[发明专利]一种双向DC-DC转换器的故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车技术领域，具体涉及到新能源汽车中的双向DC-DC转换器的故障诊断方法。

背景技术

双向DC-DC转换器是新能源汽车动力系统的重要组成部分，它可以在输入电压波动的情况下稳定输出电压，由于正向升压抬升了电压，可以减小电机损耗，整车制动时通过反向降压可实现能量回收。为保障双向DC-DC转换器工作的可靠性，故障诊断就显得尤为重要。传统的DC-DC转换器鲜有嵌入故障诊断的设计，即使设计了故障诊断，其诊断机制也过于简单，故障误报的可能性很大，其工作可靠性得不到有力保障。

发明内容

本发明提出一种应用于新能源汽车动力系统的双向DC-DC转换器的故障诊断方法，包括软件可恢复故障诊断、硬件可恢复故障诊断、软件不可恢复故障诊断和硬件不可恢复故障诊断，其中软件可恢复故障诊断通过软件诊断出异常情况，报告故障，当异常情况消失后，清除故障；硬件可恢复故障诊断通过专门的硬件检测电路检测出异常情况，发送故障信息给主控制芯片相应的I/O端口，当异常情况消失后，硬件检测电路发送无故障信息给主控制芯片相应的I/O端口，主控制芯片通过查询此I/O端口的状态，便可得知是否有故障发生；软件不可恢复故障诊断由软件诊断出异常情况，报告故障，异常情况消失后不随之清除故障；硬件不可恢复故障诊断通过专门的硬件检测电路检测出异常情况后，发送故障信息给主控制芯片相应的I/O端口，当异常情况消失后，并不改变I/O端口的电平状态，主控制芯片通过查询此I/O端口的状态判断故障情况。

进一步，还包括软硬件可恢复故障的故障恢复，该故障恢复由故障诊断主流程每隔一定时间调用一次，每次将各可恢复故障的故障计数器的值减1，直到减为0，清除故障。

其中，软件可恢复故障包括电感瞬时过流故障、输出端瞬时过流故障、输入端瞬时过压故障、输出端瞬时过压故障和上、下桥臂功率管过温故障；双向DC-DC转换器实时监控电流、电压和温度的状态，当检测到电流、电压或温度超过允许的最大电流、电压或温度限值时，便对其相应的故障计数器进行加计数，当计数值超过设定计数限值时，把计数限值赋值给计数器，并将其相应的故障位置位。

其中，硬件可恢复故障包括输出端瞬时过流硬件故障、电感瞬时过流硬件故障、输入端瞬时过压硬件故障、输出端瞬时过压硬件故障、上桥臂功率管过温硬件故障、下桥臂功率管过温硬件故障；所述双向DC-DC转换器的控制板上设有专门的电平比较电路，将电流、电压和温度采集电路采集到的电压值与设定值进行比较，若超过设定值，比较电路输出低电平给相应的主控制芯片的I/O端口；若未超过设定值，比较电路则输出高电平，主控制芯片周期性查询各I/O端口状态，检测到某一I/O端口状态为低，则把相应的故障计数器的限值直接赋值给该故障计数器，并报出相应的故障。

其中，软件不可恢复故障包括电感过流故障、输出端过流故障、输入端过压故障和输出端过压故障，在诊断有过流、过压瞬时软件故障后，各不可恢复故障相应的计数器开始计数，当各不可恢复故障计数值达到所设定的限制时，报相应的不可恢复故障。

其中，硬件不可恢复故障包括上、下桥臂功率管温度传感器故障和IGBT门驱动饱和故障。

其中，所述双向DC-DC转换器的上、下桥臂功率管某一温度传感器的输出值经主控制芯片AD端口转换后，当其值在一设定范围之外时，则报相应的功率管温度传感器故障，此故障一经报出，便不可自恢复，只有重启主控制芯片后方可清除此故障。

其中，所述双向DC-DC转换器的驱动芯片发生故障时，输出低电平给主控制芯片IGBT门驱动饱和故障指示I/O端口；若驱动芯片工作正常，则输出高电平给此I/O端口。主控制芯片周期性查询此I/O端口状态，若检测到I/O端口状态为低，则报IGBT门驱动饱和故障，此故障一经报出，便不可自恢复，只有重启驱动芯片后方可清除此故障。

进一步，与过流、过压相关的故障诊断流程由主程序每50μs调用一次；与过温相关的故障诊断流程由主流程每10ms调用一次。

进一步，还包括CAN消息丢失故障诊断，软件可恢复故障诊断中，先判断是否有CAN总线中断故障发生，若否，则判断是否超过一设定时间未收到CAN总线上的消息， 若是，则CAN消息丢失故障计数器进行加2计数，判断计数器的值是否大于等于一设定值，若是，则把该设定值赋值给计数器，并报CAN消息丢失故障，所述CAN消息丢失故障诊断由故障诊断主流程每隔一定时间调用一次。