(57)【要約】【課題】自動車用エアコンシステムにおける冷媒の圧力を検出する圧力センサにおいて、増幅器の出力側の内部インピーダンスが大きくても電源側ラインが開放したときに制御部側で要求している下限しきい値以下の出力電圧となるようにした圧力センサを提供する。【解決手段】圧力を感知して、感知した圧力に応じたアナログ電圧を出力する増幅器ＡＭＰの出力端子とグランドＧＮＤのラインとの間に出力補正抵抗Ｒｏを接続した。これにより、断線またはコネクタでの接触不良により電源電圧Ｖｃｃ供給されないときの増幅器ＡＭＰの出力側の内部インピーダンスを低減できるのでプルアップ負荷抵抗ＲＬから流入し増幅器ＡＭＰの出力端子とグランドＧＮＤとの間で発生する出力電圧Ｖｏｕｔを制御部側で要求している下限しきい値電圧よりも低くすることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用エアコンシステムにおける冷媒の圧力を検出する圧力センサにおいて、
検知圧力に応じた出力電圧を出力する増幅器の出力端子とグランドラインとの間に出力補正抵抗を接続したことを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記出力補正抵抗は、前記出力電圧を受ける側に設けられたプルアップ負荷抵抗と前記増幅器の電源遮断時における内部インピーダンスとの抵抗比を大きくして電源ライン開放時の前記出力電圧を、前記出力電圧を受ける側で要求している測定範囲下限の電圧より小さくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力センサに関し、特に自動車用エアコンシステムの中で冷媒の圧力を検知するとともにセンサ出力を受ける回路側でセンサの異常を監視することができるシステムに適用することができる圧力センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エアコンシステムでは、冷凍サイクルの運転制御を行うために冷媒の圧力を検知する圧力センサが用いられている。圧力センサは、冷媒の圧力を受けて変形されるダイヤフラムと、そのダイヤフラムに被着されたゲージ抵抗の変形による抵抗値変化を検知して圧力に応じた出力電圧を出力する増幅器とから構成されている。この増幅器の出力は、自動車用エアコンシステムの制御部に送られ、冷凍サイクルの運転制御に使用される。
【０００３】
一方、最近の自動車には、保安上、自動車に搭載されている各種センサなどが正常に機能しているか否かを監視する監視システムが備えられている。自動車用エアコンシステムの圧力センサにおいても、その出力電圧から圧力センサの状況を監視する機能が追加されようとしている。
【０００４】
図５は従来の圧力センサの出力側接続状態を示す回路図である。
圧力センサの出力部には、増幅器ＡＭＰが設けられ、その入力には、図示しないダイヤフラムに被着されたゲージ抵抗の回路網が接続されている。増幅器ＡＭＰは、電源端子、出力端子およびグランド端子を有している。これらの端子は、ハーネスによって自動車用エアコンシステムの制御部に接続されている。制御部では、圧力センサの異常をも検出することができるようにするために、その電源電圧Ｖｃｃのラインと増幅器ＡＭＰの出力端子からの出力ラインとの間にプルアップ負荷抵抗ＲＬが設けられている。そして、そのプルアップ負荷抵抗ＲＬとグランドＧＮＤのラインとの間から圧力センサの出力電圧Ｖｏｕｔを受けている。
【０００５】
圧力センサが正常状態にあるときには、圧力センサの出力電圧Ｖｏｕｔは、冷媒の圧力に応じた電圧値を示す。ところが、ハーネスが断線したり、コネクタが接触不良を起こすといった異常状態に陥る場合が考えられる。たとえば電源ライン側のハーネスの断線またはコネクタの接触不良により、増幅器ＡＭＰの電源電圧Ｖｃｃのラインが切断または開放された場合、電源電圧Ｖｃｃの印加により、プルアップ負荷抵抗ＲＬ、増幅器ＡＭＰの出力端子とグランド端子との間の内部インピーダンスを介してグランドＧＮＤのラインに流れる電流ループが形成される。このとき、出力電圧Ｖｏｕｔは、プルアップ負荷抵抗ＲＬの抵抗値と増幅器ＡＭＰの内部インピーダンスとの比による小さな電圧値となる。制御部では、この出力電圧Ｖｏｕｔが小さな値になったことを検出して電源ラインが切断されていると判断する。
【０００６】
逆に、グランドライン側のハーネスの断線またはコネクタの接触不良により、増幅器ＡＭＰのグランドＧＮＤのラインが切断または開放された場合には、電流が流れるループが形成されないので、出力電圧Ｖｏｕｔは、ほぼ制御部の電源電圧Ｖｃｃの電圧値を示す。制御部では、この出力電圧Ｖｏｕｔが電源電圧Ｖｃｃに近い大きな値になったことを検出してグランドラインが切断されていると判断する。
【０００７】
制御部が電源ラインまたはグランドラインの開放と判断する下限および上限のしきい値は、具体的な例では、電源電圧Ｖｃｃが５Ｖ（ボルト）のとき、検出圧力が１００ＫＰａ相当の出力電圧で０．３１Ｖ、検出圧力が２７００ＫＰａ相当の出力電圧で３．７１Ｖである。したがって、制御部は、出力電圧Ｖｏｕｔ＝０．３１Ｖ以下を検出した場合、電源ラインが開放、出力電圧Ｖｏｕｔ＝３．７１Ｖ以上を検出した場合には、グランドラインが開放と判断することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧力センサでは、監視システムが導入される前では、何ら問題はなかったが、同じ圧力センサを用い、これを監視しようとした場合に、増幅器ＡＭＰによっては、電源遮断時における出力端子とグランド端子との間の内部インピーダンスが大きいものがあるため、電源ラインが開放された場合に、圧力センサの出力電圧として０．６Ｖ程度の電圧が出てしまうことがあり、制御部側で決められた０．３１Ｖ以下という仕様を満たさなくなってしまうという問題点が出てきた。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、増幅器の出力側の内部インピーダンスが大きくても電源側ラインが開放したときに制御部側で決められた下限しきい値以下の出力電圧となるようにした圧力センサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、自動車用エアコンシステムにおける冷媒の圧力を検出する圧力センサにおいて、検知圧力に応じた出力電圧を出力する増幅器の出力端子とグランドラインとの間に出力補正抵抗を接続したことを特徴とする圧力センサが提供される。
【００１１】
このような圧力センサによれば、増幅器の出力に出力補正抵抗を並列に接続したことにより、増幅器の出力側の内部インピーダンスを低減させることができる。これにより、電源ラインが開放された場合に、圧力センサを受ける制御部側に設けられたプルアップ負荷抵抗と並列接続された増幅器の内部インピーダンスおよび出力補正抵抗との抵抗比を大きくすることができるので、増幅器の出力電圧を制御部側で要求しているしきい値電圧よりも低い電圧にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による圧力センサおよびセンサ出力を受ける制御部を示す回路図である。
【００１３】
圧力センサは、その出力部に増幅器ＡＭＰが設けられ、その入力には、図示しないダイヤフラムに被着されたゲージ抵抗の回路網が接続され、受けた冷媒圧力に応じたアナログ電圧を出力する。増幅器ＡＭＰは、自動車用エアコンシステムの制御部から電源電圧Ｖｃｃが給電される電源端子、圧力センサの検知電圧を出力する出力端子およびグランド端子を有している。増幅器ＡＭＰの出力端子とグランド端子との間には、出力補正抵抗Ｒｏが接続されている。この出力補正抵抗Ｒｏは、増幅器ＡＭＰが電源ラインの開放によって電源電圧Ｖｃｃの供給が遮断されたときの出力側の内部インピーダンスＺｏの大きさを調整するためのものであり、この出力補正抵抗Ｒｏを増幅器ＡＭＰの出力端子に設けたことによって、増幅器ＡＭＰの出力側の内部インピーダンスＺｏを等価的に小さくすることができる。
【００１４】
増幅器ＡＭＰの各端子は、ハーネスによって制御部に接続されている。制御部では、圧力センサの異常をも検出することができるようにするために、その電源電圧Ｖｃｃのラインと増幅器ＡＭＰの出力端子からの出力ラインとの間にプルアップ負荷抵抗ＲＬが設けられている。そして、そのプルアップ負荷抵抗ＲＬとグランドＧＮＤのラインとの間から圧力センサの出力電圧Ｖｏｕｔを受けている。
【００１５】
以上の構成において、ハーネスの断線やコネクタの接触不良がなく、圧力センサの正常な接続状態にあるときには、圧力センサの出力電圧Ｖｏｕｔは、冷媒の圧力に応じた電圧値を示す。圧力センサは、たとえば１００ＫＰａ〜２７００ＫＰａの範囲の冷媒圧力を受けているときには、たとえば０．３１Ｖ〜３．７１Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。なお、増幅器ＡＭＰが正常に動作しているとき、その出力インピーダンスは非常に小さいので、出力特性に出力補正抵抗Ｒｏを出力に接続したことによる実質的な影響はない。
【００１６】
図２は電源ラインが切断された状態を示す圧力センサの出力側回路を示す図である。
ハーネスが断線したりコネクタが接触不良を起こすことによって、図２に示したように増幅器ＡＭＰの電源電圧Ｖｃｃのラインが切断または開放された場合、制御部の電源電圧Ｖｃｃの印加により、プルアップ負荷抵抗ＲＬ、増幅器ＡＭＰの内部インピーダンスＺｏおよび出力補正抵抗Ｒｏを介してグランドＧＮＤのラインに流れる電流ループが形成される。このとき、出力補正抵抗Ｒｏが並列に接続された分、増幅器ＡＭＰの内部インピーダンスＺｏが小さくなり、プルアップ負荷抵抗ＲＬと増幅器ＡＭＰの内部インピーダンスＺｏおよび出力補正抵抗Ｒｏとの抵抗比が大きくなるため、出力電圧Ｖｏｕｔは、圧力センサの測定範囲下限の電圧より小さくすることができる。
【００１７】
一例をあげると、制御部側の仕様として、電源電圧Ｖｃｃが５Ｖ、プルアップ負荷抵抗ＲＬが３３０ＫΩ、圧力センサの測定範囲下限の１００ＫＰａ相当の出力電圧Ｖｏｕｔが０．３１Ｖであり、電源遮断時における増幅器ＡＭＰの出力側の内部インピーダンスＺｏが４５ＫΩ、出力補正抵抗Ｒｏが２４ＫΩであったとすると、出力電圧Ｖｏｕｔは、圧力センサの測定範囲下限の圧力相当の電圧である０．３１Ｖよりも十分に小さな０．２３Ｖ程度まで低下させることができる。これにより、制御部では、この０．２３Ｖの出力電圧Ｖｏｕｔを検出することにより、電源ラインが切断されていると判断することができる。
【００１８】
図３はグランドラインが切断された状態を示す圧力センサの出力側回路を示す図である。
グランドライン側のハーネスの断線またはコネクタの接触不良により、増幅器ＡＭＰのグランドＧＮＤのラインが切断または開放された場合には、新たに付加した出力補正抵抗Ｒｏを介して流れる電流ループが形成されないので、出力補正抵抗Ｒｏを設けたことによる、グランドライン切断の検出特性に何ら影響はない。
【００１９】
グランドＧＮＤのラインが開放された場合には、出力電圧Ｖｏｕｔは、ほぼ制御部の電源電圧Ｖｃｃに等しい電圧になり、制御部では、この出力電圧Ｖｏｕｔが圧力センサの測定範囲上限の圧力相当の電圧である３．７１Ｖより大きな値を検出してグランドラインが切断されていると判断する。
【００２０】
ところで、圧力センサの出力を監視する方法として制御部に上記したプルアップ負荷抵抗ＲＬを設ける他に増幅器ＡＭＰの出力とグランドＧＮＤのラインとの間にプルダウン抵抗を設ける方法がある。この場合、制御部は、出力電圧Ｖｏｕｔ＝０．３１Ｖ以下を検出した場合、グランドラインが開放、出力電圧Ｖｏｕｔ＝３．７１Ｖ以上を検出した場合には、電源ラインが開放と判断する。
【００２１】
しかし、この場合は、電源ライン、グランドラインのいずれもが開放しても、出力補正抵抗Ｒｏを通る電流ループが形成されないので、出力補正抵抗Ｒｏを設けたことによる影響はない。
【００２２】
図４は負荷抵抗と出力変化量を示す図である。
この図は、制御部側の負荷抵抗の値が変わったときの出力電圧Ｖｏｕｔの出力変化量を、プルアップ接続の場合と、プルダウン接続の場合とにおいて、それぞれ検出圧力が最小の０ＭＰａゲージ圧および最大の３．２ＭＰａゲージ圧のときについて示している。この図から、プルアップ接続、プルダウン接続のいずれの場合でも、上記したプルアップ負荷抵抗ＲＬ＝３３０ＫΩの付近では、出力変化量が目標値の±１％以内に収まっていることがわかる。つまり、本発明による圧力センサでは、出力補正抵抗Ｒｏの影響は、まったくないことが分かる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、知圧力に応じた出力電圧を出力する増幅器の出力端子とグランドラインとの間に出力補正抵抗を接続する構成にした。これにより、電源開放時の増幅器の出力側の内部インピーダンスを出力補正抵抗によって下げ、出力電圧を、検出圧力範囲下限のしきい値電圧以下にすることができるので、圧力センサの出力電圧を監視することによって電源側のライン開放を感知するモニタリング機能を持った制御部の誤動作を防止することができる。
【００２４】
また、本発明の圧力センサは、出力補正抵抗を追加しただけなので、圧力センサのコストがあまり上がらない。
さらに、制御部において、圧力センサを監視するための負荷抵抗は、プルアップ接続およびプルダウン接続のいずれにも、出力補正抵抗の抵抗値の変更などをすることなく、共通に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧力センサおよびセンサ出力を受ける制御部を示す回路図である。
【図２】電源ラインが切断された状態を示す圧力センサの出力側回路を示す図である。
【図３】グランドラインが切断された状態を示す圧力センサの出力側回路を示す図である。
【図４】負荷抵抗と出力変化量を示す図である。
【図５】従来の圧力センサの出力側接続状態を示す回路図である。
【符号の説明】
ＡＭＰ　増幅器
Ｖｏｕｔ　出力電圧
Ｚｏ　電源遮断時の増幅器の内部インピーダンス
Ｒｏ　出力補正抵抗
Ｖｃｃ　電源電圧
ＧＮＤ　グランド
ＲＬ　プルアップ負荷抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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