JP4059056B2

JP4059056B2 - センサ装置およびセンサ装置の出力特性切換方法

Info

Publication number: JP4059056B2
Application number: JP2002304669A
Authority: JP
Inventors: 昇遠藤; 牧野　　泰明
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: DE10347681A1; CN1497250A; FR2846087A1; KR100514066B1; US7365452B2; US20040083834A1; CN100392355C; JP2004138548A; FR2846087B1; KR20040034499A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ装置およびセンサ装置の出力特性切換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧力センサ装置において、通常、被測定対象の圧力範囲に対し適切な１つのレンジを持っているのが一般的である。
【０００３】
しかし、例えば、センサ設置の際に実施されるリーク検査時と、実際にシステムで使用される際の実使用時とで、異なるレンジの圧力を高精度に検出するような場合、被測定対象の圧力の差が大きいため、１つのセンサ装置で２つのレンジを持つ必要がある。
【０００４】
複数のレンジに対応する圧力センサ装置として、図１０に示すように、圧力値と出力電圧の関係において上限・下限電圧を設け、その間を複数回折り返すことで、圧力が大きい場合でも小さい場合と同じ分解能で圧力を検出することができる。
【０００５】
あるいは、図１１に示すように、リファレンス電圧設定端子を設け、外部機器（マイコン等）からアナログ電圧を入力することで、図１２に示すようにリファレンス電圧毎の特性線を切り換えて広い範囲の圧力を同じ分解能で検出できる。
【０００６】
ところが、図１０の場合においては、実際の圧力はセンサ出力から判別できないため使用上の制限があるという問題がある。つまり、出力電圧のみからでは圧力値が不定となるため、外部機器（マイコン等）からの別の情報と併せて圧力値を特定する必要がある。また、図１１，１２の場合においては、リファレンス電圧設定のために外部機器（マイコン等）にＤＡコンバータが必要となるとともに、専用の配線（リファレンス電圧ライン）を１本増加する必要があるという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、容易に出力特性を切り換えつつ被測定対象の値を検出できるようにすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のセンサ装置の出力特性切換方法によれば、センシング素子を備えるセンサ装置とマイコンとの間での相互通信を通じて前記センシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換える方法として、前記センサ装置は、前記相互通信のために前記マイコンに接続された入出力端子と、前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路と、これら入出力端子および調整回路の間に接続されて前記入出力端子もしくは当該センサ装置の電源端子に印加される電圧を監視しつつ該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路から前記入出力端子に前記センシング素子による検出信号を送るとともに同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路と、この入出力制御回路によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記入出力端子を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路とを備え、前記センサ装置とマイコンとの間での相互通信を利用した
ａ．前記電源端子もしくは前記検出信号出力モードとして前記センシング素子による検出信号を出力している入出力端子に前記マイコンから強制的に前記所定の範囲から外れる電圧が印加されることに基づいて前記入出力制御回路が前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定を行い、前記入出力端子からの前記検出信号の出力を遮断するとともに、同入出力端子を入力待ち状態とするステップ、および
ｂ．前記入出力制御回路による前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定に基づいて前記レンジ制御回路が前記マイコンから前記入出力端子にシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込むとともに、前記調整回路に予め設定されているレンジをこの取り込んだデジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるステップ、および
ｃ．前記レンジの切り換えに伴って前記入出力制御回路が前記センサ装置側入力待ちモードを解除するとともに、前記検出信号出力モードとして、このレンジの切り換えられた前記センシング素子による検出信号を前記入出力端子を介して前記マイコンに出力するステップ、
の各ステップを通じて、前記センシング素子による検出信号の出力特性が切り換えられる。
また、請求項２に記載のセンサ装置の出力特性切換方法によれば、センシング素子を備えるセンサ装置とマイコンとの間での相互通信を通じて前記センシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換える方法として、前記センサ装置は、前記相互通信のために前記マイコンに接続された出力端子および電源端子と、前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路と、これら出力端子および電源端子および調整回路の間に接続されて前記電源端子に印加される電圧を監視しつつ該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路から前記出力端子に前記センシング素子による検出信号を送るとともに同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路と、この入出力制御回路によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記電源端子を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路とを備え、前記センサ装置とマイコンとの間での相互通信を利用した
ａ．前記電源端子に前記マイコンから強制的に前記所定の範囲から外れる電圧が印加されることに基づいて前記入出力制御回路が前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定を行い、電源端子を入力待ち状態とするステップ、および
ｂ．前記入出力制御回路による前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定に基づいて前記レンジ制御回路が前記マイコンから前記電源端子にシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込むとともに、前記調整回路に予め設定されているレンジをこの取り込んだデジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるステップ、および
ｃ．前記レンジの切り換えに伴って前記入出力制御回路が前記センサ装置側入力待ちモードを解除するとともに、前記検出信号出力モードとして、このレンジの切り換えられた前記センシング素子による検出信号を前記出力端子を介して前記マイコンに出力するステップ、
の各ステップを通じて、前記センシング素子による検出信号の出力特性が切り換えられる。
これらの方法により、従来に比べ配線数（端子）が増加することなく出力特性が切り換えられる。その結果、容易に出力特性を切り換えつつ被測定対象の値を検出できることとなる。
【０００９】
一方、請求項３に記載の発明では、マイコンとの間での相互通信を通じてセンシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換えるセンサ装置として、前記相互通信のために前記マイコンに接続された入出力端子と、前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路と、これら入出力端子および調整回路の間に接続されて前記入出力端子もしくは当該センサ装置の電源端子に印加される電圧を監視しつつ、該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路から前記入出力端子に前記センシング素子による検出信号を送るとともに、前記マイコンからの強制的な電圧の印加によって同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路と、この入出力制御回路によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記入出力端子を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路とを備えることとした。
また、請求項４に記載の発明では、マイコンとの間での相互通信を通じてセンシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換えるセンサ装置として、前記相互通信のために前記マイコンに接続された出力端子および電源端子と、前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路と、これら出力端子および電源端子および調整回路の間に接続されて前記電源端子に印加される電圧を監視しつつ、該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路から前記出力端子に前記センシング素子による検出信号を送るとともに、前記マイコンからの強制的な電圧の印加によって同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路と、この入出力制御回路によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記電源端子を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路とを備えることとした。
センサ装置としてのこれらの発明により、従来に比べ配線数（端子）を増加することなく前記検出信号の出力特性が切り換えられる。その結果、容易に出力特性を切り換えつつ被測定対象の値を検出できることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、この発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１に、本実施形態のシステムの回路構成を示す。本システムは圧力センサ装置１を有する。同圧力センサ装置１はシステム全体を司るマイコン２０と相互通信を行うようになっている。
【００１３】
圧力センサ装置１は、センシング素子２とセンサ調整回路３と入出力制御回路４とセレクタ５と調整用メモリ６とレンジ制御回路７と入出力端子８とプラス側電源端子９とマイナス側電源端子１０を備えている。プラス側電源端子９には高圧側電源端子（ＶDD）が接続されるとともに、マイナス側電源端子１０は接地されている。つまり、圧力センサ装置１は電源電圧ＶDDの供給を受ける。高圧側電源電圧ＶDDは５ボルトである。また、圧力センサ装置１の入出力端子８にはマイコン２０が接続されている。さらに、マイコン２０には高圧側電源端子（ＶDD）が接続されている。
【００１４】
圧力センサ装置１において、センシング素子２はピエゾ抵抗式半導体圧力センサ等よりなり、検出した圧力に応じたアナログ信号を出力する。詳しくは、例えば、ピエゾ抵抗式半導体圧力センサにおいては、シリコン基板にマイクロマシニング加工により形成されたダイヤフラム（薄肉部）と、当該ダイヤフラムにおいて不純物拡散により形成されたピエゾ抵抗ゲージを有する。ここで、一般的に、センシング素子２でのアナログ信号は小信号であり、また、温度特性やオフセットを持っており、かつそれらは個々の製造バラツキといった誤差要因を持つ。
【００１５】
センサ調整回路３は、センシング素子２から圧力に応じたアナログ信号を入力して、増幅処理に加えて、オフセット、温度特性調整などを行う。具体的には、センサ調整回路３において、アナログ信号を増幅するとともに、センシング素子２が持つアナログ信号の誤差要因を仕様に応じた所定の圧力関数となるようにする。この処理に関するデータは調整用メモリ６に記憶されており、センシング動作時に調整用メモリ６のデータがセレクタ５を介してセンサ調整回路３に送られて、このデータに応じた処理（調整）がセンサ調整回路３にて行われる。調整用メモリ６にはＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリやヒューズなどが用いられる。
【００１６】
入出力制御回路４は、センサ調整回路３と入出力端子８とに接続されており、検出信号出力モード時にはセンサ調整回路３からのアナログ信号（アナログ電圧信号）を入力して入出力端子８に送る。つまり、電圧成分の変化による検出信号を端子８から出力する。
【００１７】
また、入出力制御回路４にはレンジ制御回路７が接続されている。さらに、入出力制御回路４は入出力端子８における電圧値をモニタしている。この電圧モニタに基づき後記するセンサ装置側入力待ちモードになった時には、レンジ制御回路７は入出力端子８および入出力制御回路４を通してマイコン２０から送られるデジタルデータを取り込む。そして、このデータによりレンジ制御回路７はセレクタ５を介してレンジに応じた調整用メモリ６のデータ選択を行う。
【００１８】
図２は、圧力センサ装置１におけるレンジ、即ち、出力特性（Ｌ１，Ｌ２）を示すものであり、圧力と出力電圧との関係を示す。特性線Ｌ１，Ｌ２は一次関数で表され、特性線Ｌ１，Ｌ２は切片が共にβであり、傾きθは特性線Ｌ１がθ１であり、特性線Ｌ２がθ２（＜θ１）である。そして、マイコン２０から送られてきたデータが二進数の「００」であった場合は、特性線Ｌ１を用いて低い圧力を検出でき、また、マイコン２０から送られてきたデータが二進数の「０１」であった場合は、特性線Ｌ２を用いて高い圧力を検出できる。
【００１９】
次に、圧力センサ装置１の作用を説明する。
図３は作用を説明するためのタイムチャートである。縦軸には図１の入出力端子８での電圧をとり、横軸には時間をとっている。
【００２０】
図３において、高圧側電源電圧ＶDD＝５ボルトであって、ｔ０〜ｔ１の期間（検出信号出力動作モード）においては、検出した信号の出力動作が行われ、１ボルトから４ボルトまでの範囲でセンシングした結果がアナログ電圧値として出力される。つまり、端子８を信号出力端子として用いている。
【００２１】
図３のｔ１のタイミングになると、マイコン２０は図１の入出力端子８の電圧を強制的に５ボルトにする。入出力制御回路４はコンパレータ等を用いてこれを検出し、それまでの検出信号出力動作モードからセンサ装置側入力待ちモードにする。そして、図３のｔ１〜ｔ２の期間において入出力制御回路４は端子機能を変更するための動作を行い、端子８を信号出力端子から信号入力端子に機能を変更する。つまり、入出力端子８を入力待ち状態にし、センサ出力は遮断する。
【００２２】
その後、図３のｔ２〜ｔ３の期間においてレンジ制御回路７はデータ取り込み動作を実行する。つまり、マイコン２０から端子８を介して送られてくる２ビットのレンジ選択データ（レンジを決定するためのデジタル信号）を取り込む。２ビットのレンジ選択データは、Ｌレベルが０ボルトであり、Ｈレベルが５ボルトである。図３のｔ２〜ｔ３の期間においては二進数の「０１」を入力した場合を示す。このようにして、圧力センサ装置１はマイコン２０とシリアル通信によってデジタル信号を用いてレンジ選択データを入力する。
【００２３】
そして、マイコン２０からのデジタル信号の内容をレンジ制御回路７において識別する。
このマイコン２０からのデータにより、レンジ制御回路７は図３のｔ３〜ｔ４の期間においてマイコン２０から要求された特性線（レンジ）Ｌ１，Ｌ２に切り換える。
【００２４】
具体的には、マイコン２０から要求されたレンジでのセンサ出力とすべく、レンジ制御回路７はセレクタ５を介して調整用メモリ６でのデータのうち必要なデータを読み出してセンサ調整回路３内のアナログ回路（ＯＰアンプなど）の接続状態を変更し、例えば増幅回路のゲインを変化させる。なお、セレクタ５を用いて選択する方法以外に、メモリ領域をレンジ毎に分割しておき、目的の領域のみ読み出すという方法でもよい。
【００２５】
レンジが切り換えられると、図３のｔ４のタイミングにおいてセンサ装置側入力待ち状態の解除となる。それ以降において検出信号出力動作モードとなり、検出信号の出力動作が行われ、端子８から圧力に応じたアナログ電圧が出力される。即ち、１ボルトから４ボルトまでの範囲でセンシングした結果がアナログ電圧値として出力される。
【００２６】
このようにして、複数のレンジで圧力を検出でき、かつ、ＤＡコンバータや配線数が増加することもない。よって、低コストで複数のレンジにて圧力検出を行うことができる。
【００２７】
以上のごとく本実施形態は下記の特徴を有する。
（イ）圧力センサ装置の出力特性切換方法として、図３のｔ１〜ｔ２の期間において検出信号を出力するための端子８を、外部からの信号を入力するための端子に機能変更し、この状態で図３のｔ２〜ｔ３の期間において当該端子８を通して外部指令信号であるレンジ選択データを取り込んでｔ３〜ｔ４の期間において出力特性（レンジ）を切り換えるようにした。これにより、従来に比べ配線数（端子）が増加することなく出力特性（レンジ）が切り換えられる。また、マイコン２０においては使用しているレンジが分かっているので圧力センサ装置１の検出信号（出力値）から圧力値を特定することができる。このようにして、容易に出力特性（レンジ）を切り換えつつ被測定対象の値を検出できる。
【００２８】
また、外部指令信号であるレンジ選択データはデジタル信号であるので、従来（図１１，１２）に比べＤＡコンバータを用いる必要がなく実用上好ましい。
なお、図１での検出信号出力用端子（８）の機能を外部信号入力用端子に変更する代わりに、電源電圧供給用端子（９）の機能を外部信号入力用端子に変更してもよい（詳しい説明は図８を用いた第４実施形態にて行う）。要は、少なくとも、電源電圧の供給を受ける、あるいは、検出信号を出力するための端子を、外部からの信号を入力するための端子に機能変更し、この状態で当該端子を通して外部指令信号を取り込んで出力特性を切り換えるようにすればよい。
（ロ）圧力センサ装置として、電圧成分の変化による検出信号を出力するための端子８と、端子８における電圧値をモニタして所定の範囲から外れると、当該端子８を、外部信号を入力する端子に機能変更する端子機能変更手段（入出力制御回路４）と、端子８を外部信号を入力する端子に変更した後において、当該端子８を通して外部指令信号を取り込んで出力特性を切り換える出力特性切換手段（レンジ制御回路７）と、を備えた。これにより、（イ）の方法を具現化することができる。
【００２９】
なお、図２においては出力特性であるレンジ（特性線Ｌ１，Ｌ２）は一次関数の傾き（感度）θが異なるものとした。これに代わり、レンジ（特性線Ｌ１，Ｌ２）は一次関数の切片（オフセット電圧）βが異なるものとしてもよい。また、図２においては２つの特性線Ｌ１，Ｌ２（２つのレンジ）を用いる場合を示したが、更に多くの特性線Ｌ１，Ｌ２（レンジ）を設定するようにしてもよい。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３０】
図４には、図１に代わる本実施形態におけるシステムの構成を示す。図５には、図３に代わる本実施形態でのタイムチャートを示す。
第１の実施の形態においては、センサ出力としてアナログ電圧を用いた３端子構造の圧力センサ装置であったが、本実施形態においてはセンサ出力としてアナログ電流を用いた２端子構造の圧力センサ装置に具体化している。
【００３１】
図４において、圧力センサ装置１は端子３０とマイナス側電源端子１０を備えている。また、圧力センサ装置１の端子３０にはマイコン２０が接続されている。マイコン２０には高圧側電源端子（ＶDD）が接続され、高圧側電源電圧ＶDDは１０ボルトである。マイナス側電源端子１０は接地されている。
【００３２】
端子３０は、マイコン２０から電源電圧の供給を受けるとともにマイコン２０に対し電流成分の変化による検出信号を出力するための端子である。即ち、圧力センサ装置１からマイコン２０に対して端子３０を通してセンシングした圧力値がアナログ電流にて出力される。
【００３３】
次に、作用を、図５のタイムチャートを用いて説明する。図５の縦軸には図４の端子３０での電圧をとっている。
高圧側電源電圧ＶDD＝１０ボルトであって、図５のｔ１０〜ｔ１１の期間において検出信号出力動作が行われ、２ボルトから８ボルトまでの範囲でセンシングした結果がアナログ電流値として出力される。
【００３４】
図５のｔ１１のタイミングになると、マイコン２０は図４の端子３０の電圧を強制的に１０ボルトにする。圧力センサ装置１において、端子機能変更手段としての入出力制御回路４は端子３０における電圧値をモニタしており、この変化、即ち、端子３０の電圧値が所定の範囲から外れたことを検出する。そして、それまでの検出信号出力動作モードからセンサ装置側入力待ちモードを設定する。さらに、図５のｔ１１〜ｔ１２の期間において入出力制御回路４は端子機能を変更するための動作を行い、端子３０を信号出力端子から外部信号を入力する端子に機能変更する。つまり、端子３０を入力待ち状態にし、センサ出力は遮断する。
【００３５】
端子３０を外部信号を入力する端子に変更した後において、出力特性切換手段としてのレンジ制御回路７は図５のｔ１２〜ｔ１３の期間においてデータ取り込み動作を実行する。つまり、マイコン２０から端子３０を通して送られてくる２ビットのレンジ選択データ（外部指令信号）を取り込む。２ビットのレンジ選択データは、Ｌレベルが５ボルトであり、Ｈレベルが１０ボルトである。図５のｔ１２〜ｔ１３の期間においては二進数の「０１」を入力した場合を示す。
【００３６】
このマイコン２０からのデータにより、レンジ制御回路７は図５のｔ１３〜ｔ１４の期間において出力特性、即ち、特性線（レンジ）Ｌ１，Ｌ２を変更する（切り換える）。
【００３７】
その後、図５のｔ１４のタイミングでセンサ装置側入力待ち状態が解除される。それ以降において検出信号出力動作モードとなり、レンジが切り換えられた状態での圧力検出動作が行われ、２ボルトから８ボルトまでの範囲でセンシングした結果がアナログ電流値として出力される。
【００３８】
このようにして、図５のｔ１１のタイミングでマイコン２０側から高い電圧が供給されることで圧力センサ装置１内でそれを識別してセンサ装置側入力待ちモードとし、マイコン２０から圧力センサ装置１への供給電圧を２値で変化させることでデジタルデータを構成する。レンジ設定の完了後においては、圧力に応じ消費電流を変化させ、電流通信を行うことでマイコン２０側へ送る。
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００３９】
図６には、図１に代わる本実施形態におけるシステムの構成を示す。図７には、図３に代わる本実施形態でのタイムチャートを示す。
図６に示すように、マイコン２０には高圧側電源端子（ＶDD）が接続され、高圧側電源電圧ＶDDは５ボルトである。圧力センサ装置１における第１の端子（プラス側電源端子）４０は、電源電圧の供給を受けるための端子であり、マイコン２０と接続されている。また、圧力センサ装置１における第２の端子（入出力端子）４１は電圧成分の変化による検出信号を出力するための端子であり、マイコン２０と接続されている。
【００４０】
図７の縦軸には、図６の第１の端子（プラス側電源端子）４０での電圧および第２の端子（入出力端子）４１での電圧をとっている。
図７のｔ０〜ｔ１の期間において圧力センサ装置１は第１の端子（電源端子）４０を通してマイコン２０から電源電圧として４ボルトの供給を受けながら検出信号出力動作を行っている。この時、第２の端子（入出力端子）４１からマイコン２０に検出信号としてアナログ電圧が出力される。
【００４１】
その後、図７のｔ１のタイミングにおいて、マイコン２０は第１の端子（電源端子）４０の電圧をそれまでの４ボルトから５ボルトにする。図６の端子機能変更手段としての入出力制御回路４は、第１の端子（電源端子）４０における電圧値をモニタしており、４ボルトから５ボルトになることにより所定の範囲から外れると、ｔ１〜ｔ２の期間において第２の端子（入出力端子）４１を、外部信号を入力する端子に機能変更する。
【００４２】
第２の端子４１を外部信号を入力する端子に変更した後において、出力特性切換手段としてのレンジ制御回路７は、図７のｔ２〜ｔ３の期間において当該端子４１を通して２ビットのレンジ選択データを取り込んで、ｔ３〜ｔ４の期間においてレンジを変更する。即ち、外部指令信号を取り込んで出力特性を切り換える。
【００４３】
２ビットのレンジ選択データは、Ｌレベルが０ボルトであり、Ｈレベルが５ボルトである。図７のｔ２〜ｔ３の期間においては二進数の「０１」を入力した場合を示す。
【００４４】
その後、ｔ４のタイミングにおいてマイコン２０は第１の端子（電源端子）４０の電圧を４ボルトに戻す。これにより、センサ装置側入力待ち状態が解除される。ｔ４以降においては検出信号出力動作が行われる。
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００４５】
図８には、図１に代わる本実施形態におけるシステムの構成を示す。図９には、図３に代わる本実施形態でのタイムチャートを示す。
図８に示すように、マイコン２０には高圧側電源端子（ＶDD）が接続され、高圧側電源電圧ＶDDは１０ボルトである。圧力センサ装置１における第１の端子（プラス側電源端子）５０は、電源電圧の供給を受けるための端子であり、マイコン２０と接続されている。また、圧力センサ装置１における第２の端子（出力端子）５１は電圧成分の変化による検出信号を出力するための端子であり、マイコン２０と接続されている。
【００４６】
図９の縦軸には、図８の第１の端子（プラス側電源端子）５０での電圧および第２の端子（出力端子）５１での電圧をとっている。
図９のｔ０〜ｔ１の期間において圧力センサ装置１は第１の端子（電源端子）５０を通してマイコン２０から電源電圧として５ボルトの供給を受けながら検出信号出力動作を行っている。この時、第２の端子（出力端子）５１からマイコン２０に検出信号としてアナログ電圧が出力される。
【００４７】
その後、図９のｔ１のタイミングにおいて、マイコン２０は第１の端子（電源端子）５０の電圧をそれまでの５ボルトから６ボルトにする。図８の端子機能変更手段としての入出力制御回路４は、第１の端子（電源端子）５０における電圧値をモニタしており、６ボルトになることにより所定の範囲から外れると、ｔ１〜ｔ２の期間において第１の端子５０を、外部信号を入力する端子に機能変更する。
【００４８】
第１の端子５０を外部信号を入力する端子に変更した後において、出力特性切換手段としてのレンジ制御回路７は、ｔ２〜ｔ３の期間に当該端子５０を通して２ビットのレンジ選択データを取り込んで、ｔ３〜ｔ４の期間においてレンジを変更する。即ち、外部指令信号を取り込んで出力特性を切り換える。
【００４９】
２ビットのレンジ選択データは、Ｌレベルが４ボルトであり、Ｈレベルが６ボルトである。図９のｔ２〜ｔ３の期間においては二進数の「０１」を入力した場合を示す。
【００５０】
その後、ｔ４のタイミングにおいてマイコン２０は第１の端子（電源端子）５０の電圧を５ボルトに戻す。これにより、センサ装置側入力待ち状態が解除される。ｔ４以降においては検出信号出力動作が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における回路構成を示す図。
【図２】圧力と出力電圧の関係を示す特性図。
【図３】作用を説明するためのタイムチャート。
【図４】第２の実施の形態における回路構成を示す図。
【図５】作用を説明するためのタイムチャート。
【図６】第３の実施の形態における回路構成を示す図。
【図７】作用を説明するためのタイムチャート。
【図８】第４の実施の形態における回路構成を示す図。
【図９】作用を説明するためのタイムチャート。
【図１０】従来技術を説明するための特性図。
【図１１】従来技術を説明するための構成図。
【図１２】従来技術を説明するための特性図。
【符号の説明】
１…圧力センサ装置、２…センシング素子、３…センサ調整回路、４…入出力制御回路、５…セレクタ、６…調整用メモリ、７…レンジ制御回路、８…入出力端子、９…プラス側電源端子、１０…マイナス側電源端子、２０…マイコン、３０…端子、４０…第１の端子、４１…第２の端子、５０…第１の端子、５１…第２の端子。

Claims

センシング素子を備えるセンサ装置とマイコンとの間での相互通信を通じて前記センシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換える方法であって、
前記センサ装置は、前記相互通信のために前記マイコンに接続された入出力端子（８，３０，４１）と、前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路（３，５，６）と、これら入出力端子（８，３０，４１）および調整回路（３，５，６）の間に接続されて前記入出力端子（８，３０，４１）もしくは当該センサ装置の電源端子（４０）に印加される電圧を監視しつつ該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路（３，５，６）から前記入出力端子（８，３０，４１）に前記センシング素子による検出信号を送るとともに同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路（４）と、この入出力制御回路（４）によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記入出力端子（８，３０，４１）を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路（３，５，６）に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路（７）とを備え、
前記センサ装置とマイコンとの間での相互通信を利用した
ａ．前記電源端子（４０）もしくは前記検出信号出力モードとして前記センシング素子による検出信号を出力している入出力端子（８，３０，４１）に前記マイコンから強制的に前記所定の範囲から外れる電圧が印加されることに基づいて前記入出力制御回路（４）が前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定を行い、前記入出力端子（８，３０，４１）からの前記検出信号の出力を遮断するとともに、同入出力端子（８，３０，４１）を入力待ち状態とするステップ、および
ｂ．前記入出力制御回路（４）による前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定に基づいて前記レンジ制御回路（７）が前記マイコンから前記入出力端子（８，３０，４１）にシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込むとともに、前記調整回路（３，５，６）に予め設定されているレンジをこの取り込んだデジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるステップ、および
ｃ．前記レンジの切り換えに伴って前記入出力制御回路（４）が前記センサ装置側入力待ちモードを解除するとともに、前記検出信号出力モードとして、このレンジの切り換えられた前記センシング素子による検出信号を前記入出力端子（８，３０，４１）を介して前記マイコンに出力するステップ、
の各ステップを通じて、前記センシング素子による検出信号の出力特性を切り換えるようにしたことを特徴とするセンサ装置の出力特性切換方法。
センシング素子を備えるセンサ装置とマイコンとの間での相互通信を通じて前記センシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換える方法であって、
前記センサ装置は、前記相互通信のために前記マイコンに接続された出力端子（５１）および電源端子（５０）と、前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路（３，５，６）と、これら出力端子（５１）および電源端子（５０）および調整回路（３，５，６）の間に接続されて前記電源端子（５０）に印加される電圧を監視しつつ該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路（３，５，６）から前記出力端子（５１）に前記センシング素子による検出信号を送るとともに同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路（４）と、この入出力制御回路（４）によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記電源端子（５０）を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路（３，５，６）に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路（７）とを備え、
前記センサ装置とマイコンとの間での相互通信を利用した
ａ．前記電源端子（５０）に前記マイコンから強制的に前記所定の範囲から外れる電圧が印加されることに基づいて前記入出力制御回路（４）が前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定を行い、電源端子（５０）を入力待ち状態とするステップ、および
ｂ．前記入出力制御回路（４）による前記センサ装置側入力待ちモードである旨の判定に基づいて前記レンジ制御回路（７）が前記マイコンから前記電源端子（５０）にシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込むとともに、前記調整回路（３，５，６）に予め設定されているレンジをこの取り込んだデジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるステップ、および
ｃ．前記レンジの切り換えに伴って前記入出力制御回路（４）が前記センサ装置側入力待ちモードを解除するとともに、前記検出信号出力モードとして、このレンジの切り換えられた前記センシング素子による検出信号を前記出力端子（５１）を介して前記マイコンに出力するステップ、
の各ステップを通じて、前記センシング素子による検出信号の出力特性を切り換えるようにしたことを特徴とするセンサ装置の出力特性切換方法。
マイコンとの間での相互通信を通じてセンシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換えるセンサ装置であって、
前記相互通信のために前記マイコンに接続された入出力端子（８，３０，４１）と、
前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路（３，５，６）と、
これら入出力端子（８，３０，４１）および調整回路（３，５，６）の間に接続されて前記入出力端子（８，３０，４１）もしくは当該センサ装置の電源端子（４０）に印加される電圧を監視しつつ、該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路（３，５，６）から前記入出力端子（８，３０，４１）に前記センシング素子による検出信号を送るとともに、前記マイコンからの強制的な電圧の印加によって同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路（４）と、
この入出力制御回路（４）によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記入出力端子（８，３０，４１）を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路（３，５，６）に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路（７）と、
を備えることを特徴とするセンサ装置。
マイコンとの間での相互通信を通じてセンシング素子により電圧あるいは電流成分の変化として検出される検出信号の前記マイコンに対する出力特性を切り換えるセンサ装置であって、
前記相互通信のために前記マイコンに接続された出力端子（５１）および電源端子（５０）と、
前記センシング素子による検出信号を調整しつつその測定レンジを予め設定された複数のレンジ間で切換可能な調整回路（３，５，６）と、
これら出力端子（５１）および電源端子（５０）および調整回路（３，５，６）の間に接続されて前記電源端子（５０）に印加される電圧を監視しつつ、該監視する電圧が所定の範囲内にあるときには検出信号出力モードとして前記調整回路（３，５，６）から前記出力端子（５１）に前記センシング素子による検出信号を送るとともに、前記マイコンからの強制的な電圧の印加によって同監視する電圧が所定の範囲から外れるときにはセンサ装置側入力待ちモードとしてその旨の判定を行う入出力制御回路（４）と、
この入出力制御回路（４）によりセンサ装置側入力待ちモードである旨の判定が行われることに基づき前記電源端子（５０）を介して前記マイコンからシリアルデータとして送られるデジタルデータを取り込んで前記調整回路（３，５，６）に予め設定されているレンジを同デジタルデータにより指令されるレンジに切り換えるレンジ制御回路（７）と、を備えることを特徴とするセンサ装置。