(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回路、
前記入力回路の起動の後、前記入力回路を介して入力されたアナログ信号をＡＤ変換してデジタル値に変換するＡＤ変換部、
前記起動から前記アナログ信号が収束するまでの収束期間を記憶する記憶部、
および前記起動ごとに、前記起動から前記収束期間の経過時よりも前の時刻に前記ＡＤ変換した第一のデジタル値と、前記起動から前記収束期間の経過以後の時刻に前記ＡＤ変換した第二のデジタル値との差を算出し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が予め定められた最小判定値よりも小さい場合は前記収束期間を減少補正し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が予め定められた最大判定値よりも大きい場合は前記収束期間を増加補正し、前記減少補正または前記増加補正した前記収束期間を前記記憶部に記憶させる補正部、を備えた制御装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記起動ごとに、前記起動から前記収束期間の経過時よりも第一の所定時間前の時刻に前記ＡＤ変換した第一のデジタル値と、前記起動から前記収束期間の経過より第二の所定時間後の時刻に前記ＡＤ変換した第二のデジタル値との差を算出し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が予め定められた前記最小判定値よりも小さい場合は前記収束期間および前記収束期間から第一の所定時間を減じた期間の加重平均によって減少補正した値を算出し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が予め定められた最大判定値よりも大きい場合は前記収束期間および前記収束期間に第二の所定時間を加えた期間の加重平均によって増加補正した値を算出する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ＡＤ変換部は、予め定められた比較期間ごとにＡＤ変換を実施し、
前記補正部は、前記起動ごとに、前記起動から前記収束期間の経過時よりも前記比較期間前にＡＤ変換した第一のデジタル値と、前記起動から前記収束期間の経過時よりも前記比較期間後にＡＤ変換した第二のデジタル値との差が、前記最小判定値よりも小さい場合は前記収束期間を前記比較期間だけ減少補正し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が前記最大判定値よりも大きい場合は前記収束期間を前記比較期間だけ増加補正する請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記起動ごとに、前記起動から前記収束期間の経過時よりも予め定められた比較期間前に前記ＡＤ変換した第一のデジタル値と、前記起動から前記収束期間の経過時に前記ＡＤ変換した第二のデジタル値との差を算出し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が予め定められた最小判定値よりも小さい場合は前記収束期間を減少補正し、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が予め定められた最大判定値よりも大きい場合は前記収束期間を増加補正し、前記減少補正または前記増加補正した前記収束期間を前記記憶部に記憶させる請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ＡＤ変換部は、前記比較期間ごとにＡＤ変換を実施し、
前記補正部は、前記第二のデジタル値と前記第一のデジタル値との差が、前記最小判定値よりも小さいとき、前記収束期間を前記比較期間だけ減少補正し、前記差が前記最大判定値よりも大きいとき、前記収束期間を前記比較期間だけ増加補正する請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記記憶部は、前記収束期間を最初に記憶する場合は、前記起動の後に前記ＡＤ変換した前記デジタル値が予め定められた収束判定値となった時間を前記収束期間として記憶する請求項１から５のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力回路と、ＡＤ変換部と、制御部と、を備える制御装置が用いられている。入力回路に入力されたアナログ信号は、ＡＤ変換部によりデジタル変換され、制御部に出力される。入力回路の起動後において、アナログ信号が入力回路に入力され、入力回路からＡＤ変換部に伝達された電圧は、入力回路を構成する部品の時定数に応じて変化し、入力回路に入力された本来の入力信号の電圧に収束するまで時間遅れが生じる。ＡＤ変換部に伝達された電圧が変化した後に収束するまでの時間を迅速に判定し、信頼できる入力情報として速やかに制御用に出力するための技術が必要とされている。
【０００３】
制御装置において、ＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧の収束値を推定する技術が存在する。入力回路の起動時のＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧を、ＡＤ変換部でデジタル変換したデジタル電圧として取得する。この、入力回路の起動時のデジタル電圧と、入力回路の時定数に基づいて、デジタル電圧の収束値を推定する技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
この技術によれば、制御装置おいて、ＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧の収束するのを待つ必要がない。実際の、アナログ入力部分の電圧の収束を待たず、収束値を推定できる。したがって、制御装置は推定した収束値を採用して、遅滞なく制御用に出力することができる。
【０００５】
また、入力回路の起動時に、ＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧が取りうる見込み範囲を算出する技術が存在する。入力回路の起動時のＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧を、ＡＤ変換部でデジタル変換したデジタル電圧として取得する。この、入力回路の起動時のデジタル電圧と、入力回路の時定数に基づいて、デジタル電圧の収束値を推定するとともに、その後ＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧が取りうる見込み範囲を算出する。その後のＡＤ変換部でデジタル変換したデジタル電圧である実測値が、見込み範囲内であるかどうかを判定する。実測値が見込み範囲内である場合は推定した収束値を採用して制御に使用し、実測値が見込範囲外である場合は推定した収束値を採用せず、実測値を制御に使用する技術が提案されている（例えば特許文献２）。
【０００６】
この技術によれば、制御装置は推定した収束値を採用して、遅滞なく制御に用いることができる。加えて、入力回路を構成する部品のばらつきによる時定数の差を吸収しつつ、実際のアナログ信号とかけ離れた推定値を使用することを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１５２２０８号公報
【特許文献２】特開２０１８−５６７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の手法によると、ＡＤ変換部でデジタル変換したデジタル電圧の収束値を推定するには、入力回路の時定数を決定しておく必要がある。しかし、特許文献１では、設計上の時定数を使用しているため、入力回路を構成する部品の個体差が考慮されていない。そのため、部品の個体差によって、推定した収束値が実際の収束値から大きくずれる可能性がある。実際の収束値から大きくずれた推定値は信頼して使用できない。
【０００９】
特許文献２の手法によると、入力回路を構成する部品の個体差による時定数のばらつきを、ＡＤ変換部のアナログ入力部分の電圧が取りうる見込み範囲として吸収することができる。設計値に対して、実際に使用される部品の特性のばらつきを考慮して、電圧が取りうる見込み範囲を設定できるからである。しかしながら、部品の経年劣化により設定した見込み範囲を超える特性差が発生した場合は、見込み範囲をはずれてしまう。この場合、収束値の推定値は利用できず、実測したデジタル電圧をそのまま使用することとなる。このため、収束するまでの時間を判断できず、信頼できる入力情報としていちはやく制御に用いることができない。
【００１０】
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、入力回路の起動後において、ＡＤ変換部に伝達された電圧が変化した後収束するまでの収束時間を迅速に判定し、部品のばらつき、経年劣化による影響を補正して、信頼できる収束時間を認識することができる制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願に係る制御装置は、
入力回路、
入力回路の起動の後、入力回路を介して入力されたアナログ信号をＡＤ変換してデジタル値に変換するＡＤ変換部、
起動からアナログ信号が収束するまでの収束期間を記憶する記憶部、
および起動ごとに、起動から収束期間の経過時よりも前の時刻にＡＤ変換した第一のデジタル値と、起動から収束期間の経過以後の時刻にＡＤ変換した第二のデジタル値との差を算出し、第二のデジタル値と第一のデジタル値との差が予め定められた最小判定値よりも小さい場合は収束期間を減少補正し、第二のデジタル値と第一のデジタル値との差が予め定められた最大判定値よりも大きい場合は収束期間を増加補正し、減少補正または増加補正した収束期間を記憶部に記憶させる補正部、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本願に係る制御装置によれば、入力回路の起動後において、ＡＤ変換部に伝達された電圧が変化した後収束するまでの収束時間を迅速に判定し、部品のばらつき、経年劣化による影響を補正して、信頼できる収束時間を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１に係る制御装置の構成図である。
【図２】実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。
【図３】実施の形態１に係る制御装置の入力回路起動後のＡＤ変換部に伝達された電圧の収束を示す第一のタイミング図である。
【図４】実施の形態１に係る制御装置の入力回路起動後のＡＤ変換部に伝達された電圧の収束を示す第二のタイミング図である。
【図５】実施の形態１に係る制御装置の処理手順を示す第一のフローチャートである。
【図６】実施の形態１に係る制御装置の処理手順を示す第二のフローチャートである。
【図７】実施の形態２に係る制御装置の処理手順を示す第一のフローチャートである。
【図８】実施の形態２に係る制御装置の処理手順を示す第二のフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係る制御装置の入力回路起動後のＡＤ変換部に伝達された電圧の収束を示すタイミング図である。
【図１０】実施の形態３に係る制御装置の処理手順を示す第一のフローチャートである。
【図１１】実施の形態３に係る制御装置の処理手順を示す第二のフローチャートである。
【図１２】実施の形態４に係る制御装置の処理手順を示す第一のフローチャートである。
【図１３】実施の形態４に係る制御装置の処理手順を示す第二のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本願に係る制御装置１００の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
１．実施の形態１
＜制御装置の構成＞
図１に制御装置１００の構成を示す。制御装置１００は、マルチプレクサ１、入力回路２、ＡＤ変換部３、制御部４、補正部３１、記憶部３２、出力回路５を備えている。制御装置１００は外部に接続された、第一のセンサ１１、第二のセンサ１２などから、入力信号を受け取り、入力信号に基づいて、出力回路から外部のアクチュエータ１５、第二の制御装置１６などに出力信号を出力する。制御装置１００は、このほかにスイッチ情報、回転センサ情報などを受け取って、車両の燃料噴射弁、点火コイルへの通電電流などを制御するエンジン制御装置である。制御装置１００の適用は、エンジン制御装置に限られるものではなく、電力変換装置の制御、操舵装置の制御、表示装置の制御など様々な応用が考えられる。また、制御装置のマルチプレクサ１は、省略してもよい。また、第二の制御装置１６への接続は省略してもよい。制御装置１００は、出力として、他の制御装置にＡＤ変換したセンサの情報のみを伝達するものであってもよい。マルチプレクサ１は半導体回路によるものでもよいが、機械式リレーを用いた切替回路でもよい。
【００１６】
制御装置１００は、外部の第一のセンサ１１、第二のセンサ１２等のセンサから入力信号として、電圧を検出すべきアナログ信号等を受け取る。マルチプレクサ１によって選択されたセンサのアナログ信号は、入力回路２を介して、ＡＤ変換部３に伝達される。マルチプレクサ１を切り替えることで、切り替えごとに入力回路２は起動され、入力回路２の有する時定数によって遅延した信号がＡＤ変換部３に入力される。制御部４は、マルチプレクサ１に検出すべきセンサを選択して切り替えを指示し、マルチプレクサ１の切り替え後、ＡＤ変換部３に入力されたアナログ信号が、信頼できる値となったと判断できる収束時間を経過したタイミングでＡＤ変換したデジタル電圧を、制御用に出力する。制御部４は、制御用に出力した信号を、出力回路５を介して外部の第二の制御装置１６に伝達することができる。また、制御用に出力した信号を用いて演算した結果を用いて、外部のアクチュエータ１５に出力回路５を介して駆動信号を伝達することができる。
【００１７】
入力回路２は、マルチプレクサ１が切り替わるたびに起動され、接続されたセンサのアナログ電圧が、ＡＤ変換部３の入力に伝達されるまで遅延する。ＡＤ変換部３の入力電圧は、徐々に変化し、センサが出力する電圧に収束する。この現象は、マルチプレクサの切り替え時だけでなく、制御装置の電源が立ち上げられた際にも発生し、制御装置の電源立ち上げによって入力回路２が起動される。
【００１８】
＜制御装置のハードウェア構成＞
図２は、制御装置１００のハードウェア構成図である。本実施の形態では、制御装置１００は、内燃機関を制御する制御装置である。制御装置１００の各機能は、制御装置１００が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置１００は、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力部９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力部９３等を備えている。
【００１９】
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のものまたは異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read only Memory）等が備えられている。入力部９２は、各種のセンサ及びスイッチが接続され、これらセンサ及びスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡＤ変換部３、入力回路２などのインターフェース回路を備えている。出力部９３は、アクチュエータ１５等の電気負荷、第二の制御装置１６が接続され、これら電気負荷、制御装置に演算処理装置９０からの出力信号を変換して出力する駆動回路、通信回路等のインターフェース回路を備えている。
【００２０】
制御装置１００が備える各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力部９２、及び出力部９３等の制御装置１００の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、制御装置１００が用いる閾値、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。
【００２１】
図１の制御装置１００の内部に記載されたＡＤ変換部３、制御部４、補正部３１、記憶部３２で示された各機能は、それぞれソフトウェアのモジュールで構成されるものであってもよいが、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって構成されるものであってもよい。
【００２２】
ここでは、ＡＤ変換部３、制御部４、補正部３１、記憶部３２を、制御装置１００のなかで実行される機能ブロックとして説明したが、これらの全部、または一部を専用の制御装置として独立して設けることとしてもよい。
【００２３】
＜制御装置の動作＞
図３は制御装置１００の入力回路２の起動後のＡＤ変換部３に伝達された電圧の収束を示す第一のタイミング図である。横軸は、入力回路２が起動してからの経過時間を示し、縦軸はＡＤ変換部３の入力電圧Ｖｉを示す。収束判定期間Ｔ０に対して入力電圧Ｖｉが収束判定値Ｖ１となっている。収束判定値Ｖ１は、Ｖｉの最終的な収束値の９５％達成値であり、収束判定値Ｖ１を収束値として扱っても制御上問題がない。（９５％は、一例であり、制御精度とデータの迅速な取得の必要性に応じて９０％、８０％等に変更してもよい）よって、Ｖｉ＝Ｖ１となる収束判定期間Ｔ０を確認することによって、収束判定期間Ｔ０を得ることができる。理論的には、この収束判定期間Ｔ０を用いて、入力回路起動後に収束判定期間Ｔ０を経過した時のＡＤ変換値を制御に使用することができる。センサからの入力電圧の、信頼に足るＡＤ変換値を速やかに使用したいという要求に対して、入力回路起動から収束判定期間Ｔ０が経過した時点のＡＤ値を使用すればよい。例えば、多数のセンサの電圧を、マルチプレクサを用いて迅速に切り替えながら、リアルタイムのセンサ電圧の監視が必要な場合は、収束判定期間Ｔ０が経過するたびにＡＤ変換を実施してセンサ電圧を取得して制御に使用し、速やかにマルチプレクサを切り替えることで次のセンサの電圧検出を開始することができるので、収束判定期間Ｔ０を決定することは意義がある。収束判定期間Ｔ０を、接続するセンサごとに決めておくことにより、より正確に収束判定期間Ｔ０を決定することができる。センサごとに通常示す電圧範囲が異なるからである。
【００２４】
しかし、収束判定期間Ｔ０をシミュレーション、もしくは標準的な部品を使用して実験で求めたとしても、製造上のばらつきで、実際の製品の入力回路２の部品の特性と合致しない場合が存在する。また、経年劣化による部品の特性変化で、収束判定期間Ｔ０が適切でなくなる場合が考えられる。
【００２５】
実施の形態１では、収束期間Ｔｎを入力回路２の起動ごとに補正（学習）する。図４に入力回路２の起動後のＡＤ変換部に伝達された電圧の収束を示す第二のタイミング図を示す。横軸は、入力回路２が起動してからの経過時間を示し、縦軸はＡＤ変換部３の入力電圧Ｖｉを示す。
【００２６】
制御装置１００は、記憶部３２に保有している最新の収束期間Ｔｎ経過時と、収束期間Ｔｎ経過時より第一の所定時間前の収束前時刻Ｔｎｌと、収束期間Ｔｎ経過時より第二の所定時間後の収束後時刻Ｔｎｈの３度に分けて、入力電圧のＡＤ変換を実施する。そして、入力回路２の起動後、収束前時刻ＴｎｌのＡＤ変換電圧Ｖｎｌ、収束期間Ｔｎ経過時のＡＤ変換電圧Ｖｎ、収束後時刻ＴｎｈのＡＤ変換電圧Ｖｎｈを取得する。
【００２７】
今回の入力回路２の起動後の制御に使用するデータとして電圧Ｖｎを出力する。そして、次回の起動後に使用する収束期間Ｔｎを以下の手順で補正する。
【００２８】
収束後時刻Ｔｎｈと収束前時刻ＴｎｌのＡＤ変換電圧の差Ｖｄを算出する。Ｖｄ＝Ｖｎｈ−Ｖｎｌ  から求める。
【００２９】
差Ｖｄが、最小判定値Ｖｄｍｉｎよりも小さい場合は、入力電圧の収束が進んでおり、曲線の傾きが必要以上に緩くなっている。よって、収束期間Ｔｎを縮小補正する。
【００３０】
差Ｖｄが、最大判定値Ｖｄｍａｘよりも大きい場合は、入力電圧の収束が進んでおらず、曲線の傾きが必要な程度に緩くなっていない。よって、収束期間Ｔｎを拡大補正する。
【００３１】
差Ｖｄが、最小判定値Ｖｄｍｉｎ以上かつ最大判定値Ｖｄｍａｘ以下の場合は、入力電圧の収束が適切である。よって、収束期間Ｔｎは現状のまま維持する。
【００３２】
このように、入力回路２の起動ごとに収束期間Ｔｎを補正することで、入力回路２の構成部品の生産上のばらつきと、経年劣化による部品の特性の変化に対して、適正な収束期間Ｔｎを維持することができる。バッテリバックアップされた記憶部３２、もしくはフラッシュメモリなどの電源保持が不要な不揮発性メモリからなる記憶部３２に補正後の収束期間Ｔｎを記憶させることで、電源たち下げ後も補正された収束期間Ｔｎを保持することができ、経年劣化にも適切に対応でき、信頼できる入力電圧のＡＤ変換値を制御での使用に供することができる。
【００３３】
＜フローチャート＞
図５に、実施の形態１に係る制御装置１００で実行する上記の収束期間Ｔｎの補正に関する処理手順を、第一のフローチャートとして示す。図６は第二のフローチャートで図５の続きであり、図５と図６は、同じフローチャートの前半と後半を示す。
【００３４】
図５のステップＳ５００から処理を開始する。ステップＳ５００は、所定時間（例えば１００μｓ）ごとに実行する。ステップＳ５０１で、起動直後かどうかを判定する。起動直後とは、入力回路２が起動された直後かどうかを言い、マルチプレクサ１の入力信号の切り替え、制御装置１００の電源投入によって、入力回路２の状態が初期化されることを言う。起動直後でなければステップＳ５０３へ進む。起動直後であればステップＳ５０２へ進む。
【００３５】
ステップＳ５０２で、起動後タイマをクリア（０をセット）する。ここから、起動後タイマの計時が始まる。その後ステップＳ５０４へ進む。
【００３６】
ステップＳ５０３で起動後タイマの加算を実施する。その後ステップＳ５０４へ進む。
【００３７】
ステップＳ５０４で学習済みフラグがセットされているかどうかを判定する（学習済みフラグ＝１かどうか判定する）。学習済みフラグは一度でも収束期間Ｔｎが学習されていればセットされる。製品として工場出荷時、もしくはメンテナンス時にクリアされる。学習済みフラグがセットされていない場合は、ステップＳ５１２へ進む。学習済みフラグがセットされていれば、ステップＳ５０５へ進む。
【００３８】
ステップＳ５０５で、起動後タイマが収束前時刻Ｔｎｌに一致したかどうか判定する。一致していなければステップＳ５０８へ進む。一致している場合は、ステップＳ５０６でＡＤ変換を実施する。ステップＳ５０７で入力電圧をＡＤ変換した第一のデジタル値を、Ｖｎｌに設定する。その後ステップＳ５３９で処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ５０８で、起動後タイマが収束期間Ｔｎに一致したかどうか判定する。一致していなければステップＳ５２０へ進む。一致している場合は、ステップＳ５０９でＡＤ変換を実施する。そしてステップＳ５１０で入力電圧をＡＤ変換したデジタル値を、Ｖｎに設定する。その後ステップＳ５１１でＶｎを制御用に出力する。その後ステップＳ５３９で処理を終了する。
【００４０】
ステップＳ５２０で、起動後タイマが収束後時刻Ｔｎｈに一致したかどうか判定する。一致していなければステップＳ５３９で処理を終了する。一致している場合は、ステップＳ５２１でＡＤ変換を実施する。ステップＳ５２２で入力電圧をＡＤ変換した第二のデジタル値を、Ｖｎｈに設定する。その後ステップＳ５２３でＶｎｈとＶｎｌの差をＶｄに設定する。その後ステップＳ５２４へ進む。
【００４１】
ステップＳ５２４で、差Ｖｄが、最小判定値Ｖｄｍｉｎよりも小さいかどうか判定する。小さい場合はステップＳ５２６へ進む。小さくない場合はステップＳ５２５へ進む。ステップＳ５２５で、差Ｖｄが、最大判定値Ｖｄｍａｘよりも大きいかどうか判定する。大きい場合はステップＳ５３０へ進む。大きくない場合はステップＳ５２８へ進む。
【００４２】
ステップＳ５２８では、差Ｖｄが最小判定値Ｖｄｍｉｎ以上、かつ最大判定値Ｖｄｍａｘ以下で適正なので、次回収束期間Ｔ(ｎ＋１)に収束期間Ｔｎを設定する。次回も同じ収束期間Ｔｎを維持することとなる。その後、ステップＳ５３２へ進む。
【００４３】
ステップＳ５２６で、収束期間Ｔｎを縮小補正する。具体的には、Ｔ（ｎ＋１）←Ｋ×Ｔｎ＋（１−Ｋ）×Ｔｎｌ  （Ｋは、０≦Ｋ＜１の係数）によって次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）を設定する。その後ステップＳ５３２へ進む。
【００４４】
ステップＳ５３０で、収束期間Ｔｎを拡大補正する。具体的には、Ｔ（ｎ＋１）←Ｋ×Ｔｎ＋（１−Ｋ）×Ｔｎｈ  （Ｋは、０≦Ｋ＜１の係数）によって次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）を設定する。その後ステップＳ５３２へ進む。
【００４５】
ステップＳ５３２で、記憶部３２に格納する収束期間Ｔｎに、算出した次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）の値を記憶させる。次に、ステップＳ５３３で、収束期間Ｔｎの値に応じて、収束期間Ｔｎ経過時より第一の所定時間前の収束前時刻Ｔｎｌと、収束期間Ｔｎ経過時より第二の所定時間後の収束後時刻Ｔｎｈの値を記憶部３２に記憶させる。次回は、入力回路２の起動後この期間が経過時に、各処理を実行することになる。この後ステップＳ５３９で処理を終了する。
【００４６】
ステップＳ５１２は、ステップＳ５０４で学習済フラグ＝０であった場合に進む先である。ステップＳ５１２で入力電圧のＡＤ変換を実施する。ステップＳ５１３でＡＤ変換値が、収束判定値Ｖ１以上かどうか判定する。収束判定値Ｖ１は、ＡＤ変換部３の入力電圧Ｖｉの最終的な収束値の９５％達成値であり、Ｖ１を収束値として扱っても制御上問題がない値である。収束判定値Ｖ１未満であれば、ステップＳ５３９で処理を終了する。収束判定値Ｖ１以上であれば、ステップＳ５１４で現在の起動後タイマの値を収束期間Ｔｎとして記憶部３２に記憶させる。次に、ステップＳ５１５で、記憶した収束期間Ｔｎの値に応じて、収束期間Ｔｎ経過時より第一の所定時間前の収束前時刻Ｔｎｌと、収束期間Ｔｎ経過時より第二の所定時間後の収束後時刻Ｔｎｈを記憶部３２に記憶させる。次に、ステップＳ５１６で、学習済みフラグをセット（１を設定）して、ステップＳ５１７で、収束判定値Ｖ１をＶｎとして制御用に出力する。その後ステップＳ５３９で処理を終了する。
【００４７】
以上、学習済みでない場合に、入力電圧をＡＤ変換したデジタル値が、予め定めた収束判定値Ｖ１以上となった時点の起動後タイマの値を求めて収束期間Ｔｎの初期値とする例について説明した。しかし、収束期間Ｔｎの初期値はこのようの手順で設定しなくともよい。例えば、入力回路の設計値によって予め定めた代表的な収束期間Ｔｓｏｌ（不図示）を初期値としておいてもよい。初期値が、実際の製品の入力回路２の特性と異なっていても、補正により適正な収束期間Ｔｎに近づいていき、経年変化があったとしてもその都度補正され、適正な収束期間Ｔｎとなるからである。
【００４８】
２．実施の形態２
実施の形態２では、実施の形態１で説明した図１、図２に示した構成をそのまま使用する。実施の形態１の構成に対してソフトウェアの変更のみによって実現できる。実施の形態１では、記憶部３２に保有している最新の収束期間Ｔｎと、収束期間Ｔｎ経過時より第一の所定時間前の収束前時刻Ｔｎｌと、収束期間Ｔｎ経過時より第二の所定時間後の収束後時刻ＴｎｈにＡＤ変換を実施している。実施の形態２では、第一の所定時間と第二の所定時間を、ＡＤ変換を実施する間隔Ｔｓとした点が異なる。さらに、収束期間Ｔｎの補正を、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ−Ｔｓ  または、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ＋Ｔｓ  で実施する点が異なる。
【００４９】
＜フローチャート＞
図７に、実施の形態２に係る制御装置１００で実行する上記の収束期間Ｔｎの補正に関する処理手順を、第一のフローチャートとして示す。図８は第二のフローチャートで図７の続きであり、図７と図８は、同じフローチャートの前半と後半を示す。
【００５０】
図７のステップＳ７００から処理を開始する。ステップＳ７００は、所定時間（例えば１００μｓ）ごとに実行する。実施の形態２に係るステップＳ７００からステップＳ７３９は、実施の形態１に係るステップＳ５００からステップＳ５３９とほぼ同じ処理を実施している。異なるのは、以下５点である。（ａ）ステップＳ５１１に対応するステップが削除されていること。（ｂ）ステップＳ５２６に対応するステップがステップＳ７２６、ステップＳ７２７に変更されていること。（ｃ）ステップＳ５２８に対応するステップがステップＳ７２８、ステップＳ７２９に変更されていること。（ｄ）ステップＳ５３０に対応するステップがステップＳ７３０、ステップＳ７３１に変更されていること。（ｅ）ステップＳ５１５、ステップＳ５３３に対応する部分がステップＳ７１５、ステップＳ７３３に変更されていること。
【００５１】
実施の形態２に係る図７と図８のフローチャートについて、実施の形態１に係る図５と図６のフローチャートと異なる部分についてのみ説明する。図７と図８のフローチャートについて、それ以外の説明は省略する。
【００５２】
（ａ）図７のフローチャートでは、ステップＳ７１０の後、「Ｖｎを制御用に出力する」処理が削除されている。これは、実施の形態２では、制御用の出力が、収束期間Ｔｎの補正後、この補正した次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）が経過した時のデータを今回の「制御用に出力」しているためである（ステップＳ７２７、ステップＳ７２９、ステップＳ７３１で実施）。
【００５３】
（ｂ）図６のステップＳ５２６に対応するステップが図８のステップＳ７２６、ステップＳ７２７に変更されている。ステップＳ７２６では、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ−Ｔｓとして、収束期間Ｔｎを縮小補正する。間隔ＴｓはＡＤ変換の実施間隔であり、これ以上小さい時間は補正できない。ステップＳ７２７で、Ｖｎｌを制御用に出力している。今回補正した次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）の時刻のＡＤ変換値に相当するデータである。
【００５４】
（ｃ）図６のステップＳ５２８に対応するステップが図８のステップＳ７２８、ステップＳ７２９に変更されている。ステップＳ７２８では、ステップＳ５２８と同じで、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎとして、収束期間Ｔｎを補正不要とする。ステップＳ７２９で、Ｖｎを制御用に出力している。ステップＳ５１１の処理と同じである。
【００５５】
（ｄ）図６のステップＳ５３０に対応するステップが図８のステップＳ７３０、ステップＳ７３１に変更されている。ステップＳ７３０では、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ＋Ｔｓとして、収束期間Ｔｎを拡大補正する。間隔Ｔｓは入力電圧のＡＤ変換の実施間隔であり、これ以上小さい時間は補正できない。ステップＳ７３１で、Ｖｎｈを制御用に出力している。今回補正した次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）経過時のＡＤ変換値に相当するデータである。
【００５６】
（ｅ）図５のステップＳ５１５が図７のステップＳ７１５に変更されている。ステップＳ７１５で、収束期間Ｔｎの更新に応じて、その前後のサンプリング時刻を更新する。Ｔｎｌ←Ｔｎ−Ｔｓ、Ｔｎｈ←Ｔｎ＋Ｔｓを記憶部３２に設定する。同様に、図６のステップＳ５３３に対応する図８のステップＳ７３３も同じ処理に変更されている。
【００５７】
以上のように、実施の形態２では、入力電圧のＡＤ変換を実施する間隔Ｔｓを用いて、収束期間Ｔｎ経過時の間隔Ｔｓ前と、収束期間Ｔｎ経過時の間隔Ｔｓ後の時刻に入力電圧のＡＤ変換を実施して、そのＡＤ変換値の差からＴｎの補正を行っている。補正量も含めて、間隔Ｔｓで表現できるので論理が単純である点と、補正後、今回制御に使用する出力値に反映できる点が有効である。
【００５８】
３．実施の形態３
実施の形態３では、実施の形態１で説明した図１、図２に示した構成をそのまま使用する。実施の形態１の構成に対してソフトウェアの変更のみによって実現できる。実施の形態１において、収束期間Ｔｎを補正するための入力電圧のＡＤ変換値の差を比較するサンプリング時刻が、収束前時刻Ｔｎｌと収束後時刻Ｔｎｈとされているところを、実施の形態３では収束前時刻Ｔｎｌと収束期間Ｔｎ経過時とした点が異なる。
【００５９】
＜制御装置の動作＞
図９に実施の形態３に係る制御装置１００の入力回路２の起動後のＡＤ変換部に伝達された電圧の収束を示すタイミング図を示す。横軸は、入力回路２が起動してからの経過時間を示し、縦軸はＡＤ変換部３の入力電圧Ｖｉを示す。
【００６０】
制御装置１００は、記憶部３２に保有している最新の収束期間Ｔｎと、収束期間Ｔｎ経過時より予め定められた比較期間Ｔｃ前の収束前時刻Ｔｎｌと、収束期間Ｔｎ経過時に入力電圧のＡＤ変換を実施する。そして、入力回路２の起動後、収束前時刻ＴｎｌのＡＤ変換電圧Ｖｎｌと、収束期間Ｔｎ経過時のＡＤ変換電圧Ｖｎとを取得する。
【００６１】
今回の入力回路２の起動後の制御に使用するデータとして電圧Ｖｎを出力する。そして、次回の起動後に使用する収束期間Ｔｎを以下の手順で補正する。
【００６２】
ＴｎｌとＴｎのＡＤ変換電圧の差Ｖｄを算出する。Ｖｄ＝Ｖｎ−Ｖｎｌ  から求める。
【００６３】
差Ｖｄが、最小判定値Ｖｄｍｉｎよりも小さい場合は、入力電圧の収束が進んでおり、曲線の傾きが必要以上に緩くなっている。よって、収束期間Ｔｎを縮小補正する。
【００６４】
差Ｖｄが、最大判定値Ｖｄｍａｘよりも大きい場合は、入力電圧の収束が進んでおらず、曲線の傾きが必要な程度に緩くなっていない。よって、収束期間Ｔｎを拡大補正する。
【００６５】
差Ｖｄが、最小判定値Ｖｄｍｉｎ以上かつ最大判定値Ｖｄｍａｘ以下の場合は、入力電圧の収束が適切である。よって、収束期間Ｔｎは現状のまま維持する。
【００６６】
このように、入力回路２の起動ごとに収束期間Ｔｎを補正することで、入力回路２の構成部品の生産上のばらつきと、経年劣化による部品の特性の変化に対して、適正な収束期間Ｔｎを維持することができる。バッテリバックアップされた記憶部３２、もしくはフラッシュメモリなどの電源保持が不要な不揮発性メモリからなる記憶部３２に補正後の収束期間Ｔｎを記憶させることで、電源たち下げ後も補正された収束期間Ｔｎを保持することができ、経年劣化にも適切に対応でき、信頼できる入力電圧のＡＤ変換値を制御での使用に供することができる。また、実施の形態１では、サンプリング時刻が、収束前時刻Ｔｎｌ、収束期間Ｔｎ経過時、収束後時刻Ｔｎｈの３回であり、３回のＡＤ変換を必要としていたのに対し、２回で済む。また、実施の形態１では３種類の時間の記憶部への記憶と、その時刻でのソフトウェアの処理が必要である。実施の形態２では、これらがすべて２／３となるので、制御装置１００の演算処理装置９０と記憶装置９１への負担が軽減され有利である。
【００６７】
＜フローチャート＞
図１０に、実施の形態３に係る制御装置１００で実行する上記の収束期間Ｔｎの補正に関する処理手順を、第一のフローチャートとして示す。図１１は第二のフローチャートで図１０の続きであり、図１０と図１１は、同じフローチャートの前半と後半を示す。
【００６８】
図１０のステップＳ１０００から処理を開始する。ステップＳ１０００は、所定時間（例えば１００μｓ）ごとに実行する。ステップＳ１００１で、起動直後かどうかを判定する。起動直後とは、入力回路２が起動された直後かどうかを言い、マルチプレクサ１の入力信号の切り替え、制御装置１００の電源投入によって、入力回路２の状態が初期化されることを言う。起動直後でなければステップＳ１００３へ進む。起動直後であればステップＳ１００２へ進む。
【００６９】
ステップＳ１００２で、起動後タイマをクリア（０をセット）する。ここから、起動後タイマの計時が始まる。その後ステップＳ１００４へ進む。
【００７０】
ステップＳ１００３で起動後タイマの加算を実施する。その後ステップＳ１００４へ進む。
【００７１】
ステップＳ１００４で学習済みフラグがセットされているかどうかを判定する（学習済みフラグ＝１かどうか判定する）。学習済みフラグは一度でも収束期間Ｔｎが学習されていればセットされる。製品として工場出荷時、もしくはメンテナンス時にクリアされる。学習済みフラグがセットされていない場合は、ステップＳ１０１２へ進む。学習済みフラグがセットされていれば、ステップＳ１００５へ進む。
【００７２】
ステップＳ１００５で、起動後タイマが収束前時刻Ｔｎｌに一致したかどうか判定する。一致していなければステップＳ１００８へ進む。一致している場合は、ステップＳ１００６でＡＤ変換を実施する。ステップＳ１００７で入力電圧をＡＤ変換した第一のデジタル値を、Ｖｎｌに設定する。その後ステップＳ１０３９で処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ１００８で、起動後タイマが収束期間Ｔｎに一致したかどうか判定する。一致していなければステップＳ１０３９へ進んで処理を終了する。一致している場合は、ステップＳ１００９でＡＤ変換を実施する。そしてステップＳ１０１０で入力電圧をＡＤ変換したデジタル値を、Ｖｎに設定する。その後ステップＳ１０１１でＶｎを制御用に出力する。その後ステップＳ１０２３へ進む。
【００７４】
ステップＳ１０２３で、ＶｎとＶｎｌの差をＶｄに設定する。その後ステップＳ１０２４へ進む。
【００７５】
ステップＳ１０２４で、差Ｖｄが、最小判定値Ｖｄｍｉｎよりも小さいかどうか判定する。小さい場合はステップＳ１０２６へ進む。小さくない場合はステップＳ１０２５へ進む。
【００７６】
ステップＳ１０２５で、差Ｖｄが、最大判定値Ｖｄｍａｘよりも大きいかどうか判定する。大きい場合はステップＳ１０３０へ進む。大きくない場合はステップＳ１０２８へ進む。
【００７７】
ステップＳ１０２８では、差Ｖｄが最小判定値Ｖｄｍｉｎ以上、かつ最大判定値Ｖｄｍａｘ以下で適正なので、次回収束期間Ｔ(ｎ＋１)に収束期間Ｔｎを設定する。次回も同じ収束期間Ｔｎを維持することとなる。その後、ステップＳ１０３２へ進む。
【００７８】
ステップＳ１０２６で、収束期間Ｔｎを縮小補正する。具体的には、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ−Ｋ×Ｔｃ  （Ｋは係数）によって次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）を設定する。その後ステップＳ１０３２へ進む。
【００７９】
ステップＳ１０３０で、収束期間Ｔｎを拡大補正する。具体的には、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ＋Ｋ×Ｔｃ  （Ｋは係数）によって次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）を設定する。その後ステップＳ１０３２へ進む。
【００８０】
ステップＳ１０３２で、記憶部３２に格納する収束期間Ｔｎに、算出した次回収束期間Ｔ（ｎ＋１）の値を記憶させる。次に、ステップＳ１０３３で、Ｔｎｌ←Ｔｎ−Ｔｃの値を記憶部３２に記憶させる。次回は、入力回路２の起動後この期間が経過時に、各処理を実行することになる。この後ステップＳ１０３９で処理を終了する。
【００８１】
ステップＳ１０１２は、ステップＳ１００４で学習済フラグ＝０であった場合に進む先である。ステップＳ１０１２で入力電圧のＡＤ変換を実施する。ステップＳ１０１３でＡＤ変換値が、収束判定値Ｖ１以上かどうか判定する。収束判定値Ｖ１は、ＡＤ変換部３の入力電圧Ｖｉの最終的な収束値の９５％達成値であり、収束判定値Ｖ１を収束値として扱っても制御上問題がない値である。収束判定値Ｖ１未満であれば、ステップＳ１０３９で処理を終了する。収束判定値Ｖ１以上であれば、ステップＳ１０１４で現在の起動後タイマの値を収束期間Ｔｎとして記憶部３２に記憶させる。次に、ステップＳ１０１５で、記憶した収束期間Ｔｎの値に応じて、収束期間Ｔｎ経過時より比較期間Ｔｃ前の収束前時刻Ｔｎｌの値を記憶部３２に記憶させる。次に、ステップＳ１０１６で、学習済みフラグをセット（１を設定）して、ステップＳ１０１７で、収束判定値Ｖ１をＶｎとして制御用に出力する。その後ステップＳ１０３９で処理を終了する。
【００８２】
以上、学習済みでない場合に、入力電圧をＡＤ変換したデジタル値が、予め定めた収束判定値Ｖ１以上となった時点の起動後タイマの値を求めて収束期間Ｔｎの初期値とする例について説明した。しかし、収束期間Ｔｎの初期値はこのようの手順で設定しなくともよい。例えば、入力回路の設計値によって予め定めた代表的な収束期間Ｔｓｏｌを初期としておいてもよい。初期値が、実際の製品の入力回路２の特性と異なっていても、補正により適正な収束期間Ｔｎに近づいていき、経年変化があったとしてもその都度補正され、適正な収束期間Ｔｎとなるからである。
【００８３】
４．実施の形態４
＜制御装置の動作＞
実施の形態３では、記憶部３２に保有している最新の収束期間Ｔｎと、収束期間Ｔｎ経過時より比較期間Ｔｃ前の収束前時刻Ｔｎｌに入力電圧のＡＤ変換を実施している。実施の形態４では、比較期間Ｔｃを、ＡＤ変換を実施する間隔Ｔｓとした点が異なる。さらに、収束期間Ｔｎの補正を、
Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ−Ｔｓ  または、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ＋Ｔｓ  で実施する点が異なる。
【００８４】
＜フローチャート＞
図１２に、実施の形態４に係る制御装置１００で実行する上記の収束期間Ｔｎの補正に関する処理手順を、第一のフローチャートとして示す。図１３は第二のフローチャートで図１２の続きであり、図１２と図１３は、同じフローチャートの前半と後半を示す。
【００８５】
図１２のステップＳ１２００から処理を開始する。ステップＳ１２００は、所定時間（例えば１００μｓ）ごとに実行する。実施の形態４に係るステップＳ１２００からステップＳ１２３９は、実施の形態３に係るステップＳ１０００からステップＳ１０３９とほぼ同じ処理を実施している。異なるのは、以下３点である。（ａ）ステップＳ１０２６に対応するステップがステップＳ１２２６に変更されていること。（ｂ）ステップＳ１０３０に対応するステップがステップＳ１２３０に変更されていること。（ｃ）ステップＳ１０１５、ステップＳ１０３３に対応する部分がステップＳ１２１５、ステップＳ１２３３に変更されていること。
【００８６】
実施の形態４に係る図１２と図１３のフローチャートについて、実施の形態３に係る図１０と図１１のフローチャートと異なる部分についてのみ説明する。図１２と図１３のフローチャートについて、それ以外の説明は省略する。
【００８７】
（ａ）図１１のステップＳ１０２６に対応するステップが図１３のステップＳ１２２６に変更されている。ステップＳ１２２６では、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ−Ｔｓとして、収束期間Ｔｎを縮小補正する。間隔Ｔｓは入力電圧のＡＤ変換の実施間隔であり、これ以上小さい時間は補正できない。
【００８８】
（ｂ）図１１のステップＳ１０３０に対応するステップが図１３のステップＳ１２３０に変更されている。ステップＳ１２３０では、Ｔ（ｎ＋１）←Ｔｎ＋Ｔｓとして、収束期間Ｔｎを拡大補正する。間隔Ｔｓは入力電圧のＡＤ変換の実施間隔であり、これ以上小さい時間は補正できない。
【００８９】
（ｃ）図１０のステップＳ１０１５が図１２のステップＳ１２１５に変更されている。ステップＳ１２１５で、収束期間Ｔｎの更新に応じて、その前のサンプリング時刻を更新する。Ｔｎｌ←Ｔｎ−Ｔｓを記憶部３２に設定する。同様に、図１１のステップＳ１０３３に対応する図１２のステップＳ１２３３も同じ処理に変更されている。
【００９０】
以上のように、実施の形態４では、入力電圧のＡＤ変換を実施する間隔Ｔｓを用いて、収束期間Ｔｎ経過時の間隔Ｔｓ前と、収束期間Ｔｎ経過時にＡＤ変換を実施して、そのＡＤ変換値の差から収束期間Ｔｎの補正を行っている。補正量も含めて、間隔Ｔｓで表現できるので論理が単純である点が有効である。
【００９１】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９２】
１ マルチプレクサ、２  入力回路、３  ＡＤ変換部、４  制御部、３１  補正部、３２  記憶部、１００  制御装置
【要約】
【課題】入力回路の起動後において、ＡＤ変換部に伝達された電圧が変化した後収束するまでの収束時間を迅速に判定し、部品のばらつき、経年劣化による影響を補正して、信頼できる収束時間を認識することができる制御装置を得ることを目的とする。
【解決手段】本願に係る制御装置は、入力回路、入力回路の起動後、入力回路を介して入力されたアナログ信号をＡＤ変換してデジタル値に変換するＡＤ変換部、起動からアナログ信号が収束するまでの収束期間を記憶する記憶部、および起動ごとに、収束期間の経過時よりも前の時刻にＡＤ変換した第一のデジタル値と、収束期間の経過時以後の時刻にＡＤ変換した第二のデジタル値とからアナログ信号の収束状況を判定し、収束状況に基づいて収束期間を補正し、補正後の収束期間を記憶部に記憶する補正部、を備えたものである。
【選択図】図１【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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