JPH1038706A - センサ信号処理回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サーミスタなどのセンサを共用しようとする
と、前記センサの接続端子に設けられているプルアップ
抵抗が電源に対し並列に挿入されることになってセンサ
出力値が異なった値を示す課題があった。 【解決手段】 センサを共用する他のセンサ信号処理回
路装置の有無を、そのセンサ信号処理回路装置の電源電
圧をもとに判定し、その判定結果をもとにスイッチング
回路を制御して前記判定を行う側の電源と前記センサと
の接続、遮断の制御を行い、前記電源と前記センサとの
遮断が行われると、前記他のセンサ信号処理回路装置の
電源電圧を基準にした前記センサのセンサ出力値を、前
記判定を行なう側の基準電圧を基準にしたセンサ出力値
へ換算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばサーミス
タなどのバイアスの必要なセンサを他の装置との間で共
用できるセンサ信号処理回路装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば自動車に搭載されている
従来のセンサ信号処理回路装置の構成を示す回路ブロッ
ク図である。図５（ａ）において、１１は第１のセンサ
信号処理回路装置であり、例えば外気温度計を備えたエ
アーコンディショナー（以下、エアコンという）の制御
を行う制御部としての機能も備えている。１２は第１の
センサ信号処理回路装置１１のＣＰＵ、１３はサーミス
タなどのバイアスの必要なセンサ、１４はセンサ１３に
バイアスをかけるためのプルアップ抵抗である。図５
（ｂ）において、２１は前記第１のセンサ信号処理回路
装置１１と同様に前記自動車に搭載されている第２のセ
ンサ信号処理回路装置であり、例えば外気温度計を備え
たディジタル時計の制御部としての機能も備えている。
２２は第２のセンサ信号処理回路装置２１のＣＰＵ、２
３はサーミスタなどのバイアスの必要なセンサ、２４は
センサ２３にバイアスをかけるためのプルアップ抵抗で
ある。

【０００３】次に動作について説明する。図６は第１の
センサ信号処理回路装置１１のＣＰＵ１２および第２の
センサ信号処理回路装置２１のＣＰＵ２２の外気温度表
示動作を示すフローチャートである。この外気温度表示
動作は、ＣＰＵ１２およびＣＰＵ２２共に同一動作であ
るので、第１のセンサ信号処理回路装置の外気温度表示
動作について説明する。このフローチャートによれば、
先ず、図示していないイグニッションスイッチが操作さ
れてオンしたか否かを判断しており（ステップＳＴ
１）、この結果、イグニッションスイッチが操作されオ
ンすると、センサ１３の出力を読み込む（ステップＳＴ
２）。このセンサ１３の出力はアナログ信号である。次
に、この読み込んだセンサ１３の出力を、図示していな
いＡ／Ｄ変換器によりディジタルデータへ変換する（ス
テップＳＴ３）。そして、このディジタルデータはデコ
ードされて外気温度としてディジタル表示される。

【０００４】このように外気温度表示機能を有した複数
のセンサ信号処理回路装置１１，２１を備える必要があ
る場合には、それぞれ個別にセンサを備えたセンサ信号
処理回路装置を設けることになる。センサが各センサ信
号処理回路装置に共通なサーミスタなどの温度に応じて
抵抗値の変化するセンサである場合に、各センサ信号処
理回路装置は共通の１つのセンサを使用できればよい
が、図５（ａ），（ｂ）に示したように各センサ信号処
理回路装置はそれぞれセンサを個別に設ける構成になっ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のセンサ信号処理
回路装置は以上のように構成されているので、複数のセ
ンサ信号処理回路装置が設けられる場合、各センサ信号
処理回路装置に接続されるセンサをそれぞれ個別に設け
ることなく、１つのセンサを各センサ信号処理回路装置
で共用しようとすると、サーミスタなどの受動的でプル
アップ抵抗を必要とするセンサである場合には、前記プ
ルアップ抵抗が電源に対し並列に挿入されることになっ
て、センサ信号処理回路装置単独の場合とセンサを複数
のセンサ信号処理回路装置で共用する場合とでセンサ出
力が異なった値を示すことになり、センサ出力に対し正
確な外気温度表示ができなくなる課題があった。

【０００６】また、電源電圧が変動したときのディジタ
ルデータへ変換した後のセンサ出力の較正を行なうこと
が出来ない課題があった。

【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、共通のセンサを使用できるセン
サ信号処理回路装置を得ることを目的とする。

【０００８】また、この発明は共通のセンサを使用する
場合であっても、精度の高いセンサ出力を得ることを目
的とする。

【０００９】また、この発明はセンサを共用する他のセ
ンサ信号処理回路装置側の電源電圧が変動したり相違し
ていてもこれによりセンサ出力に生ずる誤差分を精度よ
く較正できるセンサ信号処理回路装置を得ることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るセンサ信号処理回路装置は、接続端子へ接続されたセ
ンサへバイアスをかけるバイアス回路と、前記センサの
電源側との接続を制御するスイッチング回路と、前記バ
イアス回路と直流的に等価であり前記センサへバイアス
をかける等価バイアス回路を有し前記センサを共用する
他のセンサ信号処理回路装置の有無を、前記他のセンサ
信号処理回路装置側へ供給されている電源電圧をもとに
判定する判定手段と、該判定手段による判定結果をもと
に前記スイッチング回路を制御して前記センサの前記電
源側との接続、遮断の制御を行なう制御手段と、該制御
手段により前記センサと前記電源側との遮断制御が行な
われると前記センサを共用する前記他のセンサ信号処理
回路装置の電源電圧を基準にした前記センサから出力さ
れたセンサ出力値を、前記判定手段側の基準電圧を基準
にしたセンサ出力値へ換算する換算手段とを備えるよう
にしたものである。

【００１１】請求項２記載の発明に係るセンサ信号処理
回路装置は、温度により抵抗値が変化する温度抵抗値可
変素子であるセンサを備えるようにしたものである。

【００１２】請求項３記載の発明に係るセンサ信号処理
回路装置は、他のセンサ信号処理回路装置へ供給されて
いる電源電圧を２分割した分圧電圧を所定の閾値をもと
に判定する判定手段と、前記分圧電圧を２倍することで
前記他のセンサ信号処理回路装置へ供給されている電源
電圧を知り、この電源電圧を基準にした前記センサから
出力されたセンサ出力値を前記判定手段側の基準電圧を
基準にしたセンサ出力値へ換算する換算手段とを備える
ようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１のセン
サ信号処理回路装置の構成を示す回路ブロック図であ
る。図において、１はこの実施の形態のセンサ信号処理
回路装置であり外気温度計付時計の制御部として構成さ
れている。２はサーミスタなどの温度センサ、３は温度
センサ２を前記センサ信号処理回路装置１と共用する他
のセンサ信号処理回路装置であり、外気温度計付エアコ
ンの制御部として構成されている。１ａは前記他のセン
サ信号処理回路装置３が温度センサ２を共用しているか
否かを判定するため前記他のセンサ信号処理回路装置３
へ供給されている電源電圧Ｖｃｃ１を取り込む電源電圧
取込端子、１ｂは温度センサ２のセンサ出力を取り込む
ため前記温度センサ２へ接続されたセンサ出力取込端子
（接続端子）、１ｃは温度センサ２に接続されたグラン
ド端子である。

【００１４】Ｒ１はセンサ出力取込端子１ｂとグランド
端子１ｃとの間に接続された温度センサ２にバイアスを
かけるためのプルアップ抵抗（バイアス回路）、Ｒ２は
直列接続されて分圧回路４を構成している抵抗である。
分圧回路４は、他のセンサ信号処理回路装置３側へ供給
されている電源電圧Ｖｃｃ１を１／２に分圧して分圧値
（Ｖｃｃ１）・１／２を出力する。６はマイクロコンピ
ュータ（制御手段）、６ａは温度センサ２を共用する他
のセンサ信号処理回路装置３の有無を、分圧回路４の分
圧出力（Ｖｃｃ１）・１／２と所定の閾値との大小関係
をもとに判定する判定手段、６ｂはトランジスタ７によ
り温度センサ２の電源電圧Ｖｃｃ２側との接続が遮断さ
れると、前記他のセンサ信号処理回路装置３へ供給され
ている電源電圧Ｖｃｃ１を基準にした前記温度センサ２
のセンサ出力値を、前記判定手段６ａ側の基準電圧Ｖｒ
ｅｆを基準にしたセンサ出力値へ換算する換算手段であ
る。６ｃは図示していない表示器へ外気温度を表示した
り時刻を表示するためのデータ処理を行なうデータ処理
プログラムである。６ｄは温度センサ２のセンサ出力や
判定手段６ａで判定する分圧回路４の分圧出力をディジ
タル値に変換するＡ／Ｄ変換器である。７は判定手段６
ａにより導通、非導通が制御されるトランジスタ（スイ
ッチング回路）であり、前記他のセンサ信号処理回路装
置３が温度センサ２を共用する場合に非導通となり、ま
た温度センサ２を共用する他のセンサ信号処理回路装置
３がない場合に導通し、プルアップ抵抗Ｒ１の電源電圧
Ｖｃｃ２側に対する接続および開放を制御する。なお、
図示していないイグニッションスイッチの接点信号がマ
イクロコンピュータ６へ取り込み可能な構成となってい
る。

【００１５】次に、前記他のセンサ信号処理回路装置３
の構成について説明すると、３ａは前記他のセンサ信号
処理回路装置３へ供給されている電源電圧Ｖｃｃ１を取
り出すための電源電圧出力端子でありセンサ信号処理回
路装置１の電源電圧取込端子１ａと接続されている。３
ｂは温度センサ２のセンサ出力を取り込むため前記温度
センサ２へ接続されたセンサ出力取込端子、３ｃは温度
センサ２に接続されたグランド端子である。ｒ１はセン
サ出力取込端子３ｂとグランド端子３ｃとの間に接続さ
れた温度センサ２にバイアスをかけるためのプルアップ
抵抗（等価バイアス回路）であり、センサ信号処理回路
装置１のプルアップ抵抗Ｒ１と同一の抵抗値を有してい
る。１５はマイクロコンピュータ、１５ｃは温度センサ
２から出力されディジタル値に変換されたセンサ出力値
を処理して図示していない表示器へ外気温度表示を行な
ったりエアコンの動作制御を行なう制御用プログラムで
ある。１５ｄは温度センサ２からのセンサ出力をディジ
タル値に変換するＡ／Ｄ変換器である。なお、マイクロ
コンピュータ１５へは、図示していないイグニッション
スイッチの接点信号が取り込み可能な構成となってい
る。

【００１６】次に動作について説明する。図２は、この
実施の形態のセンサ信号処理回路装置１の動作を示すフ
ローチャート、図３は他のセンサ信号処理回路装置３の
動作を示すフローチャートである。図２のフローチャー
トに示すように各種の初期設定を行い（ステップＳＴ１
１）、次に図示していないイグニッションスイッチがオ
ン状態にあるか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。
この結果、イグニッションスイッチがオン状態にある
と、他の制御部すなわち他のセンサ信号処理回路装置３
が温度センサ２に接続されて温度センサ２を共用してい
るか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。この判定は
判定手段６ａで行なわれ、電源電圧取込端子１ａから取
り込まれた前記他のセンサ信号処理回路装置３へ供給さ
れている電源電圧Ｖｃｃ１を分圧回路４で１／２に分圧
した分圧出力（Ｖｃｃ１）・１／２が所定の閾値より大
きいか小さいか比較されることで行なわれ、（Ｖｃｃ
１）・１／２が前記所定の閾値より大きい場合には他の
センサ信号処理回路装置３が温度センサ２を共用してい
る状態、つまり温度センサ２を共用する他のセンサ信号
処理回路装置３が接続されている状態にあると判定し、
（Ｖｃｃ１）・１／２が前記所定の閾値より小さい場合
には他のセンサ信号処理回路装置３が温度センサ２を共
用していない状態、つまり温度センサ２を共用する他の
センサ信号処理回路装置３が接続されていない状態にあ
ると判定する。

【００１７】この結果、温度センサ２を共用する他のセ
ンサ信号処理回路装置３が接続されている状態にあると
判定するとトランジスタ７を非導通にして（ステップＳ
Ｔ１８）、さらにセンサ出力取込端子１ｂから温度セン
サ２のセンサ出力ＶＡＤを取り込み、Ａ／Ｄ変換器６ｄ
によりディジタル値に変換し、換算手段６ｂにより基準
電圧Ｖｒｅｆを基準にした値に換算する（ステップＳＴ
１９）。この換算は、温度センサ２を共用する他のセン
サ信号処理回路装置３が接続されている状態にあるとき
には温度センサ２へ供給されている電源電圧が前記他の
センサ信号処理回路装置３側へ供給されている電源電圧
Ｖｃｃ１であることから、この電源電圧Ｖｃｃ１とセン
サ信号処理回路装置１側の電源電圧Ｖｃｃ２との間に差
が生じていると、センサ出力ＶＡＤをセンサ信号処理回
路装置１側でＡ／Ｄ変換したときのディジタル値に前記
差が誤差分として影響するために行なわれるものであ
る。

【００１８】なお、前記他のセンサ信号処理回路装置３
側では、温度センサ２へ供給されている電源電圧は、セ
ンサ出力ＶＡＤをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１５ｄお
よびそのディジタル値を処理するマイクロコンピュータ
１５の電源電圧であり、Ａ／Ｄ変換器１５ｄへ供給され
る基準電圧は電源電圧Ｖｃｃ１と等しいため換算する必
要はなく、図３のフローチャートに示すようにＡ／Ｄ変
換器１５でＡ／Ｄ変換したディジタル値がそのまま温度
表示される。

【００１９】ここで、ステップＳＴ１９で換算手段６ｂ
が行なう換算処理について、図４のフローチャートに従
って説明する。Ａ／Ｄ変換器６ｄが８ビット、Ｖｃｃ１
が４．８Ｖ、Ｖｒｅｆ（電源電圧Ｖｃｃ２と等しい）が
５．３Ｖ、ＶＡＤが１Ｖとすると、その分解能はＶｒｅ
ｆ／２５５＝０．０２０７８である。また、前記他のセ
ンサ信号処理回路装置３の電源電圧Ｖｃｃ１は、分圧回
路４で１／２に分圧されて他のセンサ信号処理回路装置
３に取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器６ｄによりディジタル値
（Ｖｃｃ１）・（１／２）／（Ｖｒｅｆ／２５５）＝１
１５に変換される（ステップＳＴ３１）。このディジタ
ル値はフルレンジ２５５での１１５を示す。このディジ
タル値は２倍されてディジタル値２３０に変換される
（ステップＳＴ３２）。このディジタル値２３０は他の
センサ信号処理回路装置３の基準電圧Ｖｒｅｆのフルレ
ンジ２５５に対する前記他のセンサ信号処理回路装置３
の電源電圧Ｖｃｃ１を示している。さらに、前記他のセ
ンサ信号処理回路装置３の電源電圧Ｖｃｃ１のディジタ
ル値２３０の前記基準電圧Ｖｒｅｆをフルレンジとした
ときの割合、２３０／２５５＝０．９を求める（ステッ
プＳＴ３３）。次に、電源電圧Ｖｃｃ１を基準に出力さ
れた温度センサ２のセンサ出力ＶＡＤ＝１Ｖを基準電圧
Ｖｒｅｆをもとに求めたディジタル値、１／（Ｖｒｅｆ
／２５５）≒４８に変換して（ステップＳＴ３４）、こ
のディジタル値を前記ステップＳＴ３３で求めた割合で
基準電圧Ｖｒｅｆを基準にしたときのディジタル値４８
×０．９＝４３に換算する（ステップＳＴ３５）。そし
て、この換算値をもとに図２のフローチャートに示す温
度表示を行なう（ステップＳＴ１７）。

【００２０】この換算処理により、前記他のセンサ信号
処理回路装置３に供給されている電源電圧Ｖｃｃ１とセ
ンサ信号処理回路装置１に供給されている電源電圧Ｖｃ
ｃ２とが異なった電圧レベルのときでも、電源電圧Ｖｃ
ｃ１と基準電圧Ｖｒｅｆとの関係からセンサ出力を基準
電圧Ｖｒｅｆを基準にしたディジタル値に換算し、誤差
のない温度表示を行なうことが可能になる。

【００２１】図２に示すフローチャートに戻り、ステッ
プＳＴ１３で他のセンサ信号処理回路装置３が温度セン
サ２に接続されていないと判定した場合には、トランジ
スタ７を導通させ（ステップＳＴ１４）、センサ信号処
理回路装置１のプルアップ抵抗Ｒ１によりバイアスされ
ている温度センサ２のセンサ出力を読み込み（ステップ
ＳＴ１５）、Ａ／Ｄ変換器６ｄによりディジタル値に変
換し（ステップＳＴ１６）、温度表示を行なう（ステッ
プＳＴ１７）。なお、この場合には電源電圧Ｖｃｃ２と
基準電圧Ｖｒｅｆとは等しい値であることから換算する
必要はなく、ステップＳＴ１６でＡ／Ｄ変換したディジ
タル値がステップＳＴ１７でそのまま表示される。

【００２２】以上説明したようにこの実施の形態によれ
ば、他のセンサ信号処理回路装置３との間で温度センサ
２を共用しても、他のセンサ信号処理回路装置３に設け
られているプルアップ抵抗ｒ１およびセンサ信号処理回
路装置１に設けられているプルアップ抵抗Ｒ１が並列に
温度センサ２へ接続されることにはならず、常にいずれ
か一方のプルアップ抵抗のみにより温度センサ２がバイ
アスされることになり、さらに温度センサ２を共用する
他のセンサ信号処理回路装置３へ供給されている電源電
圧Ｖｃｃ１と基準電圧Ｖｒｅｆとの違いによるセンサ出
力のＡ／Ｄ変換結果に含まれる誤差分を換算手段により
前記基準電圧Ｖｒｅｆを基準にした値に換算するので、
温度センサ２を共用する前記他のセンサ信号処理回路装
置３の有無に応じて精度よく較正されたセンサ出力に対
応した表示を行なうことが出来る効果がある。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、センサへバイアスをかける等価バイアス回路を有
し前記センサを共用する他のセンサ信号処理回路装置の
有無を、前記他のセンサ信号処理回路装置側へ供給され
ている電源電圧をもとに判定する判定手段と、該判定手
段による判定結果をもとにスイッチング回路を制御して
前記センサの電源側との接続、遮断の制御を行なう制御
手段と、該制御手段により前記センサと前記電源側との
遮断制御が行なわれると前記センサを共用する前記他の
センサ信号処理回路装置の電源電圧を基準にした前記セ
ンサから出力されたセンサ出力値を、前記判定手段側の
基準電圧を基準にしたセンサ出力値へ換算する換算手段
とを備えるように構成したので、前記センサを共用する
ことが可能となり精度の高いセンサ出力値が得られる効
果がある。

【００２４】請求項２記載の発明によれば、温度により
抵抗値が変化する温度抵抗値可変素子であるセンサを備
えるように構成したので、温度抵抗値可変素子であるセ
ンサを共用することが可能となり精度の高いセンサ出力
値が得られる効果がある。

【００２５】請求項３記載の発明によれば、他のセンサ
信号処理回路装置へ供給されている電源電圧を２分割し
た分圧電圧を所定の閾値をもとに判定する判定手段と、
前記分圧電圧を２倍することで前記他のセンサ信号処理
回路装置へ供給されている電源電圧を知り、この電源電
圧を基準にしたセンサから出力されたセンサ出力値を前
記判定手段側の基準電圧を基準にしたセンサ出力値へ換
算する換算手段とを備えるように構成したので、センサ
を共用する前記他のセンサ信号処理回路装置側の電源電
圧が変動したり前記基準電圧と相違していてもこれによ
りセンサ出力に生じる誤差分を精度よく較正でき、精度
の高いセンサ出力値が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１によるセンサ信号処理
回路装置の構成を示す回路ブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１によるセンサ信号処理
回路装置の動作を示すフローチャートである。

【図３】この発明の実施の形態１による他のセンサ信号
処理回路装置の動作を示すフローチャートである。

【図４】この発明の実施の形態１によるセンサ信号処理
回路装置の換算処理動作を示すフローチャートである。

【図５】自動車に搭載されている従来のセンサ信号処理
回路装置の構成を示す回路ブロック図である。

【図６】従来のセンサ信号処理回路装置による外気温度
表示動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ｂ センサ出力取込端子（接続端子） ２ 温度センサ ３ 他のセンサ信号処理回路装置 ４ 分圧回路 ６ マイクロコンピュータ（制御手段） ６ａ 判定手段 ６ｂ 換算手段 ７ トランジスタ（スイッチング回路） Ｒ１ プルアップ抵抗（バイアス回路） ｒ１ プルアップ抵抗（等価バイアス回路）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続端子へ接続されたセンサへバイアス
   をかけるバイアス回路と、前記センサの電源側との接続
   を制御するスイッチング回路と、前記バイアス回路と直
   流的に等価であり前記センサへバイアスをかける等価バ
   イアス回路を有し前記センサを共用する他のセンサ信号
   処理回路装置の有無を、前記他のセンサ信号処理回路装
   置側へ供給されている電源電圧をもとに判定する判定手
   段と、該判定手段による判定結果をもとに前記スイッチ
   ング回路を制御して前記センサの前記電源側との接続、
   遮断の制御を行なう制御手段と、該制御手段により前記
   センサと前記電源側との遮断制御が行なわれると前記セ
   ンサを共用する前記他のセンサ信号処理回路装置の電源
   電圧を基準にした前記センサから出力されたセンサ出力
   値を、前記判定手段側の基準電圧を基準にしたセンサ出
   力値へ換算する換算手段とを備えていることを特徴とす
   るセンサ信号処理回路装置。
2. 【請求項２】 センサは、温度により抵抗値が変化する
   温度抵抗値可変素子であることを特徴とする請求項１記
   載のセンサ信号処理回路装置。
3. 【請求項３】 判定手段は、他のセンサ信号処理回路装
   置へ供給されている電源電圧を２分割した分圧電圧を所
   定の閾値をもとに判定し、換算手段は前記分圧電圧を２
   倍することで前記他のセンサ信号処理回路装置へ供給さ
   れている電源電圧を知り、この電源電圧を基準にした前
   記センサから出力されたセンサ出力値を前記判定手段側
   の基準電圧を基準にしたセンサ出力値へ換算することを
   特徴とする請求項１または請求項２記載のセンサ信号処
   理回路装置。