WO2019220757A1 - Ａｄコンバータ、車載制御装置及び、ａｄコンバータの制御方法 - Google Patents

Abstract

ＡＤコンバータは、アナログ値が入力される複数の入力端子と、該入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドするサンプルホールド部と、該サンプルホールド部と接続され、該サンプルホールド部から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換部と、前記複数の入力端子のうちのいずれかの入力端子に切替えて、該切替えられた入力端子と前記サンプルホールド部とを接続する接続切替部と、該接続切替部の切替えを制御する制御部とを備える。

Description

ＡＤコンバータ、車載制御装置及び、ＡＤコンバータの制御方法

　本発明は、ＡＤコンバータ、車載制御装置及び、ＡＤコンバータの制御方法に関する。
　本出願は、２０１８年５月１４日出願の日本出願第２０１８－９３３２９号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　入力アナログ信号をサンプル及びホールドして出力するサンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路から供給される信号をデジタル変換して出力する変換器とを有するＡＤコンバータが知られている（例えば、特許文献１）。

　特許文献１に記載のＡＤコンバータのサンプルホールド回路は、入力アナログ信号をコンデンサにサンプリングするコンデンサ回路と、コンデンサ回路に保持された電圧を増幅して変換器に出力する増幅器を有する。このサンプルホールド回路は、コンデンサ回路によって入力アナログ信号をクロック信号と同期してサンプル及びホールドし、増幅器に出力する。すなわち、特許文献１のＡＤコンバータのコンデンサ回路には、クロック信号と同期してアナログ信号が入力されており、サンプリング信号に応答して、このコンデンサ回路は、アナログ信号をサンプリングしてホールドする。

特開２００９－１０５５９５号公報

　本開示の一態様に係るＡＤコンバータは、アナログ値が入力される複数の入力端子と、該入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドするサンプルホールド部と、該サンプルホールド部と接続され、該サンプルホールド部から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換部と、前記複数の入力端子のうちのいずれかの入力端子に切替えて、該切替えられた入力端子と前記サンプルホールド部とを接続する接続切替部と、該接続切替部の切替えを制御する制御部とを備える。

　本開示の一態様に係る車載制御装置は、車両に搭載される車載制御装置であって、同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子と、前記入力端子夫々に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部と、前記サンプルホールド部夫々に接続され、前記サンプルホールド部夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つ以上のＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部と接続され、前記車両に搭載される車載装置を制御する制御部と、前記サンプルホールド部と前記ＡＤ変換部との間に介在し前記サンプルホールド部と前記ＡＤ変換部との接続を切替える、又は前記ＡＤ変換部と前記制御部との間に介在し前記ＡＤ変換部と前記制御部との接続を切替える接続切替部とを備え、前記制御部は、前記接続切替部の切り替えを制御する。

　本開示の一態様に係るＡＤコンバータの制御方法は、同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子夫々に入力されたアナログ値夫々をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部夫々に接続され、前記サンプルホールド部夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つ以上のＡＤ変換部との接続を切替え、前記ＡＤ変換部が変換した前記デジタル値夫々を出力する。

実施形態１に係るＡＤコンバータの一構成例を略示したブロック図である。 ＡＤ変換処理に関する説明図である。 アナログ値のサンプルタイミングに関する説明図である。 実施形態２に係るＡＤコンバータを含む車載制御装置を搭載した車両を略示したブロック図である。 実施形態２（単一のＡＤ変換部）に係る車載制御装置の一構成例を略示したブロック図である。 実施形態３（複数のＡＤ変換部）に係る車載制御装置の一構成例を略示したブロック図である。

［発明が解決しようとする課題］
　特許文献１のＡＤコンバータのコンデンサ回路がアナログ信号をサンプリングするにあたって応答するサンプリング信号の周期又は発振タイミングは、ＡＤコンバータに接続されるセンサ等から出力されるアナログ信号に基づいて適宜決定される。その上で、サンプリング信号の周期等を決定するにあたっては、ＡＤコンバータの処理能力が考慮される。例えば、サンプル及びホールドの処理の所要時間が１０μsec、アナログ値をデジタル値にＡＤ変換する処理の所要時間が５００μsecとする。この場合、サンプリング信号の周期等、すなわち連続してサンプリングする２つのサンプリング時点（タイミング）の時差は、これら所要時間の合算値である５１０μsecよりも大きい値となる。

　従って、サンプリング信号の周期又は発振タイミングを決定するにあたり、上述のごとくＡＤコンバータの処理能力が実質的な制限事項となっていた。また、一般的なＡＤコンバータにおいて、その処理能力を越えるまでにサンプリング信号の周期又は発振タイミングを短くすることは、ＡＤコンバータの実装上の仕様として要求されるまでに至らなかった。しかしながら、近年、制御対象のアクチュエータの高機能化に伴い、サンプリング信号の周期又は発振タイミングを更に短くし、アナログ信号の分解能を高くすることが望まれるようになった。

　サンプリング信号の周期等を短くすることにより、入力されたアナログ値をデジタル値に変換する分解能を高くすることができるが、サンプリングしたアナログ値をデジタル値に変換する所要時間もサンプリング信号の周期等に合わせて短くする必要がある。デジタル値に変換するための所要時間を短くするためには、変換処理を行うＭＰＵ等の作動周波数を高くする必要があるところ、このような高周波数のＭＰＵ等は、部品コストが高くなるという問題点がある。

　本開示の目的は、連続してアナログ値を取得する処理を高速化することができるＡＤコンバータ等を提供する。

［本開示の効果］
　本開示によれば、連続してアナログ値を取得する処理を高速化することができるＡＤコンバータ等を提供することができる。

［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本開示の一態様に係るＡＤコンバータは、アナログ値が入力される複数の入力端子と、該入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドするサンプルホールド部と、該サンプルホールド部と接続され、該サンプルホールド部から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換部と、前記複数の入力端子のうちのいずれかの入力端子に切替えて、該切替えられた入力端子と前記サンプルホールド部とを接続する接続切替部と、該接続切替部の切替えを制御する制御部とを備える。

　本態様にあたっては、接続切替部によって入力端子を切替えることによって、切替の前後におけるアナログ値をサンプルホールド部がサンプル及びホールドすることができる。従っていずれかの入力端子から入力されたアナログ値のデジタル値への変換が終了するよりも前に他の入力端子に切替え、他の入力端子から入力されたアナログ値をサンプル及びホールドすることができ、連続してアナログ値を取得する処理を高速化することができる。

（２）前記サンプルホールド部が前記いずれかの入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドを開始した後、前記接続切替部が他の入力端子に切替えるまでの時間は、サンプル及びホールドに要する時間以上かつ、サンプル、ホールド及びアナログ値のデジタル値への変換に要する時間よりも短い構成が好ましい。

　本態様にあたっては、サンプルホールド部が入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドを開始し、このアナログ値のサンプル及びホールドに要する時間が経過した以降に、接続切替部は他の入力端子に切替える。従って、いずれかの入力端子から入力されたアナログ値のサンプル及びホールドの処理と、他の入力端子から入力されたアナログ値のサンプル及びホールドの処理とが、重複することを回避することができる。接続切替部は、サンプルホールド部がいずれかの入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドを開始した後、サンプル、ホールド及びアナログ値をデジタル値への変換に要する時間が経過するよりも前に、他の入力端子に切替える。従って、切替前のアナログ値のデジタル値への変換が終了するよりも前にアナログ値をサンプル及びホールドするため、連続してアナログ値を取得する処理を高速化することができる。

（３）前記複数の入力端子夫々には、アナログ値が伝送される主配線を分岐した分岐配線夫々が接続される構成が好ましい。

　本態様にあたっては、アナログ値が伝送される主配線を分岐した分岐配線夫々が、複数の入力端子夫々に接続されているため、主配線とＡＤコンバータとを簡易な構成で接続することができる。

（４）車載制御装置は、上記本開示の一態様のいずれかのＡＤコンバータを備える。

　本態様にあたっては、連続してアナログ値を取得する処理を高速化することができるＡＤコンバータを備えた車載制御装置を提供することができる。

（５）車載制御装置は、車両に搭載される車載制御装置であって、同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子と、前記入力端子夫々に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部と、前記サンプルホールド部夫々に接続され、前記サンプルホールド部夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つ以上のＡＤ変換部と、前記ＡＤ変換部と接続され、前記車両に搭載される車載装置を制御する制御部と、前記サンプルホールド部と前記ＡＤ変換部との間に介在し前記サンプルホールド部と前記ＡＤ変換部との接続を切替える、又は前記ＡＤ変換部と前記制御部との間に介在し前記ＡＤ変換部と前記制御部との接続を切替える接続切替部とを備え、前記制御部は、前記接続切替部の切り替えを制御する。

　本態様にあたっては、複数のサンプルホールド部を備えることにより、同一対象のアナログ値を連続して取得する処理を高速化することができるＡＤ変換部を備えた車載制御装置を提供することができる。

（６）ＡＤ変換部の制御方法は、同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子夫々に入力されたアナログ値夫々をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部夫々に接続され、前記サンプルホールド部夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つ以上のＡＤ変換部との接続を切替え、前記ＡＤ変換部が変換した前記デジタル値夫々を出力する。

　本態様にあたっては、複数のサンプルホールド部を備えることにより、同一対象のアナログ値を連続して取得する処理を高速化することができるＡＤ変換部の制御方法を提供することができる。

［本開示の実施形態の詳細］
　本開示をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。本開示の実施形態に係るＡＤコンバータを、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

（実施形態１）
　以下、実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るＡＤコンバータ１の一構成例を略示したブロック図である。

　本実施形態に係るＡＤコンバータ１は、入力されたアナログ値を離散的な周期で切り出しデジタル値にＡＤ変換するものであり、例えばハイブリッド車、電気自動車等に搭載される。アナログ値は、例えば温度センサによって検出された温度、車両に搭載されたアクチュエータの動作状態を検出するセンサが出力した検出値、シャント抵抗又はホール素子等により構成された電流センサが検出した電流値等である。

　ＡＤコンバータ１は、入力されたアナログ値をサンプル及びホールド（サンプル＆ホールド）するサンプルホールド部１４、サンプルホールド部１４と接続されサンプルホールド部１４から出力されたアナログ値をデジタル値にＡＤ変換するＡＤ変換部１５１を含む。

　ＡＤコンバータ１は、第１入力端子１１と第２入力端子１２、及びこれら入力端子１１，１２のうちのいずれかの入力端子１１，１２に切替えて、切替えられたいずれかの入力端子１１，１２とサンプルホールド部１４とを接続する接続切替部１３を含む。

　第１入力端子１１及び第２入力端子１２には、アナログ値が伝送される主配線２を２つに分岐した分岐配線夫々（第１分岐配線２１、第２分岐配線２２）が接続されている。すなわち、第１分岐配線２１は第１入力端子１１に接続され、第２分岐配線２２は第２入力端子１２に接続されている。このように分岐した第１分岐配線２１を第１入力端子１１に接続し、第２分岐配線２２を第２入力端子１２に接続することで、簡易な構成で同じアナログ値を第１入力端子１１及び第２入力端子１２に入力することができる。

　ＡＤコンバータ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部、及び計時機能を有する時計部を含む制御部１５（マイコン）を備える。制御部１５は、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより、ＡＤ変換部１５１として機能する。

　サンプルホールド部１４は、制御部１５からの制御信号に基づいて、アナログ値をサンプリングするように構成されている。サンプルホールド部１４は例えばコンデンサを含み、当該コンデンサを用いて入力されたアナログ値をホールドする。

　ＡＤ変換部１５１は、サンプルホールド部１４と電気的に接続してあり、サンプルホールド部１４がサンプル及びホールドしたアナログ値をデジタル値に変換する。

　制御部１５は、サンプルホールド部１４がアナログ値をサンプリングするための制御信号の出力に連動させ、接続切替部１３の切替制御を行う。すなわち、第１入力端子１１から入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする場合、接続切替部１３は、制御部１５が出力した制御信号に基づき、第１入力端子１１に切替えて、第１入力端子１１とサンプルホールド部１４とを接続する。第２入力端子１２から入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする場合、接続切替部１３は、制御部１５が出力した制御信号に基づき第２入力端子１２に切替えて、第２入力端子１２とサンプルホールド部１４とを接続する。

　ＡＤコンバータ１は、出力端子１６を含み、ＡＤ変換部１５１が変換したデジタル値を出力端子１６から出力する。又は、ＡＤコンバータ１の制御部１５は、ＡＤ変換部１５１が変換したデジタル値に基づいて制御信号等を生成し、ＡＤコンバータ１はこの制御信号を出力端子１６から出力してもよい。

　図２は、ＡＤ変換処理に関する説明図である。図１に示すごとく、ＡＤコンバータ１には、第１入力端子１１（１ｃｈ）及び第２入力端子１２（２ｃｈ）の２つのチャンネルからアナログ値が入力される。主配線２にて伝送されたアナログ値は、主配線２に設けられた分岐点にて分岐された第１分岐配線２１及び第２分岐配線２２を介し、第１分岐配線２１に接続された第１入力端子１１又は第２分岐配線２２に接続された第２入力端子１２からサンプルホールド部１４に入力される。ＡＤコンバータ１が入力されたアナログ値をデジタル信号に変換するにあたり、サンプルホールド部１４によるアナログ値のサンプル及びホールドと、ＡＤ変換部１５１（制御部１５）によるＡＤ変換とが順次に行われる。

　サンプルホールド部１４のサンプル及びホールドは、ハードウェア処理によって行われ、ＡＤ変換部１５１によるＡＤ変換は、制御部１５であるマイコン上でのソフトウェア処理によって行われる。一例として、サンプルホールド部１４のサンプル及びホールドの処理に要する時間は１０μsecであり、ＡＤ変換部１５１によるＡＤ変換の処理に要する時間は５００μsecである。すなわち、入力されたアナログ値をデジタル値に変換するためには、これら処理時間の合算した時間（５１０μsec＝１０＋５００）を要する。サンプルホールド部１４によるサンプル及びホールドの処理に要する時間（所要時間）、ＡＤ変換部１５１によるＡＤ変換の処理に要する時間（所要時間）は、サンプルホールド部１４のハードウェア仕様、制御部１５の動作周波数等に基づき決定される。これら所要時間は、例えば記憶部に記憶されており、制御部１５は記憶部を参照することにより、これら所要時間を読み出すことができる。

　制御部１５は、第１入力端子１１（１ｃｈ）から入力されたアナログ値のサンプル及びホールドが終了後、第１入力端子１１（１ｃｈ）から入力されたアナログ値のＡＤ変換が終了するよりも前に、第２入力端子１２（２ｃｈ）から入力されたアナログ値をサンプリングするための制御信号をサンプルホールド部１４及び接続切替部１３に出力する。接続切替部１３は、制御部１５から出力された制御信号に基づき、第１入力端子１１（１ｃｈ）から第２入力端子１２（２ｃｈ）に切替え、第２入力端子１２（２ｃｈ）とサンプルホールド部１４とを接続する。サンプルホールド部１４は、第２入力端子１２から入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする。

　図２Ａにおいては、制御部１５は、第２入力端子１２のアナログ値のサンプル及びホールド処理の終了が、第１入力端子１１のアナログ値のＡＤ変換の終了と略同タイミングとなるように、第２入力端子１２（２ｃｈ）から入力されるアナログ値をサンプリングするための制御信号を出力する。このように制御信号を出力することによって、第１入力端子１１（１ｃｈ）から入力されたアナログ値のＡＤ変換が終了するよりも前であっても、第２入力端子１２（２ｃｈ）から入力されたアナログ値を取得、すなわちサンプル及びホールドすることができる。

　図２Ｂにおいては、制御部１５は、第１入力端子１１（１ｃｈ）から入力されたアナログ値のサンプル及びホールド処理を終了した直後、第２入力端子１２（２ｃｈ）から入力されるアナログ値をサンプリングするための制御信号を出力する。第２入力端子１２（２ｃｈ）から入力されたアナログ値のサンプル及びホールド処理が終了した後、第２入力端子１２のアナログ値のＡＤ変換は、第１入力端子１１から入力されたアナログ値のＡＤ変換の終了後に、開始される。このように制御信号を出力することによって、第１入力端子１１（１ｃｈ）から入力されたアナログ値のＡＤ変換が終了するよりも前に、第２入力端子１２（２ｃｈ）から入力されたアナログ値を取得、すなわちサンプル及びホールドすることができる。

　連続して２つのアナログ値を取得する場合、接続切替部１３が、サンプルホールド部１４に接続されるいずれかの入力端子１１，１２を切替えることにより、一つめのアナログ値のＡＤ変換処理が終了する前であっても、２つめのアナログ値を取得することができる。従って、時差を設けて２つのアナログ値を取得するにあたり、この時差を短くして２つのアナログ値を取得する処理を高速化することができる。なお、入力端子１１，１２の数は２個に限定されず、入力端子１１，１２の数は３個以上であってもよい。

　サンプルホールド部１４がいずれかの入力端子１１，１２に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドを開始した後、接続切替部１３が他の入力端子１１，１２に切替えるまでの時間は、サンプル及びホールドに要する時間以上かつ、サンプル、ホールド及びＡＤ変換に要する時間よりも短く設定されていることが望ましい。

　このように切替えるまでの時間を設定することで、いずれかの入力端子１１，１２から入力されたアナログ値のＡＤ変換と、他の入力端子１１，１２から入力されたアナログ値のサンプル及びホールドとを、並行して行うことができる。従って、いずれかの入力端子１１，１２から入力されたアナログ値及び他の入力端子１１，１２から入力されたアナログ値夫々をサンプル、ホールド及びＡＤ変換するための所要時間を短縮することができる。

　図３は、アナログ値のサンプルタイミングに関する説明図である。図３は、横軸に時間（ｔ）を示し、縦軸は電流（Ａ）を表すものでありＡＤコンバータ１に入力されるアナログ値の一例を示すものである。図３において、Ｔ１は第１入力端子１１からアナログ値をサンプル及びホールドを開始した時点（Ｔ１）を示し、Ｔ２は第２入力端子１２からアナログ値をサンプル及びホールドを開始した時点（Ｔ２）を示す。

　制御部１５は、Ｔ１の時点以降、第１入力端子１１からアナログ値のサンプル及びホールドの終了後、接続切替部１３によって第１入力端子１１から第２入力端子１２に切替え、第２入力端子１２とサンプルホールド部１４とを接続する。サンプルホールド部１４は、第２入力端子１２から入力されたアナログ値のサンプル及びホールドを開始する。

　Ｔ２とＴ１の時間差（ΔＴ＝Ｔ２－Ｔ１）が、第１入力端子１１から入力されたアナログ値のＡＤ変換に要する時間よりも短いものであっても、Ｔ２の時点におけるアナログ値をサンプル及びホールドすることができる。従って、時差を設けて連続して２つのアナログ値を取得するにあたり、この時差を短くして２つのアナログ値を取得する処理を高速化することができる。

（実施形態２）
　図４は、実施形態２に係るＡＤコンバータ１を含む車載制御装置３を搭載した車両Ｃを略示したブロック図である。車両Ｃには、中継装置４１及び、当該中継装置４１によって中継され、相互に通信可能な複数の車載制御装置３（ＥＣＵ／Electronic Control Unit）が搭載されている。

　車載制御装置３（ＥＣＵ）は、車両Ｃに搭載されるモータ、エンジン等のアクチュエータ（図示せず）、カメラ（図示せず）又は各種センサ（図示せず）等の車載装置５とワイヤーハーネス等により通信可能に接続されており、当該センサ等から出力されたデータ又は信号に基づき、アクチュエータの制御を行う。車載制御装置３（ＥＣＵ）は、例えば車両Ｃ全体を制御するボディＥＣＵ又は、車両Ｃに搭載された蓄電装置（図示せず）から供給される電力を変換又は制御するための電力制御ＥＣＵである。

　中継装置４１は、複数のＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信線により構成される車内ＬＡＮ４において、異なる通信線に接続された車載制御装置３間の通信を中継するゲートウェイである。

　図５は、実施形態２（単一のＡＤ変換部１５１）に係る車載制御装置３の一構成例を略示したブロック図である。車載制御装置３（ＥＣＵ）は、ＡＤコンバータ１、制御部１５、記憶部１７、通信部３１を含む。更に車載制御装置３は、自装置内の回路における各種状態量を検出するための電流検出部３２、電圧検出部３３及び温度検出部３４を含むものであってもよい。また、車載制御装置３に含まれるＡＤコンバータ１は、実施形態１のＡＤコンバータ１であってもよい。

　本実施形態においては、ＡＤコンバータ１は、電流検出部３２からのアナログ値を変換するものとして説明するが、これに限定されない。ＡＤコンバータ１は、電流検出部３２からのアナログ値と同様に、電圧検出部３３及び温度検出部３４からのアナログ値を変換するものであってもよい。

　ＡＤコンバータ１は、実施形態１と同様に入力されたアナログ値をサンプル及びホールド（サンプル＆ホールド）する複数のサンプルホールド部１４（図５では２つ）、単一のＡＤ変換部１５１及び、複数のサンプルホールド部１４夫々とＡＤ変換部１５１との間に介在する接続切替部１３を含む。サンプルホールド部１４及びＡＤ変換部１５１は、実施形態１と同様の構成である。

　接続切替部１３は、制御部１５から出力される制御信号に基づき、ＡＤ変換部１５１と接続されるいずれかのサンプルホールド部１４に切替える。すなわち、接続切替部１３は、切替を行うことにより、ＡＤ変換部１５１の入力端子と、当該ＡＤ変換部１５１に接続されるいずれかのサンプルホールド部１４の出力端子とを接続する。接続切替部１３は、サンプルホールド部１４の一部位として、サンプルホールド部１４夫々に含まれるものであってもよい。

　記憶部１７は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリ素子又は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）若しくはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成してあり、車載制御装置３の制御プログラム又はデータが記憶されている。記憶部１７に記憶された制御プログラムは、車載制御装置３が読み取り可能な記憶媒体１７１から読み出された制御プログラムを記憶したものであってもよい。また、図示しない通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから制御プログラムをダウンロードし、記憶部１７に記憶させたものであってもよい。

　制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、記憶部１７に記憶された制御プログラム及びデータを読み出し実行して制御処理等を行い、アクチュエータ又はセンサ等の車載装置５の制御を行う。制御部１５は、制御プログラムを実行することにより、サンプルホールド部１４によるサンプリング及び、接続切替部１３の切替えを制御する。ＡＤコンバータ１は、これら制御部１５及び記憶部１７を含むマイクロコンピュータとして構成されるものであってもよい。制御部１５は、ＡＤ変換部１５１と通信可能に接続されており、ＡＤ変換部１５１が変換したデジタル値を取得する。又は、制御部１５は、制御プログラムを実行することにより、ＡＤ変換部１５１として機能するものであってもよい。制御部１５は、制御プログラムを実行することにより、取得したデジタル値に基づき、例えば車載制御装置３（自装置）に実装された回路におけるスイッチング制御、出力電圧制御等の種々の制御処理を行う。

　通信部３１は、ＣＡＮ（Control Area Network）等の通信プロトコルを用いたＣＡＮトランシーバ等の入出力インターフェイスであり、制御部１５は、通信部３１を介して車内ＬＡＮ４に接続されている他の車載制御装置３又は中継装置４１等と相互に通信する。

　電流検出部３２は、例えばシャント抵抗又はホール素子により構成され、車載制御装置３に含まれる各種回路における電流値を検出し、検出した電流値をアナログ値として出力する。

　電圧検出部３３は、例えばシャント抵抗により構成され、車載制御装置３に含まれる各種回路における電圧値を検出し、検出した電圧値をアナログ値として出力する。

　温度検出部３４は、例えばサーミスタ素子により構成され、車載制御装置３に含まれる基板等の部品の所定の部位の温度を検出し、検出した温度をアナログ値として出力する。

　複数のサンプルホールド部１４夫々は、並列に接続されており、複数のサンプルホールド部１４夫々の入力端子夫々（第１入力端子１１及び第２入力端子１２）には、電流検出部３２から配された主配線２を２つに分岐した第１分岐配線２１又は第２分岐配線２２が接続されている。すなわち、入力端子夫々１１には第１分岐配線２１が接続され、入力端子夫々１２には第２分岐配線２２が接続される。このように電流検出部３２と、複数のサンプルホールド部１４夫々とを接続することにより、電流検出部３２から出力される同じアナログ値（同一対象のアナログ値）を、当該サンプルホールド部１４夫々に入力することができる。

　制御部１５は、アナログ値をサンプリングする夫々の時点（異なる時点）において、複数のサンプルホールド部１４夫々に対し制御信号夫々を出力する。サンプルホールド部１４夫々は、入力された制御信号に基づき、サンプリング（サンプル及びホールド）を行う。又は、制御部１５は、同時点において、複数のサンプルホールド部１４夫々に対し、夫々のサンプリングのタイミングに関する情報を含む制御信号夫々を出力するものであってもよい。サンプルホールド部１４夫々は、入力された制御信号夫々に含まれるサンプリングのタイミングに関する情報に基づき、サンプリングを行う。又は、いずれかのサンプルホールド部１４には入力された制御信号に対する遅延回路が設けられており、制御部１５は、同時点において、複数のサンプルホールド部１４夫々に対し同じ制御信号を出力し、当該遅延回路によって複数のサンプルホールド部１４夫々によるサンプリングのタイミングが異なるものであってもよい。制御部１５は、実施形態１と同様にサンプルホールド部１４がアナログ値をサンプリングするための制御信号の出力に連動させ、接続切替部１３の切替制御を行うものであってもよい。

　例えば、接続切替部１３によって、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４と、ＡＤ変換部１５１とが接続されている場合、制御部１５は、以下のようにサンプルホールド部１４夫々及び接続切替部１３に制御信号を出力する。

　制御部１５は、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４に、アナログ値をサンプリングさせるための制御信号を出力する。制御部１５は、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４によるアナログ値のサンプリング（サンプル及びホールド）が完了した後にＡＤ変換部１５１による当該アナログ値のデジタル値への変換が完了するまでの間に、第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４がアナログ値をサンプリングするように、当該サンプルホールド部に制御信号を出力する。

　ＡＤ変換部１５１による、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４がサンプリングしたアナログ値のデジタル値への変換の完了後、制御部１５は、接続切替部１３へ、ＡＤ変換部１５１の接続先を、第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４に切替える制御信号を出力する。

　制御部１５による接続切替部１３の切替え制御により、ＡＤ変換部１５１は、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４及び第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４から出力されたアナログ値夫々を順次に取得することができる。ＡＤ変換部１５１は、順次に取得したアナログ値夫々を順次にデジタル値に変換し、変換したデジタル値夫々を制御部１５に順次に出力する。

　制御部１５は、夫々のサンプルホールド部１４へのアナログ値をサンプリングさせるための制御信号の出力、及び接続切替部１３への制御信号の出力を、周期的に行うものであってもよい。

　制御部１５は、例えば一周期として、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４によるサンプリングがされ、第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４によるサンプリングがされ、再度、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４によるサンプリングがされるように制御信号を出力してもよい。

　この際、制御部１５は、第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４によるアナログ値のサンプリング（サンプル及びホールド）が完了した後にＡＤ変換部１５１による当該アナログ値のデジタル値への変換が完了するまでの間に、再度、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４がアナログ値をサンプリングするように、当該サンプルホールド部に制御信号を出力する。

　ＡＤ変換部１５１による、第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４がサンプリングしたアナログ値のデジタル値への変換の完了後、制御部１５は、接続切替部１３へ、ＡＤ変換部１５１の接続先を、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４に切替える制御信号を出力する。

　車載制御装置３は、同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子と、当該入力端子夫々に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部１４と、当該サンプルホールド部１４夫々に接続されサンプルホールド部１４夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つのＡＤ変換部１５１とを備えている。これら複数のサンプルホールド部１４を並列に接続し、複数のサンプルホールド部１４と前記ＡＤ変換部１５１との間には、いずれかのサンプルホールド部１４と前記ＡＤ変換部１５１との接続を切り替える接続切替部１３が設けられており、車載制御装置３の制御部１５は、当該接続切替部１３の切り替えを制御する。従って、並列に接続されたいずれかのサンプルホールド部１４とＡＤ変換部１５１とを切替えて接続することにより、ＡＤコンバータ１に入力される同一対象のアナログ値をこれら複数のサンプルホールド部１４によって、確実にサンプリングすることができる。

　第１入力端子１１に接続されるサンプルホールド部１４がサンプリングしたアナログ値を、ＡＤ変換部１５１が変換している間であっても、制御部１５は、第２入力端子１２に接続されるサンプルホールド部１４によるサンプリングを実行させることにより、第２入力端子１２から入力されたアナログ値をサンプリングすることができる。従って、複数のサンプルホールド部１４によるサンプリングの周期を短くし、同一対象のアナログ値に対し異なる測定ポイント（異なるサンプリングのタイミング）にて、当該アナログ値夫々を取得し、デジタル値に変換することができる。

　車載制御装置３の制御部１５は、接続切替部１３の切り替えの制御、及び車載装置５を制御する。従って、単一の制御部１５により、接続切替部１３及び車載装置５することができ、車載制御装置３に含まれる部品点数を少なくすることができる。

　車載制御装置３は、電流検出部３２、電圧検出部３３及び温度検出部３４を含むとしたが、これに限定されない。車載制御装置３は、電流検出部３２、電圧検出部３３又は温度検出部３４のいずれか一つを備えるものであってもよい。又は、車載制御装置３は、自装置内における所定の状態量を検出するための状態量検出部（図示せず）を備え、当該状態量検出部が検出したアナログ値を本実施形態によるＡＤコンバータ１により切り替えて取得し、デジタル値に変換するものであってもよい。

　車載制御装置３は、車載制御装置３（自装置）にワイヤーハーネス等で接続された車速センサ、ハンドル角センサ又は加速度センサ等の各種センサ、すなわち自装置の外部に設けられた各種センサから出力されたアナログ値の出力値を取得し、取得した出力値（アナログ値）を本実施形態によるＡＤコンバータ１により切り替えて取得し、デジタル値に変換するものであってもよい。

　制御部１５は、車載装置５及び、接続切替部１３及びサンプルホールド部１４を含むＡＤコンバータ１の制御を行うとしたが、これに限定されない。車載制御装置３は、接続切替部１３及びサンプルホールド部１４を含むＡＤコンバータ１の制御を行う制御部１５とは別に、車載装置５を制御するための第２制御部を備えるものであってもよい。

（実施形態３）
　図６は、実施形態３（複数のＡＤ変換部１５１）に係る車載制御装置３の一構成例を略示したブロック図である。実施形態３の車載制御装置３は、車載制御装置３が含むＡＤコンバータ１において、サンプルホールド部１４と同数のＡＤ変換部１５１を備え、サンプルホールド部１４に直列に接続されたＡＤ変換部１５１と、制御部１５との接続を、接続切替部１３によって切替える点で実施形態２と異なる。

　車載制御装置３（ＥＣＵ）は、実施形態１及び実施形態２と同様にＡＤコンバータ１、制御部１５、記憶部１７、通信部３１を含む。更に車載制御装置３は、実施形態２と同様に自装置内の回路における各種状態量を検出するための電流検出部３２、電圧検出部３３及び温度検出部３４を含むものであってもよい。

　ＡＤコンバータ１は、アナログ値をサンプル及びホールド（サンプル＆ホールド）する複数のサンプルホールド部１４（図６では２つ）、サンプルホールド部１４と同数のＡＤ変換部１５１及び、複数のＡＤ変換部１５１夫々と、制御部１５との間に介在する接続切替部１３を含む。サンプルホールド部１４及びＡＤ変換部１５１は、実施形態１又は実施形態２と同様の構成である。

　複数のサンプルホールド部１４夫々は、実施形態２と同様に並列に接続されており、複数のサンプルホールド部１４夫々の入力端子夫々（第１入力端子１１及び第２入力端子１２）には、電流検出部３２から配された主配線２を２つに分岐した第１分岐配線２１又は第２分岐配線２２が接続されている。

　サンプルホールド部１４と同数のＡＤ変換部１５１（図６では２つ）が設けられており、ＡＤ変換部１５１夫々は、対応するサンプルホールド部１４夫々と直列に接続されている。すなわち、サンプルホールド部１４の個数に応じて、サンプルホールド部１４及びＡＤ変換部１５１からなる直列回路夫々は、電流検出部３２と制御部１５との間において、互いに並列となるように設けられている。

　ＡＤ変換部１５１夫々と、制御部１５との間には、接続切替部１３が設けられている。接続切替部１３は、制御部１５から出力される制御信号に基づき、制御部１５と接続されるいずれかのＡＤ変換部１５１に切替える。すなわち、接続切替部１３は、切替を行うことにより、制御部１５の入力端子と、当該制御部１５に接続されるいずれかのＡＤ変換部１５１の出力端子とを接続する。接続切替部１３は、制御部１５又はＡＤ変換部１５１に含まれる論理回路により構成されるものであってもよい。又は、接続切替部１３は、制御部１５が制御プログラムを実行することにより、制御部１５内にてソフトウェア的処理により機能する機能部であってもよい。

　制御部１５は、実施形態２と同様にアナログ値をサンプリングする夫々の時点（異なる時点）において、複数のサンプルホールド部１４夫々に対し制御信号夫々を出力する。サンプルホールド部１４夫々は、実施形態２と同様に入力された制御信号に基づき、サンプリング（サンプル及びホールド）をおこなう。

　第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４及び第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４は、制御部１５からの制御信号に基づき、夫々のサンプリングのタイミング（時点）にて、電流検出部３２から出力されたアナログ値をサンプリングする。

　サンプルホールド部１４夫々がサンプリングしたアナログ値は、サンプルホールド部１４夫々に直列に接続されているＡＤ変換部１５１に出力される。すなわち、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４がサンプリングしたアナログ値は、当該サンプルホールド部１４を介して第１入力端子１１に接続されたＡＤ変換部１５１に出力される。第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４がサンプリングしたアナログ値は、当該サンプルホールド部１４を介して第２入力端子１２に接続されたＡＤ変換部１５１に出力される。ＡＤ変換部１５１夫々は、入力されたアナログ値をデジタル値に変換する。

　制御部１５は、夫々のＡＤ変換部１５１によるデジタル値への変換が完了する時点に基づき、変換が完了したＡＤ変換部１５１と制御部１５とを接続するように、接続切替部１３に制御信号を出力する。制御部１５と接続されたＡＤ変換部１５１は、デジタル値を制御部１５に出力する。

　例えば、接続切替部１３によって、サンプルホールド部１４を介して第１入力端子１１に接続されたＡＤ変換部１５１と、制御部１５とが接続されている場合、制御部１５は以下のようにサンプルホールド部１４夫々及び接続切替部１３に制御信号を出力する。

　制御部１５は、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４がサンプリングを開始した後に第２入力端子１２に接続されたサンプルホールド部１４がサンプリングを開始するように、サンプルホールド部１４夫々に制御信号を出力する。これらサンプリングを開始する時点間の時間差は、第１入力端子１１に接続されたサンプルホールド部１４によるサンプリングに要する時間（サンプリングを開始してから完了するまでの時間）よりも、短い時間であってもよい。

　夫々のサンプルホールド部１４がサンプリングしたアナログ値は、サンプルホールド部１４夫々に直列に接続されるＡＤ変換部１５１に出力され、ＡＤ変換部１５１は、入力されたアナログ値をデジタル値に変換する。

　制御部１５は、サンプルホールド部１４を介して第１入力端子１１に接続されたＡＤ変換部１５１によるデジタル値への変換が完了し、当該ＡＤ変換部１５１から当該デジタル値を取得した後、接続切替部１３へ、制御部１５の接続先を、サンプルホールド部１４を介して第２入力端子１２に接続されたＡＤ変換部１５１に切替える制御信号を出力する。制御部１５は、当該制御信号を出力した後、サンプルホールド部１４を介して第２入力端子１２に接続されたＡＤ変換部１５１によって変換されたデジタル値を取得する。

　車載制御装置３は、同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子と、当該入力端子夫々に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部１４と、当該サンプルホールド部１４夫々に接続され、サンプルホールド部１４夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する複数のＡＤ変換部１５１とを備えている。車載制御装置３は、サンプルホールド部１４及びＡＤ変換部１５１からなる複数の直列回路を並列に接続し、ＡＤ変換部１５１夫々と制御部１５との間には、いずれかのＡＤ変換部１５１と制御部１５との接続を切り替える接続切替部１３が設け、車載制御装置３の制御部１５は、当該接続切替部１３の切り替えを制御する。従って、サンプルホールド部１４によるサンプリング時間（サンプル及びホールドに要する時間）よりも短い時間差において、同一対象のアナログ値に対し異なる測定ポイントにて、当該アナログ値夫々を取得し、デジタル値に変換することができる。

　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　ＡＤコンバータ
　１１　第１入力端子
　１２　第２入力端子
　１３　接続切替部
　１４　サンプルホールド部
　１５　制御部（マイコン）
　１５１　ＡＤ変換部
　１６　出力端子
　２　主配線
　２１　第１分岐配線
　２２　第２分岐配線
　１７　記憶部
　１７１　記憶媒体
　３　車載制御装置（ＥＣＵ）
　３１　通信部
　３２　電流検出部
　３３　電圧検出部
　３４　温度検出部
　４　車内ＬＡＮ
　４１　中継装置
　５　車載装置
　Ｃ　車両
 

Claims (6)

1. 　アナログ値が入力される複数の入力端子と、
   　該入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドするサンプルホールド部と、
   　該サンプルホールド部と接続され、該サンプルホールド部から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する変換部と、
   　前記複数の入力端子のうちのいずれかの入力端子に切替えて、該切替えられた入力端子と前記サンプルホールド部とを接続する接続切替部と、
   　該接続切替部の切替えを制御する制御部と
   　を備えるＡＤコンバータ。
2. 　前記サンプルホールド部が前記いずれかの入力端子に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドを開始した後、前記接続切替部が他の入力端子に切替えるまでの時間は、サンプル及びホールドに要する時間以上かつ、サンプル、ホールド及びアナログ値のデジタル値への変換に要する時間よりも短い
   　請求項１に記載のＡＤコンバータ。
3. 　前記複数の入力端子夫々には、アナログ値が伝送される主配線を分岐した分岐配線夫々が接続される
   　請求項１又は請求項２に記載のＡＤコンバータ。
4. 　請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のＡＤコンバータを備えた車載制御装置。
5. 　車両に搭載される車載制御装置であって、
   　同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子と、
   　前記入力端子夫々に入力されたアナログ値をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部と、
   　前記サンプルホールド部夫々に接続され、前記サンプルホールド部夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つ以上のＡＤ変換部と、
   　前記ＡＤ変換部と接続され、前記車両に搭載される車載装置を制御する制御部と、
   　前記サンプルホールド部と前記ＡＤ変換部との間に介在し前記サンプルホールド部と前記ＡＤ変換部との接続を切替える、又は前記ＡＤ変換部と前記制御部との間に介在し前記ＡＤ変換部と前記制御部との接続を切替える接続切替部と
   　を備え、
   　前記制御部は、前記接続切替部の切り替えを制御する
   　車載制御装置。
6. 　同一対象のアナログ値が入力される複数の入力端子夫々に入力されたアナログ値夫々をサンプル及びホールドする複数のサンプルホールド部夫々に接続され、前記サンプルホールド部夫々から出力されたアナログ値をデジタル値に変換する一つ以上のＡＤ変換部との接続を切替え、
   　前記ＡＤ変換部が変換した前記デジタル値夫々を出力する
   　ＡＤコンバータの制御方法。
    

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