JP2769911B2 - 感圧回路 - Google Patents
感圧回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車用パワーウインドウ装置などにおけ
る異物の挟み込みを検出する装置に用いて好適な感圧回
路に関する。
る異物の挟み込みを検出する装置に用いて好適な感圧回
路に関する。
本発明は、加えられる圧力に応じて抵抗値が変化する
感圧センサの抵抗値の変化を検出することにより圧力を
検出するようにした感圧回路において、感圧センサを第
１の演算増幅器の反転入力端子に接続するとともに、上
記第１の演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に
負帰還抵抗を接続し、さらに上記第１の演算増幅器の非
反転入力端子に充放電電圧を供給する充放電部を接続
し、この充放電部と上記第１の演算増幅器の出力端子と
をそれぞれ出力端子と反転入力端子とに接続されるとと
もに非反転入力端子に基準電圧発生部を接続される第２
の演算増幅器を備えることによって、温度変化・経年変
化による感圧センサの抵抗値の変化に対して影響を受け
ないようにしたものである。
感圧センサの抵抗値の変化を検出することにより圧力を
検出するようにした感圧回路において、感圧センサを第
１の演算増幅器の反転入力端子に接続するとともに、上
記第１の演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に
負帰還抵抗を接続し、さらに上記第１の演算増幅器の非
反転入力端子に充放電電圧を供給する充放電部を接続
し、この充放電部と上記第１の演算増幅器の出力端子と
をそれぞれ出力端子と反転入力端子とに接続されるとと
もに非反転入力端子に基準電圧発生部を接続される第２
の演算増幅器を備えることによって、温度変化・経年変
化による感圧センサの抵抗値の変化に対して影響を受け
ないようにしたものである。
モータ駆動により移動体を移動させるよにした自動車
用パワーウインド装置などでは、窓ガラスなどの移動体
により異物が挟み込まれたときにモータの駆動を停止さ
せるために、異物の挟み込み検出を行なっている。この
ような異物の挟み込み検出のために、感圧型導電ゴムや
感圧型導電塗料を用いた感圧センサによって、異物に加
えられる圧力が検出される。
用パワーウインド装置などでは、窓ガラスなどの移動体
により異物が挟み込まれたときにモータの駆動を停止さ
せるために、異物の挟み込み検出を行なっている。この
ような異物の挟み込み検出のために、感圧型導電ゴムや
感圧型導電塗料を用いた感圧センサによって、異物に加
えられる圧力が検出される。
このような感圧型導電ゴムや感圧型導電塗料を用いた
感圧センサの電気的特性は、加えられる圧力Ｐに対応し
た抵抗値をRSとしたとき、一般に、圧力Ｐが大きくなる
にしたがって抵抗値RSが減少し、通常、Ｎを正の定数と
すると、 RS∝P-N ……（１） で表わされる。そして、上記（１）式の特性を図に表わ
すと、圧力Ｐに対する抵抗値RSの変化は、第４図に示す
ような曲線となる。なお、第４図において、横軸は圧力
Ｐであり、縦軸は抵抗値RSである。
感圧センサの電気的特性は、加えられる圧力Ｐに対応し
た抵抗値をRSとしたとき、一般に、圧力Ｐが大きくなる
にしたがって抵抗値RSが減少し、通常、Ｎを正の定数と
すると、 RS∝P-N ……（１） で表わされる。そして、上記（１）式の特性を図に表わ
すと、圧力Ｐに対する抵抗値RSの変化は、第４図に示す
ような曲線となる。なお、第４図において、横軸は圧力
Ｐであり、縦軸は抵抗値RSである。
この場合、第４図の圧力−抵抗値特性から分かるよう
に、圧力Ｐが大きくなるにしたがって、抵抗値RSの変化
率が小さくなる。すなわち、圧力Ｐが大きくなるほど、
挟み込み検出の検出感度が低下してしまう。
に、圧力Ｐが大きくなるにしたがって、抵抗値RSの変化
率が小さくなる。すなわち、圧力Ｐが大きくなるほど、
挟み込み検出の検出感度が低下してしまう。
この挟み込み検出の検出感度の低下の問題を解決する
ために、先に発明者は第５図に示す感圧回路を提案し
た。
ために、先に発明者は第５図に示す感圧回路を提案し
た。
第５図において、演算増幅器１の非反転入力端子1aは
抵抗値ROの抵抗５を介してアースに接続される。また、
演算増幅器１の出力端子1cと反転入力端子1bとの間に抵
抗値Rfの負帰還抵抗２が接続される。そして、反転入力
端子1bには、加えられる圧力Ｐに応じて抵抗値RSが変化
する感圧センサ３の一端が接続される。この感圧センサ
３の他端は、所定の基準電圧EOをアースとの間に発生す
る基準電圧源４に接続される。なお、７は出力端子であ
って、演算増幅器１の出力端子1cに接続される。
抵抗値ROの抵抗５を介してアースに接続される。また、
演算増幅器１の出力端子1cと反転入力端子1bとの間に抵
抗値Rfの負帰還抵抗２が接続される。そして、反転入力
端子1bには、加えられる圧力Ｐに応じて抵抗値RSが変化
する感圧センサ３の一端が接続される。この感圧センサ
３の他端は、所定の基準電圧EOをアースとの間に発生す
る基準電圧源４に接続される。なお、７は出力端子であ
って、演算増幅器１の出力端子1cに接続される。
第５図に示す感圧回路において、出力端子７から出力
される検出電圧EOをアースとの間に発生する基準電圧VO
は VO＝−（Rf／RS）・EO ……（２） で表わされる。一方、抵抗値RSは比例定数をＫとする
と、 RS＝Ｋ・P-N ……（３） で表わすことができ、したがって検出電圧VOは、 VO＝−（Rf・EO/K）・P-N ……（４） となる。ただし、EOはマイナスの電圧である。したがっ
て、（４）式によれば検出電圧VOはPNに比例する。
される検出電圧EOをアースとの間に発生する基準電圧VO
は VO＝−（Rf／RS）・EO ……（２） で表わされる。一方、抵抗値RSは比例定数をＫとする
と、 RS＝Ｋ・P-N ……（３） で表わすことができ、したがって検出電圧VOは、 VO＝−（Rf・EO/K）・P-N ……（４） となる。ただし、EOはマイナスの電圧である。したがっ
て、（４）式によれば検出電圧VOはPNに比例する。
この結果、第５図に示す感圧回路では、圧力Ｐが大き
くなっても、挟み込み検出の検出感度の低下することの
ない検出電圧VOが得られる。
くなっても、挟み込み検出の検出感度の低下することの
ない検出電圧VOが得られる。
しかしながら、第５図に示す感圧回路は感圧センサの
温度変化・経年変化などについて配慮がされておらず、
これらの変化の起因する抵抗値RSの変化（例えば、一般
にRSは温度が上昇すると増大する。）に対して、検出電
圧VOおよび挟み込み検出の検出感度が変動するという問
題があった。
温度変化・経年変化などについて配慮がされておらず、
これらの変化の起因する抵抗値RSの変化（例えば、一般
にRSは温度が上昇すると増大する。）に対して、検出電
圧VOおよび挟み込み検出の検出感度が変動するという問
題があった。
本発明は上記の問題点に鑑み、感圧センサの温度変化
・経年変化に伴う抵抗値変化に影響されずに安定した挟
み込み検出の検出感度を有する感圧回路を提供すること
を目的とする。
・経年変化に伴う抵抗値変化に影響されずに安定した挟
み込み検出の検出感度を有する感圧回路を提供すること
を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の感圧回路は、加
えられる圧力に応じて抵抗値が変化する感圧センサと、
この感圧センサが反転入力端子に接続されており、上記
感圧センサに加えられる圧力に応じた出力電圧をその出
力端子から出力するための第１の演算増幅器と、上記第
１の演算増幅器の上記反転入力端子と上記出力端子との
間に接続されている負帰還抵抗と、少なくとも第１の基
準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記第１の演算増
幅器の出力電圧を反転入力端子に供給され、上記第１の
基準電圧を非反転入力端子に供給されて所定の出力電圧
を出力端子から出力する第２の演算増幅器と、上記第２
の演算増幅器の出力電圧に応じて充放電電圧を発生し、
この充放電電圧を上記第１の演算増幅器の非反転入力端
子に供給する充放電部とを備える。
えられる圧力に応じて抵抗値が変化する感圧センサと、
この感圧センサが反転入力端子に接続されており、上記
感圧センサに加えられる圧力に応じた出力電圧をその出
力端子から出力するための第１の演算増幅器と、上記第
１の演算増幅器の上記反転入力端子と上記出力端子との
間に接続されている負帰還抵抗と、少なくとも第１の基
準電圧を発生する基準電圧発生部と、上記第１の演算増
幅器の出力電圧を反転入力端子に供給され、上記第１の
基準電圧を非反転入力端子に供給されて所定の出力電圧
を出力端子から出力する第２の演算増幅器と、上記第２
の演算増幅器の出力電圧に応じて充放電電圧を発生し、
この充放電電圧を上記第１の演算増幅器の非反転入力端
子に供給する充放電部とを備える。
また、好ましくは上記第１の基準電圧とともに第２の
基準電圧を発生する上記基準電圧発生部と、更に上記第
１の演算増幅器の出力電圧と上記第２の基準電圧とを比
較し、異物の挟み込みに応じた検出電圧を出力するため
のコンパレータとを備える。
基準電圧を発生する上記基準電圧発生部と、更に上記第
１の演算増幅器の出力電圧と上記第２の基準電圧とを比
較し、異物の挟み込みに応じた検出電圧を出力するため
のコンパレータとを備える。
以下、本発明の感圧回路の一実施例を図面を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明の感圧回路の一実施例の構成を示す回
路図である。第１図において、演算増幅器10の出力端子
10cと反転入力端子10bとの間に抵抗値Rfの負帰還抵抗２
が接続される。そして、反転入力端子10bとアースとの
間に、加えられる圧力Ｐに応じて抵抗値RSが変化する感
圧センサ３が接続される。また、演算増幅器10の非反転
入力端子10aは静電容量C1のコンデンサ21を介してアー
スに接続される。
路図である。第１図において、演算増幅器10の出力端子
10cと反転入力端子10bとの間に抵抗値Rfの負帰還抵抗２
が接続される。そして、反転入力端子10bとアースとの
間に、加えられる圧力Ｐに応じて抵抗値RSが変化する感
圧センサ３が接続される。また、演算増幅器10の非反転
入力端子10aは静電容量C1のコンデンサ21を介してアー
スに接続される。
さらに、非反転入力端子10aは抵抗値R5の抵抗15を介
するとともに、抵抗値R6は抵抗16とダイオード19とから
成る直列回路を介して演算増幅器20の出力端子20cに接
続される。なお、ダイオード19のアノードが出力端子20
cに接続される。そして、演算増幅器20の反転入力端子2
0bは、抵抗値R1の抵抗11を介して、演算増幅器10の出力
端子10cに接続される。
するとともに、抵抗値R6は抵抗16とダイオード19とから
成る直列回路を介して演算増幅器20の出力端子20cに接
続される。なお、ダイオード19のアノードが出力端子20
cに接続される。そして、演算増幅器20の反転入力端子2
0bは、抵抗値R1の抵抗11を介して、演算増幅器10の出力
端子10cに接続される。
一方、一定電圧＋ECが供給される電源ライン24とアー
スとの間に、抵抗値R2の抵抗12、抵抗値R3の抵抗13およ
び抵抗値R4の抵抗14から成る直列回路（分圧回路）が設
けられている。ここで、抵抗12は電源ライン24に接続さ
れ、抵抗14は接地されている。この結果、抵抗12と抵抗
13との接続点に電圧e2が発生し、抵抗13と抵抗14との接
続点に電圧e1が発生する。
スとの間に、抵抗値R2の抵抗12、抵抗値R3の抵抗13およ
び抵抗値R4の抵抗14から成る直列回路（分圧回路）が設
けられている。ここで、抵抗12は電源ライン24に接続さ
れ、抵抗14は接地されている。この結果、抵抗12と抵抗
13との接続点に電圧e2が発生し、抵抗13と抵抗14との接
続点に電圧e1が発生する。
抵抗13と抵抗14との接続点は、演算増幅器20の非反転
入力端子20aに接続される。また、抵抗12と抵抗13との
接続点は、コンパレータ22の反転入力端子22bに接続さ
れる。そして、コンパレータ22の非反転入力端子22a
は、抵抗値R7の抵抗17を介して演算増幅器10の出力端子
10cに接続される。なお、コンパレータ22の出力端子22c
は、抵抗値R8の抵抗18を介して、感圧回路の出力端子27
に接続される。
入力端子20aに接続される。また、抵抗12と抵抗13との
接続点は、コンパレータ22の反転入力端子22bに接続さ
れる。そして、コンパレータ22の非反転入力端子22a
は、抵抗値R7の抵抗17を介して演算増幅器10の出力端子
10cに接続される。なお、コンパレータ22の出力端子22c
は、抵抗値R8の抵抗18を介して、感圧回路の出力端子27
に接続される。
次に、第１図に示す感圧回路の動作について説明す
る。
る。
まず、定常状態では、演算増幅器20はイマジナルショ
ートによって反転入力端子20bの電圧と非反転入力端子2
0aの電圧とが等しくなるように動作する。このため、演
算増幅器10の出力電圧e4は、抵抗13と抵抗14との接続点
の電圧e1と等しくなる。即ち、出力電圧e4は、 e4＝e1＝EC・R4／（R2＋R3＋R4） ……（５） で表わされる。
ートによって反転入力端子20bの電圧と非反転入力端子2
0aの電圧とが等しくなるように動作する。このため、演
算増幅器10の出力電圧e4は、抵抗13と抵抗14との接続点
の電圧e1と等しくなる。即ち、出力電圧e4は、 e4＝e1＝EC・R4／（R2＋R3＋R4） ……（５） で表わされる。
また、演算増幅器10の増幅率をG1とし、その非反転入
力端子10aの電圧をe3とすると、 e4＝G1・e3＝（１＋Rf／RS）・e3 ……（６） になる。したがって、上記（５）式と（６）式とから、 G1・e3＝e1 ……（７） が導びかれる。この（７）式において電圧e1は一定値で
ある。
力端子10aの電圧をe3とすると、 e4＝G1・e3＝（１＋Rf／RS）・e3 ……（６） になる。したがって、上記（５）式と（６）式とから、 G1・e3＝e1 ……（７） が導びかれる。この（７）式において電圧e1は一定値で
ある。
つまり、感圧センサ３の抵抗値RSが比較的長い時間を
かけて増大して増幅率G1が小さくなっても、電圧e3がそ
れに対応して増大する。このために、演算増幅器10の出
力電圧e4は一定に保たれる。また逆に、抵抗値RSが長い
時間をかけて減少しても、同様にして電圧e3がそれに対
応して減少するために、出力電圧e4は一定に保たれる。
かけて増大して増幅率G1が小さくなっても、電圧e3がそ
れに対応して増大する。このために、演算増幅器10の出
力電圧e4は一定に保たれる。また逆に、抵抗値RSが長い
時間をかけて減少しても、同様にして電圧e3がそれに対
応して減少するために、出力電圧e4は一定に保たれる。
この出力電圧e4はコンパレータ22の非反転入力端子22
aに供給される。また、コンパレータ22の反転入力端子2
2bには電圧e2が供給される。出力電圧e4は電圧e1に等し
く、電圧e2よりも低い電圧であるため、コンパレータ22
の出力端子22cにはローレベルの電圧e5が発生する。即
ち、コンパレータ22は異物の挟み込みを検出しない。つ
まり、温度変化・経年変化などにより感圧センサ３の抵
抗値RSが比較的長い時間をかけて変動した場合、電圧e3
の応答によってe4＜e2の条件が保持されるため、コンパ
レータ22は異物の挟み込みを示す信号を発生しない。
aに供給される。また、コンパレータ22の反転入力端子2
2bには電圧e2が供給される。出力電圧e4は電圧e1に等し
く、電圧e2よりも低い電圧であるため、コンパレータ22
の出力端子22cにはローレベルの電圧e5が発生する。即
ち、コンパレータ22は異物の挟み込みを検出しない。つ
まり、温度変化・経年変化などにより感圧センサ３の抵
抗値RSが比較的長い時間をかけて変動した場合、電圧e3
の応答によってe4＜e2の条件が保持されるため、コンパ
レータ22は異物の挟み込みを示す信号を発生しない。
一方、過渡状態では、圧力Ｐによって感圧センサ３の
抵抗値RSが短時間のうちに減少する方向に変動すると、
コンデンサ21によって電圧e3の応答が遅れる。このた
め、出力電圧e4は、上記（３）式と（６）式とから、 e4＝G1・e3＝（１＋Rf・PN/K）・e3 ……（６）′ で表わされ、かつ、e4＞e1の条件を満たすことになる。
そして、e4＞e2の条件が満たされると、コンパレータ22
の出力電圧e5がローレベルからハイレベルに転じ、異物
の挟み込みが検出される。
抵抗値RSが短時間のうちに減少する方向に変動すると、
コンデンサ21によって電圧e3の応答が遅れる。このた
め、出力電圧e4は、上記（３）式と（６）式とから、 e4＝G1・e3＝（１＋Rf・PN/K）・e3 ……（６）′ で表わされ、かつ、e4＞e1の条件を満たすことになる。
そして、e4＞e2の条件が満たされると、コンパレータ22
の出力電圧e5がローレベルからハイレベルに転じ、異物
の挟み込みが検出される。
なお、上記（６）′式から圧力Ｐに対する出力電圧e4
の特性が、第２図、第３図のように示される。第２図は
正の定数Ｎが１の場合の特性図であり、第３図はＮが１
より大きい場合の特性図である。第２図、第３図から分
かるように、圧力Ｐが大きくなっても、異物の挟み込み
検出の検出感度の低下することのない出力電圧e4が得ら
れる。このことは異物の挟み込み検出の信頼性が向上す
ることを意味する。
の特性が、第２図、第３図のように示される。第２図は
正の定数Ｎが１の場合の特性図であり、第３図はＮが１
より大きい場合の特性図である。第２図、第３図から分
かるように、圧力Ｐが大きくなっても、異物の挟み込み
検出の検出感度の低下することのない出力電圧e4が得ら
れる。このことは異物の挟み込み検出の信頼性が向上す
ることを意味する。
また、上記実施例においては、コンデンサ21から演算
増幅器20への放電時は抵抗15を通して行なわれるが、コ
ンデンサ21への充電は抵抗15、および抵抗16とダイオー
ド19との直列回路の２つの経路で行なわれる。このた
め、感圧センサ３に加えられた圧力が除去された際に、
電圧e3の上昇は早められる。
増幅器20への放電時は抵抗15を通して行なわれるが、コ
ンデンサ21への充電は抵抗15、および抵抗16とダイオー
ド19との直列回路の２つの経路で行なわれる。このた
め、感圧センサ３に加えられた圧力が除去された際に、
電圧e3の上昇は早められる。
なお、上記実施例において、例えば電圧e1と電圧e2と
の差を調節できるように構成すれば、異物の挟み込み検
出の感度を制御することが可能である。
の差を調節できるように構成すれば、異物の挟み込み検
出の感度を制御することが可能である。
また、上記実施例において、Rf／RSを１に比べて充分
に大きく設定すると、感圧センサ３の抵抗値RSの変化率
に対する電圧e4の変化率はほぼ同じであるため、感圧セ
ンサ３の温度変化・経年変化・製造時のバラツキなどが
あっても回路定数を変更することなく、安定した挟み込
み検出が可能である。
に大きく設定すると、感圧センサ３の抵抗値RSの変化率
に対する電圧e4の変化率はほぼ同じであるため、感圧セ
ンサ３の温度変化・経年変化・製造時のバラツキなどが
あっても回路定数を変更することなく、安定した挟み込
み検出が可能である。
本発明の感圧回路は、以上説明したように構成されて
いるので、感圧センサの抵抗値の温度変化・経年変化に
おける長時間にわたる抵抗値変化は検出せずに、上記抵
抗値の短時間での変動を適確に検出することができる。
いるので、感圧センサの抵抗値の温度変化・経年変化に
おける長時間にわたる抵抗値変化は検出せずに、上記抵
抗値の短時間での変動を適確に検出することができる。
したがって、感圧センサの温度変化・経年変化に伴う
抵抗値変化に影響されずに安定した挟み込み検出の検出
感度を有する感圧回路を提供することができる。
抵抗値変化に影響されずに安定した挟み込み検出の検出
感度を有する感圧回路を提供することができる。
第１図は本発明の感圧回路の一実施例の構成を示す回路
図、第２図および第３図は第１図に示す演算増幅器の出
力電圧e4の特性をそれぞれ示す図、第４図は感圧型導電
ゴムや感圧型導電塗料を用いた感圧センサの一般的な電
気的特性を示す図、第５図は先に発明者が提案した感圧
回路の構成を示す回路図である。 なお図面に用いた符号において、 ２……負帰還抵抗 ３……感圧センサ 10、20……演算増幅器 12〜14……抵抗（基準電圧発生部） 15、16……抵抗（充放電部） 19……ダイオード（充放電部） 21……コンデサ（充放電部） 22……コンパレータ である。
図、第２図および第３図は第１図に示す演算増幅器の出
力電圧e4の特性をそれぞれ示す図、第４図は感圧型導電
ゴムや感圧型導電塗料を用いた感圧センサの一般的な電
気的特性を示す図、第５図は先に発明者が提案した感圧
回路の構成を示す回路図である。 なお図面に用いた符号において、 ２……負帰還抵抗 ３……感圧センサ 10、20……演算増幅器 12〜14……抵抗（基準電圧発生部） 15、16……抵抗（充放電部） 19……ダイオード（充放電部） 21……コンデサ（充放電部） 22……コンパレータ である。
Claims (2)
- 【請求項１】加えられる圧力に応じて抵抗値が変化する
感圧センサと、 この感圧センサが反転入力端子に接続されており、上記
感圧センサに加えられる圧力に応じた出力電圧をその出
力端子から出力するための第１の演算増幅器と、 上記第１の演算増幅器の上記反転入力端子と上記出力端
子との間に接続されている負帰還抵抗と、 少なくとも第１の基準電圧を発生する基準電圧発生部
と、 上記第１の演算増幅器の出力電圧を反転入力端子に供給
され、上記第１の基準電圧を非反転入力端子に供給され
て所定の出力電圧を出力端子から出力する第２の演算増
幅器と、 上記第２の演算増幅器の出力電圧に応じて充放電電圧を
発生し、この充放電電圧を上記第１の演算増幅器の非反
転入力端子に供給する充放電部と を備えたことを特徴とする感圧回路。 - 【請求項２】請求項１に記載の感圧回路において、 上記第１の基準電圧とともに第２の基準電圧を発生する
上記基準電圧発生部と、 上記第１の演算増幅器の出力電圧と上記第２の基準電圧
とを比較し、異物の挟み込みに応じた検出電圧を出力す
るためのコンパレータと を備えたことを特徴とする感圧回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19822490A JP2769911B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 感圧回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19822490A JP2769911B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 感圧回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483136A JPH0483136A (ja) | 1992-03-17 |
| JP2769911B2 true JP2769911B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=16387572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19822490A Expired - Fee Related JP2769911B2 (ja) | 1990-07-26 | 1990-07-26 | 感圧回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769911B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5396118A (en) * | 1992-08-27 | 1995-03-07 | Kabushiki Kaisha Riken | Pressure detector circuit |
-
1990
- 1990-07-26 JP JP19822490A patent/JP2769911B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0483136A (ja) | 1992-03-17 |
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