JP6348573B2

JP6348573B2 - 圧力検出装置

Info

Publication number: JP6348573B2
Application number: JP2016510426A
Authority: JP
Inventors: 正徳四方山
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd; Citizen Fine Device Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd; Citizen Fine Device Co Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2018-06-27
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: US11041776B2; EP3124934A1; WO2015147059A1; JPWO2015147059A1; US20170153161A1; CN106461483A

Description

本発明は、エンジンの燃焼圧等の圧力を検出する際に用いて好適な圧力検出装置に関する。

一般に、圧力や磁気等の物理量を検出して電気信号に変換する様々な検出装置が提案されている。このような検出装置は、通常、センサが物理量の変化を微分値として出力するため、そのセンサからの検出信号を積分回路による積分により物理量の変化に相似した波形の電圧に変換する処理回路を備えている。

図９に、物理量としてエンジンの燃焼圧を検出する圧力検出装置の処理回路の一例を示す。図９に示す処理回路１００は、検出信号を積分する積分回路と、この積分回路により積分した出力信号を増幅する増幅回路との二つのオペアンプ１０４、１１０を備えている。そして、圧力を検出する圧電素子１０１の片方の端子は、導電部１０２及び処理回路１００のコンデンサ１０３を介してオペアンプ１０４の反転入力端子に接続されるとともに、圧電素子１０１の他方の端子は、導電部１０２を介して処理回路１００のＧＮＤに接続される。これにより、オペアンプ１０４の反転入力端子には圧電素子１０１からの電荷信号Ｑｉが付与される。

一方、オペアンプ１０４の非反転入力端子には、レギュレータによる基準電源１０５からの基準電圧Ｖｒが付与される。この基準電源１０５は、外部から付与される電源電圧Ｖｄｄを安定化することにより基準電圧Ｖｒとして出力する。なお、オペアンプ１０４の反転入力端子とオペアンプ１０４の出力端子の間には、チャージコンデンサ１０６と放電抵抗１０７が接続される。これにより、オペアンプ１０４の出力端子からは、電荷信号Ｑｉを積分して電圧に変換した出力信号Ｖｏｕｔ０１が得られる。

この出力信号Ｖｏｕｔ０１は、コンデンサ１１１を介して増幅回路となるオペアンプ１１０の非反転入力端子に付与される。この非反転入力端子は、抵抗１１２を介して基準電圧Ｖｒに接続される。また、オペアンプ１１０の反転入力端子は、抵抗１１３を介して基準電圧Ｖｒに接続されるとともに、抵抗１１４を介して出力端子に接続される。これにより、オペアンプ１１０の出力端子からは増幅された出力信号Ｖｏｕｔ０２が得られる。

他方、圧電素子１０１は、検出装置の筐体１２０に収容されており、エンジンの燃焼圧を検出する燃焼圧センサの場合、この筐体１２０はエンジン（図示せず）と共通に接地（アース）される。

次に、圧力検出装置の基本動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。まず、圧力検出装置に対する外来ノイズの影響が無い理想的な状態を前提にして、処理回路１００の基本的な動作を図１０を用いて説明する。図１０（ａ）は、圧電素子１０１が周期Ｔ０で燃焼圧の変化を検出した場合の電荷信号Ｑｉの微分波形を模式的に示している。この電荷信号Ｑｉが図９に示したコンデンサ１０３を通過して、処理回路１００のオペアンプ１０４の反転入力端子に付与される。図１０（ｂ）は、オペアンプ１０４の出力端子から得られる出力信号Ｖｏｕｔ０１の電圧波形の一例を示している。オペアンプ１０４は、基準電圧Ｖｒを基準にして動作するため、電荷信号Ｑｉは積分により電圧に変換され、オペアンプ１０４の出力端子からは圧力変化に相似した出力信号Ｖｏｕｔ０１が得られる。図１０（ｃ）は、オペアンプ１１０の出力端子から出力される出力信号Ｖｏｕｔ０２の電圧波形の一例を示している。ここで、オペアンプ１１０は、基準電圧Ｖｒを動作基準とする非反転増幅回路として動作し、その出力信号Ｖｏｕｔ０２は、入力する出力信号Ｖｏｕｔ０１と同相となり、その振幅は所定の増幅率により増幅された大きさとなる。

次に、外来ノイズの影響を受けた場合の処理回路１００の動作の一例を図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、前述した図１０（ａ）と同様であり、圧電素子１０１が周期Ｔ０で燃焼圧の変化を検出した場合の電荷信号Ｑｉの微分波形を模式的に示している。ただし、図１１（ａ）の場合は、圧力検出装置が装着されたエンジン（図示せず）から発生する放射ノイズや、圧電素子１０１と処理回路１００を繋ぐ導電部１０２に乗る電磁誘導ノイズ等の影響を受け、様々な周波数成分を有するノイズ成分Ｎｉが重畳された電荷信号Ｑｉを示している。図１１（ｂ）は、外来ノイズの影響を受けた場合のオペアンプ１０４から出力される出力信号Ｖｏｕｔ０１の電圧波形の一例を模式的に示している。図９に示すように、オペアンプ１０４の非反転入力端子は、基準電源１０５からの基準電圧Ｖｒに接続されているが、基準電源１０５はレギュレータによる電源であって、直流的に安定した電圧を発生するとともに、外部からのノイズに対しても影響を受けにくい特性を備えている。このため、オペアンプ１０４の非反転入力端子に付与される基準電圧Ｖｒは、直流的にも交流的にも安定しており、外部からの電気的なノイズの影響をほとんど受けることが無い。したがって、オペアンプ１０４の反転入力端子には、ノイズ成分Ｎｉを含んだ電荷信号Ｑｉが付与され、他方、非反転入力端子には、ノイズ成分をほとんど含まない安定した基準電圧Ｖｒが付与される。この結果、オペアンプ１０４は、反転入力端子と非反転入力端子の差分信号を増幅することになり、電荷信号Ｑｉを積分して電圧に変換された出力信号は、電荷信号Ｑｉに含まれるノイズ成分Ｎｉが増幅されたノイズ成分Ｎ０１が重畳された出力信号Ｖｏｕｔ０１となる。図１１（ｃ）は、オペアンプ１１０の出力端子から得られる出力信号Ｖｏｕｔ０２の電圧波形の一例を模式的に示している。オペアンプ１１０はノイズ成分Ｎ０１を含んだ出力信号Ｖｏｕｔ０１を増幅するため、出力信号Ｖｏｕｔ０２はノイズ成分Ｎ０１が増幅されたノイズ成分Ｎ０２を含んだ出力となる。したがって、出力信号Ｖｏｕｔ０２は、いわばノイズ成分Ｎ０２に埋もれた信号となる。

このように、圧力検出装置における処理回路１００は、検出信号である電荷信号Ｑｉにノイズ成分が混入した場合、そのノイズ成分も増幅してしまうため、出力信号のＳ／Ｎ比が悪くなるとともに、検出精度が大きく低下する問題がある。なお、出力信号Ｖｏｕｔ０２のノイズ成分Ｎ０２を取り除く方法としては、オペアンプ１１０の後段にフィルタ回路を設け、このフィルタ回路によりノイズ成分Ｎ０２のみを減衰させ、Ｓ／Ｎ比を向上させる方法も考えられるが、通常、外来ノイズは、様々な周波数成分を含むため、フィルタ回路で取り除くことは容易でない。特に、電荷信号Ｑｉの周波数成分がノイズ成分に近い場合は、ノイズ成分のみを減衰させることができないため、フィルタ回路での除去は困難となる。

このため、従来においては、信号処理の観点からセンサの検出信号に混入するノイズの影響を低減する方法も提案されており、例えば、特許文献１には、ノイズ成分を分圧抵抗を介して初段の積分回路の出力信号に加減算し、次段の増幅回路に入力するとともに、この増幅回路の出力信号をＡＤ変換してコンピュータで監視を行い、ノイズ成分が最小となるように、アッテネータを制御して調整し、これにより、検出信号に混入する誘導ノイズを除去、即ち、物理量として磁気の変化を検出する磁気センサからのノイズ成分を低減する信号処理方法が開示されている。

特開２００２−２９６３３２号公報

しかし、特許文献１で開示されるノイズ除去のための信号処理方法は、次のような問題点があった。

即ち、特許文献１は、信号に対してノイズ成分の加減算を行う処理方法のため、ノイズ除去には相当な誤差が含まれる虞れがあり、高精度な検出信号を得ることが容易でない。特に、ノイズ成分の抽出においては、待機中のセンサの検出信号からノイズレベルを判定するため、ノイズが安定している状態では問題を生じないが、ノイズの大きさや周波数成分等がリアルタイムに変動するエンジン等の燃焼圧を検出する圧力検出装置には、利用が困難となる。しかも、増幅回路の出力信号をコンピュータにより監視する手法を用いるため、検出装置が大掛かりとなる。この結果、システムの大型化や動作の複雑化を招きやすいとともに、製造コストに係るコストアップやメンテナンスの煩雑化も生じやすい。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した圧力検出装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、圧力Ｐを受けることにより当該圧力Ｐに対応した検出信号Ｑｉを出力する圧力検出素子２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）とこの圧力検出素子２１から出力する検出信号Ｑｉを処理して出力する処理回路３０とを備えてなる圧力検出装置１０であって、外部の電源から付与される電源電圧Ｖｄｄに対して変圧のみを行うことにより所定の電圧値となる第１基準電圧Ｖｒ１を得る変圧回路３５と、外部の電源から付与される電源電圧Ｖｄｄで作動し、かつ第１基準電圧Ｖｒ１を動作基準にするとともに、検出信号Ｑｉと第１基準電圧Ｖｒ１を差動増幅し、検出信号Ｑｉを積分処理することにより電圧波形に変換する演算増幅回路により構成した積分回路３１と、所定の電圧値となる第２基準電圧Ｖｒ２を動作基準として積分回路３１からの出力信号Ｖｏｕｔ１…を増幅処理する少なくとも一つ以上の増幅回路３２…とを有する処理回路３０を備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、変圧回路３５は、複数の分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を組合わせた分圧抵抗回路により構成することが望ましい。また、積分回路３１は、単電源で動作する演算増幅回路により構成することが望ましい。一方、第２基準電圧Ｖｒ２は、電源電圧Ｖｄｄを安定化させるレギュレータを用いた第二基準電源３４の出力から得ることができる。なお、この第２基準電圧Ｖｒ２は、変圧回路３５から得ることも可能である。他方、処理回路３０の最終段には、ボルテージフォロア回路を設けることも可能である。また、処理回路３０は、少なくとも一部を集積回路により構成するができ、この際、変圧回路３５は、当該集積回路の外部に配してもよいし、集積回路に内蔵してもよい。さらに、検出信号Ｑｉには、圧力検出素子として用いた圧電素子２１から得る電荷信号（Ｑｉ）を用いることができる。なお、圧力検出装置１０は、自動車に搭載するエンジン１の燃焼圧Ｐを検出する際に用いて好適となる。

このように構成する本発明に係る圧力検出装置１０によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）外部の電源から付与される電源電圧Ｖｄｄに対して変圧のみを行うことにより所定の電圧値となる第１基準電圧Ｖｒ１を得る変圧回路３５と、外部の電源から付与される電源電圧Ｖｄｄで作動し、かつ第１基準電圧Ｖｒ１を動作基準にするとともに、検出信号Ｑｉと第１基準電圧Ｖｒ１を差動増幅し、検出信号Ｑｉを積分処理することにより電圧波形に変換する演算増幅回路により構成した積分回路３１と、所定の電圧値となる第２基準電圧Ｖｒ２を動作基準として積分回路３１からの出力信号Ｖｏｕｔ１…を増幅処理する少なくとも一つ以上の増幅回路３２…とを有する処理回路３０を備えるため、次のような作用を呈する。外乱によるノイズ成分は、第１基準電圧Ｖｒ１と検出信号Ｑｉの双方に同時に重畳する。したがって、ノイズ成分同士が打ち消し合う構成にすれば、必要となる信号に重畳するノイズ成分を低減でき、高精度の圧力検出を実現できる。即ち、瞬間的に発生する波形や随時変動するノイズ成分などであっても、ノイズ成分の変化をリアルタイムに捕らえることにより動的に打ち消すことができる。この結果、検出精度を高い状態に維持できるとともに、有効性の高いノイズ低減効果を得ることができる。また、検出信号Ｑｉに対する積分処理をノイズ成分の影響を受けることなく行うことができる。しかも、ノイズ除去のためのコンピュータ等の複雑なデジタル機器を必要としないため、低コストに実施できるとともに、メンテナンスの容易化、更には小型軽量化を実現できる。

（２）好適な態様により、変圧回路３５を、複数の分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を組合わせた分圧抵抗回路により構成すれば、簡易な回路構成により実施できるとともに、レギュレータ等の安定化回路を不要にできるため、更なる実施の容易化及び低コスト化を図ることができる。

（３）好適な態様により、積分回路３１を構成するに際して、単電源で動作する演算増幅回路により構成したため、比較的シンプルな回路により容易かつ低コストに実現できる。

（４）好適な態様により、第２基準電圧Ｖｒ２を得るに際し、電源電圧Ｖｄｄを安定化させるレギュレータを用いた第二基準電源３４の出力から得るようにすれば、増幅回路の動作を安定化できるため、電圧レベル変動の少ない安定した出力信号を得ることができる。即ち、前段でノイズ成分が低減された出力信号に対して増幅処理が可能になるため、ノイズ成分の影響を受けることのない増幅処理を行うことができる。

（５）好適な態様により、第２基準電圧Ｖｒ２を得るに際し、変圧回路３５から得るようにすれば、変圧回路３５の兼用化及びレギュレータの不要化を図れるため、電源系統のシンプル化による更なるコスト削減に寄与できる。なお、この時点においてノイズ成分による影響を受けやすくなる面はあるが、前段の出力信号はノイズ成分をほぼ含まない構成としているため、従来と比較した場合には、ノイズの影響の小さい圧力検出装置１０として構成できる。

（６）好適な態様により、処理回路３０の最終段に、ボルテージフォロア回路を設ければ、最終段の出力を低インピーダンス化できるため、ノイズ成分が最終段の出力信号に重畳する不具合を回避できる。

（７）好適な態様により、少なくとも一部を集積回路により構成する処理回路３０を設けた場合、変圧回路３５は、当該集積回路の外部に配してもよいし集積回路に内蔵させてよい。即ち、いずれの状態であってもノイズ低減効果を確保できるため、例えば、限られた配設スペースの場合であっても組込み上の設計自由度を高めることができる。特に、集積回路に内蔵させた場合には、部品点数の削減が可能になるため、圧力検出装置１０の信頼性を高めることができる。また、内蔵抵抗の抵抗値比率のばらつきが小さくなり、第１基準電圧の電圧値のばらつきを低減できる。

本発明の好適実施形態に係る圧力検出装置を装着したエンジンを示す概略構成図、同圧力検出装置の検出部の構造を示す断面図、本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の回路図、本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の動作を説明する燃焼圧と電荷信号等の波形図、本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の動作を説明する出力信号の波形図、本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の変形例を示す回路図、本発明の第２実施形態に係る圧力検出装置の回路図、本発明の第３実施形態に係る圧力検出装置の変形例を示す回路図、背景技術に係る圧力検出装置の処理回路の説明用回路図、同圧力検出装置の処理回路の基本動作を説明する波形図、同圧力検出装置の検出信号にノイズ成分を含んだ場合の動作を説明する波形図、

１：エンジン，１０：圧力検出装置，２１：圧力検出素子（圧電素子），２１ａ：圧力検出素子（圧電素子），２１ｂ：圧力検出素子（圧電素子），２１ｃ：圧力検出素子（圧電素子），３０：処理回路，３１：積分回路，３２…：増幅回路，３４：第二基準電源，３５：変圧回路（分圧抵抗回路），Ｐ：圧力（燃焼圧），Ｑｉ：検出信号（電荷信号），Ｖｄｄ：電源電圧，Ｖｒ１：第１基準電圧，Ｖｒ２：第２基準電圧，Ｖｏｕｔ１…：出力信号，Ｒ１：分圧抵抗，Ｒ２：分圧抵抗

次に、本発明に係る最良実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

最初に、本実施形態に係る圧力検出装置の理解を容易にするため、この圧力検出装置を装着したエンジンの概略構成について、図１を参照して説明する。

図１において、符号１は圧力検出装置１０を装着した自動車用のエンジンである。このエンジン１は、シリンダ２ａを有するシリンダブロック２と、シリンダ２ａ内を往復動するピストン３と、シリンダブロック２に結合し、シリンダ２ａ及びピストン３等とともに燃焼室Ｃを構成するシリンダヘッド４とを備えている。また、エンジン１は、シリンダヘッド４に装着することにより燃焼室Ｃ内の混合気に点火して爆発させる点火プラグ５を備えるとともに、シリンダヘッド４に装着することにより燃焼室Ｃ内に燃料を噴射する燃料噴射装置７を備えている。この場合、シリンダヘッド４に貫通して燃焼室Ｃと外部を連通する二つの連通孔４ａ，４ｂを形成し、一方の連通孔４ａに点火プラグ５を装着し、他方の連通孔４ｂに燃料噴射装置７を装着している。さらに、燃料噴射装置７は、燃焼室Ｃの外部に位置する本体部７ａと、この本体部７ａに対して先端側に一体に設けることにより、先端面が燃焼室Ｃに臨む円柱状の先端部７ｂとを備えている。

次に、本実施形態に係る圧力検出装置１０の構成について説明する。まず、圧力検出装置１０の全体における基本構成について、図１及び図２を参照して説明する。

圧力検出装置１０は、図１に示すように、燃料噴射装置７の先端部７ｂに備える検出部２０と、この検出部２０に対して導電部１１を介して接続した処理回路３０とを備える。検出部２０は、リング状に構成し、燃焼室Ｃ内の内圧（燃焼圧：矢印Ｐ）を検出する機能を有する。なお、導電部１１には、金属棒やケーブルを用いることができる。一方、処理回路３０は、検出部２０により得られる検出信号を、導電部１１を介して取込むとともに、信号処理を施すことにより出力信号Ｖｏｕｔを出力する。この出力信号Ｖｏｕｔは、外部のエンジン制御部（図示せず）に付与される。

図２は、検出部２０の内部に配される圧電素子付近を検出部２０の径方向に切断した断面図を示す。例示する検出部２０は、図２に示すように、三つで構成される圧力検出素子としての圧電素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃを備え、検出部２０の導電性を有する筐体であるリング状のフロント外側筐体２２とフロント内側筐体２３の隙間に、周方向に沿って略等間隔に配する。なお、以下において、圧電素子２１との記述は三つの圧電素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃが含まれる。圧電素子２１を配するに際しては、圧電素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃの相互間の隙間に絶縁性のスペーサ２４ａ〜２４ｃを介在させ、各圧電素子２１ａ、２１ｂ、２１ｃを周方向に沿って略等間隔に配する。この構成により、エンジン１の燃焼圧Ｐは圧電素子２１により受けることができる。

また、スペーサ２４ａと２４ｃには、圧電素子２１からの検出信号を外部に伝達する接続端子２５ａ、２５ｂを通すためのスペーサ貫通孔２６ａ、２６ｂを設ける。これにより、接続端子２５ａ、２５ｂはスペーサ貫通孔２６ａ、２６ｂを貫通するとともに、スペーサ２４ａと２４ｃによりフロント外側筐体２２とフロント内側筐体２３に対して絶縁される。さらに、３つの圧電素子２１ａ〜２１ｃの各電極は、検出部２０の内部において並列接続するとともに、接続端子２５ａ、２５ｂ及び電部材１１を介して処理回路３０に電気的に接続する（図１参照）。

なお、スペーサ２４ａ〜２４ｃの材質はセラミックス（アルミナ、ジルコニア）等を利用可能であるが、絶縁材であれば材質は限定されない。また、フロント内側筐体２３の外周の全周には、環状の絶縁膜２７を配置し、周方向に配した圧電素子２１の内側の電極（図示せず）とフロント内側筐体２３を絶縁する。このように、圧電素子２１は、検出部２０の内部において周方向に沿って等間隔に複数配置されるため、外部からの圧力をバランス良く均一に受けることができ、高精度な圧力検出が可能となる。一方、検出部２０の内部は空洞２８を有するため、この空洞２８に、前述した燃料噴射装置７の先端部７ｂが配されることにより、燃焼室Ｃに燃料が噴射される構造となる（図１参照）。なお、本実施例の検出部２０は、３個の圧電素子２１ａ〜２１ｃを例示するが、圧電素子２１の数は限定されず、さらに多くてもよいし少なくてもよい。また、検出部２０をエンジン１へ装着する形態は、燃料噴射装置７の先端部７ｂに取り付ける形態に限定されるものではなく、図示しないが、圧力検出装置１０の検出部２０が独立してシリンダヘッド４に装着する形態でもよい。

次に、圧力検出装置１０の主に電気系の構成について、第１実施形態〜第２実施形態を
挙げ、図３〜図８を参照して説明する

第１実施形態

まず、第１実施形態に係る圧力検出装置１０の構成について、図３〜図６を参照して具体的に説明する。

圧力検出装置１０は、図３に示すように、検出部２０と処理回路３０とを有し、前述したように、検出部２０は、エンジン１（図１参照）の燃焼圧Ｐを検出する圧電素子２１を有するとともに、この圧電素子２１は、フロント外側筐体２２とフロント内側筐体２３との導電性の筐体（破線で示す）で覆われる。そして、圧電素子２１からの検出信号としての電荷信号Ｑｉは導電部１１を通って処理回路３０に付与される。即ち、圧電素子２１の一方の端子は導電部１１を介して処理回路３０に接続され、他方の端子は導電部１１を介して処理回路３０のＧＮＤに接続される。なお、検出部２０のフロント外側筐体２２及びフロント内側筐体２３は、それぞれエンジン１と共通に接地（アース）される。

また、例示の処理回路３０は、ワンチップの集積回路により構成し、単電源（一例として電源電圧Ｖｄｄ＝５Ｖ）で動作する三つのオペアンプ３１、３２、３３と、レギュレータによる第２基準電源３４を備える。この場合、オペアンプ３１により積分回路が構成され、オペアンプ３２により増幅回路が構成され、オペアンプ３３により分圧抵抗方式による第１基準電源が構成される。なお、各オペアンプ３１、３２、３３は、電源電圧ＶｄｄとＧＮＤに接続するが結線の図示は省略する。処理回路３０には、圧電素子２１から電荷信号Ｑｉが付与されるが、この電荷信号Ｑｉは、コンデンサＣ１を介して積分回路であるオペアンプ３１の反転入力端子に入力する。一方、オペアンプ３１の非反転入力端子には、後述する第１基準電圧Ｖｒ１が入力する。さらに、オペアンプ３１の反転入力端子と出力端子間には、チャージコンデンサＣ２と高抵抗値の放電抵抗Ｒ３を接続する。これにより、第１基準電圧Ｖｒ１を動作基準としたオペアンプ３１による積分回路が構成され、オペアンプ３１の出力端子からは、電荷信号Ｑｉを積分し、電圧に変換した出力信号Ｖｏｕｔ１が得られる。なお、放電抵抗Ｒ３とチャージコンデンサＣ２はハイパスフィルタを構成するため、その時定数ＲＣは、測定する燃焼圧Ｐの周波数範囲と比較して十分に長くなる値を選定することが望ましい。

このように、積分回路３１を構成するに際し、単電源で動作し、かつ検出信号Ｑｉと第１基準電圧Ｖｒ１を差動増幅する演算増幅回路により構成すれば、瞬間的に発生する波形や随時変動するノイズ成分などであっても、ノイズ成分の変化をリアルタイムに捕らえることにより動的に打ち消すため、検出精度を高い状態に維持できるとともに、有効性の高いノイズ低減効果を得ることができる。この結果、検出信号Ｑｉに対する積分処理をノイズ成分の影響を受けることなく行うことができるとともに、比較的シンプルな回路により容易かつ低コストに実現できる。

オペアンプ３１の後段の増幅回路となるオペアンプ３２の非反転入力端子には、コンデンサＣ３を介してオペアンプ３１からの出力信号Ｖｏｕｔ１が付与されるとともに、この非反転入力端子には、さらに、第２基準電源３４からの第２基準電圧Ｖｒ２が抵抗Ｒ４を介して付与される。一方、オペアンプ３２の反転入力端子は、抵抗Ｒ５を介して第２基準電圧Ｖｒ２に接続するとともに、抵抗Ｒ６を介して出力端子に接続する。第２基準電源３４はレギュレータによる電源であり、処理回路３０を駆動する電源電圧Ｖｄｄが付与されることにより安定した第２基準電圧Ｖｒ２が得られ、増幅回路となるオペアンプ３２に供給される。このように、第２基準電圧Ｖｒ２を得るに際し、電源電圧Ｖｄｄを安定化させるレギュレータを用いた第二基準電源３４の出力から得るようにすれば、増幅回路の動作を安定化できるため、電圧レベル変動の少ない安定した出力信号を得ることができる。即ち、前段でノイズ成分が低減された出力信号に対して増幅処理が可能になるため、ノイズ成分の影響を受けることのない増幅処理を行うことができる。なお、例示の第２基準電圧Ｖｒ２は、ＤＣ１．０Ｖである。これにより、オペアンプ３２は第２基準電圧Ｖｒ２を動作基準とする非反転増幅回路として動作し、出力端子からは増幅された出力信号Ｖｏｕｔ２が出力する。また、増幅回路の増幅率は、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の抵抗値の比率により決定される。

他方、処理回路３０の外部には、変圧回路３５を設ける。この変圧回路３５は、分圧抵抗回路としての二つの分圧抵抗Ｒ１とＲ２を配して構成する。このように、変圧回路３５を、複数の分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を組合わせた分圧抵抗回路により構成すれば、簡易な回路構成により実施できるとともに、レギュレータ等の安定化回路を不要にできるため、更なる実施の容易化及び低コスト化を図ることができる。

この場合、分圧抵抗Ｒ１の一方の端子は電源電圧Ｖｄｄに接続し、他方の端子は分圧抵抗Ｒ２の一方の端子に接続するとともに、分圧抵抗Ｒ２の他方の端子はＧＮＤに接続する。これにより、電源電圧Ｖｄｄは分圧抵抗Ｒ１とＲ２により分圧され、分圧抵抗Ｒ１とＲ２の接続点Ａには電源電圧Ｖｄｄが分圧された分圧電圧Ｖａが得られる。この分圧電圧Ｖａは処理回路３０に付与される。処理回路３０に付与された分圧電圧Ｖａは、オペアンプ３３に入力し、このオペアンプ３３からは第１基準電圧Ｖｒ１を出力する。この第１基準電圧Ｖｒ１は、積分回路となるオペアンプ３１の非反転入力端子に付与される。この場合、オペアンプ３３の反転入力端子は出力端子に接続することにより、オペアンプ３３はボルテージフォロア回路として動作し、分圧電圧Ｖａを低出力インピーダンスの第１基準電圧Ｖｒ１として出力する。第１基準電圧Ｖｒ１の電圧値は、分圧抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値比によって決定される。例示の第１基準電圧Ｖｒ１は、ＤＣ１．０Ｖである。このように、分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２とオペアンプ３３により、第１基準電圧Ｖｒ１を出力する第１基準電源が構成される。なお、分圧抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値が低い場合には、分圧電圧Ｖａの出力インピーダンスが低くなるため、オペアンプ３３は無くてもよい。

以上の構成により、入力する電荷信号Ｑｉをオペアンプ３１による積分回路により第１基準電圧Ｖｒ１を動作基準として積分し、出力信号Ｖｏｕｔ１を出力する。さらに、オペアンプ３２による増幅回路により、第２基準電圧Ｖｒ２を動作基準として所定の増幅率で増幅した出力信号Ｖｏｕｔ２を出力する。なお、オペアンプ３１による積分回路とオペアンプ３２による増幅回路が、共に基準電圧を必要とする理由は、処理回路３０を駆動する電源電圧Ｖｄｄが単電源であるため、オペアンプ３１とオペアンプ３２が動作する基準として、電源電圧ＶｄｄとＧＮＤの間の中間電圧が必要となるためである。この基準電圧は、出力信号Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２の振幅（波高値）ができるだけ大きくなるように、ＧＮＤに近い電圧が好ましく、具体的には、ＤＣ１．０Ｖ程度が望ましい。

次に、第１実施形態に係る圧力検出装置１０の動作について、図３〜図５を参照して説明する。図４（ａ）は、時間ｔと圧電素子２１が受ける燃焼圧Ｐとの関係を模式的に示している。燃焼圧Ｐは、一例として周期Ｔ１で繰り返し発生しているものとする。圧力検出装置１０が、図１に示したように、エンジン１に装着される場合には、エンジン１の回転数に応じて燃焼圧Ｐの周期Ｔ１は変動する。即ち、エンジン１の回転数が増加するに従って周期Ｔ１は短くなり、エンジン１の回転数が低下するに従って周期Ｔ１は長くなる。このように、自動車等に搭載されたエンジン１の燃焼圧Ｐを圧力検出装置１０により検出する場合、回転数の増減に伴って周期Ｔ１は刻々と変化することになる。

図４（ｂ）は、燃焼圧Ｐを受けた検出部２０の圧電素子２１の出力である電荷信号Ｑｉと時間ｔの関係を模式的に示している。圧電素子２１は、燃焼圧Ｐの変化を微分値として検出するため、電荷信号Ｑｉは微分波形として出力する。例示の場合、電荷信号Ｑｉは、燃焼圧Ｐが上昇すればマイナス側に振れ、燃焼圧Ｐが降下すればプラス側に振れているが、電荷信号Ｑｉの極性は圧電素子２１の接続を変更することにより反転させることも可能である。

この場合、得られる電荷信号Ｑｉは、前述した図９の場合と同様に、エンジン１から発生する放射ノイズや圧電素子２１と処理回路３０とを繋ぐ導電部１１に乗る電磁誘導ノイズ等の影響を受け、様々な大きさや周波数成分を有するノイズ成分Ｎｉを含んでいる。また、図４（ｂ）には、何らかの要因で瞬間的に発生するピークノイズ成分の一例を、ノイズ成分Ｎｉの中のＮｉｐとして模式的に示している。このピークノイズ成分Ｎｉｐは、定常的に到来するノイズ成分Ｎｉに対して、瞬間的に到来する大きなノイズ成分である。したがって、このようなノイズ成分Ｎｉを含んだ電荷信号Ｑｉが、コンデンサＣ１を通過して処理回路３０のオペアンプ３１の反転入力端子に付与されることになる。

図４（ｃ）は、オペアンプ３３の出力となる第１基準電圧Ｖｒ１を模式的に示している。圧力検出装置１０の電源電圧ＶｄｄやＧＮＤには、前述したエンジン１（図１参照）から発生する放射ノイズや電磁誘導ノイズが乗っており、これらのノイズは、分圧抵抗Ｒ１とＲ２を通過することにより分圧電圧Ｖａに乗り、オペアンプ３３に付与される。これにより、オペアンプ３３の出力となる第１基準電圧Ｖｒ１には、様々な周波数成分を含んだノイズ成分Ｎ１が重畳する。また、ノイズ成分Ｎ１の中のＮ１ｐは、前述したＮｉｐと同様に、何らかの要因で瞬間的に発生するピークノイズ成分の一例を模式的に示している。即ち、オペアンプ３１の反転入力端子には、電荷信号Ｑｉに定常的に含まれるノイズ成分Ｎｉと瞬間的に発生するピークノイズ成分Ｎｉｐの双方が入力するとともに、オペアンプ３１の非反転入力端子には、第１基準電圧Ｖｒ１に定常的に含まれるノイズ成分Ｎ１と瞬間的に発生するピークノイズ成分Ｎ１ｐが入力することになる。

この場合、電荷信号Ｑｉに含まれるノイズ成分Ｎｉと第１基準電圧Ｖｒ１に含まれるノイズ成分Ｎ１は、共にエンジン１から発生する放射ノイズや電磁誘導ノイズであり、発生源が同じである。したがって、エンジン１の回転数の変動等によりノイズが変化した場合、二つのノイズ成分ＮｉとＮ１は、共に同じように変化することになる。即ち、ノイズ成分Ｎｉが大きくなれば、ノイズ成分Ｎ１も大きくなり、ノイズ成分Ｎｉの位相や周期が変化すれば、ノイズ成分Ｎ１の位相や周期も同様に変化する。この結果、積分回路となるオペアンプ３１の反転入力端子と非反転入力端子の双方に、リアルタイムに同一又は同一に近いノイズ成分ＮｉとＮ１が入力するため、差動増幅器として機能するオペアンプ３１は、ノイズ成分ＮｉとＮ１を打ち消し、ノイズの影響をほとんど受けることなく電荷信号Ｑｉを積分できる。また、何らかの要因により瞬時に発生するピークノイズ成分ＮｉｐとＮ１ｐも、同じタイミングによりノイズ成分ＮｉとＮ１に含まれるため、差動増幅器として機能するオペアンプ３１によりほぼ打ち消されることになる。

図５（ａ）は、処理回路３０のオペアンプ３１の出力端子から得る出力信号Ｖｏｕｔ１と時間ｔとの関係を示している。この場合、オペアンプ３１は、第１基準電圧Ｖｒ１を基準として動作する。そして、入力した電荷信号Ｑｉを積分し、電圧に変換することにより、オペアンプ３１の出力端子から圧力変化に相似した出力信号Ｖｏｕｔ１を出力する。即ち、電荷信号Ｑｉがマイナス側に振れた際には、オペアンプ３１の出力端子の電位が上昇するため、チャージコンデンサＣ２に充電電流Ｉ１（図３参照）が流れ、出力信号Ｖｏｕｔ１は、図示のように上昇カーブとなる。一方、電荷信号Ｑｉがプラス側に振れた際には、オペアンプ３１の出力端子の電位が下がるため、チャージコンデンサＣ２に放電電流Ｉ２（図３参照）が流れ、出力信号Ｖｏｕｔ１は、図示のように下降カーブとなる。

この結果、オペアンプ３１は積分回路として動作し、微分波形となる電荷信号Ｑｉを積分して出力するため、出力信号Ｖｏｕｔ１は、圧電素子２１が受けた燃焼圧Ｐ（図４（ａ）参照）の圧力変化に相似した波形となり、燃焼圧Ｐの変化を電圧として出力することができる。そして、前述のように、オペアンプ３１は反転入力端子と非反転入力端子に入力される二つのノイズ成分ＮｉとＮ１を打ち消すように動作するため、出力信号Ｖｏｕｔ１は、図示のようにノイズ成分を含まない信号として出力される。さらに、ピークノイズ成分ＮｉｐとＮ１ｐは、瞬間的に大きなノイズ成分であるため、完全には打ち消すことが出来ない場合があり、図示のように、出力信号Ｖｏｕｔ１にノイズ成分Ｖｎ１として僅かに含まれる可能性もあるが、信号レベルより遙かに小さいレベルとなるためほとんど問題にはならない。

図５（ｂ）は、処理回路３０のオペアンプ３２の出力端子から得られる出力信号Ｖｏｕｔ２の電圧波形の一例を示している。この場合、オペアンプ３２は、第２基準電圧Ｖｒ２を動作基準とする非反転増幅回路として動作し、出力信号Ｖｏｕｔ２は出力信号Ｖｏｕｔ１に対して同相となり、その振幅は、出力信号Ｖｏｕｔ１が所定の増幅率により増幅された大きさとなる。なお、電源電圧Ｖｄｄ＝５Ｖの場合には、出力信号Ｖｏｕｔ２が、５Ｖ以内の振幅となるように、オペアンプ３２の増幅率を調整することが望ましい。オペアンプ３２の入力となる出力信号Ｖｏｕｔ１は、前述のように、ノイズ成分をほとんど含まないため、増幅された出力信号Ｖｏｕｔ２も、同様にノイズ成分をほとんど含まない。この結果、Ｓ／Ｎ比の良好な出力信号を得ることができる。また、オペアンプ３２が入力する出力信号Ｖｏｕｔ１には、前述のように、ノイズ成分Ｖｎ１が僅かに含まれる場合がある。この場合、このノイズ成分Ｖｎ１は増幅され、図示のように、出力信号Ｖｏｕｔ２にノイズ成分Ｖｎ２として含まれるが、信号レベルより遙かに小さいレベルとなるため、ほとんど問題にはならない。

このように、第１実施形態に係る圧力検出装置１０は、積分回路の入力側でノイズ成分を打ち消すように動作するため、ノイズ成分の影響を受けることなく、検出信号である電荷信号Ｑｉを少ない誤差により積分することが可能となり、高精度の圧力検出を実現できる。また、エンジン１の回転数が変動するなどにより、圧力検出装置１０に到来するノイズが変化したり、瞬間的に大きなピークノイズが到来しても、オペアンプ３１の反転入力端子と非反転入力端子には、変化するノイズ成分が同時に入力されるため、ノイズの変化をリアルタイムに捕らえ、ノイズ成分を動的に打ち打ち消すことができる。この結果、エンジン１が、どのような状態にあっても、常にノイズ成分の少ない出力信号を得ることができる。しかも、オペアンプ３２による増幅回路の動作基準には、レギュレータによる基準電源３４からの安定した第２基準電圧Ｖｒ２を用いるため、たとえ、電源電圧Ｖｄｄが何らかの要因で変動しても、第２基準電圧Ｖｒ２は変化しない。これにより、オペアンプ３２は安定して動作し、電圧レベルの変動が少ない高精度の出力信号を得ることができる。加えて、コンピュータ等のデジタル機器を使用することなくノイズ除去を行うことができるため、低コスト性及びメンテナンス性に優れた小型軽量の圧力検出装置として提供できる。

なお、図６には、第１実施形態に係る圧力検出装置１０の変更例、特に、処理回路３０の変形例となる処理回路４０を示す。

変形例となる処理回路４０は、出力信号の低出力インピーダンス化のために、最終段にボルテージフォロア回路を追加したものであり、ボルテージフォロア回路はオペアンプ３６により構成する。なお、オペアンプ３６以外のオペアンプ３１による積分回路，オペアンプ３２による増幅回路，外付けの二つの分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２とオペアンプ３３による第１基準電源，及び第２基準電源３４は、図３と同様の回路構成となるため、同一部分には同一番号を付してその詳細な説明は省略する。また、検出部２０と導電部１１も図３と同様になるため、図示を省略した。

図６において、オペアンプ３２の出力となる出力信号Ｖｏｕｔ２は、オペアンプ３６の非反転入力端子に付与される。これにより、オペアンプ３６の出力端子からは出力信号Ｖｏｕｔ３が出力し、この出力は処理回路４０から外部への出力となる。また、反転入力端子は出力端子に対してダイレクトに接続する。したがって、オペアンプ３６は、ボルテージフォロア回路として動作し、オペアンプ３２の出力、即ち、出力信号Ｖｏｕｔ２は、低出力インピーダンスに変換された出力信号Ｖｏｕｔ３として出力する。このように、図６に示す変形例は、積分回路の後段に二つの増幅回路を設けたものとなる。なお、オペアンプ３６の後段には、ローパスフィルタ回路を設け、高周波のノイズ成分を除去してから出力信号Ｖｏｕｔ３を出力してもよい。また、出力信号Ｖｏｕｔ３は、出力信号Ｖｏｕｔ２に対して出力インピーダンスが異なるのみとなり、その電圧波形は、図５（ｂ）と同様になるため、図示による説明は省略する。

以上のように、図６に示す変形例に係る処理回路４０は、最終段にボルテージフォロア回路を追加したため、出力信号Ｖｏｕｔ３の出力インピーダンスをきわめて低い値に変換することができる。この結果、図３の処理回路３０と同様の効果を得ることに加え、出力信号Ｖｏｕｔ３に外来ノイズ等が乗る不具合を回避できるため、耐ノイズ特性に優れた高精度の圧力検出装置を実現できる。

第２実施形態

次に、第２実施形態に係る圧力検出装置５０について、図７を参照して説明する。図７に示す圧力検出装置５０は、図３に示した第１実施形態と同様に、検出部２０と処理回路６０を備えている。検出部２０は図３に示した第１実施形態と同一となるため、同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、例示の処理回路６０はワンチップの集積回路により構成し、その基本構成は、図３に示した第１実施形態の処理回路３０同様に構成するため、一部の構成要素以外の同一部分については同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。この処理回路６０は第１実施形態と同様に、単電源で動作する三つのオペアンプ３１、３２、３３と、レギュレータによる第２基準電源３４を有する。さらに、オペアンプ３１により積分回路が構成されるとともに、オペアンプ３２により増幅回路が構成され、

一方、オペアンプ３３と分圧抵抗回路による分圧抵抗方式により第１基準電源が構成される。この場合、第１基準電源を構成する分圧抵抗回路としての二つの分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２は、図示のように集積回路となる処理回路６０に内蔵する。即ち、集積回路に内蔵する分圧抵抗Ｒ１１の一方の端子は電源電圧Ｖｄｄに接続され、他方の端子は集積回路に内蔵する分圧抵抗Ｒ１２の一方の端子に接続され、分圧抵抗Ｒ１２の他方の端子は回路のＧＮＤに接続される。そして、分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２の接続点Ａがオペアンプ３３の非反転入力端子に入力する。これにより、電源電圧Ｖｄｄは集積回路に内蔵する分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２によって分圧され、接続点Ａは電源電圧Ｖｄｄが分圧された分圧電圧Ｖａを出力してオペアンプ３３の非反転入力端子に入力する。オペアンプ３３は第１実施形態と同様にボルテージフォロア回路として動作し、出力端子から第１基準電圧Ｖｒ２１を出力する。なお、第１基準電圧Ｖｒ２１の電圧値は、第１の実施形態と同様に分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２の抵抗値比により決定され、例示の第１基準電圧Ｖｒ２１は、ＤＣ１．０Ｖである。

第２実施形態は、分圧抵抗回路としての分圧抵抗Ｒ１１とＲ１２を一つの集積回路として構成する処理回路６０に内蔵、即ち、集積回路の内部に配したものであり、分圧抵抗回路を集積回路の外部に配した第１実施形態の処理回路３０と異なる点である。このように、少なくとも一部を集積回路により構成する処理回路３０を設ければ、変圧回路３５は、第１実施形態のように集積回路の外部に配するのみではなく、集積回路に内蔵させることも可能となる。いずれの状態であってもノイズ低減効果を確保できるため、例えば、限られた配設スペースの場合であっても組込み上の設計自由度を高めることができる。特に、集積回路に内蔵させた場合には、部品点数の削減が可能になるため、圧力検出装置の信頼性を高めることができる。また、内蔵抵抗の抵抗値比率のばらつきが小さくなり、第１基準電圧Ｖｒ２１の電圧値のばらつきを低減できる。第２実施形態に係る圧力検出装置５０も、第１実施形態の圧力検出装置１０と同様にエンジン１に装着することができる。

このような回路構成を有する第２実施形態に係る圧力検出装置５０は、第１基準電圧Ｖｒ２１を動作基準とし、入力する電荷信号Ｑｉをオペアンプ３１による積分回路により積分して出力信号Ｖｏｕｔ２１を出力する。また、オペアンプ３２による増幅回路により第２基準電圧Ｖｒ２２を動作基準として所定の増幅率により増幅した出力信号Ｖｏｕｔ２２を出力する。なお、オペアンプ３３の出力となる第１基準電圧Ｖｒ２１には、第１実施形態の第１基準電圧Ｖｒ１と同様に、前述した図１に示すエンジン１から発生する放射ノイズや電磁誘導ノイズ等によるノイズ成分Ｎ１が含まれている（図４（ｃ）参照）。このため、オペアンプ３１の反転入力端子に入力する電荷信号Ｑｉに含まれるノイズ成分Ｎｉと第１基準電圧Ｖｒ２１に含まれるノイズ成分Ｎ１は打ち消し、ノイズ成分をほとんど含まない出力信号Ｖｏｕｔ２１を得ることができる。

この結果、第２実施形態の圧力検出装置５０は、前述した第１実施形態の圧力検出装置１０と同様に、ノイズの影響を低減した出力信号を得ることができるとともに、高精度の圧力検出を実現できる。さらに、第２実施形態は、前述した第１実施形態の変形例と同様に、増幅回路の最終段にボルテージフォロア回路を追加して、出力インピーダンスをきわめて低い値に変換する構成を含ませることもできる。これにより、耐ノイズ特性に優れた高精度の圧力検出装置を実現できる。

第３実施形態

次に、第３実施形態に係る圧力検出装置７０について、図８を参照して説明する。図８に示す圧力検出装置７０は、図３に示した第１実施形態と同様に、検出部２０と処理回路８０を備えている。図８において、第３の実施形態圧力検出装置７０は、第１実施形態と同様に、検出部２０と処理回路８０を備えている。検出部２０は第１実施形態と同一であるため、同一部分には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。また、処理回路８０の構成において、第１実施形態の処理回路３０（図３参照）と同様の構成要素は同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。

この場合、処理回路８０は、第１実施形態と同様に、単電源で動作する三つのオペアンプ３１、３２、３３を有している。そして、オペアンプ３１によって積分回路が構成され、オペアンプ３２によって増幅回路が構成され、またオペアンプ３３と分圧抵抗回路とによる分圧抵抗方式によって第１基準電源が構成される。第３実施形態において、第１の実施形態の異なるところは、レギュレータによる第２基準電源３４（図３参照）がなく、分圧抵抗方式の一つの基準電源によりオペアンプ３１、３２、３３を動作させた点である。この実施形態では、オペアンプ３２の非反転入力の非反転入力端子は抵抗Ｒ４を介して第１基準電源からの基準電圧Ｖｒ１が接続され、反転入力端子には抵抗Ｒ５を介して第１基準電源からの基準電圧Ｖｒ１が接続されている。このような構成とすることで、ノイズ成分をほとんど含まない基準電圧Ｖｒ２がオペアンプ３２に入力される第１の実施形態に対し、ノイズ成分を含んだ基準電圧Ｖｒ１が入力される点でノイズの影響は受けやすいという面はあるが、基準電源を一つとすることができ回路の小型化が可能となっている。またノイズの影響については、オペアンプ３１の出力信号Ｖｏｕｔ１はノイズ成分をほぼ含まない構成としているため、従来技術と比較すればノイズ影響の小さい圧力検出装置を実現している。

以上、最良実施形態（及び変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、変圧回路３５として、複数の分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２を組合わせた分圧抵抗回路により構成した場合を例示したが、外部の電源から付与される電源電圧Ｖｄｄに対して変圧のみを行うことにより所定の電圧値となる第１基準電圧Ｖｒ１を得る機能を有するものであれば、他の回路を用いた構成を排除するものではない。また、積分回路３１，第２基準電圧Ｖｒ２を得る回路をはじめ、例示した各回路等は、これらに限定されるものではなく、同様の機能を有する他の回路等で置換することができる。さらに、処理回路３０における最終段のボルテージフォロア回路を設けるか否かは任意である。

本発明に係る圧力検出装置は、エンジンの燃焼圧の検出をはじめ、様々な用途の圧力検出に幅広く利用することができる。

Claims

圧力を受けることにより当該圧力に対応した検出信号を出力する圧力検出素子とこの圧力検出素子から出力する検出信号を処理して出力する処理回路とを備えてなる圧力検出装置であって、外部の電源から付与される電源電圧に対して変圧のみを行うことにより所定の電圧値となる第１基準電圧を得る変圧回路と、前記外部の電源から付与される電源電圧で作動し、かつ前記第１基準電圧を動作基準にするとともに、前記検出信号と前記第１基準電圧を差動増幅し、前記検出信号を積分処理することにより電圧波形に変換する演算増幅回路により構成した積分回路と、所定の電圧値となる第２基準電圧を動作基準として前記積分回路からの出力信号を増幅処理する少なくとも一つ以上の増幅回路とを有する前記処理回路を備えることを特徴とする圧力検出装置。
前記変圧回路は、複数の分圧抵抗を組合わせた分圧抵抗回路により構成することを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
前記積分回路は、単電源で動作する演算増幅回路により構成することを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
前記第２基準電圧は、前記電源電圧を安定化させるレギュレータを用いた第二基準電源の出力から得ることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
前記第２基準電圧は、前記変圧回路から得ることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
前記処理回路は、最終段にボルテージフォロア回路を備えることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
前記処理回路は、少なくとも一部を集積回路により構成するとともに、前記変圧回路を前記集積回路の外部に配してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧力検出装置。
前記処理回路は、少なくとも一部を集積回路により構成するとともに、前記変圧回路を前記集積回路に内蔵してなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の圧力検出装置。
前記検出信号は、前記圧力検出素子として用いた圧電素子から得る電荷信号であることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。
自動車に搭載するエンジンの燃焼圧を検出する圧力検出装置に適用してなることを特徴とする請求項１記載の圧力検出装置。