JP5652429B2

JP5652429B2 - Ａｄ変換装置

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Publication number: JP5652429B2
Application number: JP2012121114A
Authority: JP
Inventors: 祐輔亀谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-05-28
Filing date: 2012-05-28
Publication date: 2015-01-14
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Description

本発明は、センサから出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤ変換装置に関する。

特許文献１等に記載の一般的なＡＤ変換装置は、センサから出力されるアナログ信号を所定タイミングでサンプリングし、そのサンプル値をＡＤ変換器でデジタル信号に変換する。したがって、トリガ信号が所定時間毎に発生する場合には、ＡＤ変換処理に要する時間（ＡＤ変換処理時間）がトリガ信号の発生間隔（トリガ間隔）よりも短くなるようにＡＤ変換器を選定している。

特開２００４−１９４５８号公報

しかしながら、例えば車両のクランク角信号に同期させてＡＤ変換させる場合等、時間非同期でトリガ信号が発生する場合には、図１５（ａ）を用いて以下に例示するように、ＡＤ変換処理時間よりもトリガ間隔の方が短くなり、ＡＤ変換処理の最中に次のトリガ信号が発生することがある。

図１５（ａ）の上段は、所定クランク角度毎にパルスが生じるクランク角信号の波形であり、そのパルスの間隔Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を所定回数（図の例では５回）分割した時間間隔（トリガ間隔Ｔａ）で、図１５（ａ）の下段に示すトリガ信号を発生させている。つまり、トリガ信号の発生回数はパルス数の所定倍数となる。そして、車両を急加速運転してパルス間隔が短くなる過渡時には、１回のパルス間隔Ｔ２中に所定回数のトリガ信号を発生できなくなり、その不足分のトリガ信号を次回のパルス間隔Ｔ３中に含ませることとなる（図中の一点鎖線参照）。すると、次回のパルス間隔Ｔ３中におけるトリガ信号の発生回数が多くなるためトリガ間隔Ｔａが短くなり、トリガ信号が一時的に集中して高速発生するようになる。その結果、ＡＤ変換処理時間よりもトリガ間隔の方が短くなる。

また、時間同期でトリガ信号が発生する場合であっても、図１５（ｂ）の上段中の点線に示すようにノイズによるパルスが発生すると、パルス間隔Ｔ２、Ｔ３が短くなるため１回のパルス間隔Ｔ２中に所定回数のトリガ信号を発生できなくなる。よって、上述した急加速の場合と同様にして、トリガ信号が一時的に集中して高速発生するようになり、ＡＤ変換処理時間よりもトリガ間隔の方が短くなる。

このように、ＡＤ変換処理の最中に次のトリガ信号が発生することがあり、従来のＡＤ変換装置では、このようなトリガ信号を受け付けることができず、そのトリガ信号に対応するサンプリングおよびＡＤ変換が為されないといった「ＡＤ変換サンプル抜け」が生じてしまう。

特に近年では、前記所定回数を多くしてトリガ間隔Ｔａを短くし、センサから出力されるアナログ信号を高分解能でサンプリングする要求が高まってきている。例えば、エンジンが備える燃料噴射弁やスロットルバルブ、点火装置等の各種アクチュエータに対する制御指令値を、筒内圧センサによる筒内圧検出値を加味して設定する制御装置がある。筒内圧は燃焼サイクル中の短時間（例えば数十マイクロ秒）で急激に変化するものであるため、筒内圧検出値を高分解能でサンプリングすれば、上述した各種アクチュエータの作動を、排気エミッションや燃費を向上させるように高精度で制御することを促進できる。

したがって、このような高分解能サンプリングの要求に伴い、ＡＤ変換サンプル抜けの懸念が高まってきており、上述した例の場合には、ＡＤ変換サンプル抜けがエンジンを高精度で制御することの妨げとなり、排気エミッションや燃費向上の妨げとなる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、ＡＤ変換サンプル抜けの解消を図ったＡＤ変換装置を提供することにある。

上記目的を達成する発明の一つは以下の点を特徴とする。すなわち、トリガ信号が発生したタイミングで、センサから出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号にＡＤ変換するＡＤ変換器と、第１トリガ信号の発生に伴い前記ＡＤ変換を実施している最中に、次の第２トリガ信号が発生したか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により肯定判定された場合に、前記第１トリガ信号に伴いＡＤ変換された第１デジタル信号を出力した後、前記第２トリガ信号に対応する第２デジタル信号を出力するように制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１デジタル信号に基づき第２デジタル信号を生成して出力することを特徴とする。
また、上記目的を達成する発明の一つは以下の点を特徴とする。すなわち、トリガ信号が発生したタイミングで、センサ（２０、２１、２２）から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号にＡＤ変換するＡＤ変換器（５２）と、第１トリガ信号の発生に伴いＡＤ変換を実施している最中に、次の第２トリガ信号が発生したか否かを判定する判定手段（Ｓ１１、Ｓ１１ａ）と、判定手段により肯定判定された場合に、第１トリガ信号に伴いＡＤ変換された第１デジタル信号を出力した後、第２トリガ信号に対応する第２デジタル信号を出力するように制御する制御手段（４１）と、を備え、制御手段は、ＡＤ変換器による第１デジタル信号のＡＤ変換が終了した後に、第２トリガ信号に対応するアナログ信号のサンプル値を、ＡＤ変換器にＡＤ変換させ、そのＡＤ変換した値を第２デジタル信号として出力させるように制御し、サンプル値は、第２トリガ信号が発生したタイミングでアナログ信号からサンプリングしてホールドしておいた値であり、ホールドを実施するホールド回路（５１４、５１５、５１６）を、複数のセンサの各々に対して設けており、複数のセンサのうちＡＤ変換の優先順位が低いセンサに対して設けられたホールド回路（５１２）を、ＡＤ変換の優先順位が高いセンサに切替えて接続する切替手段（５５）を備えることを特徴とする。

これら各々の発明は上記判定手段を備えるので、ＡＤ変換中に次の第２トリガ信号が発生したことを検知できる。そして、当該検知が為された場合には、第２トリガ信号に対応する第２デジタル信号が出力されるので、第２トリガ信号に対応するサンプリングおよびＡＤ変換が為されないといった「ＡＤ変換サンプル抜け」を解消できる。

よって、例えば筒内圧センサのＡＤ変換に本発明を適用させた場合には、筒内圧検出値を高分解能でサンプリングすることを、ＡＤ変換サンプル抜けを解消しつつ実現できる。よって、燃料噴射弁等の各種アクチュエータを高分解能の筒内圧検出値を加味して制御でき、エンジンを高精度で制御することを促進できるようになる。

また、上記筒内圧センサの他にも、吸気量を検出するエアフロメータや、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力や燃料噴射弁内部の燃料圧力を検出する燃圧センサ、ユーザによるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ等が具体例として挙げられる。これらのエアフロメータや燃圧センサ、アクセルセンサのＡＤ変換に本発明を適用させた場合にも、センサ検出値を高分解能でサンプリングすることを、ＡＤ変換サンプル抜けを解消しつつ実現できるので、ひいてはエンジンを高精度で制御することを促進できるようになる。

本発明の第１実施形態にかかるＡＤ変換装置が備えられた、エンジンＥＣＵ、各種アクチュエータおよび各種センサの構成を示す図。第１実施形態にかかるＡＤ変換装置の構成を示す図。第１実施形態によるＡＤ変換サンプル抜け防止の手法を説明するタイミングチャート。第１実施形態において、トリガ信号発生時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。第１実施形態において、ＡＤ変換完了時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。本発明の第２実施形態にかかるＡＤ変換装置の構成を示す図。第２実施形態によるＡＤ変換サンプル抜け防止の手法を説明するタイミングチャート。第２実施形態において、ＡＤ変換完了時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。本発明の第３実施形態にかかるＡＤ変換装置の構成を示す図。第３実施形態において、トリガ信号発生時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。第３実施形態において、ＡＤ変換完了時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。本発明の第４実施形態にかかるＡＤ変換装置の構成を示す図。第４実施形態において、トリガ信号発生時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。第４実施形態において、ＡＤ変換完了時に制御部が実行する処理の手順を示すフローチャート。トリガ信号が一時的に集中して高速発生する態様を示すタイミングチャートであって、（ａ）は急加速要因で高速発生する場合を示す図、（ｂ）はノイズ要因で高速発生する場合を示す図。

以下、車両に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）が有するＡＤ変換装置に、本発明にかかるＡＤ変換装置を適用した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。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、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
図１に示すエンジンＥＣＵ１０は、各種センサ２０〜２３の検出値に基づき、車載エンジンが備える各種アクチュエータ３０〜３２の作動を制御することで、エンジンの作動を制御するものである。

センサ２０〜２３の具体例としては、エンジンの筒内圧を検出する筒内圧センサ２０や、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ２１、ユーザによるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ２２、クランク軸が所定角度回転したことを検出するクランク角センサ２３等が挙げられる。また、アクチュエータ３０〜３２の具体例としては、燃料噴射弁３０やスロットルバルブ３１、点火装置３２等が挙げられる。

エンジンＥＣＵ１０は、以下に説明する入力回路１１、１２、出力回路１３、およびマイクロコンピュータ（マイコン１４）等を備える。筒内圧センサ２０、水温センサ２１およびアクセルセンサ２２から出力される検出値は、電圧変化波形を表したアナログ信号であり、これらの検出値をマイコン１４で処理可能なレベルの電圧変化波形に変換するのが入力回路１１である。

一方、例えばクランク角センサ２３から出力される検出値は、入力回路１２により、図１５（ａ）の上段に示すクランク角信号に変換される。当該クランク角信号は、クランク軸が所定角度回転する毎にパルスエッジが立ち上がるパルス波形である。

マイコン１４は、これらの検出値に基づき、アクチュエータ３０〜３２に対する制御指令値を演算する。例えば、クランク角信号から算出されるエンジン回転数や、アクセルペダル操作量、エンジン冷却水温度、筒内圧等に基づき、燃料噴射量や吸気量、点火時期等の制御指令値を演算する。出力回路１３は、マイコンから出力された制御指令値に基づき、各種アクチュエータ３０〜３２に応じた電力の駆動信号を出力する。

マイコン１４は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる演算処理手段４０と、入力回路１１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換処理手段５０と、二値信号の入出力を行うためのＩ／Ｏインターフェイス６０とを備える。先述した制御指令値の演算は、ＡＤ変換処理手段５０から出力されるデジタル信号、およびＩ／Ｏインターフェイス６０から出力されるクランク角信号等の二値信号に基づき、演算処理手段４０により実行される。

次に、ＡＤ変換処理手段５０によるＡＤ変換処理の手法について、図２および図３を用いて説明する。

図２に示すように、演算処理手段４０は、以下に説明する制御部４１（制御手段）およびトリガカウンタ４２（カウント手段）として機能する。また、ＡＤ変換処理手段５０は、以下に説明するサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路５１）、ＡＤ変換器５２およびＡＤ結果入力レジスタ５６を有する。複数のセンサ２０、２１、２２からの入力は図示しないマルチプレクサを介して１つのＳ／Ｈ回路５１に接続されている。そして、Ｓ／Ｈ回路５１はＡＤ変換器５２と接続されている。

先ず、演算処理手段４０は、先述した図１５（ａ）の下段に示すトリガ信号を、クランク角信号に基づき発生させる。そして、制御部４１は、トリガ信号が発生したタイミングで、アナログ信号をサンプリングしてホールドさせるようにＳ／Ｈ回路５１の作動を制御する。つまり、トリガ信号発生時におけるアナログ信号の電圧値を、サンプル値としてＳ／Ｈ回路５１に記憶させる。

そして、制御部４１は、Ｓ／Ｈ回路５１に記憶されたサンプル値をデジタル信号に変換させるようにＡＤ変換器５２の作動を制御する。ＡＤ変換器５２は、ＡＤ変換処理が完了すると、そのＡＤ変換結果をレジスタ５６に格納する。このように、トリガ信号発生に伴い、Ｓ／Ｈ回路５１およびＡＤ変換器５２の作動が制御部４１により制御されることで、トリガ信号発生のタイミングでアナログ信号がサンプリングされてデジタル信号に変換される。

トリガカウンタ４２は、ＡＤ変換器５２がＡＤ変換処理を実施している最中に、次のトリガ信号（処理時トリガ信号）が発生した回数をカウントする。制御部４１は、トリガカウンタ４２によるカウンタ値がゼロでない場合、つまり処理時トリガ信号が検知された場合に、その処理時トリガ信号に対応するデジタル信号（処理時デジタル信号）を生成する。具体的には、処理時トリガ信号発生時に実施しているＡＤ変換処理によるデジタル信号を、処理時デジタル信号として生成し、レジスタ５６へ出力する。

図３に例示する場合では、（１）（２）（３）（４）（５）の順番にトリガ信号が発生している。図中の符号ＴｂはＡＤ変換処理の実施時間を示しており、トリガ信号（１）（４）（５）に対応するＡＤ変換処理時間Ｔｂが表されている。そして、トリガ信号（１）〜（５）のうちの（２）（３）は、先述した高速発生したものであり、（１）のＡＤ変換処理時間Ｔｂ中に発生している。つまり、トリガ信号（２）（３）が処理時トリガ信号に該当する。なお、トリガ信号（１）は第１トリガ信号、トリガ信号（２）は第２トリガ信号に相当する。

この図３の場合には、レジスタ５６に記憶されるデジタル信号は、図２に示すテーブルＭ１の左欄の期待値（１）（２）（３）（４）（５）（６）に対して、右欄に示すように（１）（１）（１）（４）（５）（６）となる。よって、中欄に示すように期待値（２）（３）に対するデジタル信号の抜け（先述した「ＡＤ変換サンプル抜け」）が生じることを解消でき、クランク角に対してセンサ２０〜２２の検出値がずれることを回避できる（右欄中の点線参照）。

図４および図５は、制御部４１が実施する処理の手順を示すフローチャートであり、図４の処理は、制御部４１にトリガ信号が入力されてくる毎、つまりトリガ信号が発生する毎に実行される。また、図５の処理は、ＡＤ変換器５２から変換処理完了の信号が入力されてくる毎、つまりＡＤ変換処理が完了する毎に実行される。

図４のステップＳ１０では、トリガカウンタ４２のカウンタ値を１加算する。続くステップＳ１１では、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換処理が起動中であるか否かを判定する。起動中でないと否定判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、続くステップＳ１２にてＡＤ変換処理を起動させる。そして、次のステップＳ１３にてトリガカウンタ４２のカウンタ値を１減算する。一方、起動中であると肯定判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、ステップＳ１２、Ｓ１３の処理を実施することなく図４の処理を終了する。

図５のステップＳ２０では、トリガカウンタ４２のカウンタ値がゼロであるか否かを判定する。カウンタ値＝０でないと否定判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、続くステップＳ２５において、前回のＡＤ変換結果（第１デジタル信号）と同じ値を今回のＡＤ変換結果（第２デジタル信号）として生成し、ＡＤ変換結果を入力するレジスタ５６に第２デジタル信号を書き込む。要するに、前回と同じ値をレジスタ５６に書き込む。そして、次のステップＳ２６にてトリガカウンタ４２のカウンタ値を１減算し、スタップＳ２０の判定処理に戻る。一方、カウンタ値＝０であると肯定判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２５、Ｓ２６の処理を実施することなく図５の処理を終了する。

図４および図５の処理を実施すると、図３の如くトリガ信号（２）（３）が高速発生した場合には、次のように処理されることとなる。

すなわち、トリガ信号（４）または（５）が発生すると、図４のステップＳ１１にて否定判定されて、ステップＳ１２によりＡＤ変換処理が起動されることとなる。この場合、ステップＳ１０にてカウントアップされたカウンタ値は、ステップＳ１３にてカウントダウンされてゼロになる。そして、トリガ信号（４）または（５）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる（図２参照）。

一方、トリガ信号（１）が発生すると、ステップＳ１１にて否定判定されて、ステップＳ１２によりＡＤ変換処理が起動されることとなる。この場合、ステップＳ１０にてカウントアップされたカウンタ値は、ステップＳ１３にてカウントダウンされてゼロになる。但し、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理の最中に、次のトリガ信号（２）（３）が発生しているので、トリガ信号（２）の発生時にはステップＳ１１にて肯定判定されるので、ステップＳ１０によるカウンタ値の加算が実行される一方で、ステップＳ１３によるカウンタ値の減算が実行されない。そのため、カウンタ値が１になる。その後さらにトリガ信号（３）が発生したことにより、カウンタ値が２になる。

その後、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、先ずはＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる。つまり、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理の結果（第１デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる（図２参照）。そして、図５の処理において、カウンタ値が２になっているためステップＳ２０にて否定判定されることとなり、前回値（第１デジタル信号）と同じ値（第２デジタル信号）をレジスタ５６に書き込む。つまり、トリガ信号（２）に対応する第２デジタル信号として、前回値と同じ値がレジスタ５６に書き込まれる。

その後、ステップＳ２０の処理に戻った時にはカウンタ値が１になっているため、前回値（第２デジタル信号）と同じ値（第３デジタル信号）をレジスタ５６に書き込む。つまり、トリガ信号（３）に対応する第３デジタル信号として、前回値と同じ値がレジスタ５６に書き込まれる。その後、ステップＳ２０の処理に戻った時にはカウンタ値が０になっているため、図５の処理が終了する。したがって、テーブルＭ１の期待値に対して、「ＡＤ変換サンプル抜け」）が生じることなく期待値に対応するデジタル信号がレジスタ５６に格納されることとなる。

以上により、本実施形態によれば、制御部４１による判定手段（Ｓ１１）を備えることで、第１トリガ信号に起因したＡＤ変換中に次の第２トリガ信号が発生したことを検知する。そして、当該検知が為された場合には、第１トリガ信号に対応する第１デジタル信号と同じ値を、第２トリガ信号に対応する第２デジタル信号として出力する。そのため、筒内圧センサ２０の検出値（アナログ信号）に対して、第２トリガ信号に対応するサンプリングおよびＡＤ変換が為されないといった「ＡＤ変換サンプル抜け」を解消できる。

よって、高分解能でサンプリングしてＡＤ変換が為されるとともに、クランク角に対して筒内圧センサ２０の検出値がずれることを回避できる。その結果、燃料噴射弁３０等の各種アクチュエータ３０〜３２の作動を高分解能の筒内圧検出値を加味して制御でき、エンジンを高精度で制御することを促進できるようになる。

さらに本実施形態では、第１トリガ信号の発生に伴いＡＤ変換を実施している最中に、第２トリガ信号を含む複数のトリガ信号が発生した場合、その発生回数をカウントするトリガカウンタ４２（カウント手段）を備える。そして、制御部４１は、トリガカウンタ４２によりカウントされたトリガ発生回数に応じて、第２デジタル信号を含む複数のデジタル信号を、第１デジタル信号を出力した後に順次出力していくように制御する。

これにより、ＡＤ変換処理中に次のトリガ信号（処理時トリガ信号）が複数発生した場合であっても、それらの処理時トリガ信号に対応するデジタル信号がレジスタ５６に順次記憶される。よって、処理時トリガ信号が複数の場合であってもＡＤ変換サンプル抜けを解消できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、処理時トリガ信号に対応するデジタル信号を、前回値と同じ値に設定してレジスタ５６に記憶させている。これに対し本実施形態では、処理時トリガ信号に対応するアナログ信号のサンプル値を、ＡＤ変換器５２にＡＤ変換させ、その実際にＡＤ変換した値を、処理時トリガ信号に対応するデジタル信号としてレジスタ５６に記憶させる。換言すれば、制御部４１からレジスタ５６へデジタル信号を出力して格納することを、図６に示す本実施形態では廃止している。

図７に例示するように、（１）（２）（３）（４）（５）の順番にトリガ信号が発生し、そのうちの（２）（３）が高速発生した処理時トリガ信号に該当する場合において、トリガ信号（１）は第１トリガ信号、トリガ信号（２）は第２トリガ信号に相当する。この図７の場合には、レジスタ５６に記憶されるデジタル信号は、図６に示すテーブルＭ２の左欄の期待値（１）（２）（３）（４）（５）（６）に対して、右欄に示すように（１）（２）（３）（４）（５）（６）となる。よって、中欄に示すように期待値（２）（３）に対するＡＤ変換サンプル抜けが生じることを解消でき、クランク角に対してセンサ２０〜２２の検出値がずれることを回避できる（右欄中の点線参照）。

本実施形態にかかる制御部４１は、トリガ信号発生時には図４と同様の処理を実施するとともに、ＡＤ変換処理完了時には、図５の処理に替えて図８の処理を実施する。

すなわち、図８のステップＳ２０において、カウンタ値＝０でないと否定判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、続くステップＳ２４において、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換処理を起動させる。そして、次のステップＳ２６にてトリガカウンタ４２のカウンタ値を１減算する。一方、カウンタ値＝０であると肯定判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２４、Ｓ２６の処理を実施することなく図８の処理を終了する。

なお、上記ステップＳ２４では、ＡＤ変換処理を起動させるに先立ちＳ／Ｈ回路５１を作動させて、アナログ信号をサンプリングする。つまり、前回のＡＤ変換処理が完了した時点でアナログ信号をサンプリングし、そのサンプリング値をＡＤ変換する。したがって、本実施形態における「第１デジタル信号のＡＤ変換が終了した後の所定タイミング」は、第１デジタル信号のＡＤ変換が終了した時点に相当する。

図４および図８の処理を実施すると、図７の如くトリガ信号（２）（３）が高速発生した場合には、次のように処理されることとなる。

すなわち、トリガ信号（４）および（５）が発生すると、上記第１実施形態と同様にしてＡＤ変換結果がレジスタ５６に順次書き込まれる（図６参照）。一方、トリガ信号（１）が発生すると、上記第１実施形態と同様にしてＡＤ変換処理が起動され、その処理中にトリガ信号（２）（３）が発生したことによりカウンタ値が２になる。

その後、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる。つまり、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理の結果（第１デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる（図２参照）。そして、図８の処理において、カウンタ値が２になっているためステップＳ２０にて否定判定されることとなり、ステップＳ２４によりアナログ信号がサンプリングされるとともにＡＤ変換処理が起動される。つまり、トリガ信号（２）に対応するサンプリングおよびＡＤ変換処理を実施する。

このトリガ信号（２）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる。つまり、トリガ信号（２）に対応するＡＤ変換処理の結果（第２デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる（図６参照）。そして、ＡＤ変換処理完了時に実施される図８の処理において、カウンタ値が１になっているためステップＳ２０にて否定判定されることとなり、ステップＳ２４によりアナログ信号がサンプリングされるとともにＡＤ変換処理が起動される。つまり、トリガ信号（３）に対応するサンプリングおよびＡＤ変換処理を実施する。

このトリガ信号（３）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる。つまり、トリガ信号（３）に対応するＡＤ変換処理の結果（第３デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる（図６参照）。そして、ＡＤ変換処理完了時に実施される図８の処理において、カウンタ値が０になっているため、ステップＳ２４によるＡＤ変換処理を起動させることなく図８の処理が終了する。したがって、テーブルＭ２の期待値に対して、「ＡＤ変換サンプル抜け」）が生じることなく期待値に対応するデジタル信号がレジスタ５６に格納されることとなる。

以上により、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様にして「ＡＤ変換サンプル抜け」を解消でき、エンジンを高精度で制御することを促進できる。しかも、第１デジタル信号のＡＤ変換が終了した後に、第２トリガ信号に対応するアナログ信号のサンプル値をＡＤ変換器５２にＡＤ変換させ、そのＡＤ変換した値を第２デジタル信号として出力させるように制御する。そのため、高速発生した処理時トリガ信号に対応するデジタル信号を、実際にＡＤ変換して出力するので、第２デジタル信号を実際のセンサ検出値に近い値にできる。よって、センサ検出値のＡＤ変換精度を向上できる。

（第３実施形態）
上記第１実施形態では、複数のセンサ２０〜２３に対してＳ／Ｈ回路５１を１つ設けている。これに対し図９に示す本実施形態では、１つのセンサに対してＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３を複数設けている。図９の例では、１つの筒内圧センサ２０に対してＳ／Ｈ回路を３つ設けている。なお、本実施形態についても上記第２実施形態と同様にして、制御部４１からレジスタ５６へデジタル信号を出力して格納することを廃止している。

そして、複数のＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３のいずれに筒内圧センサ２０を接続するかを、入力切替装置５３により切り替える。また、複数のＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３のいずれにＡＤ変換器５２を接続するかを、出力切替装置５４により切り替える。これらの入力切替装置５３および出力切替装置５４の作動は、制御部４１により制御される。

具体的には、例えば予め決められた順番でＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３を筒内圧センサ２０に接続していき、トリガ信号が順次発生する毎に決められた順番のＳ／Ｈ回路にサンプル値をホールドさせていく。そして、サンプリングした順番でＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３をＡＤ変換器５２に接続していき、Ｓ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３の各々でホールドされたサンプル値を、ＡＤ変換器５２で順次ＡＤ変換処理していく。

例えば、図７と同様にして、（１）（２）（３）（４）（５）の順番にトリガ信号が発生した場合において、最初のトリガ信号（１）発生時はＳ／Ｈ回路５１１に接続し、Ｓ／Ｈ回路５１１にてサンプル値をホールドさせる。そして、次のトリガ信号（２）発生時はＳ／Ｈ回路５１２に接続してサンプル値をホールドさせ、次のトリガ信号（３）発生時はＳ／Ｈ回路５１３に接続し、次のトリガ信号（４）発生時はＳ／Ｈ回路５１１に接続していく。

したがって、レジスタ５６に記憶されるデジタル信号は、図９に示すテーブルＭ３の左欄の期待値（１）（２）（３）（４）（５）（６）に対して、右欄に示すように（１）（２）（３）（４）（５）（６）となる。よって、中欄に示すように期待値（２）（３）に対するＡＤ変換サンプル抜けが生じることを解消でき、クランク角に対してセンサ２０〜２２の検出値がずれることを回避できる（右欄中の点線参照）。

本実施形態にかかる制御部４１は、トリガ信号発生時には図１０の処理を実施するとともに、ＡＤ変換処理完了時には図１１の処理を実施する。

すなわち、図１０のステップＳ１０では、トリガカウンタ４２のカウンタ値を１加算する。続くステップＳ１０ａでは、Ｓ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３の入力側の接続を所定の順番で切り替えるよう、入力切替装置５３の作動を制御する。続くステップＳ１１ａでは、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換処理が起動中であるか否か、或いは、鳥がカウンタ値がゼロであるか否かを判定する。起動中でなく、かつ、カウンタ値＝０でないと否定判定された場合（Ｓ１１ａ：ＮＯ）には、続くステップＳ１１ｂにおいて、Ｓ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３の出力側の接続（ＡＤ変換器５２との接続）を、入力側の接続順にしたがって切り替えるよう、出力切替装置５４の作動を制御する。

次に、ステップＳ１２にてＡＤ変換処理を起動させて、接続されているＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３でホールドされているサンプル値をデジタル信号にＡＤ変換する。そして、続くステップＳ１３にてトリガカウンタ４２のカウンタ値を１減算する。一方、起動中或いはカウンタ値＝０であると肯定判定された場合（Ｓ１１ａ：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１ｂ、Ｓ１２、Ｓ１３の処理を実施することなく図１０の処理を終了する。

図１１のステップＳ２０では、トリガカウンタ４２のカウンタ値がゼロであるか否かを判定する。カウンタ値＝０でないと否定判定された場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、続くステップＳ２３において、Ｓ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３の出力側の接続（ＡＤ変換器５２との接続）を、入力側の接続順にしたがって切り替えるよう、出力切替装置５４の作動を制御する。次に、ステップＳ２４にてＡＤ変換処理を起動させて、接続されているＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３でホールドされているサンプル値をデジタル信号にＡＤ変換する。そして、続くステップＳ２６にてトリガカウンタ４２のカウンタ値を１減算する。一方、カウンタ値＝０であると肯定判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２６の処理を実施することなく図１１の処理を終了する。

図１０および図１１の処理を実施すると、図７の如くトリガ信号（２）（３）が高速発生した場合には、次のように処理されることとなる。

すなわち、トリガ信号（４）および（５）が発生すると、上記第１実施形態と同様にしてＡＤ変換結果がレジスタ５６に順次書き込まれる（図６参照）。なお、トリガ信号（４）発生時にはＳ／Ｈ回路５１１にサンプル値がホールドされ、トリガ信号（５）発生時には、次の順番のＳ／Ｈ回路５１２にサンプル値がホールドされる。

一方、トリガ信号（１）が発生すると、上記第１実施形態と同様にしてＡＤ変換処理が起動され、その処理中にトリガ信号（２）（３）が発生したことによりカウンタ値が２になる。そして、トリガ信号（１）発生時にはＳ／Ｈ回路５１１にサンプル値がホールドされ、トリガ信号（２）（３）の発生時にはＳ／Ｈ回路５１２、５１３にサンプル値が順次ホールドされていく。

その後、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる。つまり、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理の結果（第１デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる（図９参照）。そして、図１１の処理において、カウンタ値が２になっているためステップＳ２０にて否定判定されることとなり、ステップＳ２３、Ｓ２４により、所定のＳ／Ｈ回路でホールドされているサンプル値がＡＤ変換される。つまり、トリガ信号（２）に対応するＡＤ変換処理の結果（第２デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる。

このトリガ信号（２）に対応するサンプル値のＡＤ変換処理が完了すると、このＡＤ変換処理完了時に実施される図１１の処理において、カウンタ値が１になっているためステップＳ２０にて否定判定されることとなり、次の順番のＳ／Ｈ回路でホールドされているサンプル値がＡＤ変換される。つまり、トリガ信号（３）に対応するＡＤ変換処理の結果（第３デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる。そして、このＡＤ変換処理完了時に実施される図１１の処理においては、カウンタ値が０になっているため、ステップＳ２４によるＡＤ変換処理を起動させることなく図１１の処理が終了する。したがって、テーブルＭ３の期待値に対して、「ＡＤ変換サンプル抜け」）が生じることなく期待値に対応するデジタル信号がレジスタ５６に格納されることとなる。

以上により、本実施形態によれば、上記第２実施形態と同様にして「ＡＤ変換サンプル抜け」を解消でき、エンジンを高精度で制御することを促進できる。また、高速発生した処理時トリガ信号に対応するデジタル信号を、実際にＡＤ変換して出力するので、第２デジタル信号を実際のセンサ検出値に近い値にでき、センサ検出値のＡＤ変換精度を向上できる。

さらに本実施形態によれば、１つのセンサに対してＳ／Ｈ回路５１１、５１２、５１３を複数設けているので、処理時トリガ信号が発生したタイミングでアナログ信号からサンプリングしてホールドしておくことができるようになる。そのため、第２デジタル信号を、処理時トリガ信号発生時のセンサ検出値に近い値にでき、センサ検出値のＡＤ変換精度を向上できる。

（第４実施形態）
図１２に示す本実施形態では、Ｓ／Ｈ回路５１４、５１５、５１６を、複数のセンサ２０〜２２の各々に対して１つずつ設けている。以下、筒内圧センサ２０に対応するＳ／Ｈ回路５１４をｃｈ１、水温センサ２１に対応するＳ／Ｈ回路５１５をｃｈ２、アクセルセンサ２２に対応するＳ／Ｈ回路５１６をｃｈ３と呼ぶ。筒内圧センサ２０に対するＡＤ変換の優先順位は、水温センサ２１およびアクセルセンサ２２に対するＡＤ変換の優先順位よりも高く設定されている。そして、本実施形態にかかる入力切替装置５５（切替手段）は、優先順位の低いセンサのｃｈ２、ｃｈ３を、優先順位の高いセンサのｃｈ１に切替えて接続可能である。

上記ＡＤ変換の優先順位に関し、センサ検出値の所定時間あたりの変化が大きいセンサについては、デジタル信号の高分解能が要求されるため、ＡＤ変換サンプル抜けを優先的に回避させることが望ましい。そのため、燃焼サイクル中の短時間（例えば数ミリ秒）で急激に変化する筒内圧センサ２０に対する優先順位を、所定時間あたりの変化が小さい水温センサ２１よりも高く設定することが望ましい。

制御部４１は、筒内圧センサ２０のトリガ信号が高速発生した場合に、他のセンサ２１、２２のＳ／Ｈ回路５１５、５１６を筒内圧センサ２０用のＳ／Ｈ回路として一時的に利用するように入力切替装置５５を制御する。つまり、筒内圧センサ２０のトリガ信号が高速発生する毎に、複数のＳ／Ｈ回路５１４、５１５、５１６で筒内圧センサ２０のサンプル値を順次ホールドさせていく。つまり、第３実施形態にかかる入力切替装置５３と同様に入力切替装置５５の切り替え作動を制御する。

なお、トリガ信号は、複数のセンサ２０〜２２の各々に対して別々に発生させており、これらのトリガ信号が高速発生していない場合には、ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３の各々は対応するセンサ２０〜２２に接続されている。そして、筒内圧センサ２０のトリガ信号が高速発生した場合には、ｃｈ２、ｃｈ３を筒内圧センサ２０に割り当てて、筒内圧センサ２０アナログ信号をｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３の各々で順次サンプリングしてホールドさせていく。

例えば、図７と同様にして、（１）（２）（３）（４）（５）の順番に筒内圧センサ２０のトリガ信号が発生した場合において、最初のトリガ信号（１）発生時はｃｈ１に接続してサンプル値をホールドさせる。そして、次のトリガ信号（２）発生時はｃｈ２に接続してサンプル値をホールドさせ、次のトリガ信号（３）発生時はｃｈ３に接続し、次のトリガ信号（４）発生時はｃｈ１に接続していく。

したがって、レジスタ５６に記憶される筒内圧センサ２０のデジタル信号は、図１２に示すテーブルＭ４の左欄の期待値（１）（２）（３）（４）（５）（６）に対して、右欄に示すように（１）（２）（３）（４）（５）（６）となる。よって、中欄に示すように期待値（２）（３）に対するＡＤ変換サンプル抜けが生じることを解消でき、クランク角に対して筒内圧センサ２０の検出値がずれることを回避できる（右欄中の点線参照）。

ちなみに、筒内圧センサ２０のトリガ信号が高速発生した場合に、ｃｈ２、ｃｈ３の両方を筒内圧センサ２０用に利用してもよいし、いずれか一方を利用してもよく、その選択は、高速発生速度に応じて制御部４１が判定すればよい。利用した履歴は、図１２に示す切替ｃｈ記憶部４２ａに記憶される。この切替ｃｈ記憶部４２ａに記憶される履歴は「カウント手段」に相当し、処理時トリガ信号の発生回数は前記履歴により表される。

本実施形態にかかる制御部４１は、トリガ信号発生時には図１３の処理を実施するとともに、ＡＤ変換処理完了時には図１４の処理を実施する。

すなわち、図１３のステップＳ１１にてＡＤ変換器５２が起動中でないと否定判定された場合（Ｓ１１：ＮＯ）には、続くステップＳ１２にてＡＤ変換処理を起動させる。一方、起動中であると肯定判定された場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）には、トリガ信号が高速発生しているとみなし、続くステップＳ１４にて入力ｃｈ切替制御を実施する。この入力ｃｈ切替制御では、筒内圧センサ２０との接続をｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３のいずれにするかを選択し、入力切替装置５５の作動を制御する。続くステップＳ１５では、いずれのチャンネルに切り替えたかの履歴を切替ｃｈ記憶部４２ａに記憶させる。その後、次のステップＳ１６にて、一時的に利用していたｃｈ２、ｃｈ３のセンサ接続先を元に戻すよう、入力切替装置５５の作動を制御する。

図１４のステップＳ２０ａでは、切替ｃｈ記憶部４２ａにｃｈ２、ｃｈ３を利用した履歴が残っているか否かを判定する。残っていると肯定判定された場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、続くステップＳ２２にて出力ｃｈ切替制御を実施する。この出力ｃｈ切替制御では、Ｓ／Ｈ回路５１４、５１５、５１６の出力側の接続（ＡＤ変換器５２との接続）を、切替ｃｈ記憶部４２ａに記憶されている履歴内容に基づき出力切替装置５４の作動を制御する。具体的には、ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３のうち最も古い時期に利用したチャンネルをＡＤ変換器５２に接続する。

続くステップＳ２４ではＡＤ変換処理を起動させて、接続されているｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３でホールドされているサンプル値をデジタル信号にＡＤ変換する。そして、次のステップＳ２７において、切替ｃｈ記憶部４２ａの履歴から、ＡＤ変換済みの履歴内容を消去する。続くステップＳ２８では、一時的に利用するチャンネルとＡＤ変換器５２との接続を切り離して、ＡＤ変換器５２の接続先を元に戻すように出力切替装置５４の作動を制御する。

図１３および図１４の処理を実施すると、筒内圧センサ２０に対して図７の如くトリガ信号（２）（３）が高速発生した場合には、次のように処理されることとなる。

すなわち、トリガ信号（４）および（５）が発生すると、ｃｈ１により順次サンプリングされてＡＤ変換され、上記第１実施形態と同様にしてＡＤ変換結果がレジスタ５６に順次書き込まれる（図１２参照）。一方、トリガ信号（１）が発生すると、上記第１実施形態と同様にしてＡＤ変換処理が起動され、その処理中にトリガ信号（２）（３）が発生したことによりｃｈ２、ｃｈ３を一時的に利用して順次サンプリングされる。具体的には、トリガ信号（１）発生時にはｃｈ１にサンプル値がホールドされ、トリガ信号（２）（３）の発生時にはｃｈ２、ｃｈ３にサンプル値が順次ホールドされていく。また、このようなｃｈ２、ｃｈ３の利用履歴が切替ｃｈ記憶部４２ａに記憶される。

その後、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理が完了すると、ＡＤ変換器５２によるＡＤ変換結果がレジスタ５６に書き込まれる。つまり、トリガ信号（１）に起因したＡＤ変換処理の結果（第１デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる（図１２参照）。そして、図１４の処理において、切替ｃｈ記憶部４２ａの履歴が全て消去されるまで、ｃｈ２、ｃｈ３でホールドされているサンプル値がＡＤ変換される。つまり、トリガ信号（２）に対応するＡＤ変換処理の結果（第２デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれ、その後、トリガ信号（３）に対応するＡＤ変換処理の結果（第３デジタル信号）がレジスタ５６に書き込まれる。したがって、テーブルＭ４の期待値に対して、「ＡＤ変換サンプル抜け」）が生じることなく期待値に対応するデジタル信号がレジスタ５６に格納されることとなる。

以上により、本実施形態によれば、上記第３実施形態と同様にして「ＡＤ変換サンプル抜け」を解消できるとともに、高速トリガ発生時には、１つのセンサ（筒内圧センサ２０）に対して複数のＳ／Ｈ回路５１４、５１５、５１６でサンプリングおよびホールドを実施できる。そのため、筒内圧検出値のＡＤ変換精度向上を、Ｓ／Ｈ回路の増設を抑制しつつ実現できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記第２実施形態において、高速トリガ発生が所定回数以上連続して発生した場合には、複数の処理時トリガ信号のうちの一部を、上記第１実施形態と同様にして前回値と同じ値のデジタル信号を制御部４１からレジスタ５６へ出力して、ＡＤ変換処理の一部を省略するようにしてもよい。

・同様に、上記第３および第４実施形態においても、高速トリガ発生が所定回数以上連続して発生した場合には、複数の処理時トリガ信号のうちの一部を、上記第１実施形態と同様にして前回値と同じ値のデジタル信号を制御部４１からレジスタ５６へ出力して、Ｓ／Ｈ回路５１１〜５１６によるサンプリングおよびＡＤ変換器５２によるＡＤ変換処理の一部を省略するようにしてもよい。

・上記第３実施形態において、複数のＳ／Ｈ回路を設ける対象となるセンサを、優先順位を高く設定した筒内圧センサ２０とし、優先順位を低く設定した水温センサ２１については１つのＳ／Ｈ回路を設けるようにしてもよい。

・上記第４実施形態では、ＡＤ変換優先順位の高いセンサとして筒内圧センサ２０を適用させているが、筒内圧センサ２０の他にも、吸気量を検出するエアフロメータや、アクセルセンサ２２、以下に説明する燃圧センサ等をＡＤ変換優先順位の高いセンサとして適用させてもよい。前記燃圧センサとは、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力や、燃料噴射弁内部の燃料圧力を検出する燃圧センサであり、燃料噴射率変化の推定や噴射量の推定に用いられるものである。これらのセンサについても筒内圧センサ２０と同様にして、センサ検出値の所定時間あたりの変化が大きいので、デジタル信号の高分解能が要求される。よって、ＡＤ変換優先順位を高く設定して、ＡＤ変換サンプル抜けを優先的に回避させることが望ましい。

・上記第１実施形態では、第１デジタル信号を複写して第２デジタル信号としているが、第１デジタル信号をそのまま複写することに替え、第１デジタル信号を補正して第２デジタル信号を算出してもよい。

・上記各実施形態では、エンジン回転数に応じて変化するクランク角信号に同期してトリガ信号を発生させている。つまり、時間非同期でトリガ信号を発生させてＡＤ変換している。これに対し、時間同期でトリガ信号を発生させてＡＤ変換させる場合に本発明を適用させてもよい。

４１…制御部（制御手段）、５２…ＡＤ変換器、Ｓ１１、Ｓ１１ａ…判定手段。

Claims

トリガ信号が発生したタイミングで、センサ（２０、２１、２２）から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号にＡＤ変換するＡＤ変換器（５２）と、
第１トリガ信号の発生に伴い前記ＡＤ変換を実施している最中に、次の第２トリガ信号が発生したか否かを判定する判定手段（Ｓ１１、Ｓ１１ａ）と、
前記判定手段により肯定判定された場合に、前記第１トリガ信号に伴いＡＤ変換された第１デジタル信号を出力した後、前記第２トリガ信号に対応する第２デジタル信号を出力するように制御する制御手段（４１）と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１デジタル信号に基づき前記第２デジタル信号を生成して出力することを特徴とするＡＤ変換装置。
トリガ信号が発生したタイミングで、センサ（２０、２１、２２）から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号にＡＤ変換するＡＤ変換器（５２）と、
第１トリガ信号の発生に伴い前記ＡＤ変換を実施している最中に、次の第２トリガ信号が発生したか否かを判定する判定手段（Ｓ１１、Ｓ１１ａ）と、
前記判定手段により肯定判定された場合に、前記第１トリガ信号に伴いＡＤ変換された第１デジタル信号を出力した後、前記第２トリガ信号に対応する第２デジタル信号を出力するように制御する制御手段（４１）と、
を備え、
前記制御手段は、前記ＡＤ変換器による前記第１デジタル信号のＡＤ変換が終了した後に、前記第２トリガ信号に対応する前記アナログ信号のサンプル値を、前記ＡＤ変換器にＡＤ変換させ、そのＡＤ変換した値を前記第２デジタル信号として出力させるように制御し、
前記サンプル値は、前記第２トリガ信号が発生したタイミングで前記アナログ信号からサンプリングしてホールドしておいた値であり、
前記ホールドを実施するホールド回路（５１４、５１５、５１６）を、複数の前記センサの各々に対して設けており、
複数の前記センサのうちＡＤ変換の優先順位が低いセンサに対して設けられた前記ホールド回路（５１２）を、ＡＤ変換の優先順位が高いセンサに切替えて接続する切替手段（５５）を備えることを特徴とするＡＤ変換装置。
前記ホールドを実施するホールド回路（５１１、５１２、５１３）を、１つの前記センサに対して複数設けたことを特徴とする請求項２に記載のＡＤ変換装置。
前記第１トリガ信号の発生に伴い前記ＡＤ変換を実施している最中に、前記第２トリガ信号を含む複数のトリガ信号が発生した場合、その発生回数をカウントするカウント手段（４２、４２ａ）を備え、
前記制御手段は、前記カウント手段によりカウントされた前記発生回数に応じて、前記第２デジタル信号を含む複数のデジタル信号を、前記第１デジタル信号を出力した後に順次出力していくように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＡＤ変換装置。