させる。このため、外部装置から要求信号を受けてからデジタルデータを外部装置に送信する迄に生じる遅延時間を短くすることができる。また、前々回に要求信号を受けたタイミングと前回に要求信号を受けたタイミングとに基づいて、次回に要求信号を受けるタイミングを推定し、その推定されたタイミングに基づいて、変換手段が前記変換を行ってデジタルデータをメモリに記憶させるタイミングを制御しているから、外部装置から要求信号を受ける直前に、変換手段がセンサ信号をデジタルデータに変換することが可能になり、精度の高いデジタルデータを外部装置に送信することができる。

なお、制御手段は、例えば、推定手段によって推定されたタイミングより所定期間前にデジタルデータをメモリに記憶させるようにすることができ、この場合、その所定期間を、変換手段がセンサ信号をデジタルデータに変換してデジタルデータがメモリに記憶されるまでに要する時間とすることができる。

また、当該信号処理装置が送信するデジタルデータとしては、センサ信号をＡ／Ｄ変換したデジタルのセンサ信号の他、そのデジタルのセンサ信号に信号処理を施した処理結果をデジタルデータとすることができる。

請求項１に記載の発明では、前記通信手段は、前記外部装置が他の信号処理装置に対して送信した他の要求信号も受け取るようになっており、前記制御手段は、前記通信手段が受け取った前記他の要求信号に基づいて、前記外部装置と前記他の信号処理装置との間の通信を回避した回避期間を算出し、その回避期間を避けて、前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御することを特徴とする。

この発明によれば、外部装置と他の信号処理装置との間の通信による悪影響を受けることなく、より精度の高いデジタルデータを得て、精度の高いデジタルデータを外部装置に送信することができる。

請求項２に記載の発明では、前記センサは、このセンサからのセンサ信号を前記変換手段が変換するのに適した最適期間であることを示す信号を出力する機能を有しており、前記制御手段は、前記センサからの前記信号に基づき、前記最適期間において、前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御することを特徴とする。

この発明によれば、センサからのセンサ信号を変換手段が変換するのに適した最適期間において、変換手段が前記変換を行ってデジタルデータをメモリに記憶させるようにしているから、より精度の高いデジタルデータを得て、それを外部装置に送信することができる。

請求項３に記載の発明では、前記センサは、自己診断を行う機能を有しており、
前記制御手段は、前記通信手段が前記外部装置と通信を行っていない期間において、前記センサに前記自己診断を行わせることを特徴とする。

この発明によれば、通信手段と外部装置との間の通信による悪影響を受けることなく、センサにおいて精度の高い自己診断を実施することができる。

本発明の第１実施形態における車載ブレーキシステムの全体構成を示す図である。 図１の信号処理装置の構成を示す図である。 図１の電子制御装置の作動、信号処理装置の通信装置の作動、通信周期推定部のカウンタ値、タイミング発生部の作動、メモリの記憶内容、Ａ／Ｄ変換器の作動、およびセンサ信号の値を示すタイミングチャートである。 図２のタイミング発生部の制御処理を示すフローチャートである。 図１の電子制御装置の作動、通信装置の作動、通信周期推定部のカウンタ値を示すタイミングチャートである。 比較例における電子制御装置の作動、信号処理装置の通信装置の作動、メモリの記憶内容、Ａ／Ｄ変換器の作動、およびセンサ信号の値を示すタイミングチャートである。 第１実施形態の変形例における電子制御装置の作動、信号処理装置の通信装置の作動、メモリの記憶内容、Ａ／Ｄ変換器の作動、およびセンサ信号の値を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態における信号処理装置の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態の電子制御装置の作動、信号処理装置の通信装置の作動、通信周期推定部のカウンタ値、タイミング発生部の作動、メモリの記憶内容、Ａ／Ｄ変換器の作動、およびセンサ信号の値を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態の電子制御装置の作動、通信装置の作動、通信周期推定部のカウンタ値を示すタイミングチャートである。 図８のタイミング発生部の制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における信号処理装置の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態の電子制御装置の作動、信号処理装置の通信装置の作動、通信周期推定部のカウンタ値、タイミング発生部の作動、メモリの記憶内容、Ａ／Ｄ変換器の作動、およびセンサ信号の値、タイミング信号、クロック信号を示すタイミングチャートである。 本発明の第３実施形態のタイミング発生部の制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態の信号処理装置の構成を示す図である。 本発明の第４実施形態の電子制御装置の作動、信号処理装置の通信装置の作動、通信周期推定部のカウンタ値、タイミング発生部の作動、メモリの記憶内容、Ａ／Ｄ変換器の作動、およびセンサ信号の値、および自己診断タイミングを示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１、図２に本発明に係る車載ブレーキシステムの第１実施形態を示す。図１は車載ブレーキシステムの全体構成を示す図である。

図１の車載ブレーキシステム１は、電子制御装置１０、および信号処理装置２０Ａ、２０Ｂを備える。

電子制御装置１０は、車輪のブレーキ装置を制御するためのものであって、一本の通信ケーブル３０を介して信号処理装置２０Ａ、２０Ｂとの間で接続されている。通信ケーブル３０は、電子制御装置１０と信号処理装置２０Ａ、２０Ｂとの間でデジタル通信におけるシリアル通信を行うためのものである。電子制御装置１０は、信号処理装置２０Ａ、２０Ｂとの間で通信ケーブル３０を介して取得されるデータに基づいて、車両の横滑り防止等のためにブレーキ装置を制御する。

信号処理装置２０Ａは、電子制御装置１０からのデジタルデータを要求する要求信号を受けると、ヨーレートセンサのセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換してデジタルデータを通信ケーブル３０を介して電子制御装置１０に送信する。当該デジタルデータはセンサ信号の電圧を示すデータである。

図２に信号処理装置２０Ａの具体的構成を示す。信号処理装置２０Ａは、ヨーレートセンサ２１ａ、Ａ／Ｄ変換器２２、メモリ２３、通信装置２４、通信周期推定部２５、およびタイミング発生部２６を備える。

ヨーレートセンサ２１ａは、車両のヨーレートを検出するセンサである。Ａ／Ｄ変換器２２は、ヨーレートセンサ２１ａから出力されるセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換するアナログ／デジタル変換器である。本実施形態のデジタルデータは、センサ信号の電圧を示すデジタルデータである。メモリ２３は、Ａ／Ｄ変換器２２から出力されるデジタルデータを一時的に保持するバッファメモリである。通信装置２４は、通信ケーブル３０を介して電子制御装置１０との間でシリアル通信を行うものである。

通信周期推定部２５は、時間の経過をカウントするカウンタのカウンタ値に基づいて次回に要求信号を受信するタイミングを推定する。タイミング発生部２６は、通信周期推定部２５により推定されたタイミングに応じて、Ａ／Ｄ変換器２２によりＡ／Ｄ変換を実施するタイミングを制御する。なお、通信周期推定部２５およびタイミング発生部２６は、マイクロコンピュータ等から構成されて後述する処理を実行する。

図１の信号処理装置２０Ｂは、ヨーレートセンサ２１ａに代えて、車両の加速度を検出する加速度センサ２１ｂを備えるもので、加速度センサ２１ｂ以外の構成は信号処理装置２０Ａと同様である。

なお、本実施形態では、特許請求の範囲に記載した構成要件との関係において、電子制御装置１０は外部装置を構成し、Ａ／Ｄ変換器は変換手段を構成し、通信装置は通信手段を構成し、通信周期推定部は推定手段を構成し、タイミング発生部は制御手段を構成している。

次に、本実施形態の作動について説明する。まず、電子制御装置１０は、通信ケーブル３０を介して信号処理装置２０Ａ、２０Ｂに対して要求信号を時分割で送信する。信号処理装置２０Ａ、２０Ｂは、電子制御装置１０から要求信号を受ける前に、センサ信号をＡ／Ｄ変換器２２によりデジタルデータに変換してメモリ２３に記憶しておき、電子制御装置１０から要求信号を受けると、デジタルデータを通信ケーブル３０を介して電子制御装置１０に送信する。

以下、電子制御装置１０および信号処理装置２０Ａの作動の詳細について図３を参照して説明する。図３（ａ）は電子制御装置１０の作動を示すタイミングチャート、図３（ｂ）は信号処理装置２０Ａの通信装置２４の作動を示すタイミングチャート、図３（ｃ）は通信周期推定部２５のカウンタ値を示すタイミングチャート、図３（ｄ）はタイミング発生部２６のカウンタ値を示すタイミングチャートである。図３（ｅ）はメモリ２３に保持されるデータの変遷を示すタイミングチャート、図３（ｆ）はＡ／Ｄ変換器２２の作動を示すタイミングチャート、図３（ｇ）はヨーレートセンサ２１ａから出力されるセンサ信号の値を示すタイミングチャートである。

電子制御装置１０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、信号処理装置２０Ａの通信装置２４に対して要求信号を複数回に亘って送信する。図３（ａ）、（ｂ）では、電子制御装置１０がタイミングＴ（Ｎ）、Ｔ（Ｎ＋１）で信号処理装置２０Ａに対して要求信号を送信する例を示している。

タイミングＴ（Ｎ）において、通信装置２４は、Ｎ回目の要求信号を受信すると、メモリ２３に記憶されているデジタルデータ（Ｎ）を通信ケーブル３０を通して電子制御装置１０に送信する（図３（ｂ）中データ送信と記す）。これに加えて、通信装置２４は、Ｎ回目の要求信号の受信に伴って、Ｎ回目の要求信号を通信周期推定部２５に出力する。

通信周期推定部２５は、次回の要求信号、すなわち（Ｎ＋１）回目の要求信号を受信すると推定される推定受信タイミング、具体的にはその推定受信タイミングを示すカウンタのカウンタ値を算出する。カウンタは、上述の如く、時間の経過をカウントするカウンタである。タイミング発生部２６は、通信周期推定部２５により算出されたカウンタ値に基づいて、Ａ／Ｄ変換器２２によりヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるタイミングを制御する。このＡ／Ｄ変換されたデジタルデータは、メモリ２３に記憶されるので、タイミング発生部２６は、Ａ／Ｄ変換器２２がＡ／Ｄ変換を行ってデジタルデータをメモリ２３に記憶させるタイミングを制御していることになる。

以下、通信周期推定部２５およびタイミング発生部２６の作動について図４を参照して説明する。図４は、通信周期推定部２５およびタイミング発生部２６の処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００において、（Ｎ＋１）回目の要求信号を受信すると推定される推定受信タイミングにおけるカウンタのカウンタ値を算出する。以下、この算出されるカウンタ値を、（Ｎ＋１）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋１）という。

具体的には、（Ｎ＋１）回目の推定受信タイミングは、Ｎ回目の要求信号を受信した受信タイミングＴ（Ｎ）におけるカウンタのカウント値Ｃ（Ｎ）と、（Ｎ−１）回目の要求信号を受信した受信タイミングＴ（Ｎ−１）におけるカウンタのカウント値Ｃ（Ｎ−１）（図５参照）とに基づいて、次の数式（１）によって算出する。

（Ｎ＋１）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋１）＝カウント値Ｃ（Ｎ）＋｛カウント値Ｃ（Ｎ）−カウント値Ｃ（Ｎ−１）｝ ・・・数式（１）
なお、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、電子制御装置１０がタイミングＴ（Ｎ−１）、Ｔ（Ｎ）で信号処理装置２０Ａに対して要求信号を送信し、タイミングＴ（Ｎ−１）におけるカウンタのカウンタ値と、タイミングＴ（Ｎ）におけるカウンタのカウンタ値との差が｛カウント値Ｃ（Ｎ）−カウント値Ｃ（Ｎ−１）｝になっている例を示している。

次に、ステップＳ１１０において、（Ｎ＋１）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋１）を用いて、Ａ／Ｄ変換器２２によりヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるタイミングにおけるカウンタ値（以下、Ａ／Ｄ変換カウンタ値という）を算出する。

具体的には、Ａ／Ｄ変換カウンタ値は、タイミングＳＴ（Ｎ＋１）から処理時間を引いた時間（＝ＳＴ（Ｎ＋１）−処理時間）である。当該処理時間は、Ａ／Ｄ変換器２２によりヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換させてデジタルデータをメモリ２３に記憶させるのに要する時間である。

次に、ステップＳ１２０において、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換カウンタ値に一致するか否かを判定する。現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致しないときには、ステップＳ１２０の判定がＮＯとなり、ステップＳ１２０に戻る。このため、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致すると判定するまでステップＳ１２０の判定を繰り返す。

その後、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致すると、ステップＳ１２０の判定がＹＥＳとなり、ステップＳ１３０に移行する。そして、ステップＳ１３０において、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換させる。これに伴い、Ａ／Ｄ変換器２２は、ヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をデジタルデータ（Ｎ＋１）にＡ／Ｄ変換する（図３（ｆ）参照）。つまり、Ａ／Ｄ変換器２２にセンサ信号を取り込むタイミングを制御して、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致するタイミングで、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させることになる。これに伴い、Ａ／Ｄ変換器２２によって取得されたデジタルデータ（Ｎ＋１）はメモリ２３に記憶される（図３（ｅ）参照）。

次に、通信装置２４は、タイミングＴ（Ｎ＋１）で、電子制御装置１０からの（Ｎ＋１）回目の要求信号を通信ケーブル３０を通して受信すると、メモリ２３に記憶されているデジタルデータ（Ｎ＋１）を通信ケーブル３０を通して電子制御装置１０に送信する（図３（ｂ）参照）。その後、電子制御装置１０はデジタルデータ（Ｎ＋１）を受信する（図３（ａ）中データ受信と記す）。

これに加えて、通信装置２４は、（Ｎ＋１）回目の要求信号を通信周期推定部２５に出力する。このことにより、通信周期推定部２５およびタイミング発生部２６は、上述と同様の作動を行う。

すなわち、ステップＳ１００で、（Ｎ＋２）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋２）｛＝Ｃ（Ｎ＋１）＋（Ｃ（Ｎ＋１）−Ｃ（Ｎ））｝を算出する。次に、ステップＳ１１０において、（Ｎ＋２）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋２）を用いて、Ａ／Ｄ変換カウンタ値｛＝（ＳＴ（Ｎ＋２）−処理時間）｝を算出し、ステップＳ１２０において、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換カウンタ値に一致するか否かを判定する。現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換カウンタ値に一致すると、ステップＳ１３０において、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をデジタルデータ（Ｎ＋２）にＡ／Ｄ変換させ、このＡ／Ｄ変換によって取得されたデジタルデータ（Ｎ＋２）をメモリ２３に記憶させる。

次に、通信装置２４は、電子制御装置１０からの（Ｎ＋２）回目の要求信号を通信ケーブル３０を通して受信すると、メモリ２３に記憶されているデジタルデータ（Ｎ＋２）を通信ケーブル３０を通して電子制御装置１０に送信する。

また、電子制御装置１０は、信号処理装置２０Ａからのデジタルデータ（Ｎ）を受信後、信号処理装置２０Ｂに対して要求信号を送信する。信号処理装置２０Ｂは、電子制御装置１０からの要求信号を受信する毎に、信号処理装置２０Ａと同様に、デジタルデータを送信する。そして、電子制御装置１０は、信号処理装置２０Ａ、２０Ｂからのデジタルデータに応じてブレーキ装置を制御する。

以上説明した本実施形態によれば、信号処理装置２０Ａ（２０Ｂ）の通信装置２４は、電子制御装置１０からの要求信号を通信ケーブル３０を通して受信すると、通信周期推定部２５は、次回に要求信号を受信すると推定される推定受信タイミングのカウンタ値を算出する。タイミング発生部２６は、次回の推定受信タイミングのカウンタ値から処理時間を引いて、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるタイミングのＡ／Ｄ変換カウンタ値を算出し、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換カウンタ値に一致すると、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してヨーレートセンサ２１ａ（加速度センサ２１ｂ）のセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換させる。これに伴い、Ａ／Ｄ変換器２２によって取得されたデジタルデータはメモリ２３に記憶される。通信装置２４は、電子制御装置１０から次回の要求信号を通信ケーブル３０を通して受信すると、メモリ２３に記憶されているデジタルデータを通信ケーブル３０を通して電子制御装置１０に送信する。したがって、通信装置２４が電子制御装置１０からの要求信号を受信すると、長い遅延時間を生じることなく、デジタルデータを電子制御装置１０に送信することができる。

次に、比較例を用いて上記した実施形態の優位性を説明する。図６（ａ）〜（ｅ）に比較例におけるタイミングチャートを示す。図６（ａ）は電子制御装置１０の作動を示すタイミングチャート、図６（ｂ）は信号処理装置の作動を示すタイミングチャート、図６（ｃ）はメモリ２３に保持されるデータの変遷を示すタイミングチャート、図６（ｄ）はＡ／Ｄ変換器２２の作動を示すタイミングチャート、図６（ｅ）はセンサ信号の値を示すタイミングチャートである。

この比較例は、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、タイミングＴ（Ｎ）において、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号（図中センサ信号（２）と記す）をデジタルデータ（図中デジタルデータ（２）と記す）にＡ／Ｄ変換してこのデジタルデータをメモリ２３に記憶させて、次のタイミングＴ（Ｎ＋１）において、メモリ２３に記憶されたデジタルデータを電子制御装置１０に送信するものである（図６（ａ）〜（ｃ）参照）。

このようにした場合、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換してからデジタルデータを電子制御装置１０に送信するまでの間に長い時間がかかることになる。このため、デジタルデータとしては、要求信号を受信した直前のセンサ信号の値を示すものではなく、過去に遡った時のセンサ信号を示したデータとなる。このため、デジタルデータの精度が低いものとなる。

これに対して、本実施形態では、上述の如く、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるタイミングのＡ／Ｄ変換カウンタ値を、次回の推定受信タイミングのカウンタ値から処理時間を引いて算出する。このため、Ａ／Ｄ変換器２２のＡ／Ｄ変換により、要求信号を受信した直前のセンサ信号の値を示すデジタルデータ、すなわち最新のデジタルデータを取得することができる。このため、信号処理装置２０Ａ（２０Ｂ）は、精度の高いデジタルデータを取得して電子制御装置１０に送信することができる。

また、信号処理装置２０Ａ、２０Ｂがそれぞれ要求信号を受信した直前のＡ／Ｄ変換によりデジタルデータを取得する。このため、電子制御装置１０が信号処理装置２０Ａに要求信号を送信するタイミングと、電子制御装置１０が信号処理装置２０Ｂに要求信号を送信するタイミングとを近づけることにより、信号処理装置２０Ａ、２０ＢがそれぞれＡ／Ｄ変換するタイミングを近づけることができる。そして、電子制御装置１０は、このようなＡ／Ｄ変換により取得されたそれぞれのデジタルデータに基づいて、ブレーキ装置を制御する。このため、ブレーキ装置を精度良く制御することができる。

また、通信装置２４が電子制御装置１０からの要求信号を受信した直前のセンサ信号の値を示すデジタルデータを電子制御装置１０に送信するには、Ａ／Ｄ変換器２２によるＡ／Ｄ変換を繰り返し実施して、要求信号を受信した直前のＡ／Ｄ変換により得られたデジタルデータを電子制御装置１０に送信することが考えられる。しかし、この場合、Ａ／Ｄ変換を繰り返し実施すると、Ａ／Ｄ変換器２２の消費電力が増加する。

これに対して、本実施形態では、タイミング発生部２６は、上述の如く、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるタイミングのＡ／Ｄ変換カウンタ値に基づいて、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してセンサ信号のＡ／Ｄ変換を実施させる。このため、信号処理装置２０Ａ（２０Ｂ）は、電子制御装置１０から要求信号を１回、受信すると、この１回の受信に対応してＡ／Ｄ変換を１回実施させることになる。したがって、Ａ／Ｄ変換器２２の消費電力の増加を抑えることができる。

上記第１実施形態では、電子制御装置１０が要求信号を信号処理装置２０Ａに送信する処理と電子制御装置１０が要求信号を信号処理装置２０Ｂに送信する処理とを時分割で行う例について説明したが、これに代えて、電子制御装置１０が信号処理装置２０Ａ、２０Ｂに対して要求信号を同時に送信するようにしてもよい。

図７（ａ）〜（ｃ）では、タイミングＴ（Ｎ）、Ｔ（Ｎ＋１）において電子制御装置１０が信号処理装置２０Ａ、２０Ｂに対して要求信号を同時に送信する例を示している。図７（ａ）〜（ｇ）は、図３（ａ）〜（ｇ）に対応したタイミングチャートである。

（第２実施形態）
本実施形態は、電子制御装置１０と信号処理装置２０Ｂとの間の通信期間を避けた期間に、信号処理装置２０ＡのＡ／Ｄ変換器２２によってヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるものである。

図８に本実施形態における信号処理装置２０Ａの構成を示す。図８において、図２と同一符号は同一のものを示す。信号処理装置２０Ａの通信装置２４は、通信装置２４自身に対してデジタルデータを要求する要求信号以外に、信号処理装置２０Ｂに対してデジタルデータを要求する要求信号（以下、他の要求信号という）を受信し、それら要求信号を通信周期推定部２５に出力する。

本実施形態における通信周期推定部２５およびタイミング発生部２６の作動について図９〜図１１を参照して説明する。図９（ａ）〜（ｇ）は、図３（ａ）〜（ｇ）に対応したタイミングチャートである。図１０（ａ）〜（ｃ）は、図５（ａ）〜（ｃ）に対応した電子制御装置１０、通信装置２４、および通信周期推定部２５のカウンタ値の変遷を示すタイミングチャートである。

電子制御装置１０は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、タイミングＴ（Ｎ）で信号処理装置２０ＡにＮ回目の要求信号を送信する前に、タイミングＴａ（Ｎ）において、信号処理装置２０ＢにＮ回目の他の要求信号を送信する。電子制御装置１０は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、タイミングＴ（Ｎ＋１）で信号処理装置２０Ａに（Ｎ＋１）回目の要求信号を送信する前に、タイミングＴａ（Ｎ＋１）において、信号処理装置２０Ｂに（Ｎ＋１）回目の他の要求信号を送信する。

通信周期推定部２５およびタイミング発生部２６は、図１１に示すフローチャートにしたがってその処理を実行する。

まず、ステップＳ１００において、第１実施形態と同様、（Ｎ＋１）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋１）を算出し、次のステップＳ１１０において、（Ｎ＋１）回目の推定受信タイミングのカウンタ値ＳＴ（Ｎ＋１）を用いて、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるタイミングにおけるＡ／Ｄ変換カウンタ値を算出する。この実施形態におけるＡ／Ｄ変換カウンタ値は、タイミングＳＴ（Ｎ＋１）から処理時間および回避時間をそれぞれ引いた時間（＝ＳＴ（Ｎ＋１）−処理時間−回避時間）である。回避時間は、（Ｎ＋１）回目に要求信号を受信すると推定される推定受信タイミングＴ（Ｎ＋１）と、（Ｎ＋１）回目に他の要求信号を受信すると推定される推定受信タイミングＴａ（Ｎ＋１）との間の期間である。回避時間は、受信タイミングＴ（Ｎ）（図１０（ａ）〜（ｃ）参照）における通信周期推定部２５のカウンタ値から、受信タイミングＴａ（Ｎ）における通信周期推定部２５のカウンタ値を引くことにより算出される。処理時間は、第１実施形態で説明した処理時間と同じである。

次のステップＳ１２０において、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換カウンタ値に一致するか否かを判定する。そして、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換カウンタ値に一致すると、ステップＳ１２０の判定がＹＥＳになり、ステップＳ１３０において、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させる。

また、信号処理装置２０Ｂは、第１実施形態と同様に作動する。このため、信号処理装置２０Ｂは、タイミングＴａ（Ｎ＋１）において、電子制御装置１０から（Ｎ＋１）回目の他の要求信号を受信すると、この受信の直前にＡ／Ｄ変換により取得されたデジタルデータを電子制御装置１０に送信する。

以上説明した本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、通信装置２４が電子制御装置１０からの要求信号を受信する直前に、ヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号のデジタルデータにＡ／Ｄ変換させてデジタルデータをメモリ２３に記憶させる。このため、通信装置２４が電子制御装置１０からの要求信号を受信すると、長い遅延時間を生じることなく、精度の高いデジタルデータを電子制御装置１０に送信することができる。

また、本実施形態では、電子制御装置１０は、タイミングＴ（Ｎ＋１）で信号処理装置２０Ａに（Ｎ＋１）回目の要求信号を送信する前に、タイミングＴａ（Ｎ＋１）において、信号処理装置２０Ｂに（Ｎ＋１）回目の他の要求信号を送信する。

そこで、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換カウンタ値を、タイミングＳＴ（Ｎ＋１）から処理時間および回避時間をそれぞれ引いた時間（＝ＳＴ（Ｎ＋１）−処理時間−回避時間）として算出する。回避時間は、推定受信タイミングＴａ（Ｎ＋１）と推定受信タイミングＴ（Ｎ＋１）との間の期間である。このため、電子制御装置１０と信号処理装置２０Ｂとの間の通信期間を避けたタイミングで、信号処理装置２０ＡのＡ／Ｄ変換器２２によってヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させることができる。

ここで、電子制御装置１０と信号処理装置２０Ｂとの間で通信が行われると、電磁波ノイズが生じてＡ／Ｄ変換器２２から取得されるデジタルデータに悪影響を与える恐れがある。

これに対して、本実施形態では、上述の如く、電子制御装置１０と信号処理装置２０Ｂとの間の通信期間を避けたタイミングで、信号処理装置２０ＡのＡ／Ｄ変換器２２によってヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させる。このため、Ａ／Ｄ変換器２２から精度の高いデジタルデータを取得して電子制御装置１０に送信することができる。

ここで、図９（ａ）の例では、タイミングＴａ（Ｎ＋１）において、電子制御装置１０が信号処理装置２０Ｂに他の要求信号を送信する。この場合、信号処理装置２０Ａは、図９（ｆ）に示すように、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の直前に、Ａ／Ｄ変換器２２によってセンサ信号をＡ／Ｄ変換させることになる。これに加えて、信号処理装置２０Ｂは、上述の如く、タイミングＴａ（Ｎ＋１）の直前に、センサ信号をＡ／Ｄ変換させる。したがって、信号処理装置２０ＡがＡ／Ｄ変換するタイミングと信号処理装置２０ＢがＡ／Ｄ変換するタイミングとを同期させることが可能になる。そして、電子制御装置１０は、このようなＡ／Ｄ変換により得られたデジタルデータを用いてブレーキ装置を制御するので、ブレーキ装置を高精度に制御することができる。

（第３実施形態）
本実施形態は、ヨーレートセンサ２１ａの作動状態に応じて最適タイミングであると判定したときに、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させるものである。

図１２に本実施形態における信号処理装置２０Ａの構成を示す。図１２において、図２と同一符号は同一のものを示す。図１３（ａ）〜（ｆ）は、図３（ａ）〜（ｆ）と同様のタイミングチャートである。

ヨーレートセンサ２１ａは、ヨーレートを検出するセンサエレメントと、ハイレベルの期間とローレベルの期間とを交互に繰り返すクロック信号（図１３（ｈ）参照）を出力する発振器と、発振器からのクロック信号に基づいてセンサエレメントの出力信号に対して電圧増幅等の信号処理を施したセンサ信号をＡ／Ｄ変換器２２に出力する制御回路とを備える。

ここで、クロック信号のうち立ち上がり時期と立ち下がり時期とには、高周波成分の信号が含まれるため、電磁波ノイズが発生し易い。このため、クロック信号のうち立ち上がり時期と立ち下がり時期にセンサ信号をＡ／Ｄ変換器２２によりＡ／Ｄ変換させると、電磁波ノイズによりＡ／Ｄ変換に悪影響を与える恐れがある。

そこで、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させる際に、クロック信号のうち立ち上がり時期と立ち下がり時期とを除いた時期を最適期間としている。立ち上がり時期と立ち下がり時期とをＡ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させることを禁止する禁止期間としている。そして、制御回路は、現在が最適期間であるか、或いは禁止期間で有るかを示すタイミング信号（図１３（ｇ）参照）をタイミング発生部２６に出力する。

タイミング発生部２６は、通信装置２４からの要求信号を受信すると、図１４のフローチャートにしたがって、Ａ／Ｄ変換器２２に対する制御処理を実施する。

図１４のフローチャートは、図４にステップＳ１２５をステップＳ１２０とステップＳ１３０との間に追加したものである。

タイミング発生部２６は、ステップＳ１２０において、第１実施形態と同様、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致するとしてＹＥＳと判定したとき、次のステップＳ１２５で、ヨーレートセンサ２１ａの制御回路から出力されるタイミング信号に基づいて現在が最適期間であるか否かを判定する。現在が最適期間でない、すなわち禁止期間であるときには、ＮＯと判定してステップＳ１２５の判定を繰り返す。その後、現在が最適期間であると判定すると、ステップＳ１２５でＹＥＳと判定し、次のステップＳ１３０で、Ａ／Ｄ変換器２２に指令してヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換させる。

以上説明した本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に、通信装置２４が電子制御装置１０からの要求信号を受信する直前に、ヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をデジタルデータにＡ／Ｄ変換させてデジタルデータをメモリ２３に記憶させる。このため、通信装置２４が電子制御装置１０からの要求信号を受信すると、長い遅延時間を生じることなく、精度の高いデジタルデータを電子制御装置１０に送信することができる。

これに加えて、本実施形態では、タイミング発生部２６は、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致すると判定したときには、現在、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させることが最適である最適期間であるか否かを判定する。そして、現在が最適期間であると判定したときには、Ａ／Ｄ変換器２２によりセンサ信号をＡ／Ｄ変換させてデジタルデータを取得する。つまり、現在のカウンタ値がＡ／Ｄ変換タイミングに一致すると判定したタイミングの直後の最適期間において、センサ信号をＡ／Ｄ変換させることができる。よって、より精度の高いデジタルデータを取得することができる。これに伴い、精度の高いデジタルデータを電子制御装置１０に送信することができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の信号処理装置２０Ａに、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断処理を実施する機能を追加したものとしている。

図１５に信号処理装置２０Ａの構成を示す。図１５において、図２と同一符号は同一のものを示す。

本実施形態のヨーレートセンサ２１ａは、図１５に示すように、ヨーレートを検出するセンサエレメント４０と、センサエレメント４０を診断する自己診断回路４１とを備える。タイミング発生部２６は、後述するように、Ａ／Ｄ変換器２２の指令処理以外に、ヨーレートセンサ２１ａに対して自己診断を指令する処理を実施する。

次に、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断について説明する。図１６（ａ）〜（ｇ）は、図３（ａ）〜（ｇ）と同様のタイミングチャートであり、図１６（ｈ）はヨーレートセンサ２１ａの自己診断を実施するタイミングを示すタイミングチャートである。

まず、Ａ／Ｄ変換器２２がヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号をＡ／Ｄ変換していないときには、ヨーレートセンサ２１ａのセンサ信号は利用されていない。このため、Ａ／Ｄ変換器２２がＮ回目にＡ／Ｄ変換してからＡ／Ｄ変換器２２が（Ｎ＋１）回目にＡ／Ｄ変換するまでの間の期間には、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断を実施することが可能である。

しかし、信号処理装置２０Ａが、電子制御装置１０との間で通信を実施しているときには、電磁波ノイズ等が生じてヨーレートセンサ２１ａの自己診断に悪影響を及ぼす可能性がある。

そこで、タイミング発生部２６は、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断回路４１に指令して、信号処理装置２０Ａと電子制御装置１０との間の通信期間を避けた期間に自己診断させる。

図１６（ｂ）、（ｅ）において、通信装置２４がタイミングＴｂ（Ｎ）でメモリ２３に記憶されたデジタルデータ（Ｎ）を電子制御装置１０に送信すると、通信装置２４は、デジタルデータ（Ｎ）を送信した旨を示す送信済み信号を通信周期推定部２５を通してタイミング発生部２６に出力する。

タイミング発生部２６は、通信装置２４からの送信済み信号を受けると、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断回路４１に指令して自己診断させる。自己診断回路４１は、タイミング発生部２６からの指令を受けると、センサエレメント４０に故障が生じているか否かの診断を実施する。

その後、自己診断回路４１によるセンサエレメント４０の診断が終了すると、自己診断回路４１の診断結果（内部故障診断結果）は、Ａ／Ｄ変換器２２を通してメモリ２３に出力させる。これにより、メモリ２３にセンサエレメント４０の診断結果が記憶されることになる。

ここで、予め前回の診断結果がメモリ２３に記憶されている場合には、自己診断回路４１から出力された今回の診断結果により、メモリ２３に記憶されている診断結果が更新されることになる。

その後、タイミングＴ（Ｎ＋１）において通信装置２４は、電子制御装置１０からの要求信号を受信すると、メモリ２３に記憶されたデジタルデータ（Ｎ＋１）と診断結果とを通信ケーブル３０を通して電子制御装置１０に出力する。

また、自己診断回路４１がセンサエレメント４０に対して自己診断を実施すると、センサ信号の値が不安定な状態になる。このため、センサエレメント４０の自己診断の実施後、Ａ／Ｄ変換器２２が次にＡ／Ｄ変換（すなわち、（Ｎ＋１）回目のＡ／Ｄ変換）を実施するまでの間には、センサ信号を安定させるための信号安定待ち時間が設けられている。

このようなセンサエレメント４０の自己診断は、通信装置２４が電子制御装置１０にデジタルデータを送信する毎に実施される。そして、センサエレメント４０の自己診断結果は、通信装置２４が電子制御装置１０から要求信号を受信する毎に、通信装置２４により電子制御装置１０に送信される。

以上説明した本実施形態では、上述の第１実施形態と同様の作用効果が得られる。これに加えて、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換器２２が前回にＡ／Ｄ変換してからＡ／Ｄ変換器２２が次回にＡ／Ｄ変換するまでの間の期間に、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断を実施する。このため、信号処理装置２０Ａが電子制御装置１０からの要求信号に応じてデジタルデータを送信することを繰り返し実施することにより、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断を複数回実施することができる。これにより、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断能力を向上させることができる。

また、本実施形態では、ヨーレートセンサ２１ａの自己診断を、上述の如く、信号処理装置２０Ａと電子制御装置１０との間の通信期間を避けた期間に実施する。このため、ヨーレートセンサ２１ａにおいて精度の高い自己診断を得ることができる。

上記第１〜４実施形態では、信号処理装置２０Ａ（２０Ｂ）が、デジタルのセンサ信号をデジタルデータとして電子制御装置１０に送信する例を示したが、デジタルのセンサ信号に信号処理を施した処理結果をデジタルデータとするようにしてもよい。

また、上記第３実施形態に記載のものを第２実施形態に適用してもよく、また上記第４実施形態に記載のものを第２、第３実施形態に適用してもよい。

上記第１〜４実施形態では、本発明に係る信号処理装置を車載ブレーキシステムに適用した例について説明したが、これに限らず、本発明に係る信号処理装置を車載ブレーキシステム以外の他のシステムに適用してもよい。

１ 車載ブレーキシステム
１０ 電子制御装置
２０Ａ 信号処理装置
２０Ｂ 信号処理装置
２１ａ ヨーレートセンサ、
２１ｂ 加速度センサ
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ メモリ
２４ 通信装置
２５ 通信周期推定部
２６ タイミング発生部
４０ センサエレメント
４１ 自己診断回路

Claims (3)

1. センサから出力されるアナログのセンサ信号を、外部装置に送信するデジタルデータに変換する変換手段と、
   前記変換手段によって変換されたデジタルデータを記憶するメモリと、
   前記外部装置から要求信号を受けると、前記メモリに記憶されている前記デジタルデータを前記外部装置に送信する通信手段と、
   前々回に前記要求信号を受けたタイミングと前回に要求信号を受けたタイミングとに基づいて、次回に要求信号を受けるタイミングを推定する推定手段と、
   前記推定手段によって推定されたタイミングに基づいて、前記変換手段が前記変換を行って前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御する制御手段と、を備え、
   前記通信手段は、前記外部装置が他の信号処理装置に対して送信した他の要求信号も受け取るようになっており、
   前記制御手段は、前記通信手段が受け取った前記他の要求信号に基づいて、前記外部装置と前記他の信号処理装置との間の通信を回避した回避期間を算出し、その回避期間を避けて、前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御することを特徴とする信号処理装置。
2. 前記センサは、このセンサからのセンサ信号を前記変換手段が変換するのに適した最適期間であることを示す信号を出力する機能を有しており、
   前記制御手段は、前記センサからの前記信号に基づき、前記最適期間において、前記デジタルデータを前記メモリに記憶させるタイミングを制御することを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記センサは、自己診断を行う機能を有しており、
   前記制御手段は、前記通信手段が前記外部装置と通信を行っていない期間において、前記センサに前記自己診断を行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の信号処理装置。

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