(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサの正規出力電圧（Ｖ１）を、複数の抵抗（３２〜３５）の抵抗分割によって生成された基準電圧と比較し、前記正規出力電圧（Ｖ１）が前記基準電圧によって設定された規格電圧範囲内にあるか否かを判定する判定回路（３）と、
前記判定回路（３）から前記正規出力電圧（Ｖ１）が前記規格電圧範囲内にあることを示す信号が出力されているときに前記正規出力電圧（Ｖ１）を出力し、前記判定回路（３）から前記正規出力電圧（Ｖ１）が前記規格電圧範囲を外れていることを示す信号が出力されているときに異常を示す信号を出力する出力回路（４）と、を備えたセンサに対し、前記出力回路（４）の出力をモニタしてセンサの出力特性を調整する方法であって、
前記調整時に、前記複数の抵抗（３２〜３５）のうち少なくとも１つの抵抗（３２、３５）に、調整用の抵抗（３６、３７）を並列接続して前記規格電圧範囲を拡大し、
前記調整が終了すると前記調整用の抵抗（３６、３７）を無効にすることを特徴とするセンサの出力特性調整方法。
【請求項２】
前記基準電圧は、前記正規出力電圧（Ｖ１）の変化と同様に変化するリファレンス電圧から前記複数の抵抗（３２〜３５）の抵抗分割によって生成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のセンサの出力特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば物理量（圧力等）を検出するセンサの出力特性調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両におけるブレーキ装置のブレーキ液圧や燃料噴射装置の燃料圧等の圧力の測定手段として圧力センサが用いられている。この圧力センサの多くは、半導体基板に薄肉のダイヤフラム部を形成し、このダイヤフラム部の中央部および周辺部に圧力検出素子（ゲージ抵抗）を２つずつ形成してホイートストンブリッジ回路を構成している。そして、ダイヤフラム部に圧力が印加されると、ピエゾ抵抗効果によってゲージ抵抗の抵抗値が変化し、この結果として中央部および周辺部のゲージ抵抗における中点電位に電位差が生じる。圧力センサでは、この出力電圧に適当な増幅・調整処理を施して圧力に応じた電気信号を出力するようにしている。
【０００３】
このような圧力センサにおいて、ブリッジ回路が汚染や損傷等によって誤った電位差を発生した場合には、そのまま誤ったセンサ出力を行ってしまうため、そのような異常（故障）を検出する機能を備える必要がある。
【０００４】
特開２００１−２７２２９３号公報には、ゲージ抵抗により構成されたブリッジ回路の中点の電位差を増幅・調整回路で増幅した出力（正規の出力）と、ゲージ抵抗を分割した分割ゲージ抵抗の中間端子のうち、圧力が印加されていない状態で電位が等しい中間端子の組み合わせにおける電位差を増幅・調整回路で増幅した出力（リファレンス出力）とに基づいて、圧力センサの異常を検出するようにしたものが記載されている。
【０００５】
上記した正規の出力とリファレンス出力とに基づいて異常検出を行う場合、ウインドコンパレータを用いた回路構成によって実現することが考えられる。図２にその場合の具体的な圧力センサの回路構成を示す。
【０００６】
圧力センサは、ブリッジ回路１、増幅・調整部２、判定回路３および出力回路４から構成されている。
【０００７】
ブリッジ回路１は、ゲージ抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤがブリッジ接続された構成となっている。ここで、抵抗ＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＤは、それぞれ２つの分割抵抗で構成され、抵抗ＲＡは抵抗ＲＡ１と抵抗ＲＡ２により、抵抗ＲＢは抵抗ＲＢ１と抵抗ＲＢ２により、抵抗ＲＣは抵抗ＲＣ１と抵抗ＲＣ２により、抵抗ＲＤは抵抗ＲＤ１と抵抗ＲＤ２により構成されている。ブリッジ回路１における一端側（電源側）の端子Ａおよび他端側（接地側）の端子Ｄの間には、定電圧Ｖｃが印加される。
【０００８】
増幅・調整部２は、第１の増幅・調整回路２０および第２の増幅・調整回路２１から構成されている。第１の増幅・調整回路２０は、ブリッジ回路における中点Ｂ、Ｃの電位差ＶBCを増幅した電圧（正規出力電圧）Ｖ１を出力する。また、第２の増幅・調整回路２１は、抵抗ＲＢ１とＲＢ２の中間端子Ｂ２と、抵抗ＲＤ１とＲＤ２の中間端子Ｃ２の電位差ＶB2C2を増幅した電圧（リファレンス電圧）Ｖ２を出力する。このリファレンス電圧Ｖ２は、上記した公報に記載された、圧力が印加されていない状態で電位が等しい中間端子の組み合わせにおける電位差を増幅した出力に相当する。なお、２つの中点Ｂ、Ｃの電位差ＶBCと２つの中間端子Ｂ２、Ｃ２の電位差ＶB2C2には、｜ＶBC｜＝２×｜ＶB2C2｜の関係が成り立っている。
【０００９】
判定回路３は、ウィンドコンパレータを構成する第１、第２のコンパレータ３０、３１と、基準電圧を生成するための抵抗３２〜３５から構成されている。第１のコンパレータ３０の反転入力端子と第２のコンパレータ３１の非反転入力端子には、第１の増幅・調整回路２０の正規出力電圧Ｖ１が入力され、第１のコンパレータ３０の非反転入力端子と第２のコンパレータ３１の反転入力端子には、第１、第２の基準電圧Ｖin+A、Ｖin-Aがそれぞれ入力される。この第１、第２の基準電圧Ｖin+A、Ｖin-Aは、リファレンス電圧から抵抗３２〜３５の抵抗分割によって生成される。すなわち、直列接続された抵抗３２〜３５に電源電圧Ｖｃが印加され、第２の増幅・調整回路２１の出力が抵抗３３と抵抗３４の接続点に接続された構成となっており、抵抗３２と抵抗３３の接続点から第１の基準電圧Ｖin+Aが出力され、抵抗３４と抵抗３５の接続点から第２の基準電圧Ｖin-Aが出力される。
【００１０】
ここで、抵抗３２、３３、３４、３５の抵抗値をＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４とすると、第１の基準電圧Ｖin+Aは数式１で表され、第２の基準電圧Ｖin-Aは数式２で表される。
【００１１】
【数１】
0003888196.tif 000002
【００１２】
【数２】
0003888196.tif 000003
【００１３】
第１の増幅・調整回路２０からの正規出力電圧Ｖ１が第１の基準電圧Ｖin+Aと第２の基準電圧Ｖin-Aの間、すなわち第１、第２の基準電圧Ｖin+A、Ｖin-Aによって設定された規格電圧範囲（例えば０．５から４．５Ｖ）内にあるときには、第１、第２のコンパレータ３０の出力がいずれもハイレベルとなるため、判定回路３はハイレベルの正常検出信号を出力する。しかし、正規出力電圧Ｖ１が第１の基準電圧Ｖin+Aより高いと、第１のコンパレータ３０の出力はローレベルとなり、また正規出力電圧Ｖ１が第２の基準電圧Ｖin-Aより低いと、第２のコンパレータ３１の出力はローレベルとなるため、いずれの場合も判定回路３はローレベルの異常検出信号を出力する。
【００１４】
出力回路４は、第１の増幅・調整回路２０からの正規出力電圧Ｖ１および判定回路３からの信号に基づき、判定回路３から正常検出信号が出力されているときには、正規出力電圧Ｖ１を出力する。しかし、判定回路３から異常検出信号が出力されると、異常を示す信号（規格電圧範囲外の電圧信号）を出力する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成において、センサの出力特性を調整する場合、例えば、ブリッジ回路１における２つの中点Ｂ、Ｃの電位差ＶBCが０の状態で、正規出力電圧Ｖ１が例えば０．５Ｖとなるように第１の増幅・調整回路２０の動作点の電圧（オフセット）を調整し、ＶBC＝１０ｍＶの状態のときに、正規出力電圧Ｖ１が例えば１Ｖとなるように第１の増幅・調整回路２０の増幅率を調整する。また、第２の増幅・調整回路２１についても、抵抗３３と抵抗３４の接続点の電圧をモニタしてオフセットおよび増幅率を調整する。このようなセンサの出力特性の調整は、出力回路４の出力をモニタしながら行う。
【００１６】
しかしながら、上記した調整において、調整中に、判定回路３から異常検出信号が出力されて出力回路４から規格電圧範囲外の信号が出力される場合がある。このため、出力回路４の出力電圧が規格電圧範囲外の信号にならないように、第１、第２の増幅・調整回路２０、２１の微調整を繰り返し行う必要があり、調整に時間がかかってしまうという問題が生じる。
【００１７】
本発明は上記問題に鑑みたもので、上記したようなセンサにおける出力特性の調整時間を短縮することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１、２に記載の発明では、センサの正規出力電圧（Ｖ１）を、複数の抵抗（３２〜３５）の抵抗分割によって生成された基準電圧と比較し、正規出力電圧（Ｖ１）が基準電圧によって設定された規格電圧範囲内にあるか否かを判定する判定回路（３）と、
判定回路（３）から正規出力電圧（Ｖ１）が規格電圧範囲内にあることを示す信号が出力されているときに正規出力電圧（Ｖ１）を出力し、判定回路（３）から正規出力電圧（Ｖ１）が規格電圧範囲を外れていることを示す信号が出力されているときに異常を示す信号を出力する出力回路（４）と、を備えたセンサに対し、出力回路（４）の出力をモニタしてセンサの出力特性を調整する方法であって、
調整時に、複数の抵抗（３２〜３５）のうち少なくとも１つの抵抗（３２、３５）に、調整用の抵抗（３６、３７）を並列接続して規格電圧範囲を拡大し、
調整が終了すると調整用の抵抗（３６、３７）を無効にすることを特徴としている。
【００１９】
このことにより、調整時に、出力回路（４）から規格電圧範囲外の信号が出力されないようにすることができるため、センサの出力特性の調整に要する時間を短縮することができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る圧力センサの回路構成を図１に示す。なお、図２に示すものと同一部分には、同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
【００２２】
この実施形態に係る圧力センサは、図１に示すように、抵抗３２と並列に調整用の抵抗３６が接続され、抵抗３５と並列に調整用の抵抗３７が接続された構成となっている。このような構成とすることにより、第１の基準電圧Ｖin+Bは数式３で表され、第２の基準電圧Ｖin-Bは数式４で表される。
【００２３】
【数３】
0003888196.tif 000004
【００２４】
【数４】
0003888196.tif 000005
【００２５】
数式１〜数式４から、Ｖin+B＞Ｖin+A、Ｖin-B＜Ｖin-Aの関係となるため、判定回路３の規格電圧範囲（第１の基準電圧−第２の基準電圧）を、図２に示す構成のものよりも広くすることができる。
【００２６】
従って、センサの出力特性を調整する場合に、判定回路３から異常検出信号が出力されない、すなわち出力回路４の出力電圧が規格電圧範囲外の信号にならないようにすることができ、センサの出力特性の調整に要する時間を短縮することができる。
【００２７】
そして、上記した調整が終わった後、抵抗３６、３７を無効にする。例えば、抵抗３６、３７の接続をトリミングによって開放（オープン）状態にする。
（他の実施形態）
抵抗３６、３７を無効にする方法としては、抵抗３６、３７の抵抗値を抵抗３２、３５に比して非常に大きな値に調整し、抵抗３６、３７が判定回路３の故障検出作動に影響しないようにしてもよい。
【００２８】
調整用の抵抗３６、３７は、可変抵抗でなく固定抵抗であってもよい。
【００２９】
リファレンス電圧は、中間端子Ｂ２、Ｃ２の電位差ＶB2C2を増幅した電圧である必要はなく、他の中間端子間の電位差を増幅した電圧であってもよい。このリファレンス電圧は、正規出力電圧を監視するために用いられるものであるため、正規出力電圧Ｖ１の変化と同様に変化するものであればよい。
【００３０】
また、上記した実施形態では、抵抗３２、３５に調整用の抵抗３６、３７を並列接続するものを示したが、規格電圧範囲を所望の範囲に拡大できるのであればそのいずれか１つの並列接続のみとしてもよい。
【００３１】
また、上記した実施形態では、リファレンス電圧から抵抗３２〜３５の抵抗分割によって基準電圧を生成するものを示したが、リファレンス電圧を用いずに抵抗３２〜３５による抵抗分割によって基準電圧を生成するようにしてもよい。
【００３２】
また、本発明は、ブリッジ回路を備えた構成であれば、圧力センサに限らず、圧力以外の物理量を検出する物理量センサ、例えば加速度センサにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る圧力センサの回路構成を示す図である。
【図２】判定回路を用いて故障検出を実現した圧力センサの回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・ブリッジ回路、２・・・増幅・調整部、３・・・判定回路、
４・・・出力回路、２０、２１・・・第１、第２の増幅・調整回路、
３０、３１・・・第１、第２のコンパレータ、３２〜３５…抵抗、
３６、３７…調整用の抵抗。
【図１】
0003888196.tif 000006
【図２】
0003888196.tif 000007