センサ信号の処理装置
【課題】アナログフィルタ回路の遅延を補正する際に、温度や個体差あるいは経年による遅延時間の変化を考慮した補正ができるようにする。
【解決手段】電子制御装置１は、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号をアナログフィルタ回路５を介してＡ／Ｄ変換回路４ａによりデジタル信号に変換する。不揮発性メモリ９には遅延時間を補正するためのデータが記憶されており、マイクロコンピュータ４は、センサ信号が大きく変動するクランク角の期間中にセンサ信号をＡ／Ｄ変換して取り込み、遅延時間の補正を行う。アナログフィルタ回路５の遅延時間は、温度や個体差、経年で変動するが、温度は温度センサ３で測定し、個体差は予め製造段階で測定し、経年変動はイグニッションのオンオフ回数から推定し、対応する情報を不揮発性メモリ９に記憶しておくことで補正できる。
【解決手段】電子制御装置１は、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号をアナログフィルタ回路５を介してＡ／Ｄ変換回路４ａによりデジタル信号に変換する。不揮発性メモリ９には遅延時間を補正するためのデータが記憶されており、マイクロコンピュータ４は、センサ信号が大きく変動するクランク角の期間中にセンサ信号をＡ／Ｄ変換して取り込み、遅延時間の補正を行う。アナログフィルタ回路５の遅延時間は、温度や個体差、経年で変動するが、温度は温度センサ３で測定し、個体差は予め製造段階で測定し、経年変動はイグニッションのオンオフ回数から推定し、対応する情報を不揮発性メモリ９に記憶しておくことで補正できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ信号の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンを制御するために設けられるセンサなどにおいては、エンジンの回転位置に対応した信号を得る必要がある。また、センサから得るセンサ信号によりエンジンを制御する際に、マイクロコンピュータなどの制御装置で処理するのにデジタル信号に変換することが必要となる。この場合、センサから出力されるアナログのセンサ信号をデジタル信号に変換する関係でアンチエイリアシングフィルタとしてのアナログフィルタを介した状態で信号処理をする。このとき、センサ信号をアナログフィルタでフィルタリングすると位相遅れが発生するので、これを補正する必要がある。このような補正をする方法として、例えば特許文献１に示される技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６９７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に示される技術では、デジタルフィルタにより遅れを補正する構成を採用しているが、アナログフィルタ回路の部品は初期公差、温度公差、耐久公差が大きく一意にアナログフィルタ回路の遅延時間は決定しないため、デジタルフィルタによりこの公差を補償する補正処理はできないという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、センサ信号をアナログフィルタによりフィルタリングした際に発生する遅延を補正する際に、アナログフィルタを構成する部品の初期公差や、温度公差あるいは経年などの耐久公差による遅延時間の変化を考慮した補正をすることができるようにしたセンサ信号の処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１のセンサ信号の処理装置によれば、車両のエンジンを制御するために用いられるセンサが出力するセンサ信号を処理するものであって、センサから出力されるセンサ信号はアナログフィルタ回路においてフィルタリングされ、この後、フィルタリングされたアナログ信号はＡ／Ｄ変換手段によりデジタル信号に変換される。制御回路は、デジタル信号に変換されたセンサ信号を用いてエンジン制御のための信号を生成する。このとき、制御回路は、不揮発性メモリに記憶されている遅延情報を用いてアナログフィルタ回路において発生した位相の遅れを補正する処理を行う。この場合、アナログフィルタ回路が発生する遅延は、使用している部品の回路定数により求めることができるが、回路定数は温度や経年により変化することが見込まれると共に、個体差もあるので、これらの必要な情報を考慮した遅延情報として記憶させておくことで正確に補正することができる。
【０００７】
請求項２に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記発明において、温度センサをアナログフィルタ回路の温度を検出するように設け、不揮発性メモリにはアナログフィルタ回路の温度に応じた遅延時間の情報を記憶する構成とし、制御回路により、アナログフィルタ回路の位相遅れを補正する際に、温度センサによる検出温度に対応した遅延情報つまり温度公差の情報を不揮発性メモリから読み出して補正することができる。これにより、温度が変動してアナログフィルタ回路の遅延時間が変動する場合でもこれに追随して位相の補正を行うことができるようになり、正確な補正処理を行うことができるようになる。
【０００８】
請求項３に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記した請求項２の発明において、アナログフィルタ回路の遅延時間の温度特性のデータとして特性曲線の近似を３点以上のデータとして不揮発性メモリに記憶させ、制御回路により、アナログフィルタ回路の遅延時間の補正を、不揮発性メモリに記憶された温度特性の３点以上のデータから現在の検出温度に相当する遅延時間特性を算出して行うので、アナログフィルタ回路の温度特性が温度に対して直線的に変動しない場合でも遅延時間の補正を正確に行うことができるようになる。
【０００９】
請求項４に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、アナログフィルタ回路の使用時間を積算する手段を設け、不揮発性メモリに記憶される遅延情報を、アナログフィルタ回路の使用時間に依存した特性を含めた遅延時間の情報として記憶させるので、制御回路により、アナログフィルタ回路の位相遅れの補正をする際に、使用時間を積算する手段による使用時間に対応した遅延情報を不揮発性メモリから読み出して補正することで使用時間すなわち経年変化に追随した特性の変化に応じて遅延時間の補正を行うことができるようになる。
【００１０】
請求項５に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記請求項４の発明において、使用時間を積算する手段を、電源のオンオフ回数に応じて使用時間を算出するように構成したので、使用時間を直接積算処理することなくオンオフ回数をカウントすることで概略的に得ることができる。これにより、使用時間に対応した遅延情報を不揮発性メモリから読み出して補正することで使用時間すなわち経年変化に追随した特性の変化に応じて遅延時間の補正を行うことができるようになる。
【００１１】
請求項６に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、アナログフィルタ回路の低域通過周波数の範囲を、フィルタリングするセンサ信号の遅延時間が周波数成分によらずほぼ一定となる特性の範囲に設定したので、使用するセンサが出力するセンサ信号がアナログフィルタ回路を通過したときに、周波数成分に依存しないで全体として時間軸上でシフトした波形として得られるようになる。これにより、遅延時間の補正をする際に、周波数成分毎に補正を行う必要がなくなり信号処理が簡単な構成で容易に行えるようになる。
【００１２】
請求項７に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、不揮発性メモリに記憶する遅延時間情報を、予め測定されたデータを製造過程で記憶させるようにしたので、個別に発生するばらつきにも対応した正確な遅延情報を設定することができ、正確な補正処理を行うことができる。
【００１３】
請求項８に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、制御回路により、アナログフィルタの遅延時間の補正をエンジンの回転に伴うセンサ信号の変動が少ない期間中に行うようにしたので、エンジンの燃焼の動作に与える影響を最小限にして補正を行うことができる。
【００１４】
請求項９に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、センサとして、筒内圧センサ（ＣＰＳ；cylinder pressure sensor）を用いているので、センサが検出する筒内圧力に対応したセンサ信号の補正を正確に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体の電気的構成図
【図２】クランク角度に対応したセンサ電圧の特性図
【図３】アナログフィルタ回路の周波数遅延特性を示す図
【図４】アナログフィルタ回路のコンデンサの温度特性を示す図
【図５】アナログフィルタ回路の抵抗の温度特性を示す図
【図６】アナログフィルタ回路の遅延時間の温度特性を示す図
【図７】センサ信号の処理手順を示す図（その１）
【図８】センサ信号の処理手順を示す図（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は全体の電気的構成を概略的に示すもので、エンジン制御を行うための電子制御装置１は、エンジンの回転状態を検出するセンサであるＣＰＳ（cylinder pressure sensor）２および温度センサ３からのセンサ信号を入力してこれを処理する。電子制御装置１は、マイクロコンピュータ４を主体として構成されるもので、マイクロコンピュータ４には入力段にＡ／Ｄ変換回路４ａを備えている。Ａ／Ｄ変換回路４ａにはアナログフィルタ回路５が接続され、抵抗６ａおよびコンデンサ６ｂを介してＣＰＳセンサ２に接続されている。温度センサ３は、アナログフィルタ回路５の温度を検出するように設けられている。
【００１７】
アナログフィルタ回路５は、入力段にバッファ回路５ａが設けられ、その出力側に抵抗５ｂ、５ｃ、コンデンサ５ｄ、５ｅからなるローパスフィルタが設けられ、出力段にバッファ回路５ｆが設けられたディスクリート回路による構成である。ローパスフィルタ回路５は、ＣＰＳセンサ２からのセンサ信号を入力すると所定の低域周波数を通過させてＡ／Ｄ変換回路４ａに入力するもので、Ａ／Ｄ変換に先立って高い周波数領域の信号をカットするアンチエイリアシングフィルタ機能を担うものである。
【００１８】
温度センサ３の出力端子は抵抗７ａ、コンデンサ７ｂの回路を介してＡ／Ｄ変換回路４ａに接続されている。温度センサ３の温度検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路４ａによりデジタルの温度検出信号に変換されてマイクロコンピュータ４に入力される。また、この他に、エンジンのクランク軸の回転速度および回転位置を検出するための回転数信号および気筒判別信号が電子制御装置１に入力されるようになっており、信号生成回路８を介してマイクロコンピュータ４に入力される。
【００１９】
信号生成回路８は、回転数信号と気筒判別信号とから、エンジンの各気筒の圧縮行程上死点ＴＤＣ（top dead center）のタイミングで立ち下がるＴＤＣ信号を生成して、そのＴＤＣ信号をマイクロコンピュータ４へ出力するようになっている。なお、エンジンが４気筒の場合には、ＴＤＣ信号は、１８０°ＣＡ（crank angle）毎（クランク軸が１８０°回転する毎）に立ち下がることとなる。
【００２０】
不揮発性メモリ９は、電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭからなるもので、マイクロコンピュータ４によりデータの読み出しおよび書き込みが可能に設けられている。不揮発性メモリ９には、後述するようにＣＰＳセンサ２のセンサ信号を補正するためのデータが予め記憶されている。センサ信号を補正するためのデータは、センサ信号がアナログフィルタ回路５を通過する際に発生する遅延時間を補正するためのもので、この遅延時間が温度によって変動するのを温度特性のデータとして記憶させるものである。この温度特性は、温度の変化により曲線的に変動するので、この特性を表現できる３つの温度における遅延時間の特性を記憶させている。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ４は、イグニッション（ＩＧ）スイッチのオンオフの累積回数に対応した信号を他のＥＣＵから取得して不揮発性メモリ９に記憶するように構成されており、このイグニッションスイッチのオンオフの累積回数からアナログフィルタ回路６の使用時間に相当するデータを概略的に推定するように構成されている。
【００２２】
ＣＰＳセンサ２のセンサ信号（センサ電圧）は、図２に示すように、クランク角度で示すと０°ＣＡである上死点（ＴＤＣ）の位置で最も大きく、その前後１８０°ＣＡ（−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡ）の範囲で大きく変動し、他の＋１８０°ＣＡ〜＋５４０°ＣＡ（つまり＋１８０°ＣＡ〜−１８０°ＣＡ）までの範囲では殆ど変動しない。したがって、変動の大きい±１８０°ＣＡの範囲でセンサ信号を正確に検出し、他の角度領域で補正の処理をすることができる。
【００２３】
また、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号は、周波数成分として例えば１０〜１１０Ｈｚの範囲の信号を含んでいる。アナログフィルタ回路５における遅延時間の補正に際して、群遅延特性が揃った領域となるように、アナログフィルタ回路５の遅延時間の周波数特性を１０〜１１０Ｈｚの範囲においてほぼ同じつまりフラットな特性となるようにフィルタ特性を設定している。したがって、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号は、アナログフィルタ回路５を通過した時点で波形のひずみが少ない状態に保持され、全体を遅延時間に対応してシフトさせれば遅延時間の補正を行うことができる。
【００２４】
アナログフィルタ回路５の遅延時間特性は、抵抗５ｂ、５ｃの抵抗値およびコンデンサ５ｄ、５ｅの静電容量の温度特性に依存している。コンデンサ５ｄ、５ｅの静電容量の温度特性は、例えば図４に示すように、低温側から温度上昇に伴って上昇し、２０℃でピーク値を示し、さらに温度上昇に伴って低下する特性を有する。また、抵抗５ｂ、５ｃの抵抗値の温度特性は、図５に示すように、温度に比例してほぼ直線的に増加する特性を有する。
【００２５】
この結果、アナログフィルタ回路５としては、ＲＣ時定数に相当する遅延時間が抵抗５ｂ、５ｃの抵抗値とコンデンサ５ｄ、５ｅの静電容量の積に比例した特性となるので、図６に示すような温度特性として得られる。使用温度範囲では、±２０％程度の範囲で変動するもので、曲線で示される温度公差の補正データとなる。この曲線となる温度交差の補正データは、曲線の特性を３点以上のデータで近似することができるので、図示のように特徴的な温度に対応した点（図中黒丸で示している）を選んでこれらの遅延時間のデータを不揮発性メモリ９に記憶させている。
【００２６】
また、アナログフィルタ回路５の遅延時間特性は、温度以外にも個別のばらつきがあるので、これら初期公差に対応する遅延時間の補正データを製造段階で予め測定して不揮発性メモリ９に記憶させている。このような個体による初期公差は、例えば±２０％程度あるので、事前に個別に測定をして記憶させることで正確に補正をすることができる。
【００２７】
さらに、アナログフィルタ回路５の各部品は使用時間に応じて経年変化（耐久変化）が生ずるので、これらの傾向を予め測定して使用時間に対応した遅延時間の補正データを不揮発性メモリ９に記憶させている。この場合、使用時間による遅延時間の変動は３０〜５０％の範囲で大きく変動することがわかっており、これに対応させるデータを記憶することで正確に補正をすることができる。
【００２８】
使用時間のデータについては、マイクロコンピュータ４によりイグニッションスイッチのオン期間中の時間を積算計時することで得ることができる。また、この実施形態では、イグニッションスイッチのオンオフの積算回数を示す信号を他のＥＣＵから受信しており、このオンオフ回数から概略的な使用時間を推定することができるので、これによって使用時間あるいは使用時間に相当するデータを得ることができる。
【００２９】
次に、遅延時間の補正の処理について図７および図８を参照して説明する。まず、マイクロコンピュータ４による遅延時間の補正の概略的な処理について図７のフローチャートを用いて説明する。まず、マイクロコンピュータ４は、信号生成回路８から入力されている回転数信号によりクランク角度（クランクが上死点ＴＤＣにあるときを０°とする）が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲（上死点ＴＤＣを中心として±１８０°ＣＡの範囲）にあるか否かを判断する（Ａ１）。クランク角度がこの範囲にあるときには、図２に示したようにセンサ信号の大きさ（センサ電圧）が大きく変化するので、マイクロコンピュータ４はＹＥＳと判断して時間カウンタを開始させる（Ａ２）。なお、クランク角度がこの範囲にないときにはＮＯと判断してこの範囲に入ってＹＥＳとなるまで待機する。
【００３０】
マイクロコンピュータ４は、時間カウンタのカウント動作を開始した後、アナログフィルタ回路５からＡ／Ｄ変換回路４ａに入力されるセンサ信号を所定時間毎（例えば５μｓｅｃ毎）にＡ／Ｄ変換してデジタル信号として取り込む（Ａ３）。次に、マイクロコンピュータ４は、時間カウンタ値を取得し（Ａ４）、時間カウンタ値からＡ／Ｄ変換に要した時間とアナログフィルタ回路５によるフィルタ遅延時間とを差し引いた時間カウンタ値を補正後の時間カウンタ値として求め（Ａ５）、そのときのＡ／Ｄ変換されたデジタル信号の値を補正後の時間カウンタ値と共に記憶する（Ａ６）。
【００３１】
なお、上記のように遅延時間の補正について時間カウンタ値から、Ａ／Ｄ変換に要した時間とアナログフィルタ回路５によるフィルタ遅延時間とを差し引いた時間カウンタ値を補正後の時間カウンタ値として求めることで位相の補償が行えるのは、次の理由による。すなわち、前述のように、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号に含まれる周波数成分が１０〜１１０Ｈｚであるのに対して、アナログフィルタ回路５のフィルタ特性が図３に示したような特性を示していることで、センサ信号がアナログフィルタ回路５を通過した場合に、センサ信号の周波数成分の全体がほぼ同じ時間だけ遅れるようになっているからである。この結果、単純に時間軸で遅延時間に相当する時間分をシフトさせることで補正することができるのである。そして、その遅延時間の主たる要素を、初期公差を含めた温度公差のデータと経年変化のデータとから求めることで位相遅れの補償を行うものである。
【００３２】
この後、マイクロコンピュータ４は、回転数信号の値で示されるクランク角度が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲にあるか否かを判断し、ＹＥＳの場合には再びＡ／Ｄ変換のＡ３に戻ってＡ７までのステップを繰り返し、クランク角度−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲におけるＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を補正された時間カウンタ値と共に記憶していく。これにより、クランク角度−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲のＣＰＳセンサ２のセンサ信号を補正された時間カウンタ値で取り込んで記憶することができる。そして、クランク角度が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲から外れると、マイクロコンピュータ４は、ステップＡ７でＮＯと判断して時間カウンタを停止し（Ａ８）、ステップＡ１に戻ってクランク角度が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲に入るまで待機状態となる。以下、マイクロコンピュータ４は、上記の処理を繰り返し実行する。
【００３３】
次に、遅延時間情報の取得処理について図８のフローチャートにより説明する。マイクロコンピュータ４は、上記の処理に加えて、次の処理を実施している。すなわち、マイクロコンピュータ４は、内部のメモリに遅延時間のデータが記憶されているか否かを判断し（Ｂ１）、記憶されていない場合には、初期公差情報を不揮発性メモリ９から読み出して取得する（Ｂ２）。遅延時間のデータが記憶されていない場合とは、例えば電源（イグニッション）起動時、あるいはメモリのデータが消失しているような場合である。信号生成回路８から入力される回転数信号によるクランク角度の値が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲にある間は、マイクロコンピュータ４は待機状態となる（Ｂ３）。なお、マイクロコンピュータ４は、上記したステップＢ１で、内部のメモリに遅延時間のデータが記憶されている場合にはＮＯと判断して、ステップＢ３にジャンプし、以後、クランク角度の値が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲から外れるまで待機状態となる。
【００３４】
次に、マイクロコンピュータ４は、クランク角度の値が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲から外れると、ステップＢ３でＮＯと判断して温度情報とイグニッション（ＩＧ）累積回数の情報を取得する（Ｂ４）。取得したデータに基づいて、マイクロコンピュータ４は、アナログフィルタ回路６の遅延時間に関する情報を、初期公差、温度特性、イグニッション累積回数などの情報に基づいて算出し、遅延時間に関する情報のマップをメモリ内に記憶する（Ｂ５）。
【００３５】
この場合、例えば温度特性についての遅延時間の情報を算出する過程では、マイクロコンピュータ４は、メモリに記憶された３点のデータに基づいてその時の温度に対応する特性曲線のデータを演算により推定する。温度特性の特性曲線は前述のように図６のような曲線で表されるので、曲線を復元するのに適当な３点のデータを設定することで比較的良い近似データを得ることができる。なお、初期公差に相当する遅延時間の情報は、この温度特性の遅延時間の情報に含めた形で記憶させることができる。
【００３６】
また、同様にして、経年の変化を示す遅延時間の情報としては、時間の経過に伴う遅延時間の変動を所定の時間単位毎に記憶させたり、あるいは変化が生ずる特徴となる時点のデータを記憶させたりするなどして、何点かのデータを代表として記憶させることで近似することができる。
【００３７】
そして、前述の図７に示した遅延時間の処理では、マイクロコンピュータ４は、上記のようにしてメモリに記憶されている遅延情報の情報に基づいてステップＡ５において演算処理をおこなっている。
【００３８】
このような本実施形態によれば、アナログフィルタ回路５による遅延時間に関する情報を不揮発性メモリ９に予め記憶しておき、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号についてアナログフィルタ回路５を通じてＡ／Ｄ変換回路４ａで変換した後に、マイクロコンピュータ４により遅延時間を補正する演算をするようにしたので、簡単な構成で遅延時間の補正を正確にすることができる。
【００３９】
また、アナログフィルタ回路５の温度を温度センサ３により検出し、使用時の温度に応じて位相遅れの補正を行うので、温度特性に起因した遅延時間の補償を温度の変化に追随して正確に行うことができる。
【００４０】
第３に、アナログフィルタ回路５の遅延時間の温度特性のデータとして特性曲線の近似を３点以上のデータとして不揮発性メモリ９に記憶させ、マイクロコンピュータ４によりアナログフィルタ回路５の遅延時間の補正を行うので、アナログフィルタ回路の温度特性が温度に対して直線的に変動しない場合でも遅延時間の補正を正確に行うことができるようになる。
【００４１】
第４に、アナログフィルタ回路５の使用時間を積算する手段として、電源のオンオフ回数を示すデータを入力し、そのオンオフの累積回数に応じて使用時間を算出するように構成したので、使用時間を直接積算処理することなくオンオフ回数をカウントすることで概略的に得ることができる。これにより、使用時間に対応した遅延情報を不揮発性メモリから読み出して補正することで使用時間すなわち経年変化に追随した特性の変化に応じて遅延時間の補正を行うことができるようになる。
【００４２】
第５に、アナログフィルタ回路５の低域通過周波数の範囲を、フィルタリングするＣＰＳセンサ２のセンサ信号の遅延時間が周波数成分によらずほぼ一定となる特性の範囲に設定したので、使用するセンサが出力するセンサ信号がアナログフィルタ回路５を通過したときに、周波数成分に依存しないで全体として時間軸上でシフトした波形として得られるようになる。これにより、遅延時間の補正をする際に、周波数成分毎に補正を行う必要がなくなり信号処理が簡単な構成で容易に行えるようになる。
【００４３】
第６に、不揮発性メモリ９に記憶する遅延時間情報を、予め測定されたデータを製造過程で記憶させるようにしたので、個別に発生するばらつきにも対応した正確な遅延情報を設定することができ、正確な補正処理を行うことができる。
【００４４】
第７に、マイクロコンピュータ５により、アナログフィルタ回路５の遅延時間の補正をエンジンの回転に伴うセンサ信号の変動が少ない期間中すなわちクランク角で＋１８０°ＣＡ〜−１８０°ＣＡの範囲で行うようにしたので、エンジンの燃焼の動作に与える影響を最小限にして補正を行うことができる。
【００４５】
（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
Ａ／Ｄ変換手段は、マイクロコンピュータ４に付随するＡ／Ｄ変換回路４ａを用いる構成としたが、マイクロコンピュータ４とは別途にＡ／Ｄ変換回路を設ける構成としても良い。
【００４６】
不揮発性メモリは、別体の不揮発性メモリ９として設ける構成としたが、マイクロコンピュータ４内に一体に設けられる不揮発性メモリを用いても良い。
不揮発性メモリ９に記憶させる遅延時間の情報として、温度特性を３点で近似したデータとしているが、これにかぎらず、直線的に近似できる場合には２点のデータで良いし、更に複雑な温度特性を呈する場合には４点以上のデータで近似するようにしても良い。
【００４７】
アナログフィルタ回路５の遅延時間の補正を、温度特性、初期公差、経年変化の各情報を用いて行うものを示したが、さらに異なる変動要素を考慮する場合には、その変動要素の遅延時間の情報も記憶させるようにしても良い。
センサ信号のＡ／Ｄ変換をクランク角で−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲とし、位相の補正をするのをその範囲以外のクランク角のときに行う構成としたが、この範囲は有効な情報の利用あるいは演算効率などを考慮して適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は電子制御装置（センサ信号の処理装置）、２はＣＰＳセンサ（センサ）、３は温度センサ、４はマイクロコンピュータ（制御回路）、４ａはＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換手段）、５はアナログフィルタ回路、９は不揮発性メモリである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ信号の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンを制御するために設けられるセンサなどにおいては、エンジンの回転位置に対応した信号を得る必要がある。また、センサから得るセンサ信号によりエンジンを制御する際に、マイクロコンピュータなどの制御装置で処理するのにデジタル信号に変換することが必要となる。この場合、センサから出力されるアナログのセンサ信号をデジタル信号に変換する関係でアンチエイリアシングフィルタとしてのアナログフィルタを介した状態で信号処理をする。このとき、センサ信号をアナログフィルタでフィルタリングすると位相遅れが発生するので、これを補正する必要がある。このような補正をする方法として、例えば特許文献１に示される技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６９７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１に示される技術では、デジタルフィルタにより遅れを補正する構成を採用しているが、アナログフィルタ回路の部品は初期公差、温度公差、耐久公差が大きく一意にアナログフィルタ回路の遅延時間は決定しないため、デジタルフィルタによりこの公差を補償する補正処理はできないという課題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、センサ信号をアナログフィルタによりフィルタリングした際に発生する遅延を補正する際に、アナログフィルタを構成する部品の初期公差や、温度公差あるいは経年などの耐久公差による遅延時間の変化を考慮した補正をすることができるようにしたセンサ信号の処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１のセンサ信号の処理装置によれば、車両のエンジンを制御するために用いられるセンサが出力するセンサ信号を処理するものであって、センサから出力されるセンサ信号はアナログフィルタ回路においてフィルタリングされ、この後、フィルタリングされたアナログ信号はＡ／Ｄ変換手段によりデジタル信号に変換される。制御回路は、デジタル信号に変換されたセンサ信号を用いてエンジン制御のための信号を生成する。このとき、制御回路は、不揮発性メモリに記憶されている遅延情報を用いてアナログフィルタ回路において発生した位相の遅れを補正する処理を行う。この場合、アナログフィルタ回路が発生する遅延は、使用している部品の回路定数により求めることができるが、回路定数は温度や経年により変化することが見込まれると共に、個体差もあるので、これらの必要な情報を考慮した遅延情報として記憶させておくことで正確に補正することができる。
【０００７】
請求項２に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記発明において、温度センサをアナログフィルタ回路の温度を検出するように設け、不揮発性メモリにはアナログフィルタ回路の温度に応じた遅延時間の情報を記憶する構成とし、制御回路により、アナログフィルタ回路の位相遅れを補正する際に、温度センサによる検出温度に対応した遅延情報つまり温度公差の情報を不揮発性メモリから読み出して補正することができる。これにより、温度が変動してアナログフィルタ回路の遅延時間が変動する場合でもこれに追随して位相の補正を行うことができるようになり、正確な補正処理を行うことができるようになる。
【０００８】
請求項３に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記した請求項２の発明において、アナログフィルタ回路の遅延時間の温度特性のデータとして特性曲線の近似を３点以上のデータとして不揮発性メモリに記憶させ、制御回路により、アナログフィルタ回路の遅延時間の補正を、不揮発性メモリに記憶された温度特性の３点以上のデータから現在の検出温度に相当する遅延時間特性を算出して行うので、アナログフィルタ回路の温度特性が温度に対して直線的に変動しない場合でも遅延時間の補正を正確に行うことができるようになる。
【０００９】
請求項４に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、アナログフィルタ回路の使用時間を積算する手段を設け、不揮発性メモリに記憶される遅延情報を、アナログフィルタ回路の使用時間に依存した特性を含めた遅延時間の情報として記憶させるので、制御回路により、アナログフィルタ回路の位相遅れの補正をする際に、使用時間を積算する手段による使用時間に対応した遅延情報を不揮発性メモリから読み出して補正することで使用時間すなわち経年変化に追随した特性の変化に応じて遅延時間の補正を行うことができるようになる。
【００１０】
請求項５に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記請求項４の発明において、使用時間を積算する手段を、電源のオンオフ回数に応じて使用時間を算出するように構成したので、使用時間を直接積算処理することなくオンオフ回数をカウントすることで概略的に得ることができる。これにより、使用時間に対応した遅延情報を不揮発性メモリから読み出して補正することで使用時間すなわち経年変化に追随した特性の変化に応じて遅延時間の補正を行うことができるようになる。
【００１１】
請求項６に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、アナログフィルタ回路の低域通過周波数の範囲を、フィルタリングするセンサ信号の遅延時間が周波数成分によらずほぼ一定となる特性の範囲に設定したので、使用するセンサが出力するセンサ信号がアナログフィルタ回路を通過したときに、周波数成分に依存しないで全体として時間軸上でシフトした波形として得られるようになる。これにより、遅延時間の補正をする際に、周波数成分毎に補正を行う必要がなくなり信号処理が簡単な構成で容易に行えるようになる。
【００１２】
請求項７に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、不揮発性メモリに記憶する遅延時間情報を、予め測定されたデータを製造過程で記憶させるようにしたので、個別に発生するばらつきにも対応した正確な遅延情報を設定することができ、正確な補正処理を行うことができる。
【００１３】
請求項８に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、制御回路により、アナログフィルタの遅延時間の補正をエンジンの回転に伴うセンサ信号の変動が少ない期間中に行うようにしたので、エンジンの燃焼の動作に与える影響を最小限にして補正を行うことができる。
【００１４】
請求項９に記載のセンサ信号の処理装置によれば、上記各発明において、センサとして、筒内圧センサ（ＣＰＳ；cylinder pressure sensor）を用いているので、センサが検出する筒内圧力に対応したセンサ信号の補正を正確に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体の電気的構成図
【図２】クランク角度に対応したセンサ電圧の特性図
【図３】アナログフィルタ回路の周波数遅延特性を示す図
【図４】アナログフィルタ回路のコンデンサの温度特性を示す図
【図５】アナログフィルタ回路の抵抗の温度特性を示す図
【図６】アナログフィルタ回路の遅延時間の温度特性を示す図
【図７】センサ信号の処理手順を示す図（その１）
【図８】センサ信号の処理手順を示す図（その２）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は全体の電気的構成を概略的に示すもので、エンジン制御を行うための電子制御装置１は、エンジンの回転状態を検出するセンサであるＣＰＳ（cylinder pressure sensor）２および温度センサ３からのセンサ信号を入力してこれを処理する。電子制御装置１は、マイクロコンピュータ４を主体として構成されるもので、マイクロコンピュータ４には入力段にＡ／Ｄ変換回路４ａを備えている。Ａ／Ｄ変換回路４ａにはアナログフィルタ回路５が接続され、抵抗６ａおよびコンデンサ６ｂを介してＣＰＳセンサ２に接続されている。温度センサ３は、アナログフィルタ回路５の温度を検出するように設けられている。
【００１７】
アナログフィルタ回路５は、入力段にバッファ回路５ａが設けられ、その出力側に抵抗５ｂ、５ｃ、コンデンサ５ｄ、５ｅからなるローパスフィルタが設けられ、出力段にバッファ回路５ｆが設けられたディスクリート回路による構成である。ローパスフィルタ回路５は、ＣＰＳセンサ２からのセンサ信号を入力すると所定の低域周波数を通過させてＡ／Ｄ変換回路４ａに入力するもので、Ａ／Ｄ変換に先立って高い周波数領域の信号をカットするアンチエイリアシングフィルタ機能を担うものである。
【００１８】
温度センサ３の出力端子は抵抗７ａ、コンデンサ７ｂの回路を介してＡ／Ｄ変換回路４ａに接続されている。温度センサ３の温度検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路４ａによりデジタルの温度検出信号に変換されてマイクロコンピュータ４に入力される。また、この他に、エンジンのクランク軸の回転速度および回転位置を検出するための回転数信号および気筒判別信号が電子制御装置１に入力されるようになっており、信号生成回路８を介してマイクロコンピュータ４に入力される。
【００１９】
信号生成回路８は、回転数信号と気筒判別信号とから、エンジンの各気筒の圧縮行程上死点ＴＤＣ（top dead center）のタイミングで立ち下がるＴＤＣ信号を生成して、そのＴＤＣ信号をマイクロコンピュータ４へ出力するようになっている。なお、エンジンが４気筒の場合には、ＴＤＣ信号は、１８０°ＣＡ（crank angle）毎（クランク軸が１８０°回転する毎）に立ち下がることとなる。
【００２０】
不揮発性メモリ９は、電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭからなるもので、マイクロコンピュータ４によりデータの読み出しおよび書き込みが可能に設けられている。不揮発性メモリ９には、後述するようにＣＰＳセンサ２のセンサ信号を補正するためのデータが予め記憶されている。センサ信号を補正するためのデータは、センサ信号がアナログフィルタ回路５を通過する際に発生する遅延時間を補正するためのもので、この遅延時間が温度によって変動するのを温度特性のデータとして記憶させるものである。この温度特性は、温度の変化により曲線的に変動するので、この特性を表現できる３つの温度における遅延時間の特性を記憶させている。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ４は、イグニッション（ＩＧ）スイッチのオンオフの累積回数に対応した信号を他のＥＣＵから取得して不揮発性メモリ９に記憶するように構成されており、このイグニッションスイッチのオンオフの累積回数からアナログフィルタ回路６の使用時間に相当するデータを概略的に推定するように構成されている。
【００２２】
ＣＰＳセンサ２のセンサ信号（センサ電圧）は、図２に示すように、クランク角度で示すと０°ＣＡである上死点（ＴＤＣ）の位置で最も大きく、その前後１８０°ＣＡ（−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡ）の範囲で大きく変動し、他の＋１８０°ＣＡ〜＋５４０°ＣＡ（つまり＋１８０°ＣＡ〜−１８０°ＣＡ）までの範囲では殆ど変動しない。したがって、変動の大きい±１８０°ＣＡの範囲でセンサ信号を正確に検出し、他の角度領域で補正の処理をすることができる。
【００２３】
また、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号は、周波数成分として例えば１０〜１１０Ｈｚの範囲の信号を含んでいる。アナログフィルタ回路５における遅延時間の補正に際して、群遅延特性が揃った領域となるように、アナログフィルタ回路５の遅延時間の周波数特性を１０〜１１０Ｈｚの範囲においてほぼ同じつまりフラットな特性となるようにフィルタ特性を設定している。したがって、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号は、アナログフィルタ回路５を通過した時点で波形のひずみが少ない状態に保持され、全体を遅延時間に対応してシフトさせれば遅延時間の補正を行うことができる。
【００２４】
アナログフィルタ回路５の遅延時間特性は、抵抗５ｂ、５ｃの抵抗値およびコンデンサ５ｄ、５ｅの静電容量の温度特性に依存している。コンデンサ５ｄ、５ｅの静電容量の温度特性は、例えば図４に示すように、低温側から温度上昇に伴って上昇し、２０℃でピーク値を示し、さらに温度上昇に伴って低下する特性を有する。また、抵抗５ｂ、５ｃの抵抗値の温度特性は、図５に示すように、温度に比例してほぼ直線的に増加する特性を有する。
【００２５】
この結果、アナログフィルタ回路５としては、ＲＣ時定数に相当する遅延時間が抵抗５ｂ、５ｃの抵抗値とコンデンサ５ｄ、５ｅの静電容量の積に比例した特性となるので、図６に示すような温度特性として得られる。使用温度範囲では、±２０％程度の範囲で変動するもので、曲線で示される温度公差の補正データとなる。この曲線となる温度交差の補正データは、曲線の特性を３点以上のデータで近似することができるので、図示のように特徴的な温度に対応した点（図中黒丸で示している）を選んでこれらの遅延時間のデータを不揮発性メモリ９に記憶させている。
【００２６】
また、アナログフィルタ回路５の遅延時間特性は、温度以外にも個別のばらつきがあるので、これら初期公差に対応する遅延時間の補正データを製造段階で予め測定して不揮発性メモリ９に記憶させている。このような個体による初期公差は、例えば±２０％程度あるので、事前に個別に測定をして記憶させることで正確に補正をすることができる。
【００２７】
さらに、アナログフィルタ回路５の各部品は使用時間に応じて経年変化（耐久変化）が生ずるので、これらの傾向を予め測定して使用時間に対応した遅延時間の補正データを不揮発性メモリ９に記憶させている。この場合、使用時間による遅延時間の変動は３０〜５０％の範囲で大きく変動することがわかっており、これに対応させるデータを記憶することで正確に補正をすることができる。
【００２８】
使用時間のデータについては、マイクロコンピュータ４によりイグニッションスイッチのオン期間中の時間を積算計時することで得ることができる。また、この実施形態では、イグニッションスイッチのオンオフの積算回数を示す信号を他のＥＣＵから受信しており、このオンオフ回数から概略的な使用時間を推定することができるので、これによって使用時間あるいは使用時間に相当するデータを得ることができる。
【００２９】
次に、遅延時間の補正の処理について図７および図８を参照して説明する。まず、マイクロコンピュータ４による遅延時間の補正の概略的な処理について図７のフローチャートを用いて説明する。まず、マイクロコンピュータ４は、信号生成回路８から入力されている回転数信号によりクランク角度（クランクが上死点ＴＤＣにあるときを０°とする）が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲（上死点ＴＤＣを中心として±１８０°ＣＡの範囲）にあるか否かを判断する（Ａ１）。クランク角度がこの範囲にあるときには、図２に示したようにセンサ信号の大きさ（センサ電圧）が大きく変化するので、マイクロコンピュータ４はＹＥＳと判断して時間カウンタを開始させる（Ａ２）。なお、クランク角度がこの範囲にないときにはＮＯと判断してこの範囲に入ってＹＥＳとなるまで待機する。
【００３０】
マイクロコンピュータ４は、時間カウンタのカウント動作を開始した後、アナログフィルタ回路５からＡ／Ｄ変換回路４ａに入力されるセンサ信号を所定時間毎（例えば５μｓｅｃ毎）にＡ／Ｄ変換してデジタル信号として取り込む（Ａ３）。次に、マイクロコンピュータ４は、時間カウンタ値を取得し（Ａ４）、時間カウンタ値からＡ／Ｄ変換に要した時間とアナログフィルタ回路５によるフィルタ遅延時間とを差し引いた時間カウンタ値を補正後の時間カウンタ値として求め（Ａ５）、そのときのＡ／Ｄ変換されたデジタル信号の値を補正後の時間カウンタ値と共に記憶する（Ａ６）。
【００３１】
なお、上記のように遅延時間の補正について時間カウンタ値から、Ａ／Ｄ変換に要した時間とアナログフィルタ回路５によるフィルタ遅延時間とを差し引いた時間カウンタ値を補正後の時間カウンタ値として求めることで位相の補償が行えるのは、次の理由による。すなわち、前述のように、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号に含まれる周波数成分が１０〜１１０Ｈｚであるのに対して、アナログフィルタ回路５のフィルタ特性が図３に示したような特性を示していることで、センサ信号がアナログフィルタ回路５を通過した場合に、センサ信号の周波数成分の全体がほぼ同じ時間だけ遅れるようになっているからである。この結果、単純に時間軸で遅延時間に相当する時間分をシフトさせることで補正することができるのである。そして、その遅延時間の主たる要素を、初期公差を含めた温度公差のデータと経年変化のデータとから求めることで位相遅れの補償を行うものである。
【００３２】
この後、マイクロコンピュータ４は、回転数信号の値で示されるクランク角度が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲にあるか否かを判断し、ＹＥＳの場合には再びＡ／Ｄ変換のＡ３に戻ってＡ７までのステップを繰り返し、クランク角度−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲におけるＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を補正された時間カウンタ値と共に記憶していく。これにより、クランク角度−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲のＣＰＳセンサ２のセンサ信号を補正された時間カウンタ値で取り込んで記憶することができる。そして、クランク角度が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲から外れると、マイクロコンピュータ４は、ステップＡ７でＮＯと判断して時間カウンタを停止し（Ａ８）、ステップＡ１に戻ってクランク角度が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲に入るまで待機状態となる。以下、マイクロコンピュータ４は、上記の処理を繰り返し実行する。
【００３３】
次に、遅延時間情報の取得処理について図８のフローチャートにより説明する。マイクロコンピュータ４は、上記の処理に加えて、次の処理を実施している。すなわち、マイクロコンピュータ４は、内部のメモリに遅延時間のデータが記憶されているか否かを判断し（Ｂ１）、記憶されていない場合には、初期公差情報を不揮発性メモリ９から読み出して取得する（Ｂ２）。遅延時間のデータが記憶されていない場合とは、例えば電源（イグニッション）起動時、あるいはメモリのデータが消失しているような場合である。信号生成回路８から入力される回転数信号によるクランク角度の値が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲にある間は、マイクロコンピュータ４は待機状態となる（Ｂ３）。なお、マイクロコンピュータ４は、上記したステップＢ１で、内部のメモリに遅延時間のデータが記憶されている場合にはＮＯと判断して、ステップＢ３にジャンプし、以後、クランク角度の値が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲から外れるまで待機状態となる。
【００３４】
次に、マイクロコンピュータ４は、クランク角度の値が−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲から外れると、ステップＢ３でＮＯと判断して温度情報とイグニッション（ＩＧ）累積回数の情報を取得する（Ｂ４）。取得したデータに基づいて、マイクロコンピュータ４は、アナログフィルタ回路６の遅延時間に関する情報を、初期公差、温度特性、イグニッション累積回数などの情報に基づいて算出し、遅延時間に関する情報のマップをメモリ内に記憶する（Ｂ５）。
【００３５】
この場合、例えば温度特性についての遅延時間の情報を算出する過程では、マイクロコンピュータ４は、メモリに記憶された３点のデータに基づいてその時の温度に対応する特性曲線のデータを演算により推定する。温度特性の特性曲線は前述のように図６のような曲線で表されるので、曲線を復元するのに適当な３点のデータを設定することで比較的良い近似データを得ることができる。なお、初期公差に相当する遅延時間の情報は、この温度特性の遅延時間の情報に含めた形で記憶させることができる。
【００３６】
また、同様にして、経年の変化を示す遅延時間の情報としては、時間の経過に伴う遅延時間の変動を所定の時間単位毎に記憶させたり、あるいは変化が生ずる特徴となる時点のデータを記憶させたりするなどして、何点かのデータを代表として記憶させることで近似することができる。
【００３７】
そして、前述の図７に示した遅延時間の処理では、マイクロコンピュータ４は、上記のようにしてメモリに記憶されている遅延情報の情報に基づいてステップＡ５において演算処理をおこなっている。
【００３８】
このような本実施形態によれば、アナログフィルタ回路５による遅延時間に関する情報を不揮発性メモリ９に予め記憶しておき、ＣＰＳセンサ２のセンサ信号についてアナログフィルタ回路５を通じてＡ／Ｄ変換回路４ａで変換した後に、マイクロコンピュータ４により遅延時間を補正する演算をするようにしたので、簡単な構成で遅延時間の補正を正確にすることができる。
【００３９】
また、アナログフィルタ回路５の温度を温度センサ３により検出し、使用時の温度に応じて位相遅れの補正を行うので、温度特性に起因した遅延時間の補償を温度の変化に追随して正確に行うことができる。
【００４０】
第３に、アナログフィルタ回路５の遅延時間の温度特性のデータとして特性曲線の近似を３点以上のデータとして不揮発性メモリ９に記憶させ、マイクロコンピュータ４によりアナログフィルタ回路５の遅延時間の補正を行うので、アナログフィルタ回路の温度特性が温度に対して直線的に変動しない場合でも遅延時間の補正を正確に行うことができるようになる。
【００４１】
第４に、アナログフィルタ回路５の使用時間を積算する手段として、電源のオンオフ回数を示すデータを入力し、そのオンオフの累積回数に応じて使用時間を算出するように構成したので、使用時間を直接積算処理することなくオンオフ回数をカウントすることで概略的に得ることができる。これにより、使用時間に対応した遅延情報を不揮発性メモリから読み出して補正することで使用時間すなわち経年変化に追随した特性の変化に応じて遅延時間の補正を行うことができるようになる。
【００４２】
第５に、アナログフィルタ回路５の低域通過周波数の範囲を、フィルタリングするＣＰＳセンサ２のセンサ信号の遅延時間が周波数成分によらずほぼ一定となる特性の範囲に設定したので、使用するセンサが出力するセンサ信号がアナログフィルタ回路５を通過したときに、周波数成分に依存しないで全体として時間軸上でシフトした波形として得られるようになる。これにより、遅延時間の補正をする際に、周波数成分毎に補正を行う必要がなくなり信号処理が簡単な構成で容易に行えるようになる。
【００４３】
第６に、不揮発性メモリ９に記憶する遅延時間情報を、予め測定されたデータを製造過程で記憶させるようにしたので、個別に発生するばらつきにも対応した正確な遅延情報を設定することができ、正確な補正処理を行うことができる。
【００４４】
第７に、マイクロコンピュータ５により、アナログフィルタ回路５の遅延時間の補正をエンジンの回転に伴うセンサ信号の変動が少ない期間中すなわちクランク角で＋１８０°ＣＡ〜−１８０°ＣＡの範囲で行うようにしたので、エンジンの燃焼の動作に与える影響を最小限にして補正を行うことができる。
【００４５】
（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
Ａ／Ｄ変換手段は、マイクロコンピュータ４に付随するＡ／Ｄ変換回路４ａを用いる構成としたが、マイクロコンピュータ４とは別途にＡ／Ｄ変換回路を設ける構成としても良い。
【００４６】
不揮発性メモリは、別体の不揮発性メモリ９として設ける構成としたが、マイクロコンピュータ４内に一体に設けられる不揮発性メモリを用いても良い。
不揮発性メモリ９に記憶させる遅延時間の情報として、温度特性を３点で近似したデータとしているが、これにかぎらず、直線的に近似できる場合には２点のデータで良いし、更に複雑な温度特性を呈する場合には４点以上のデータで近似するようにしても良い。
【００４７】
アナログフィルタ回路５の遅延時間の補正を、温度特性、初期公差、経年変化の各情報を用いて行うものを示したが、さらに異なる変動要素を考慮する場合には、その変動要素の遅延時間の情報も記憶させるようにしても良い。
センサ信号のＡ／Ｄ変換をクランク角で−１８０°ＣＡ〜＋１８０°ＣＡの範囲とし、位相の補正をするのをその範囲以外のクランク角のときに行う構成としたが、この範囲は有効な情報の利用あるいは演算効率などを考慮して適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４８】
図面中、１は電子制御装置（センサ信号の処理装置）、２はＣＰＳセンサ（センサ）、３は温度センサ、４はマイクロコンピュータ（制御回路）、４ａはＡ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ変換手段）、５はアナログフィルタ回路、９は不揮発性メモリである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンを制御するために用いられるセンサが出力するセンサ信号に対してフィルタ処理を行うセンサ信号の処理装置であって、
前記センサ信号が入力されるアナログフィルタ回路と、
前記アナログフィルタ回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を用いてエンジンを制御する制御回路と、
前記アナログフィルタ回路の遅延情報を記憶する不揮発性メモリを備え、
前記制御回路は、前記不揮発性メモリに記憶された前記遅延情報を用いて前記アナログフィルタ回路の位相遅れを補正することを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記アナログフィルタ回路の温度を検出する温度センサを設け、
前記不揮発性メモリに記憶される前記遅延情報は、前記アナログフィルタ回路の温度特性を含めた遅延時間の情報として記憶され、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の位相遅れの補正をする際に、前記温度センサによる検出温度に対応した前記遅延情報を前記不揮発性メモリから読み出して補正することを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記不揮発性メモリに記憶される前記遅延時間の温度特性のデータは、特性曲線の近似を３点以上のデータで行うように記憶され、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の遅延時間の補正を、前記不揮発性メモリに記憶された温度特性の３点以上のデータから現在の検出温度に相当する遅延時間特性を算出するように構成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記アナログフィルタ回路の使用時間を積算する手段を設け、
前記不揮発性メモリに記憶される前記遅延情報は、前記アナログフィルタ回路の使用時間に依存した特性を含めた遅延時間の情報として記憶され、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の位相遅れの補正をする際に、前記使用時間を積算する手段による使用時間に対応した前記遅延情報を前記不揮発性メモリから読み出して補正することを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記使用時間を積算する手段は、電源のオンオフ回数に応じて使用時間を算出するように構成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記アナログフィルタ回路の低域通過周波数の範囲は、フィルタリングする前記センサ信号の遅延時間が周波数成分によらずほぼ一定となる特性の範囲に設定されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記不揮発性メモリに記憶する前記遅延時間情報は、予め測定されたデータを製造過程で記憶させることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の遅延時間の補正を前記エンジンの回転に伴う前記センサ信号の変動が少ない期間中に行うことを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記センサは、筒内圧センサ（ＣＰＳ；cylinder pressure sensor）であることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項１】
車両のエンジンを制御するために用いられるセンサが出力するセンサ信号に対してフィルタ処理を行うセンサ信号の処理装置であって、
前記センサ信号が入力されるアナログフィルタ回路と、
前記アナログフィルタ回路が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を用いてエンジンを制御する制御回路と、
前記アナログフィルタ回路の遅延情報を記憶する不揮発性メモリを備え、
前記制御回路は、前記不揮発性メモリに記憶された前記遅延情報を用いて前記アナログフィルタ回路の位相遅れを補正することを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記アナログフィルタ回路の温度を検出する温度センサを設け、
前記不揮発性メモリに記憶される前記遅延情報は、前記アナログフィルタ回路の温度特性を含めた遅延時間の情報として記憶され、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の位相遅れの補正をする際に、前記温度センサによる検出温度に対応した前記遅延情報を前記不揮発性メモリから読み出して補正することを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記不揮発性メモリに記憶される前記遅延時間の温度特性のデータは、特性曲線の近似を３点以上のデータで行うように記憶され、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の遅延時間の補正を、前記不揮発性メモリに記憶された温度特性の３点以上のデータから現在の検出温度に相当する遅延時間特性を算出するように構成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記アナログフィルタ回路の使用時間を積算する手段を設け、
前記不揮発性メモリに記憶される前記遅延情報は、前記アナログフィルタ回路の使用時間に依存した特性を含めた遅延時間の情報として記憶され、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の位相遅れの補正をする際に、前記使用時間を積算する手段による使用時間に対応した前記遅延情報を前記不揮発性メモリから読み出して補正することを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のセンサ信号の処理装置において、
前記使用時間を積算する手段は、電源のオンオフ回数に応じて使用時間を算出するように構成されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記アナログフィルタ回路の低域通過周波数の範囲は、フィルタリングする前記センサ信号の遅延時間が周波数成分によらずほぼ一定となる特性の範囲に設定されていることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記不揮発性メモリに記憶する前記遅延時間情報は、予め測定されたデータを製造過程で記憶させることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記制御回路は、前記アナログフィルタ回路の遅延時間の補正を前記エンジンの回転に伴う前記センサ信号の変動が少ない期間中に行うことを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載のセンサ信号の処理装置において、
前記センサは、筒内圧センサ（ＣＰＳ；cylinder pressure sensor）であることを特徴とするセンサ信号の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７９６２７（Ｐ２０１３−７９６２７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０９５８（Ｐ２０１１−２２０９５８）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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