JPH03257338A - 圧力検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車のパワーウィンドウ装置などの自動開
閉装置に用いて好適な圧力検出回路に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、加えられる圧力に応じて抵抗値が変化する感
圧センサの抵抗値の変化を検出することにより圧力を検
出するようにした圧力検出回路において、 感圧センサを演算項中器の反転入力端子と基準電圧源と
の間に接続すると共に、上記演算増幅器の非反転入力端
子に他の基準電圧源を接続し、さらに、上記演算増幅器
の反転入力端子と出力端子との間に負帰還抵抗を接続す
ることによって、圧力検出の信頼性を向上させるように
したものである。

〔従来の技術〕

モータ駆動により移動体を移動させるようにした自動開
閉装置（例えば、自動車のパワーウィンドウ装置）では
、窓ガラスなどの移動体により異物が挾み込まれたとき
にモータの駆動を停止させるために、異物の挟み込み検
出を行なっている。

このような異物の挾み込み検出のために、感圧型導電ゴ
ムや感圧型導電塗料を用いた感圧センサによって、異物
に加えられる圧力が検出される。

このような圧力検出用として使用される感圧型導電ゴム
や感圧型導電塗料を用いた感圧センサの電気的特性は、
加えられる圧力Ｐに対応した抵抗値をＲ５としたとき、
一般に、圧力Ｐが大きくなるにしたがって抵抗値Ｒ，が
減少し、通常、Ｎを正の定数とすると、 Ｒｓ　ｃｃＰ　−’　　−−−−−−−−−−−−−−
−（１）で表わされる。そして、上記（１）式の特性を
図に表わすと、圧力Ｐに対する抵抗値Ｒ３の変化は、第
２図に示すような曲線となる。なお、第２図において、
横軸は圧力Ｐであり、縦軸は抵抗値Ｒ８である。

この場合、第２図の圧力−抵抗値特性から分かるように
、圧力Ｐが大きくなるにしたがって、抵抗値Ｒ３の変化
率が小さくなる。すなわち、圧力Ｐが大きくなるほど、
挟み込み検出の検出感度が低下してしまう。このため、
上記した感圧センサを用いた従来の圧力検出回路では、
抵抗値Ｒ３の変化に応した検出電圧を出力することによ
り圧力を検出するに際し、異物を高い圧力Ｐで挟み込ん
でいるにもかかわらず、比較的低い圧力に相当する検出
電圧と殆んど違わない検出電圧しか出力されないから、
圧力検出の信頼性に乏しいものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、上述のように圧力検出の信頼性の点に
ついての配慮が不足しているから、自動開閉装置に適用
した場合には、異物挟み込み検出の信頼性が低いという
問題点がある。また、高い圧力が異物に不測に加わって
異物が損傷する恐れがある。

本発明は、上記した問題点を解消して、異物挟み込み検
出の信頼性を向上させることのできる圧力検出回路を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の圧力検出回路は、
加えられる圧力に応して抵抗値が変化する感圧センサと
、上記感圧センサに加えられる圧力に応した検出電圧を
その出力端子から出力するための演算増幅器と、上記演
算増幅器の反転入力端子と上記出力端子との間に接続さ
れる負帰還抵抗と、所定の基準電位を有する第１の基準
電圧源と、上記基準電位に対して所定の基準電圧を有す
る第２の基準電圧源とをそれぞれ備え、上記感圧センサ
が上記反転入力端子と上記第１および第２の基準電圧源
のうちの一方の基準電圧源との間に接続されると共に、
他方の基準電圧源が上記演算増幅器の非反転入力端子に
接続される。

〔実施例〕

以下、本発明の圧力検出回路の一実施例を図面を用いて
詳細に説明する。

第１図は、本発明の圧力検出回路の一実施例の構成を示
す回路図である。第１図において、演算増幅器１の非反
転入力端子１ａは抵抗値Ｒ１の抵抗５を介してアース６
に接続される。また、演算増幅器１の出力端子１ｃと反
転入力端子１ｂとの間に抵抗値Ｒ２の負帰還抵抗２が接
続される。そして、反転入力端子１ｂには、加えられる
圧力Ｐに応じて抵抗値Ｒ５が変化する感圧センサ３の一
端が接続される。この感圧センサ３の他端は、−定の基
準電圧Ｅ０をアース６（すなわち、一定の基準電位を有
する基準電圧源）との間に発生する別の基準電圧源４に
接続される。なお、７は、圧力検出回路の出力端子であ
って、演算増幅器１の出力端子１ｃに接続されている。

第１図において、演算増幅器１の反転入力端子１ｂと出
力端子１ｃとの間に負帰還抵抗２が接続されるので、非
反転入力端子１ａと反転入力端子１ｂとの間にイマジナ
ルショートが遠戚される。

このことは、演算増幅器１が出力端子１ｃに出力する電
圧によって、非反転入力端子１ａに生ずる電圧と同し電
圧が反転入力端子１ｂに生ずることを意味している。一
方、非反転入力端子１ａは抵抗５を介してアース６に接
地される。しかし、演算増幅器１の人力インピーダンス
は極めて大きいので、非反転入力端子１ａに生ずる電圧
は実質的には０〔Ｖ〕である。したがって、反転入力端
子１ｂには、Ｏ（Ｖ）の電圧が発生する（すなわち、反
転入力端子１ｂは仮想接地される）。

また、感圧センサ３の他端は、第１図に示すように、基
準電圧源４の負極側に接続される。そして、基準電圧源
４の正極側はアース６に接続される。この結果として、
・感圧センサ３には、反転入力端子ｌｂ側の一端から基
準電圧源４側の他端に向って電流が流れる。上記したよ
うに、演算増幅器１の入力インピーダンスは極めて大き
いので、感圧センサ３を流れる電流は、実質的には、演
算増幅器１の出力端子１ｃから負帰還抵抗２を介して供
給される。つまり、出力端子１ｃに出力される電圧はプ
ラスの電圧となる。

なお、抵抗値Ｒ１の抵抗５は、オフセットを防止するた
めのもので、感圧センサ３の基準動作点での抵抗値Ｒｓ
′と負帰還抵抗２の抵抗値Ｒ，とを並列接続した場合の
抵抗値に設定される。

この第１図において、出力端子７から出力される検出電
圧Ｖ。は、下記の（２）式で表わされる。

Ｖｏ　−（Ｒｔ　／　Ｒｓ　）　　・Ｅ、　−−−−−
−−（２）ここで、前記（１）式から、抵抗値Ｒ３を下
記の（３）式で表わすことができる。

Ｒ，−Ｋ　−Ｐ−”−〜−−−−−−−−−−−−−−
〜−−−−−−−、−（３）ただし、Ｋは比例定数であ
る。そして、（２）式に（３）式を代入すると、 Ｖｏ　＝−（Ｒ，／ＫＰ−Ｎ）　　・Ｅｏ−−（Ｒ，−
Ｅ、／Ｋ）　　・ｐＨ・・・（４）となる。ただし、Ｅ
ｏはマイナスの電圧である。

したがって、上記（４）式によれば、検出電圧ｖ０はＰ
Ｎに比例する。

次に、第３図および第４図を用いて、第１図に示す回路
の検出電圧Ｖ０の特性を説明する。なお、第３図および
第４図において、それぞれ横軸は圧力Ｐであり、縦軸は
検出電圧■。である。

第３図は、（４）式においてＮが１の場合を示している
。この第３図に示すように、検出電圧■。

は圧力Ｐに実質的にリニアに比例し、圧力Ｐの大小にか
かわらず検出電圧ｖ０の変化率は一定である。このため
、圧力Ｐの検出の信頼性が向上し、ひいては、異物の挟
み込み検出の信頼性が向上する。

第４図は、（４）式においてＮが１より大きい場合を示
している。この第４図に示すように、圧力Ｐが大きいほ
ど、検出電圧■。の変化率は大きくなる。したがって、
高い圧力はど、より高い圧力として検出される。このた
め、高い圧力によって異物に損傷を与える恐れがなくな
るから、異物の挟み込み検出の信頼性が向上する。

なお、上記した実施例においては、基準電圧源４の電圧
Ｅ。をマイナスの値としたが、プラスの値としてもよく
、この場合には、第３図および第４図の縦軸はマイナス
の値を示すことになる。また、電圧Ｅ０をゼロとする場
合（すなわち、感圧センサ３の他端が実質的に接地され
る場合）には、抵抗５とアース６との間に、基準電圧源
４に相当する別の基準電圧源を設けて、非反転入力端子
１ａにバイアス電圧を供給すればよい。しかし、このよ
うにバイアス電圧を供給した場合には、前記（４）式に
おいて、このバイアス電圧と同し電圧が検出電圧Ｖ０中
に含まれることになる。

〔発明の効果〕

本発明の圧力検出回路は、以上説明したように構成され
ているので、感圧センサの抵抗値の変化に応じた検出電
圧を出力することにより圧力を検出するに際し、圧力検
出の信頼性を向上させることができ、ひいては、異物の
挾み込み検出の信頼性を向上させることができる。また
、高い圧力によって異物に損傷を与える恐れを除去する
ことが可能である。

０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧力検出回路の一実施例の構成を示す
回路図、第２図は感圧型導電ゴムや感圧型導電塗料を用
いた感圧センサの一般的な電気的特性を示す図、第３図
および第４図は第１図に示す回路の検出電圧の特性をそ
れぞれ示す図である。 なお、図面に用いられた符号において、１−−−−−−
−−−−−−一−演算増幅器１　ａ−−−−−−−−−
一非反転入力端子１　ｂ−−−−−−−−−−−−−反
転入力端子１　ｃ−−−−−−−一−−−−−出力端子
２　−＝−＝−−−−−−−−−負帰還抵抗３　−−−
−−−−−−−−−一感圧センザ４　−−−−−−−−
−−−一基準電圧源６−　−−−−＝アース である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加えられる圧力に応じて抵抗値が変化する感圧センサと
   、 上記感圧センサに加えられる圧力に応じた検出電圧をそ
   の出力端子から出力するための演算増幅器と、 上記演算増幅器の反転入力端子と上記出力端子との間に
   接続される負帰還抵抗と、 所定の基準電位を有する第１の基準電圧源と、上記基準
   電位に対して所定の基準電圧を有する第２の基準電圧源
   とをそれぞれ備え、 上記感圧センサが上記反転入力端子と上記第１および第
   ２の基準電圧源のうちの一方の基準電圧源との間に接続
   されると共に、他方の基準電圧源が上記演算増幅器の非
   反転入力端子に接続されることを特徴とする圧力検出回
   路。