CN115598579B - 车载域控电压采样***及其误差补偿方法、*** - Google Patents

车载域控电压采样***及其误差补偿方法、*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***，其中误差补偿方法包括：获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；构建误差补偿函数，根据所述测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数；实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用所述误差补偿的纠正系数对所述输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。本发明不改变当前采样电路结构，基于生产线两点校准，实现生产线制造出来的每一台产品检测误差从原来的±0.5V至±1V降低至±100mV以内，不需要增加额外硬件成本，引入成本低。

Description

车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***
技术领域
本发明涉及车载电子技术领域，具体地，涉及一种车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***，同时提供了一种相应的终端及计算机可读存储介质。
背景技术
目前车载几大主要控制器对其电源供电都有实时采样感知的需求，主要用于域控制器工作模式的切换，以达到低功耗以及异常状态保护的目的。
当前主流的电源供电实时采样***主要由前端开关控制电路、被动分压电路、端口保护电路和微控制器组成，微控制器主要包括模数转换模块、量化模块、计算和处理模块。其中，前端开关控制电路、被动分压电路和端口保护电路均由被动电子元器件组成，当电流流过这些模块的时候，由于被动元器件的固有特性，会造成微控制器模数转换端口端的电压和实际进入前端开关控制电路的原始电压有较大误差，每台生产出来的产品，由于其搭载的元器件误差不完全一致，导致每台误差程度也不尽相同，且差别较大，范围一般在±500mV至±1000mV之间。
由于上述误差的存在，导致域控主机的电源模式切换不及时，暴露在高电压环境时，将导致域控有被损坏的风险；也可能导致域控工作模式切换出现错误，在本应该正常工作的范围，错误的切换到保护模式。因此，用户端即便是同一批次的产品，也可能出现不同的错误表现，导致严重影响客户体验和车企声誉。
如何在不改变现有电路结构的前提下，涉及一种误差补偿方案，进而对生产线制造出来的每一台产品检测误差进行校准，成为本领域亟待解决的问题。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***，同时提供了一种相应的终端及计算机可读存储介质。
本发明是通过以下技术方案实现的。
根据本发明的一个方面，提供了一种车载域控电压采样***误差补偿方法，包括：
获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；
构建误差补偿函数，根据所述测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数；
实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用所述误差补偿的纠正系数对所述输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
可选地，所述获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值，包括：
分别获取域控***高低门限工作电压作为测量点电压V0，则：
在V0＝16V处，测量得到数模转换采样值为x16；
在V0＝9V处，测量得到数模转换采样值为x9。
可选地，所述构建误差补偿函数，包括：
从V4点的地方推导V0的电压，构建如下等式：
Figure BDA0003885284250000021
其中，V0表示域控直接从车身获取到的电源电压；V4表示V0电压值经过保护滤波模块、采样开关模块、分压模块和端口保护模块以后的电压值，R3表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，R4表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，VREF表示MCU采样模块的参考电压，BVADC表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值，
Figure BDA0003885284250000022
表示采样开关模块中的三极管Q1在导通状态时的集电极与发射极之间的电压差异值，/>
Figure BDA0003885284250000023
表示由保护滤波模块里面的元器件的直流阻抗带来的电压压降；
将等式抽象成一个二元一次线性方程：y＝θx+Z，其中：
Figure BDA0003885284250000024
Figure BDA0003885284250000025
y表示V0处的电压值抽象表示，x表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值的抽象表示，θ和Z都属于变量，θ表示由分压模块和MCU采样模块的参考电压以及采样精度引起的误差系数；Z表示
Figure BDA0003885284250000026
和/>
Figure BDA0003885284250000027
的误差总和，令θ和Z的典型值表达式如下：
Figure BDA0003885284250000031
Figure BDA00038852842500000311
则实际值的表达式为：
Figure BDA0003885284250000032
Figure BDA0003885284250000033
其中，θr和Zr分别表示θ和Z的实际值，θn和Zn分别表示θ和Z的典型值，Δθ和ΔZ分别表示相对典型值的偏移量，
Figure BDA0003885284250000034
表示θr相对于θn的偏移系数，/>
Figure BDA0003885284250000035
表示Zr相对于Zn的偏移系数；由于θ和Z存在线性关系，因此，表示实际值的整体表达式抽象为：
Figure BDA0003885284250000036
其中，yr表示V0处的实际实时电压值；
得到的等式3即为构建得到的误差补偿函数。
可选地，所述根据所述测量点电压对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数，包括：
分别获取域控***高低门限工作电压作为测量点电压V0，则：
在V0＝16V处，测量得到数模转换采样值为x16；
在V0＝9V处，测量得到数模转换采样值为x9；
将所述数模转换值x16和x9分别带入误差补偿函数：
Figure BDA0003885284250000037
得到：
Figure BDA0003885284250000038
其中，y16和y8分别表示当域控输入电压为16V和8V时,V0处的实际电压值，θr表示变量θ的实际值，θn表示θ和Z的典型值，
Figure BDA0003885284250000039
即为纠正系数：
Figure BDA00038852842500000310
其中，Δθ表示相对典型值的偏移量。
可选地，将实时获取的域控***输入微控制器的电压值的数模转换采样值乘以所述纠正系数，即得到校准后的数模转换采样值，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
可选地，所述误差补偿的纠正系数存储在微控制器内置存储器或微控制器外置非易失性存储器的指定位置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种车载域控电压采样***误差补偿***，包括：
采样值转换模块，该模块获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；
纠正系数计算模块，该模块构建误差补偿函数，根据所述测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数；
误差补偿模块，实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用所述误差补偿的纠正系数对所述输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
根据本发明的第三个方面，提供了一种车载域控电压采样***，包括：电源电压采样开关模块、电源电压分压模块、微控制器端口保护模块、模数转换模块和上位机模块；其中：所述电源电压采样开关模块与所述电源电压分压模块相连接，所述电源电压分压模块与所述微控制器端口保护模块相连接，所述微控制器端口保护模块与所述模数转换模块相连接，所述模数转换模块与所述上位机模块相连接；所述模数转换模块和所述上位机模块集成在微控制器上，所述微控制器的控制端口与所述电源电压采样开关模块相连接；其中，所述模数转换模块采用上述任一项所述的车载域控电压采样***误差补偿方法对输入所述微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，实现对车载域控电压采样***的误差补偿。
根据本发明的第四个方面，提供了一种终端，包括存储器、MCU处理器及存储在存储器上并可在MCU处理器上运行的计算机程序，所述MCU处理器执行所述程序时可用于执行上述任一项所述的方法。
根据本发明的第五个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被MCU处理器执行时可用于执行上述任一项所述的方法。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：
本发明提供的车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***、终端及介质，不改变当前采样电路结构，基于生产线两点校准，实现生产线制造出来的每一台产品检测误差从原来的±0.5V至±1V降低至±100mV以内。
本发明提供的车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***、终端及介质，解决了量产以后单板误差范围的差异过大问题，使批量生产的所有域控***的误差维持在恒定的±100mV以内。
本发明提供的车载域控电压采样***及其误差补偿方法、***、终端及介质，不需要增加额外硬件成本，引入成本低。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一实施例中车载域控电压采样***误差补偿方法的工作流程图。
图2为本发明一实施例中车载域控电压采样***误差补偿***的组成模块示意图。
图3为一种车载域控电压采样***的组成示意图。
图4为本发明一实施例中采用本发明实施例提供的误差补偿方法的车载域控电压采样***的组成示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明一实施例提供的车载域控电压采样***误差补偿方法的工作流程图。
如图1所示，该实施例提供的车载域控电压采样***误差补偿方法，可以包括：
S1，获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；
S2，构建误差补偿函数，根据测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数；
S3，实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用误差补偿的纠正系数对输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
在S1的一优选实施例中，获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值，可以包括：
分别获取域控***高低门限工作电压作为测量点电压V0，则：
在V0＝16V处，测量得到数模转换采样值为x16；
在V0＝9V处，测量得到数模转换采样值为x9。
在S2的一优选实施例中，构建误差补偿函数，可以包括：
从V4点的地方推导V0的电压，构建如下等式：
Figure BDA0003885284250000061
其中，V0表示域控直接从车身获取到的电源电压，也是MCU通过本发明所涉及的采样***和补偿算法想要实时获得的尽量准确的***电压值；V4表示V0电压值经过保护滤波模块、采样开关模块、分压模块和端口保护模块以后的电压值，R3表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，在一具体应用实例中，R3的阻值为27kΩ，R4表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，在一具体应用实例中，R4的电阻值3.3kΩ，VREF表示MCU采样模块的参考电压，在一具体应用实例中，典型值为3.3V，BVADC表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值，
Figure BDA0003885284250000062
表示采样开关模块中的三极管Q1在导通状态时的集电极与发射极之间的电压差异值，/>
Figure BDA0003885284250000063
表示由保护滤波模块中的元器件的直流阻抗带来的电压压降；
将等式抽象成一个二元一次线性方程：y＝θx+Z，其中：
Figure BDA0003885284250000064
Figure BDA0003885284250000065
y表示V0处的电压值抽象表示，x表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值的抽象表示，θ和Z都属于变量，θ表示由分压模块和MCU采样模块的参考电压以及采样精度引起的误差系数；Z表示
Figure BDA0003885284250000066
和/>
Figure BDA0003885284250000067
的误差总和；令θ和Z的典型值表达式如下：
Figure BDA0003885284250000068
Figure BDA0003885284250000069
则实际值的表达式为：
Figure BDA0003885284250000071
Figure BDA0003885284250000072
其中，θr和Zr分别表示θ和Z的实际值，θn和Zn分别表示θ和Z的典型值，Δθ和ΔZ分别表示相对典型值的偏移量，
Figure BDA0003885284250000073
表示θr相对于θn的偏移系数，/>
Figure BDA0003885284250000074
表示Zr相对于Zn的偏移系数；由于θ和Z存在线性关系，因此，表示实际值的整体表达式抽象为：
Figure BDA0003885284250000075
其中，yr表示V0处的实际实时电压值；
得到的等式3即为构建得到的误差补偿函数。
在该步骤中，MCU采样模块实际得到的电压为V4处的,而实际从车身得到的电压是V0处的。V0经过保护滤波、采样开关、分压和端口保护模块以后变成V4，这几个过程使V4值相对V0值有了偏差；MCU测量电压的目的就是直接测量V4值，通过本推导公式得到V0值，V0值为需要得到的值，进而使得MCU采样得到的电压值无限接近域控实际得到的电压V0值。
在S2的一优选实施例中，根据测量点电压对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数，可以包括：
分别获取域控***高低门限工作电压作为测量点电压V0，则：
在V0＝16V处，测量得到数模转换采样值为x16；
在V0＝9V处，测量得到数模转换采样值为x9；
将数模转换值x16和x9分别带入误差补偿函数：
Figure BDA0003885284250000076
得到：
Figure BDA0003885284250000077
其中，y16和y8分别表示当域控输入电压为16V和8V时,V0处的实际电压值，θr表示变量θ的实际值，θn表示θ和Z的典型值，
Figure BDA0003885284250000078
即为纠正系数：
Figure BDA0003885284250000079
其中，Δθ表示相对典型值的偏移量。
在S2的一优选实施例中，误差补偿的纠正系数(即
Figure BDA00038852842500000710
)存储在微控制器内置存储器或微控制器外置非易失性存储器的指定位置。
在S3的一优选实施例中，将实时获取的域控***输入微控制器的电压值的数模转换采样值乘以纠正系数，即得到校准后的数模转换采样值，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
图2为本发明一实施例提供的车载域控电压采样***误差补偿***的组成模块示意图。
如图2所示，该实施例提供的车载域控电压采样***误差补偿***，可以包括：
采样值转换模块，该模块获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；
纠正系数计算模块，该模块构建误差补偿函数，根据测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数；
误差补偿模块，实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用误差补偿的纠正系数对输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用***中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照方法的技术方案实现***的组成，即，方法中的实施例可理解为构建***的优选例，在此不予赘述。
图3为一种车载域控电压采样***的组成示意图。
如图3所示，该车载域控电压采样***，可以包括：电源电压采样开关模块、电源电压分压模块、微控制器端口保护模块、模数转换(ADC)模块、上位机模块；其中：
电源电压采样开关模块主要由一个三极管Q1和两个10kΩ的电阻R1、R2组成，三极管采用共基极电路结构，基极由一个MOSFETQ2开关控制，MOSFET Q2的栅极控制信号由微控制器MCU经过一个1kΩ的电阻R6发出。
电源电压分压模块采用电阻分压结构，主要由两个电阻R3、R4组成，选取的阻值分别为R3＝27kΩ，R4＝3.3kΩ；分压比例为10.9％。
微控制器端口保护模块包括两个电容C2、C3，容值分别为330pF和1nF；同时串联一个1kΩ的电阻R5；在近模数转换(ADC)端口处，由稳压二极管Z1负责端口电压钳位以保护ADC端口。
模数转换模块和上位机模块集成在一个微控制器MCU中，其中，模数转换模块负责将电压信号采样并转换成二进制数字信号后，经过平均、去抖等数据处理后，交由上位机模块作为上层应用功能软件的输入。
上述***中所使用的电阻电容误差均为±1％的高精度型器件。该***的误差来源主要包括：电阻误差、三极管Q1集电极和发射极之间的固有压差UCE、前端滤波器件上的压降和ADC电压基准误差。
在未引入本发明上述实施例提供的误差补偿方法的情况下，误差计算如下：
以常规***里选用的元器件为例，设：V0表示从域控连接器端子出测得的进入域控***的电源电压，V1表示V0经过连接器、前端滤波和保护模块后的电源电压，V2表示V1经过采样开关模块以后的电源电压，V3表示V2经过分压模块以后的电源电压，V4表示V3经过端口保护模块以后的电源电压,V5表示V4经过ADC模块和数据处理模块以后的二进制电源电压值.
ΔV1表示V0和V1两点的电压差异，ΔV2表示V1和V2两点的电压差异，ΔV3表示V2和V3两点的电压差异，ΔV4表示ADC模块的采样和转换误差电压,即为V4和V5两点的电压差异；则：
V0-V1(ΔV1)，汽车电池电压从连接器进入域控***，经过连接器、前端滤波和保护模块，进入***一级电源和采样电路。此部分主要有三个误差源，一个是前端滤波电路，一般由专用磁珠并联阵列组成，阵列的直流阻抗为DCRb＝40mΩ；第二个误差来源是该段走线上的压降，决定于***电流和走线体积，一般***电源走线为铜层平面，直流阻抗非常低，在常规***中忽略；第三个误差源，来自于电源防反电路，一般该电路由P型MOSFET组成，主要考虑该MOSFET的直流阻抗，此处DCRm＝10mΩ。
V1-V2(ΔV2)，经由三极管组成的采样开关模块，由MCU控制开关，在域控***启动以后，MCU发出使能信号，打开开关；开关模块的目的，在于降低与控***在待机模式下的静态功耗。此部分误差主要是三极管集电极和发射极之间的压降UCE，UCE＝30mV。
V2-V3(ΔV3)，分压模块，由两个分压电阻R3＝27kΩ和R4＝3.3kΩ组成，电阻R3、R4的精度为±1％。此部分误差来源主要为电阻的误差。
V3-V4，端口保护模块，该模块由串联电阻R5＝1kΩ、并联电容C2＝330pF、C3＝1nF和稳压二极管Z1组成，误差忽略；
ADC模块(ΔV4)，ADC模块属于MCU的一部分，10bit的采样深度，此部分误差包括模数转换误差(共7.5LSB，即±0.75％)和参考电压误差(±1％)。
典型工况下，误差计算如下(***工作电流ISYS＝5A，电压V0＝12.5V)：
ΔV1：ΔV1＝ISYS×(DCRb+DCRm)＝5×(0.04+0.01)＝0.25V；
ΔV2：ΔV2＝UCE＝0.03V；
ΔV3：理想的分压系数为
Figure BDA0003885284250000101
考虑电阻R3和电阻R4的误差，分压模块存在两种极端值：
R3偏差+1％(27k×1.01＝27.27k)，R4偏差-1％(3.3k×0.99＝3.267k)；分压系数S1＝0.107；
R3偏差-1％(27k×0.99＝26.73k)，R4偏差+1％(3.3k×1.01＝3.333k)；分压系数S2＝0.111；
ΔV4：采样转换误差最坏S3＝-0.75％，参考电压使用低压差线性稳压器LDO较高精度电源，参考电压的最高电压值Vref_max＝＝3.3V x(1+1％)＝3.333V。
因此：
V4＝(V0-ΔV1-ΔV2)×S1＝(12.5V-0.25V-0.03V)x0.107＝1.30754V
Figure BDA0003885284250000102
其中，V5error表示在考虑误差的情况下的V5电压值；
理想值(即在不考虑误差的情况下的值)：
Figure BDA0003885284250000103
其中，V5ideal表示在不考虑误差的情况下的V5出的电压值，Vref表示ADC模块的参考电压值；
而V5error为MCU认为的检测到的V0的值，V5error按照理想条件(即没有误差的情况下)换算回的电压为
Figure BDA0003885284250000104
由此可见，实际产生了730mV的误差。
图4为本发明一实施例提供的采用了本发明上述实施例提供的误差补偿方法的车载域控电压采样***的组成示意图。
如图4所示，该实施例提供的车载域控电压采样***，可以包括：电源电压采样开关模块、电源电压分压模块、微控制器端口保护模块、模数转换模块和上位机模块；其中：电源电压采样开关模块与电源电压分压模块相连接，电源电压分压模块与微控制器端口保护模块相连接，微控制器端口保护模块与模数转换模块相连接，模数转换模块与上位机模块相连接；模数转换模块和上位机模块集成在微控制器上，微控制器的控制端口与电源电压采样开关模块相连接；进一步地，模数转换模块采用本发明上述实施例中任一项的车载域控电压采样***误差补偿方法对输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，实现对车载域控电压采样***的误差补偿。
下面对该实施例提供的车载域控电压采样***进一步说明。
如图4所示，该实施例提供的车载域控电压采样***，在如图3所示的***组成上，在模数转换模块增加了误差补偿单元。如图4所示，该误差补偿单元采用本发明上述实施例提供的误差补偿方法，该误差补偿方法基于二元一次方程实现，方程的两个系数需要每一台机器在产线上按照两点校准法步骤实施在线校准，校准后的值(即误差补偿的纠正系数
Figure BDA0003885284250000111
)存储在指定的专有存储单元。
采用误差补偿单元的***工作时，ADC采样进入的值经过误差补偿单元实时计算补偿后，再提供给上层应用。
补偿算法原理：
从V4点的地方推导V0的电压，等式如下：
Figure BDA0003885284250000112
其中，VREF表示MCU采样模块的参考电压,典型值为3.3V，BVADC表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值，
Figure BDA0003885284250000113
表示采样开关模块中的三极管Q1在导通状态时的集电极与发射极之间的电压差异值，/>
Figure BDA0003885284250000114
表示由保护滤波模块中的元器件的直流阻抗带来的电压压降；
将等式抽象成一个二元一次线性方程：y＝θx+Z，其中：
Figure BDA0003885284250000115
Figure BDA0003885284250000116
y表示V0处的电压值抽象表示，x表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值的抽象表示，θ和Z都属于变量，θ表示由分压模块和MCU采样模块的参考电压以及采样精度引起的误差系数；Z表示
Figure BDA0003885284250000117
和/>
Figure BDA0003885284250000118
的误差总和；令θ和Z的典型值表达式如下：
Figure BDA0003885284250000119
Figure BDA00038852842500001110
则真实值的表达式为：
Figure BDA0003885284250000121
Figure BDA0003885284250000122
其中，θr和Zr分别表示θ和Z的实际值，θn和Zn分别表示θ和Z的典型值，Δθ和ΔZ分别表示相对典型值的偏移量，
Figure BDA0003885284250000123
表示θr相对于θn的偏移系数，/>
Figure BDA0003885284250000124
表示Zr相对于Zn的偏移系数；由于θ和Z存在线性关系，因此，表示实际值的整体表达式可以抽象为：
Figure BDA0003885284250000125
从以上方程可以看出，
Figure BDA0003885284250000126
包含与典型值θn有关的变量，要纠正这个值，就需要先把θr测量出来，为此，设计两点校准法实现最终的误差补偿。具体校准原理和方法详述如下。
校准原理为：
取域控***工作电压范围内的两个电压点，例如，分别取高低门限工作电压作为测量点：
V0＝16V→测量得到ADC值x16；
V0＝9V→测量得到ADC值x9；
带入等式3:
Figure BDA0003885284250000127
Figure BDA0003885284250000128
校准方法的计算运行在MCU上，校准以后的值
Figure BDA00038852842500001211
存储在MCU内置存储器或者MCU外置非易失性存储器的指定位置。
校准方法(两点校准法)，包括：
第1.1步，在域控***输入端V0处，供应VT1电压(比如16V)，此时读取MCU内的ADC采样值BVT1；其中，VT1电压为给域控***提供的高门限电源电压,可以通过一个铅酸电池的正极或者通过直流电源提供；
第1.2步，在域控***输入端V0处，供应VT2电压(比如9V)，此时读取MCU内的ADC采样值BVT2；其中，VT2电压为给域控***提供的低门限电源电压,可以通过一个铅酸电池的正极或者通过直流电源提供；
第2步，通过MCU预置的计算误差补偿的纠正系数的算法获取到这两个值以后，自动计算出
Figure BDA0003885284250000129
并写入指定存储位置；
第3步，利用计算出的
Figure BDA00038852842500001210
将实时获取的域控***输入微控制器的电压值的数模转换采样值乘以/>
Figure BDA0003885284250000131
即得到校准后的数模转换采样值。
通过上述步骤，域控***实时采样进入MCU的电压值都会经过误差校准单元的纠正，最终结果和真实V0值维持在较小可接受的误差范围内(±100mV以内)。
下面结合一具体应用实例，对本发明上述实施例提供的技术方案进一步说明。
某车载信息娱乐***采用如图3所示的电源电压采样电路结构，MCU选取了瑞萨RH850，在生产线的功能测试站引入了两点校准法，取其最低和最高工作电压门限作为两点校准法的测量点(6V和18V)，在某台域控上实测的ADC值为：
ADC值(输入电压6V)BVT1＝204；
ADC值(输入电压18V)BVT2＝615；
从而
Figure BDA0003885284250000132
而θn＝0.02958984375；
带入等式1，得到：
Figure BDA0003885284250000133
将此值引入等式3以后，得到该台域控***的纠正系数，实时由ADC采样的数值经此系数得以纠正，纠正后的误差小于±0.05V。比如，当V0＝12.5V，未经校准的ADC采样值是427，经校准后的ADC采样值是427x0.986724＝421，这即是正确的值，误差接近0mV。
本发明一实施例提供了一种终端，包括存储器、MCU处理器及存储在存储器上并可在MCU处理器上运行的计算机程序，MCU处理器执行程序时可用于执行上述实施例中任一项的方法。
可选地，存储器，用于存储程序；存储器，可以包括易失性存储器(英文：volatilememory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)，如静态随机存取存储器(英文：static random-access memory，缩写：SRAM)，双倍数据率同步动态随机存取存储器(英文：Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，缩写：DDR SDRAM)等；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)。存储器用于存储计算机程序(如实现上述方法的应用程序、功能模块等)、计算机指令等，上述的计算机程序、计算机指令等可以分区存储在一个或多个存储器中。并且上述的计算机程序、计算机指令、数据等可以被MCU处理器调用。
上述的计算机程序、计算机指令等可以分区存储在一个或多个存储器中。并且上述的计算机程序、计算机指令、数据等可以被MCU处理器调用。
MCU处理器，用于执行存储器存储的计算机程序，以实现上述实施例涉及的方法中的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。
MCU处理器和存储器可以是独立结构，也可以是集成在一起的集成结构。当MCU处理器和存储器是独立结构时，存储器、MCU处理器可以通过总线耦合连接。
本发明一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被MCU处理器执行时可用于执行上述实施例中任一项的方法。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的***及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的***及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
本发明上述实施例提供的车载域控电压采样***及其误差补偿方法、终端及介质，不改变当前采样电路结构，基于生产线两点校准，实现生产线制造出来的每一台产品检测误差从原来的±0.5V至±1V降低至±100mV以内；解决了量产以后单板误差范围的差异过大问题，使批量生产的所有域控***的误差维持在恒定的±100mV以内；不需要增加额外硬件成本，引入成本低。
本发明上述实施例中未尽事宜均为本领域公知技术。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种车载域控电压采样***误差补偿方法，其特征在于，包括：
获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；
构建误差补偿函数，根据所述测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数，具体包括：
从V4点的地方推导V0的电压，构建如下等式：
Figure FDA0004173469000000011
其中，V0表示域控直接从车身获取到的电源电压；V4表示V0电压值经过保护滤波模块、采样开关模块、分压模块和端口保护模块以后的电压值，R3表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，R4表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，VREF表示MCU采样模块的参考电压，BVADC表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值，
Figure FDA0004173469000000012
表示采样开关模块中的三极管Q1在导通状态时的集电极与发射极之间的电压差异值，
Figure FDA0004173469000000013
表示由保护滤波模块中的元器件的直流阻抗带来的电压压降；
将等式抽象成一个二元一次线性方程：y＝θx+Z，其中：
Figure FDA0004173469000000014
Figure FDA0004173469000000015
y表示V0处的电压值抽象表示，x表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值的抽象表示，θ和Z都属于变量，θ表示由分压模块和MCU采样模块的参考电压以及采样精度引起的误差系数；Z表示
Figure FDA0004173469000000016
和/>
Figure FDA0004173469000000017
的误差总和；令θ和Z的典型值表达式如下：
Figure FDA0004173469000000018
Figure FDA0004173469000000019
则实际值的表达式为：
Figure FDA00041734690000000110
Figure FDA00041734690000000111
其中，θr和Zr分别表示θ和Z的实际值，θn和Zn分别表示θ和Z的典型值，Δθ和ΔZ分别表示相对典型值的偏移量，
Figure FDA0004173469000000021
表示θr相对于θn的偏移系数，/>
Figure FDA0004173469000000022
表示Zr相对于Zn的偏移系数；由于θ和Z存在线性关系，因此，表示实际值的整体表达式抽象为：
Figure FDA0004173469000000023
其中，yr表示V0处的实际实时电压值；
得到的等式3即为构建得到的误差补偿函数；
实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用所述误差补偿的纠正系数对所述输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
2.根据权利要求1所述的车载域控电压采样***误差补偿方法，其特征在于，所述获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值，包括：
分别获取域控***高低门限工作电压作为测量点电压V0，则：
在V0＝16V处，测量得到数模转换采样值为x16；
在V0＝9V处，测量得到数模转换采样值为x9。
3.根据权利要求1所述的车载域控电压采样***误差补偿方法，其特征在于，所述根据所述测量点电压对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数，包括：
分别获取域控***高低门限工作电压作为测量点电压V0，则：
在V0＝16V处，测量得到数模转换采样值为x16；
在V0＝9V处，测量得到数模转换采样值为x9；
将所述数模转换值x16和x9分别带入误差补偿函数：
Figure FDA0004173469000000024
得到：
Figure FDA0004173469000000025
其中，y16和y8分别表示当域控输入电压为16V和8V时，V0处的实际电压值，θr表示变量θ的实际值，θn表示θ和Z的典型值，
Figure FDA0004173469000000026
即为纠正系数：
Figure FDA0004173469000000027
其中，Δθ表示相对典型值的偏移量。
4.根据权利要求1所述的车载域控电压采样***误差补偿方法，其特征在于，将实时获取的域控***输入微控制器的电压值的数模转换采样值乘以所述纠正系数，即得到校准后的数模转换采样值，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的车载域控电压采样***误差补偿方法，其特征在于，所述误差补偿的纠正系数存储在微控制器内置存储器或微控制器外置非易失性存储器的指定位置。
6.一种基于权利要求1所述的车载域控电压采样***误差补偿方法的车载域控电压采样***误差补偿***，其特征在于，包括：
采样值转换模块，该模块获取域控***工作电压范围内的两个电压点作为测量点，得到每一个测量点所对应的数模转换采样值；
纠正系数计算模块，该模块构建误差补偿函数，根据所述测量点电压所对应的数模转换采样值，计算误差补偿的纠正系数，具体包括：
从V4点的地方推导V0的电压，构建如下等式：
Figure FDA0004173469000000031
其中，V0表示域控直接从车身获取到的电源电压；V4表示V0电压值经过保护滤波模块、采样开关模块、分压模块和端口保护模块以后的电压值，R3表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，R4表示车载域控电压采样***中构成分压模块的电阻，VREF表示MCU采样模块的参考电压，BVADC表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值，
Figure FDA0004173469000000032
表示采样开关模块中的三极管Q1在导通状态时的集电极与发射极之间的电压差异值，
Figure FDA0004173469000000033
表示由保护滤波模块中的元器件的直流阻抗带来的电压压降；
将等式抽象成一个二元一次线性方程：y＝θx+Z，其中：
Figure FDA0004173469000000034
Figure FDA0004173469000000035
y表示V0处的电压值抽象表示，x表示MCU采样模块采样得到的V4处的电压值的二进制值的抽象表示，θ和Z都属于变量，θ表示由分压模块和MCU采样模块的参考电压以及采样精度引起的误差系数；Z表示
Figure FDA0004173469000000036
和/>
Figure FDA0004173469000000037
的误差总和；令θ和Z的典型值表达式如下：
Figure FDA0004173469000000038
Figure FDA0004173469000000039
则实际值的表达式为：
Figure FDA0004173469000000041
Figure FDA0004173469000000042
其中，θr和Zr分别表示θ和Z的实际值，θn和Zn分别表示θ和Z的典型值，Δθ和ΔZ分别表示相对典型值的偏移量，
Figure FDA0004173469000000043
表示θr相对于θn的偏移系数，/>
Figure FDA0004173469000000044
表示Zr相对于Zn的偏移系数；由于θ和Z存在线性关系，因此，表示实际值的整体表达式抽象为：
Figure FDA0004173469000000045
其中，yr表示V0处的实际实时电压值；
得到的等式3即为构建得到的误差补偿函数；
误差补偿模块，实时获取域控***输入微控制器的电压值，利用所述误差补偿的纠正系数对所述输入微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，完成对车载域控电压采样***的误差补偿。
7.一种基于权利要求1所述的车载域控电压采样***误差补偿方法的车载域控电压采样***，包括：电源电压采样开关模块、电源电压分压模块、微控制器端口保护模块、模数转换模块和上位机模块；其中：所述电源电压采样开关模块与所述电源电压分压模块相连接，所述电源电压分压模块与所述微控制器端口保护模块相连接，所述微控制器端口保护模块与所述模数转换模块相连接，所述模数转换模块与所述上位机模块相连接；所述模数转换模块和所述上位机模块集成在微控制器上，所述微控制器的控制端口与所述电源电压采样开关模块相连接；其特征在于，所述模数转换模块采用权利要求1-5中任一项所述的车载域控电压采样***误差补偿方法对输入所述微控制器的电压值所对应的数模转换采样值进行校准，实现对车载域控电压采样***的误差补偿。
8.一种终端，包括存储器、MCU处理器及存储在存储器上并可在MCU处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述MCU处理器执行所述程序时可用于执行权利要求1-5中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被MCU处理器执行时可用于执行权利要求1-5中任一项所述的方法。
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