[發明專利]電壓輸出電路以及車輛控制系統

有效

• 申請號: 201410160027.7
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN104251162B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 久米正義;小松和弘;木戶啟介
• 申請（專利權）人: 富士通天株式會社
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 王亞愛

技術領域

本發明涉及對內燃機的混合氣體的空燃比進行控制的技術。

背景技術

近年來，在汽車中設置有如下的空燃比控制裝置，即：導出內燃機中的空氣與燃料的混合比(空燃比)，并對燃料噴射等進行控制以使空燃比成為理論空燃比。空燃比控制裝置根據從對廢氣中的氧濃度進行測量的傳感器之中獲取到的氧濃度，來控制燃料噴射裝置以使燃料成為最適量。

圖1是表示現有的空燃比控制裝置90的概要的圖。如圖1所示，空燃比控制裝置90具備：A／F傳感器部91、電壓緩沖器部92、和VI變換部93。A／F傳感器(Air?by?Fuel?ratio?sensor；空燃比傳感器)部91是對廢氣中的氧濃度進行測量的傳感器，向電壓緩沖器部92輸出與氧濃度對應的電壓。

電壓緩沖器部92是將從A／F傳感器部91輸入的電壓輸出給后級的VI變換部93的緩沖器。電壓緩沖器部92具備：誤差放大器94、輸出緩沖器95、開關96、和相位補償電容器97。此外，由這些誤差放大器94和輸出緩沖器95構成了運算放大器。

從A／F傳感器部91輸出的電壓被輸入至誤差放大器94的非反相輸入端子，誤差放大器94的輸出被輸入至輸出緩沖器95。輸出緩沖器95的輸出被輸入至誤差放大器94的反相輸入端子。也就是說，運算放大器被進行電壓跟隨式連接。此外，輸出緩沖器95的輸出也被輸入至VI變換部93。相位補償電容器97被設置在誤差放大器94和輸出緩沖器95的連接點、與地線之間。此外，開關96被連接在輸出緩沖器95與向該輸出緩沖器95供應電力的電源之間。通過該開關96的接通或斷開，從而使輸出緩沖器95的動作驅動或停止。

VI變換部93生成并輸出與所輸入的電壓對應的電流。由VI變換部93變換后的電流被施加給A／F傳感器部91。即，在A／F傳感器部91中流動著與從電壓緩沖器部92輸出的電壓對應的電流。通過對A／F傳感器部91中流動的電流值進行監控，從而能夠導出空燃比。而且，空燃比控制裝置90基于該電流值來控制燃料噴射，以使空燃比成為理論空燃比。

另外，由A／F傳感器部91所測量的氧濃度的測量精度依賴于A／F傳感器部91的溫度。此外，A／F傳感器部91的阻抗隨著溫度而變化。因而，空燃比控制裝置90通過定期地對A／F傳感器部91的阻抗進行測量，由此來判定是否為適于測量氧濃度的溫度。具體而言，從未圖示的恒流電路向A／F傳感器部91流入規定的電流，通過測量此時的電壓，由此來測量阻抗。

然而，當為了測量阻抗而使電流流動時，會在A／F傳感器部91中產生因為了該測量所流動的電流而引起的電壓。而且，當所產生的電壓從A／F傳感器部91經由電壓緩沖器部92被輸出給VI變換部93時，會被檢測為用于導出空燃比的電壓。由此，導出錯誤的空燃比，從而空燃比控制裝置90有可能進行不想要的燃料噴射控制。

為此，需要在對A／F傳感器部91的阻抗進行測量的期間內使電壓緩沖器部92停止來保持輸出。因而，空燃比控制裝置90在A／F傳感器部91的阻抗測量期間內將開關96設為斷開以使輸出緩沖器95的動作停止，從而使電壓緩沖器部92的輸出變為Hi阻抗來保持輸出電壓。另外，作為與本發明相關聯的技術，例如有專利文獻1。

專利文獻1：日本特開2011-203131號公報

然而，即便將開關96斷開以使輸出緩沖器95的動作停止，誤差放大器94也有可能持續動作。也就是說，運算放大器的負反饋控制持續著。在此情況下，由于處于輸入至電壓緩沖器部92的電壓發生變動但電壓緩沖器部92的輸出卻保持不變的狀態，因此誤差放大器94的輸出電壓發生變動。即，成為相位補償電容器97的電位VA固守為Hi或Lo的狀態(飽和狀態)。若在該狀態下使開關96從斷開切換為接通，則會從電壓緩沖器部92輸出異常值的電壓。

使用圖2來說明上述情形。圖2是表示電壓緩沖器部92的各種信號的變化的時序圖。在圖2中，輸入信號是被輸入至誤差放大器94的非反相輸入端子的電壓信號。此外，開關信號是用于切換開關96的接通或斷開的信號。附圖標記VA是表示相位補償電容器97的電位的信號。此外，輸出信號是從電壓緩沖器部92輸出的電壓信號。

在圖2所示的時序圖的開始時刻點，開關96接通，輸出緩沖器95動作。在此情況下，由于輸入信號和輸出信號是相同的電壓，因此相位補償電容器97的電位VA(誤差放大器的輸出電壓)恒定。