本發(fā)明涉及適合檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒壓力等壓力時(shí)使用的壓力檢測(cè)裝置的斷線檢測(cè)電路。

背景技術(shù)：

通常已知的壓力檢測(cè)裝置安裝在搭載于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)中，使用內(nèi)置的壓電元件(傳感器元件)檢測(cè)燃燒室內(nèi)的壓力(燃燒壓力)，通常以如圖6所示的構(gòu)造安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)。在圖6中，601表示汽車用的發(fā)動(dòng)機(jī)，602表示壓力檢測(cè)部，603表示配線線纜，604表示控制基板。在這種情況下，壓力檢測(cè)部602經(jīng)由配線線纜603與控制基板604連接，配線線纜603包括電源線、GND線及傳送檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)線。該控制基板604具有根據(jù)來(lái)自壓力檢測(cè)部602的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)601的控制的功能。另一方面，壓力檢測(cè)部602通常使用壓電晶體作為檢測(cè)壓力的傳感器元件，將與從該壓電晶體得到的壓力的變化量對(duì)應(yīng)的電荷信號(hào)提供給信號(hào)處理電路，通過(guò)積分電路進(jìn)行積分，由此變換為與壓力相似的電壓(檢測(cè)信號(hào))。

以往，關(guān)于這種信號(hào)處理電路，已知有專利文獻(xiàn)1公開的壓電式傳感器的信號(hào)處理裝置。圖7示出該文獻(xiàn)1公開的信號(hào)處理裝置的概要。在圖7中，傳感器元件701的一個(gè)端子經(jīng)由電容器702與運(yùn)算放大器703的反轉(zhuǎn)輸入端子連接，傳感器元件701的另一個(gè)端子與電路的GND(大地)連接。并且，運(yùn)算放大器703的非反轉(zhuǎn)輸入端子與基準(zhǔn)電源704連接，被提供基準(zhǔn)電壓Vr，運(yùn)算放大器703的反轉(zhuǎn)輸入端子和輸出端子之間通過(guò)充電電容器705和高阻抗值的放電電阻706的并聯(lián)電路相連接。另外，從運(yùn)算放大器703輸出的信號(hào)經(jīng)由運(yùn)算放大器707作為信號(hào)電壓Vout輸出到外部。圖8(a)示例了從傳感器元件701得到的電荷量(電荷信號(hào))Qi的波形概要，圖8(b)示出從運(yùn)算放大器707得到的信號(hào)電壓Vout的例子。圖8(b)所示的電壓波形是對(duì)圖8(a)所示的電荷量Qi進(jìn)行積分得到的波形。另外，信號(hào)電壓Vout的基底電壓Vo(電荷量Qi為0時(shí)的信號(hào)電壓)通過(guò)基準(zhǔn)電源704而偏置，但由于在充電電容器705的所謂波形的沉降現(xiàn)象而與基準(zhǔn)電壓Vr不一致，成為比基準(zhǔn)電壓Vr低的電壓。

然而，根據(jù)確保尺寸和可靠性的觀點(diǎn)，前述的控制基板604內(nèi)置于壓力檢測(cè)部602很困難，通常是設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)的其它場(chǎng)所，通過(guò)配線線纜603進(jìn)行連接。因此，配線線纜603在發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)配線，發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)往往暴露于溫度或濕度、風(fēng)壓等苛刻的環(huán)境中，并且有時(shí)外部應(yīng)力也產(chǎn)生作用，因而在長(zhǎng)期暴露于這種環(huán)境下時(shí)，配線線纜603有可能產(chǎn)生斷線。

因此，從汽車的安全性和可靠性的觀點(diǎn)考慮，需要可靠且迅速地檢測(cè)這種斷線的斷線檢測(cè)單元，通常設(shè)置如圖9所示的斷線檢測(cè)電路130。在圖9中，602表示圖6所示的壓力檢測(cè)部，604表示圖6所示的控制基板，603表示圖6所示的配線線纜。101成為包括圖7所示的傳感器元件的信號(hào)處理裝置(信號(hào)處理電路)部分。并且，102表示壓力檢測(cè)部602具備的輸出放大器，110表示控制基板604具備的輸入放大器。另外，作為構(gòu)成異常檢測(cè)電路130的要素，具有將輸出放大器102的輸出進(jìn)行上拉的上拉電阻103，并且設(shè)置將對(duì)輸入放大器110的輸入進(jìn)行下拉的下拉電阻109。另外，106和108分別表示配線線纜用插座。

在配線線纜603中包含的電源線112、GND線111、信號(hào)線113中任意一方斷線的情況下，能夠通過(guò)該異常檢測(cè)電路130檢測(cè)該斷線。即，在信號(hào)線113斷線的情況下，控制基板604的輸入通過(guò)下拉電阻109被固定于GND的電壓電平。并且，在電源線112斷線的情況下，不向壓力檢測(cè)部602側(cè)供給電源，因而輸出放大器102的輸出達(dá)到GND的電壓電平或者高阻抗，控制基板604的輸入通過(guò)下拉電阻109被固定于GND的電壓電平。另外，在GND線111斷線的情況下，輸出放大器102的輸出達(dá)到電源電壓電平或者高阻抗，在輸出放大器102的輸出是電源電壓電平的情況下，控制基板604的輸入被固定于電源電壓電平，在輸出放大器102的輸出是高阻抗的情況下，控制基板604的輸入通過(guò)上拉電阻103和下拉電阻109被固定成將電源電壓Vdd進(jìn)行分壓而得的電壓。此時(shí)，如果將上拉電阻103的電阻值設(shè)定成相比下拉電阻109的電阻值非常小，則作為檢測(cè)信號(hào)的輸出電壓成為電源電壓Vdd附近的固定電壓。這樣，如果配線線纜603中的電源線112、GND線111、信號(hào)線113中任意一方斷線，則控制基板604的輸入信號(hào)被固定為GND的電壓電平或者電源電壓電平(包括附近電平)，因而在控制基板604側(cè)能夠據(jù)此檢測(cè)這些斷線。另外，在將壓力檢測(cè)部602側(cè)的輸出設(shè)為下拉、將控制基板604側(cè)的輸入設(shè)為上拉時(shí)，也能夠同樣地發(fā)揮作用。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002－62211號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，上述以往的壓力檢測(cè)裝置的斷線檢測(cè)裝置(斷線檢測(cè)電路)存在如下所述的問題。

即，配線線纜603的斷線是由控制基板604根據(jù)控制基板604中的輸入信號(hào)被固定于GND的電壓電平或者電源電壓電平進(jìn)行判定的，因而有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤判定(錯(cuò)誤檢測(cè))。即，即使是與壓力的檢測(cè)有關(guān)的信號(hào)電壓，信號(hào)電壓的大小也根據(jù)狀況而變動(dòng)，有時(shí)是瞬間達(dá)到GND的電壓電平或者電源電壓電平的電壓，因而僅根據(jù)電壓電平判定有無(wú)斷線容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判定(錯(cuò)誤檢測(cè))，存在可靠性較差的問題。

另一方面，這個(gè)問題能夠通過(guò)進(jìn)行組合了電壓電平及其經(jīng)過(guò)時(shí)間的判定來(lái)避免。即，通過(guò)將GND的電壓電平或者電源電壓電平持續(xù)設(shè)定時(shí)間以上附加為判定條件，能夠避免錯(cuò)誤判定(錯(cuò)誤檢測(cè))。但是，這種方法使得處理電路變復(fù)雜，成本上升不能忽視，并且需要等待設(shè)定時(shí)間，因而不能進(jìn)行迅速的判定。另外，如果設(shè)定較短的設(shè)定時(shí)間，能夠確保某種程度的迅速性，但另一方面從避免錯(cuò)誤判定(錯(cuò)誤檢測(cè))的觀點(diǎn)考慮，其有效性下降。

結(jié)果是，在以往的斷線檢測(cè)電路中，在檢測(cè)配線線纜603的斷線時(shí)，從確?？煽啃约把杆傩噪p方的觀點(diǎn)考慮尚不充分，具有進(jìn)一步改善的余地。

本發(fā)明的目的在于，提供解決了這種背景技術(shù)所存在的問題的壓力檢測(cè)裝置的斷線檢測(cè)電路。

用于解決問題的手段

為了解決上述的問題，本發(fā)明的壓力檢測(cè)裝置的斷線檢測(cè)電路1構(gòu)成為檢測(cè)檢測(cè)壓力檢測(cè)裝置10中的配線線纜12的斷線，該壓力檢測(cè)裝置10至少具有：壓力檢測(cè)部11，其具有通過(guò)接受壓力而輸出與該壓力對(duì)應(yīng)的電荷信號(hào)的壓力檢測(cè)元件101；以及所述配線線纜12，其將從該壓力檢測(cè)部11輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd傳送給外部電路(13)，其特征在于，所述斷線檢測(cè)電路包括：上拉電阻103或下拉電阻，上拉電阻103被提供檢測(cè)信號(hào)Dd，而且將連接至配線線纜12的信號(hào)線路113c與電源(電源電壓)Vdd連接，下拉電阻將該信號(hào)線路113c與GND連接；以及電壓鉗位電路105(105a…)，其具有高電壓鉗位電路105au…和低電壓鉗位電路105ad…，該高電壓鉗位電路105au…連接于信號(hào)線路113c和電源Vdd之間，將信號(hào)線路113c的電壓鉗位在最大規(guī)定電壓Vdm，該低電壓鉗位電路105ad…連接于信號(hào)線路113c和GND之間，將信號(hào)線路113c的電壓鉗位在最小規(guī)定電壓Vds。

在這種情況下，根據(jù)發(fā)明的適合的方式，在高電壓鉗位電路105au…能夠設(shè)置連接于設(shè)定最大規(guī)定電壓Vdm的電源Vdd和GND之間的高壓側(cè)電阻分壓電路30u…，并且此時(shí)高電壓鉗位電路105bu…能夠使用被提供從高壓側(cè)電阻分壓電路40u…得到的分壓電壓的pnp晶體管402…和npn晶體管401…的晶體管對(duì)，特別優(yōu)選使用互補(bǔ)晶體管構(gòu)成晶體管對(duì)。另外，高電壓鉗位電路105au也能夠使用被提供從高壓側(cè)電阻分壓電路30u…得到的分壓電壓的二極管301。另一方面，在低電壓鉗位電路105ad…能夠設(shè)置連接于設(shè)定最小規(guī)定電壓Vds的電源Vdd和GND之間的低壓側(cè)電阻分壓電路40d…，并且此時(shí)低電壓鉗位電路105bd…能夠使用輸入了從低壓側(cè)電阻分壓電路40d…得到的分壓電壓的pnp晶體管405…和npn晶體管404…的晶體管對(duì)，特別優(yōu)選使用互補(bǔ)晶體管構(gòu)成晶體管對(duì)。另外，低電壓鉗位電路105ad也能夠使用被提供從低壓側(cè)電阻分壓電路30d…得到的分壓電壓的二極管302。另一方面，優(yōu)選在電壓鉗位電路105設(shè)置與高電壓鉗位電路105au…及低電壓鉗位電路105ad…的輸入側(cè)的信號(hào)線路113c串聯(lián)連接的輸出電阻104。并且，外部電路能夠采用輸出基于檢測(cè)信號(hào)Dd的控制信號(hào)的控制基板13，并且，在配線線纜12中能夠包含與信號(hào)線路113c連接的信號(hào)線113、與電源Vdd連接的電源線112、以及與GND連接的GND線111。

發(fā)明效果

根據(jù)這樣的本發(fā)明的壓力檢測(cè)裝置的斷線檢測(cè)電路1發(fā)揮如下所述的顯著效果。

(1)由于具備具有高電壓鉗位電路105au…和低電壓鉗位電路105ad…的電壓鉗位電路105(105a…)，因而如果檢測(cè)信號(hào)Dd達(dá)到最小規(guī)定電壓Vds以下，能夠根據(jù)來(lái)自電源Vdd的電壓將信號(hào)線路113c的電壓電平鉗位在最小規(guī)定電壓Vds，并且如果檢測(cè)信號(hào)Dd超過(guò)最大規(guī)定電壓Vdm，能夠使信號(hào)線路113c的電壓電平下降到GND電壓，并由此鉗位在最大規(guī)定電壓Vdm。其結(jié)果是，能夠可靠且迅速地檢測(cè)有關(guān)配線線纜12及其周邊連接部分等的斷線，提供可靠性較高的壓力檢測(cè)裝置10，并且有助于利用比較簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低成本化和小型化。因此，特別適合用于檢測(cè)搭載于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)601的燃燒壓力的壓力檢測(cè)裝置10。

(2)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果在高電壓鉗位電路105au…設(shè)置連接于設(shè)定最大規(guī)定電壓Vdm的電源Vdd和GND之間的高壓側(cè)電阻分壓電路30u…，則能夠容易利用簡(jiǎn)潔的低成本電路設(shè)定最大規(guī)定電壓Vdm。

(3)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果高電壓鉗位電路105bu…使用被提供從高壓側(cè)電阻分壓電路40u…得到的分壓電壓的pnp晶體管402…和npn晶體管401…的晶體管對(duì)，則能夠抵消基于溫度的基極-發(fā)射極間電壓的變化，因而能夠避免溫度對(duì)最大規(guī)定電壓Vdm的影響，并且鉗位電流不直接流過(guò)高壓側(cè)電阻分壓電路40u…，因而能夠避免因鉗位電流而引起的鉗位電壓的變動(dòng)。

(4)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果使用互補(bǔ)晶體管構(gòu)成晶體管對(duì)，通過(guò)使各個(gè)互補(bǔ)晶體管的特性一致，能夠容易地構(gòu)成期望的晶體管對(duì)。

(5)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果高電壓鉗位電路105au使用被提供從高壓側(cè)電阻分壓電路30u得到的分壓電壓的二極管301，能夠容易利用數(shù)目較少的部件構(gòu)成高電壓鉗位電路105au。

(6)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果在低電壓鉗位電路105ad…設(shè)置連接于設(shè)定最小規(guī)定電壓Vds的電源Vdd和GND之間的低壓側(cè)電阻分壓電路30d…，則能夠容易地利用簡(jiǎn)潔的低成本電路設(shè)定最小規(guī)定電壓Vds。

(7)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果低電壓鉗位電路105bd…使用被提供從低壓側(cè)電阻分壓電路40d…得到的分壓電壓的pnp晶體管405…和npn晶體管404…的晶體管對(duì)，則能夠抵消基于溫度的基極-發(fā)射極間電壓的變化，因而能夠避免溫度對(duì)最小規(guī)定電壓Vds的影響，并且鉗位電流不直接流過(guò)低壓側(cè)電阻分壓電路40d…，因而能夠避免因鉗位電流而引起的鉗位電壓的變動(dòng)。

(8)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果低電壓鉗位電路105ad使用被提供從低壓側(cè)電阻分壓電路30d得到的分壓電壓的二極管302，能夠容易地利用數(shù)目較少的部件構(gòu)成低電壓鉗位電路105ad。

(9)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果在電壓鉗位電路105設(shè)置與高電壓鉗位電路105au…及低電壓鉗位電路105ad…的輸入側(cè)的信號(hào)線路113c串聯(lián)連接的輸出電阻104，能夠容易地降低(調(diào)整)在電壓鉗位電路105調(diào)整輸出電壓時(shí)需要的電流量。

(10)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果外部電路采用輸出基于檢測(cè)信號(hào)Dd的控制信號(hào)的控制基板13，則能夠用作最適合于特別是搭載于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的斷線檢測(cè)電路1。

(11)根據(jù)優(yōu)選的方式，如果在配線線纜12中包含與信號(hào)線路113c連接的信號(hào)線113、與電源Vdd連接的電源線112、以及與GND連接的GND線111，則能夠可靠且迅速地檢測(cè)這些各種線113、112及111的斷線。

附圖說(shuō)明

圖1是具有本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的斷線檢測(cè)電路的壓力檢測(cè)裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。

圖2是該斷線檢測(cè)電路具備的電壓鉗位電路的電路圖。

圖3是該斷線檢測(cè)電路的動(dòng)作說(shuō)明用的信號(hào)波形圖。

圖4是該斷線檢測(cè)電路具備的變更例的電壓鉗位電路的電路圖。

圖5是該斷線檢測(cè)電路具備的另一變更例的電壓鉗位電路的電路圖。

圖6是安裝了用于說(shuō)明背景技術(shù)的壓力檢測(cè)裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)的概要圖。

圖7是該壓力檢測(cè)裝置具備的壓力檢測(cè)部的電路圖。

圖8是該壓力檢測(cè)裝置的動(dòng)作說(shuō)明用的信號(hào)波形圖。

圖9是該壓力檢測(cè)裝置的整體的電路圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：斷線檢測(cè)電路；10：壓力檢測(cè)裝置；11：壓力檢測(cè)部；12：配線線纜；13：控制基板(外部電路)；30u…：高壓側(cè)電阻分壓電路；30d…：低壓側(cè)電阻分壓電路；101：壓力檢測(cè)元件；103：上拉電阻；104：輸出電阻；105：電壓鉗位電路；105au…高電壓鉗位電路；105ad…低電壓鉗位電路；111：GND線；112：電源線；113：信號(hào)線；113c：信號(hào)線路；301：二極管；302：二極管；401…：npn晶體管；402…：pnp晶體管；Dd檢測(cè)信號(hào)；Vdd電源(電源電壓)；Vdm：最大規(guī)定電壓；Vds：最小規(guī)定電壓。

具體實(shí)施方式

下面，列舉本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，并根據(jù)附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

首先，參照?qǐng)D1說(shuō)明具有本實(shí)施方式的斷線檢測(cè)電路1的壓力檢測(cè)裝置10的整體結(jié)構(gòu)。

壓力檢測(cè)裝置10大致劃分具有壓力檢測(cè)部11、控制基板13、以及連接壓力檢測(cè)部11和控制基板13的配線線纜12。壓力檢測(cè)部11具有壓力檢測(cè)部101和輸出放大器102，并且具有構(gòu)成斷線檢測(cè)電路1的上拉電阻103和電壓鉗位電路105。并且，配線線纜12包括電源線112、GND線111和傳送輸出信號(hào)的信號(hào)線113。另外，106和108表示配線線纜用插座。此外，控制基板13具有輸入放大器110，并且具有下拉電阻109。

在這種情況下，壓力檢測(cè)部101與輸出放大器102的輸入側(cè)連接。并且，輸出放大器102的輸出側(cè)與電壓鉗位電路105的輸入側(cè)連接，并經(jīng)由上拉電阻103與電源Vdd連接。另外，示例了上拉電阻103連接于電壓鉗位電路105的前段的情況，但也可以連接于電壓鉗位電路105的后段即配線線纜用插座106的前段。并且，電壓鉗位電路105的輸出側(cè)經(jīng)由配線線纜12中的信號(hào)線113與控制基板13側(cè)連接，壓力檢測(cè)部11側(cè)的電源線及GND線經(jīng)由配線線纜12中的電源線112及GND線111與控制基板13側(cè)連接。這樣，如果在配線線纜12中包含與信號(hào)線路113c連接的信號(hào)線113、與電源Vdd連接的電源線112、以及與GND連接的GND線111，則能夠可靠且迅速地檢測(cè)這些各種線113、112及111的斷線。并且，控制基板13形成為外部電路，但如果外部電路采用這樣的控制基板13，則能夠輸出基于檢測(cè)信號(hào)Dd的控制信號(hào)，因而能夠構(gòu)成為最適合于特別是搭載于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的斷線檢測(cè)電路1。

電壓鉗位電路105具有后面詳細(xì)敘述的如下功能：在輸入的檢測(cè)信號(hào)Dd為最小規(guī)定電壓Vds以下的情況下，根據(jù)來(lái)自電源Vdd的電壓將電壓電平鉗位在最小規(guī)定電壓Vds，在輸入的檢測(cè)信號(hào)Dd為最大規(guī)定電壓Vdm以上的情況下，通過(guò)使電壓下降到GND電壓，將電壓電平鉗位在最大規(guī)定電壓Vdm，詳細(xì)情況在后面進(jìn)行說(shuō)明。并且，電壓鉗位電路105具有與信號(hào)線路113c串聯(lián)連接的輸出電阻104。該輸出電阻104具有降低在電壓鉗位電路105調(diào)整輸出電壓時(shí)需要的電流量的功能。

下面，參照?qǐng)D1及圖2說(shuō)明本實(shí)施方式的斷線檢測(cè)電路1的具體結(jié)構(gòu)。

斷線檢測(cè)電路1具有圖2所示的電壓鉗位電路105a(105)，特別示出使用二極管的最簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)例。113c表示信號(hào)線路，其輸出側(cè)與前述的信號(hào)線113連接，輸入側(cè)經(jīng)由前述的輸出電阻104與輸出放大器102的輸出側(cè)連接。

電壓鉗位電路105a具有高電壓鉗位電路105au和低電壓鉗位電路105ad。高電壓鉗位電路105au具有由連接于電源(電源電壓)Vdd和GND之間的電阻R31和電阻R32的串聯(lián)電路構(gòu)成的高壓側(cè)電阻分壓電路30u。如果設(shè)置這樣的高壓側(cè)電阻分壓電路30u，則能夠容易利用簡(jiǎn)潔的低成本電路設(shè)定最大規(guī)定電壓Vdm。另外，電阻R31和電阻R32的連接點(diǎn)與信號(hào)線路113c之間通過(guò)二極管301相連接。該二極管301將陽(yáng)極側(cè)與信號(hào)線路113c連接。由此，將把電阻R31和電阻R32的分壓電壓與二極管301的順向的下降電壓相加得到的電壓值設(shè)定為最大規(guī)定電壓Vdm，如果供給信號(hào)線路113c的檢測(cè)信號(hào)Dd的大小超過(guò)該最大規(guī)定電壓Vdm，則將信號(hào)線路113c的電壓鉗位在該最大規(guī)定電壓Vdm。這樣，如果高電壓鉗位電路105au使用被提供從高壓側(cè)電阻分壓電路30u得到的分壓電壓的二極管301，則能夠容易利用數(shù)目較少的部件構(gòu)成高電壓鉗位電路105au。

另一方面，低電壓鉗位電路105ad具有由連接于電源Vdd和GND之間的電阻R33和電阻R34的串聯(lián)電路構(gòu)成的低壓側(cè)電阻分壓電路30d。如果設(shè)置這樣的低壓側(cè)電阻分壓電路30d，則容易利用簡(jiǎn)潔低成本電路設(shè)定最小規(guī)定電壓Vds。另外，電阻R33和電阻R34的連接點(diǎn)與信號(hào)線路113c之間通過(guò)二極管302相連接。該二極管302將陰極側(cè)與信號(hào)線路113c連接。由此，將把電阻R33和電阻R34的分壓電壓與二極管302的順向的下降電壓相減得到的電壓值設(shè)定為最小規(guī)定電壓Vds，如果供給信號(hào)線路113c的檢測(cè)信號(hào)Dd的大小達(dá)到該最小規(guī)定電壓Vds以下，則將信號(hào)線路113c的電壓鉗位在該最小規(guī)定電壓Vds。這樣，如果低電壓鉗位電路105ad使用被提供從低壓側(cè)電阻分壓電路30d得到的分壓電壓的二極管302，則能夠容易利用數(shù)目較少的部件構(gòu)成低電壓鉗位電路105ad。

因此，與信號(hào)線路113c串聯(lián)連接的輸出電阻104連接于高電壓鉗位電路105au及低電壓鉗位電路105ad的輸入側(cè)。通過(guò)設(shè)置該輸出電阻104，能夠容易降低(調(diào)整)在電壓鉗位電路105調(diào)整輸出電壓時(shí)需要的電流量。另外，輸出電阻104的電阻值成為壓力檢測(cè)部11的輸出阻抗，因而不適合過(guò)大，優(yōu)選考慮控制基板13側(cè)的要求和電流量的允許值進(jìn)行設(shè)定。

下面，參照?qǐng)D1～圖3說(shuō)明本實(shí)施方式的斷線檢測(cè)電路1的動(dòng)作。另外，壓力檢測(cè)裝置10的整體上的動(dòng)作與前述的圖6～圖9所示的動(dòng)作相同，因而省略詳細(xì)的動(dòng)作說(shuō)明。

圖3(a)示出從輸出放大器102輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd超過(guò)最大規(guī)定電壓Vdm時(shí)的波形，圖3(b)示出因波形的沉降現(xiàn)象而引起的檢測(cè)信號(hào)Dd成為最小規(guī)定電壓Vds以下時(shí)的波形。另外，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示檢測(cè)信號(hào)Dd[V]。

如圖3(a)所示，超過(guò)最大規(guī)定電壓Vdm的信號(hào)部分Ddx被鉗位在最大規(guī)定電壓Vdm，從壓力檢測(cè)部11輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd是用實(shí)線示出的信號(hào)部分。另外，如圖3(b)所示，成為最小規(guī)定電壓Vds以下的信號(hào)部分Ddy被鉗位在最小規(guī)定電壓Vds，從壓力檢測(cè)部11輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd是用實(shí)線示出的信號(hào)部分。

這樣，從本實(shí)施方式的壓力檢測(cè)裝置10輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd的電壓波形始終被控制在最小規(guī)定電壓Vds和最大規(guī)定電壓Vdm之間。即，從輸出放大器102輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd通過(guò)上拉電阻103被上拉至電源線112，并且輸入控制基板13的信號(hào)通過(guò)下拉電阻109被下拉至GND線111。由此，在電源線112、GND線111、信號(hào)線113中任意一方斷線的情況下，檢測(cè)信號(hào)Dd被固定于GND的電壓電平或者電源電壓電平的電壓。

從本實(shí)施方式的壓力檢測(cè)裝置10輸出的檢測(cè)信號(hào)Dd在正常動(dòng)作的情況下，由于輸出鉗位電路105a始終處于最小規(guī)定電壓Vds和最大規(guī)定電壓Vdm之間，因而在配線線纜12中的各條線的電壓電平為最小規(guī)定電壓Vds以下的情況下和超過(guò)最大規(guī)定電壓Vdm的情況下，僅通過(guò)基于電壓電平的判定即可馬上檢測(cè)出產(chǎn)生了斷線。另外，關(guān)于上拉、下拉，在將壓力檢測(cè)部11側(cè)下拉、將控制基板13側(cè)上拉的情況下，都能夠得到相同的效果。

然而，如前面所述，在檢測(cè)信號(hào)Dd的低電壓側(cè)，基底電壓Vo作為基準(zhǔn)電壓Vr被輸出，因而認(rèn)為不需要低電壓鉗位電路105ad，但在檢測(cè)信號(hào)Dd較大的情況下，波形的沉降現(xiàn)象增大，因而檢測(cè)信號(hào)Dd有可能達(dá)到最小規(guī)定電壓Vds以下。并且，在對(duì)傳感器元件急劇施加熱量的情況下，由于保持傳感器元件的框體的變形，從傳感器元件輸出負(fù)的電荷信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)Dd有時(shí)在瞬間達(dá)到GND的電壓電平附近。在這種情況下，如果沒有低電壓鉗位電路105ad，即使是配線線纜12產(chǎn)生斷線時(shí)，控制基板13側(cè)也有可能進(jìn)行錯(cuò)誤的判定。因此，在高電壓側(cè)和低電壓側(cè)雙方設(shè)置電壓鉗位電路105a很重要。

下面，參照?qǐng)D4及圖5說(shuō)明構(gòu)成本實(shí)施方式的斷線檢測(cè)電路1的鉗位電路105的變更例。

上述的圖3所示的電壓鉗位電路105a具有容易利用數(shù)目較少的部件實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，但另一方面，在二極管301、302的順向的下降電壓由于溫度的變化而變動(dòng)的情況下、或者由于急劇的電壓變化而流過(guò)較大的鉗位電流的情況下，也具有鉗位電壓發(fā)生變化的缺點(diǎn)。

圖4是鉗位電路105b的結(jié)構(gòu)例，該鉗位電路105b采用消除了圖3所示的電壓鉗位電路105a的缺陷的晶體管。電壓鉗位電路105b具有高電壓鉗位電路105bu和低電壓鉗位電路105bd。高電壓鉗位電路105bu具有：高壓側(cè)電阻分壓電路40u，其由連接于電源Vd和GND之間的電阻R41和R42的串聯(lián)電路構(gòu)成；晶體管電路，其由連接于該電阻R41和R42的連接點(diǎn)與信號(hào)線303之間的npn晶體管401、pnp晶體管402及電阻R43構(gòu)成。在這種情況下，晶體管401的柵極連接于電阻R41和R42的連接點(diǎn)，其集電極連接于電源Vd，其發(fā)射極經(jīng)由電阻R43與GND連接，并且晶體管402的柵極與晶體管401的發(fā)射極連接，其集電極與GND連接，其發(fā)射極與信號(hào)線403連接。由此，把從電阻R41和R42的分壓電壓中減去晶體管401的基極-發(fā)射極間電壓后的電壓、與晶體管402的基極-發(fā)射極間電壓相加得到的電壓，達(dá)到最大規(guī)定電壓Vdm。如果晶體管401和晶體管402使用特性相同的互補(bǔ)的晶體管，則最大規(guī)定電壓Vdm與電阻R41和R42的分壓電壓大致相同。

另一方面，低電壓鉗位電路105bd具有：低壓側(cè)電阻分壓電路40d，其由連接于電源Vd和GND之間的電阻R45和R46的串聯(lián)電路構(gòu)成；晶體管電路，其由連接于該電阻R45和R46的連接點(diǎn)與信號(hào)線303之間的npn型的晶體管404、pnp型的晶體管405及電阻R44構(gòu)成。在這種情況下，晶體管405的柵極連接于電阻R45和R46的連接點(diǎn)，其集電極連接于GND，其發(fā)射極經(jīng)由電阻R44與電源Vd連接，并且晶體管404的柵極與晶體管405的發(fā)射極連接，其集電極與電源Vd連接，其發(fā)射極與信號(hào)線403連接。如果晶體管404和晶體管405使用特性相同的互補(bǔ)的晶體管，則最小規(guī)定電壓Vds與電阻R45和R46的分壓電壓大致相同。

在圖4所示的電壓鉗位電路105b的情況下，即使是晶體管的基極-發(fā)射極間電壓由于溫度而變動(dòng)的情況下，由于成對(duì)地使用npn晶體管和pnp晶體管，因而能夠抵消基于溫度的基極-發(fā)射極間電壓的變化。因此，能夠避免溫度對(duì)最大規(guī)定電壓Vdm及最小規(guī)定電壓Vds的影響，并且鉗位電流不直接流過(guò)高壓側(cè)電阻分壓電路40u及低壓側(cè)電阻分壓電路40d，因而能夠避免因鉗位電流而引起的鉗位電壓的變動(dòng)。

圖5是鉗位電路105c的結(jié)構(gòu)例，該鉗位電路105c采用與圖4一樣解決了圖3所示的電壓鉗位電路105a的缺點(diǎn)的晶體管，圖5示出了相對(duì)于圖4部件數(shù)目更少的結(jié)構(gòu)例。另外，503表示輸出側(cè)與前述的信號(hào)線113連接、輸入側(cè)與前述的輸出電阻104連接的信號(hào)線。該電壓鉗位電路105c具有高電壓鉗位電路105cu和低電壓鉗位電路105cd。高電壓鉗位電路105cu具有由npn型的晶體管501、pnp型的晶體管502及電阻R51和電阻R52構(gòu)成的晶體管電路。在這種情況下，晶體管501的柵極和集電極經(jīng)由電阻R51與電源Vd連接，晶體管501的發(fā)射極經(jīng)由電阻R52與GND連接。并且，晶體管502的柵極與晶體管501的發(fā)射極連接，晶體管502的集電極與GND連接，晶體管502的發(fā)射極與信號(hào)線503連接。在這種情況下，電阻R51和電阻R52構(gòu)成高壓側(cè)電阻分壓電路50u。

高電壓鉗位電路105cu的鉗位電壓用下面的[數(shù)式1]表示。其中，Vd表示電源電壓，Vnpn表示npn晶體管501的順向電壓，Vpnp表示pnp晶體管502的順向電壓，R1、R2分別表示電阻R51、R52的電阻值。

[數(shù)式1](Vd-Vnpn)×R2/(R1+R2)+Vpnp

另一方面，低電壓鉗位電路105cd具有由npn晶體管505、pnp晶體管504及電阻R53和電阻R54構(gòu)成的晶體管電路。在這種情況下，晶體管504的柵極和集電極經(jīng)由電阻R54與GND連接，晶體管504的發(fā)射極經(jīng)由電阻R53與電源Vd連接。并且，晶體管505的柵極與晶體管504的發(fā)射極連接，晶體管505的集電極與電源Vd連接，晶體管505的發(fā)射極與信號(hào)線503連接。在這種情況下，電阻R53和電阻R54構(gòu)成低壓側(cè)電阻分壓電路50d。

低電壓鉗位電路105cd的鉗位電壓用下面的[數(shù)式2]表示。其中，Vd表示電源電壓，Vnpn表示npn晶體管505的順向電壓，Vpnp表示pnp晶體管504的順向電壓，R3、R4分別表示電阻R53、R54的電阻值。

[數(shù)式2](Vd-Vpnp)×R3/(R3+R4)+Vnpn

前述的圖4的電壓鉗位電路105b在不進(jìn)行鉗位動(dòng)作的恒定狀態(tài)下，在npn晶體管401的基極和漏極這兩個(gè)系統(tǒng)中流過(guò)電流，而圖5的電壓鉗位電路105c是分別僅在一個(gè)系統(tǒng)中流過(guò)電流，因而也具有能夠進(jìn)一步抑制功耗的優(yōu)點(diǎn)。

以上對(duì)最佳實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這樣的實(shí)施方式，關(guān)于細(xì)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)、形狀、材料、數(shù)量、方法等，能夠在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行任意變更、追加、刪除。

例如，能夠利用降低(調(diào)整)電流量的電路等其它手段置換與信號(hào)線路113c串聯(lián)連接的輸出電阻104。并且，示出了外部電路采用輸出基于檢測(cè)信號(hào)Dd的控制信號(hào)的控制基板13的情況，但也可以采用能夠利用檢測(cè)信號(hào)Dd的其它各種信號(hào)處理電路等。優(yōu)選在配線線纜12中包含信號(hào)線113、與電源Vdd連接的電源線112及與GND連接的GND線111，但也可以包含其它的線，在采用構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)室的外殼部件的一部分的情況下，GND線111不一定需要包含在配線線纜12中。示出了高電壓鉗位電路105bu…和低電壓鉗位電路105bd…雙方是具有pnp晶體管402…和npn晶體管401…的晶體管對(duì)的結(jié)構(gòu)，但并不排除僅高電壓鉗位電路105bu…和低電壓鉗位電路105bd…一方是具有pnp晶體管402…和npn晶體管401…的晶體管對(duì)的結(jié)構(gòu)，將另一方設(shè)為其它的電路結(jié)構(gòu)的情況。同樣，示出了高電壓鉗位電路105au和低電壓鉗位電路105ad雙方使用二極管301構(gòu)成的情況，但并不排除僅高電壓鉗位電路105au和低電壓鉗位電路105ad一方使用二極管301構(gòu)成的情況。另外，優(yōu)選使用互補(bǔ)晶體管構(gòu)成晶體管對(duì)，但并不排除采用其它類型的晶體管的情況。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的斷線檢測(cè)電路能夠廣泛用于以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒壓力的壓力檢測(cè)裝置為代表的、具有同樣結(jié)構(gòu)的壓力檢測(cè)裝置的斷線的檢測(cè)。