JP2007093592A - 温度センサ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度センサ制御装置1は、電位設定点29の電位を強制的に切り替えることで、温度センサ11との間での抵抗分圧に用いる基準抵抗素子の個数を変更可能に構成されている。そして、スイッチング手段を温度センサ11に対して直列接続しない構成(すなわち、通電経路13にスイッチング手段が存在しない構成)である。このような構成であることから、温度検出時には、温度センサ11に流れる電流がスイッチング手段に流れることはない。これにより、抵抗分圧により温度センサ11の抵抗値を検出するにあたり、スイッチング手段のインピーダンスの影響により分圧抵抗値にバラツキが生じるのを防止できる。
【選択図】図1
Description
よって、本発明によれば、温度センサに直列接続する基準抵抗素子の個数(抵抗値)を切り替えて温度センサによる温度検出を行う場合にも、温度検出精度の低下を防止することができる。
まず、本発明の一実施形態である温度センサ制御装置1の概略構成を表す電気回路図を図1に示す。
基準電位端子45は、図示しない電源装置(本実施形態では、出力電圧5[V])における低電位側出力端子(電位0[V])と同電位の基準電位ライン15に接続されており、駆動電位端子47は、図示しない電源装置における高電位側出力端子(電位5[V])と同電位の駆動電位ライン17に接続されている。
温度センサ接続端子49は、温度センサ11の一端に接続されるものであり、温度センサ11の他端は、基準電位ライン15(換言すれば、基準電位端子45)に接続されている。つまり、温度センサ11,第1基準抵抗素子23,第2基準抵抗素子25は、基準電位端子45(基準電位ライン15)と駆動電位端子47(駆動電位ライン17)との間を接続する通電経路13において直列に接続されている。
また、マイコン21の入出力部に対する信号経路には、入力信号の電圧範囲を一定範囲内(本実施形態では、0〜5[V]の範囲内)に制限するクランプ回路51が備えられている。クランプ回路51は、第1クランプ用ダイオード53と、第2クランプ用ダイオード55と、クランプ用抵抗素子57と、を備えている。
なお、オペアンプ33が電位設定点29よりも低い電位を出力端子から出力する場合には、電位設定点29からオペアンプ33の出力端子に向かう電流が設定用ダイオード31により阻止される。このため、電位設定点29の電位は、電位設定回路27の影響を受けることなく、基準抵抗素子(第1基準抵抗素子23,第2基準抵抗素子25)と温度センサ11との抵抗分圧に基づいて電位が設定される。
図2に、温度検出メイン制御処理の処理内容を表すフローチャートを示す。なお、温度検出メイン制御処理は、温度センサ制御装置1が起動されたタイミングで、処理が開始される。
なお、S160での処理対象となる電位Vdは、後述するS210での処理が実行された場合には、S120で検出された電位Vdではなく、S210で検出された電位Vdとなる。
図3の(1)に示すように、本実施形態の温度センサ11は、温度が上昇するほど電気抵抗値が小さくなる特性(負特性)を有している。
次のS190では、高温検出時マップを用いてS180で検出した電位Vdに基づき、検出温度の演算処理を行う。
その後、S150以降のステップを繰り返し実行することで、温度センサ11を用いた温度検出処理を繰り返し実行する。
よって、本実施形態によれば、温度センサ制御装置1の起動時において、通電経路13の状態(正常状態であるか異常状態であるか)を判定することができる。
第2温度センサ制御装置3のマイコン21において、温度検出メイン制御処理が起動されると、S310では、全ての電位設定点(電位設定点29および第2電位設定点30)の電位を任意状態に設定する処理を行う。詳細には、電位設定回路27および第2電位設定回路28に対して、それぞれの電位設定用スイッチ35を導通状態に設定するための指令信号を出力する。
S330で否定判定されてS340に移行すると、S340では、通電経路13を異常状態と判定して、通電経路13が異常状態であることを第2温度センサ制御装置3の使用者に対して報知する処理を行う。
次に、S330で肯定判定されてS350に移行すると、S350では、第2電位設定点30の電位を強制設定状態に設定する処理を行う。詳細には、第2電位設定回路28の電位設定用スイッチ35を遮断状態に設定するための指令信号を出力する。なお、このとき、電位設定点29については任意状態に設定している。
低温検出時マップは、第1実施形態と同様に、電位Vdと温度センサ11の温度との相関関係を示すマップであり、検出可能な温度範囲は「0〜400[℃]の範囲」に設定されている。
次のS410では、高温検出時マップを用いてS400で検出した電位Vdに基づき、検出温度の演算処理を行う。
その後、第2温度センサ制御装置3は、S350以降のステップを繰り返し実行することで、温度センサ11を用いた温度検出処理を繰り返し実行する。
例えば、温度センサは、負特性のものに限られることはなく、正特性(温度が上昇するほど電気抵抗値が高くなる特性)を有する温度センサを用いることもできる。その場合には、マップとして温度センサの正特性に応じたマップを用いるとともに、温度範囲を判定するステップを適宜設定することで、正確な温度検出が可能となる。
Claims (4)
- 基準電位に設定された基準電位部と、前記基準電位部とは異なる駆動電位に設定された駆動電位部と、を有し、被測定流体の温度に応じて電気抵抗値が変化する温度センサを前記基準電位部と前記駆動電位部との間に接続し、前記温度センサへの通電を行う温度センサ制御装置であって、
前記駆動電位部から前記温度センサを介して前記基準電位部に到る通電経路と、
前記通電経路において前記温度センサに直列接続される複数の基準抵抗素子と、
前記通電経路のうち前記複数の基準抵抗素子間に設けられる電位設定点と、
前記電位設定点の電位を前記駆動電位に設定する電位設定手段と、
前記電位設定手段を制御して前記電位設定点の電位を切り換えて、前記複数の基準抵抗素子のうち通電される基準抵抗素子を切替制御する抵抗切替制御手段と、
を備えることを特徴とする温度センサ制御装置。 - 前記電位設定手段は、
カソードが前記電位設定点に接続される設定用ダイオードと、
出力端子が前記設定用ダイオードのアノードに接続され、反転入力端子が前記設定用ダイオードのカソードに接続されるオペアンプと、
前記オペアンプの非反転入力端子と前記駆動電位部との間に接続される設定用抵抗素子と、
前記抵抗切替制御手段からの指令に基づき、前記オペアンプの非反転入力端子と前記基準電位部との間の電気的接続状態を導通状態または遮断状態に設定する電位設定用スイッチング手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の温度センサ制御装置。 - 前記温度センサと前記基準抵抗素子との接続点電位を検出する電位検出手段と、
前記電位検出手段にて検出された前記温度センサと前記基準抵抗素子との接続点電位が、異なる温度範囲毎に設定された複数の電圧範囲のうちいずれに対応するかを判定する電圧範囲判定手段と、を備えており、
前記抵抗切替制御手段は、前記電圧範囲判定手段の判定結果に応じて、前記電位設定手段の制御を行うこと、
を特徴とする請求項1または2に記載の温度センサ制御装置。 - 前記温度センサは、被測定流体の温度が高くなるほど自身の電気抵抗値が低くなる負特性を有するものであり、
当該温度センサ制御装置の起動時において、前記温度センサおよび全ての前記基準抵抗素子で形成される直列回路に対して、前記駆動電位部と前記基準電位部との電位差に相当する駆動電圧を印加する起動時電圧印加手段と、
前記駆動電圧の印加時における前記温度センサと前記基準抵抗素子との接続点電位を検出する温度センサ情報検出手段と、
前記センサ情報検出手段にて検出された前記温度センサと前記基準抵抗素子との接続点電位について、予め定められた正常数値範囲に含まれるか否かを判断し、前記正常数値範囲に含まれる場合には前記通電経路を正常状態と判定し、前記正常数値範囲を逸脱する場合には前記通電経路を異常状態と判定する通電経路異常判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の温度センサ制御装置。
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