(57)【要約】【課題】デジタル信号の処理による処理負荷の増大を抑制できる。【解決手段】信号処理装置（２００）であって、エンジン（１１０）の特性を検出するセンサ（１２０）からのアナログ信号がＡＤ変換部（１３０）により変換されたデジタル信号を設定された取得間隔で取得し、取得した複数のデジタル信号を出力する出力部（２１０）と、エンジン（１１０）の駆動状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部（２２０）と、状態情報の示す駆動状態に応じて取得間隔を設定する取得間隔設定部（２３０）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号処理装置（２００）であって、
エンジン（１１０）の特性を検出するセンサ（１２０）からのアナログ信号がＡＤ変換部（１３０）により変換されたデジタル信号を設定された取得間隔で取得し、取得した複数の前記デジタル信号を出力する出力部（２１０）と、
前記エンジン（１１０）の駆動状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部（２２０）と、
前記状態情報の示す前記駆動状態に応じて前記取得間隔を設定する取得間隔設定部（２３０）と、を備える、信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理装置であって、さらに、
前記エンジンを制御する制御部（３００）に対する処理負荷を示す負荷情報を取得する負荷情報取得部（２４０）を備え、
前記取得間隔設定部（２３０）は、前記状態情報の示す前記駆動状態および前記負荷情報の示す前記処理負荷に応じて前記取得間隔を設定する、信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記状態情報取得部（２２０）は、前記エンジン（１１０）の回転数を前記状態情報として取得し、
前記取得間隔設定部（２３０）は、
前記エンジンの回転数が閾値以上である場合、予め設定された時間間隔もしくは予め設定されたクランク角度間隔のうちいずれか一方を前記取得間隔として設定し、
前記エンジンの回転数が閾値より小さい場合、前記時間間隔もしくは前記クランク角度間隔のうち前記一方とは異なる他方を前記取得間隔として設定する、信号処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の信号処理装置であって、
前記アナログ信号が示す前記エンジンの特性は、前記エンジンの燃焼圧である、信号処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の信号処理装置であって、
前記アナログ信号が示す前記エンジンの特性は、前記エンジンの吸気圧である、信号処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の信号処理装置であって、
前記アナログ信号が示す前記エンジンの特性は、前記エンジンの吸気量である、信号処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の信号処理装置であって、
前記アナログ信号が示す前記エンジンの特性は、前記エンジンの振動である、信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関であるエンジンの制御において、燃焼圧や吸気圧といったエンジンの特性を検出するセンサから入力されるアナログ信号をＡＤ変換部によりデジタル信号に変換し、その変換後のデジタル信号を解析してエンジンの制御に用いるものがある。解析に用いられるデジタル信号が多ければ多いほど、精度の高いエンジン特性に関する情報が取得されることから、エンジン制御を精度良く実行できる。その一方で、解析に用いられるデジタル信号が多ければ多いほど、そのデジタル信号の処理による負荷は増大する。特許文献１には、設定された取得間隔で取得されるデジタル信号のうち設定された割合のデジタル信号を用いてエンジンを制御する信号処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３４２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の信号処理装置では、常に一定量のデジタル信号を用いてエンジンが制御されるため、そのデジタル信号の処理による負荷の増大を抑制する観点においては、なお改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、信号処理装置が提供される。この信号処理装置は、信号処理装置（２００）であって、エンジン（１１０）の特性を検出するセンサ（１２０）からのアナログ信号がＡＤ変換部（１３０）により変換されたデジタル信号を設定された取得間隔で取得し、取得した複数の前記デジタル信号を出力する出力部（２１０）と、前記エンジン（１１０）の駆動状態を示す状態情報を取得する状態情報取得部（２２０）と、前記状態情報の示す前記駆動状態に応じて前記取得間隔を設定する取得間隔設定部（２３０）と、を備える。このような形態とすれば、状態情報が示すエンジンの駆動状態に応じてデジタル信号を取得する取得間隔が設定される。このため、エンジンの駆動状態に関わらず常に一定量のデジタル信号を用いてエンジンの特性を測定する信号処理装置と比べて、デジタル信号の処理による処理負荷の増大を抑制できる。
【０００７】
本開示は、信号処理装置に限るものではなく、例えば、信号処理装置を備えた車両、信号の処理方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本開示は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態における信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】取得間隔設定処理を示すフローである。
【図３】第２実施形態における信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】取得間隔設定処理を示すフローである。
【図５】取得間隔設定処理を示すフローである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１に示す車両１０は、エンジン１１０と、センサ１２０と、ＡＤ変換部１３０と、デジタルフィルタ１４０と、信号処理装置２００と、制御部３００とを備える。車両１０では、エンジン１１０から検出されたエンジン１１０の特性に応じて、エンジン１１０の制御が行われる。
【００１０】
エンジン１１０は、ガソリンを燃料として動力を発生する４気筒エンジンである。エンジン１１０は、車両１０の動力源として車両１０に搭載されている。
【００１１】
センサ１２０は、エンジン１１０の特性を検出する。本実施形態では、センサ１２０は、エンジン１１０の気筒内の燃焼圧を検出する。センサ１２０は、検出した燃焼圧を示すアナログ信号をＡＤ変換部１３０に送る。
【００１２】
ＡＤ変換部１３０は、センサ１２０からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。本実施形態では、ＡＤ変換部１３０は、時間間隔として、１μｓ毎にアナログ信号をデジタル信号に変換する。時間間隔は、１μｓに限られず、任意の間隔であってもよい。ＡＤ変換部１３０は、信号処理装置２００を構成する出力部２１０に対して、変換したデジタル信号を送る。
【００１３】
デジタルフィルタ１４０は、信号処理装置２００を経由してＡＤ変換部１３０から送られるデジタル信号に対して、フィルタ処理を行う。本実施形態では、デジタルフィルタ１４０は、ローパスフィルタ処理を行う。デジタルフィルタ１４０は、ローパスフィルタ処理に代えて、ハイパスフィルタ処理およびバンドパスフィルタ処理等の他のフィルタ処理を行ってもよい。
【００１４】
信号処理装置２００は、ＡＤ変換部１３０から送られるデジタル信号を処理する装置である。信号処理装置２００は、出力部２１０と、状態情報取得部２２０と、取得間隔設定部２３０とを備える。
【００１５】
出力部２１０は、ＡＤ変換部１３０から送られるデジタル信号を取得間隔設定部２３０により設定された取得間隔で取得し、取得したデジタル信号をデジタルフィルタ１４０に対して出力する。取得間隔設定部２３０による取得間隔の設定については、後述する。
【００１６】
状態情報取得部２２０は、エンジン１１０の駆動状態を示す状態情報を取得する。本実施形態では、状態情報取得部２２０は、エンジン１１０の回転数を検出するセンサ（図示しない）を備え、エンジン１１０の回転数を状態情報として取得する。状態情報取得部２２０は、取得した状態情報を取得間隔設定部２３０に送る。
【００１７】
取得間隔設定部２３０は、状態情報取得部２２０から送られる状態情報の示すエンジン１１０の回転数に応じて出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を設定する。本実施形態では、出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔は、時間間隔（サンプリング周波数）を基準として設定される。取得間隔設定部２３０は、エンジン１１０の回転数が大きい程、出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を短く設定する。回転数が大きいエンジン１１０の変化を精度良く検出するためには、デジタル信号の取得間隔が短くなる必要があるからである。取得間隔設定部２３０は、設定した取得間隔を示す信号を出力部２１０に送る。出力部２１０は、その信号に応じた取得間隔でデジタル信号の取得および出力を行う。
【００１８】
制御部３００は、信号処理装置２００およびデジタルフィルタ１４０を経由して送られるデジタル信号を処理することによって解析されるエンジン１１０の特性を用いて、エンジン１１０の制御を行う。制御部３００は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成されるマイコンである。
【００１９】
Ａ２．取得間隔設定処理：
取得間隔設定部２３０は、図２に示す取得間隔設定処理を実行する。取得間隔設定処理は、車両１０のイグニッションスイッチ（図示しない）がオンにされてからオフにされるまでの間、継続して実行される。
【００２０】
取得間隔設定処理が開始されると、取得間隔設定部２３０は、状態情報取得部２２０から状態情報を取得する（ステップＳ１１０）。
【００２１】
状態情報を取得したのち（ステップＳ１１０）、取得間隔設定部２３０は、状態情報の示すエンジン１１０の駆動状態に応じて出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を設定する（ステップＳ１２０）。
【００２２】
デジタル信号の取得間隔が設定されたのち（ステップＳ１２０）、取得間隔設定部２３０は、設定された取得間隔が制御部３００によるエンジン１１０の制御における要求精度を満たすか否か判定する（ステップＳ１３０）。ここでいう要求精度は、予め設定されたサンプリング周波数の値のことである。取得間隔設定部２３０には、エンジン１１０の回転数と要求精度との関係を表すマップ値が予め格納されており、そのマップ値に基づいて、ステップＳ１２０において設定された取得間隔が要求精度を満たすか否か判定される。すなわち、ステップＳ１２０において設定された取得間隔が予め設定されたサンプリング周波数の値以上であるか否か判定される。
【００２３】
ステップＳ１２０において設定された取得間隔が要求精度を満たさないと判定される場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、取得間隔設定部２３０は、取得間隔を変更する（ステップＳ１４０）。取得間隔設定部２３０は、取得間隔が要求精度を満たすよう取得間隔である時間間隔を短く変更することによって、取得間隔を変更する。
【００２４】
ステップＳ１２０において設定された取得間隔が要求精度を満たすと判定される場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、取得間隔設定部２３０は、取得間隔設定処理を終了する。
【００２５】
以上説明した信号処理装置２００によれば、状態情報の示すエンジン１１０の駆動状態であるエンジン１１０の回転数に応じて出力部２１０がデジタル信号を取得する取得間隔が設定される。すなわち、エンジン１１０の回転数が小さい時には、デジタル信号の取得間隔を長くするとともに、エンジン１１０の回転数が大きい時には、デジタル信号の取得間隔を短くする。このため、エンジンの駆動状態に関わらず常に一定量のデジタル信号を用いてエンジンの特性を測定する信号処理装置と比べて、デジタル信号の処理による処理負荷の増大を抑制しつつ、エンジン１１０の回転数に応じたデジタル信号の量を用いてエンジン１１０の制御を行うことができる。
【００２６】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ１．装置構成：
図３に示す車両１０ａは、第１実施形態の車両１０が備える信号処理装置２００とは異なる信号処理装置２００ａを備える点を除き、第１実施形態の車両１０の装置構成と同じである。第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００２７】
第２実施形態の信号処理装置２００ａは、第１実施形態の信号処理装置２００が備える構成に加えて、負荷情報取得部２４０を備える。負荷情報取得部２４０は、制御部３００に対する処理負荷を示す負荷情報を取得する。ここでいう負荷情報は、いわゆるＣＰＵ使用率のことである。
【００２８】
取得間隔設定部２３０は、状態情報取得部２２０から送られる状態情報の示すエンジン１１０の駆動状態および負荷情報取得部２４０から送られる負荷情報の示す処理負荷に応じて出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を設定する。本実施形態では、取得間隔設定部２３０は、負荷情報を状態情報より優先して考慮した取得間隔を設定する。具体的には、第１実施形態と同様、取得間隔設定部２３０は、原則として、状態情報が示すエンジン１１０の回転数が大きい程、出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を短く設定する。但し、エンジン１１０の回転数よりも負荷情報が示す制御部３００に対する処理負荷を優先して考慮した取得間隔を設定する。以下、具体的に第２実施形態の取得間隔設定処理について説明する。
【００２９】
Ｂ２．取得間隔設定処理：
第２実施形態の取得間隔設定部２３０は、図４に示す取得間隔設定処理を実行する。取得間隔設定処理は、車両１０のイグニッションスイッチ（図示しない）がオンにされてからオフにされるまでの間、継続して実行される。
【００３０】
取得間隔設定処理が開始されると、取得間隔設定部２３０は、状態情報取得部２２０および負荷情報取得部２４０から状態情報および負荷情報を取得する（ステップＳ２１０）。
【００３１】
状態情報および負荷情報を取得したのち（ステップＳ２１０）、取得間隔設定部２３０は、状態情報の示すエンジン１１０の駆動状態および負荷情報の示す制御部３００に対する処理負荷に応じて出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を設定する（ステップＳ２２０）。本実施形態では、上述したように、取得間隔設定部２３０は、負荷情報を状態情報より優先して考慮した取得間隔を設定する。具体的には、負荷情報が示す制御部３００に対する処理負荷が予め設定された閾値を超えない範囲内で、状態情報が示すエンジン１１０の回転数を考慮した取得間隔が設定される。
【００３２】
デジタル信号の取得間隔が設定されたのち（ステップＳ２２０）、取得間隔設定部２３０は、設定された取得間隔により取得されたデジタル信号を解析する処理が可能か否か判定する（ステップＳ２３０）。処理が可能か否かの判定は、ステップＳ２２０において設定された取得間隔により取得されたデジタル信号を解析する処理を行った場合の制御部３００におけるＣＰＵ使用率が、予め設定された閾値以上となるか否かに基づいて行われる。予め設定された閾値とは、ＣＰＵ使用率に関する値のことである。
【００３３】
ステップＳ２２０において設定された取得間隔では処理が可能ではないと判定される場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、取得間隔設定部２３０は、取得間隔を変更する（ステップＳ２４０）。取得間隔設定部２３０は、制御部３００が処理可能な取得間隔となるよう取得間隔を長くする変更を行う。
【００３４】
ステップＳ２２０において設定された取得間隔で処理が可能であると判定される場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、取得間隔設定部２３０は、取得間隔設定処理を終了する。
【００３５】
以上説明した信号処理装置２００ａによれば、エンジン１１０の駆動状態および制御部３００に対する処理負荷に応じて出力部２１０がデジタル信号を取得する取得間隔が設定される。このため、制御部３００に対する処理負荷を考慮したデジタル信号の取得間隔を設定できる。
【００３６】
Ｃ．第３実施形態：
Ｃ１．装置構成：
第３実施形態の車両が備える信号処理装置と第１実施形態の車両１０が備える信号処理装置２００との相違点は、取得間隔設定部２３０によるデジタル信号の取得間隔の設定が異なることである。第３実施形態の取得間隔設定部２３０は、エンジンの回転数が閾値以上であるか否かに応じて、予め設定された時間間隔もしくは予め設定されたクランク角度間隔のいずれか一方をデジタル信号の取得間隔として設定する。
【００３７】
Ｃ２．取得間隔設定処理：
第３実施形態の取得間隔設定部２３０は、図５に示す取得間隔設定処理を実行する。取得間隔設定処理が開始されると、取得間隔設定部２３０は、状態情報取得部２２０から状態情報を取得する（ステップＳ３１０）。取得間隔設定部２３０は、エンジン１１０の回転数を状態情報として取得する。
【００３８】
状態情報を取得したのち（ステップＳ３１０）、取得間隔設定部２３０は、状態情報が示すエンジン１１０の回転数が予め設定された閾値以上であるか否か判定する（ステップＳ３２０）。
【００３９】
エンジン１１０の回転数が予め設定された閾値以上であると判定される場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）、取得間隔設定部２３０は、予め設定された時間間隔をデジタル信号の取得間隔として設定する（ステップＳ３３０）。エンジン１１０の回転数が予め設定された閾値以上でないと判定される場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）、取得間隔設定部２３０は、予め設定されたクランク角度間隔をデジタル信号の取得間隔として設定する（ステップＳ３４０）。このとき出力部２１０は、エンジン１１０に備えられたクランクセンサ（図示しない）から検出されるクランク角度を示す信号に基づいて、デジタル信号を取得する。
【００４０】
本実施形態では、予め設定されたクランク角度間隔とは、エンジン１１０の回転数が予め設定された閾値より小さい場合に適正な頻度で制御部３００にデジタル信号が送ることのできる間隔であるとともに、エンジン１１０の回転数が予め設定された閾値以上である場合には制御部３００にデジタル信号を送る間隔が過剰な頻度になる間隔である。
【００４１】
本実施形態では、予め設定された時間間隔とは、エンジン１１０の回転数が予め設定された閾値以上である場合には適正な頻度で制御部３００にデジタル信号を送ることのできる間隔であるとともに、エンジン１１０の回転数が予め設定された閾値より小さかった場合に制御部３００にデジタル信号を送る間隔が過剰な頻度になる間隔である。
【００４２】
ここでいう適正な頻度とは、エンジン１１０の特性を解析するために必要なデジタル信号の制御部３００に対する供給頻度のことである。
【００４３】
デジタル信号の取得間隔を設定したのち（ステップＳ３３０、ステップＳ３４０）、取得間隔設定部２３０は、取得間隔設定処理を終了する。
【００４４】
以上説明した第３実施形態の信号処理装置によれば、エンジン１１０の回転数に応じて、予め設定された時間間隔もしくは予め設定されたクランク角度間隔のいずれか一方がデジタル信号の取得間隔として設定される。このため、デジタル信号の処理による処理負荷の増大を抑制しつつ、エンジン１１０の制御を精度良く実行できる。
【００４５】
Ｄ．他の実施形態：
第１実施形態において、センサ１２０は、エンジン１１０の気筒内の燃焼圧を検出していたが、本開示はこれに限られない。例えば、センサ１２０は、エンジン１１０の吸気圧、エンジン１１０の吸気量およびエンジン１１０の振動などエンジン１１０の駆動状態を示す他のパラメータを検出してもよい。
【００４６】
第１実施形態において、出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔は、時間間隔（サンプリング周波数）を基準として設定されていたが、本開示はこれに限られない。例えば、出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔は、エンジン１１０のクランク角度の間隔であるクランク角度間隔を基準として設定されてもよい。
【００４７】
上述した各実施形態において、状態情報取得部２２０は、エンジン１１０の回転数を状態情報として取得していたが、本発明はこれに限られない。例えば、状態情報取得部２２０は、エンジン１１０の温度を状態情報として取得してもよい。このような場合、取得間隔設定部２３０は、エンジン１１０の温度が高い程、出力部２１０によるデジタル信号の取得間隔を短く設定してもよい。
【００４８】
上述した各実施形態において、デジタル信号は、ＡＤ変換部１３０、出力部２１０、デジタルフィルタ１４０の順に経由した上でデジタルフィルタ１４０から制御部３００に送られていたが、本発明はこれに限られない。例えば、デジタル信号は、ＡＤ変換部１３０、デジタルフィルタ１４０、出力部２１０の順に経由した上で出力部２１０から制御部３００に送られてもよい。
【００４９】
本開示は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…車両、１１０…エンジン、  １２０…センサ、  １３０…ＡＤ変換部、  １４０…デジタルフィルタ、  ２００…信号処理装置、  ２１０…出力部、  ２２０…状態情報取得部、  ２３０…取得間隔設定部、  ２４０…負荷情報取得部、  ３００…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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