JP5044423B2 - Pressure detection device - Google Patents
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Description
本発明は、圧力検出装置、特に入力される圧力を受圧部材に受圧させその状態変化に応じた圧力検出信号を出力する圧力検出装置に関する。 The present invention relates to a pressure detection device, and more particularly to a pressure detection device that receives an input pressure on a pressure receiving member and outputs a pressure detection signal corresponding to the state change.
気体や液体等の流体の圧力を検出する圧力検出装置として、流体の圧力を受圧部材に受圧させて受圧部材の状態を変化させ、その変化に応じた圧力検出信号を出力する圧力検出装置が知られている。 As a pressure detection device that detects the pressure of a fluid such as gas or liquid, a pressure detection device that receives a pressure of a fluid on a pressure receiving member to change the state of the pressure receiving member and outputs a pressure detection signal corresponding to the change is known. It has been.
従来のこの種の圧力検出装置としては、例えば車両用内燃機関の吸入空気圧力を検出する機械振動式のものとして、空気圧を受圧する一端開口の振動体に加振子と検出子を装着し、振動体の内外圧力差により変化する振動体の共振周波数を検出することで、電気的に圧力を求めるものがあり、この装置では、加振子と検出子を振動体に一対ずつ装着した2重系のセンサ構成とすることで、振動体に比して信頼性の低い電気的な信号検出系の信頼性を高めている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional pressure detection device of this type, for example, as a mechanical vibration type that detects the intake air pressure of an internal combustion engine for a vehicle, a vibrator and a detector are attached to a vibrating body with one end opening that receives air pressure, and vibration is generated. Some devices obtain electrical pressure by detecting the resonance frequency of a vibrating body that changes due to the pressure difference between the inside and outside of the body. In this device, a double system in which a vibrator and a detector are attached to the vibrating body in pairs. By adopting the sensor configuration, the reliability of the electrical signal detection system having lower reliability than that of the vibrating body is increased (for example, see Patent Document 1).
なお、2つのセンサを用いる検出技術として、光電変換に係る感度特性の異なる2つのセンサのうち低感度のセンサを広範な照度領域用に、高感度のセンサを低照度領域用に、それぞれ使用し、広ダイナミックレンジと高分解能を両立させるようにした電子的撮像装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、上述の2重系のセンサ構成とした従来の圧力検出装置にあっては、振動体の構成に起因し低圧側や高圧側の圧力領域で圧力感度の線形性が低下するため、2つの検出子の検出誤差をそれぞれ全圧力領域で許容誤差内に抑えたものとする必要から歩留まりが悪く、コスト高になるか、あるいは、圧力計測可能なレンジ(以下、単に計測レンジという)が狭いものになってしまうという問題があった。 However, in the conventional pressure detection device having the above-described double sensor configuration, the linearity of the pressure sensitivity is reduced in the pressure region on the low pressure side or the high pressure side due to the configuration of the vibrating body. Yields are low because the detection errors of the detectors must be kept within the allowable error in the entire pressure range, and the cost is high, or the pressure measurement range (hereinafter simply referred to as the measurement range) is narrow There was a problem of becoming.
これに対し、上述の従来の電子的撮像装置の場合のように、単に感度と計測レンジの異なる2つのセンサを組み合わせてダイナミックレンジを広くするというものでは、受圧部材を共通の圧力感応部材とする圧力検出装置、特に燃料噴射量の計算に使用される燃料圧力を検出するために全圧力検出領域での高圧力感度が要求される圧力検出装置には、適用できない。 On the other hand, as in the case of the above-described conventional electronic imaging apparatus, in the case where the dynamic range is widened simply by combining two sensors having different sensitivities and measurement ranges, the pressure receiving member is a common pressure sensitive member. The present invention is not applicable to pressure detection devices, particularly pressure detection devices that require high pressure sensitivity in the entire pressure detection region in order to detect the fuel pressure used for calculating the fuel injection amount.
したがって、センサを2重化した従来の圧力検出装置では、同一計測レンジ、同一圧力感度のセンサを用いることになり、各センサで全計測レンジをカバーするために要求レベルに比して線形性が良好でなく、例えば近時のディーゼルエンジンにおけるコモンレール圧の高圧化や精密な燃料噴射量制御の要求に対して、十分な圧力検出精度が得られていなかった。 Therefore, in the conventional pressure detection device in which the sensors are duplicated, sensors having the same measurement range and the same pressure sensitivity are used, and each sensor has a linearity compared to the required level in order to cover the entire measurement range. For example, sufficient pressure detection accuracy has not been obtained in response to demands for higher common rail pressure and precise fuel injection amount control in recent diesel engines.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、広範囲の全圧力検出領域で高圧力感度が得られる低コストの圧力検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost pressure detection device capable of obtaining high pressure sensitivity in a wide range of total pressure detection regions.
本発明に係る圧力検出装置は、上記目的達成のため、(1)入力される圧力を受圧する受圧部材と、それぞれ前記入力される圧力に応じた前記受圧部材の状態変化を検出し、該状態変化に対応する圧力検出信号を同一の計測圧力レンジに対し互いに異なるオフセット量および出力レンジで出力する第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段と、前記第1の圧力検出手段からの圧力検出信号と前記第2の圧力検出手段からの圧力検出信号とのうち予め設定された検出特性基準に対し検出誤差の小さい側となる大小いずれか一方の圧力値を示す圧力検出信号を選択して検出圧力を示す計測値を決定する出力選定手段と、を備え、前記オフセット量は前記第1の圧力検出手段の方が前記第2の圧力検出手段より小さくなる一方、前記出力レンジは前記第1の圧力検出手段の方が前記第2の圧力検出手段より大きくなり、前記第1の圧力検出手段の圧力検出信号と前記第2の圧力検出手段の圧力検出信号との差が予め設定された閾値よりも常時小さくなるように、前記第1の圧力検出手段および前記第2の圧力検出手段における前記オフセット量および前記出力レンジがそれぞれ設定されており、前記第1の圧力検出手段の圧力検出信号および前記第2の圧力検出手段の圧力検出信号のうちいずれかに異常が発生したとき、前記差が前記閾値より大きくなるようにしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the pressure detection device according to the present invention detects (1) a pressure receiving member that receives an input pressure, and changes in the state of the pressure receiving member according to the input pressure, First pressure detection means and second pressure detection means for outputting pressure detection signals corresponding to changes in different offset amounts and output ranges with respect to the same measurement pressure range, and pressure from the first pressure detection means A pressure detection signal indicating either a large or small pressure value on the side having a small detection error with respect to a preset detection characteristic reference is selected from the detection signal and the pressure detection signal from the second pressure detection means. includes an output selecting means for determining the measurement value indicating the detected pressure, wherein the offset amount while the direction of the first pressure detecting means is less than said second pressure detecting means, the output range The first pressure detection means is larger than the second pressure detection means, and the difference between the pressure detection signal of the first pressure detection means and the pressure detection signal of the second pressure detection means is preset. The offset amount and the output range in the first pressure detection means and the second pressure detection means are set to be always smaller than the set threshold value, and the pressure of the first pressure detection means The difference is set to be larger than the threshold when an abnormality occurs in either the detection signal or the pressure detection signal of the second pressure detection means .
この構成により、受圧部材の状態変化に応じて、第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段のうち出力レンジの広い圧力検出手段からオフセット量の小さい圧力検出信号が出力され、出力レンジの狭い圧力検出手段からオフセット量の大きい圧力検出信号が出力されることで、入力される圧力に応じた2種類の圧力検出信号が、低圧力側では出力レンジの狭い圧力検出手段からの圧力検出信号が大きくなり、高圧力側では出力レンジの広い圧力検出手段からの圧力検出信号が大きくなる傾向で、それぞれ出力される。そして、これらの圧力検出信号のうち要求される線形特性に近く、検出誤差の少ない側の圧力検出信号が選択されて、計測値が決定される。したがって、比較的類似する感度を有する複数の圧力検出手段を用いながらも、それら単独では得られない圧力検出精度が得られるとともに、歩留まりが向上することになる。しかも、両圧力検出手段の圧力検出信号の信号レベルの差が閾値よりも大きくなると、いずれかの圧力検出手段に異常が発生したことが検出可能となり、圧力検出手段の2重化による信頼性の向上を図ることができる。なお、本発明にいう異なるオフセット量および出力レンジは、例えば受圧部材の状態変化を検出する検出素子の特性の相違によるものであってもよいし、検出素子の特性調整の相違によるもののいずれであってもよく、後者の場合には例えば信頼性の高い共通する単一の検出素子を用いてもよい。また、受圧部材は、同等なひずみを生じる複数の検出部位を有するものでもよいし、複数の受圧部材であってもよく、後者の場合には受圧部材によって検出特性の相違を生じさせることもできる。 With this configuration, a pressure detection signal with a small offset amount is output from the pressure detection means having a wide output range among the first pressure detection means and the second pressure detection means in response to a change in the state of the pressure receiving member. By outputting a pressure detection signal with a large offset amount from the narrow pressure detection means, two types of pressure detection signals corresponding to the input pressure are detected, and the pressure detection signal from the pressure detection means having a narrow output range on the low pressure side. The pressure detection signal from the pressure detection means having a wide output range tends to increase on the high pressure side, and is output respectively. Of these pressure detection signals, the pressure detection signal that is close to the required linear characteristic and has a smaller detection error is selected, and the measurement value is determined. Therefore, while using a plurality of pressure detection means having relatively similar sensitivities, pressure detection accuracy that cannot be obtained by themselves can be obtained, and the yield can be improved. In addition, when the difference between the signal levels of the pressure detection signals of the two pressure detection means becomes larger than the threshold value, it becomes possible to detect that an abnormality has occurred in one of the pressure detection means, and the reliability due to the duplication of the pressure detection means. Improvements can be made. The different offset amount and output range in the present invention may be due to, for example, a difference in characteristics of the detection element that detects a change in the state of the pressure receiving member, or due to a difference in characteristic adjustment of the detection element. In the latter case, for example, a single detection element having high reliability may be used. Further, the pressure receiving member may be one having a plurality of detection sites resulting equivalent strain may be a plurality of receiving members, in the latter case it is also possible to produce a difference in detection characteristics by the pressure-receiving member .
上記(1)に記載の構成を有する圧力検出装置においては、(2)前記第1の圧力検出手段および前記第2の圧力検出手段が、それぞれ前記入力される圧力に応じた前記受圧部材のひずみを検出し、該ひずみに対応する圧力検出信号を出力する第1センサおよび第2センサと、前記受圧部材に入力される圧力の計測レンジに対する前記第1センサからの圧力検出信号のオフセット量および出力レンジと前記計測レンジに対する前記第2センサからの圧力検出信号のオフセット量および出力レンジとを異なる大きさに設定する特性調整回路と、によって構成されているのが好ましい。 In the pressure detecting device having the configuration described in (1) above, (2) the first pressure detecting means and the second pressure detecting means are configured so that the pressure receiving member is distorted according to the input pressure. And a first sensor and a second sensor that output a pressure detection signal corresponding to the strain, and an offset amount and output of the pressure detection signal from the first sensor with respect to a pressure measurement range input to the pressure receiving member It is preferable that the characteristic adjustment circuit is configured to set the offset and the output range of the pressure detection signal from the second sensor with respect to the measurement range to different sizes.
この構成により、同一計測レンジの2重センサ構成による信頼性向上を図りながら、従来の2重センサ構成では達成できなかった圧力検出精度が得られるとともに、歩留まりが向上することになる。なお、ここにいう2重とは、多重構成の場合にその一部を構成する2重構成部分を含む意である。 With this configuration, while improving reliability by the dual sensor configuration of the same measurement range, pressure detection accuracy that cannot be achieved by the conventional dual sensor configuration can be obtained, and the yield can be improved. Note that the term “duplex” as used herein means that a double component that constitutes a part of the multiple configuration is included.
上記(2)に記載の構成を有する圧力検出装置においては、(3)前記第1センサおよび前記第2センサが、同一仕様のセンサで、前記受圧部材のうち互いに同等なひずみを生じる第1の検出部位および第2の検出部位に装着されているのがよい。 In the pressure detection device having the configuration described in (2) above, (3) the first sensor and the second sensor are sensors of the same specification, and the first pressure that causes the same strain among the pressure receiving members is generated. It is preferable to be mounted on the detection site and the second detection site.
この構成により、既存の2重のセンサ構成にそれらのセンサの出力信号のオフセット量および出力レンジを互いに相違させる特性調整回路を採用し、要求される線形特性に近く、検出誤差の少ない側の圧力検出信号を選択する処理を実行するだけで、高精度の圧力検出が可能になり、低コストで高圧力検出精度の圧力検出装置となる。 With this configuration, the existing dual sensor configuration employs a characteristic adjustment circuit that makes the offset amount and output range of the output signals of these sensors different from each other. By simply executing the process of selecting a detection signal, highly accurate pressure detection is possible, and a pressure detection device with high pressure detection accuracy can be obtained at low cost.
また、上記(2)または(3)に記載の圧力検出装置においては、(4)前記受圧部材が前記入力される圧力の変化に応じて前記ひずみを生じる特性が、前記入力される圧力の計測レンジの中間領域内で前記検出特性基準に相当する直線に近付き、前記計測レンジの中間領域外で前記直線から前記ひずみの小さい側に離れる特性を有し、前記出力選定手段が、前記第1の圧力検出手段からの圧力検出信号と前記第2の圧力検出手段からの圧力検出信号とのうち高い圧力を示す圧力検出信号を選択して前記計測値を決定するのが好ましい。 In the pressure detection device according to the above (2) or (3), (4) a characteristic that the pressure receiving member causes the distortion in accordance with a change in the input pressure is a measurement of the input pressure. The output selection means has a characteristic of approaching a straight line corresponding to the detection characteristic reference in the intermediate region of the range and moving away from the straight line to the smaller side of the distortion outside the intermediate region of the measurement range. Preferably, the measurement value is determined by selecting a pressure detection signal indicating a high pressure from the pressure detection signal from the pressure detection means and the pressure detection signal from the second pressure detection means.
この構成により、受圧部材の圧力に応じた歪み特性に起因して中間領域外の圧力領域で理想直線からひずみの小さい側に誤差が大きくなる検出特性を、線形特性の傾きの異なる2つの圧力検出手段からの圧力検出信号のうち高い圧力を示す圧力検出信号を選択することで、線形性を高め、高圧力検出精度とすることができる。 With this configuration, the detection characteristic in which the error increases from the ideal straight line to the smaller distortion side in the pressure region outside the intermediate region due to the strain characteristic according to the pressure of the pressure receiving member, and two pressure detections with different linear characteristic slopes By selecting a pressure detection signal indicating a high pressure among the pressure detection signals from the means, linearity can be improved and high pressure detection accuracy can be achieved.
また、上記(4)に記載の圧力検出装置においては、(5)前記第1センサは、前記検出特性基準に対する検出誤差が前記計測レンジのうち高圧側で小さく、かつ、前記第2センサは、前記検出特性基準に対する検出誤差が前記計測レンジのうち低圧側で小さくなっており、前記出力選定手段は、前記大小いずれか一方の圧力値を示す圧力検出信号として、前記計測レンジのうち低圧側では前記第2センサからの圧力検出信号を選択し、前記計測レンジのうち高圧側では前記第1センサからの圧力検出信号を選択するようになっているのがより好ましい。 In the pressure detection device according to (4) , (5) the first sensor has a small detection error with respect to the detection characteristic reference on the high pressure side of the measurement range, and the second sensor The detection error with respect to the detection characteristic reference is small on the low pressure side of the measurement range, and the output selection means uses a pressure detection signal indicating either the large or small pressure value on the low pressure side of the measurement range. More preferably, the pressure detection signal from the second sensor is selected, and the pressure detection signal from the first sensor is selected on the high pressure side of the measurement range .
また、上記(1)〜(5)に記載の圧力検出装置は、(6)前記受圧部材が車両用の内燃機関の燃料蓄圧手段に蓄圧状態で貯留された燃料の圧力を受圧し、前記出力選定手段が前記内燃機関の運転を制御する電子制御ユニットによって構成されるものであっても好ましい。 Further, in the pressure detection device according to the above (1) to (5), (6) the pressure receiving member receives the pressure of the fuel stored in the pressure accumulation state in the fuel pressure accumulation means of the internal combustion engine for the vehicle, and the output It is also preferable that the selecting means is constituted by an electronic control unit that controls the operation of the internal combustion engine.
この場合、線形性が良好で、燃料蓄圧手段の蓄圧レベルの高圧化や精密な燃料噴射量制御の要求に対して、十分な圧力検出精度を得ることができる低コストの圧力検出装置となる。また、第1および第2の圧力検出手段の間のオフセット量および出力レンジの差を異常検出可能な範囲内で設定すれば、圧力センサの異常検知と燃料圧力制御の信頼性が向上し、蓄圧される燃料圧力の上限値を規定するプレッシャリミッタ等も省略可能となる。 In this case, the linearity is good, and a low-cost pressure detection device capable of obtaining sufficient pressure detection accuracy with respect to the demand for high pressure accumulation level of the fuel pressure accumulation means and precise fuel injection amount control is obtained. Further, if the difference between the offset amount and the output range between the first and second pressure detecting means is set within a range where the abnormality can be detected, the abnormality detection of the pressure sensor and the reliability of the fuel pressure control are improved, and the accumulated pressure is increased. It is also possible to omit a pressure limiter that defines the upper limit value of the fuel pressure.
本発明によれば、圧力検出信号出力のオフセット量および出力レンジが相違する第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段から、低圧力側では出力レンジの狭い圧力検出手段からの圧力検出信号が大きくなり、高圧力側では出力レンジの広い圧力検出手段からの圧力検出信号が大きくなる傾向で、それぞれ圧力検出信号を出力させるようにしているので、これらの圧力検出信号のうち要求される線形特性に近く、検出誤差の少ない側の圧力検出信号を選択して計測値を決定し、類似する感度を有する複数の圧力検出手段を用いながらも、それら単独では得られない圧力検出精度が得られる、歩留まりの良好な低コストの圧力検出装置を提供することができる。しかも、両圧力検出手段の圧力検出信号の信号レベルの差が閾値よりも大きくなると、いずれかの圧力検出手段に異常が発生したことが検出可能となり、圧力検出手段の2重化により信頼性の向上を図ることのできる圧力検出装置を提供することができる。 According to the present invention, the pressure detection signal from the pressure detection means having a narrow output range on the low pressure side from the first pressure detection means and the second pressure detection means having different offset amounts and output ranges of the pressure detection signal output. Since the pressure detection signal from the pressure detection means with a wide output range tends to increase on the high pressure side, and each pressure detection signal is output, the required linearity of these pressure detection signals Selects the pressure detection signal that is close to the characteristic and has the least detection error, determines the measurement value, and uses multiple pressure detection means with similar sensitivities, but provides pressure detection accuracy that cannot be obtained by themselves. Thus, it is possible to provide a low-cost pressure detection device with good yield. In addition, when the difference between the signal levels of the pressure detection signals of the two pressure detection means is larger than the threshold value, it is possible to detect that an abnormality has occurred in one of the pressure detection means, and the reliability of the pressure detection means is increased by duplication of the pressure detection means. A pressure detection device that can be improved can be provided.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧力検出装置の概略ブロック構成図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram of a pressure detection device according to the first embodiment of the present invention.
まず、構成について説明する。 First, the configuration will be described.
図1に示すように、本実施形態の圧力検出装置は、入力される流体の圧力を受圧しその圧力に応じたひずみを生じる少なくとも1つの受圧部材、例えば同一仕様の第1および第2の受圧部材11A、11B(以下、各受圧部材11A、11Bをさして単に受圧部材11という)と、この受圧部材11に入力される圧力に応じた受圧部材11の状態変化、例えばひずみ量の変化を同一の計測レンジ(ひずみ量の変化量を計測可能な範囲)で検出し、その状態変化に対応する圧力検出信号を出力する第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the pressure detection device of the present embodiment receives at least one pressure receiving member that receives the pressure of an input fluid and generates a strain corresponding to the pressure, for example, first and second pressure receiving members of the same specification. The
受圧部材11は、有底円筒状のステムで構成されており、その底部側の感圧部11aが筒状部11bに比べて相対的に薄肉に形成され、筒状部11bの内方には圧力導入孔11hが形成され、筒状部11bの外周には雄ねじ11cが形成されている。この受圧部材11は、例えば車両用ディーゼルエンジン(内燃機関)の燃料蓄圧手段であるコモンレールCの一端部にねじ結合によって締結固定されている。また、受圧部材11の圧力導入孔11hはコモンレールC内に開口しており、コモンレールC内に蓄圧される燃料(流体)の圧力が受圧部材11の感圧部11aに圧力導入孔11h側から直接に作用するようになっている。そして、そのエンジンの運転によりコモンレールC内の燃料の圧力が高くなるとき、受圧部材11が感圧部11aの内面側では燃料圧力を受け、感圧部11aの外面側(背面側)では大気圧を受けて、感圧部11aが外方側に撓むようにひずみを生じる。また、その燃料の圧力が低下すると、受圧部材11の感圧部11aが内方側に弾性回復するとともに感圧部11aに生じるひずみが減少するようになっている。
The
図2は、この受圧部材11の中心軸線から特定の半径位置にある感圧部11aの外面側の検出部位のひずみ特性を示すグラフであり、縦軸がその検出部位におけるひずみ量、横軸が受圧部材11の感圧部11aが受ける圧力(以下、受圧圧力ともいう)である。
FIG. 2 is a graph showing the strain characteristics of the detection site on the outer surface side of the pressure-
同図に示されるように、機械的な圧力感応部分である受圧部材11の感圧部11aは、受圧圧力が非常に小さくなる低圧力領域と弾性限度に近付くほどに受圧圧力が非常に大きくなる高圧力領域ではそれぞれ圧力感度の直線性が低下する。したがって、受圧部材11の感圧部11aのひずみ量変化にある程度の直線性が得られる圧力範囲を本実施形態の圧力検出装置の計測レンジ(圧力計測可能な範囲)として使用するようになっている。
As shown in the figure, the
第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13は、それぞれ受圧部材11の受圧圧力(入力される圧力)に応じた受圧部材11の感圧部11aのひずみ量を検出し、検出されたひずみ量に対応する圧力検出信号を出力する第1センサ21および第2センサ22と、これらの特性を調整する特性調整回路23とによって構成されている。特性調整回路23は、受圧部材11に入力される圧力の計測レンジRpvに対する第1センサ21からの圧力検出信号vs1のオフセット量および出力レンジと、同一の計測レンジに対する第2センサ22からの圧力検出信号vs2のオフセット量および出力レンジとを、それぞれ異なる大きさに設定するように構成されており、ゲイン設定部24a、24bおよびオフセット調整部25a、25bを有している。
The first
すなわち、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13は、受圧部材11の感圧部11aのひずみ量の変化に対応する圧力検出信号を、互いに異なるオフセット量および出力レンジで出力させるようになっている。ここにいうオフセット量とは、計測レンジ中で最も低い圧力を検出するときの計測値(出力信号の値)に相当し、出力レンジとは、計測レンジ中で最も低い圧力を検出するときの計測値から最も高い圧力を検出するときの計測値までの計測値の変動幅を意味する。
That is, the first
具体的には、第1センサ21および第2センサ22は、同一仕様のセンサで構成され、受圧部材11の感圧部11aのうち互いに同等なひずみを生じる検出部位、例えば中心の検出部位にそれぞれ装着されている。また、各センサ21、22は、特殊合金のダイヤフラムである受圧部材11の感圧部11aに、図示しないガラス膜を介し薄膜形半導体歪抵抗21a、22aを一体に装着して2つのホイートストンブリッジ回路を構成し、入力される圧力に応じた受圧部材11の感圧部11aのひずみをそれぞれ検出するものであり、薄膜形半導体歪抵抗21a、22aの検出電圧を基にASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびEEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)を内蔵する信号処理部21b、22bにより、それぞれ公知のトリミング処理やキャリブレーション補正等を実行することで、オフセット量や増幅ゲインの補正および温度補償等を行った上で、圧力検出信号vs1、vs2を出力するようになっている。
Specifically, the
特性調整回路23は、2つの信号処理部21b、22b内のEEPROMに格納された異なる特性調整用のデータを含み、例えば2つの信号処理部21b、22bの一部として構成され、あるいは、その一部または全部が後述するECU30の機能部の一つとして構成される。従来の2重センサ構成の圧力検出装置でもセンサ出力のオフセット量補正やゲイン調整(感度調整)が公知のトリミング処理等によって実行されるが、その場合、2重化されたセンサのそれぞれを同一の検出特性(感度および出力の特性)に調整するものである。これに対し、本実施形態においては、第1センサ21および第2センサ22についてのそのような特性調整の条件を互いに異ならせ、図3(a)および図3(b)に示すような検出特性の差を生じさせる構成となっている。
The
そのため、特性調整回路23のゲイン設定部24a、24bは、第1センサ21からの圧力検出信号vs1と第2センサ22からの圧力検出信号vs2との入力値(以下、単に入力値vs1、vs2ともいう)に対する圧力検出信号値の倍率、すなわち増幅ゲインを異なる値k1、k2に設定する機能を有し、ゲイン設定部24aで入力値vs1にゲインk1を乗じるとともに、ゲイン設定部24bで入力値vs2にゲインk1とは異なるゲインk2を乗じる演算処理を実行するようになっている。
For this reason, the
また、特性調整回路23のオフセット調整部25a、25bは、ゲイン設定部24a、24bからの圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2に対して互いに異なるオフセット量Sf1、Sf2を設定するよう、例えば信号処理部21b、22b内の図示しないオフセットADC等へのオフセットデータを異なる値としてEEPROMに格納し、異なるオフセット量の設定を行うようになっている。
In addition, the offset
図3(a)および図3(b)に示すように、ゲイン設定部24a、24bで設定されるゲインk1とゲインk2の相違およびオフセット調整部25a、25bで設定されるオフセット量Sf1、Sf2に起因して、オフセット調整部25aから出力される圧力検出信号vs1・k1(オフセット量を含むvs1・k1+Sf1の意であるが、単にvs1・k1という)は、受圧部材11に入力される圧力の計測が可能な範囲、すなわち計測レンジRpvに対して、出力レンジRg1の範囲内で変動する。一方、オフセット調整部25bから出力される圧力検出信号vs2・k2(オフセット量を含むvs2・k2+Sf2の意であるが、単にvs2・k2という)は、計測レンジRpvに対して、出力レンジRg1とは異なる出力レンジRg2の範囲内で変動することになる。なお、図3中では、出力レンジRg1が出力レンジRg2より大きくなる場合を例示しているが、勿論これと逆の大小関係であってもよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the difference between the gain k1 and the gain k2 set by the
オフセット調整部25a、25bから出力される圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2は、それぞれ車両用内燃機関を電子制御するECU(電子制御ユニット)30に取り込まれる。
The pressure detection signals vs1 · k1 and vs2 · k2 output from the offset
ECU30は、詳細なハードウェア構成を図示しないが、例えばCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等のバックアップ用の不揮発メモリ、A/D変換器やバッファ等を含む入力インターフェース回路、および、駆動回路等を含む出力インターフェース回路を含んで構成されており、ROM内に予め格納された制御プログラムに従ってCPUによりバックアップメモリ内のマップ情報や設定値情報、センサ情報等に基づいて、RAMとの間でデータを授受しながら演算処理を実行して公知の電子制御を実行する一方で、後述する出力選定手段の機能あるいは更に特性調整回路23の機能を発揮するようになっている。
Although the detailed hardware configuration is not illustrated, the
このECU30は、第1の圧力検出手段12からの圧力検出信号に相当するオフセット調整部25aからの圧力検出信号vs1・k1と、第2の圧力検出手段13からの圧力検出信号に相当するオフセット調整部25bからの圧力検出信号vs2・k2とのうち、検出誤差の小さい側となる大小いずれか一方の圧力値を示す圧力検出信号を選択するようになっており、圧力検出装置としての最終的な検出圧力を示す計測値を決定する出力選定部26(出力選定手段)の機能を有している。すなわち、出力選定部26は、圧力値vs1・k1を第1関数とし、圧力検出信号vs2・k2を第2関数とするとき、検出誤差の小さい側となる大小いずれか一方の圧力値を生成する合成関数として機能する。
The
本実施形態では、受圧部材11がその感圧部11aに入力される圧力の変化に応じてひずみを生じる特性は、図2に示したように、入力される圧力の計測レンジRpvの中間領域内で直線に近付き、計測レンジRpvの中間領域外となる低圧力側および高圧力側ではその直線からひずみの小さい側に離れる特性を有している。そこで、出力選定部26では、図4に示すように、第1の圧力検出手段12からの圧力検出信号vs1・k1と、第2センサからの圧力検出信号vs2・k2とのうち高い圧力を示す圧力検出信号を選択して計測値Pdを決定するようになっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the characteristic that the
この場合、検出特性基準に相当する直線Fnに対して、低圧側の圧力領域では専ら第2センサ22の出力に対応する圧力検出信号vs2・k2が第1センサ21の出力に対応する圧力検出信号vs1・k1より大きな圧力値となり、高圧側の圧力領域では専ら第1センサ21の出力に対応する圧力検出信号vs1・k1が第2センサ22の出力に対応する圧力検出信号vs2・k2より大きな圧力値となる傾向になる。
In this case, with respect to the straight line Fn corresponding to the detection characteristic reference, the pressure detection signal vs 2 ·
一方、本実施形態の特性調整回路23では、第1の圧力検出手段12の圧力検出信号vs1・k1と第2センサからの圧力検出信号である圧力検出信号vs2・k2との差(信号レベルの差の絶対値)が、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13のうちいずれかの異常を検出するための両圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2の差の閾値Dpm(図中に符号なし;|(vs1・k1+Sf1)−(vs2・k2+Sf2)|<Dpmで正常となる)よりも常時小さくなるように、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13におけるオフセット量Sf1、Sf2と圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2の出力レンジRg1、Rg2とがそれぞれ設定されている。なお、異常検出用の閾値Dpmの設定方法については公知であり、詳述しないが、異常検出用の閾値Dpmの値は圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2の正常変動時の最大の差よりも数倍以上大きくなっている。換言すれば、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13の間のオフセット量および出力レンジの差はいずれか一方に異常が生じたときの検出圧力値の差に比べて十分に小さく、例えば検出誤差より大きいがその数倍以内の値となっている。
On the other hand, in the
次に、作用について説明する。 Next, the operation will be described.
上述のように構成された本実施形態においては、車両用のディーゼルエンジンの運転時に、高圧燃料ポンプから吐出される高圧燃料が蓄圧手段であるコモンレールCに供給されると、そのコモンレールC内の燃料圧力が受圧部材11の感圧部11aに受圧される。
In the present embodiment configured as described above, when high-pressure fuel discharged from the high-pressure fuel pump is supplied to the common rail C that is the pressure accumulating means during operation of the diesel engine for the vehicle, the fuel in the common rail C The pressure is received by the
このとき、圧力検出装置として要求される線形特性の傾きが相違する第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13から、低圧力側では出力レンジの狭い第2の圧力検出手段13からの圧力検出信号である圧力値vs2・k2が大きくなり、高圧力側では出力レンジの広い第1の圧力検出手段12からの圧力検出信号である圧力値vs1・k1が大きくなる傾向で、これらの圧力値vs1・k1および圧力値vs2・k2がそれぞれ出力される。そして、これらの圧力値vs1・k1、vs2・k2のうち、要求される直線性、すなわち検出基準特性に相当する直線Fnに近く、検出誤差の少ない高圧側の圧力値vs2・k2またはvs1・k1が選択されて、計測値Pdが決定される。したがって、類似する感度を有する複数のセンサ21、22を用いながらも、それら個々の検出誤差e1、e2(図3参照)に対して、図4に示すように、本実施形態の圧力検出装置としての検出誤差epiは十分に縮小されることになり、高い圧力検出精度が得られる。
At this time, from the first pressure detection means 12 and the second pressure detection means 13 having different linear characteristics required for the pressure detection device, from the second pressure detection means 13 having a narrow output range on the low pressure side. The pressure value vs2 · k2 which is the pressure detection signal of the pressure increases, and the pressure value vs1 · k1 which is the pressure detection signal from the first pressure detection means 12 having a wide output range tends to increase on the high pressure side. Pressure values vs1 · k1 and pressure values vs2 · k2 are output, respectively. Of these pressure values vs1 · k1 and vs2 · k2, the pressure value vs2 · k2 or vs1 · k1 on the high pressure side, which is close to the required linearity, that is, the straight line Fn corresponding to the detection reference characteristic and has a small detection error. Is selected, and the measured value Pd is determined. Therefore, while using a plurality of
しかも、許容誤差に対して検出誤差epiの余裕度が高まるとともに、第1センサ21については計測レンジRpvのうち高圧側での検出誤差を許容誤差内に管理し、第2センサ22については計測レンジRpvのうち低圧側での検出誤差を許容誤差内に管理すればよいことになるから、受圧部材11から特性調整回路23までの検出装置ユニットを製造する際の歩留まりが大幅に向上することになる。この場合、第1センサ21および第2センサ22として、個々のセンサの製造直後の特性または粗調整段階で図3(a)または図3(b)に示す特性に近いものを選択すれば、少ない特性調整量でオフセット量と出力レンジを特定の比率で相違させることができる。
In addition, the margin of the detection error epi with respect to the allowable error increases, the detection error on the high voltage side of the measurement range Rpv is managed within the allowable error for the
また、本実施形態においては、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13が、それぞれ入力される圧力に応じた受圧部材11のひずみを検出して圧力検出信号vs1、vs2を出力する第1センサ21および第2センサ22と、計測レンジRpvに対する圧力検出信号vs1・k1のオフセット量Sf1および出力レンジRg1と圧力検出信号vs2・k2のオフセット量Sf2および出力レンジRg2とを異なる大きさに設定する特性調整回路23と、によって構成されていることから、2重のセンサ構成による圧力検査装置の信頼性向上を図りながらも、従来の2重のセンサ構成では達成できなかった圧力検出精度が得られるとともに、歩留まりが向上することになる。
In the present embodiment, the first pressure detection means 12 and the second pressure detection means 13 detect the strain of the
さらに、第1センサ21および第2センサ22が、同一仕様のセンサで、受圧部材11のうち互いに同等なひずみを生じる第1の検出部位および第2の検出部位に装着されていることから、既存の同一計測レンジの2重センサ構成にそれらのセンサの感度を左右するオフセット量および出力レンジを互いに相違させる新規な特性調整回路23を採用し、要求される線形特性(直線性)に近く、検出誤差の少ない側の圧力検出信号を選択して計測値Pdを決定する出力選定部26の処理を実行するだけで、センサ異常検出が可能であって、しかも、高精度の圧力検出が可能な低コストの圧力検出装置となる。
Furthermore, since the
また、受圧部材11が入力される圧力の変化に応じてひずみを生じる特性が、入力される圧力の計測レンジPpvの中間領域内で検出特性基準に相当する直線Ls(図2参照)に近付き、計測レンジRpvの中間領域外となる低圧側および高圧側の圧力領域で、その直線Lsからひずみの小さい側に離れる特性を有し、出力選定部26が、第1の圧力検出手段12からの圧力検出信号である圧力値vs1・k1と第2の圧力検出手段13からの圧力検出信号である圧力値vs2・k2とのうち高い圧力を示す圧力値vs1・k1またはvs2・k2を選択して計測値Pdを決定するので、受圧部材11の感圧部11aの歪み特性に起因して中間領域外の圧力領域で理想直線Fnからひずみの小さい側に誤差が大きくなる検出特性を、線形特性の傾きの異なる2つの圧力検出手段12、13からの圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2のうち高い圧力を示す圧力検出信号を選択することによって、計測値の連続性を損なうことなく直線性を高め、高圧力検出精度とすることができる。
In addition, the characteristic that the
加えて、本実施形態においては、第1の圧力検出手段12の圧力検出信号vs1・k1と第2の圧力検出手段13の圧力検出信号vs2・k2との信号レベルの差(絶対値)が、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13のうちいずれかの異常を検出するための閾値Dpmよりも常時小さくなるように、第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13におけるオフセット量Sf1、Sf2および出力レンジRg1、Rg2がそれぞれ設定されていることから、類似する感度を有する複数の圧力検出手段12、13を用いながら、それら単独では得られない圧力検出精度が得られるということのみならず、両圧力検出手段12、13の圧力検出信号vs1・k1、vs2・k2の信号レベルの差が異常検出用の閾値Dpmよりも大きくなると、いずれかの圧力検出手段12、13に異常が発生したことが検出でき、センサの2重化による圧力検出装置の信頼性の向上を図ることができる。
In addition, in this embodiment, the difference (absolute value) in signal level between the pressure detection signal vs1 · k1 of the first pressure detection means 12 and the pressure detection signal vs2 · k2 of the second pressure detection means 13 is The first pressure detection means 12 and the second pressure detection means are always smaller than the threshold value Dpm for detecting any abnormality of the first pressure detection means 12 and the second pressure detection means 13. Since the offset amounts Sf1 and Sf2 and the output ranges Rg1 and Rg2 at 13 are set, respectively, a plurality of
また、本実施形態では、受圧部材11が車両用のディーゼルエンジンの燃料蓄圧手段であるコモンレールCに蓄圧状態で貯留された燃料の圧力を受圧し、出力選定部26がそのエンジンの運転を制御するECU30によって構成されているので、圧力検出特性の直線性が良好で、コモンレールCの蓄圧レベルの高圧化や精密な燃料噴射量制御の要求に対して、十分な圧力検出精度の得られる低コストの圧力検出装置とすることができる。また、第1および第2の圧力検出手段12、13の間のオフセット量Sf1、Sf2および出力レンジのRg1、Rg2差を上述のようにセンサ異常の検出が可能な設定とすることで、異常検知と燃料圧力制御の信頼性が向上し、蓄圧される燃料圧力の上限値を規定するプレッシャリミッタ等も省略可能となり、圧力検出装置の製造コストを低減できる。
Moreover, in this embodiment, the
このように、本実施形態の圧力検出装置によれば、圧力検出装置として要求される線形特性(直線性)の傾きが相違する第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13から、低圧力側では出力レンジの狭い第2の圧力検出手段13からの圧力検出信号である圧力値vs2・k2が大きくなり、高圧力側では出力レンジの広い第1の圧力検出手段12からの圧力検出信号である圧力値vs1・k1が大きくなる傾向で、それぞれ圧力検出信号を出力させるようにしているので、これらの圧力値vs1・k1、vs2・k2のうち要求される線形特性に近く、検出誤差の少ない側の圧力値vs1・k1またはvs2・k2を選択して計測値Pdを決定し、類似する感度を有する複数の圧力検出手段12、13を用いながらも、それら単独では得られない圧力検出精度が得られ、歩留まりが良好な低コストの圧力検出装置を提供することができる。 Thus, according to the pressure detection device of the present embodiment, from the first pressure detection means 12 and the second pressure detection means 13 having different slopes of the linear characteristics (linearity) required as the pressure detection device, On the low pressure side, the pressure value vs2 · k2, which is a pressure detection signal from the second pressure detection means 13 with a narrow output range, becomes large, and on the high pressure side, the pressure detection from the first pressure detection means 12 with a wide output range. Since the pressure values vs1 · k1, which are signals, tend to increase and pressure detection signals are output, the pressure values vs1 · k1 and vs2 · k2 are close to the required linear characteristics, and detection errors are detected. The pressure value vs1 · k1 or vs2 · k2 on the side having a smaller value is selected to determine the measurement value Pd, and while using a plurality of pressure detection means 12 and 13 having similar sensitivities, they alone Obtained is not obtained pressure detection accuracy, it can yield to provide a pressure detecting apparatus good low cost.
(第2の実施の形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る圧力検出装置の概略ブロック構成図である。なお、本実施形態は上述の第1実施形態と受圧部材の個数が相違するものの、他のほとんどの構成は第1実施形態と共通するので、以下の説明においては、共通する構成については上述の第1実施形態と同一の符号を用い、相違点について詳述する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic block diagram of a pressure detection device according to the second embodiment of the present invention. Although this embodiment is different from the first embodiment in the number of pressure receiving members, most of the other configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, in the following description, the common configurations are described above. Differences will be described in detail using the same reference numerals as those in the first embodiment.
図5に示すように、本実施形態の圧力検出装置は、入力される流体の圧力を受圧しその圧力に応じたひずみを生じる1つの受圧部材11と、この受圧部材11に入力される圧力に応じた受圧部材11の状態変化、例えばひずみ量の変化を同一の計測レンジで検出し、その状態変化に対応する圧力検出信号を出力する第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13と、を備えている。
As shown in FIG. 5, the pressure detection apparatus of the present embodiment receives one
第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13は、それぞれ受圧部材11の受圧圧力に応じた受圧部材11の感圧部11aのひずみ量を検出し、検出されたひずみ量に対応する圧力検出信号を出力する第1センサ21および第2センサ22と、これらの特性を調整する上述の第1実施形態と同様な特性調整回路23とによって構成されており、共通する受圧部材11の感圧部11aのひずみ量の変化に対応する圧力検出信号を、互いに異なるオフセット量および出力レンジで出力させるようになっている。
The first pressure detection means 12 and the second pressure detection means 13 detect the strain amount of the
具体的には、第1センサ21および第2センサ22は、上述の第1実施形態と同様な同一仕様のセンサで構成され、受圧部材11の感圧部11aのうち互いに同等なひずみを生じる検出部位、例えば感圧部11aの同一円周上の対向位置である第1の検出部位および第2の検出部位にそれぞれ装着されている。
Specifically, the
このように構成しても、車両用のディーゼルエンジンの運転時に、高圧燃料ポンプから吐出される高圧燃料がコモンレールCに供給されると、そのコモンレールC内の燃料圧力が受圧部材11の感圧部11aに受圧される。このとき、圧力検出装置として要求される線形特性の傾きが相違する第1の圧力検出手段12および第2の圧力検出手段13から、低圧力側では出力レンジの狭い第2の圧力検出手段13からの圧力検出信号である圧力値vs2・k2が大きくなり、高圧力側では出力レンジの広い第1の圧力検出手段12からの圧力検出信号である圧力値vs1・k1が大きくなる傾向で、これらの圧力値vs1・k1および圧力値vs2・k2がそれぞれ出力される。そして、これらの圧力値vs1・k1、vs2・k2のうち、要求される直線性、すなわち検出基準特性に相当する直線Fnに近く、検出誤差の少ない高圧側の圧力値vs2・k2またはvs1・k1が選択されて、計測値Pdが決定される。したがって、上述の第1実施形態と同様な効果が期待できる。
Even in this configuration, when high-pressure fuel discharged from the high-pressure fuel pump is supplied to the common rail C during operation of the vehicle diesel engine, the fuel pressure in the common rail C is changed to the pressure-sensitive portion of the
なお、上述の各実施形態においては、第1センサ21と第2センサ22が同一仕様であるものとしたが、例えばそのセンサ内部のブリッジ回路の抵抗値を異ならせる等して第1センサ21と第2センサ22の検出特性自体をわずかに相違させたり、受圧部材11の感圧部11aにおける検出部位の形状や厚さ、センサ装着位置等を圧力感度がわずかに異なるように設定したりすることも考えられる。すなわち、本発明にいう第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段は、同一仕様のセンサを2重化し、信号処理部21b、22bによってオフセット量および出力レンジを相違させるものに限定されるものではない。
In each of the above-described embodiments, the
また、上述の各実施形態では2重のセンサ構成としたが、3重以上に多重化されたセンサ構成を採用することも可能であり、その場合、3つ以上の圧力検出手段の圧力検出特性の基準特性を示す直線の傾きが互いに相違し、理想直線に近い領域で各圧力検出手段からの圧力検出信号を使用することになる。 Further, in each of the above-described embodiments, a double sensor configuration is used, but it is also possible to adopt a sensor configuration in which three or more layers are multiplexed. In this case, the pressure detection characteristics of three or more pressure detection means The slopes of the straight lines indicating the reference characteristics are different from each other, and the pressure detection signals from the respective pressure detection means are used in a region close to the ideal straight line.
さらに、第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段は、共通・単一の検出素子として、例えば受圧部材11の感圧部11aにガラス膜を介し薄膜形半導体歪抵抗21aのみを一体に装着して1つのホイートストンブリッジ回路を構成したものであってもよい。その場合、その単一の薄膜形半導体歪抵抗の検出信号を1つのASICおよびEEPROMを内蔵する信号処理部21bで処理し、その後のゲイン調整やオフセット調整等の特性調整を特性調整回路23に2重に取り込んで2種類の圧力検出信号vs1・k1、vs1・k2を生成することになる。そのようにしても圧力検出装置としての直線性を高めることができる。
Further, the first pressure detection means and the second pressure detection means are integrated with only the thin-film
上述の各実施形態では、特性調整回路23は、ゲイン調整を先に実行した後にオフセット量設定を行うものとしたが、逆にオフセット量設定後にゲイン調整するものであってもよい。
In each of the above-described embodiments, the
また、圧力検出手段によって検出される受圧部材の状態変化は、ひずみに限定されず、特許文献1に記載のような共振周波数の相違から圧力値を算出したり、受圧部の変位や変形量を検出して圧力値を算出したりするものであってもよい。 Further, the change in the state of the pressure receiving member detected by the pressure detecting means is not limited to the strain, and the pressure value can be calculated from the difference in resonance frequency as described in Patent Document 1, or the displacement and deformation amount of the pressure receiving unit can be calculated. The pressure value may be calculated by detection.
さらに、受圧部材の形態によっては感度の特性が上に凸となる上述の各実施形態とは異なり、下に凸となることも考えられ、その場合は、第1および第2の圧力検出手段からの圧力検出信号のうち検出誤差の小さい側となる大小いずれか一方の圧力値は、小さい圧力値を示す圧力検出信号となることになる。さらに、特性曲線が蛇行する場合には上に凸となる場合と下に凸となる場合の組合せと考えることができる。 Furthermore, depending on the form of the pressure receiving member, unlike the above-described embodiments in which the sensitivity characteristic is convex upward, it may be convex downward. In that case, from the first and second pressure detecting means, Any one of the large and small pressure values on the side where the detection error is small becomes a pressure detection signal indicating a small pressure value. Further, when the characteristic curve meanders, it can be considered as a combination of a case where the characteristic curve is convex upward and a case where the characteristic curve is downward.
以上説明したように、本発明に係る圧力検出装置は、圧力検出装置として要求される線形特性の傾きが相違する第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段から、低圧力側では出力レンジの狭い圧力検出手段からの圧力検出信号が大きくなり、高圧力側では出力レンジの広い圧力検出手段からの圧力検出信号が大きくなる傾向で、それぞれ圧力検出信号を出力させるようにしているので、これらの圧力検出信号のうち要求される線形特性に近く、検出誤差の少ない側の圧力検出信号を選択して計測値を決定し、類似する感度を有する複数の圧力検出手段を用いながらも、それら単独では得られない圧力検出精度が得られ、歩留まりが良好な低コストの圧力検出装置を提供することができるという効果を奏するものであり、圧力検出装置、特に入力される圧力を受圧部材に受圧させその状態変化に応じた圧力検出信号を出力する圧力検出装置全般に有用である。 As described above, the pressure detection device according to the present invention has an output range on the low pressure side from the first pressure detection unit and the second pressure detection unit that have different linear characteristics required for the pressure detection device. The pressure detection signal from the narrow pressure detection means tends to increase, and the pressure detection signal from the pressure detection means with a wide output range tends to increase on the high pressure side. Select the pressure detection signal that is close to the required linear characteristic among the pressure detection signals of the above, and determine the measurement value by selecting the pressure detection signal on the side where the detection error is small, while using a plurality of pressure detection means having similar sensitivity, Therefore, it is possible to provide a low-cost pressure detection device that can provide pressure detection accuracy that is not obtained by the above-mentioned method and that has a good yield. The pressure input is useful for pressure detection device which outputs a pressure detection signal corresponding to the state change is receiving the pressure receiving member.
11、11A、11B 受圧部材
11a 感圧部
11b 筒状部
12 第1の圧力検出手段
13 第2の圧力検出手段
21 第1センサ
22 第2センサ
23 特性調整回路
24a、24b ゲイン設定部
25a、25b オフセット調整部
26 出力選定部(出力選定手段)
30 ECU(電子制御ユニット)
epi 検出誤差
k1、k2 ゲイン
Pd 計測値
Rg1、Rg2 圧力検出信号の出力レンジ
vs1・k1、vs2・k2 圧力検出信号(圧力値)
11, 11A, 11B
30 ECU (Electronic Control Unit)
epi detection error k1, k2 gain Pd measured value Rg1, Rg2 pressure detection signal output range vs1, k1, vs2, k2 pressure detection signal (pressure value)
Claims (6)
それぞれ前記入力される圧力に応じた前記受圧部材の状態変化を検出し、該状態変化に対応する圧力検出信号を同一の計測圧力レンジに対し互いに異なるオフセット量および出力レンジで出力する第1の圧力検出手段および第2の圧力検出手段と、
前記第1の圧力検出手段からの圧力検出信号と前記第2の圧力検出手段からの圧力検出信号とのうち予め設定された検出特性基準に対し検出誤差の小さい側となる大小いずれか一方の圧力値を示す圧力検出信号を選択して検出圧力を示す計測値を決定する出力選定手段と、を備え、
前記オフセット量は前記第1の圧力検出手段の方が前記第2の圧力検出手段より小さくなる一方、前記出力レンジは前記第1の圧力検出手段の方が前記第2の圧力検出手段より大きくなり、前記第1の圧力検出手段の圧力検出信号と前記第2の圧力検出手段の圧力検出信号との差が予め設定された閾値よりも常時小さくなるように、前記第1の圧力検出手段および前記第2の圧力検出手段における前記オフセット量および前記出力レンジがそれぞれ設定されており、
前記第1の圧力検出手段の圧力検出信号および前記第2の圧力検出手段の圧力検出信号のうちいずれかに異常が発生したとき、前記差が前記閾値より大きくなるようにしたことを特徴とする圧力検出装置。 A pressure receiving member that receives the input pressure;
A first pressure that detects a change in the state of the pressure receiving member in accordance with the input pressure and outputs a pressure detection signal corresponding to the change in the state with a different offset amount and output range for the same measurement pressure range. Detection means and second pressure detection means;
Of the pressure detection signal from the first pressure detection means and the pressure detection signal from the second pressure detection means, one of the large and small pressures on the side having a small detection error with respect to a preset detection characteristic reference An output selecting means for selecting a pressure detection signal indicating a value and determining a measurement value indicating the detected pressure; and
The offset amount is smaller in the first pressure detection means than in the second pressure detection means, while the output range is larger in the first pressure detection means than in the second pressure detection means. The first pressure detection means and the first pressure detection means and the pressure detection signal of the first pressure detection means and the pressure detection signal of the second pressure detection means are always smaller than a preset threshold value. The offset amount and the output range in the second pressure detecting means are set, respectively.
The difference is set to be larger than the threshold when an abnormality occurs in any one of the pressure detection signal of the first pressure detection means and the pressure detection signal of the second pressure detection means. Pressure detection device.
それぞれ前記入力される圧力に応じた前記受圧部材のひずみを検出し、該ひずみに対応する圧力検出信号を出力する第1センサおよび第2センサと、
前記受圧部材に入力される圧力の計測レンジに対する前記第1センサからの圧力検出信号のオフセット量および出力レンジと、前記計測レンジに対する前記第2センサからの圧力検出信号のオフセット量および出力レンジとを、それぞれ異なる大きさに設定する特性調整回路と、によって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧力検出装置。 The first pressure detection means and the second pressure detection means are:
A first sensor and a second sensor, each detecting a strain of the pressure receiving member corresponding to the input pressure, and outputting a pressure detection signal corresponding to the strain;
The offset amount and output range of the pressure detection signal from the first sensor with respect to the measurement range of the pressure input to the pressure receiving member, and the offset amount and output range of the pressure detection signal from the second sensor with respect to the measurement range The pressure detection device according to claim 1, wherein the pressure detection device is configured by a characteristic adjustment circuit that sets different sizes.
前記出力選定手段が、前記第1の圧力検出手段からの圧力検出信号と前記第2の圧力検出手段からの圧力検出信号とのうち高い圧力を示す圧力検出信号を選択して前記計測値を決定することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の圧力検出装置。 The characteristic in which the pressure-receiving member generates the distortion in response to the change in the input pressure approaches a straight line corresponding to the detection characteristic reference in the intermediate region of the input pressure measurement range, and the middle of the measurement range Having a characteristic of moving away from the straight line to the smaller side of the strain outside the region;
The output selection means selects the pressure detection signal indicating a high pressure from the pressure detection signal from the first pressure detection means and the pressure detection signal from the second pressure detection means, and determines the measurement value. The pressure detection device according to claim 2 or claim 3 , wherein
前記出力選定手段は、前記大小いずれか一方の圧力値を示す圧力検出信号として、前記計測レンジのうち低圧側では前記第2センサからの圧力検出信号を選択し、前記計測レンジのうち高圧側では前記第1センサからの圧力検出信号を選択することを特徴とする請求項4に記載の圧力検出装置。 The first sensor has a small detection error with respect to the detection characteristic reference on the high pressure side of the measurement range, and the second sensor has a small detection error with respect to the detection characteristic reference on the low pressure side of the measurement range. And
The output selection means selects a pressure detection signal from the second sensor on the low pressure side of the measurement range as a pressure detection signal indicating one of the large and small pressure values, and on the high pressure side of the measurement range. The pressure detection device according to claim 4, wherein a pressure detection signal from the first sensor is selected.
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