JP4665725B2 - 物理量検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、物理量に応じたレベルの電気信号を検出すると共に、その電気信号に基づいて物理量を得る物理量検出装置に関する。

従来より、物理量に応じたレベルの電圧を検出し、その電圧に基づいて物理量を取得する検出装置が知られている。具体的に、物理量として圧力を検出する燃圧検出装置が特許文献１で提案されている。この特許文献１では、燃料タンクから燃料を燃料噴射弁に圧送するポンプの吐出側の燃圧を検出する圧力センサにおいて、圧力センサの検出誤差を補正する旨が記載されている。以下、このような燃圧検出装置（圧力検出装置）において、圧力媒体の圧力値の取得について説明する。

図４は、従来の圧力検出装置のブロック構成図である。この図に示されるように、圧力検出装置２は、センサ部４０と、ＥＣＵ５０と、ハーネス部６０と、を備えて構成されている。

センサ部４０は、圧力を検出すると共に、圧力のレベルに応じた電気信号を出力するものであり、圧力を検出するためのセンサチップ４１を備えている。このセンサチップ４１は、歪み部としてのダイアフラムを有しており、圧力媒体の圧力によってダイアフラムが歪むと、例えばダイアフラムに形成された抵抗により構成されたブリッジ回路によって、このダイアフラムの歪みに基づく電圧信号を出力する。

ＥＣＵ５０は、センサ部４０に電圧を入力すると共に、この電圧に基づいてセンサ部４０で検出された電気信号（電圧信号）を入力して圧力値に変換するものであり、電圧信号を圧力値に変換する演算部５１を有して構成されている。そして、動作電圧ＶＣＣ（例えば５Ｖ）と、センサチップ４１から入力される圧力に応じた電圧信号ＶＯＵＴと、グランドの電位ＶＧ（０Ｖ）と、がそれぞれＥＣＵ５０に入力され、それぞれ図示しないＡ／Ｄ変換器にてＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換された信号がそれぞれこの演算部５１に入力されるようになっている。

上記演算部５１では、圧力値＝（電圧信号ＶＯＵＴ÷動作電圧ＶＣＣ）×ＧＡＩＮが演算されることで圧力値が得られる。例えば、動作電圧ＶＣＣに対して得られる圧力値（ＧＡＩＮ）が２５０ＭＰａであったとすると、センサ部４０から演算部５１に入力された電圧信号ＶＯＵＴが５Ｖであれば、上記演算式によって２５０ＭＰａの圧力値が得られる。

ハーネス部６０は、センサ部４０とＥＣＵ５０との間を電気的に接続するものであり、ＥＣＵ５０から動作電圧ＶＣＣをセンサ部４０に入力するための電源線６１と、センサ部４０から出力される電圧信号をＥＣＵ５０に入力するため出力線６２と、グランド線６３と、を備えている。

上記構成を有する圧力検出装置２では、ＥＣＵ５０で生成された動作電圧ＶＣＣ（５Ｖ）がハーネス部６０の電源線６１を介してセンサ部４０のセンサチップ４１に入力され、センサチップ４１にてダイアフラムの歪みに応じた電圧が検出される。センサチップ４１で検出された電圧信号は、センサ部４０からハーネス部６０の出力線６２を介してＥＣＵ５０の演算部５１に入力される。この後、演算部５１にて上記演算式に基づく演算が行われ、電圧信号に応じた圧力値が得られる。
特開２００５−６９１２０号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ＥＣＵ５０とセンサ部４０とを接続するハーネス部６０の配線抵抗によって、ＥＣＵ５０から出力される動作電圧ＶＣＣが、ハーネス部６０を介すことにより、動作電圧ＶＣＣよりも小さい値の電圧ＶＣＣｓがセンサ部４０に入力されてしまう。

すなわち、ハーネス部６０の電源線６１の配線抵抗によって、動作電圧ＶＣＣがＥＣＵ５０から出力される際には５Ｖであったとしても、電源線６１の抵抗によって電圧降下してしまい、センサ部４０に入力される入力電圧ＶＣＣｓは例えば４．８Ｖになってしまう。また、ＥＣＵ５０のグランド電位ＶＧも同様に、ハーネス部６０のグランド線６３を介することで、センサ部４０に入力される際にグランド線６３の抵抗に応じた電圧上昇が起こる。これにより、センサ部４０のグランド電位ＶＧｓが例えば０．１Ｖになってしまう。したがって、センサ部４０においてセンサチップ４１に入力される電圧は４．７Ｖとなってしまい、動作電圧ＶＣＣよりも小さい値になってしまう。

このように、ハーネス部６０の配線抵抗によって、ＥＣＵ５０からセンサ部４０に入力される電圧の値が変化してしまう。これにより、ＥＣＵ５０の演算部５１で得られる圧力値が実際の値よりも低く得られることとなる。このことについて、図５を参照して説明する。図５は、センサ部４０からＥＣＵ５０の演算部５１に入力される電圧信号ＶＯＵＴと動作電圧ＶＣＣとの比と、その比に応じて得られる圧力値と、の相関関係を示した図である。この図に示されるように、センサ部４０から出力される電圧信号ＶＯＵＴが５Ｖである場合、ＧＡＩＮを２５０ＭＰａとすると、上記演算部５１の演算式によって２５０ＭＰａが得られるはずである。

しかしながら、上述のように、ハーネス部６０の配線抵抗によってセンサ部４０に入力される動作電圧ＶＣＣは、その動作電圧ＶＣＣよりも小さくなる。すなわち、センサチップ４１に入力される電圧は、入力電圧ＶＣＣｓとグランド電圧ＶＧｓとの電位差４．７Ｖである。したがって、センサチップ４１が２５０ＭＰａの圧力を受けたとき、センサチップ４１から出力される電圧は５Ｖでなければならないが、この電圧値５Ｖより小さい４．７Ｖが出力され、出力線６２の抵抗によってさらに０．１Ｖの電圧降下が起こり、４．６Ｖが電圧信号ＶＯＵＴとして演算部５１に入力されることとなる。

これにより、上記演算式で圧力値を求めると、図５に示されるように、圧力値が２３０ＭＰａとして得られる。すなわち、実際の圧力値は２５０ＭＰａであるにも関わらず、圧力検出装置２では実際の圧力値よりも小さい圧力値である２３０ＭＰａとして認識されてしまう。

このように、圧力媒体の圧力値を精度良く検出できないと、例えばエンジン制御において精度良い制御を行うことができなくなる可能性がある。すなわち、実際よりも小さい圧力値が用いられてエンジン制御が行われることにより、さらに出力を上げるようなフィードバックに基づいてエンジン制御が行われ、エンジンの寿命を縮めてしまう等の不具合を生じさせてしまう可能性がある。

なお、ＥＣＵ５０の演算部５１で、ハーネス部６０の配線抵抗を考慮した演算を行うようにすることが考えられるが、上記圧力検出装置２が搭載される車種等によってハーネス部６０の長さが一定ではないため、製品ごとに配線抵抗を考慮した演算式を各ＥＣＵ５０に記憶しなければなない。また、ハーネス部６０の配線抵抗のばらつきや、用いられるハーネス部６０の長さが変更される等によって配線抵抗の値が変化するため、演算部５１の演算式をあらかじめ設定したとしても得られる圧力値の精度を向上させることは困難である。

本発明は、上記点に鑑み、ハーネス部の配線抵抗を考慮することにより、より精度を向上させた圧力値を得ることができる物理量検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、制御部（２０）は、出力した動作電圧（ＶＣＣ）を、電源線（３１）を介してセンサ部（１０）に入力電圧（ＶＣＣｓ）として入力すると共に、この入力電圧（ＶＣＣｓ）をセンサ部（１０）から出力線（３２）を介して基準電圧（ＶＣＣｓ’）として入力する。また、センサ部（１０）においてスイッチ部（１２）が切り替わることで、検出部（１１）の出力を出力線（３２）を介して検出電圧（ＶＯＵＴＳ）として入力する。そして、これら基準電圧（ＶＣＣｓ’）および検出電圧（ＶＯＵＴＳ）から物理量を得ることを特徴とする。

このように、制御部（２０）から出力した動作電圧（ＶＣＣ）を、電源線（３１）および出力線（３２）を往復させ、電源線（３１）および出力線（３２）の配線抵抗を考慮した基準電圧（ＶＣＣｓ’）を入力し、この基準電圧（ＶＣＣｓ’）を用いて物理量を取得する。これにより、検出部（１１）は、入力された入力電圧（ＶＣＣｓ）に対して物理量に応じた電圧を発生させるので、電源線（３１）および出力線（３２）の配線抵抗に応じた電圧降下分を考慮した物理量を取得することができ、得られる物理量の精度を向上させることができる。

本発明では、検出部（１１）は、物理量として圧力に応じたレベルの電圧を発生するようになっており、制御部（２０）は、物理量を得る手段によって圧力値を得るようになっていることを特徴とする。このように、具体的な物理量として、圧力媒体の圧力値を得ることができる。

本発明では、スイッチ切替部（１３）は、センサ部（１０）に入力電圧（ＶＣＣｓ）が入力されてから一定時間（Ｔｓ）後にスイッチ部（１２）の出力を切り替えることを特徴とする。

このように、スイッチ切替部（１３）によってセンサ部（１０）に入力電圧（ＶＣＣｓ）が入力されてから一定時間（Ｔｓ）後にスイッチ部（１２）の出力を切り替える。これにより、物理量（例えば圧力値）を得るためのパラメータとして用いられる入力電圧（ＶＣＣｓ）を制御部（２０）に入力することができ、一定時間（Ｔｓ）後に検出部（１１）で検出された電圧を出力するようにすることができる。なお、このようなスイッチ切替部（１３）として時定数回路を採用することができる。

本発明では、制御部（２０）は、センサ部（１０）から出力線（３２）を介して入力した電圧（ＶＣＣｓ’）が一定範囲内であるか否かを判定する手段（１２０）と、電圧（ＶＣＣｓ’）が一定範囲内にない場合、異常信号を出力する手段（１３０）と、を有することを特徴とする。

このように、制御部（２０）は、センサ部（１０）に出力した動作電圧（ＶＣＣ）をハーネス部（３０）を介して入力し、入力した基準電圧（ＶＣＣｓ’）が一定範囲内にない場合、異常信号を出力する。これにより、ハーネス部（３０）に配線異常が起きていることを報知することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態で示される物理量検出装置としての圧力検出装置は、例えば車両の燃料噴射系（例えばコモンレールシステム）に採用され、燃料パイプ内の圧力を検出するものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る圧力検出装置のブロック構成図である。この図に示されるように、圧力検出装置１は、センサ部１０と、ＥＣＵ２０と、ハーネス部３０と、を備えて構成されている。

センサ部１０は、物理量に応じた電気信号を検出するものであり、センサチップ１１と、スイッチング素子１２と、時定数回路１３と、を備えて構成されている。本実施形態では、センサ部１０は、物理量として圧力媒体の圧力を検出するものとして用いられる。

センサチップ１１は、圧力を検出してその圧力に応じたレベルの電気信号を発生するものであり、ピエゾ抵抗効果を利用した周知構成のものである。このようなセンサチップ１１は、歪み部としてのダイアフラムを有し、このダイアフラムに拡散抵抗などにより形成されたブリッジ回路などを備えた構成となっている。本実施形態では、センサチップ１１は、圧力に応じたレベルの電気信号として電圧を検出する。

そして、センサ部１０に入力される入力電圧ＶＣＣｓおよびグランド電位ＶＧｓとの電位差（ＶＣＣｓ−ＶＧｓ）が上記センサチップ１１のブリッジ回路に入力され、ダイアフラムに圧力媒体の圧力が印加されると、ダイアフラムに形成されたブリッジ回路から、このダイアフラムの歪みに応じた電圧が出力電圧ＶＯＵＴｓとして出力される。なお、センサチップ１１は、本発明の検出部に相当する。

スイッチング素子１２は、センサ部１０の出力を切り替えるものである。具体的に、スイッチング素子１２は、センサ部１０に入力される入力電圧ＶＣＣｓがセンサ部１０から出力されるように接続されており、圧力検出装置１が立ち上がってから一定時間（Ｔｓ）後にセンサチップ１１の出力電圧ＶＯＵＴｓがセンサ部１０から出力されるように切り替えられる。本実施形態では、このようなスイッチング素子１２として、例えばＭＯＳトランジスタが採用される。なお、スイッチング素子１２は、本発明のスイッチ部に相当する。

時定数回路１３は、圧力検出装置１が立ち上がって、センサ部１０に入力電圧ＶＣＣｓが入力された後、時定数Ｔｓ時間後にスイッチング素子１２の接続を切り替えるものである。本実施形態では、図１に示されるように、抵抗ＲおよびコンデンサＣを備えて構成されている。

具体的には、抵抗ＲおよびコンデンサＣが直列接続されていると共に、抵抗Ｒに入力電圧ＶＣＣｓが入力され、コンデンサＣがグランド電位ＶＧｓに接続されている。そして、抵抗ＲとコンデンサＣとの接続点Ａの電位がスイッチング素子１２に出力されるようになっている。すなわち、スイッチング素子１２では、この接続点Ａの電位が入力されるとスイッチの接続が切り替えられる。本実施形態では、時定数Ｔｓが例えば０．１秒となるように、抵抗ＲおよびコンデンサＣのパラメータが設計されている。なお、時定数回路１３は、本発明のスイッチ切替部に相当する。

なお、上記センサ部１０は、例えば図示しないケース内に設置される。

ＥＣＵ２０は、センサ部１０に電源を供給すると共に、センサ部１０で検出された圧力に応じた電圧信号を圧力値に変換するものである。このようなＥＣＵ２０は、電圧信号を圧力値に変換する圧力変換プログラム、および各種演算式等が記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵ、Ｉ／Ｏポート、バッテリ電圧（＋Ｂ）から動作電圧ＶＣＣ（例えば５Ｖ）を生成する電源回路（いずれも図示しない）の他に、出力線３２を介して入力される電圧信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２１と、Ａ／Ｄ変換部２１で得られたＡ／Ｄ値を記憶する記憶部２２（例えばＲＡＭ）と、センサ部１０から入力された電圧信号に基づいて圧力値を得る演算部２３と、を備えて構成されている。なお、ＥＣＵ２０は、本発明の制御部に相当する。

上記ＥＣＵ２０は、圧力検出装置１が立ち上がったときにセンサ部１０に出力した動作電圧ＶＣＣがハーネス部３０を介して入力電圧ＶＣＣｓとしてセンサ部１０に入力され、その入力電圧ＶＣＣｓがセンサ部１０からそのまま出力されてハーネス部３０を介して出力電圧ＶＯＵＴとして入力された値（基準電圧ＶＣＣｓ’）をＡ／Ｄ変換部２１にてＡ／Ｄ値にＡ／Ｄ変換して記憶部２２に記憶する。以後、Ａ／Ｄ変換部２１にて変換された電圧値をＡ／Ｄ値という。

また、演算部２３は、記憶部２２に記憶されたセンサ部１０の基準電圧ＶＣＣｓ’のＡ／Ｄ値と、一定時間Ｔｓ後にセンサ部１０のセンサチップ１１からハーネス部３０を介してＥＣＵ２０に入力される出力電圧ＶＯＵＴ（＝検出電圧）のＡ／Ｄ値と、に基づいて圧力値を取得する。本実施形態では、ＧＡＩＮが例えば２５０ＭＰａとなるように設定されている。すなわち、演算部２３は、記憶部２２に記憶されているＡ／Ｄ値を用いて（ＶＯＵＴ÷ＶＣＣｓ’）×ＧＡＩＮを演算することにより、電圧信号を圧力値に変換する。

ハーネス部３０は、センサ部１０とＥＣＵ２０との間を電気的に接続する配線であり、電源線３１と、出力線３２と、グランド線３３と、を備えて構成されている。

電源線３１は、ＥＣＵ２０で生成された動作電圧ＶＣＣをセンサ部１０に入力する配線である。この電源線３１の一端側は、図示しない動作電圧出力のための端子に接続され、他端側はセンサ部１０の図示しない動作電圧入力のための端子に接続される。

出力線３２は、センサ部１０のセンサチップ１１の出力をＥＣＵ２０に入力する配線である。この出力線３２の一端側はＥＣＵ２０の図示しない出力電圧入力のための端子に接続され、他端側はセンサ部１０のスイッチング素子１２が接続された図示しない端子に接続されている。

また、グランド線３３は、接地のための配線である。このグランド線３３の一端側はＥＣＵ２０の図示しないグランド端子に接続され、他端側はセンサ部１０の図示しないグランド端子に接続されている。

以上が、本実施形態に係る圧力検出装置の構成である。

次に、上記圧力検出装置１の作動について、図を参照して説明する。図２は、センサ部１０で検出された電圧信号に基づいて圧力値を得る内容を示したフローチャートである。本実施形態では、このフローは、圧力検出装置１、すなわちＥＣＵ２０が立ち上がるとスタートし、圧力検出装置１が立ち下がると終了する。なお、圧力検出装置１は、例えば車両においてイグニッションオンのタイミングで起動する。

また、図３は、電圧のタイムチャートであり、（ａ）は動作電圧ＶＣＣ、（ｂ）はセンサ部１０に入力される電圧、（ｃ）はセンサ部１０から出力される電圧、（ｄ）はＥＣＵ２０に入力される電圧のタイムチャートである。以下、圧力値を取得する作動について、図２および図３を参照して説明する。

まず、圧力検出装置１が立ち上がると、ＥＣＵ２０の電源回路にて動作電圧ＶＣＣ（例えば５Ｖ）が生成される（図３（ａ）参照）。そして、動作電圧ＶＣＣはハーネス部３０の電源線３１介してセンサ部１０に入力電圧ＶＣＣｓ（例えば４．８Ｖ）として入力される（図３（ｂ）参照）。すなわち、電源線３１の抵抗成分によって電圧降下が起こり、動作電圧ＶＣＣは電源線３１の抵抗に応じた電圧降下分小さくなった入力電圧ＶＣＣｓとして入力される。

そして、ステップ１００では、ＥＣＵ２０に入力される入力電圧ＶＯＵＴがＡ／Ｄ変換される。具体的には、上述のように、圧力検出装置１が立ち上がった、すなわちＥＣＵ２０が立ち上がったとき、センサ部１０のスイッチング素子１２は、センサ部１０に入力される入力電圧ＶＣＣｓがセンサ部１０から出力される接続状態になっている。

したがって、ＥＣＵ２０からハーネス部３０の電源線３１を介してセンサ部１０に入力された入力電圧ＶＣＣｓは、スイッチング素子１２を介してセンサ部１０から出力電圧ＶＯＵＴｓ（＝入力電圧ＶＣＣｓ）として出力される。そして、この出力電圧ＶＯＵＴｓは、ハーネス部３０の出力線３２を介し、出力線３２の抵抗に応じた電圧降下分小さくなって入力電圧ＶＯＵＴ（すなわち基準電圧ＶＣＣｓ’、例えば４．６Ｖ）としてＥＣＵ２０に入力される。

こうしてＥＣＵ２０に入力電圧ＶＯＵＴ（すなわち、センサチップ１１の出力電圧ＶＯＵＴｓ）が入力されると、ＥＣＵ２０に備えられたＡ／Ｄ変換部２１によってＡ／Ｄ変換され、変換された入力電圧ＶＯＵＴのＡ／Ｄ値が記憶部２２に記憶される。

ステップ１１０では、ＥＣＵ２０が立ち上がってから時間Ｔｓが経過したか否かが判定される。この時間Ｔｓは、センサ部１０の時定数回路１３の時定数であり、ＥＣＵ２０が立ち上がってから時間Ｔｓが経過するまでの間に、センサ部１０に入力された入力電圧ＶＣＣｓをＥＣＵ２０に入力電圧ＶＯＵＴとして入力し、その入力電圧ＶＯＵＴをＡ／Ｄ変換部２１にてＡ／Ｄ値を記憶するためである。

そして、本ステップにて時間Ｔｓが経過したと判定されるとステップ１５０に進み、時間Ｔｓが経過していないと判定されるとステップ１２０に進む。

ステップ１２０では、ステップ１００で得られた入力電圧ＶＯＵＴ（＝基準電圧ＶＣＣｓ’）のＡ／Ｄ値が４．５Ｖ＜Ａ／Ｄ値＜５．１Ｖの範囲内であるか否かが判定される。すなわち、ＥＣＵ２０から出力された動作電圧ＶＣＣがハーネス部３０の電源線３１を介して正常にセンサ部１０に入力され、センサ部１０に入力された入力電圧ＶＣＣｓがハーネス部３０の出力線３２を介して正常にＥＣＵ２０に入力されるか否かが判定される。

本実施形態では、Ａ／Ｄ値の範囲として、下限値を例えば４．５Ｖ、上限値を例えば５．１Ｖとしている。本ステップでは、センサ部１０のスイッチング素子１２の接続は、入力電圧ＶＣＣｓを出力電圧ＶＯＵＴｓとして出力するようになっているため、動作電圧５Ｖ近傍の値がＥＣＵ２０に入力されるはずである。したがって、ステップ１００で得られたＡ／Ｄ値がこの範囲内になければ、ハーネス部３０の各配線３１〜３３に切断等の異常が生じていることを検出できる。

そして、本ステップにてＡ／Ｄ値が上記範囲内にあると判定されるとステップ１３０に進み、Ａ／Ｄ値が上記範囲内にないと判定されるとステップ１４０に進む。

ステップ１３０では、配線異常ダイアグが出力される。本ステップでは、ステップ１２０において、ハーネス部３０に異常が発生していることが検出されたので、異常が発生したことが配線異常ダイアグとして出力される。この配線異常ダイアグは、例えばコモンレールシステムを統括するプログラム等に出力され、異常が発生していることが警告ランプ等によってドライバに報知される。このようにダイアグが出力されると、例えば圧力検出装置１の作動が停止される等の処理がなされ、本フローは終了する。

また、ステップ１２０でＡ／Ｄ値が一定範囲内にあると判定されると、ステップ１４０では、Ａ／Ｄ値がＶＣＣｓ’として記憶部２２に記憶される。そして、再びステップ１００に戻り、ＥＣＵ２０に入力される入力電圧ＶＯＵＴがＡ／Ｄ変換される。

そして、上記ステップ１１０で時間Ｔｓが経過したと判定されると、ステップ１５０では、圧力値が取得される。

本ステップでは、すでにＥＣＵ２０が立ち上がってから時間Ｔｓが経過しているため、センサ部１０の時定数回路１３においてコンデンサＣが充電終了になっており、接続点Ａからスイッチング素子１２のスイッチを切り替える電圧が出力されている。これにより、以後、センサチップ１１で検出された圧力媒体の圧力に応じた出力（出力電圧ＶＯＵＴｓ）がスイッチング素子１２を介してセンサ部１０から出力される（図３（ｃ）参照）。

したがって、ＥＣＵ２０には、ハーネス部３０の出力線３２の抵抗に応じた電圧降下分小さい入力電圧ＶＯＵＴが入力される（図３（ｄ）参照）。この入力電圧ＶＯＵＴ（＝検出電圧）が上記ステップ１００にてＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換されたＡ／Ｄ値が記憶部２２に記憶されている。

そして、本ステップでは、演算部２３にて上記ステップ１４０で得られた記憶部２２に記憶された電圧ＶＣＣｓ’が用いられて、上述のように、圧力値＝（Ａ／Ｄ値÷ＶＣＣｓ’）×ＧＡＩＮが計算されることにより圧力値が得られる。

ここで、Ａ／Ｄ値はセンサチップ１１で検出された圧力に応じた電圧値がＥＣＵ２０に入力されてＡ／Ｄ変換された値（＝検出電圧）、ＶＣＣｓ’は電源線３１を介してセンサ部１０に入力される入力電圧ＶＣＣｓが出力線３２を介してＥＣＵ２０に入力されてＡ／Ｄ変換された値（＝基準電圧）、そしてＧＡＩＮはセンサチップ１１で検出できる最大圧力値（例えば２５０ＭＰａ）である。

このように、圧力値を計算する際、センサ部１０に入力される入力電圧ＶＣＣｓをＥＣＵ２０に入力して用いているため、ハーネス部３０の抵抗に応じた電圧降下分を考慮した圧力計算を行うことができ、圧力値の精度をより向上させることができる。

この後、ステップ１００、１１０、１５０が繰り返されることにより、圧力値が得られるようになっている。また、例えば車両のイグニッションがオフにされると、圧力検出装置１への電源供給も停止されるため、上記フローは終了し、圧力検出装置１の電源が落ちる。これにより、センサ部１０の時定数回路１３ではコンデンサＣに溜まっていた電荷が圧力検出装置１の回路内で放電され、接続点Ａの電位が下がる。そして、スイッチング素子１２では、センサ部１０に入力される入力電圧ＶＣＣｓがセンサ部１０から出力されるようにスイッチ接続が切り替えられる。

以上説明したように、本実施形態では、ＥＣＵ２０から出力した動作電圧ＶＣＣを、ハーネス部３０の電源線３１および出力線３２を往復させ、電源線３１および出力線３２の配線抵抗を考慮した基準電圧ＶＣＣｓ’を入力し、この基準電圧ＶＣＣｓ’を用いて圧力値を取得することを特徴としている。これにより、センサチップ１１は、入力された入力電圧ＶＣＣｓに対して圧力に応じた電圧を発生させるので、電源線３１および出力線３２の配線抵抗に応じた電圧降下分を考慮した圧力値を取得することができ、圧力値の精度を向上させることができる。

また、センサ部１０に時定数回路１３を設け、時定数回路１３によってセンサ部１０に入力電圧ＶＣＣｓが入力されてから一定時間Ｔｓ後にスイッチング素子１２の出力を切り替えるようにしている。これにより、圧力値を得るためのパラメータとして用いられる入力電圧ＶＣＣｓ（ＥＣＵ２０に入力される際にはＶＣＣｓ’となる）をＥＣＵ２０に入力することができ、一定時間Ｔｓ後にセンサチップ１１で検出された電圧を出力するようにすることができる。

さらに、ＥＣＵ２０は、出力した動作電圧ＶＣＣがセンサ部１０からハーネス部３０を介して入力され、その値が一定範囲内にない場合、異常信号を出力するようになっている。これにより、ハーネス部３０の配線異常を検出することができ、異常を報知することができる。

また、本実施形態では、ＥＣＵ２０において圧力値を検出するパラメータとして、センサチップ１１に入力される入力電圧ＶＣＣｓ（ＥＣＵ２０に入力されると基準電圧ＶＣＣｓ’となる）を用いるようにしている。これにより、ハーネス部３０に抵抗が接続されて配線抵抗が大きくされ、ＥＣＵ２０にて得られる圧力値を小さくさせないようにすることができる。すなわち、ハーネス部３０の配線抵抗によって実際の圧力値よりも小さい値が得られることにより、例えばエンジン出力を上げさせる制御を防止することができる。これにより、エンジン破壊の防止やエンジン寿命の延命を図ることができる。

（他の実施形態）
上記第１実施形態では、センサチップ１１にて圧力を検出するようにしているが、圧力検出に限らず、他の物理量を検出するようにしても構わない。そのような場合、検出したい物理量に応じた検出手段（センサチップ等）を用いるようにすれば良い。具体的に、上記した圧力検出装置１の他の例として、可変抵抗を利用したポジションセンサ（スロットルポジションセンサ、アクセルペダルセンサ等）にも適用可能である。

上記第１実施形態で示される圧力検出装置１の用途は、上記のように車両に搭載される場合だけでなく、他の場合に採用しても構わない。

上記第１実施形態では、記憶部２２と演算部２３とがそれぞれ独立したものとなっているが、例えば演算部２３に記憶部２２を備えた構成となっていても構わない。同様に、演算部２３にＡ／Ｄ変換部２１を備えた構成となっていても構わない。

なお、各図中に示したステップは、各種処理を実行する手段に対応するものである。

本発明の一実施形態に係る圧力検出装置のブロック構成図である。 センサ部で検出された電圧信号に基づいて圧力値を得る内容を示したフローチャートである。 電圧のタイムチャートであり、（ａ）は動作電圧ＶＣＣ、（ｂ）はセンサ部に入力される電圧、（ｃ）はセンサ部から出力される電圧、（ｄ）はＥＣＵに入力される電圧のタイムチャートである。 従来の圧力検出装置のブロック構成図である。 センサ部からＥＣＵの演算部に入力される電圧信号ＶＯＵＴと動作電圧ＶＣＣとの比と、その比に応じて得られる圧力値と、の相関関係を示した図である。

符号の説明

１０…センサ部、１１…センサチップ、１２…スイッチング素子、１３…時定数回路、２０…制御部としてのＥＣＵ、２１…Ａ／Ｄ変換部、２２…記憶部、２３…演算部、３０…ハーネス部、３１…電源線、３２…出力線、３３…グランド線。

Claims (4)

1. 物理量を検出してその物理量に応じたレベルの電圧を発生する検出部（１１）と、前記検出部に入力される入力電圧（ＶＣＣｓ）と前記検出部（１１）の出力電圧とのいずれか一方を出力するように切り替わるスイッチ部（１２）と、前記スイッチ部（１２）の出力を切り替えるスイッチ切替部（１３）と、を備えたセンサ部（１０）と、
   前記センサ部（１０）の前記検出部（１１）を動作させる動作電圧（ＶＣＣ）を生成して出力すると共に、前記センサ部（１０）から入力される電圧（ＶＣＣｓ’、ＶＯＵＴＳ）に基づいて物理量を取得する制御部（２０）と、
   前記制御部から出力される前記動作電圧（ＶＣＣ）を前記センサ部（１０）の前記検出部（１１）に入力する電源線（３１）と、前記スイッチ部（１２）の出力を前記制御部（２０）に入力する出力線（３２）と、を有するハーネス部（３０）と、を備えた物理量検出装置において、
   前記制御部（２０）は、出力した前記動作電圧（ＶＣＣ）を、前記電源線（３１）を介して前記センサ部（１０）に前記入力電圧（ＶＣＣｓ）として入力すると共に、この入力電圧（ＶＣＣｓ）を前記センサ部（１０）から前記出力線（３２）を介して基準電圧（ＶＣＣｓ’）として入力し、前記センサ部（１０）において前記スイッチ切替部（１３）によって前記スイッチ部（１２）が切り替わることで、前記検出部（１１）の出力を前記出力線（３２）を介して検出電圧（ＶＯＵＴＳ）として入力し、これら前記基準電圧（ＶＣＣｓ’）および前記検出電圧（ＶＯＵＴＳ）から物理量を得る手段（１５０）を有していることを特徴とする物理量検出装置。
2. 前記検出部（１１）は、前記物理量として圧力に応じたレベルの電圧を発生するようになっており、
   前記制御部（２０）は、前記物理量を得る手段（１５０）によって、前記出力線（３２）を介して前記センサ部（１０）から入力した前記基準電圧（ＶＣＣｓ’）と、前記スイッチ部（１２）が切り替わることで前記出力線（３２）を介して前記検出部（１１）から入力した前記検出電圧（ＶＯＵＴＳ）と、から圧力値を得るようになっていることを特徴とする請求項１に記載の物理量検出装置。
3. 前記スイッチ切替部（１３）は、前記センサ部（１０）に前記入力電圧（ＶＣＣｓ）が入力されてから一定時間（Ｔｓ）後に前記スイッチ部（１２）の出力を切り替えるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の物理量検出装置。
4. 前記制御部（２０）は、
   前記電源線（３１）を介して前記動作電圧（ＶＣＣ）を前記センサ部（１０）に出力し、前記センサ部の前記スイッチ部（１２）から出力された前記入力電圧（ＶＣＣｓ）を前記出力線（３２）を介して入力した電圧（ＶＣＣｓ’）が一定範囲内であるか否かを判定する手段（１２０）と、
   前記電圧（ＶＣＣｓ’）が前記一定範囲内にない場合、異常信号を出力する手段（１３０）と、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の物理量検出装置。

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