JP2004108896A

JP2004108896A - Pressure sensor output processing apparatus and pressure sensor system

Info

Publication number: JP2004108896A
Application number: JP2002270721A
Authority: JP
Inventors: Kentarou Mizuno; 水野　健太朗; Atsushi Tsukada; 塚田　厚志; Yoshiteru Omura; 大村　義輝; Jiro Sakata; 坂田　二郎; Masayoshi Masuoka; 増岡　優美
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP4321029B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor output processing circuit which can reduce influence of an offset value from an output value of a pressure sensor, with simple constitution as compared with the conventional case. <P>SOLUTION: A sensor output processing circuit of a combustion pressure sensor 24 is provided with a bottom value holding circuit 50 having a capacitor 52 for holding a bottom value of an output of the sensor 24, and a differential amplifier 62 for obtaining difference between an output of the sensor 24 and an output of the holding circuit 50. By using the sensor output processing circuit, the influence of an offset value can be reduced from the output value of the combustion pressure sensor 24 with simple constitution as compared with the conventional case. As a result, magnitude of applied pressure can be detected with high precision. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサのセンサ出力処理装置に関する。また、本発明は、圧力センサとそのセンサ出力処理装置を備えた圧力センサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばエンジンのシリンダ内の脈動的に変化する燃焼圧を圧力センサで検知し、そのセンサ出力値を利用してエンジンの点火時期を制御すること等が行われている。そのセンサ出力値は一般に、圧力の大きさに応じた値に、各種の要因によるオフセット値（作用している圧力がゼロであるにもかかわらずセンサ出力として現れる値）が重畳されたものとなっている。このオフセット値は、作用する圧力が上記燃焼圧のように脈動的に変化する場合、その脈動波形のボトム値として現れる。
【０００３】
このオフセット値が常に一定であればセンサ出力値から圧力の大きさに応じた値を一義的に求めることができるので問題はない。しかし、このオフセット値は一般に温度依存性を有する。即ち、圧力センサが置かれた環境の温度変化によってオフセット値は変化する。よって、上記エンジンのシリンダ内のようにエンジンの負荷変動により温度変化の大きい環境での圧力を検知しようとする場合は、オフセット値も大きく変化し得る。
従って、作用する圧力の大きさを精度良く検知するためには、センサ出力値からオフセット値の影響を低減した値から、圧力の大きさを検知することが望まれる。
【０００４】
圧力センサの出力値からオフセット値の影響を低減するためのセンサ出力処理回路の構成が、本出願人によって特許文献１に開示されている。図２４に、このセンサ出力処理回路の構成図を示す。図２５に、図２４に示す圧力センサ２２４の出力電圧波形を示す。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３４４５５号公報（第９−１０頁、第１２図）
【０００６】
図２４に示すセンサ出力処理回路は、電流源２２２と、圧力センサ２２４の出力電圧Ｖ１を検出する電圧検出器２０６と、電圧検出器２０６で検出した電圧をタイミングＴ_０とＴ_１においてサンプリングするためのサンプリング信号を発生するサンプリング信号発生器２０４と、タイミングＴ_０における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_０）を記憶するためのレジスタ（デジタルメモリ）２０８と、タイミングＴ_１における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_１）を記憶するためのレジスタ２１０と、検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_１）と検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_０）の差をとる演算部２１２を備えている。
なお、図２５において、脈動的に変化するセンサ出力電圧Ｖ_１がピーク値となるタイミングがＴ_１である。そのセンサ出力電圧Ｖ_１がボトム値となるタイミングの１つがＴ_０である。
【０００７】
このセンサ信号処理回路は、サンプリング信号発生器２０４からタイミングＴ_０に発生したサンプリング信号に同期してタイミングＴ_０の検出電圧データＶ_１（Ｔ_０）をレジスタ２０８に記憶させる。また、サンプリング信号発生器２０４からタイミングＴ_１に発生させたサンプリング信号に同期してタイミングＴ_１の検出電圧データＶ_１（Ｔ_０）をレジスタ２１０に記憶させる。また、演算部２１２は、レジスタ２１０に記憶されたタイミングＴ_１における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_１）と、レジスタ２０８に記憶されたタイミングＴ_０における検出電圧Ｖ_１（Ｔ_０）の差を求める。この結果、検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_１）からオフセット値Ｖ_１（Ｔ_０）の影響をほぼ取除いた値Ｖ_２＝Ｖ_１（Ｔ_１）−Ｖ_１（Ｔ_０）を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このセンサ信号処理回路では、タイミングＴ_１における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_１）から、タイミングＴ_１よりも前のタイミングＴ_０における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_０）の差をとる構成としている。よって、タイミングＴ_０，Ｔ_１における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_０）、Ｖ_１（Ｔ_１）をサンプリングするための構成（サンプリング信号発生器２０４等）が必要であった。また、サンプリングの際にサンプリング雑音が生じるという問題があった。さらに、タイミングＴ_０、Ｔ_１における検出電圧値Ｖ_１（Ｔ_０）、Ｖ_１（Ｔ_１）を記憶するための構成（レジスタ２０８，２１０等）が必要であった。このように、従来のセンサ出力処理回路によると、圧力センサの出力値からオフセット値の影響を低減するために複雑な構成を必要とするという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来に比べてシンプルな構成で圧力センサの出力値からオフセット値の影響を低減することができる圧力センサ出力処理装置又は圧力センサ装置を提供することを目的とする。
本発明は、このセンサ出力処理装置又は圧力センサ装置をさらに改良した技術を提供することを他の目的とする。
本発明は上記した目的の少なくとも１つを達成しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用と効果】
〔１〕本発明を具現化した圧力センサ出力処理装置は、圧力センサの出力のボトム値ホールド用のコンデンサを有するボトム値ホールド手段と、圧力センサの出力とボトム値ホールド手段の出力の差をとる差動手段を備えている。
ここで、本明細書にいう「差動手段」は、圧力センサの出力とボトム値ホールド手段の出力の差をとるとともにその差を増幅するようなものであってもよい。また、圧力センサの出力値に所定の処理（増幅等）が施された後の値と、ボトム値ホールド手段に所定の処理が施された後の値の差をとるようなものであってもよい。
【００１１】
本発明の装置は、圧力センサの出力のボトム値ホールド用コンデンサを有するボトム値ホールド手段を備えている。よって、圧力センサの出力のオフセット値は、ボトム値ホールド用のコンデンサによって圧力センサの出力のボトム値をホールドした値から近似的に得ることができる。よって、従来のように、圧力センサの出力をサンプリングするための構成（サンプリング信号発生器等）や、所定タイミングにサンプリングした圧力センサの出力値を記憶するための構成（レジスタ等）が不要である。このため、サンプリングの際に生じるサンプリング雑音が生じないという効果も得られる。
従って、本発明の装置によると、従来に比べてシンプルな構成で圧力センサの出力値からオフセット値の影響を低減することができる。この結果、作用する圧力の大きさを精度良く検知することができる。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕の装置においては、所定の場合に、ボトム値ホールド手段の出力を圧力センサの出力のボトム値に設定する設定手段をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
ボトム値ホールド用のコンデンサの放電特性を緩やかにして（放電時間を長くして）、ボトム値ホールド手段の出力の応答性を低くすると、ボトム値ホールド手段は、圧力センサの出力のボトム値に近い値を出力し続けるというメリットがある。その反面、上記応答性を低くすると、圧力センサの出力のボトム値の変動が大きい場合、その変動にボトム値ホールド手段の出力を十分に追従させるのが困難になるというデメリットがある。
【００１４】
これに対し、本発明者らは、〔１〕の装置に上記設定手段をさらに備えることで、そのデメリットの改善に成功した。即ち、ボトム値ホールド手段の出力の応答性が低く、圧力センサの出力のボトム値の変動にボトム値ホールド手段の出力を十分に追従させることができない場合でも、設定手段によって、所定の場合にはボトム値ホールド手段の出力を圧力センサの出力のボトム値に設定することで、ボトム値ホールド手段の出力から、圧力センサの出力のボトム値を精度良く検知することができる。このため、差動手段により得られる圧力センサの出力とボトム値ホールド手段の出力の差から、作用する圧力の大きさを精度良く検知することができる。
従って、本発明の装置によると、ボトム値ホールド手段の出力の応答性を低くした場合でも、そのメリットを享受しながら、そのデメリットを改善することができる。
【００１５】
〔３〕上記〔２〕の装置において、前記設定手段は、圧力センサの出力のボトム値とボトム値ホールド手段の出力値の差が所定値より大きくなった場合に、ボトム値ホールド手段の出力を圧力センサの出力のボトム値に設定することが好ましい。
〔４〕また、上記〔２〕の装置においては、以下の構成であることが好ましい。ボトム値ホールド手段は、圧力センサの出力のボトム値ホールド用のコンデンサを有する第１ボトム値ホールド部と、その第１ボトム値ホールド部の出力のボトム値ホールド用のコンデンサを有する第２ボトム値ホールド部を有する。第２ボトム値ホールド部の出力はボトム値ホールド手段の出力である。第２ボトム値ホールド部のコンデンサは第１ボトム値ホールド部のコンデンサよりも放電特性が緩やかである。前記設定手段は、第１ボトム値ホールド部と第２ボトム値ホールド部の出力値の差が所定値より大きくなった場合に、第２ボトム値ホールド部の出力を第１ボトム値ホールド部の出力値に設定する。
これらの構成によると、圧力センサの出力のボトム値とボトム値ホールド手段の出力値の差が大きくなり過ぎるという事態を回避できる。
【００１６】
〔５〕上記〔２〕の装置において、前記設定手段は、所定時間毎又は周期的に変化する圧力センサの出力の所定周期毎に、ボトム値ホールド手段の出力を圧力センサの出力のボトム値に設定することが好ましい。
この構成によると、圧力センサの出力のボトム値とボトム値ホールド手段の出力値の差が広がっていく状態が長期に亘って放置されるという事態を回避できる。
【００１７】
〔６〕本発明を具現化した他の圧力センサ出力装置は、圧力センサの出力のボトム値ホールド用のコンデンサを有するボトム値ホールド手段と、所定タイミングにおけるボトム値ホールド手段の出力を所定時間ホールドするホールド手段と、圧力センサの出力とホールド手段の出力の差をとる差動手段を備えている。
【００１８】
ボトム値ホールド用のコンデンサの放電特性を急峻にして（放電時間を短くして）、ボトム値ホールド手段の出力の応答性を高くすると、圧力センサの出力のボトム値の変動が大きい場合でも、その変動にボトム値ホールド手段の出力を追従させることができるというメリットがある。その反面、上記応答性を高くすると、ボトム値ホールド手段の出力は、時間が経過するにつれて圧力センサの出力のボトム値から徐々に離れた値になるというデメリットがある。
【００１９】
これに対し、本発明者らは、上記ホールド手段を備えることで、そのデメリットの改善に成功した。即ち、ボトム値ホールド手段の出力の応答性が高く、ボトム値ホールド手段の出力が圧力センサの出力のボトム値から徐々に離れた値となる場合でも、ホールド手段により得られる所定タイミングにおけるボトム値ホールド手段の出力を所定時間ホールドした値から、圧力センサの出力のボトム値を精度良く検知することができる。このため、差動手段により得られる圧力センサの出力と上記ホールド手段の出力の差から、作用する圧力の大きさを精度良く検知することができる。
従って、本発明の装置によると、ボトム値ホールド手段の出力の応答性を高くした場合でも、そのメリットを享受しながら、そのデメリットを改善することができる。
【００２０】
〔７〕上記〔６〕の装置においては、圧力センサの出力がボトム値となるタイミングを検出するタイミング検出手段をさらに備え、前記ホールド手段は、そのタイミングにおけるボトム値ホールド手段の出力を所定時間ホールドすることが好ましい。
【００２１】
〔８〕上記〔１〕〜〔７〕のいずれかの装置においては、ボトム値ホールド手段の出力値を利用して、温度変化による圧力センサの感度変化に伴う装置出力の変化を補正する補正手段をさらに備えることが好ましい。
圧力センサには、温度によって感度が変化するものがある。一方、ボトム値ホールド手段の出力値からは、温度によって変化するオフセット値の情報が得られる。即ち、ボトム値ホールド手段の出力値から、圧力センサが置かれた環境の温度情報を得ることができる。
従って、本発明の装置のようにボトム値ホールド手段の出力値を利用する補正手段を備えることで、別途温度検知手段を設けなくても、温度変化による圧力センサの感度変化に伴う装置出力の変化を補正できる。
【００２２】
補正手段は、圧力センサの駆動電流源又は電圧源の電流値又は電圧値を調整することで装置出力の変化を補正することが好ましい。あるいは、補正手段は、装置に設けられた可変抵抗の抵抗値を調整することで装置出力の変化を補正することが好ましい。あるいは、補正手段は、装置に設けられた増幅手段の増幅度を調整することで装置出力の変化を補正することが好ましい。
【００２３】
〔９〕本発明は、〔１〕〜〔８〕のいずれかの圧力センサ出力処理装置と、圧力センサを備えた圧力センサ装置にも具現化される。
本発明によると、上記した有用性を持つ圧力センサ出力処理装置と、圧力センサを備えた有用な圧力センサ装置が実現される。
【００２４】
〔１０〕上記〔９〕の装置において、前記圧力センサは、作用する応力に応じて電気抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子を有することが好ましい。
ピエゾ抵抗素子は、温度に応じて電気抵抗値が変化する。よって、このピエゾ抵抗素子を用いた圧力センサでは、温度変化に応じてオフセット値が変化し易い。このため、〔１〕〜〔８〕のいずれかの圧力センサ出力処理装置は、このようなピエゾ抵抗素子を有する圧力センサに用いると、より有用な効果を発揮することができる。
【００２５】
ここで、前記圧力センサは、ピエゾ抵抗素子を有する力検知ブロックと、力検知ブロックに隣接して配置されているとともに作用する圧力に起因する力を前記ピエゾ抵抗素子に伝達する力伝達ブロックとを有する力検知素子を備えていることが好ましい。
【００２６】
〔１１〕上記〔１０〕の装置においては、前記ピエゾ抵抗素子は、単ゲージ構成であることが好ましい。但し、ホイートストンブリッジ構成にも適用可能である。
単ゲージ構成は、通常は電極が４個必要なホイートストンブリッジ構成に比べて、電極を２個にできるため、電極と端子を接続するワイヤを４本から２本できるという利点がある。その一方、ホイートストンブリッジ構成のように温度補償構造がとられていない。よって、この単ゲージ構成のピエゾ抵抗素子を用いた圧力センサでは、センサ出力と比較して温度変化に応じてオフセット値が大きく変化し易い。このため、〔１〕〜〔８〕のいずれかの圧力センサ出力処理装置は、このような単ゲージ構成のピエゾ抵抗素子を有する圧力センサに用いると、よりさらに有用な効果を発揮することができる。
なお、ここでいう「単ゲージ構成」には、ピエゾ抵抗素子が１つのものに限られず、例えばピエゾ抵抗素子が４つ形成されていても等価的に１つのピエゾ抵抗素子とみなせるものであれば含まれる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）　図１に、第１実施形態の燃焼圧センサ装置の構成図を示す。
第１実施形態の燃焼圧センサ装置は、燃焼圧センサ２４と、燃焼圧センサ２４のセンサ出力処理回路を備えている。センサ出力処理回路は、電流源２２と、ボトム値ホールド回路５０と、差動増幅器６２を有する。
燃焼圧センサ２４は、作用する応力に応じて電気抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子４６をゲージ部として有している。ピエゾ抵抗素子４６には、電流源２２から定電流が流される。ピエゾ抵抗素子４６に定電流が流されている状態で、圧力（応力）がピエゾ抵抗素子４６に加わり、その抵抗値が変化すると、その両端に現れる電圧（出力電圧）Ｖ_１も抵抗値の変化に応じて変化する。
【００２８】
燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１は、ボトム値ホールド回路５０を構成する差動増幅器５８の正相入力端子に入力される。また、その出力電圧Ｖ_１は分岐して、差動増幅器６２の正相入力端子にも入力される。ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２は、差動増幅器６２の逆相入力端子に入力される。また、その出力電圧Ｖ_２は分岐しており、出力端子６６からも取出すことができる。差動増幅器６２は、正相入力端子に入力された燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１と、逆相入力端子に入力されたボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２の差をとり、所定の増幅度で増幅し、端子６８にＶ_３として出力する。なお、差動増幅器６２には、ベース電圧Ｖ_ｂｂの設定用端子６４が設けられている。
【００２９】
図２に、燃焼圧センサ２４の構成例を示す。燃焼圧センサ２４は、アウターハウジング２６と、インナーハウジング２８と、断熱部材３０と、センサ部３２と、ハーメチック端子３６と、細長状の端子３８と、ワイヤ３４等を備えている。なお、図２の右側を前端側、左側を後端側とする。
アウターハウジング２６には、インナーハウジング２８が収容されている。インナーハウジング２８は金属からなり、前端部に形成されたダイアフラム部２８ａと、筒状部２８ｂによって構成されている。断熱部材３０はダイアフラム部２８ａの後端面に取付けられている。センサ部３２は、ハーメチック端子３６上に載置され、かつ、固定されている。細長状の端子３８は、ハーメチック端子３６の空洞部を通って後端側へ伸びている。センサ部３２の前端（半球の前端）は、断熱部材３０の後端面と接触している。
【００３０】
図３に、燃焼圧センサ２４のセンサ部（力検知素子）３２の概略斜視図を示す。図４に、燃焼圧センサ２４のセンサ部（力検知素子）３２の電気的構成を示す。センサ部としての力検知素子３２は、力検知ブロック４８と、力伝達ブロック４０，４２を有する。力検知ブロック４８はシリコン基板からなり、４本の細長状でメサ段差状の突出部が形成されており、この突出部にピエゾ抵抗素子４６ａ〜４６ｄが形成されている。このうち、ピエゾ抵抗素子４６ａ，４６ｃは応力が作用すると抵抗値が変化し、ピエゾ抵抗素子４６ｂ，４６ｄは応力が作用しても抵抗値がほとんど変化しないように構成されている（図４（ａ）参照）。直方体状の第１力伝達ブロック４２はガラスからなり、力検知ブロック４８に陽極接合されている。半球状の第２力伝達ブロック４０は、鉄等の金属からなり、第１力伝達ブロック４２に接着されている。なお、第２力伝達ブロック４０についても、シリコンあるいはガラス等によって形成してもよい。
【００３１】
４本のピエゾ抵抗素子４６ａ〜４６ｄは□形に配置されている。□形のピエゾ抵抗素子４６ａ〜４６ｄの４つの角部から外方に伸びる位置には、電極４４ａ〜４４ｄが形成されている。図４（ａ）に示すように、電極４４ａ，４４ｄは共に電流源２２（図１参照）に接続されている。電極４４ｂ，４４ｃは共に接地されている。このため、力検知素子３２の電気的構成は、図４（ｂ）に示す構成と等価である。即ち、図４（ａ）の構成は、図４（ｂ）のように、ピエゾ抵抗素子４６ａ，４６ｃが並列接続された単ゲージ構成のピエゾ抵抗素子４６に電流源２２が接続された構成と等価となる。
【００３２】
図２に示すように、ハーメチック端子１４の前端面からは細長状の端子３８の一部が突出している。図２には細長状の端子３８は２本のみ示されているが、実際には４本存在する。４つの電極３４ａ〜３４ｄ（図３参照）と４本の細長状の端子３８は１対１に対応付けられてワイヤ３４を介して接続されている。
【００３３】
この燃焼圧センサ２４では、圧力がダイアフラム部２８ａに加わると、ダイアフラム部２８ａがたわむことで断熱部材３０が後端側に変位する。断熱部材３０が後端側に変位すると、断熱部材３０に接触するセンサ部（力検知素子）３２の力検知ブロック４８のピエゾ抵抗素子４６（４６ａ，４６ｃ）に圧縮応力が作用する。この結果、そのピエゾ抵抗素子４６（４６ａ，４６ｃ）の抵抗値が変化する。その抵抗値に変化に応じた出力電圧が図４（ｂ）に示すようにＶ_１として電極４４ａ（又は４４ｄ）に現れる。この出力電圧Ｖ_１を利用することで、ダイアフラム部２８ａに加わる圧力の大きさを検知し得る。
【００３４】
次に、図１に示すボトム値ホールド回路５０について詳細に説明する。ボトム値ホールド回路５０は、差動増幅器５８と、ダイオード６０と、ボトム値ホールド用のコンデンサ５４と、そのコンデンサ５４の放電手段としての抵抗５６と、電源５２を備えている。差動増幅器５８の逆相入力端子は、ボトム値ホールド回路５０の出力部６１に接続されている。差動増幅器５８の出力端子には、ダイオード６０のカソード側が接続されている。ダイオード６０のアノード側はボトム値ホールド回路５０の出力部６１に接続されている。この出力部６１にはさらに、並列接続されたコンデンサ５４と抵抗５６の一端に接続されている。並列接続されたコンデンサ５４と抵抗５６の他端には、電源５２が接続されている。
【００３５】
このボトム値ホールド回路５０の動作を、図５と図６を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。図６は、ボトム値ホールド回路５０の動作の説明図を示す。
図５のＶ_１〜Ｖ_３，Ｖ_Ｘは、図１におけるＶ_１〜Ｖ_３，Ｖ_Ｘと同じものである。即ち、Ｖ_１は、燃焼圧センサ２４の出力電圧である。Ｖ_２は、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧である。Ｖ_３は、差動増幅器６２の出力電圧である。Ｖ_Ｘは、ボトム値ホールド回路５０を構成する差動増幅器５８の出力電圧である。
ボトム値ホールド回路５０は、大きく分けると、Ｖ_２＜Ｖ_１の場合と、Ｖ_２＝Ｖ１の場合で動作が異なる。
図５に示すような、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１を構成する脈動波形の１周期において、最初から約９割の部分ではＶ_２＜Ｖ_１であり、残り約１割の部分でＶ_２＝Ｖ_１となる。但し、この割合は、後述するコンデンサ５４と抵抗５６の素子値で決まる時定数によって変化する。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、Ｖ_２＜Ｖ_１の場合は、差動増幅器５８はコンパレータ状態であり、差動増幅器５８の出力電圧Ｖ_ＸはＶ_Ｈｉとなる。Ｖ_Ｘ＝Ｖ_Ｈｉのときはダイオード（等価的にスイッチとみなせる）６０がオフするように、電源５２の電圧値Ｖ_Ｐ等が設定されている。ダイオード６０がオフの状態では、後述するダイオード６０がオンのときにコンデンサ５４に蓄積された電荷が抵抗（放電手段）５６を通じて放電される。ダイオード６０がオフの状態では、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２は、電源５２の電圧値Ｖ_Ｐとコンデンサ５４の両端電圧の差Ｖ_Ｐ−Ｖ_Ｃとなる。Ｖ_Ｐは一定であり、Ｖ_Ｃはコンデンサ５４の放電により徐々に減少するから、Ｖ_２は徐々に増加する（図５参照）。Ｖ_２の増加の度合い（Ｖ_２の傾き）は、コンデンサ５４と抵抗５６の時定数によって決まる。時定数を大きくすると、Ｖ_２の応答性は低くなる。即ち、Ｖ_２の増加の度合いは緩やかになる。逆に時定数を小さくすると、Ｖ_２の応答性は高くなる。即ち、Ｖ_２の増加の度合いは急になる。
【００３７】
一方、ダイオード６０がオフの状態において、図５に示すように、Ｖ_２が徐々に大きくなり、Ｖ_１がピーク値を超えて徐々に小さくなると、Ｖ_２＞Ｖ_１となる状態が発生した結果、Ｖ_２がＶ_Ｘより大きくなり、ダイオード６０がオンする。
ダイオード６０がオンすると、図６（ｂ）に示すように、差動増幅器５８を含む回路はボルテージフォロワ状態となる。この結果、ダイオード６０の順方向電圧（オン電圧）をＶ_Ｄとすると、Ｖ_２＝Ｖ_１＝Ｖ_Ｘ＋Ｖ_Ｄとなる。ダイオード６０がオンの状態では、コンデンサ５４には、その両端電圧Ｖ_Ｃが、電源５２の電圧値Ｖ_Ｐとボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２の差Ｖ_Ｐ−Ｖ_２となるように充電される。
【００３８】
さらに、図５に示すように、Ｖ_１が徐々に小さくなり、ボトム値に達した後に再度上昇に転じると、再びＶ_２＜Ｖ_１となり、ダイオード６０はオフする。このように、ボトム値ホールド回路５０は、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値を境にして、ダイオード６０がオンからオフに切換わる。この結果、Ｖ_２はコンデンサ５４の放電により、先に述べたコンデンサ５４と抵抗５６の時定数の大きさに応じて徐々に増加する。
このように、ボトム値ホールド回路５０は、燃焼圧センサ２４の出力として断続的に大きく変化する脈動波形Ｖ_１のボトム値を、ボトム値ホールド用のコンデンサ５４を利用してホールドするように構成されている。
【００３９】
図７（ａ）に示すように、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１は、燃焼圧の大きさに応じた電圧値Ｖ_Ａ１、Ｖ_Ａ２、Ｖ_Ａ３にそれぞれ、オフセット電圧値（ボトム電圧値）Ｖ_Ｂ１、Ｖ_Ｂ２、Ｖ_Ｂ３が重畳した値となっている。このオフセット電圧値Ｖ_Ｂ１、Ｖ_Ｂ２、Ｖ_Ｂ３は燃焼圧センサ２４の配置された環境の温度によって変化する。
オフセット値が生じる要因は種々あるが、大きく分けると次の２つのものとなる。１つ目は、作用している圧力はゼロであるが、何らかの要因によってセンサ部（力検知素子３２）に力が加わっている場合である。２つ目は、作用している圧力もセンサ部３２に加わっている力もゼロであるが、作用する圧力がゼロの時のセンサ素子（ピエゾ抵抗素子４６）の抵抗値が予め想定された基準値からずれている場合である。
【００４０】
前者の例としては、図２に示す力検知素子３２に断熱部材３０を通じて加えられるプリロード（予荷重）がある。即ち、力検知素子３０にプリロードが加えられることで、燃焼圧センサ２４の出力にはオフセット値が重畳される。このプリロード量は、温度によって変化する。これは、力検知素子３２を構成するシリコン基板４８等に比べて、インナーハウジング２８を構成する金属の方が熱膨張率が大きいからである。例えば、高温になると、力検知素子３２が前端側（図２の右側）に熱膨張する長さに比べて、インナーハウジング２８の筒状部２８ｂが前端側に熱膨張する長さの方が長くなるので、プリロード量が減少する。この結果、オフセット値も減少する。逆に低温になると、この場合はオフセット値が増加する。
【００４１】
後者の例としては、センサ素子の抵抗値が温度依存性を有し、温度が変化することで、予め想定された基準抵抗値から実際の抵抗値が変化した場合には、その変化量がオフセット値となる。また、センサ素子の製造上のばらつきにより、予め想定された基準抵抗値から実際の抵抗値が変化しているセンサ素子については、その変化量がオフセット値となる。
【００４２】
特に後者の要因によるオフセット値は、センサ素子がピエゾ抵抗素子であって、しかも単ゲージ構成の場合には、温度変化に大きく依存して変化する。単ゲージ構成の場合は、ワイヤを２本に減じることができるという有用な利点を有するものの、温度補償構造がとられていないからである。このため、単ゲージ構成のピエゾ抵抗素子を用いる場合には、温度に応じて大きく変化するオフセット値に対する対策を施すことが強く望まれる。
【００４３】
第１実施形態の燃焼圧センサ装置は、このオフセット値に対する対策が有効に施されている。この燃焼圧センサ装置は、差動増幅器６２において、オフセット電圧値が重畳した燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１から、ボトム値ボールド回路５０の出力電圧（オフセット電圧値に相当）Ｖ_２の差をとり、所定の増幅度で増幅する。この結果、差動増幅器６２からは、図７（ｂ）に示すように、Ｖ_１−Ｖ_２を増幅した値Ｖ_Ｃ１、Ｖ_Ｃ２、Ｖ_Ｃ３にベース電圧設定用端子６２で設定した一定のベース電圧値Ｖ_ｂｂが重畳された値Ｖ_３が出力される。このように、第１実施形態の燃焼圧センサ装置によると、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１に含まれるオフセット電圧値の影響がほぼ取除かれた電圧値Ｖ_３を得ることができる。よって、この電圧値Ｖ_３から、燃焼圧の大きさを精度良く検知できる
【００４４】
第１実施形態の燃焼圧センサ装置では、上記したように、ボトム値ホールド用のコンデンサ５４を有するボトム値ホールド回路５０によって、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値をホールドした値から、オフセット電圧値を近似的に得ている。よって、図２２に示す従来のセンサ出力処理回路のように、圧力センサ２２４の出力をサンプリングするための構成（サンプリング信号発生器２０４等）や、所定タイミングにサンプリングした圧力センサの出力値を記憶するための構成（レジスタ２０８，２１０等）が不要である。
従って、第１実施形態の燃焼圧センサ装置によると、従来に比べてシンプルな構成で燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１からオフセット電圧値の影響をほぼ取除くことができる。
【００４５】
（第１実施形態の変形例）　第１実施形態の燃焼圧センサ装置のセンサ部３２のピエゾ抵抗素子は、図８に示すように、ホイートストンブリッジ構成にしてもよい。図８の構成では、ピエゾ抵抗素子４７ａと４７ｄの接続部の電圧Ｖ１ａと、ピエゾ抵抗素子４７ｂと４７ｃの接続部の電圧Ｖ１ｂを差動増幅器５７に入力し、これらの差Ｖ１ａ−Ｖ１ｂを増幅した値を出力Ｖ１としている。図８のようなホイートストンブリッジ構成の燃焼圧センサ装置では、抵抗温度特性が補償されているため、一見すると第１実施形態のような構成は不要にも思える。しかし、ホイートストンブリッジ構成の燃焼圧センサ装置でも、先に述べたようなプリロード（予荷重）によるオフセットが生じる。このオフセットは温度によって変動する。よって、ホイートストンブリッジ構成の燃焼圧センサ装置にも第１実施形態の構成は有効である。但し、ホイートストンブリッジ構成のオフセット出力は基本的にはプリロード分だけなので、単ゲージ構成に比較すると、センサ出力に対するオフセット量は小さく、その影響は小さい。従って、第１実施形態の構成は、ホイートストンブリッジ構成にも効果があるが、単ゲージ構成でより効果を発揮することができる。
【００４６】
（改善するのが好ましい課題）　第１実施形態の燃焼圧センサ装置では、容量値Ｃ_Ｂのコンデンサ５４と抵抗値Ｒ_Ｂの抵抗５６の時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを大きくすると、ボトム値ホールド回路５０の出力の応答性が低くなる。即ち、出力電圧Ｖ_２の上昇が緩やかになる。よって、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値の変動が小さい場合には、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２から、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のオフセット値を精度良く検知できる。このため、差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３から、燃焼圧センサ２４に加えられた圧力の大きさを精度良く検知できるというメリットがある。
その反面、時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを大きくして、上記応答性を低くすると、図８（ａ）に示すように、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値Ｖ_Ｂが上昇する方向に変動した場合に、その変動にボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２を十分に追従させるのが困難になる。この結果、加えられた燃焼圧の大きさ（圧力変化分の大きさ）が脈動波形の各周期において仮に一定であったとしても、差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３は、脈動波形の周期数が増加するにつれて、図９（ａ）に示すような徐々にボトム値が増加する波形となってしまう。このため、燃焼圧センサ２４に作用する燃焼圧の大きさの検知精度が低下するというデメリットがある。作用する燃焼圧の大きさが脈動波形の各周期において仮に一定であるならば、図９（ｂ）に示すように、脈動波形の周期数が増加しても差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３のピーク値及びボトム値が一定であるのが理想である。
【００４７】
これに対し、コンデンサ５４と抵抗５６の時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを小さくすると、ボトム値ホールド回路５０の出力の応答性が高くなる。即ち、出力電圧Ｖ_２の上昇が急になる。よって、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値Ｖ_Ｂが上昇する方向に変化した場合でも、その変動にボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２を追従させることができるというメリットがある。
その反面、時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを小さくして、上記応答性を高くすると、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値の上昇が緩やかな場合には、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２は、時間が経過するにつれて燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値から徐々に離れた値になるというデメリットがある。
【００４８】
以下の第２実施形態〜第５実施形態は、上記の時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂについてのトレードオフの問題を改善し得る技術等を提供するものである。
【００４９】
（第２実施形態）　図１０に、第２実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。図１１に、第２実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
第２実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、加算器８５，８７と、差動増幅器８６，８８と、リセット信号発生回路９０をさらに備えている。さらに、ボトム値ホールド回路５０にリセットスイッチ８４が設けられている。このリセットスイッチ８４は、ＭＯＳＦＥＴによって構成されており、そのドレイン端子とソース端子はそれぞれ、並列接続されたコンデンサ５４と抵抗５６の一端と他端に接続されている。ゲート端子はリセット信号発生回路９０の出力端子に接続されている。
また、第２実施形態においては、ボトム値ホールド回路５０のコンデンサ５４の容量値Ｃ_Ｂと抵抗５６の抵抗値Ｒ_Ｂで決まる時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを大きくして、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２の応答性を低くしている（図１１の出力電圧波形Ｖ_２参照）。
【００５０】
第１加算器８５は、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２と第１基準電圧Ｖ_Ｋ１を加算して、第１判定用電圧Ｖ_ＴＨ１＝Ｖ_２＋Ｖ_Ｋ１を出力する。この第１判定用電圧Ｖ_ＴＨ１は、第１差動増幅器８６の逆相入力端子に入力される。第１差動増幅器８６の正相入力端子には、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１が入力される。第１差動増幅器８６の出力電圧Ｖ_４は、Ｖ_１がＶ_ＴＨ１より大きい場合はハイ値となり、Ｖ_１がＶ_ＴＨ１より小さい場合はロー値となる。
第２加算器８７は、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２と第２基準電圧Ｖ_Ｋ２を加算して、第２判定用電圧Ｖ_ＴＨ２＝Ｖ_２＋Ｖ_Ｋ２を出力する。この第２判定用電圧Ｖ_ＴＨ２は、第２差動増幅器８８の逆相入力端子に入力される。第２差動増幅器８８の正相入力端子には、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１が入力される。第２差動増幅器８８の出力電圧Ｖ_５は、Ｖ_１がＶ_ＴＨ２より大きい場合はハイ値となり、Ｖ_１がＶ_ＴＨ２より小さい場合はロー値となる。
【００５１】
リセット信号発生回路９０には、第１及び第２差動増幅器８６，８８の出力が入力される。リセット信号発生回路９０は、第２差動増幅器８８の出力電圧Ｖ_５がロー値の間、第１差動増幅器８６の出力電圧Ｖ_４が常にハイ値であった場合に、パルス状のリセット信号Ｖ_ＲＳＴを出力する（図１１参照）。この構成によると、燃焼圧センサ２４の脈動的に変化する出力電圧Ｖ_１がボトム値となるタイミングが判らなくても（そのタイミングを検出する回路等を設けなくても）、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値がＶ_ＴＨ１より大きくなったこと（即ち、Ｖ_１のボトム値とＶ_２の差がＶ_Ｋ１より大きくなったこと）が検知できる。また、このパルス状のリセット信号Ｖ_ＲＳＴは、図１１に示すように、出力電圧Ｖ_４がハイ値からロー値に切換わるタイミングに出力する。
このリセット信号Ｖ_ＲＳＴがボトム値ホールド回路５０のリセットスイッチ８４のゲート端子に入力されると、リセットスイッチ８４がオンし、並列接続されている抵抗５６とコンデンサ５４の両端が短絡される。この結果、コンデンサ５４に蓄積されていた電荷は瞬時に放電される。
【００５２】
先に述べたように、第２実施形態においては、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２の応答性を低くしているため、図１１に示すように基本的にＶ_２＜Ｖ_１となっている。Ｖ_２＜Ｖ_１の場合は、第１実施形態で説明したようにダイオード６０がオフしている。ダイオード６０がオフした状態において、上記のように抵抗５６及びコンデンサ５４の両端が短絡されると、Ｖ_２はＶ_Ｐとなる。図１１には、パルス状のリセット信号Ｖ_ＲＳＴがリセットスイッチ８４に出力されたことで、Ｖ_２がピーク値Ｖ_Ｐのパルス状に変化した状態が示されている。このＶ_２の変化が終了し、Ｖ_２の値が低下すると、Ｖ_２＝Ｖ_１となる状態が生じる。この状態では、第１実施形態で説明したように、ダイオード６０がオンしている。そして、Ｖ_１の値が低下してボトム値に達した後、増加に転じると、ダイオード６０がオフし、Ｖ_２はＶ_１の上昇したボトム値に設定された後、そのボトム値をホールドする。
【００５３】
第２実施形態によると、先に述べたように、リセット信号Ｖ_ＲＳＴは、出力電圧Ｖ_４がハイ値からロー値に切換わるタイミングに出力しているため、下降しているＶ_１にＶ_２を追従させることができる。よって、Ｖ_２をＶ_１のボトム値に確実に設定できる。また、第２実施形態によると、先に述べたように、並列接続された抵抗５６とコンデンサ５４の両端をリセットスイッチ８４によって短絡することによって、比較的簡単な構成でありながら、確実にＶ_２をＶ_１のボトム値に設定することができる。
なお、Ｖ_２がＶ_１の上昇したボトム値に設定された後は、Ｖ_ＴＨ１（＝Ｖ_２＋Ｖ_Ｋ１）及びＶ_ＴＨ２（＝Ｖ_２＋Ｖ_Ｋ２）の値もこれに応じて上昇する。よって、Ｖ_２の値が変化しても、Ｖ_１のボトム値とＶ_２の差がＶ_Ｋ１より大きくなったことを確実に検出できる。
【００５４】
このように、第２実施形態の燃焼圧センサ装置は、Ｖ_１のボトム値とＶ_２の差が所定値Ｖ_Ｋ１より大きくなったことをリセット信号発生回路９０が検出した場合に、Ｖ_２をＶ_１のボトム値に設定し、そのボトム値をホールドするように構成されている。よって、Ｖ_１のボトム値とＶ_２の差が大きくなり過ぎるという事態を回避できるので、Ｖ_２から、Ｖ_１のボトム値を精度良く検知することができる。このため、差動増幅器６２により得られるＶ_１とＶ_２の差を増幅したＶ_６から、作用する圧力の大きさを精度良く検知することができる。
従って、第２実施形態の燃焼圧センサ装置によると、ボトム値ホールド回路５０の出力の応答性を低くした場合でも、そのメリットを享受しながら、そのデメリットを改善することができる。
【００５５】
（第３実施形態）　図１２に、第３実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。図１３に、第３実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
第３実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１ボトム値ホールド回路５０Ａと、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂと、リセット信号発生回路９１をさらに備えている。ボトム値ホールド回路５０Ａ，５０Ｂの構成は、第１実施形態のボトム値ホールド回路と基本的には同様であるが、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂには、第２実施形態のボトム値ホールド回路と同様に、リセットスイッチ８４Ｂが設けられている。第１ボトム値ホールド回路５０Ａのコンデンサ５４Ａと抵抗５６Ａで決まる時定数は小さく（早く）、コンデンサ５４Ａの放電特性は急峻である（放電時間は短い）。即ち、回路出力Ｖ_２の応答性が高い（図１３のＶ_２参照）。一方、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂのコンデンサ５４Ｂと抵抗５６Ｂで決まる時定数は大きく（遅く）、コンデンサ５４Ｂの放電特性は緩やかである（放電時間は長い）。即ち、回路出力Ｖ_４の応答性は低い（図１３のＶ_４参照）。
第１ボトム値ホールド回路５０Ａの差動増幅器５８Ａの正相入力端子には、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１が入力される。第１ボトム値ホールド回路５０Ａの出力電圧Ｖ_２は、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂの差動増幅器５８Ｂの正相入力端子に入力される。第２ボトム値ホールド回路５０Ｂの出力電圧Ｖ_４は、差動増幅器６２の逆相入力端子に入力されるとともに、出力端子６７に出力される。
【００５６】
リセット信号発生回路９１は、誤差増幅器（差動増幅器）１０２と、比較器１０４と、基準電源１０６を備えている。誤差増幅器１０２の正相入力端子と逆相入力端子にはそれぞれ、第１及び第２ボトム値ホールド回路５０Ａ，５０Ｂの出力が入力される。誤差増幅器１０２の出力は、比較器１０４の正相入力端子に入力される。比較器１０４の逆相入力端子には、基準電源１０６によって基準電圧Ｖ_ｒが入力される。比較器１０４の出力Ｖ_ＲＳＴは、リセットスイッチ８４のゲート端子に入力される。
【００５７】
図１３のように、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１が徐々に上昇するに伴って、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１のボトム値をホールドした値である第１ボトム値ホールド回路５０Ａの出力電圧Ｖ_２も徐々に上昇する。出力電圧Ｖ_２の応答性は高いので、出力電圧Ｖ_１の上昇によく追従している。一方、第１ボトム値ホールド回路５０Ａの出力電圧Ｖ_２のボトム値をホールドした値である第２ボトム値ホールド回路５０Ｂの出力電圧Ｖ_４は、図１３の初期から中期にかけてはほとんど一定である。これは、出力電圧Ｖ_４の応答性を低く設定したためである。
出力電圧Ｖ_２とＶ_４の差は、誤差増幅器１０２でＫ倍に増幅される。誤差増幅器１０２の出力Ｋ（Ｖ_２−Ｖ_４）が基準値Ｖ_ｒより大きくなったことが比較器１０４で検出されると、比較器１０４（リセット信号発生回路９１）から、リセット信号Ｖ_ＲＳＴが出力される。すると、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂのコンデンサ５４Ｂに蓄積されていた電荷は瞬時に放電される。そして、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂの出力電圧Ｖ_４は、第１ボトム値ホールド回路５０Ａの出力電圧Ｖ_２の変動に追従し、その出力電圧Ｖ_２のボトム値（出力電圧Ｖ_１のボトム値と実質的に等しい）に設定される。
【００５８】
よって、Ｖ_１のボトム値とＶ_４の差が大きくなり過ぎるという事態を回避できるので、Ｖ_４から、Ｖ_１のボトム値を精度良く検知することができる。このため、差動増幅器６２により得られるＶ_１とＶ_４の差を増幅したＶ_３から、作用する圧力の大きさを精度良く検知することができる。
従って、第３実施形態の燃焼圧センサ装置によると、第２ボトム値ホールド回路５０Ｂの出力の応答性を低くした場合でも、そのメリットを享受しながら、そのデメリットを改善することができる。
【００５９】
（第４実施形態）　図１４に、第４実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。図１５に、第４実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
第４実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、タイマ式のリセット信号発生回路９２をさらに備えている。さらに、ボトム値ホールド回路５０にリセットスイッチ８４が設けられている。このリセットスイッチ８４の構成は、第２実施形態のものと同様であり、そのゲート端子は、上記したタイマ式のリセット信号発生回路９２の出力端子に接続されている。
第４実施形態の燃焼圧センサ装置は、図１５に示すように、タイマ式のリセット信号発生回路９２からリセット信号Ｖ_ＲＳＴを、所定時間Ｔ毎にリセットスイッチ８４に出力する構成としている。リセット信号Ｖ_ＲＳＴがリセットスイッチ８４に出力された後の動作は、第２実施形態と同様である。
【００６０】
第４実施形態の燃焼圧センサ装置によると、Ｖ_１のボトム値とＶ_２の差が広がっていく状態が長期に亘って放置されるという事態を回避できるので、Ｖ_２から、Ｖ_１のボトム値を精度良く検知することができる。
従って、第４実施形態の燃焼圧センサ装置によると、第２実施形態と同様に、ボトム値ホールド回路５０の出力の応答性を低くした場合でも、そのメリットを享受しながら、そのデメリットを改善することができる。
【００６１】
（第５実施形態）　図１５に、第５実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。図１６に、第５実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
第５実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、パルス端検出回路７０と、サンプル・ホールド回路７６をさらに備えている。
パルス端検出回路７０は、微分回路によって構成されている。この微分回路はコンデンサ７４と抵抗７４によって構成されている。コンデンサ７４は、一端がボトム値ホールド回路５０の差動増幅器５８の出力端子に接続されている。コンデンサ７４の他端は抵抗７４の一端に接続されている。抵抗７４の他端は接地されている。コンデンサ７２と抵抗７４の接続点はパルス端検出回路７０の出力となっている。
【００６２】
サンプル・ホールド回路７６は、スイッチング素子（この例ではＭＯＳＦＥＴ）７８と、コンデンサ８０と、ボルテージフォロワ回路８２によって構成されている。スイッチング素子７８のゲート端子は、パルス端検出回路７０の出力（コンデンサ７２と抵抗７４の接続点）に接続されている。スイッチング素子７８のドレイン端子は、ボトム値ホールド回路５０の出力に接続されている。スイッチング素子７８のソース端子には、コンデンサ８０の一端が接続されているとともに、ボルテージフォロワ回路８２の入力端子に接続されている。コンデンサ８０の他端は接地されている。
【００６３】
また、第５実施形態においては、ボトム値ホールド回路５０のコンデンサ５４の容量値Ｃ_Ｂと抵抗５６の抵抗値Ｒ_Ｂで決まる時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを小さくして、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２の応答性を高くしている（図１７の出力電圧波形Ｖ_２参照）。
【００６４】
第５実施形態の燃焼圧センサ装置の動作について説明する。ボトム値ホールド回路５０の差動増幅器５８の出力Ｖ_Ｘは、第１実施形態で述べたように、ダイオードオフ状態ではＶ_Ｘ＝Ｖ_Ｈｉとなり、ダイオードオン状態ではＶ_Ｘ＋Ｖ_Ｄ＝Ｖ_１＝Ｖ_２となる（図１７参照）。なお、Ｖ_Ｄはダイオード６０の順方向電圧である。Ｖ_Ｘ＝Ｖ_Ｈｉのときと、Ｖ_Ｘ＋Ｖ_Ｄ＝Ｖ_１＝Ｖ_２のときではＶ_Ｘの大きさに差があるから、Ｖ_Ｘは近似的にパルス状の波形となっている。
このＶ_Ｘがパルス端検出回路７０に入力される。パルス端検出回路７０は微分回路によって構成されているから、パルス状の波形Ｖ_Ｘが入力された場合は、その波形Ｖ_Ｘのパルス端の部分でピーク状の波形Ｖ_３を出力する。パルス状の波形Ｖ_Ｘの立下りのパルス端では、負の向きにピーク状の波形Ｖ_３が出力される。パルス状の波形Ｖ_Ｘの立上がりのパルス端では、正の向きにピーク状の波形Ｖ_３が出力される。このうち、負の向きのピーク状の波形Ｖ_３は無視するものとする。
【００６５】
正の向きにピーク状の波形Ｖ_３がサンプル・ホールド回路７６のスイッチング素子７８のゲート端子に入力されると、スイッチング素子７８がオンする。スイッチング素子７８がオンしたタイミングは、出力電圧Ｖ_１がボトム値となるタイミングである。このように、パルス端検出回路７０は、出力電圧Ｖ_１がボトム値となるタイミングを検出する役割を果たしている。
この結果、そのスイッチング素子７８がオンしたタイミング（出力電圧Ｖ_１がボトム値となったタイミング）におけるボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２（＝Ｖ_４）が、サンプルホールド回路７６のボルテージフォロワ回路８２の入力部８１に伝わる。この結果、その入力部８１に一端が接続されたコンデンサ８０には、その両端電圧がＶ_４となるように電荷が蓄積され、両端電圧がＶ_４の状態をホールドする。
【００６６】
ボルテージフォロワ回路８２はバッファとしての役割を果たすものであり、ボルテージフォロワ回路８２の出力には、上記電圧Ｖ_４がそのまま出力される。この出力電圧Ｖ_４は差動増幅器６２の逆相入力端子に入力される。この出力電圧Ｖ_４の値は、スイッチング素子７８が再度オンするまで同じ値がホールドされている。即ち、図１７に示すように、Ｖ_１のボトム値が徐々に増加する状態の場合には、出力電圧Ｖ_４の値は、Ｖ_１のボトム値において段差ができる階段状の波形となる。ここで、差動増幅器６２の正相入力端子には、第１実施形態と同様に、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１が入力される。
このため、差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_５は、燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１からサンプルホールド回路７６の出力電圧Ｖ_４の差を増幅した値に、一定のベース電圧Ｖ_ｂｂが重畳した値となる。この出力電圧波形が図１７に示されている。
【００６７】
第５実施形態の燃焼圧センサ装置によると、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２の応答性が高く、Ｖ_２がＶ_１のボトム値から徐々に離れた値となる場合でも、サンプル・ホールド回路７６の出力電圧Ｖ_４から、Ｖ_１のボトム値を精度良く検知することができる。このため、差動増幅器６２により得られるＶ_１とＶ_４の差を増幅した値Ｖ_５から、作用する圧力の大きさを精度良く検知することができる。また、時定数Ｃ_ＢＲ_Ｂを小さくできるので、容量値Ｃ_Ｂの小さなコンデンサ５４、あるいは抵抗値Ｒ_Ｂの小さな抵抗５２を使用できるという効果も得られる。
従って、第５実施形態の燃焼圧センサ装置によると、ボトム値ホールド回路５０の出力の応答性を高くした場合でも、そのメリットを享受しながら、そのデメリットを改善することができる。
【００６８】
（第６実施形態）　図１８に、第６実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
第６実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、制御回路（補正回路）９４ａをさらに備えている。
この制御回路９４ａは、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２を検出し、その出力電圧値Ｖ_２に応じて電流源２２の電流値を制御する。より具体的には、制御回路９４ａは、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値からどれだけ異なるか（大きいか、小さいかも含む）を検出する。検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも所定値だけ大きい場合は、電流源２２から流す電流値を前記所定値の大きさに応じて減少させる。即ち、ピエゾ抵抗素子４６の抵抗温度係数と感度温度係数が正の場合であって、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも大きい場合は、燃焼圧センサ２４の配置された環境が高温となっており、ピエゾ抵抗素子４６の感度が基準感度よりも高くなっていると想定できる。よって、この燃焼圧センサ２４の感度上昇に伴う差動増幅器６２の出力電圧（装置出力）Ｖ３の増加を補正するため、電流源２２から流す電流値を減少させる。この結果、所定の圧力が作用したときの燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ１、ひいては差動増幅器６２の出力電圧Ｖ３の増加が抑制される。
一方、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも所定値だけ小さい場合は、電流源２２から流す電流値を前記所定値の大きさに応じて増加させて、所定の圧力が作用したときの差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３の低下を抑制する。
なお、電流源２２を、制御回路９４ａで電圧値を調整可能な電圧源に置換えてもよい。
【００６９】
（第７実施形態）　図１９に、第７実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
第７実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、制御回路（補正回路）９４ｂをさらに備えている。また、ピエゾ抵抗素子４６の入力兼出力端子と電圧源２３の端子の間には、可変抵抗９６が設けられている。
この制御回路９４ｂは、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２を検出し、その出力電圧値Ｖ_２に応じて可変抵抗９６の抵抗値を調整する。より具体的には、制御回路９４ｂは、ピエゾ抵抗素子４６の抵抗温度係数と感度温度係数が正の場合であって、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも所定値だけ大きい場合は、可変抵抗９６の抵抗値を前記所定値の大きさに応じて増加させる。この結果、所定の圧力が作用したときの燃焼圧センサ２４の出力電圧Ｖ_１、ひいては差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３の増加が抑制される。
一方、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも所定値だけ小さい場合は、可変抵抗９６の抵抗値を前記所定値の大きさに応じて減少させて、所定の圧力が作用したときの差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３の低下を抑制する。
なお、可変抵抗９６は、燃焼圧センサ２４のグランド側（接地側）に挿入してもよい。
【００７０】
（第８実施形態）　図２０に、第８実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
第８実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、制御回路（補正回路）９４ｃをさらに備えている。また、差動増幅器６２の出力端子６８とベース電圧Ｖ_ｂｂの設定用端子６４の間には、可変抵抗９８と固定抵抗１００が直列に接続されている。可変抵抗９８と固定抵抗１００の接続部には、補正出力端子６８ａが設けられている。
この制御回路９４ｃは、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２を検出し、その出力電圧値Ｖ_２に応じて、第７実施形態と同様に、可変抵抗９８の抵抗値を調整し、燃焼圧センサ２４（ピエゾ抵抗素子４６）の感度変化に伴う差動増幅器６２の出力電圧Ｖ３の変化を補正した値Ｖ３ａを補正出力端子６８ａから出力する。
【００７１】
（第９実施形態）　図２１に、第９実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
第９実施形態の燃焼圧センサ装置は、第１実施形態の燃焼圧センサ装置が備える構成に加えて、制御回路（補正回路）９４ｄをさらに備えている。
この制御回路９４ｄは、ボトム値ホールド回路５０の出力電圧Ｖ_２を検出し、その出力電圧値Ｖ_２に応じて、差動増幅器６２の増幅度を調整する。より具体的には、制御回路９４ｄは、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも所定値だけ大きい場合は、差動増幅器６２の増幅度を前記所定値の大きさに応じて減少させて、所定の圧力が作用したときの差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３の増加を抑制する。
一方、検出した出力電圧値Ｖ_２が基準値よりも所定値だけ小さい場合は、差動増幅器６２の増幅度を前記所定値の大きさに応じて増加させて、所定の圧力が作用したときの差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３の低下を抑制する。
【００７２】
第６〜第９実施形態の燃焼圧センサ装置によると、燃焼圧センサ装置が配置された環境の温度変化があり、燃焼圧センサ２４の感度変化が生じた場合でも、所定の圧力が作用したときの装置出力（上記例では差動増幅器６２の出力電圧Ｖ_３，Ｖ３ａ）をぼぼ一定に保つことができる。
【００７３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
（１）上記実施形態では、センサ素子としてピエゾ抵抗素子を用いた燃焼圧センサを例に説明したが、センサ素子として圧電素子を用いたものであってもよい。
（２）上記実施形態では、ピエゾ抵抗素子が単ゲージ構成のものを例に説明したが、フルブリッジ構成や、ハーフブリッジ構成のものであってもよい。
（３）第２実施形態（図１０、図１１参照）においては、出力電圧Ｖ_１がボトム値となるタイミングを検出し、そのタイミングにおけるＶ_１の値がＶ_ＴＨ１以上となったことを検出する構成としてもよい。
（４）第２実施形態（図１０、図１１参照）等では、ボトム値ホールド回路５０のコンデンサ５４と抵抗５６をスイッチ素子８４で短絡することで、コンデンサ５４に蓄積された電荷を放電させ、Ｖ_２をＶ_Ｐに設定し、Ｖ_２を下降しているＶ_１に追従させ、Ｖ_２をＶ_１のボトム値に設定するようにしている（図１１参照）。しかし、例えば図２２や図２３の構成によって充分に小さな時定数に切換えることで、Ｖ_２の応答性を向上させて、Ｖ_２をＶ_１のボトム値に設定するようにしてもよい。即ち、図２２に示すように、リセット信号発生回路９０からのリセット信号によってスイッチ８５ａをオンさせ、抵抗５６に抵抗値の小さな抵抗５６ａを並列接続させることで、小さな時定数に切換えるようにしてもよい。また、図２３に示すように、リセット信号発生回路９０からのリセット信号によってスイッチ８５ｂをオフさせ、コンデンサ５４に並列接続されていたコンデンサ５４ａを切り離すことで、小さな時定数に切換えるようにしてもよい。
（５）第４実施形態（図１４、図１５参照）では、リセット信号発生回路９２からのリセット信号Ｖ_ＲＳＴを、所定時間Ｔ毎にリセットスイッチ８４に出力する構成としたが、脈動波形Ｖ_１の脈動数（パルス数）をカウントする回路（脈動周波数検出回路）を設け、所定数カウントされる毎にリセット信号Ｖ_ＲＳＴをリセットスイッチ８４を出力する構成としてもよい。また、脈動周波数検出回路で検出された脈動周波数に応じて、ボトム値ホールド回路５０のコンデンサと抵抗で決まる時定数を制御する（例えば複数の段階に切換える）構成としてもよい。例えば、脈動周波数が小さいときは時定数を大きくして応答性を低くしても、ボトム値ホールド回路５０で脈動波形Ｖ_１のボトム値をホールドし得る。よって、不必要に時定数を小さくすることで応答性を高くして、誤差（脈動波形Ｖ_１の実際のボトム値とボトム値ホールド回路５０の出力Ｖ_２の差）が大きくなることを回避できる。
【００７４】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図２】燃焼圧センサの構成を示す。
【図３】燃焼圧センサのセンサ部（力検知素子）の概略斜視図を示す。
【図４】燃焼圧センサのセンサ部（力検知素子）の電気的構成を示す。
【図５】第１実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
【図６】ボトム値ホールド回路の動作の説明図を示す。
【図７】燃焼圧センサの出力電圧波形と、センサ出力処理回路の出力電圧波形を示す。
【図８】第１実施形態の変形例の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図９】燃焼圧センサの出力電圧波形が徐々に上昇していく場合の第１実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
【図１０】第２実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図１１】第２実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
【図１２】第３実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図１３】第３実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
【図１４】第４実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図１５】第４実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
【図１６】第５実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図１７】第５実施形態の燃焼圧センサ装置の各部の電圧波形を示す。
【図１８】第６実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図１９】第７実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図２０】第８実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図２１】第９実施形態の燃焼圧センサ装置の構成を示す。
【図２２】第２実施形態等の第１変形例の燃焼圧センサ装置の構成を部分的に示す。
【図２３】第２実施形態等の第２変形例の燃焼圧センサ装置の構成を部分的に示す。
【図２４】従来の圧力センサのセンサ出力処理回路の構成を示す。
【図２５】圧力センサの出力電圧波形を示す。
【符号の説明】
２２：電流源
２４：燃焼圧センサ
２６：ピエゾ抵抗素子
５０：ボトム値ホールド回路６２：差動増幅器[0001]
The present invention relates to a sensor output processing device for a pressure sensor. Further, the present invention relates to a pressure sensor device including a pressure sensor and a sensor output processing device.
[0002]
2. Description of the Related Art For example, a pulsating combustion pressure in an engine cylinder is detected by a pressure sensor, and the ignition timing of the engine is controlled by using a sensor output value. Generally, the sensor output value is a value obtained by superimposing an offset value (a value appearing as a sensor output even when the acting pressure is zero) due to various factors on a value corresponding to the magnitude of the pressure. ing. This offset value appears as the bottom value of the pulsation waveform when the acting pressure changes pulsatingly like the combustion pressure.
[0003]
If this offset value is always constant, there is no problem since a value corresponding to the magnitude of the pressure can be uniquely obtained from the sensor output value. However, this offset value generally has temperature dependence. That is, the offset value changes according to the temperature change of the environment where the pressure sensor is placed. Therefore, when an attempt is made to detect a pressure in an environment in which a temperature change is large due to a change in the load of the engine, such as in the cylinder of the engine, the offset value may greatly change.
Therefore, in order to accurately detect the magnitude of the acting pressure, it is desired to detect the magnitude of the pressure from a value obtained by reducing the influence of the offset value from the sensor output value.
[0004]
A configuration of a sensor output processing circuit for reducing the influence of an offset value from the output value of a pressure sensor is disclosed in Patent Document 1 by the present applicant. FIG. 24 shows a configuration diagram of this sensor output processing circuit. FIG. 25 shows an output voltage waveform of the pressure sensor 224 shown in FIG.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-34455 (pages 9-10, FIG. 12)
[0006]
The sensor output processing circuit shown in FIG. 24 includes a current source 222, a voltage detector 206 for detecting an output voltage V1 of the pressure sensor 224, and a voltage detected by the voltage detector 206 at a timing T. ₀ And T ₁ A sampling signal generator 204 for generating a sampling signal for sampling at ₀ Voltage value V at ₁ (T ₀ ) Is stored in the register (digital memory) 208 for storing the timing T. ₁ Voltage value V at ₁ (T ₁ ) And a detection voltage value V ₁ (T ₁ ) And detection voltage value V ₁ (T ₀ ) Is provided.
In FIG. 25, the sensor output voltage V that changes pulsatingly ₁ Is the peak value at ₁ It is. The sensor output voltage V ₁ Is one of the timings when ₀ It is.
[0007]
This sensor signal processing circuit outputs the timing T from the sampling signal generator 204. ₀ Timing T in synchronization with the sampling signal generated at ₀ Detection voltage data V ₁ (T ₀ ) Is stored in the register 208. Further, the timing T is output from the sampling signal generator 204. ₁ Timing T in synchronization with the sampling signal generated at ₁ Detection voltage data V ₁ (T ₀ ) Is stored in the register 210. In addition, the arithmetic unit 212 calculates the timing T stored in the register 210. ₁ Voltage value V at ₁ (T ₁ ) And the timing T stored in the register 208 ₀ Detection voltage V at ₁ (T ₀ ). As a result, the detected voltage value V ₁ (T ₁ ) To the offset value V ₁ (T ₀ ) Is the value V from which the influence of ₂ = V ₁ (T ₁ ) -V ₁ (T ₀ ) Can be obtained.
[0008]
In this sensor signal processing circuit, the timing T ₁ Voltage value V at ₁ (T ₁ ) From timing T ₁ Timing T before ₀ Voltage value V at ₁ (T ₀ ). Therefore, the timing T ₀ , T ₁ Voltage value V at ₁ (T ₀ ), V ₁ (T ₁ ) Is required (for example, the sampling signal generator 204). Further, there is a problem that sampling noise occurs at the time of sampling. Further, the timing T ₀ , T ₁ Voltage value V at ₁ (T ₀ ), V ₁ (T ₁ ) Is required (eg, registers 208 and 210). As described above, according to the conventional sensor output processing circuit, there is a problem that a complicated configuration is required to reduce the influence of the offset value from the output value of the pressure sensor.
[0009]
An object of the present invention is to provide a pressure sensor output processing device or a pressure sensor device that can reduce the influence of an offset value from the output value of a pressure sensor with a simple configuration as compared with the related art.
Another object of the present invention is to provide a technique in which the sensor output processing device or the pressure sensor device is further improved.
The present invention seeks to achieve at least one of the above objects.
[0010]
Means, actions and effects for solving the problem
[1] A pressure sensor output processing device embodying the present invention calculates bottom value holding means having a capacitor for holding a bottom value of the output of a pressure sensor, and calculates the difference between the output of the pressure sensor and the output of the bottom value holding means. It has differential means.
Here, the "differential means" referred to in the present specification may be one that takes the difference between the output of the pressure sensor and the output of the bottom value holding means and amplifies the difference. Further, even if the difference between the value after the predetermined processing (amplification or the like) is applied to the output value of the pressure sensor and the value after the predetermined processing is applied to the bottom value holding means is obtained. Good.
[0011]
The device of the present invention includes bottom value holding means having a capacitor for holding the bottom value of the output of the pressure sensor. Therefore, the offset value of the output of the pressure sensor can be approximately obtained from the value obtained by holding the bottom value of the output of the pressure sensor by the bottom value holding capacitor. Therefore, unlike the related art, a configuration for sampling the output of the pressure sensor (a sampling signal generator or the like) or a configuration for storing the output value of the pressure sensor sampled at a predetermined timing (a register or the like) is unnecessary. . For this reason, the effect that sampling noise generated at the time of sampling does not occur is also obtained.
Therefore, according to the apparatus of the present invention, the influence of the offset value from the output value of the pressure sensor can be reduced with a simpler configuration than in the related art. As a result, the magnitude of the acting pressure can be accurately detected.
[0012]
[2] The device of [1] preferably further comprises a setting means for setting the output of the bottom value holding means to the bottom value of the output of the pressure sensor in a predetermined case.
[0013]
If the discharge characteristic of the capacitor for holding the bottom value is moderated (the discharge time is lengthened) and the response of the output of the bottom value holding means is lowered, the bottom value holding means is close to the bottom value of the output of the pressure sensor. There is an advantage that the value is continuously output. On the other hand, if the responsiveness is lowered, there is a demerit that if the bottom value of the output of the pressure sensor fluctuates greatly, it is difficult to make the output of the bottom value holding means sufficiently follow the fluctuation.
[0014]
On the other hand, the present inventors succeeded in improving the disadvantages by further providing the above setting means in the device [1]. That is, even when the response of the output of the bottom value holding means is low and the output of the bottom value holding means cannot sufficiently follow the fluctuation of the bottom value of the output of the pressure sensor, the setting means sets the By setting the output of the bottom value holding means to the bottom value of the output of the pressure sensor, the bottom value of the output of the pressure sensor can be accurately detected from the output of the bottom value holding means. Therefore, the magnitude of the acting pressure can be accurately detected from the difference between the output of the pressure sensor obtained by the differential means and the output of the bottom value holding means.
Therefore, according to the apparatus of the present invention, even if the response of the output of the bottom value holding means is lowered, the disadvantage can be improved while enjoying the advantage.
[0015]
[3] In the apparatus according to [2], the setting means changes the output of the bottom value holding means when the difference between the bottom value of the output of the pressure sensor and the output value of the bottom value holding means becomes larger than a predetermined value. It is preferable to set to the bottom value of the output of the pressure sensor.
[4] Further, in the device of the above [2], it is preferable to have the following configuration. The bottom value holding means includes a first bottom value holding unit having a capacitor for holding the bottom value of the output of the pressure sensor, and a second bottom value holding unit having a capacitor for holding the bottom value of the output of the first bottom value holding unit. Has a part. The output of the second bottom value holding section is the output of the bottom value holding means. The capacitor in the second bottom value hold section has a more moderate discharge characteristic than the capacitor in the first bottom value hold section. The setting means changes the output of the second bottom value holding unit to the output of the first bottom value holding unit when the difference between the output values of the first bottom value holding unit and the second bottom value holding unit becomes larger than a predetermined value. Set to a value.
According to these configurations, it is possible to avoid a situation where the difference between the bottom value of the output of the pressure sensor and the output value of the bottom value holding means becomes too large.
[0016]
[5] In the apparatus of the above [2], the setting means sets the output of the bottom value holding means to the bottom value of the output of the pressure sensor every predetermined time or every predetermined cycle of the output of the pressure sensor which periodically changes. It is preferable to set.
According to this configuration, it is possible to avoid a situation in which the state in which the difference between the bottom value of the output of the pressure sensor and the output value of the bottom value holding means is widened is left for a long time.
[0017]
[6] Another pressure sensor output device embodying the present invention holds bottom value holding means having a capacitor for holding the bottom value of the output of the pressure sensor, and holds the output of the bottom value holding means at a predetermined timing for a predetermined time. There is provided a holding means, and a differential means for obtaining a difference between an output of the pressure sensor and an output of the holding means.
[0018]
If the discharge characteristic of the bottom value holding capacitor is sharpened (discharge time is shortened) and the response of the output of the bottom value holding means is increased, even if the bottom value of the output of the pressure sensor fluctuates greatly, There is an advantage that the output of the bottom value holding means can follow the fluctuation. On the other hand, if the response is increased, the output of the bottom value holding means has a demerit that the output gradually decreases from the bottom value of the pressure sensor as time passes.
[0019]
On the other hand, the present inventors have succeeded in improving the disadvantages by providing the hold means. That is, even when the response of the output of the bottom value holding means is high and the output of the bottom value holding means is a value gradually separated from the bottom value of the output of the pressure sensor, the bottom value holding at a predetermined timing obtained by the holding means is performed. The bottom value of the output of the pressure sensor can be accurately detected from the value obtained by holding the output of the means for a predetermined time. Therefore, the magnitude of the acting pressure can be accurately detected from the difference between the output of the pressure sensor obtained by the differential means and the output of the holding means.
Therefore, according to the apparatus of the present invention, even if the response of the output of the bottom value holding means is increased, the disadvantage can be improved while enjoying the advantage.
[0020]
[7] The device according to [6], further comprising timing detection means for detecting a timing at which the output of the pressure sensor reaches a bottom value, wherein the holding means holds the output of the bottom value holding means at that timing for a predetermined time. Is preferred.
[0021]
[8] In the apparatus of any of the above [1] to [7], a correction means for correcting a change in the output of the apparatus due to a change in the sensitivity of the pressure sensor due to a temperature change, using the output value of the bottom value holding means. It is preferable to further include
Some pressure sensors change their sensitivity depending on the temperature. On the other hand, from the output value of the bottom value holding means, information on the offset value that changes with temperature can be obtained. That is, the temperature information of the environment where the pressure sensor is placed can be obtained from the output value of the bottom value holding means.
Therefore, by providing the correction means using the output value of the bottom value holding means as in the apparatus of the present invention, the change in the output of the apparatus due to the change in the sensitivity of the pressure sensor due to the temperature change can be achieved without providing a separate temperature detection means. Can be corrected.
[0022]
It is preferable that the correction unit corrects a change in the device output by adjusting a current value or a voltage value of a driving current source or a voltage source of the pressure sensor. Alternatively, it is preferable that the correction unit corrects a change in the device output by adjusting a resistance value of a variable resistor provided in the device. Alternatively, it is preferable that the correction unit corrects a change in the output of the device by adjusting the amplification degree of the amplification unit provided in the device.
[0023]
[9] The present invention is also embodied in a pressure sensor output processing device according to any one of [1] to [8] and a pressure sensor device including a pressure sensor.
According to the present invention, a pressure sensor output processing device having the above-described usefulness and a useful pressure sensor device including the pressure sensor are realized.
[0024]
[10] In the device according to the above [9], it is preferable that the pressure sensor has a piezoresistive element whose electric resistance changes according to the applied stress.
The electric resistance of the piezoresistive element changes according to the temperature. Therefore, in the pressure sensor using the piezoresistive element, the offset value easily changes according to the temperature change. Therefore, when the pressure sensor output processing device of any one of [1] to [8] is used for a pressure sensor having such a piezoresistive element, a more useful effect can be exhibited.
[0025]
Here, the pressure sensor includes a force detection block having a piezoresistive element, and a force transmission block disposed adjacent to the force detection block and transmitting a force resulting from the acting pressure to the piezoresistive element. It is preferable to include a force detecting element having the above.
[0026]
[11] In the device of [10], the piezoresistive element preferably has a single gauge configuration. However, it is also applicable to a Wheatstone bridge configuration.
The single-gauge configuration has the advantage of being able to use two electrodes and thus having four to two wires connecting the electrodes and the terminals, as compared to a Wheatstone bridge configuration that normally requires four electrodes. On the other hand, a temperature compensation structure is not taken as in the Wheatstone bridge configuration. Therefore, in the pressure sensor using the piezoresistive element having the single gauge configuration, the offset value is more likely to greatly change according to the temperature change than the sensor output. For this reason, when the pressure sensor output processing device according to any one of [1] to [8] is used for such a pressure sensor having a piezoresistive element having a single gauge configuration, a more useful effect can be exhibited. .
The “single-gauge configuration” here is not limited to one piezoresistive element. For example, even if four piezoresistive elements are formed, they can be regarded as equivalent to one piezoresistive element. included.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First Embodiment FIG. 1 shows a configuration diagram of a combustion pressure sensor device according to a first embodiment.
The combustion pressure sensor device of the first embodiment includes a combustion pressure sensor 24 and a sensor output processing circuit of the combustion pressure sensor 24. The sensor output processing circuit includes a current source 22, a bottom value hold circuit 50, and a differential amplifier 62.
The combustion pressure sensor 24 has a piezoresistive element 46 whose electric resistance value changes according to the applied stress as a gauge section. A constant current flows from the current source 22 to the piezoresistive element 46. When pressure (stress) is applied to the piezoresistive element 46 while a constant current is flowing through the piezoresistive element 46 and the resistance value changes, a voltage (output voltage) V appearing at both ends of the piezoresistive element 46 is changed. ₁ Also changes according to the change in the resistance value.
[0028]
Output voltage V of combustion pressure sensor 24 ₁ Is input to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 58 constituting the bottom value hold circuit 50. Also, the output voltage V ₁ Is branched and input also to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 62. Output voltage V of bottom value hold circuit 50 ₂ Is input to the negative-phase input terminal of the differential amplifier 62. Also, the output voltage V ₂ Are branched and can be taken out from the output terminal 66. The differential amplifier 62 outputs the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 input to the positive-phase input terminal. ₁ And the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 input to the negative phase input terminal. ₂ , And amplify at a predetermined amplification degree. ₃ Is output as The differential amplifier 62 has a base voltage V _bb Is provided.
[0029]
FIG. 2 shows a configuration example of the combustion pressure sensor 24. The combustion pressure sensor 24 includes an outer housing 26, an inner housing 28, a heat insulating member 30, a sensor part 32, a hermetic terminal 36, an elongated terminal 38, a wire 34, and the like. In addition, the right side of FIG. 2 is the front end side, and the left side is the rear end side.
The outer housing 26 houses an inner housing 28. The inner housing 28 is made of metal and includes a diaphragm 28a formed at the front end and a tubular portion 28b. The heat insulating member 30 is attached to the rear end face of the diaphragm 28a. The sensor section 32 is mounted on the hermetic terminal 36 and is fixed. The elongated terminal 38 extends to the rear end side through the cavity of the hermetic terminal 36. The front end (front end of the hemisphere) of the sensor section 32 is in contact with the rear end surface of the heat insulating member 30.
[0030]
FIG. 3 is a schematic perspective view of the sensor section (force detection element) 32 of the combustion pressure sensor 24. FIG. 4 shows an electrical configuration of the sensor unit (force detecting element) 32 of the combustion pressure sensor 24. The force detecting element 32 as a sensor unit includes a force detecting block 48 and force transmitting blocks 40 and 42. The force detection block 48 is made of a silicon substrate and has four elongated, mesa stepped protrusions formed thereon, and piezoresistive elements 46a to 46d are formed in these protrusions. Among them, the resistance values of the piezoresistive elements 46a and 46c change when a stress is applied, and the resistance values of the piezoresistive elements 46b and 46d hardly change even when a stress is applied (FIG. 4 (a)). )reference). The first force transmission block 42 having a rectangular parallelepiped shape is made of glass, and is anodically bonded to the force detection block 48. The hemispherical second force transmission block 40 is made of metal such as iron, and is adhered to the first force transmission block 42. Note that the second force transmission block 40 may also be formed of silicon, glass, or the like.
[0031]
The four piezoresistive elements 46a to 46d are arranged in a square shape. Electrodes 44a to 44d are formed at positions extending outward from four corners of the □ -shaped piezoresistive elements 46a to 46d. As shown in FIG. 4A, the electrodes 44a and 44d are both connected to the current source 22 (see FIG. 1). The electrodes 44b and 44c are both grounded. For this reason, the electrical configuration of the force detecting element 32 is equivalent to the configuration shown in FIG. That is, the configuration in FIG. 4A is equivalent to the configuration in which the current source 22 is connected to the single-gauge piezoresistive element 46 in which the piezoresistive elements 46a and 46c are connected in parallel, as shown in FIG. It becomes.
[0032]
As shown in FIG. 2, a part of the elongated terminal 38 protrudes from the front end face of the hermetic terminal 14. FIG. 2 shows only two elongated terminals 38, but there are actually four terminals. The four electrodes 34 a to 34 d (see FIG. 3) and the four elongated terminals 38 are connected via wires 34 in one-to-one correspondence.
[0033]
In the combustion pressure sensor 24, when a pressure is applied to the diaphragm 28a, the diaphragm 28a bends to displace the heat insulating member 30 toward the rear end. When the heat insulating member 30 is displaced to the rear end side, a compressive stress acts on the piezoresistive elements 46 (46a, 46c) of the force detecting block 48 of the sensor section (force detecting element) 32 that comes into contact with the heat insulating member 30. As a result, the resistance value of the piezoresistive element 46 (46a, 46c) changes. The output voltage corresponding to the change in the resistance value is V as shown in FIG. ₁ Appears on the electrode 44a (or 44d). This output voltage V ₁ Is used, the magnitude of the pressure applied to the diaphragm portion 28a can be detected.
[0034]
Next, the bottom value hold circuit 50 shown in FIG. 1 will be described in detail. The bottom value hold circuit 50 includes a differential amplifier 58, a diode 60, a capacitor 54 for holding the bottom value, a resistor 56 as a discharging means of the capacitor 54, and a power supply 52. The negative-phase input terminal of the differential amplifier 58 is connected to the output section 61 of the bottom value hold circuit 50. The cathode side of the diode 60 is connected to the output terminal of the differential amplifier 58. The anode side of the diode 60 is connected to the output section 61 of the bottom value hold circuit 50. The output unit 61 is further connected to one end of a capacitor 54 and a resistor 56 connected in parallel. A power supply 52 is connected to the other end of the capacitor 54 and the resistor 56 connected in parallel.
[0035]
The operation of the bottom value hold circuit 50 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device of the first embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the bottom value hold circuit 50.
V in FIG. ₁ ~ V ₃ , V _X Is V in FIG. ₁ ~ V ₃ , V _X Is the same as That is, V ₁ Is the output voltage of the combustion pressure sensor 24. V ₂ Is the output voltage of the bottom value hold circuit 50. V ₃ Is the output voltage of the differential amplifier 62. V _X Is an output voltage of the differential amplifier 58 included in the bottom value hold circuit 50.
The bottom value hold circuit 50 is roughly divided into V ₂ <V ₁ And V ₂ The operation is different when = V1.
The output voltage V of the combustion pressure sensor 24 as shown in FIG. ₁ In one cycle of the pulsation waveform constituting ₂ <V ₁ And V is the remaining 10% ₂ = V ₁ It becomes. However, this ratio changes according to a time constant determined by element values of a capacitor 54 and a resistor 56 described later.
[0036]
As shown in FIG. ₂ <V ₁ , The differential amplifier 58 is in a comparator state, and the output voltage V _X Is V _Hi It becomes. V _X = V _Hi In this case, the voltage value V of the power supply 52 is set so that the diode (which can be regarded as a switch equivalently) 60 is turned off. _P Etc. are set. When the diode 60 is off, the electric charge stored in the capacitor 54 when the diode 60 described later is on is discharged through the resistor (discharge means) 56. When the diode 60 is off, the output voltage V ₂ Is the voltage value V of the power supply 52 _P And the voltage V across the capacitor 54 _P -V _C It becomes. V _P Is constant and V _C Is gradually reduced by the discharge of the capacitor 54. ₂ Gradually increases (see FIG. 5). V ₂ Degree of increase (V ₂ Is determined by the time constant of the capacitor 54 and the resistor 56. When the time constant is increased, V ₂ Responsiveness is reduced. That is, V ₂ Increases gradually. Conversely, when the time constant is reduced, V ₂ Responsiveness is increased. That is, V ₂ The rate of increase becomes steep.
[0037]
On the other hand, when the diode 60 is off, as shown in FIG. ₂ Gradually increases and V ₁ Gradually decreases beyond the peak value, ₂ > V ₁ As a result of the occurrence of ₂ Is V _X And the diode 60 turns on.
When the diode 60 is turned on, the circuit including the differential amplifier 58 enters a voltage follower state, as shown in FIG. As a result, the forward voltage (ON voltage) of the diode 60 becomes V _D Then V ₂ = V ₁ = V _X + V _D It becomes. When the diode 60 is on, the capacitor 54 has a voltage V across it. _C Is the voltage value V of the power supply 52 _P And the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 ₂ Difference V _P -V ₂ It is charged so that
[0038]
Further, as shown in FIG. ₁ Gradually decreases, reaches the bottom value, and starts to rise again. ₂ <V ₁ And the diode 60 is turned off. Thus, the bottom value hold circuit 50 outputs the output voltage V of the combustion pressure sensor 24. ₁ The diode 60 switches from on to off at the bottom value of. As a result, V ₂ Is gradually increased by the discharge of the capacitor 54 in accordance with the time constant of the capacitor 54 and the resistor 56 described above.
As described above, the bottom value hold circuit 50 outputs the pulsation waveform V intermittently greatly changed as the output of the combustion pressure sensor 24. ₁ Is held using the bottom value holding capacitor 54.
[0039]
As shown in FIG. 7A, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ Is a voltage value V according to the magnitude of the combustion pressure. _A1 , V _A2 , V _A3 Respectively, the offset voltage value (bottom voltage value) V _B1 , V _B2 , V _B3 Are superimposed values. This offset voltage value V _B1 , V _B2 , V _B3 Varies depending on the temperature of the environment in which the combustion pressure sensor 24 is disposed.
There are various causes of the occurrence of the offset value, but these are roughly divided into the following two. The first is a case where the acting pressure is zero, but a force is applied to the sensor unit (force detecting element 32) due to some factor. Second, although both the acting pressure and the force applied to the sensor unit 32 are zero, the resistance value of the sensor element (piezoresistive element 46) when the acting pressure is zero is a reference value assumed in advance. It is a case where it deviates from.
[0040]
As an example of the former, there is a preload (preload) applied to the force detecting element 32 shown in FIG. That is, when a preload is applied to the force detection element 30, the offset value is superimposed on the output of the combustion pressure sensor 24. This preload amount changes with temperature. This is because the metal forming the inner housing 28 has a larger coefficient of thermal expansion than the silicon substrate 48 forming the force detecting element 32 and the like. For example, when the temperature becomes high, the length of the tubular portion 28b of the inner housing 28 thermally expanding toward the front end is longer than the length of the force detecting element 32 thermally expanding toward the front end (right side in FIG. 2). Therefore, the preload amount is reduced. As a result, the offset value also decreases. Conversely, when the temperature becomes low, the offset value increases in this case.
[0041]
As an example of the latter, when the resistance value of the sensor element has a temperature dependency and the actual resistance value changes from a pre-estimated reference resistance value due to a temperature change, the change amount is offset. Value. Further, for a sensor element whose actual resistance value has changed from a reference resistance value assumed in advance due to manufacturing variations of the sensor element, the amount of change is an offset value.
[0042]
In particular, when the sensor element is a piezoresistive element and has a single gauge configuration, the offset value due to the latter factor changes greatly depending on the temperature change. This is because the single gauge configuration has a useful advantage that the number of wires can be reduced to two, but does not have a temperature compensation structure. For this reason, when a piezoresistive element having a single gauge configuration is used, it is strongly desired to take measures against an offset value that greatly changes according to temperature.
[0043]
In the combustion pressure sensor device of the first embodiment, measures against this offset value are effectively taken. In this combustion pressure sensor device, in the differential amplifier 62, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 on which the offset voltage value is superimposed. ₁ From the output voltage (corresponding to the offset voltage value) V of the bottom value bold circuit 50 ₂ And amplify at a predetermined amplification degree. As a result, from the differential amplifier 62, as shown in FIG. ₁ -V ₂ Amplified value V _C1 , V _C2 , V _C3 The constant base voltage value V set at the base voltage setting terminal 62 _bb Is superimposed on the value V ₃ Is output. Thus, according to the combustion pressure sensor device of the first embodiment, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ Voltage value V from which the influence of the offset voltage value included in ₃ Can be obtained. Therefore, this voltage value V ₃ Can accurately detect the magnitude of the combustion pressure
[0044]
In the combustion pressure sensor device of the first embodiment, as described above, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is controlled by the bottom value holding circuit 50 having the bottom value holding capacitor 54. ₁ The offset voltage value is approximately obtained from the value obtained by holding the bottom value of. Therefore, as in the conventional sensor output processing circuit shown in FIG. 22, a configuration for sampling the output of the pressure sensor 224 (such as the sampling signal generator 204) and the output value of the pressure sensor sampled at a predetermined timing are stored. (Eg, the registers 208 and 210) are not required.
Therefore, according to the combustion pressure sensor device of the first embodiment, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is simpler than the conventional one. ₁ , The effect of the offset voltage value can be almost eliminated.
[0045]
(Modification of First Embodiment) As shown in FIG. 8, the piezoresistive element of the sensor unit 32 of the combustion pressure sensor device of the first embodiment may have a Wheatstone bridge configuration. 8, the voltage V1a at the connection between the piezoresistive elements 47a and 47d and the voltage V1b at the connection between the piezoresistive elements 47b and 47c are input to the differential amplifier 57, and the difference V1a-V1b is amplified. The value is the output V1. In the combustion pressure sensor device having the Wheatstone bridge configuration as shown in FIG. 8, since the resistance temperature characteristics are compensated, the configuration as in the first embodiment seems unnecessary at first glance. However, even in a combustion pressure sensor device having a Wheatstone bridge configuration, an offset occurs due to the preload described above. This offset varies with temperature. Therefore, the configuration of the first embodiment is also effective for a combustion pressure sensor device having a Wheatstone bridge configuration. However, since the offset output of the Wheatstone bridge configuration is basically only for the preload, the offset amount with respect to the sensor output is small and its influence is small as compared with the single gauge configuration. Therefore, the configuration of the first embodiment is effective in a Wheatstone bridge configuration, but can be more effective in a single gauge configuration.
[0046]
(Issues to be Improved) In the combustion pressure sensor device of the first embodiment, the capacitance value C _B Capacitor 54 and resistance value R _B Time constant C of the resistor 56 _B R _B Is increased, the response of the output of the bottom value hold circuit 50 is reduced. That is, the output voltage V ₂ Rises slowly. Therefore, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ Is small, the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 is small. ₂ From the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ Can be accurately detected. Therefore, the output voltage V of the differential amplifier 62 ₃ Therefore, there is an advantage that the magnitude of the pressure applied to the combustion pressure sensor 24 can be accurately detected.
On the other hand, the time constant C _B R _B When the response is reduced by increasing the output voltage V of the combustion pressure sensor 24, as shown in FIG. ₁ Bottom value V _B Fluctuates in the rising direction, the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 ₂ Is difficult to follow. As a result, even if the magnitude of the applied combustion pressure (the magnitude of the pressure change) is constant in each cycle of the pulsation waveform, the output voltage V ₃ Becomes a waveform whose bottom value gradually increases as shown in FIG. 9A as the number of cycles of the pulsation waveform increases. For this reason, there is a demerit that the detection accuracy of the magnitude of the combustion pressure acting on the combustion pressure sensor 24 is reduced. If the magnitude of the operating combustion pressure is constant in each cycle of the pulsation waveform, as shown in FIG. 9B, even if the number of cycles of the pulsation waveform increases, the output voltage V of the differential amplifier 62 increases. ₃ Ideally, the peak value and the bottom value of are constant.
[0047]
On the other hand, the time constant C of the capacitor 54 and the resistor 56 _B R _B Is smaller, the response of the output of the bottom value hold circuit 50 is higher. That is, the output voltage V ₂ Rises steeply. Therefore, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ Bottom value V _B Of the bottom value hold circuit 50, the output voltage V ₂ There is an advantage that it is possible to follow.
On the other hand, the time constant C _B R _B And the response is increased, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is reduced. ₁ Of the bottom value of the bottom value hold circuit 50, the output voltage V ₂ Is the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 over time. ₁ There is a demerit that the value gradually deviates from the bottom value of.
[0048]
In the following second to fifth embodiments, the time constant C _B R _B And the like, which can improve the trade-off problem of
[0049]
Second Embodiment FIG. 10 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a second embodiment. FIG. 11 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the second embodiment.
The combustion pressure sensor device of the second embodiment further includes adders 85 and 87, differential amplifiers 86 and 88, and a reset signal generation circuit 90, in addition to the components of the combustion pressure sensor device of the first embodiment. ing. Further, a reset switch 84 is provided in the bottom value hold circuit 50. The reset switch 84 is composed of a MOSFET, and its drain terminal and source terminal are connected to one end and the other end of the capacitor 54 and the resistor 56, respectively, which are connected in parallel. The gate terminal is connected to the output terminal of the reset signal generation circuit 90.
Further, in the second embodiment, the capacitance value C of the capacitor 54 of the bottom value hold circuit 50 is set. _B And the resistance R of the resistor 56 _B Time constant C determined by _B R _B And the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 is increased. ₂ (The output voltage waveform V in FIG. 11) ₂ reference).
[0050]
The first adder 85 outputs the output voltage V of the bottom value hold circuit 50. ₂ And the first reference voltage V _K1 And the first determination voltage V _TH1 = V ₂ + V _K1 Is output. This first determination voltage V _TH1 Is input to the negative-phase input terminal of the first differential amplifier 86. The output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is applied to the positive-phase input terminal of the first differential amplifier 86. ₁ Is entered. Output voltage V of first differential amplifier 86 ₄ Is V ₁ Is V _TH1 If it is larger, it becomes a high value and V ₁ Is V _TH1 If it is smaller, it becomes a low value.
The second adder 87 outputs the output voltage V of the bottom value hold circuit 50. ₂ And the second reference voltage V _K2 And the second determination voltage V _TH2 = V ₂ + V _K2 Is output. This second determination voltage V _TH2 Is input to the negative-phase input terminal of the second differential amplifier 88. The output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is supplied to the positive-phase input terminal of the second differential amplifier 88. ₁ Is entered. Output voltage V of second differential amplifier 88 ₅ Is V ₁ Is V _TH2 If it is larger, it becomes a high value and V ₁ Is V _TH2 If it is smaller, it becomes a low value.
[0051]
Outputs of the first and second differential amplifiers 86 and 88 are input to the reset signal generation circuit 90. The reset signal generation circuit 90 outputs the output voltage V of the second differential amplifier 88. ₅ Is a low value, the output voltage V of the first differential amplifier 86 is ₄ Is always a high value, the pulse-shaped reset signal V _RST Is output (see FIG. 11). According to this configuration, the output voltage V that varies pulsatingly from the combustion pressure sensor 24 ₁ The output voltage V of the combustion pressure sensor 24 can be determined even if the timing at which ₁ Is the bottom value of V _TH1 Greater (ie, V ₁ Bottom value and V ₂ Is V _K1 Larger) can be detected. Also, this pulse-shaped reset signal V _RST Is the output voltage V, as shown in FIG. ₄ Output at the timing of switching from the high value to the low value.
This reset signal V _RST Is input to the gate terminal of the reset switch 84 of the bottom value hold circuit 50, the reset switch 84 is turned on, and both ends of the resistor 56 and the capacitor 54 connected in parallel are short-circuited. As a result, the electric charge stored in the capacitor 54 is discharged instantaneously.
[0052]
As described above, in the second embodiment, the output voltage V ₂ , The response is basically low, as shown in FIG. ₂ <V ₁ It has become. V ₂ <V ₁ In the case of, the diode 60 is off as described in the first embodiment. When both ends of the resistor 56 and the capacitor 54 are short-circuited as described above with the diode 60 turned off, V ₂ Is V _P It becomes. FIG. 11 shows a pulse-like reset signal V _RST Is output to the reset switch 84, ₂ Is the peak value V _P 3 shows a state changed into a pulse shape. This V ₂ Is completed and V ₂ When the value of ₂ = V ₁ Occurs. In this state, as described in the first embodiment, the diode 60 is on. And V ₁ When the value of decreases and reaches the bottom value and then starts increasing, the diode 60 is turned off, and V ₂ Is V ₁ After being set to the raised bottom value, the bottom value is held.
[0053]
According to the second embodiment, as described above, the reset signal V _RST Is the output voltage V ₄ Is output at the timing of switching from the high value to the low value. ₁ To V ₂ Can be followed. Therefore, V ₂ To V ₁ Can be reliably set to the bottom value. According to the second embodiment, as described above, both ends of the resistor 56 and the capacitor 54 connected in parallel are short-circuited by the reset switch 84. ₂ To V ₁ Can be set to the bottom value.
Note that V ₂ Is V ₁ Is set to the raised bottom value of _TH1 (= V ₂ + V _K1 ) And V _TH2 (= V ₂ + V _K2 ) Also increases accordingly. Therefore, V ₂ V changes even if the value of ₁ Bottom value and V ₂ Is V _K1 It can be reliably detected that it has become larger.
[0054]
As described above, the combustion pressure sensor device of the second embodiment ₁ Bottom value and V ₂ Is a predetermined value V _K1 When the reset signal generation circuit 90 detects that the voltage has become larger, ₂ To V ₁ , And hold the bottom value. Therefore, V ₁ Bottom value and V ₂ Can avoid the situation where the difference becomes too large. ₂ From V ₁ Can be accurately detected. For this reason, V obtained by the differential amplifier 62 ₁ And V ₂ V which amplified the difference of ₆ Therefore, the magnitude of the acting pressure can be accurately detected.
Therefore, according to the combustion pressure sensor device of the second embodiment, even if the response of the output of the bottom value hold circuit 50 is lowered, the disadvantage can be improved while enjoying the advantage.
[0055]
Third Embodiment FIG. 12 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a third embodiment. FIG. 13 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the third embodiment.
The combustion pressure sensor device of the third embodiment further includes a first bottom value hold circuit 50A, a second bottom value hold circuit 50B, and a reset signal generation circuit 91. The configuration of the bottom value hold circuits 50A and 50B is basically the same as that of the bottom value hold circuit of the first embodiment. Similarly, a reset switch 84B is provided. The time constant determined by the capacitor 54A and the resistor 56A of the first bottom value hold circuit 50A is small (fast), and the discharge characteristic of the capacitor 54A is steep (discharge time is short). That is, the circuit output V ₂ Is highly responsive (V in FIG. 13). ₂ reference). On the other hand, the time constant determined by the capacitor 54B and the resistor 56B of the second bottom value hold circuit 50B is large (slow), and the discharge characteristic of the capacitor 54B is gentle (the discharge time is long). That is, the circuit output V ₄ Has low response (V in FIG. 13). ₄ reference).
The output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is applied to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 58A of the first bottom value hold circuit 50A. ₁ Is entered. Output voltage V of first bottom value hold circuit 50A ₂ Is input to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 58B of the second bottom value hold circuit 50B. Output voltage V of second bottom value hold circuit 50B ₄ Is input to the negative-phase input terminal of the differential amplifier 62 and output to the output terminal 67.
[0056]
The reset signal generation circuit 91 includes an error amplifier (differential amplifier) 102, a comparator 104, and a reference power supply 106. Outputs of the first and second bottom value hold circuits 50A and 50B are input to a positive phase input terminal and a negative phase input terminal of the error amplifier 102, respectively. The output of the error amplifier 102 is input to the positive-phase input terminal of the comparator 104. A reference voltage V is supplied from a reference power supply 106 to the negative-phase input terminal of the comparator 104. _r Is entered. Output V of comparator 104 _RST Is input to the gate terminal of the reset switch 84.
[0057]
As shown in FIG. 13, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ Gradually increases, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 increases. ₁ The output voltage V of the first bottom value hold circuit 50A, which is a value obtained by holding the bottom value of ₂ Also gradually rises. Output voltage V ₂ Of the output voltage V ₁ Follow the rise of On the other hand, the output voltage V of the first bottom value hold circuit 50A ₂ The output voltage V of the second bottom value holding circuit 50B, which is a value obtained by holding the bottom value of ₄ Is almost constant from the beginning to the middle of FIG. This is the output voltage V ₄ This is because the response was set low.
Output voltage V ₂ And V ₄ Is amplified K times by the error amplifier 102. The output K (V ₂ -V ₄ ) Is the reference value V _r When the comparator 104 detects that the voltage has become larger, the comparator 104 (reset signal generation circuit 91) outputs a reset signal V _RST Is output. Then, the electric charge stored in the capacitor 54B of the second bottom value hold circuit 50B is discharged instantaneously. Then, the output voltage V of the second bottom value hold circuit 50B ₄ Is the output voltage V of the first bottom value hold circuit 50A. ₂ Of the output voltage V ₂ Bottom value (output voltage V ₁ (Substantially equal to the bottom value).
[0058]
Therefore, V ₁ Bottom value and V ₄ Can avoid the situation where the difference becomes too large. ₄ From V ₁ Can be accurately detected. For this reason, V obtained by the differential amplifier 62 ₁ And V ₄ V which amplified the difference of ₃ Therefore, the magnitude of the acting pressure can be accurately detected.
Therefore, according to the combustion pressure sensor device of the third embodiment, even if the responsiveness of the output of the second bottom value hold circuit 50B is reduced, the disadvantage can be improved while enjoying the advantage.
[0059]
Fourth Embodiment FIG. 14 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a fourth embodiment. FIG. 15 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the fourth embodiment.
The combustion pressure sensor device of the fourth embodiment further includes a timer-type reset signal generation circuit 92 in addition to the components of the combustion pressure sensor device of the first embodiment. Further, a reset switch 84 is provided in the bottom value hold circuit 50. The configuration of this reset switch 84 is the same as that of the second embodiment, and its gate terminal is connected to the output terminal of the timer-type reset signal generation circuit 92 described above.
As shown in FIG. 15, the combustion pressure sensor device of the fourth embodiment uses a reset signal V from a reset signal generation circuit 92 of a timer type. _RST Is output to the reset switch 84 every predetermined time T. Reset signal V _RST After the is output to the reset switch 84, the operation is the same as that of the second embodiment.
[0060]
According to the combustion pressure sensor device of the fourth embodiment, V ₁ Bottom value and V ₂ Can be prevented from being left for a long time in a state where the difference between ₂ From V ₁ Can be accurately detected.
Therefore, according to the combustion pressure sensor device of the fourth embodiment, as in the second embodiment, even if the response of the output of the bottom value hold circuit 50 is reduced, the disadvantage is improved while the advantage is enjoyed. be able to.
[0061]
Fifth Embodiment FIG. 15 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a fifth embodiment. FIG. 16 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the fifth embodiment.
The combustion pressure sensor device of the fifth embodiment further includes a pulse end detection circuit 70 and a sample and hold circuit 76 in addition to the components of the combustion pressure sensor device of the first embodiment.
The pulse end detection circuit 70 is constituted by a differentiating circuit. This differentiating circuit includes a capacitor 74 and a resistor 74. One end of the capacitor 74 is connected to the output terminal of the differential amplifier 58 of the bottom value hold circuit 50. The other end of the capacitor 74 is connected to one end of the resistor 74. The other end of the resistor 74 is grounded. The connection point between the capacitor 72 and the resistor 74 is the output of the pulse end detection circuit 70.
[0062]
The sample and hold circuit 76 includes a switching element (MOSFET in this example) 78, a capacitor 80, and a voltage follower circuit 82. The gate terminal of the switching element 78 is connected to the output of the pulse end detection circuit 70 (the connection point between the capacitor 72 and the resistor 74). The drain terminal of the switching element 78 is connected to the output of the bottom value hold circuit 50. The source terminal of the switching element 78 is connected to one end of the capacitor 80 and to the input terminal of the voltage follower circuit 82. The other end of the capacitor 80 is grounded.
[0063]
Further, in the fifth embodiment, the capacitance value C of the capacitor 54 of the bottom value hold circuit 50 _B And the resistance R of the resistor 56 _B Time constant C determined by _B R _B And the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 ₂ (The output voltage waveform V in FIG. 17) ₂ reference).
[0064]
The operation of the combustion pressure sensor device according to the fifth embodiment will be described. Output V of differential amplifier 58 of bottom value hold circuit 50 _X Is, as described in the first embodiment, V _X = V _Hi In the diode-on state, V _X + V _D = V ₁ = V ₂ (See FIG. 17). Note that V _D Is the forward voltage of the diode 60. V _X = V _Hi And V _X + V _D = V ₁ = V ₂ In the case of V _X Because there is a difference in the size of _X Has an approximately pulsed waveform.
This V _X Is input to the pulse edge detection circuit 70. Since the pulse end detecting circuit 70 is constituted by a differentiating circuit, the pulse-shaped waveform V _X Is input, the waveform V _X The peak waveform V at the pulse end ₃ Is output. Pulse-shaped waveform V _X At the falling pulse end, a peak-like waveform V ₃ Is output. Pulse-shaped waveform V _X At the rising pulse end, the peak-like waveform V ₃ Is output. Among them, the negative peak waveform V ₃ Shall be ignored.
[0065]
Peak-shaped waveform V in the positive direction ₃ Is input to the gate terminal of the switching element 78 of the sample and hold circuit 76, the switching element 78 is turned on. When the switching element 78 is turned on, the output voltage V ₁ Is the timing when the bottom value is reached. Thus, the pulse end detection circuit 70 outputs the output voltage V ₁ Plays the role of detecting the timing at which the bottom value is reached.
As a result, the timing at which the switching element 78 is turned on (the output voltage V ₁ Output voltage V of the bottom value hold circuit 50 at the timing when ₂ (= V ₄ ) Is transmitted to the input unit 81 of the voltage follower circuit 82 of the sample hold circuit 76. As a result, the voltage between both ends of the capacitor 80 having one end connected to the input section 81 is V ₄ Charge is accumulated so that ₄ Hold the state of.
[0066]
The voltage follower circuit 82 serves as a buffer, and the output of the voltage follower circuit 82 has the voltage V ₄ Is output as is. This output voltage V ₄ Is input to the negative-phase input terminal of the differential amplifier 62. This output voltage V ₄ Is held the same until the switching element 78 is turned on again. That is, as shown in FIG. ₁ Output voltage V when the bottom value of ₄ Is V ₁ Has a step-like waveform with a step at the bottom value of. Here, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 is applied to the positive-phase input terminal of the differential amplifier 62 as in the first embodiment. ₁ Is entered.
Therefore, the output voltage V of the differential amplifier 62 ₅ Is the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 ₁ From the output voltage V of the sample hold circuit 76 ₄ To a constant base voltage V _bb Is a superimposed value. This output voltage waveform is shown in FIG.
[0067]
According to the combustion pressure sensor device of the fifth embodiment, the output voltage V of the bottom value hold circuit 50 ₂ Response is high and V ₂ Is V ₁ , The output voltage V of the sample and hold circuit 76 is ₄ From V ₁ Can be accurately detected. For this reason, V obtained by the differential amplifier 62 ₁ And V ₄ V which amplified the difference of ₅ Therefore, the magnitude of the acting pressure can be accurately detected. Also, the time constant C _B R _B Can be reduced, the capacitance value C _B Of the capacitor 54 or the resistance R _B The effect that a resistor 52 having a small resistance can be used is also obtained.
Therefore, according to the combustion pressure sensor device of the fifth embodiment, even when the response of the output of the bottom value hold circuit 50 is increased, the disadvantage can be improved while enjoying the advantage.
[0068]
Sixth Embodiment FIG. 18 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a sixth embodiment.
The combustion pressure sensor device of the sixth embodiment further includes a control circuit (correction circuit) 94a in addition to the configuration of the combustion pressure sensor device of the first embodiment.
The control circuit 94a controls the output voltage V of the bottom value hold circuit 50. ₂ And the output voltage value V ₂ The current value of the current source 22 is controlled according to. More specifically, the control circuit 94a outputs the detected output voltage value V ₂ Is different from the reference value (including whether it is large or small). Output voltage value V detected ₂ Is larger than the reference value by a predetermined value, the value of the current flowing from the current source 22 is reduced in accordance with the value of the predetermined value. That is, when the resistance temperature coefficient and the sensitivity temperature coefficient of the piezoresistive element 46 are positive, the detected output voltage value V ₂ Is larger than the reference value, it can be assumed that the environment in which the combustion pressure sensor 24 is disposed is at a high temperature, and the sensitivity of the piezoresistive element 46 is higher than the reference sensitivity. Therefore, in order to correct the increase in the output voltage (device output) V3 of the differential amplifier 62 due to the increase in the sensitivity of the combustion pressure sensor 24, the value of the current flowing from the current source 22 is reduced. As a result, an increase in the output voltage V1 of the combustion pressure sensor 24 when a predetermined pressure is applied, and thus an increase in the output voltage V3 of the differential amplifier 62 are suppressed.
On the other hand, the detected output voltage value V ₂ Is smaller than the reference value by a predetermined value, the value of the current flowing from the current source 22 is increased in accordance with the value of the predetermined value, and the output voltage V of the differential amplifier 62 when a predetermined pressure is applied. ₃ To suppress the decrease.
Note that the current source 22 may be replaced with a voltage source whose voltage value can be adjusted by the control circuit 94a.
[0069]
Seventh Embodiment FIG. 19 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a seventh embodiment.
The combustion pressure sensor device of the seventh embodiment further includes a control circuit (correction circuit) 94b in addition to the configuration of the combustion pressure sensor device of the first embodiment. Further, a variable resistor 96 is provided between the input / output terminal of the piezoresistive element 46 and the terminal of the voltage source 23.
This control circuit 94b outputs the output voltage V of the bottom value hold circuit 50. ₂ And the output voltage value V ₂ , The resistance value of the variable resistor 96 is adjusted. More specifically, when the resistance temperature coefficient and the sensitivity temperature coefficient of the piezoresistive element 46 are positive, the control circuit 94b determines that the detected output voltage value V ₂ Is larger than the reference value by a predetermined value, the resistance value of the variable resistor 96 is increased in accordance with the value of the predetermined value. As a result, the output voltage V of the combustion pressure sensor 24 when a predetermined pressure is applied ₁ And the output voltage V of the differential amplifier 62 ₃ Is suppressed.
On the other hand, the detected output voltage value V ₂ Is smaller than the reference value by a predetermined value, the resistance value of the variable resistor 96 is reduced in accordance with the value of the predetermined value, and the output voltage V of the differential amplifier 62 when a predetermined pressure is applied. ₃ To suppress the decrease.
The variable resistor 96 may be inserted on the ground side (ground side) of the combustion pressure sensor 24.
[0070]
Eighth Embodiment FIG. 20 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to an eighth embodiment.
The combustion pressure sensor device according to the eighth embodiment further includes a control circuit (correction circuit) 94c in addition to the configuration of the combustion pressure sensor device according to the first embodiment. Further, the output terminal 68 of the differential amplifier 62 and the base voltage V _bb , A variable resistor 98 and a fixed resistor 100 are connected in series. A correction output terminal 68a is provided at a connection between the variable resistor 98 and the fixed resistor 100.
This control circuit 94c outputs the output voltage V of the bottom value hold circuit 50. ₂ And the output voltage value V ₂ In the same manner as in the seventh embodiment, the resistance value of the variable resistor 98 is adjusted, and the change in the output voltage V3 of the differential amplifier 62 due to the change in sensitivity of the combustion pressure sensor 24 (piezoresistive element 46) is corrected. The value V3a is output from the correction output terminal 68a.
[0071]
Ninth Embodiment FIG. 21 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a ninth embodiment.
The combustion pressure sensor device of the ninth embodiment further includes a control circuit (correction circuit) 94d in addition to the components of the combustion pressure sensor device of the first embodiment.
The control circuit 94d outputs the output voltage V of the bottom value hold circuit 50. ₂ And the output voltage value V ₂ , The amplification of the differential amplifier 62 is adjusted. More specifically, the control circuit 94d outputs the detected output voltage value V ₂ Is larger than the reference value by a predetermined value, the amplification of the differential amplifier 62 is reduced in accordance with the predetermined value, and the output voltage V of the differential amplifier 62 when a predetermined pressure is applied. ₃ Suppress the increase.
On the other hand, the detected output voltage value V ₂ Is smaller than the reference value by a predetermined value, the amplification of the differential amplifier 62 is increased in accordance with the predetermined value, and the output voltage V of the differential amplifier 62 when a predetermined pressure is applied. ₃ To suppress the decrease.
[0072]
According to the combustion pressure sensor devices of the sixth to ninth embodiments, even when the temperature of the environment in which the combustion pressure sensor device is arranged changes and the sensitivity of the combustion pressure sensor 24 changes, a predetermined pressure is applied. (In the above example, the output voltage V of the differential amplifier 62) ₃ , V3a) can be kept substantially constant.
[0073]
As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and alterations of the specific examples illustrated above.
(1) In the above embodiment, a combustion pressure sensor using a piezoresistive element as the sensor element has been described as an example, but a piezoelectric element may be used as the sensor element.
(2) In the above embodiment, the piezoresistive element has a single-gauge configuration, but may have a full-bridge configuration or a half-bridge configuration.
(3) In the second embodiment (see FIGS. 10 and 11), the output voltage V ₁ Is detected as the bottom value, and V at that timing is detected. ₁ Is V _TH1 It may be configured to detect the above.
(4) In the second embodiment (see FIGS. 10 and 11) and the like, the charge accumulated in the capacitor 54 is discharged by short-circuiting the capacitor 54 and the resistor 56 of the bottom value hold circuit 50 with the switch element 84. V ₂ To V _P Set to V ₂ V descending ₁ And V ₂ To V ₁ (See FIG. 11). However, for example, by switching to a sufficiently small time constant by the configuration of FIGS. ₂ To improve the responsiveness of ₂ To V ₁ May be set to the bottom value. That is, as shown in FIG. 22, the switch 85a is turned on by a reset signal from the reset signal generation circuit 90, and the resistor 56a having a small resistance value is connected in parallel to the resistor 56, thereby switching to a small time constant. Good. Further, as shown in FIG. 23, the switch 85b may be turned off by a reset signal from the reset signal generation circuit 90 and the capacitor 54a connected in parallel with the capacitor 54 may be disconnected to switch to a small time constant. .
(5) In the fourth embodiment (see FIGS. 14 and 15), the reset signal V _RST Is output to the reset switch 84 every predetermined time T, but the pulsation waveform V ₁ (Pulsation frequency detection circuit) for counting the number of pulsations (number of pulses) of the reset signal V _RST May be configured to output the reset switch 84. Further, a configuration may be employed in which a time constant determined by a capacitor and a resistance of the bottom value hold circuit 50 is controlled (for example, switching to a plurality of stages) according to the pulsation frequency detected by the pulsation frequency detection circuit. For example, when the pulsation frequency is small, even if the response is lowered by increasing the time constant, the pulsation waveform V ₁ Can hold the bottom value of. Therefore, the response is improved by unnecessarily reducing the time constant, and the error (pulsation waveform V ₁ Of the actual bottom value and the output V of the bottom value hold circuit 50 ₂ ) Can be prevented from increasing.
[0074]
Further, the technical elements described in the present specification or the drawings exert technical utility singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. The technology illustrated in the present specification or the drawings can simultaneously achieve a plurality of objects, and has technical utility by achieving one of the objects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a first embodiment.
FIG. 2 shows a configuration of a combustion pressure sensor.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a sensor unit (force detecting element) of the combustion pressure sensor.
FIG. 4 shows an electrical configuration of a sensor unit (force detection element) of the combustion pressure sensor.
FIG. 5 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation of the bottom value hold circuit.
FIG. 7 shows an output voltage waveform of a combustion pressure sensor and an output voltage waveform of a sensor output processing circuit.
FIG. 8 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a modification of the first embodiment.
FIG. 9 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device of the first embodiment when the output voltage waveform of the combustion pressure sensor gradually increases.
FIG. 10 shows a configuration of a combustion pressure sensor device of a second embodiment.
FIG. 11 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the second embodiment.
FIG. 12 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a third embodiment.
FIG. 13 shows voltage waveforms at various parts of the combustion pressure sensor device according to the third embodiment.
FIG. 14 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a fourth embodiment.
FIG. 15 shows voltage waveforms at various parts of a combustion pressure sensor device according to a fourth embodiment.
FIG. 16 shows a configuration of a combustion pressure sensor device of a fifth embodiment.
FIG. 17 shows voltage waveforms at various points in the combustion pressure sensor device according to the fifth embodiment.
FIG. 18 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to a sixth embodiment.
FIG. 19 shows a configuration of a combustion pressure sensor device of a seventh embodiment.
FIG. 20 shows a configuration of a combustion pressure sensor device according to an eighth embodiment.
FIG. 21 shows a configuration of a combustion pressure sensor device of a ninth embodiment.
FIG. 22 partially shows a configuration of a combustion pressure sensor device of a first modified example such as the second embodiment.
FIG. 23 partially shows a configuration of a combustion pressure sensor device of a second modified example such as the second embodiment.
FIG. 24 shows a configuration of a sensor output processing circuit of a conventional pressure sensor.
FIG. 25 shows an output voltage waveform of the pressure sensor.
[Explanation of symbols]
22: current source
24: Combustion pressure sensor
26: Piezoresistive element
50: bottom value hold circuit 62: differential amplifier

Claims

Bottom value holding means having a capacitor for holding the bottom value of the output of the pressure sensor,
A pressure sensor output processing device comprising a differential means for obtaining a difference between an output of the pressure sensor and an output of the bottom value holding means.

2. The pressure sensor output processing device according to claim 1, further comprising setting means for setting an output of the bottom value holding means to a bottom value of an output of the pressure sensor in a predetermined case.

The setting means sets the output of the bottom value holding means to the bottom value of the output of the pressure sensor when the difference between the bottom value of the output of the pressure sensor and the output value of the bottom value holding means becomes larger than a predetermined value. The pressure sensor output processing device according to claim 2, wherein:

The bottom value holding means includes a first bottom value holding unit having a capacitor for holding the bottom value of the output of the pressure sensor, and a second bottom value having a capacitor for holding the bottom value of the output of the first bottom value holding unit. The output of the second bottom value holding unit is an output of the bottom value holding means, and the capacitor of the second bottom value holding unit has a more moderate discharge characteristic than the capacitor of the first bottom value holding unit.
The setting means changes the output of the second bottom value hold unit to the output of the first bottom value hold unit when a difference between the output values of the first bottom value hold unit and the second bottom value hold unit becomes larger than a predetermined value. The pressure sensor output processing device according to claim 2, wherein the value is set to a value.

3. The method according to claim 2, wherein the setting unit sets the output of the bottom value holding unit to the bottom value of the output of the pressure sensor every predetermined time or every predetermined period of the output of the pressure sensor that changes periodically. The pressure sensor output processing device according to any one of the preceding claims.

Bottom value holding means having a capacitor for holding the bottom value of the output of the pressure sensor,
Holding means for holding the output of the bottom value holding means at a predetermined timing for a predetermined time;
A pressure sensor output processing device comprising a differential means for calculating a difference between an output of the pressure sensor and an output of the holding means.

Further provided is timing detection means for detecting the timing at which the output of the pressure sensor becomes a bottom value,
7. The pressure sensor output processing device according to claim 6, wherein the hold unit holds the output of the bottom value hold unit at that timing for a predetermined time.

8. The apparatus according to claim 1, further comprising a correction unit that corrects a change in device output due to a change in sensitivity of the pressure sensor due to a temperature change by using an output value of the bottom value holding unit. Pressure sensor output processing device

A pressure sensor device comprising: the pressure sensor output processing device according to claim 1; and a pressure sensor.

The pressure sensor device according to claim 9, wherein the pressure sensor includes a piezoresistive element whose electric resistance value changes according to an applied stress.

The pressure sensor device according to claim 10, wherein the piezoresistive element has a single gauge configuration.