(57)【要約】【課題】電源電圧の高精度の設定を必要とすることなく、簡易な構成で正確なディジタル変換値が得られるようにする。【解決手段】アナログ・ディジタル変換器２の出力値は、アナログ・ディジタル変換器２へ印加される基準電圧の所定の基準値における実測値と、この基準電圧の目標値とに基づいて予め定められメモリ３に記憶されている補正定数を用いて所定の補正式により補正されて、その補正後の値がアナログ・ディジタル変換器２におけるアナログ入力信号のディジタル変換値として用いられるようになっており、電圧変動に伴うディジタル変換値の誤差が補正された正確なディジタル変換値が得られるようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ・ディジタル変換器を用いてアナログ入力値をディジタル値に変換し、当該ディジタル値を動作に用いるよう構成されてなる電子機器における入力信号補正方法であって、
前記アナログ・ディジタル変換器へ印加される基準電圧の所定の基準値における実測値と、当該基準電圧の目標値とに基づいて予め定められた補正定数を用いて、前記ディジタル変換値を所定の補正式により補正し、当該補正後の値を前記アナログ入力値のディジタル変換値とすることを特徴とする入力信号補正方法。
【請求項２】
補正定数は、基準電圧の目標値を、基準電圧の所定の基準時における実測値で除し、当該除算値に、前記アナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値を乗じ、その乗算値からアナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値を減算した値であることを特徴とする請求項１記載の入力信号補正方法。
【請求項３】
所定の補正式は、補正定数を、アナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値で除した値に１を加算し、その加算値に前記アナログ・ディジタル変換器の出力値を乗ずることを特徴とする請求項２記載の入力信号補正方法。
【請求項４】
アナログ・ディジタル変換器を用いてアナログ入力値をディジタル値に変換し、当該ディジタル値を動作に用いるよう構成されてなる電子機器における入力信号補正装置であって、
当該入力信号補正装置は、前記アナログ・ディジタル変換器へ印加される基準電圧の所定の基準値における実測値と、当該基準電圧の目標値とに基づいて予め定められた補正定数を用いて、前記ディジタル変換値を所定の補正式により補正し、当該補正後の値を前記アナログ入力値のディジタル変換値とするよう構成されてなることを特徴とする入力信号補正装置。
【請求項５】
補正定数は、基準電圧の目標値を、基準電圧の所定の基準時における実測値で除し、当該除算値に、アナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値を乗じ、その乗算値からアナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値を減算した値であることを特徴とする請求項４記載の入力信号補正装置。
【請求項６】
所定の補正式は、補正定数を、アナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値で除した値に１を加算し、その加算値に前記アナログ・ディジタル変換器の出力値を乗ずることを特徴とする請求項５記載の入力信号補正装置。
【請求項７】
外部入力されるアナログ信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器と、前記アナログ・ディジタル変換器の出力信号を用いる信号処理部とを有すると共に、前記信号処理部の電源電圧が前記アナログ・ディジタル変換器の基準電圧として供給されるよう構成されてなる電子制御ユニットであって、
当該電子制御ユニットは、前記アナログ・ディジタル変換器へ印加される基準電圧の目標値を、基準電圧の所定の基準時における実測値で除し、当該除算値に、前記アナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値を乗じ、その乗算値からアナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値を減算した値を補正定数として予め記憶された不揮発性メモリが設けられ、
前記信号処理部は、前記不揮発性メモリから前記補正定数を読み込み、前記アナログ・ディジタル変換器から入力された前記アナログ入力値のディジタル変換値を、前記補正定数を用いて所定の補正式により補正し、当該補正後の値を前記アナログ入力値のディジタル変換値とするよう構成されてなり、
前記所定の補正式は、前記補正定数を、アナログ・ディジタル変換器に基準電圧の目標値が印加された場合の当該アナログ・ディジタル変換器のディジタル変換値の最大値で除した値に１を加算し、その加算値に前記アナログ・ディジタル変換器の出力値を乗ずることを特徴とする電子制御ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ・ディジタル変換によりディジタル変換された信号を入力信号とする電子機器装置等における入力信号の補正処理に係り、特に、電源電圧の変化に関わらず正確な入力信号のディジタル変換値を得ることのできる入力信号補正方法及び入力信号補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるマイクロコンピュータ等と称される半導体集積回路化されたコンピュータとしての処理機能を有するＩＣを用いた各種の電子機器、装置等（以下、便宜的に「電子装置」と言う）において、例えば、何らかのセンサ等の信号が、その動作において必要とされることがあるが、センサの出力信号がアナログ信号である場合、アナログ・ディジタル変換器を介して、ディジタル変換されたセンサ信号を入力し、その動作に用いることとなる。
【０００３】
かかる場合、例えば、図３（Ａ）に示されたように、電子装置Ｓ内に設けられたアナログ・ディジタル変換器（図３においては「Ａ／Ｄ」と表記）３１の基準電圧(Ref)と、外部のセンサ３２に印加される電源電圧が共通の電圧ｖ１である場合には、電源電圧ｖ１に変化があっても、センサ３２の出力電圧の変化とアナログ・ディジタル変換器３１の基準電圧の変化は相対的に変わらないため、アナログ・ディジタル変換器３１の変換値としては、本来の変換値と同一となり、図示されないマイクロコンピュータにおいて認識されるその入力値にも変化がなく問題は生じない。
【０００４】
しかしながら、図３（Ｂ）に示されたように、アナログ・ディジタル変換器３１の基準電圧と、センサ３２の電源電圧とが、それぞれ別個の電源から供給される構成においては、アナログ・ディジタル変換器３１の基準電圧とセンサ３２への印加電圧を、それぞれ所定値に正確に設定しなければならず、いずれかの電圧が設定値からずれると、アナログ・ディジタル変換器３１からの出力値は、本来の値と異なり、したがって、図示されないマイクロコンピュータにおいても、誤った入力値で認識され、処理に供されることとなるという問題がある。
【０００５】
このような不都合を解決する手段としては、例えば、少なくとも２つの入力端子を有するアナログ・ディジタル変換器を設け、一方の入力端子には、被変換信号を、他方の入力端子には、電圧安定化回路などで安定化された基準電圧を、それぞれ入力するようにし、電源電圧が正規の値にある場合における上記基準電圧の変換値を予め求めて、それをメモリ等に記憶しておき、電源電圧が変動した際に、その場合の基準電圧の変換値と、メモリ等に記憶されている変換値との比から、被変換信号の変換値を補正して、被変換信号の正確な変換値を得ることができるようにしたものが公知・周知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２９０２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来装置においては、補正に用いられる安定化された基準電圧を発生する回路が別途必要となるだけでなく、その基準電圧を被変換信号同様にアナログ・ディジタル変換する必要があるため、被変換信号同様に入力端子が必要となり、アナログ・ディジタル変換器の高価格化を招くばかりか、このようなアナログ・ディジタル変換器を用いた電子装置の高価格化を招くという問題がある。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、電源電圧の高精度の設定を必要とすることなく、簡易な構成で正確なディジタル変換値を得ることのできる入力信号補正方法及び入力信号補正装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る入力信号補正方法は、
アナログ・ディジタル変換器を用いてアナログ入力値をディジタル値に変換し、当該ディジタル値を動作に用いるよう構成されてなる電子機器における入力信号補正方法であって、
前記アナログ・ディジタル変換器へ印加される基準電圧の所定の基準値における実測値と、当該基準電圧の目標値とに基づいて予め定められた補正定数を用いて、前記ディジタル変換値を所定の補正式により補正し、当該補正後の値を前記アナログ入力値のディジタル変換値とするものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る入力信号補正装置は、
アナログ・ディジタル変換器を用いてアナログ入力値をディジタル値に変換し、当該ディジタル値を動作に用いるよう構成されてなる電子機器における入力信号補正装置であって、
当該入力信号補正装置は、前記アナログ・ディジタル変換器へ印加される基準電圧の所定の基準値における実測値と、当該基準電圧の目標値とに基づいて予め定められた補正定数を用いて、前記ディジタル変換値を所定の補正式により補正し、当該補正後の値を前記アナログ入力値のディジタル変換値とするよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アナログ・ディジタル変換器の基準電圧のばらつきが生じても、不揮発性の記憶素子に予め記憶された補正定数を用いてアナログ・ディジタル変換器の出力値を補正して、本来の変換値となるようにしたので、従来と異なり、アナログ・ディジタル変換器の基準電圧を高精度で設定する必要がなくなり、そのため、製造コストの削減が図られると共に、簡易な構成で正確な入力信号値を得ることができ、信頼性の高い装置の提供が可能となるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における入力信号補正装置は、車両用電子制御ユニットに適用された例であり、その構成例について図１を参照しつつ説明する。
図１において、車両用電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）１０１は、車両のエンジン制御やトランスミッション制御の中心となるもので、エンジン制御やトランスミッション制御のためのプログラム等の実行処理に加えて、後述する入力信号補正処理のためのプログラムの実行等を行うマイクロコンピュータ（図１においては「ＣＰＵ」と表記）１と、外部のセンサ４のアナログ出力信号をディジタル信号に変換するアナログ・ディジタル変換器（図１においては「Ａ／Ｄ」と表記）２と、後述する入力信号補正処理に必要とされる補正定数を記憶するメモリ（図１においては「ＲＯＭ」）３とを有して構成されたものとなっている。
【００１１】
ここで、メモリ３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリが好適である。また、車両用電子制御ユニット１は、通常、この他に、マイクロコンピュータ１において実行されるプログラムが記憶される不揮発性メモリや、種々の演算処理において得られた演算値やデータなどを一時的に記憶するＲＡＭなどを備えているが、本発明の実施の形態の説明を簡便にして本発明の理解を容易にするため図１においては図示を省略してある。
アナログ・ディジタル変換器２に印加される基準電圧（Ref電圧）とマイクロコンピュータ１に印加される電源電圧とは図示されない同一の電源から供給されるものとなっている。
【００１２】
また、図１においては、構成を簡便にして説明を理解し易くする観点から、１個のセンサ４が、車両用電子制御ユニット１０１の外部に設けられた構成が示されているが、実際には、エンジン制御やトランスミッション制御等のための種々のセンサが設けられ、車両用電子制御ユニット１０１に入力されるものとなっている。
そして、このセンサ４に必要とされる電源電圧Ｖｓは、車両用電子制御ユニット１０１における電源とは別個の電源（図示せず）から供給されるものとなっている。なお、このセンサ４への印加電圧は、安定化されたものであることが、以下に説明する入力信号補正処理によってマイクロコンピュータ１においてセンサ４の出力電圧が正しく認識されるための前提条件となる。
【００１３】
次に、かかる構成において、マイクロコンピュータ１において実行される入力信号補正処理について、図２に示されたサブルーチンフローチャートを参照しつつ説明する。
この入力信号補正処理は、アナログ・ディジタル変換器２の出力信号をマイクロコンピュータ１において、例えば、エンジン制御等に用いる場合に、その制御処理の際にメインルーチンの中でサブルーチン処理として実行されるものである。
処理が実行されると、アナログ・ディジタル変換器２の出力信号の読み込みが行われ、センサ４の電圧出力信号が、ディジタル信号としてマイクロコンピュータ１に読み込まれることとなる（図２のステップＳ１００参照）。
次いで、メモリ３から補正定数（詳細は後述）の読み込みが行われ（図２のステップＳ１０２参照）、続いて、先に読み込まれたアナログ・ディジタル変換器２の出力値の補正、換言すれば、マイクロコンピュータ１における認識電圧（ＣＰＵ認識電圧）の補正が下記する式１に基づいて行われることとなる（図２のステップＳ１０４参照）。
なお、実際には、ディジタル演算であるが、理解を容易にするためにアナログ値での演算式を示し説明することとする。
【００１４】
ＣＰＵ認識電圧(V)＝ＣＰＵ入力電圧(V)×｛１＋（補正定数／分解能）｝・・・式１
【００１５】
ここで、ＣＰＵ認識電圧は、マイクロコンピュータ１内で制御などに供されるアナログ・ディジタル変換器２の出力値の補正後の値である。また、ＣＰＵ入力電圧は、アナログ・ディジタル変換器２からディジタル値でマイクロコンピュータ１へ入力される電圧値、換言すれば、センサ４の出力電圧値である。また、補正定数は、詳細は後述するが、式２によって求められるもので、いわば基準電圧の変動に伴うディジタル値の変動分（差分）というべきものである。
【００１６】
さらに、分解能は、ここでは１０進数表示によるもので、例えば、出力１０ビットのアナログ・ディジタル変換器であれば、式１における分解能は１０２４となる。すなわち、換言すれば、アナログ・ディジタル変換器２に正規の基準電圧（後述する標準Ref電圧に相当）が印加された状態におけるディジタル変換値の最大値というべきものである。
そして、補正定数は、下記する式２に基づいて予め算出されて、先に述べたようにメモリ３に記憶されているものである。
【００１７】
補正定数＝（実Ref電圧／標準Ref電圧）×分解能−分解能・・・式２
【００１８】
ここで、基準電圧の目標値としての標準Ref電圧は、アナログ・ディジタル変換器２へ印加される基準電圧を発生する図示されない電源回路の出力電圧の設計値である。
また、実Ref電圧は、例えば、車両用電子制御ユニット１０１の製造工程の最終の調整段階（所定の基準時）において、マイクロコンピュータ１の電源電圧及びアナログ・ディジタル変換器２の基準電圧（Ref電圧）として印加された電圧の実測値である。なお、最終の調整とは、センサ４の出力信号に対するアナログ・ディジタル変換器２の出力とマイクロコンピュータ１における認識値が設計通りの所定の値（又は所定の範囲内の値）となるように必要な調整を行うことである。
そして、この実Ref電圧の実測後、上述の式２に基づいて、補正定数を算出し、メモリ２にその値を記憶することとなる。
なお、式２における「分解能」は、式１における「分解能」と同じものである。
【００１９】
次に、ＣＰＵ認識電圧の補正について、具体的な数値例を挙げて説明することとする。
まず、例えば、標準Ref電圧＝５１２０ｍｖ、実Ref電圧＝５３２０ｍｖ、センサ４の出力電圧＝３.００ｖであり、また、アナログ・ディジタル変換器２の出力ビット数＝１０ビット、すなわち、１０進数表示分解能＝１０２４であると仮定する。かかる前提の下、最初に、上述の補正が行われないとすれば、ＣＰＵ認識電圧は、次のようになる。
【００２０】
ＣＰＵ認識電圧＝（標準Ref電圧／実Ref電圧）×センサ出力電圧として求められる。
【００２１】
すなわち、上記具体数値例においては、ＣＰＵ認識電圧＝（５１２０／５３２０）×３.００＝２.８９（ｖ）となる。
このように、使用時に、アナログ・ディジタル変換器２のRef電圧が標準Ref電圧からずれてしまうことによって、センサ出力電圧が３.００ｖであるにも関わらず、マイクロコンピュータ１では２.８９（ｖ）と誤って認識されて、種々の制御処理に供されることとなってしまう。
【００２２】
これに対して、本発明の実施の形態における補正によってＣＰＵ認識電圧は以下のように求められる。
まず、補正定数は、式２により、補正定数＝（５３２０／５１２０）×１０２４−１０２４＝４０となる。
したがって、式１により、ＣＰＵ認識電圧＝２.８９×（１＋４０／１０２４）＝３.００となり、センサ４の出力電圧が正確にマイクロコンピュータ１に認識されることが理解できる。
ここで、補正定数の４０は、換言すれば、実Ref電圧におけるディジタル変換値の最大値と標準Ref電圧における ディジタル変換値の最大値との差分である。そして、４０／１０２４は、換言すれば、標準Ref電圧における ディジタル変換値の最大値に対するこの差分の割合である。そして、（１＋４０／１０２４）をアナログ・ディジタル変換器２の出力値へ乗ずることは、標準Ref電圧における ディジタル変換値の最大値に対する実Ref電圧におけるディジタル変換値の最大値と標準Ref電圧における ディジタル変換値の最大値との差分の割合を、アナログ・ディジタル変換器２の出力値に加味することを意味するものである。
【００２３】
なお、先に述べたように、上述の説明においては、理解を容易にするために、センサ出力電圧及びＣＰＵ認識電圧をアナログ値で示して説明したが、実際には、アナログ・ディジタル変換器２のディジタル出力値に、上述したような式１及び式２に基づく補正が行われ、その補正後のディジタル値がセンサ４の出力値としてマイクロコンピュータ１に認識されることとなるものである。
上述のようにしてＣＰＵ認識電圧の補正が行われた後は、図示されないメインルーンへ戻ることとなる。
なお、上述のステップＳ１００及びステップＳ１０２の処理は、ステップＳ１０４の処理に先立って行われれば良いので、各々の処理の先後は、図２に示された順に限定される必要はないものである。
【００２４】
上述の構成例においては、アナログ・ディジタル変換器２の入力信号（被変換信号）が、センサ４の出力信号であるとしたが、勿論、センサ４に限定される必要はなく、例えば、回路動作の監視や、ある回路の動作制御等のために、特定の電子部品（例えば、抵抗器等）の電圧等であっても良いものである。
また、上述した構成例においては、メモリ３は、補正定数を記憶するための専用のものとしたが、例えば、マイクロコンピュータ１で実行されるプログラムが記憶される不揮発性メモリと共用としても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態における入力信号補正装置が実現される車両用電子制御ユニットの構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示された車両用電子制御ユニットのマイクロコンピュータにより実行される入力信号補正方法の処理手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【図３】従来回路における問題点を説明するためのアナログ・ディジタル変換器とセンサとの回路接続例を示す概略回路図であって、図３（Ａ）は、アナログ・ディジタル変換器とセンサの電源が共通する場合の概略回路図、図３（Ｂ）は、アナログ・ディジタル変換器とセンサの電源がそれぞれ別個の場合の概略回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…マイクロコンピュータ
２…アナログ・ディジタル変換器
３…メモリ
４…センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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