CN102208913A - Ad转换电路以及误差修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种AD转换电路以及误差修正方法。在将输入电压(Vin)转换为数字数据并对该数字数据的误差进行修正的微计算机(10)中，根据第一转换值和第二转换值算出电源(Vcc)所具有的电压变动(ΔVcc)，其中，第一转换值是在对AD转换部(15)供给不包含电压变动的标准电源电压的情况下，通过AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的，第二转换值是在对AD转换部(15)供给通常动作用的电压(Vcc)的状态下，AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的，根据算出的电压变动(ΔVcc)，对AD转换器(15)对模拟信号进行AD转换而得到的转换值进行修正。

Description

AD转换电路以及误差修正方法

技术领域

本发明涉及将模拟信号转换为数字数据的AD转换电路以及AD转换电路中的误差修正方法。

背景技术

一般地，汽车的发动机控制等的各种控制，由控制用微型计算机、CPU(以下，总称为微计算机)根据各种传感器的输出值来执行。由于传感器输出的信号是模拟信号，因此，通过AD(模拟-数字)转换电路将其转换成数字数据并输入微计算机，但是，作为控制的基础的传感器的数据要求高精度，对于AD转换的精度也要求相当高的高精度化。例如，存在电动汽车和混合动力车所搭载的电池和马达的输入输出电压达到数百伏特的情况，对这样的电压要求将误差抑制在“几％”以内(例如，2％以内)进行计测，并转换为数字数据。

作为AD转换中产生误差的主要要因，包括AD转换电路所具有的特性以及供给至AD转换电路的电源电压的变动。基于AD转换电路的特性的误差是指所谓的量子化误差，一般产生±1～3LSB左右的误差。例如，在分辨能力10bit的AD转换电路中，令基准电压为5V的情况下，±3LSB的误差相当于±14.7mV，计测到1V的电压时成为约1.47％的误差。

另外，通常，AD转换电路是将模拟电压值量子化的电路，该模拟电压值以与分辨能力相应地对电源电压或基准电压进行了分割的单位输入，在该AD转换电路的计测值中能够反映电源电压的变动。例如，存在下述可能性：由于从车载电压调节器供给至搭载在车辆上的AD转换电路的电源电压存在±2％左右的变动，因而AD转换电路输出的计测值也包含±2％左右的误差。

为了减少这样的误差的影响，以往，提出了对AD转换电路的误差进行修正的方法(例如，参照专利文献1、2)。

专利文献1：JP-A-06-204868

专利文献2：JP-A-2005-244771

专利文献1中记载的模拟·数字转换电路，将修正用基准模拟电压输入至模拟·数字转换电路，根据将该修正用基准模拟电压转换为数字数据的值来求出数字转换误差，并存储求出的误差。然后，在将输入的模拟电压转换为数字数据时，以使转换得到的数字数据仅改变(shift)所存储的数字转换误差的量的方式进行修正。另外，专利文献2中记载的A/D转换电路，预先将与输入电压相对应的修正值存储在存储器(memory)中，通过该修正值来修正对模拟电压值进行转换而得到的数字数据。

但是，在上述现有的方法中，对AD转换的误差进行修正的精度存在界限，更进一步的高精度化比较困难。即，由于基于AD转换电路的特性的误差在进行计测的电压值的计测范围内不是一样的，因此，若将一个修正值适用于整个计测范围，会残余无法彻底修正的误差。虽然作为以高精度修正该误差的方法，可以将计测范围分割为多个并存储与各范围相对应的多个修正值，但预先准备多个修正值并不容易，存储并使用多个修正值也会关系到处理负荷的增大，是不现实的。

另外，即使能够修正因AD转换的特性导致的误差，但由于难以事先预测供给至AD转换电路的电源电压的变动，因此，对于从电源电压的变动发生的误差，无法通过以预先准备的修正值使其偏置(offset)等的方法进行修正。虽然有一种方法，其为了修正因电源电压导致的误差而将高精度的电源电压供给至AD转换电路，但与AD转换电路一同安装高精度电源会导致成本增加和装置结构的复杂化，因而不能说是实用的方法。另外，由于高精度电源在输出电流上存在限制，因而无法将电源供给至AD转换电路的周边电路，无法避免共用周边电路的电源和高精度电源的情况。因此，导致需要进行周边电路的电源和高精度电源的电源供给开始/停止的时刻的控制等，实用性差。这样，以往，在AD转换的误差的修正方面存在限度，期望一种能够实现进一步高精度化的实用的方法。

发明内容

本发明的一个以上的实施例提供一种AD转换电路以及误差修正方法，能够可靠地修正AD转换误差，并能够以更高精度将模拟信号转换为数字数据。

根据本发明的一个以上的实施例，将输入的模拟信号Vin转换为数字数据XVin并修正该数字数据XVin的误差的AD转换电路10，可以具有：AD转换部15，对该AD转换部15输入模拟信号Vin、电源电压Vcc、基准电压Vref，该AD转换部15根据电源电压Vcc分别对模拟信号Vin及基准电压Vref进行AD转换并输出；修正处理部13，该修正处理部13对从AD转换部15输出的转换值进行修正。修正处理部13可以构成为：根据第一转换值Xref_ideal和第二转换值Xref_real算出通常动作用的电源所具有的电压变动ΔVcc，其中，第一转换值Xref_ideal是在对AD转换部15供给不包含电压变动的标准电源电压Vcc的情况下，通过AD转换部15对基准电压Vref进行AD转换而得到的，第二转换值Xref_real是在对AD转换部15供给通常动作用的电压Vcc的状态下，AD转换部15对基准电压Vref进行AD转换而得到的，根据算出的电压变动ΔVcc，在对AD转换部15供给通常动作用的电压Vcc的状态下，对第三转换值XVin进行修正，该第三转换值XVin是AD转换器15对模拟信号Vin进行AD转换而得到的。

其他的特征及效果，能够通过实施例的记载及随附的权利要求明确。

附图说明

图1是表示典型的实施例的PDU及其周边电路的构成的图。

图2是表示事先设定的次序的流程图。

图3是表示电压计测的次序的流程图。

图4是表示相对于输入电压的AD转换值的误差的具体例的图表。

图5是表示修正后的AD转换值的误差的图表。

图6是表示相对于输入电压的AD转换值的误差的具体例的图表。

图7是表示修正后的AD转换值的误差的图表。

附图标记的说明

3  马达

5  PDU

6  电池

7  DC/DC换流器

8  逆变器

9  充电电路

10 微计算机(AD转换电路)

11 存储器(存储部)

13 CPU(修正处理部)

15 AD转换器(AD转换部)

25 电源电路

具体实施方式

以下，参照附图对典型的实施例进行说明。

图1是表示本发明的典型的实施例所涉及的混合动力车辆的概要构成图。图中的实线表示电力供给线，虚线表示控制信号线。

图1所示的混合动力车辆，是通过具有发动机2、马达3以及自动变速器4的驱动系统来驱动车轴并行驶的车辆，马达3经由PDU(Power Drive Unit：动力驱动单元)5连接在电池6上。

马达3是通过从后述的PDU5供给的三相交流电流而被驱动的电动机。马达3的输出轴连结在发动机2的曲轴上，通过马达3的动力使发动机2起动，行驶中该马达3的动力对发动机2的驱动力进行辅助(assist)。另外，马达3作为在减速时等情况下将曲轴的旋转能量再生为电能的发电机发挥作用，马达3发电产生的电通过PDU5对电池6进行充电。

自动变速器4，通过基于ECU(Electric Control Unit：电子控制单元)20的油压的控制而驱动多个同步离合器(Synchro Clutch)，由此实现对变速动作的控制，发动机2以及马达3的驱动力，从自动变速器4传递至左右的驱动轮。

PDU5具有：将来自电池6的直流电转换为交流电的逆变器(inverter)8；将马达3发电得到的交流电变压及整流而转换为规定电压的直流电、并通过该直流电对电池6充电的充电电路9；通过该车辆所搭载的ECU20的控制，对逆变器8及充电电路9进行控制的微计算机10；对微计算机10供给电源的电源电路25。

逆变器8内置有转换(switching)电源电路，该转换电源电路通过微计算机10的控制将来自电池6的直流电转换为U、V、W的3相交流电，通过这一构成，马达3的输出通过微计算机10而受到PWM控制。

另外，充电电路9将马达3发电得到的电进行整流及变压并对电池6输出直流电，对电池6充电。

将镍氢充电电池或锂离子充电电池等的充电电池串联和/或并联地连接多个而构成电池6，该电池6具有保护电路等，该保护电路检测各充电电池的两端电压并检测各充电电池的平衡异常、过放电、过充电等。

电池6上连接有DC/DC换流器(converter)7，该DC/DC换流器7对电池6所放的直流电的电压进行转换。通过DC/DC换流器7，例如将电池6输出的100V的直流电降压至12V，并供给至车辆的控制仪器及附属设备。还从DC/DC换流器7对PDU5所具有的微计算机10供给电源。

微计算机10(AD转换电路)具有：为了微计算机10进行控制而将监视的模拟电压值转换为数字数据并输出的AD转换器15(AD转换部)；根据AD转换器15输出的数字数据对逆变器8及充电电路9进行控制的CPU13(修正处理部)；存储供CPU13处理的数据等的存储器11(存储部)。另外，微计算机10上连接有与微计算机10一同安装在PDU5的基板上的电源电路25，从该电源电路25对微计算机10供给电源电压Vcc及基准电压Vref。微计算机10的CPU13及AD转换器15，通过从电源电路25供给的电源电压Vcc而动作，AD转换器15以从电源电路25输入的基准电压Vref为基准进行后述的AD转换。此外，以下的说明中，仅作为一例而令AD转换器15的分辨能力为10bit并进行说明。

针对从AD转换器15输入的数字数据，CPU13进行对基于AD转换器15的特性的误差以及基于从电源电路25输出的电源电压Vcc的变动的误差进行修正的处理，该CPU13根据修正后的数字数据控制逆变器8及充电电路9。

CPU13为控制逆变器8及充电电路9而进行监视的电压值，是从电池6向逆变器8输入的输入电压、基于马达3发电得到的电力的充电电路9的输出电压等。如图1所示，这些电压值作为输入电压Vin输入微计算机10，AD转换器15将输入电压Vin量子化，并作为数字数据输出。

此外，输入至微计算机10的输入电压Vin，并不是作为监视对象的、从电池6向逆变器8输入的输入电压和基于马达3发电得到的电力的充电电路9的输出电压本身。这些监视对象的电压，通过设在微计算机10的外部的分压电路(省略图示)被分压为符合微计算机10的额定范围的电压值后，再作为输入电压Vin输入至微计算机10。

电池6上连接有DC/DC换流器7，通过该DC/DC换流器7，充电至电池6的电被降压至例如14V的直流电压并供给至车辆的各部。PDU5所具有的电源电路25，使从DC/DC换流器7输入的直流电压平滑并对其进行变压，并生成电源电压Vcc及基准电压Vref。

另外，电池6输出的电压因电池6的残存容量、电池6的经时变化、负荷变动以及电池6的温度等而发生变动。因马达3的动作状态(马达3是否再生能量并发电，或是否通过电池6的电力驱动车辆)的变化和上述车辆所搭载的汽车空调机的鼓风机(Blower fan)等附属设备的动作状态的变化而产生对电池6的负荷变动。电池6的温度，除充放电时成为高温外，还受到车辆的周边环境的温度变化的影响，例如寒冷期的冷启动(cold start)时，有时电池6的温度在冰点以下，而高温时，甚至存在达到摄氏60度的可能性。电池6如上述那样具有镍氢充电电池、锂离子充电电池等的充电电池，一般地，这些充电电池在高温时充放电效率下降。因此，从电池6放电的电压容易因电池6的温度的影响而变动。

这样，电池6放电的电压容易因车辆的使用条件的特性而变动，经由DC/DC换流器7接受来自电池6的电供给的电源电路25的电源电压Vcc及基准电压Vref也会因上述要因而变动。

因此，在典型的实施例中，针对AD转换器15输出的数字数据，通过CPU13高效率地对因AD转换器15的电源电压Vcc的变动导致的误差和基于AD转换器15的特性的误差这二者进行修正，得到高精度的数字数据。

以下，说明该方法。

令输入至AD转换器15的计测对象的电压为输入电压Vin，令输入至AD转换器15的电源电压Vcc的变动量为电压变动ΔVcc。令AD转换器15的分辨能力为上述的10bit。AD转换器15使电源电压Vcc为总标度(full scale)并以10bit将输入电压Vin转换为数字数据，并输出AD转换值X。该AD转换值X，通过下述式(1)″表示。

X＝Vin×[2¹⁰/Vcc]...(1)″

在此，由于在上述式(1)″中的电源电压Vcc在为通常动作用而被供给的电源的情况下，包含电压变动ΔVcc，因此，表示为Vcc+ΔVcc。也就是说，通常动作时的AD转换值X由下述式(1)′表示。

X＝Vin×[2¹⁰/(Vcc+ΔVcc)]...(1)′

此外，当然，ΔVcc是既能取值为正值也能取值为负值的值，若向通常动作用的电源电压Vcc下降的方向变动，则“标准电源电压Vcc+ΔVcc”与标准电源电压Vcc相比为低电压。

典型的实施例的CPU13，如后述那样具有算出电压变动ΔVcc(将电压变动的算出值表示为ΔVcc_calc)的功能。

由于AD转换器15输出的AD转换值X能够用电压变动ΔVcc_calc以下述式(1)表示，因此，能够利用CPU13算出的电压变动ΔVcc_calc的值来修正因电压变动导致的AD转换值X的误差。

X＝Vin×[2¹⁰/Vcc+ΔVcc_calc]...(1)

微计算机10中，作为事先的设定，在将无电压变动ΔVcc的理想的电源电压Vcc即标准电源电压供给至AD转换器15的情况下，AD转换器15对基准电压Vref进行计测的AD转换值X(将其称为Xref_ideal)存储在存储器11中。

Xref_ideal也可以通过以下方式求出：将实际上认为是理想的电源电压Vcc程度的高精度的恒压源连接到AD转换器15上，并且，将同样高精度的基准电压Vref连接到AD转换器15上并使其进行计测，不过，能够根据对微计算机10供给电源电压Vcc和基准电压Vref的电源电路25的规格算出该Xref_ideal。例如，构成电源电路25的调节器等的电子部件的规格中确定了输出的电压的标准值和变动范围，令输出电源电压Vcc的调节器的标准值为标准电源电压Vcc，令输出基准电压Vref的调节器的标准值为标准基准电压Vref，并进行下述式(2)的运算，由此，能够算出AD转换值Xref_ideal。该AD转换值Xref_ideal相当于第一转换值。

Xref_ideal＝Vref×[10bit/Vcc]...(2)

式中的“10bit”表示的是AD转换器15为分辨能力10bit的情况的位数(2¹⁰＝1024)。

事先设定之后，通过AD转换器15对实际从电源电路25输入的基准电压Vref进行计测。在此计测的AD转换值Xref_real由下述式(3)表示。该AD转换值Xref_real相当于第二转换值。

Xref_real＝Vref×[10bit/(Vcc+ΔVcc)]...(3)

CPU13将根据理想的电源电压即标准电源电压Vcc的AD转换值Xref_ideal和通常的电源电压Vcc供给时的AD转换值Xref_real通过下述式(4)进行比较，并根据该式(4)算出电压变动ΔVcc。

Xref_real/Xref_ideal＝(Vcc+ΔVcc)/Vcc...(4)

由于标准电源电压Vcc的值，即上述式(4)中的Vcc的值是已知的，因此，通过进行对上述式(4)变形而成的下述式(5)的运算，能够求出电压变动ΔVcc_calc。

接着，说明在如图1所示搭载在车辆上的PDU5中，对AD转换器15将输入电压Vin转换为数字数据而得到的AD转换值XVin进行修正的次序。

如下述式(6)所示地计测输入电压Vin的AD转换值XVin。

XVin＝Vin×[10bit/(Vcc+ΔVcc)]...(6)

该AD转换值XVin相当于第三转换值。

将上述式(6)变形后，通过下述式(7)表示输入电压Vin。

Vin＝XVin×[(Vcc+ΔVcc)/10bit]...(7)

在此，若根据通过上述式(5)求出的电压变动ΔVcc_calc对电源电压Vcc进行修正，则对基于电压变动ΔVcc的误差进行了修正的误差修正后的AD转换值XVin′如下述式(8)～(9)所示，能够通过对该式变形而得到的下述式(10)求出。

Vin＝XVin′×(Vcc)/10bit...(8)

XVin′＝XVin×[Vcc/(Vcc+ΔVcc)...(9)

由上述式(10)求出的误差修正后的AD转换值XVin′，包含基于AD转换器15所具有的AD转换特性的误差。关于该误差，参照下述式(11)～(16)进行研究。

[数1]

${\left(\mathrm{Xvin}\right)}^{\′}=\mathrm{Vin}\×\left[\frac{10\mathrm{bit}}{\mathrm{Vcc}}\right]\·\·\·\left(16\right)$

若对求出基于电压变动ΔVcc的误差修正后的AD转换值XVin′的上述式(10)进行变形，则能够得到上述式(11)～(13)。

式(13)的AD转换值XVin及Xref_real包含基于AD转换特性的误差ΔX，因此，将ΔX明确标记在上述式(3)、(6)中，则能够如下述式(17)、(18)所示那样。

XVin＝Vin×[{10bit/(Vcc+ΔVcc)}±ΔX]...(17)

Xref_real＝Vref×[{10bit/(Vcc+ΔVcc)}±ΔX]...(18)

对此，由于Xref_ideal是理想的值，并不包含误差ΔX，因此，还如上述式(2)所示那样。

若根据这些式(17)、(18)以及式(2)将式(13)展开，则得到上述式(14)。

由于该式中的项[{10bit/(Vcc+ΔVcc)}±ΔX]如式(15)所示那样抵消，因此，导出上述式(16)。该式(16)所表示的AD转换值XVin′不包含基于AD转换特性的误差ΔX。

而且，式(16)是将上述式(8)变形而得到的。也就是说，如导出上述式(16)的过程所示，通过式(8)求出的AD转换值XVin′，不仅不包括电压变动ΔVcc，而且误差ΔX在运算的过程中被抵消。因此，若通过从式(8)得到的式(10)对AD转换器15的输出值进行修正，则基于AD转换特性的误差与基于电压变动ΔVcc的误差一同得到修正，因此能够得到高精度的AD转换值。

另外，由于基准电压Vref的值没有特别限制，因此，通过令该基准电压Vref为接近测定对象的输入电压Vin的值，能够使输入电压Vin的AD转换值的精度成为高精度。

具体地，在输入电压Vin的输入范围中存在要求最高精度的电压值(令其为Vin_acc)的情况下，调整电源电路25的规格等，使之成为基准电压Vref与电压值Vin_acc为相同值的结构。在此情况下，基准电压Vref＝输入电压Vin＝Vin_acc，因此，能够将上述式(15)变形为下述式(19)。

[数2]

在上述式(19)中，包含电压变动ΔVcc及AD转换值的误差ΔX的项完全抵消，仅剩下包含电压值Vin_acc和不含电压变动的标准电源电压Vcc的项。这样，通过采用令基准电压Vref为与电压值Vin_acc相同或相近似的值的设定方法，能够以最高精度求出要求最高精度的电压值Vin_acc的AD转换值。该效果不限于基准电压Vref为与要求最高精度的电压值Vin_acc同一值的情况，只要基准电压Vref是属于输入电压Vin的范围或近似该范围的值，就能够同样地以高精度求出输入电压Vin的AD转换值XVin。

以下，说明实际在车辆上搭载了PDU5的状态下，通过微计算机10求出进行了误差修正的AD转换值的动作。

图2是表示在微计算机10中事先设定所需信息的事先设定动作的流程图。该事先设定动作中，根据构成电源电路25的调节器等的部件规格，算出对微计算机10输入理想的电源电压(标准电源电压)Vcc和理想的基准电压(标准基准电压)Vref的情况的AD转换器15的输出值Xref_ideal(步骤S11)，并将算出的输出值Xref_ideal和基准电压Vref存储在存储器11中(步骤S12)。该存储器11中存储的输出值Xref_ideal被用于以下的运算处理。

此外，图2所示的事先设定动作还可以通过以下方式进行：在将被视作理想的电源电压Vcc的程度的高精度的恒压源连接到微计算机10的AD转换器15上，并从该恒压源对AD转换器15施加标准电源电压Vcc和基准电压Vref的状态下，实际地对AD转换器15进行测定。该情况下，取得AD转换器15的测定值Xref_ideal，将取得的AD转换值Xref_ideal和基准电压Vref的值对应地存储在存储器11中。

通过该事先设定动作，在存储器11中，容纳有上述式(3)～(5)的运算所需的Xref_ideal和基准电压Vref的值。

图3是表示在微计算机10中AD转换器15实际地计测模拟电压值的计测动作的流程图。

在如图1所示从电源电路25对微计算机10输入电源电压Vcc和基准电压Vref的状态下进行该计测动作。

首先，借助CPU13的控制并通过AD转换器15计测基准电压Vref，并通过CPU13取得AD转换值Xref_real(步骤S21)。

接着，通过CPU13，对事先设定动作中存储在存储器11中的AD转换值Xref_ideal和步骤S21中AD转换器15输出的AD转换值Xref_real进行比较，通过上述式(3)～(5)所示的运算处理，算出电压变动ΔVcc(步骤S22)。

然后，通过AD转换器15计测输入电压Vin，并通过CPU13取得AD转换值XVin(步骤S23)。

在此，借助CPU13，根据之前步骤S22中算出的电压变动ΔVcc执行上述式(10)中表示的运算处理，并算出修正后的AD转换值XVin′(步骤S24)。

此外，通过上述式(4)将上述式(9)展开，由此得到下述式(20)。CPU13也可以通过进行利用下述式(20)的运算来算出修正后的AD转换值XVin′。

XVin′＝XVin×[Xref_real/Xref_ideal]...(20)

另外，关于预先进行多个Xref_real的值和Xref_ideal的值的组合，还可以求出Xref_real/Xref_ideal的值，并将这些值图形化并存储在存储器11中。该情况下，即使实际上不进行Xref_real/Xref_ideal的运算，也能够在得到Xref_real的值和Xref_ideal的值之后迅速地求出XVin′，能够大幅度地减轻处理的负荷，谋求高速化和微计算机10的动作效率的提高。

然后，CPU13取得修正后的AD转换值XVin′并将其作为输入电压Vin的计测值，并根据该AD转换值XVin′控制逆变器8及充电电路9(步骤S25)。

图4是表示相对于输入电压Vin的AD转换值X的误差的一个具体例的图表，图5是表示对图4的AD转换值X进行了修正的修正后的误差的图表。图4、图5中，横轴是输入电压Vin的值[V]，纵轴是与相对于电压值的误差相当的电压的比例[％]。通过在图1所示的微计算机10中CPU13作为输入电压Vin的计测值所取得的数字数据和输入电压Vin的实际的值的差而求出该误差。由于存在因误差导致CPU13的取得值与实际的输入电压Vin相比为高电压的情况(ΔV+)、和CPU13的取得值与实际的输入电压Vin相比为低电压的情况(ΔV-)，所以，在图4、图5中表示高电压和低电压的误差。

如图4所示，修正前的误差在输入电压Vin低的区域中是极端的，即使在输入电压Vin超过1伏特的范围内也以一定的比率显现。图4的例的误差在+侧及-侧都是2％左右。在相对于电源电压Vcc存在±2％的电压变动ΔVcc的情况下，基于该电压变动ΔVcc的AD转换值的误差也以±2％发生，因此，输入电压Vin为高电压的情况的误差达到作为电压值无法忽视的程度的大小。

对此，修正后的AD转换值，能够将基于电压变动ΔVcc的误差几乎全部修正，虽然在输入电压Vin不足1伏特的区域中残余少许误差，但在输入电压Vin超过1伏特的范围中，+侧及-侧的误差均被抑制为大致0％。因此，基本能够修正基于电压变动ΔVcc的AD转换值的误差。

另外，图6是表示相对于输入电压Vin的AD转换值X的误差的一个具体例的图表，图7是表示对图6的AD转换值X进行了修正的修正后的误差的图表。图中，将AD转换器15的电源电压Vcc在电压变动ΔVcc的范围内最低的情况的误差(ΔVMin)和电源电压Vcc在电压变动ΔVcc的范围内最高的情况的误差(ΔVMax)分开表示。横轴是输入电压Vin的值[V]，纵轴是与相对于电压值的误差相当的电压值[V]。该图6、图7所示的误差是电源电压Vcc被固定了的误差，是因AD转换器15的AD变化特性导致的误差。

如图6所示，因AD转换特性导致的误差，无论在电源电压Vcc大的情况下还是小的情况下，都随着输入电压Vin变大而扩大。对此，通过上述方法进行了修正的修正后的误差，无论输入电压Vin的大小都被抑制为非常小。这是因为，不是通过使变动值偏移等的方法对误差进行修正，而是在运算中将误差部分抵消了。

如上述那样，根据适用了本发明的典型的实施例，在将输入的输入电压Vin转换为数字数据并修正该数字数据的误差的微计算机10中，具有：AD转换器15，对该AD转换器15输入输入电压Vin、电源电压Vcc、基准电压Vref，该AD转换器15根据电源电压Vcc分别对输入电压Vin及基准电压Vref进行AD转换并输出；CPU13，其对从AD转换器15输出的AD转换值进行修正，CPU13根据AD转换值Xref_ideal和AD转换值Xref_real，算出通常动作用的电源电压Vcc中所含的电压变动ΔVcc，其中，AD转换值Xref_ideal是在对AD转换器15供给不包含电压变动ΔVcc的标准电源电压Vcc的情况下、AD转换器15通过对基准电压Vref进行AD转换而得到的，AD转换值Xref_real是在对AD转换器15供给通常动作用的电源电压Vcc的状态下，AD转换器15对基准电压Vref进行AD转换而得到的，CPU13根据算出的电压变动ΔVcc，对在对AD转换部15供给通常动作用的电源电压Vcc的状态下，AD转换部15对输入电压Vin进行AD转换而得到的AD转换值进行修正，因此，能够可靠地对基于AD转换器15的电源电压Vcc的变动的误差进行修正，并且，还能够同时修正因AD转换特性导致的误差。即，以包含因AD转换特性导致的误差的形式算出电源电压的电压变动ΔVcc，并利用该电压变动ΔVcc来修正AD转换值，由此，包含在AD转换值中的因AD转换特性导致的误差，被包含在电压变动ΔVcc中的同样的误差抵消。由此，能够同时对因电压变动ΔVcc导致的误差和因AD转换特性导致的误差进行修正。因此，能够通过不会伴随电路结构的复杂化等的实用的方法，可靠地对将输入电压Vin进行AD转换而得到的数字数据中所含的误差进行修正，执行更高精度的AD转换。

另外，由于在供给标准电源电压Vcc的情况下，AD转换器15对基准电压Vref进行AD转换而得到的AD转换值Xref_ideal和求出该AD转换值Xref_ideal时的基准电压Vref对应地存储在存储器11中，CPU13利用存储在存储器11中的AD转换值Xref_ideal算出电压变动ΔVcc，因此，能够根据预先存储的Xref_ideal的值，迅速地求出电压变动ΔVcc，能够迅速且准确地修正AD转换值中所含的误差，执行更高精度的AD转换。

另外，CPU13进行由下述式(5)(与式(A)相同)所表示的处理，能够根据进行了AD转换的AD转换值Xref_ideal和AD转换器15在通常动作用的电源供给时对基准电压Vref进行AD转换而得到的AD转换值Xref_real，迅速地算出通常动作用的电源电压Vcc的电压变动ΔVcc。

而且，CPU13通过下述式(6)及(9)(与式(C)相同)所示的处理，能够根据电源电压Vcc和电压变动ΔVcc对AD转换器15所输出的AD转换值XVin进行修正，并迅速地得到修正后的AD转换值XVin′。

XVin＝Vin×[10bit/(Vcc+ΔVcc)]...(6)

式(6)中，令AD转换器15的分辨能力的bit数为R，则如下式(B)那样表示。

XVin＝Vin×[2^R/(Vcc+ΔVcc)]...(B)

XVin′＝XVin×[Vcc/(Vcc+ΔVcc)]...(9)

如上述那样，搭载在混合动力车辆上的微计算机10的AD转换器15，根据包含电池6的各部分的环境及包含马达3的各负荷的动作状态，在从电池6供给至AD转换器15的电源容易变动的状态下被使用，但通过CPU13可靠且迅速地对该AD转换器15的基于电源电压Vcc的变动的误差进行修正，由此，即使在严苛的条件下也能进行高精度的AD转换，能够准确地控制逆变器8以及充电电路9。另外，通过对电源电压Vcc的电压变动ΔVcc进行修正的运算，能够同时修正基于AD转换特性的误差，能够实现更高精度的AD转换。而且，进行误差的修正时，使用预先存储在存储器11中的AD转换值Xref_ideal进行运算，因此，不需要将电压变动少的高精度的标准电源连接到AD转换器15上。尤其在根据构成电源电路25的调节器的规格等求出供给标准电源电压Vcc的情况的AD转换值Xref_ideal并将其存储在存储器11中的情况下，由于也无需事先使用高精度电源，所以，不必使用复杂的装置结构就能够谋求AD转换的精度提高。

此外，在上述典型实施例中，令AD转换器15的分辨能力为10bit并进行了说明，但本发明并不限于此，AD转换器15的分辨能力当然可以是8bit、16bit或其他的值，能够与微计算机10的其他的规格一同任意地变更。另外，举例说明了根据AD转换器15对始终连接在AD转换器15上的基准电压Vref进行了转换的转换值和存储在存储器11中的转换值来算出ΔVcc的结构，但本发明并不限于此，例如，也可以仅在必要的情况下将基准电压Vref输入AD转换器15，还可以将该基准电压Vref从CPU13输入AD转换器15。另外，基准电压Vref的电压值、输入电压Vin的电压值能够根据微计算机10的规格任意变更。而且，上述典型实施例中，举例说明了通过搭载在PDU5上的微计算机10所具有的CPU13，对AD转换器15的转换值即数字数据进行修正的结构，但本发明并不限于此，例如，还可以是通过ECU20来修正微计算机10所输出的数字数据的结构。另外，关于逆变器8及充电电路9和微计算机10的连接方式以及从电池6向微计算机10供给电力的电路等的细部结构，能够在不脱离本发明的主旨的范围内任意变更。

另外，上述典型实施例中，举例说明了将本发明适用于搭载在混合动力车辆上的微计算机10的情况，但本发明不限于此，本发明能够适用于电动车辆(EV)、燃料电池汽车(FV)，另外，上述车辆不限于四轮汽车，只要是通过电池的电力驱动马达的车辆，也可以是二轮摩托车和其他特殊车辆。

另外，本发明的适用对象不限于车辆，只要是搭载有AD转换器的装置且对向AD转换器供给的电源电压的变动进行修正的电路，便不限定为特定的装置，能够适用于各种各样的装置。尤其是，如果适用于搭载电池并通过该电池的电力对马达等的驱动用动力源进行驱动的移动体或装置、且包含AD转换器的电路从与驱动用动力源相同的电池接受电源供给的结构，则由于包含AD转换器的电路的电源电压容易因驱动用动力源的动作状态而变动，因而能够修正基于电源电压的变动的AD转换值的误差，因而适用。如果通过该电池的电力对马达等的驱动用动力源进行驱动的驱动体或装置是通过发电或再生来将电力充电至电池的，则由于使电源电压变动的因素更多，通过适用本发明能够修正基于电源电压的变动的AD转换值的误差，因而更适用。

根据上述实施例，将输入的模拟信号Vin转换为数字数据XVin，并修正该数字数据XVin的误差的AD转换电路10，还可以具有：AD转换部15，向该AD转换部15输入模拟信号Vin、电源电压Vcc、基准电压Vref，该AD转换部15根据电源电压Vcc分别对模拟信号Vin及基准电压Vref进行AD转换并输出；修正处理部13，其修正从AD转换部15输出的转换值。修正处理部13还可以构成为：根据第一转换值Xref_ideal和第二转换值Xref_real，算出通常动作用的电源所具有的电压变动ΔVcc，其中，第一转换值Xref_ideal是在对AD转换部15供给不包含电压变动的标准电源电压Vcc的情况下、AD转换部15通过对基准电压Vref进行AD转换而得到的，第二转换值Xref_real是在对AD转换部15供给通常动作用的电压Vcc的状态下、AD转换部15对基准电压Vref进行AD转换而得到的，修正处理部13根据算出的电压变动ΔVcc，在对AD转换部15供给通常动作用的电压Vcc的状态下、对第三转换值XVin进行修正，该第三转换值XVin是AD转换部15对模拟信号Vin进行AD转换而得到的。

根据该构造，根据供给不包含电压变动的标准电源电压的情况下对基准电压进行AD转换而得到的第一转换值和供给通常动作用的电源的状态下对基准电压进行AD转换而得到的第二转换值，算出通常动作用的电源的电压变动，并通过该电压变动对将模拟信号进行了AD转换的转换值进行修正，因此，能够可靠地对基于AD转换部的电源电压的变动导致的误差进行修正，并且，还能够同时修正因AD转换特性导致的误差。即，以包含因AD转换特性导致的误差的形式算出电源电压的电压变动，并利用该电压变动来修正转换值，由此，转换值中所含的来源于AD转换特性的误差被电压变动中所含的同样的误差抵消。由此，能够将因电压变动导致的误差和因AD转换特性导致的误差一同修正。因此，能够通过不会伴随电路结构的复杂化等的实用的方法，可靠地修正对模拟信号进行AD转换而得到的数字数据中所含的误差，执行更高精度的AD转换。

上述结构中，AD转换电路可以进一步具有存储部11，该存储部11将第一转换值Xref_ideal和求出该第一转换值时的基准电压Vref对应地存储。修正处理部13可以构成为：根据存储在存储部11中的第一转换值Xref_ideal和对AD转换部15供给通常动作用的电压Vcc的状态下AD转换部15对基准电压Vref进行AD转换而得到的第二转换值Xref_real，算出通常动作用的电源所具有的电压变动ΔVcc。

根据该构成，存储对AD转换部供给无电压变动的标准电源电压的情况的第一转换值，由此，能够通过求出第二转换值而立即求出电压变动。由此，能够迅速地求出电压变动，并根据该电压变动准确地修正对模拟信号进行AD转换而得到的数字数据中所含的误差，执行更高精度的AD转换。

上述构造中，修正处理部13可以构成为：进行下述式A所示的处理，并算出通常动作用的电源的电压变动ΔVcc。

ΔVcc＝Vcc×[Xref_real/Xref_ideal-1]...A

根据该结构，根据第一转换值和根据通常动作用的电源对基准电压进行AD转换而得到的第二变化值，能够迅速地求出通常动作用的电源所具有的电压变动。

上述构造中，AD转换部15可以构成为：通过下述式B所示的处理来求出第三转换值XVin，修正处理部13可以构成为：进行下述式C所示的处理而对第三转换值XVin进行修正，并获得修正后的转换值XVin′。

XVin＝Vin×[2^R/Vcc]...B

其中，R是AD转换部的分辨能力的bit数

XVin′＝XVin×[Vcc/(Vcc+ΔVcc)]...C

根据该结构，根据对模拟信号进行了AD转换的转换值，对通常动作用的电源所具有的电压变动ΔVcc进行修正，该修正时，能够一同修正基于AD转换特性的误差，能够通过简单的运算更迅速地执行这些修正。

上述构造中，基准电压Vref可以设定为包含在作为模拟信号输入的电压Vin的输入范围内或近似于该范围的电压值。

根据该结构，作为AD转换电路将其转换为数字数据的对象的模拟信号的电压与转换值的精度最高的基准电压一致或近似，因此，能够与基准电压同样地以极高精度求出输入的模拟信号。

另外，根据本发明的一个以上的实施例，提供一种误差修正方法，在将输入的模拟信号Vin转换为数字数据XVin并修正该数字数据的误差的AD转换电路10中，对AD转换部15的输出值XVin进行修正，向该AD转换部15输入模拟信号Vin、电源电压Vcc、基准电压Vref，该AD转换部15根据电源电压Vcc分别对模拟信号Vin及基准电压Vref进行AD转换并输出，该误差修正方法包括以下步骤：在对AD转换部15供给不含电压变动的标准电源电压Vcc的情况下，AD转换部15对基准电压Vref进行AD转换由此获得第一转换值Xref_ideal的步骤；在对AD转换部15供给通常动作用的电压Vcc的状态下，AD转换部15对基准电压Vref进行AD转换并获得第二转换值Xref_real的步骤；根据第一转换值Xref_ideal和第二转换值Xref_real，算出通常动作用的电源所具有的电压变动ΔVcc的步骤；根据算出的电压变动ΔVcc，对在对AD转换部15供给通常动作用的电源的状态下，对转换值XVin进行修正的步骤，该转换值XVin是AD转换部15对模拟信号Vin进行AD转换而得到的。

根据该方法，根据供给不包含电压变动的标准电源电压的情况下对基准电压进行AD转换而得到的第一转换值和供给通常动作用的电源的状态下对基准电压进行AD转换而得到的第二转换值，算出通常动作用的电源的电压变动，并通过该电压变动对将模拟信号进行了AD转换的转换值进行修正，因此，能够可靠地对基于AD转换部的电源电压的变动导致的误差进行修正，并且，还能够同时修正因AD转换特性导致的误差。即，以包含因AD转换特性导致的误差的形式算出电源电压的电压变动，并利用该电压变动来修正转换值，由此，转换值中所含的来源于AD转换特性的误差被电压变动中所含的同样的误差抵消。由此，能够将因电压变动导致的误差和因AD转换特性导致的误差一同修正。因此，能够通过不会伴随电路结构的复杂化等的实用的方法，可靠地修正对模拟信号进行AD转换而得到的数字数据中所含的误差，执行更高精度的AD转换。

Claims (6)

1.一种AD转换电路，是将输入的模拟信号(Vin)转换为数字数据(XVin)并修正该数字数据(XVin)的误差的AD转换电路(10)，其特征在于，

具有：

AD转换部(15)，对该AD转换部(15)输入所述模拟信号(Vin)、电源电压(Vcc)、基准电压(Vref)，该AD转换部(15)根据所述电源电压(Vcc)分别对所述模拟信号(Vin)及所述基准电压(Vref)进行AD转换并输出；

修正处理部(13)，该修正处理部(13)对从所述AD转换部(15)输出的转换值进行修正，

所述修正处理部(13)以如下方式构成：

根据第一转换值(Xref_ideal)和第二转换值(Xref_real)算出通常动作用的电源所具有的电压变动(ΔVcc)，其中，所述第一转换值(Xref_ideal)是在对所述AD转换部(15)供给不包含电压变动的标准电源电压(Vcc)的情况下，通过所述AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的，所述第二转换值(Xref_real)是在对所述AD转换部(15)供给通常动作用的电压(Vcc)的状态下，所述AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的，

所述修正处理部(13)，根据算出的电压变动(ΔVcc)，在对所述AD转换部(15)供给通常动作用的电压(Vcc)的状态下，对第三转换值(XVin)进行修正，所述第三转换值(XVin)是所述AD转换器(15)对所述模拟信号(Vin)进行AD转换而得到的。

2.如权利要求1所述的AD转换电路，其特征在于，

还具有存储部(11)，该存储部(11)将所述第一转换值(Xref_ideal)和求出该第一转换值时的基准电压(Vref)相对应地存储，

所述修正处理部(13)以如下方式构成：根据存储在所述存储部(11)中的第一转换值(Xref_ideal)和对所述AD转换部(15)供给通常动作用的电压(Vcc)的状态下所述AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的第二转换值(Xref_real)，算出通常动作用的电源所具有的电压变动(ΔVcc)。

3.如权利要求1所述的AD转换电路，其特征在于，

所述修正处理部(13)以如下方式构成：根据第一转换值(Xref_ideal)和第二转换值(Xref_real)进行下述式(A)所示的处理，算出通常动作用的电源的电压变动(ΔVcc)，其中，所述第一转换值(Xref_ideal)，是作为AD转换部(15)的电源电压而向其供给标准电源电压(Vcc)的情况下，通过所述AD转换部对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的，所述第二转换值(Xref_real)是在对所述AD转换部(15)供给通常动作用的电压(Vcc)的状态下，所述AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换而得到的，

ΔVcc＝Vcc×[Xref_real/Xref_ideal-1]...(A)。

4.如权利要求3所述的AD转换电路，其特征在于，

所述AD转换部(15)，根据电源电压(Vcc)并通过下述式(B)所示的处理，对模拟信号(Vin)进行AD转换并求出第三转换值(XVin)，

所述修正处理部(13)以如下方式构成：根据电源电压(Vcc)和电压变动(ΔVcc)并进行下述式(C)所示的处理，从而对所述AD转换部(15)输出的第三转换值(XVin)进行修正，并获得修正后的转换值(XVin′)，

XVin＝Vin×[2^R/Vcc]...(B)，

(其中，R是AD转换部的分辨能力的bit数)

XVin′＝XVin×[Vcc/(Vcc+ΔVcc)]...(C)。

5.如权利要求1至4的任一项所述的AD转换电路，其特征在于，

所述基准电压(Vref)被设定为包含在作为所述模拟信号输入的电压(Vin)的输入范围内或近似于该范围的电压值。

6.一种误差修正方法，在将输入的模拟信号(Vin)转换为数字数据(XVin)并修正该数字数据的误差的AD转换电路(10)中，对AD转换部(15)的输出值(XVin)进行修正，对该AD转换部(15)输入模拟信号(Vin)、电源电压(Vcc)、基准电压(Vref)，该AD转换部(15)根据所述电源电压(Vcc)分别对所述模拟信号(Vin)及所述基准电压(Vref)进行AD转换并输出，其特征在于，

在对所述AD转换部(15)供给不含电压变动的标准电源电压(Vcc)的情况下，所述AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换，由此获得第一转换值(Xref_ideal)，

在对所述AD转换部(15)供给通常动作用的电压(Vcc)的状态下，所述AD转换部(15)对基准电压(Vref)进行AD转换并获得第二转换值(Xref_real)，

根据所述第一转换值(Xref_ideal)和第二转换值(Xref_real)，算出所述通常动作用的电源所具有的电压变动(ΔVcc)，

根据算出的电压变动(ΔVcc)，在对所述AD转换部(15)供给通常动作用的电源的状态下，对转换值(XVin)进行修正，所述转换值(XVin)是所述AD转换部(15)对所述模拟信号(Vin)进行AD转换而得到的。

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