(57)【要約】【課題】複数のチャネルの信号毎に単一のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄサンプリングする際に、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを一定周期で実施することができる電子装置を提供する。【解決手段】複数のチャネルのアナログ信号に対して互いに異なる周期でサンプリングを行い、サンプリングを行ったアナログ信号に対して単一のＡ／Ｄ変換器１１によりＡ／Ｄ変換を行う電子装置１は、単一のＡ／Ｄ変換器１１による複数のチャネルのＡ／Ｄ変換に要する所要時間の合計値が、複数のチャネルのサンプリングの周期の最大公約数よりも小さくなるようにサンプリングを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャネルのアナログ信号に対して互いに異なる周期でサンプリングを行い、前記サンプリングを行ったアナログ信号に対して単一のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換を行う電子装置において、
前記単一のＡ／Ｄ変換器による前記複数のチャネルのＡ／Ｄ変換に要する所要時間の合計値が、前記複数のチャネルの前記サンプリングの周期の最大公約数よりも小さい、
ことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に関し、特に、単一のアナログ／デジタル変換器を用いて連続してアナログ／デジタルサンプリングを実施する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のエンジンを制御する電子装置では、ノックセンサからのアナログ信号であるノック信号をアナログ／デジタル（以下、「Ａ／Ｄ」と記載する）変換器により一定周期でＡ／Ｄサンプリングすると共に、Ａ／Ｄサンプリング後の信号を用いて周波数解析を行ってノッキングの有無を判定する。かかる電子装置では、正確な周波数解析を行うために、厳密に一定周期でＡ／Ｄサンプリングを実施する必要がある。また、このような電子装置では、複数のチャネルに対してＡ／Ｄサンプリングを実施する場合もある。
【０００３】
かかる状況下で、特許文献１は、複数の入力チャネルのうちの何れか１つを選択して、その選択された入力チャネルに入力されているアナログ信号を単一のＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換する信号処理装置を開示している。特許文献１の信号処理装置では、単一のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄサンプリングするため、入力チャネル毎に異なる周期且つ一定周期でＡ／Ｄサンプリングを実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１２３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の検討によれば、単一のＡ／Ｄ変換器により複数のチャネル毎に異なる周期でＡ／Ｄサンプリングする際に、Ａ／Ｄサンプリングするタイミングがチャネル同士で衝突する場合があり、衝突した方のチャネルのＡ／Ｄサンプリングの実施が待たされることとなる。このような場合には、Ａ／Ｄサンプリングを一定周期で実施できないこととなり、正確な周波数解析を行うことができない。
【０００６】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、複数のチャネルの信号毎に単一のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄサンプリングする際に、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを一定周期で実施することができる電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するべく、本発明は、第１の局面において、複数のチャネルのアナログ信号に対して互いに異なる周期でサンプリングを行い、前記サンプリングを行ったアナログ信号に対して単一のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換を行う電子装置において、前記単一のＡ／Ｄ変換器による前記複数のチャネルのＡ／Ｄ変換に要する所要時間の合計値が、前記複数のチャネルの前記サンプリングの周期の最大公約数よりも小さい、ことを特徴とする電子装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の局面にかかる電子装置においては、複数のチャネルのアナログ信号に対して互いに異なる周期でサンプリングを行い、サンプリングを行ったアナログ信号に対して単一のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換を行う電子装置において、単一のＡ／Ｄ変換器による複数のチャネルのＡ／Ｄ変換に要する所要時間の合計値が、複数のチャネルのサンプリングの周期の最大公約数よりも小さいことで、複数のチャネルの信号毎に単一のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄサンプリングする際に、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを一定周期で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電子装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における電子装置がチャネル毎に異なるサンプリング周期且つ同一のサンプリング時間でＡ／Ｄサンプリングする際のタイミングチャートである。
【図３】図３は、本発明の実施形態における電子装置がチャネル毎に同一のサンプリング周期且つ同一のサンプリング時間でＡ／Ｄサンプリングする際のタイミングチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施形態における電子装置がチャネル毎に異なるサンプリング周期且つ異なるサンプリング時間でＡ／Ｄサンプリングする際のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子装置につき、詳細に説明する。
【００１１】
＜電子装置の構成＞
図１を参照して、本発明の実施形態における電子装置の構成について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態における電子装置の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態における電子装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）１は、自動二輪車等の車両に搭載され、例えば複数のノックセンサ２、ノックセンサ３又はノックセンサ４から入力されるノック信号に基づいて、点火コイル５の点火時期を制御することにより、エンジンの運転状態の制御等を実行する。
【００１４】
電子装置１は、単一のＡ／Ｄ変換器１１と、ＣＰＵ１２と、点火回路１３と、を備えている。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換器１１は、ノックセンサ３、ノックセンサ４又はノックセンサ５から入力されるシリンダブロックの振動波形を示すアナログ信号をデジタル信号に変換する割り込みＡ／Ｄ変換処理を連続して一定周期で実行し、変換後のデジタル信号をＣＰＵ１２に出力する。Ａ／Ｄ変換器１１は、Ａ／Ｄ変換処理を実行することにより、ノックセンサ３、ノックセンサ４及びノックセンサ５から各々入力されるアナログ信号を、互いに衝突しないタイミングでデジタル信号に変換する。なお、Ａ／Ｄ変換器１１が実行するＡ／Ｄ変換処理については後述する。
【００１６】
ＣＰＵ１２は、図示しないメモリに記憶されているエンジン制御プログラムを読み出して実行することにより、Ａ／Ｄ変換器１１から入力されるシリンダブロックの振動波形を示すデジタル信号に基づいて、点火時期を制御する点火指令信号を点火回路１３に出力する。
【００１７】
点火回路１３は、ＣＰＵ１２から入力される点火指令信号に応じて、点火コイル５の一次巻線に所定の電圧を印加する。
【００１８】
以上のような構成を有する電子装置１は、以下に示すＡ／Ｄ変換処理を実行する。
【００１９】
＜Ａ／Ｄ変換処理＞
図２から図４を参照して、本発明の実施形態におけるＡ／Ｄ変換処理の具体的な流れについて詳しく説明する。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態における電子装置がチャネル毎に異なるサンプリング周期且つ同一のサンプリング時間でＡ／Ｄサンプリングする際のタイミングチャートである。図３は、本発明の実施形態における電子装置がチャネル毎に同一のサンプリング周期且つ同一のサンプリング時間でＡ／Ｄサンプリングする際のタイミングチャートである。図４は、本発明の実施形態における電子装置がチャネル毎に異なるサンプリング周期且つ異なるサンプリング時間でＡ／Ｄサンプリングする際のタイミングチャートである。
【００２１】
なお、図２から図４において、ノックセンサ２からＡ／Ｄ変換器１１に入力されるアナログ信号をチャネル１のアナログ信号とし、ノックセンサ３からＡ／Ｄ変換器１１に入力されるアナログ信号をチャネル２のアナログ信号とし、ノックセンサ４からＡ／Ｄ変換器１１に入力されるアナログ信号をチャネル３のアナログ信号とする。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器１１は、複数のチャネルのＡ／Ｄ変換に要する所要時間の合計値が、複数のチャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数よりも小さくなるように、Ａ／Ｄ変換処理を実行する。これにより、電子装置１では、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突することなく、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを一定周期で実施することができる。以下に、Ａ／Ｄ変換器１１が実行するＡ／Ｄ変換処理について詳細に説明する。
【００２３】
まず、Ａ／Ｄサンプリングの周期が全てのチャネルで同一、且つ１回のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間が全てのチャネルで同一である条件１の場合のＡ／Ｄ変換処理について、図３を用いて説明する。
【００２４】
条件１では、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ２及びチャネル３のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ３とした場合に、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３となる。また、条件１では、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ１、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ２及びチャネル３のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ３とした場合に、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３となる。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器１１は、図３に示すように、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングを、チャネル１のＡ／ＤサンプリングのタイミングからＴ１／３オフセットしたタイミングで開始し、チャネル３のＡ／Ｄサンプリングを、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングのタイミングから（２×Ｔ１）／３オフセットしたタイミングで開始する。
【００２６】
そして、Ａ／Ｄ変換器１１は、チャネル１のアナログ信号を周期Ｔ１及び所要時間Ｄ１でＡ／Ｄサンプリングし（処理Ｓ１）、チャネル２のアナログ信号を周期Ｔ２及び所要時間Ｄ２でＡ／Ｄサンプリングし（処理Ｓ２）、チャネル３のアナログ信号を周期Ｔ３及び所要時間Ｄ３でＡ／Ｄサンプリングする（処理Ｓ３）。
【００２７】
これより、条件１の場合には、図３より、（１）式を満たすようにＡ／Ｄ変換処理を実行することにより、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突することを防ぐことができる。
【００２８】
（１のチャネルのＡ／Ｄサンプリングの所要時間×チャネル数）＜Ａ／Ｄサンプリングの周期                                                                  （１）
【００２９】
ここで、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期は全て同一であるため、（１）式の右辺の「Ａ／Ｄサンプリングの周期」は、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数（Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３）に置き換えることができる。従って、（１）式を（２）式に置き換えることができる。
【００３０】
（１のチャネルのＡ／Ｄサンプリングの所要時間×チャネル数）＜Ａ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数                                                    （２）
【００３１】
また、（２）式は（３）式に置き換えることができる。
【００３２】
全チャネルのＡ／Ｄサンプリングの所要時間の合計値＜Ａ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数                                                              （３）
【００３３】
次に、Ａ／Ｄサンプリングの周期が各チャネルで異なり、且つ１回のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間が全てのチャネルで同一である条件２の場合のＡ／Ｄ変換処理について、図２を用いて説明する。
【００３４】
条件２では、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１１、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１２及びチャネル３のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１３とした場合に、Ｔ１１≠Ｔ１２≠Ｔ１３となる。また、条件２では、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ１、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ２及びチャネル３のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ３とした場合に、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ３となる。
【００３５】
条件２では、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期を、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数のｎ（ｎは正の整数）倍又は１／ｎ倍にすることにより、Ａ／Ｄサンプリングの周期を各チャネルで異なる長さにする。具体的には、図２に示すように、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングの周期Ｔ１１を最大公約数（Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３）の４倍（ｎ＝４）にし、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングの周期Ｔ１２を最大公約数（Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３）の３倍（ｎ＝３）にし、チャネル３のＡ／Ｄサンプリングの周期Ｔ１３を最大公約数（Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３）の２倍（ｎ＝２）にする。これにより、Ｔ１１＞Ｔ１２＞Ｔ１３となる。
【００３６】
また、Ａ／Ｄ変換器１１は、図２に示すように、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを図３と同一のタイミングで開始する。
【００３７】
そして、Ａ／Ｄ変換器１１は、チャネル１のアナログ信号を周期Ｔ１１及び所要時間Ｄ１でＡ／Ｄサンプリングし（処理Ｓ１１）、チャネル２のアナログ信号を周期Ｔ１２及び所要時間Ｄ２でＡ／Ｄサンプリングし（処理Ｓ１２）、チャネル３のアナログ信号を周期Ｔ１３及び所要時間Ｄ３でＡ／Ｄサンプリングする（処理Ｓ１３）。
【００３８】
ここで、条件２において、全てのチャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期を最大公約数にした図２に示す基準Ａ／Ｄ変換処理では、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突しない。従って、条件２の場合には、図２より（３）式を満たすようにＡ／Ｄ変換処理を実行することにより、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突することを防ぐことができる。なお、条件２の基準Ａ／Ｄ変換処理は、条件１のＡ／Ｄ変換処理と同一処理である。
【００３９】
次に、Ａ／Ｄサンプリングの周期が各チャネルで異なり、且つ１回のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間が各チャネルで異なる条件３の場合のＡ／Ｄ変換処理について、図４を用いて説明する。
【００４０】
条件３では、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１１、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１２及びチャネル３のＡ／Ｄサンプリングの周期をＴ１３とした場合に、Ｔ１１≠Ｔ１２≠Ｔ１３となる。また、条件３では、チャネル１のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ１１、チャネル２のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ１２及びチャネル３のＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間をＤ１３とした場合に、Ｄ１１≠Ｄ１２≠Ｄ１３となる。
【００４１】
条件３では、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期を図２と同一にする。また、Ａ／Ｄ変換器１１は、図４に示すように、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを図３と同一のタイミングで開始する。更に、Ｄ１１＞Ｄ１２＞Ｄ１３とする。
【００４２】
そして、Ａ／Ｄ変換器１１は、チャネル１のアナログ信号を周期Ｔ１１及び所要時間Ｄ１１でＡ／Ｄサンプリングし（処理Ｓ２１）、チャネル２のアナログ信号を周期Ｔ１２及び所要時間Ｄ１２でＡ／Ｄサンプリングし（処理Ｓ２２）、チャネル３のアナログ信号を周期Ｔ１３及び所要時間Ｄ１３でＡ／Ｄサンプリングする（処理Ｓ２３）。
【００４３】
ここで、条件３において、全てのチャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期を最大公約数にした図４に示す基準Ａ／Ｄ変換処理では、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突しない。従って、条件３の場合には、図４より（３）式を満たすようにＡ／Ｄ変換処理を実行することにより、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突することを防ぐことができる。
【００４４】
このように、Ａ／Ｄ変換器１１は、全ての条件において（３）式を満たすようにＡ／Ｄ変換処理を実行することにより、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突することを防ぐことができる。
【００４５】
かかるＡ／Ｄ変換処理では、全チャネルのＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間の合計値と、全チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数と、を求めて、求めた全チャネルのＡ／Ｄサンプリングに要する所要時間の合計値と、全チャネルのＡ／Ｄサンプリングの周期の最大公約数と、が（３）式を満たすように予め設定される。Ａ／Ｄ変換器１１は、この設定に基づいて、図示しないタイマで時間を計測しながらＡ／Ｄ変換処理を実行する。
【００４６】
図２から図４において、チャネル数が３つの場合を例示して説明したが、チャネル数が２つ又は４つ以上の場合についても、Ａ／Ｄ変換器１１は、（３）式を満たすようにＡ／Ｄ変換処理を実行することにより、Ａ／Ｄサンプリングのタイミングがチャネル同士で衝突することを防ぐことができる。
【００４７】
以上の本実施形態における電子装置では、複数のチャネルのアナログ信号に対して互いに異なる周期でサンプリングを行い、サンプリングを行ったアナログ信号に対して単一のＡ／Ｄ変換器１１によりＡ／Ｄ変換を行う電子装置１において、単一のＡ／Ｄ変換器１１による複数のチャネルのＡ／Ｄ変換に要する所要時間の合計値が、複数のチャネルのサンプリングの周期の最大公約数よりも小さいことで、複数のチャネルの信号毎に単一のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄサンプリングする際に、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを一定周期で実施することができる。
【００４８】
本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範２囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【００４９】
具体的には、本実施形態において、ノックセンサから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換したが、ノックセンサ以外のアナログ信号を出力する任意の機器から入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態において、点火コイルの点火時期を制御したが、エンジンの運転状態に関わる電子制御スロットル装置等の任意の装置を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上のように、本発明においては、複数のチャネルの信号毎に単一のＡ／Ｄ変換器でＡ／Ｄサンプリングする際に、各チャネルのＡ／Ｄサンプリングを一定周期で実施することができる電子装置を提供することができ、その汎用普遍的な性格から自動二輪車等の内燃機関制御装置に広範に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００５２】
１…電子装置
２…ノックセンサ
３…ノックセンサ
４…ノックセンサ
５…点火コイル
１１…Ａ／Ｄ変換器
１２…ＣＰＵ
１３…点火回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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