CN104251162B - 电压输出电路以及车辆控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电压输出电路以及车辆控制系统。本发明提供一种电压输出电路，向外部输出输入电压，具备：误差放大器，其具有第1反相输入端子以及第2反相输入端子；第1输出缓冲器，其向外部以及所述第1反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；第2输出缓冲器，其向所述第2反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；和切换单元，其对所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子的连接、以及第2输出缓冲器与第2反相输入端子的连接进行切换。从而，能够提供一种在从电压缓冲器部的输出变为Hi阻抗的状态起恢复之际避免控制空燃比的装置发生误动作的技术。

Description

电压输出电路以及车辆控制系统

技术领域

本发明涉及对内燃机的混合气体的空燃比进行控制的技术。

背景技术

近年来，在汽车中设置有如下的空燃比控制装置，即：导出内燃机中的空气与燃料的混合比(空燃比)，并对燃料喷射等进行控制以使空燃比成为理论空燃比。空燃比控制装置根据从对废气中的氧浓度进行测量的传感器之中获取到的氧浓度，来控制燃料喷射装置以使燃料成为最适量。

图1是表示现有的空燃比控制装置90的概要的图。如图1所示，空燃比控制装置90具备：A／F传感器部91、电压缓冲器部92、和VI变换部93。A／F传感器(Air by Fuel ratiosensor；空燃比传感器)部91是对废气中的氧浓度进行测量的传感器，向电压缓冲器部92输出与氧浓度对应的电压。

电压缓冲器部92是将从A／F传感器部91输入的电压输出给后级的VI变换部93的缓冲器。电压缓冲器部92具备：误差放大器94、输出缓冲器95、开关96、和相位补偿电容器97。此外，由这些误差放大器94和输出缓冲器95构成了运算放大器。

从A／F传感器部91输出的电压被输入至误差放大器94的非反相输入端子，误差放大器94的输出被输入至输出缓冲器95。输出缓冲器95的输出被输入至误差放大器94的反相输入端子。也就是说，运算放大器被进行电压跟随式连接。此外，输出缓冲器95的输出也被输入至VI变换部93。相位补偿电容器97被设置在误差放大器94和输出缓冲器95的连接点、与地线之间。此外，开关96被连接在输出缓冲器95与向该输出缓冲器95供应电力的电源之间。通过该开关96的接通或断开，从而使输出缓冲器95的动作驱动或停止。

VI变换部93生成并输出与所输入的电压对应的电流。由VI变换部93变换后的电流被施加给A／F传感器部91。即，在A／F传感器部91中流动着与从电压缓冲器部92输出的电压对应的电流。通过对A／F传感器部91中流动的电流值进行监控，从而能够导出空燃比。而且，空燃比控制装置90基于该电流值来控制燃料喷射，以使空燃比成为理论空燃比。

另外，由A／F传感器部91所测量的氧浓度的测量精度依赖于A／F传感器部91的温度。此外，A／F传感器部91的阻抗随着温度而变化。因而，空燃比控制装置90通过定期地对A／F传感器部91的阻抗进行测量，由此来判定是否为适于测量氧浓度的温度。具体而言，从未图示的恒流电路向A／F传感器部91流入规定的电流，通过测量此时的电压，由此来测量阻抗。

然而，当为了测量阻抗而使电流流动时，会在A／F传感器部91中产生因为了该测量所流动的电流而引起的电压。而且，当所产生的电压从A／F传感器部91经由电压缓冲器部92被输出给VI变换部93时，会被检测为用于导出空燃比的电压。由此，导出错误的空燃比，从而空燃比控制装置90有可能进行不想要的燃料喷射控制。

为此，需要在对A／F传感器部91的阻抗进行测量的期间内使电压缓冲器部92停止来保持输出。因而，空燃比控制装置90在A／F传感器部91的阻抗测量期间内将开关96设为断开以使输出缓冲器95的动作停止，从而使电压缓冲器部92的输出变为Hi阻抗来保持输出电压。另外，作为与本发明相关联的技术，例如有专利文献1。

专利文献1：日本特开2011-203131号公报

然而，即便将开关96断开以使输出缓冲器95的动作停止，误差放大器94也有可能持续动作。也就是说，运算放大器的负反馈控制持续着。在此情况下，由于处于输入至电压缓冲器部92的电压发生变动但电压缓冲器部92的输出却保持不变的状态，因此误差放大器94的输出电压发生变动。即，成为相位补偿电容器97的电位VA固守为Hi或Lo的状态(饱和状态)。若在该状态下使开关96从断开切换为接通，则会从电压缓冲器部92输出异常值的电压。

使用图2来说明上述情形。图2是表示电压缓冲器部92的各种信号的变化的时序图。在图2中，输入信号是被输入至误差放大器94的非反相输入端子的电压信号。此外，开关信号是用于切换开关96的接通或断开的信号。附图标记VA是表示相位补偿电容器97的电位的信号。此外，输出信号是从电压缓冲器部92输出的电压信号。

在图2所示的时序图的开始时刻点，开关96接通，输出缓冲器95动作。在此情况下，由于输入信号和输出信号是相同的电压，因此相位补偿电容器97的电位VA(误差放大器的输出电压)恒定。

在时刻点T10，当开关96变为断开时，由于输出缓冲器95停止而电压缓冲器部92的输出成为Hi阻抗，因此输出电压被保持。另一方面，由于输入信号发生变动，因此误差放大器94对输出的电压进行控制以使输出信号追踪于输入信号。因而，在输入信号高于输出信号的情况下，相位补偿电容器97的电位VA固守为Hi，在输入信号低于输出信号的情况下，相位补偿电容器97的电位VA固守为Lo。

然后，在时刻点T11，例如当在相位补偿电容器97的电位VA固守为Hi的状态下使开关96从断开切换为接通时，由于是在输入信号的电压高的情况下还想要进一步输出，因此电压缓冲器部90会输出超过期望值的异常电压。此外，即便在直到相位补偿电容器97的电位恢复到恒定值为止的期间(从时刻点T11到时刻点T12)，电压缓冲器部90也会持续输出异常电压。其结果，产生空燃比控制装置90误动作等的课题。

发明内容

本发明正是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种在从电压缓冲器部的输出变为Hi阻抗的状态起恢复之际避免控制空燃比的装置发生误动作的技术。

为了解决上述课题，技术方案1的发明为一种电压输出电路，向外部输出输入电压，具备：误差放大器，其具有第1反相输入端子以及第2反相输入端子；第1输出缓冲器，其向外部以及所述第1反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；第2输出缓冲器，其向所述第2反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；和切换单元，其对所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子的连接、以及第2输出缓冲器与第2反相输入端子的连接进行切换。

此外，在技术方案1所记载的电压输出电路中，技术方案2的发明还具备：驱动控制单元，其对所述第1输出缓冲器的驱动以及停止进行控制，所述切换单元在所述第1输出缓冲器驱动时使第1输出缓冲器和第1反相输入端子连接，在所述第1输出缓冲器停止时使第2输出缓冲器和第2反相输入端子连接。

此外，在技术方案2所记载的电压输出电路中，技术方案3的发明在所述误差放大器的非反相输入端子连接着设于外部的恒流电路，所述驱动控制单元在所述恒流电路施加电流的期间内使第1输出缓冲器停止，在所述恒流电路不施加电流的期间内使第1输出缓冲器驱动。

此外，在技术方案1至3中任一项所记载的电压输出电路中，技术方案4的发明的所述切换单元包括：第1开关，其设置在所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子之间；和第2开关，其设置在所述第2输出缓冲器与第2反相输入端子之间。

此外，在技术方案4所记载的电压输出电路中，技术方案5的发明的所述第1开关以及第2开关被设为：根据切换信号来控制接通以及断开，所述第1开关的切换信号以及所述第2开关的切换信号是逻辑电平相互反转后的信号。

此外，在技术方案5所记载的电压输出电路中，技术方案6的发明的所述驱动控制单元包括：缓冲器用开关，其设置在向所述第1输出缓冲器供应电力的电源、与第1输出缓冲器之间，所述缓冲器用开关以与所述第1开关的切换信号相同的信号来控制接通以及断开。

此外，技术方案7的发明是一种车辆控制系统，对作为车辆的内燃机中的空气与燃料的混合比的空燃比进行控制，具备：浓度传感器，其输出与废气中的氧浓度对应的电压；和电压输出电路，其输入所述浓度传感器的输出电压，并将该输入电压反馈至所述浓度传感器，所述电压输出电路具备：误差放大器，其具有第1反相输入端子以及第2反相输入端子；第1输出缓冲器，其向外部以及所述第1反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；第2输出缓冲器，其向所述第2反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；和切换单元，其对所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子的连接、以及第2输出缓冲器与第2反相输入端子的连接进行切换。

此外，在技术方案7所记载的车辆控制系统中，技术方案8的发明的所述电压输出电路还具备：驱动控制单元，其对所述第1输出缓冲器的驱动以及停止进行控制，所述切换单元在所述第1输出缓冲器驱动时使第1输出缓冲器和第1反相输入端子连接，在所述第1输出缓冲器停止时使第2输出缓冲器和第2反相输入端子连接。

此外，在技术方案8所记载的车辆控制系统中，技术方案9的发明在所述浓度传感器与所述误差放大器的非反相输入端子之间连接着恒流电路，所述驱动控制单元在所述恒流电路施加电流的期间内使第1输出缓冲器停止，在所述恒流电路不施加电流的期间内使第1输出缓冲器驱动。

发明效果

根据技术方案1至9的发明，由于切换单元对第1输出缓冲器与第1反相输入端子的连接、以及第2输出缓冲器与第2反相输入端子的连接进行切换，因此即便在第1输出缓冲器不驱动等的情况下，也可进行适当的负反馈控制，从而能够避免输出异常电压。

此外，尤其根据技术方案2以及3的发明可知，在被施加与原本控制关联少的电流时，使电压输出电路的输出变为Hi阻抗，从而可以进行适当的负反馈控制。由此，能够避免异常电压的输出。此外，尤其根据技术方案4至6的发明可知，利用由切换信号控制的开关来对第1开关以及第2开关的接通以及断开进行相反的控制，从而可以容易地进行基于切换单元的切换。

附图说明

图1是表示现有的空燃比控制装置的简要构成的框图。

图2是表示现有的空燃比控制装置的各种信号的变化的时序图。

图3是表示本发明的车辆控制系统的简要构成的框图。

图4是表示本发明的车辆控制系统的简要构成的图。

图5是表示本发明的车辆控制系统的各种信号的变化的时序图。

图6是表示本发明的车辆控制系统的各种信号的变化的时序图。

符号说明

10车辆控制系统

11A／F传感器部

12传感器控制部

13VI变换部

14微型计算机

15电压缓冲器部

16恒流电路

具体实施方式

本发明所涉及的车辆控制系统10是导出汽车等车辆的内燃机的空燃比并控制为理论空燃比的系统。以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

<1.系统的构成>

图3是表示本实施方式所涉及的车辆控制系统10的简要构成的图。如图3所示，车辆控制系统10具备：A／F传感器部11、传感器控制部12、VI变换部13、和微型计算机14。

A／F传感器部11是为了导出空燃比而对氧浓度进行测量的传感器。A／F传感器部11被设置于发动机等内燃机的排气管，对与废气中的氧浓度对应的电压进行检测并输出给传感器控制部12。另外，A／F传感器部11的详细构成将在后面叙述。

传感器控制部12直接或者经由VI变换部13来控制A／F传感器部11。传感器控制部12具备电压缓冲器部15和恒流电路16。电压缓冲器部15是将从A／F传感器部11输入的电压输出给后级的VI变换部13的缓冲器。即，电压缓冲器部15被设为向外部输出输入电压。恒流电路16是在执行A／F传感器部11的阻抗测量之际向A／F传感器部11施加电流的电路。另外，电压缓冲器部15的详细构成将在后面叙述。

VI变换部13将从电压缓冲器部15输入的电压变换成规定的电流。此外，VI变换部13将所变换后的电流施加给A／F传感器部11。输入至VI变换部13的电压是与由A／F传感器部11检测出的氧浓度对应的电压。即，也可称作与现状的空燃比对应的电压。因而，VI变换部13将基于所输入的电压与理论空燃比所对应的电压之差而导出的电流，施加给A／F传感器部11。

微型计算机14是对传感器控制部12、燃料喷射控制装置17等进行控制的微型电子计算机。微型计算机14对测量A／F传感器部11的阻抗的定时进行控制，或者基于由VI变换部13变换后的电流值来对燃料喷射控制装置17进行控制以使空燃比成为适当值。具体而言，微型计算机14对VI变换部13施加给A／F传感器部11的电流值进行监视，根据该电流值导出适当的燃料喷射量、喷射时间等，并向燃料喷射控制装置17发送控制信号。

另外，燃料喷射控制装置17被设置于车辆控制系统10的外部。燃料喷射控制装置17接受来自微型计算机14的指示来进行与燃料喷射相关的各种控制。具体而言，当从微型计算机14输入了指示信号时，燃料喷射控制装置17基于所输入的信号来控制燃料喷射量、喷射时间等。

如此，车辆控制系统10是使用与A／F传感器部11检测出的氧浓度对应的电压来进行反馈控制以使空燃比接近于理论空燃比的系统。

在此，对本实施方式所涉及的车辆控制系统10进行详细地说明。图4是表示车辆控制系统10的一部分的简要构成的图。在图4中，关于A／F传感器部11以及电压缓冲器部15而示出了详细构成，其他构成与图3相同。因此，主要说明A／F传感器部11以及电压缓冲器部15的构成以及动作。

A／F传感器部11是所谓的2单元方式的传感器，在一个单元设有可变电阻以及可变电压电源。在这两个单元之间设有基准电源。A／F传感器部11以该基准电源为界而具有传感器控制部侧的单元和VI变换部侧的单元。在A／F传感器部11对废气中的氧浓度进行测量之际，在传感器控制部侧的单元中产生与氧浓度相应的电动势。而且，A／F传感器部11将对基准电源的电压和因电动势所产生的电压进行合计后的电压输出给传感器控制部12的电压缓冲器部15。

此外，给VI变换部侧的单元施加由VI变换部13变换后的电流。微型计算机14根据被施加的电流值来控制空燃比。具体而言，VI变换部13给VI变换部侧的单元施加规定的电流以使A／F传感器部11的输出电压成为与理论空燃比对应的电压(以下称作“理想电压”)。例如，在经由电压缓冲器部15所输入的A／F传感器部11的输出电压高于理想电压的情况下，VI变换部13施加从A／F传感器部11流向VI变换部13侧的规定的电流。与之相对，在A／F传感器部11的输出电压低于理想电压的情况下，VI变换部13施加从VI变换部13流向A／F传感器部11侧的规定的电流。而且，微型计算机14对该VI变换部13所施加的电流值进行监控，来控制燃料喷射以使空燃比成为理论空燃比。

另外，如上所述，由于由A／F传感器部11所测量的氧浓度的测量精度依赖于A／F传感器部11的温度，因此即便在本实施方式中也在规定的定时对A／F传感器部11的阻抗进行测量。在测量A／F传感器部11的阻抗之际，恒流电路16向A／F传感器部11施加规定的电流。若成为测量阻抗的定时，则恒流电路16向A／F传感器部11流入阻抗测量用的电流，并且进行拉出处理。

具体而言，恒流电路16施加从恒流电路16流向A／F传感器部11侧(+方向)的电流，并且施加从A／F传感器部11流向恒流电路16侧(一方向)的电流。当被施加阻抗测量用的电流时，A／F传感器部11将伴随与此在传感器控制部侧的单元中产生的电压输出至传感器控制部12。输入至传感器控制部12的电压由微型计算机14来监控。微型计算机14基于所监控的电压来测量A／F传感器部11的阻抗。

如上述，电压缓冲器部15是将从A／F传感器部11输入的电压输出给后级的VI变换部13的缓冲器。电压缓冲器部15具备误差放大器18、分支用缓冲器19、第1输出缓冲器20、和第2输出缓冲器21。误差放大器18具有非反相输入端子和两个反相输入端子。在误差放大器18的非反相输入端子中，输入了从A／F传感器部11输出的电压。在误差放大器18的第1反相输入端子中，输入了来自第1输出缓冲器20的输出电压，在第2反相输入端子中，输入了来自第2输出缓冲器21的输出电压。此外，误差放大器18的输出被输入至分支用缓冲器19。

分支用缓冲器19、第1输出缓冲器20以及第2输出缓冲器21各自是主要用于使输入电压稳定化、确保输出能力的缓冲器。分支用缓冲器19将从误差放大器18输入的电压输出给第1输出缓冲器20以及第2输出缓冲器21。第1输出缓冲器20将从分支用缓冲器19输入的电压输出给误差放大器18的第1反相输入端子和VI变换部13。此外，第2输出缓冲器21将从分支用缓冲器19输入的电压输出给误差放大器18的第2反相输入端子。即，电压缓冲器部15具有：从第1输出缓冲器20向误差放大器18进行负反馈控制的第1路径、和从第2输出缓冲器21向误差放大器18进行负反馈控制的第2路径这两条路径。另外，有时也将包括这些误差放大器18、分支用缓冲器19、第1输出缓冲器20以及第2输出缓冲器21在内的构成称作运算放大器。也就是说，本实施方式中的运算放大器也被进行电压跟随式连接。

此外，在误差放大器18、分支用缓冲器19、第1输出缓冲器20以及第2输出缓冲器21，分别连接着驱动用的电源。进而，在第1输出缓冲器20与电源之间设有缓冲器用开关22。通过该缓冲器用开关22的接通或断开而使第1输出缓冲器20驱动或停止。此外，在第1路径上设有第1开关23。通过该第1开关23的接通或断开而使第1路径导通或切断。此外，在第2路径上设有第2开关24。通过该第2开关24的接通或断开而使第2路径导通或切断。

这些缓冲器用开关22、第1开关23以及第2开关24根据开关控制用的信号(以下称作“切换信号”)来进行接通或断开。切换信号是基于从微型计算机14输入的信号而在传感器控制部12内生成的。传感器控制部12向各开关输出同一切换信号。其中，在控制第2开关24的信号线上设有反相器25。因而，控制第2开关24的信号成为控制缓冲器用开关22以及第1开关23的信号的反相信号。也就是说，缓冲器用开关22以及第1开关23的切换信号、和第2开关24的切换信号成为逻辑电平相互反转后的信号。因此，缓冲器用开关22以及第1开关23的接通／断开、和第2开关24的接通／断开相反。

即，在作为切换信号而生成了使各开关变为接通的信号的情况下，缓冲器用开关22和第1开关23接通，第2开关24变为断开。在此情况下，第1输出缓冲器20驱动而第1路径导通，但第2路径却断开。其结果，执行了基于第1路径的负反馈控制。另一方面，在作为切换信号而生成了使各开关变为断开的信号的情况下，缓冲器用开关22以及第1开关23变为断开，而第2开关24却变为接通。在此情况下，第1输出缓冲器20的驱动被停止并且第1路径被切断，第2路径导通。其结果，执行了基于第2路径的负反馈控制。

此外，在误差放大器18和分支用缓冲器19的连接点，设有与地线连接的相位补偿电容器26。相位补偿电容器26是用于防止来自电压缓冲器部15的输出电压发生振荡的振荡防止用的电容器。

另外，如上所述，若向A／F传感器部11流入用于阻抗测量的信号，则会产生由阻抗测量用的电流而引起的电压，从而有可能进行错误的空燃比控制。为此，需要使电压缓冲器部15的输出变为Hi阻抗，但是却存在运算放大器成为饱和状态这一问题，因而在本实施方式中将进行负反馈控制的路径从第1路径切换为第2路径。

通过各开关的接通以及断开来实现第1输出缓冲器20的驱动以及停止、和进行负反馈控制的路径的切换。接通以及断开各开关的定时与开始以及结束A／F传感器部11的阻抗测量的同时相同步。也就是说，与开始A／F传感器部11的阻抗测量的定时同步地断开缓冲器用开关22。由此，第1输出缓冲器20停止，从而电压缓冲器部15的输出变为Hi阻抗。此外，与开始A／F传感器部11的阻抗测量的定时同步地，在断开第1开关23的同时使第2开关24接通。由此，进行负反馈控制的路径从第1路径切换为第2路径。在结束阻抗测量之际，与结束的定时同步地执行和开始的情况相反的处理。另外，该阻抗测量的开始以及结束的定时是基于从微型计算机14输入的阻抗测量的定时控制用的信号而决定的。

对该阻抗测量时的路径的切换进行更具体地说明。因为直到开始A／F传感器部11的阻抗测量为止的期间内，第1输出缓冲器20驱动，所以切换信号是接通缓冲器用开关22的信号。在此情况下，第1开关23接通，第2开关24断开。也就是说，第1路径导通，第2路径被切断。

而且，当从微型计算机14输入了开始阻抗测量的主旨的信号时，切换信号成为断开第1输出缓冲器20的信号。同时，第1开关23变为断开，第2开关24被接通。也就是说，第1输出缓冲器20停止，与之同步地断开第1路径而使第2路径导通，从而进行负反馈控制的路径被切换。

而且，当从微型计算机14输入了结束阻抗测量的主旨的信号时，切换信号成为接通第1输出缓冲器20的信号。同时，第1开关23变为接通，第2开关24变为断开。也就是说，第1输出缓冲器20驱动，与之同步地断开第2路径而使第1路径导通，从而进行负反馈控制的路径被切换。

即，在不执行A／F传感器部11的阻抗测量的期间内，被执行基于第1路径的负反馈控制，在执行A／F传感器部11的阻抗测量的期间内，被执行基于第2路径的负反馈控制。此外，由于在执行阻抗测量的期间内第1输出缓冲器20停止，因此电压缓冲器部15的输出成为Hi阻抗。其中，在该期间内执行基于使第2输出缓冲器21的输出进行反馈的第2路径的负反馈控制，而非基于使所停止的第1输出缓冲器20的输出进行反馈的第1路径的负反馈控制。因而，即便在阻抗测量结束后恢复成基于第1反馈的负反馈控制的情况下，也能够避免异常电压的输出。

<2.系统的动作>

接下来，使用时序图来说明车辆控制系统10的动作。图5是表示电压缓冲器部15的各种信号的变化的时序图。

在图5中，输入信号是输入至误差放大器18的非反相输入端子的电压信号。即，是来自A／F传感器部11的输出信号。作为输入信号，能够以在一定周期内重复电压变动的信号为例来加以使用。

切换信号是用于切换第1路径以及第2路径的信号。即，切换信号是切换各开关的接通／断开的信号。该切换信号在传感器控制部12内生成。此外，若将高电压状态设为Hi、将低电压状态设为Lo，则切换信号被设定成：在Lo时接通缓冲器用开关22以及第1开关23。因此，在切换信号为Lo时，第2开关24变为断开。

附图标记VA是表示相位补偿电容器26的电位的信号。即，附图标记VA是从误差放大器18输出的电压信号。此外，第1输出信号是从第1输出缓冲器20输出的电压信号。第2输出信号是从第2输出缓冲器21输出的电压信号。

在图5所示的时序图的开始时刻点，切换信号为Lo。因而，缓冲器用开关22以及第1开关23接通，第2开关24断开。也就是说，第1输出缓冲器20驱动。此外，第1路径导通，第2路径被切断。在此情况下，向误差放大器18的第1反相输入端子输入第1输出缓冲器20的输出信号(第1输出信号)。因而，输入至误差放大器18的非反相输入端子的电压、和输入至反相输入端子的电压成为相同的电压，相位补偿电容器26的电位VA(误差放大器18的输出电压)恒定。

在时刻点T1，当开始A／F传感器部11的阻抗测量时，切换信号变为Hi。当切换信号变为Hi时，缓冲器用开关22以及第1开关23被断开，第2开关24被接通。也就是说，第1输出缓冲器20停止。此外，第1路径被切断，第2路径导通。当第1输出缓冲器20停止时，第1输出缓冲器20的输出(即、电压缓冲器部15的输出)成为Hi阻抗，保持输出电压。

另外，在此情况下，由于第1路径被切断，因此第1输出缓冲器20的输出不会被输入至误差放大器18。此时，由于第2路径导通，因此向误差放大器18的第2反相输入端子输入第2输出缓冲器21的输出信号(第2输出信号)。即，输入至误差放大器18的非反相输入端子的电压、和输入至反相输入端子的电压成为相同的电压。因而，相位补偿电容器26的电位VA(误差放大器18的输出电压)持续恒定状态。

这样，在使电压缓冲器部15的输出变为Hi阻抗以保持输出电压之际，将进行负反馈控制的路径切换成与外部输出不同的路径。即，将输入至误差放大器18的反相输入端子的信号切换成第2输出缓冲器21的输出信号，而不是第1输出缓冲器20的输出信号。由此，能够避免相位补偿电容器26的电位VA固守为Hi或Lo。也就是说，能够避免运算放大器饱和。

然后，在时刻点T2，当结束A／F传感器部11的阻抗测量时，切换信号变为Lo。当切换信号变为Lo时，缓冲器用开关22以及第1开关23被接通，第2开关24被断开。即，第1输出缓冲器20驱动。此外，第1路径导通，第2路径被切断。在本实施方式中，由于相位补偿电容器26的电位VA不固守为Hi，因此第1输出缓冲器20能够输出正常电压(参照第1输出信号)。也就是说，即便在阻抗测量结束而使负反馈控制恢复成原始路径之际，也能够防止从电压缓冲器部15输出异常值的电压信号。其结果，能够避免车辆控制系统10发生误动作。

在此，说明生成对A／F传感器部11的阻抗测量的开始以及结束进行控制的信号的方法、和传感器控制部12生成切换信号的方法。图6是表示测量A／F传感器部11的阻抗时的各种信号的变化的时序图。

在图6中，第1微型计算机输入信号以及第2微型计算机输入信号是从微型计算机14输入至传感器控制部12的信号，是对测量A／F传感器部11的阻抗的定时进行控制的信号。如上所，在执行阻抗测量之际，恒流电路16从恒流电路16向A／F传感器部11的方向(+方向)施加阻抗测量用的电流，并且从A／F传感器部11向恒流电路16的方向(-方向)施加阻抗测量用的电流。第1微型计算机输入信号是对开始向+方向以及-方向施加电流的定时进行控制的信号。第2微型计算机输入信号是对停止向+方向以及-方向施加电流的定时进行控制的信号。

第1测量信号以及第2测量信号是对恒流电路16进行控制的信号。第1测量信号以及第2测量信号是由传感器控制部12所生产的信号。传感器控制部12基于从微型计算机14输入的第1微型计算机输入信号以及第2微型计算机输入信号，来生成第1测量信号以及第2测量信号。第1测量信号是对从恒流电路16向A／F传感器部11流入电流(在+方向上施加电流)时的、开始以及结束的定时进行控制的信号。第2测量信号是对从A／F传感器部11向恒流电路16拉出电流(在-方向上施加电流)时的、开始以及结束的定时进行控制的信号。

此外，切换信号与上述同样地是传感器控制部12所生成的信号，是切换各开关的接通／断开的信号。另外，在各信号中将高电压状态记载为“Hi”，将低电压状态记载为“Lo”。

在图6所示的时序图的开始时刻点，各信号为Lo。在时刻点T1，当检测出第1微型计算机输入信号从Lo上升为Hi时，传感器控制部12开始阻抗测量。即，当第1微型计算机输入信号从Lo变为Hi时，传感器控制部12使第2测量信号上升(第2测量信号从Lo变为Hi)，控制恒流电路16以开始从A／F传感器部11的电流拉出。而且，传感器控制部12与之同步地将切换信号从Lo变为Hi。由此，缓冲器用开关22以及第1开关23被断开，第2开关24被接通。也就是说，与阻抗测量开始同步地，电压缓冲器部15的输出变为Hi阻抗，并且电压缓冲器部15的负反馈控制从第1路径切换为第2路径。

然后，在时刻点T3，当检测到第2微型计算机输入信号从Lo上升为Hi时，传感器控制部12使第2测量信号降低(第2测量信号从Hi变为Lo)。即，传感器控制部12控制恒流电路16以停止从A／F传感器部11拉出电流的控制。

进而，在时刻点T4，当检测到第1微型计算机输入信号从Hi下降为Lo时，传感器控制部12使第1测量信号上升(测量信号1从Lo变为Hi)，控制恒流电路16以开始向A／F传感器部11流入电流。

然后，在时刻点T2，当检测到第2微型计算机输入信号从Hi下降为Lo时，传感器控制部12使第1测量信号下降(第1测量信号从Hi变为Lo)。即，传感器控制部12控制恒流电路16，以停止向A／F传感器部11流入电流的控制。由此，阻抗测量结束。此外，传感器控制部12与之同步地使切换信号从Hi变为Lo。由此，缓冲器用开关22以及第1开关23被接通，第2开关被断开。也就是说，与阻抗测量结束同步地，第1输出缓冲器20进行驱动，并且电压缓冲器部15的负反馈控制从第2路径切换为第1路径。

如此一来，传感器控制部12基于从微型计算机14输入的信号来生成对阻抗测量的定时进行控制的信号、和对负反馈控制的路径进行控制的切换信号。

如上述，本发明中，将输入电压输出至外部的电压缓冲器部具有：对向外部输出电压的第1输出缓冲器的输出进行反馈的路径；以及对向外部不输出电压的第2输出缓冲器的输出进行反馈的路径这两条路径。此外，由于与A／F传感器部的阻抗测量的定时相匹配地切换反馈路径，因此能够在使运算放大器不饱和的状态下使外部输出变为Hi阻抗。其结果，即便在从Hi阻抗状态进行恢复之际，也可向外部输出正常电压。

此外，在上述实施方式中，说明了由电气上的硬件电路来实现的构成，但是也可通过遵从程序的CPU等的运算处理而在软件上实现上述这些构成之中的一部分。此外，相反地，作为在软件上实现的一部分功能也可以由硬件电路来实现。

Claims (9)

1.一种电压输出电路，向外部输出输入电压，其特征在于，具备：

误差放大器，其具有第1反相输入端子以及第2反相输入端子；

第1输出缓冲器，其向外部以及所述第1反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；

第2输出缓冲器，其向所述第2反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；和

切换单元，其对所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子的连接、以及第2输出缓冲器与第2反相输入端子的连接进行切换。

2.根据权利要求1所述的电压输出电路，其特征在于，

所述电压输出电路还具备：驱动控制单元，其对所述第1输出缓冲器的驱动以及停止进行控制，

所述切换单元，在所述第1输出缓冲器驱动时使第1输出缓冲器和第1反相输入端子连接，在所述第1输出缓冲器停止时使第2输出缓冲器和第2反相输入端子连接。

3.根据权利要求2所述的电压输出电路，其特征在于，

在所述误差放大器的非反相输入端子连接着设于外部的恒流电路，

所述驱动控制单元，在所述恒流电路施加电流的期间内使第1输出缓冲器停止，在所述恒流电路不施加电流的期间内使第1输出缓冲器驱动。

4.根据权利要求2或3所述的电压输出电路，其特征在于，

所述切换单元包括：

第1开关，其设置在所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子之间；和

第2开关，其设置在所述第2输出缓冲器与第2反相输入端子之间。

5.根据权利要求4所述的电压输出电路，其特征在于，

所述第1开关以及第2开关被设为：根据切换信号来控制接通以及断开，

所述第1开关的切换信号以及所述第2开关的切换信号是逻辑电平相互反转后的信号。

6.根据权利要求5所述的电压输出电路，其特征在于，

所述驱动控制单元包括：缓冲器用开关，其设置在向所述第1输出缓冲器供应电力的电源、与第1输出缓冲器之间，

所述缓冲器用开关以与所述第1开关的切换信号相同的信号来控制接通以及断开。

7.一种车辆控制系统，对作为车辆的内燃机中的空气与燃料的混合比的空燃比进行控制，其特征在于，具备：

浓度传感器，其输出与废气中的氧浓度对应的电压；和

电压输出电路，其输入所述浓度传感器的输出电压，并将该输入电压反馈至所述浓度传感器，

所述电压输出电路具备：

误差放大器，其具有第1反相输入端子以及第2反相输入端子；

第1输出缓冲器，其向外部以及所述第1反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；

第2输出缓冲器，其向所述第2反相输入端子输出所述误差放大器的输出电压；和

切换单元，其对所述第1输出缓冲器与第1反相输入端子的连接、以及第2输出缓冲器与第2反相输入端子的连接进行切换。

8.根据权利要求7所述的车辆控制系统，其特征在于，

所述电压输出电路还具备：驱动控制单元，其对所述第1输出缓冲器的驱动以及停止进行控制，

所述切换单元，在所述第1输出缓冲器驱动时使第1输出缓冲器和第1反相输入端子连接，在所述第1输出缓冲器停止时使第2输出缓冲器和第2反相输入端子连接。

9.根据权利要求8所述的车辆控制系统，其特征在于，

在所述浓度传感器与所述误差放大器的非反相输入端子之间连接着恒流电路，

所述驱动控制单元，在所述恒流电路施加电流的期间内使第1输出缓冲器停止，在所述恒流电路不施加电流的期间内使第1输出缓冲器驱动。