[發(fā)明專利]一種雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310440321.9
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103454543A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司 11294
• 代理人: 李永聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到新能源汽車中的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的故障診斷方法。

背景技術(shù)

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器是新能源汽車動力系統(tǒng)的重要組成部分，它可以在輸入電壓波動的情況下穩(wěn)定輸出電壓，由于正向升壓抬升了電壓，可以減小電機(jī)損耗，整車制動時通過反向降壓可實(shí)現(xiàn)能量回收。為保障雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器工作的可靠性，故障診斷就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的DC-DC轉(zhuǎn)換器鮮有嵌入故障診斷的設(shè)計(jì)，即使設(shè)計(jì)了故障診斷，其診斷機(jī)制也過于簡單，故障誤報(bào)的可能性很大，其工作可靠性得不到有力保障。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種應(yīng)用于新能源汽車動力系統(tǒng)的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的故障診斷方法，包括軟件可恢復(fù)故障診斷、硬件可恢復(fù)故障診斷、軟件不可恢復(fù)故障診斷和硬件不可恢復(fù)故障診斷，其中軟件可恢復(fù)故障診斷通過軟件診斷出異常情況，報(bào)告故障，當(dāng)異常情況消失后，清除故障；硬件可恢復(fù)故障診斷通過專門的硬件檢測電路檢測出異常情況，發(fā)送故障信息給主控制芯片相應(yīng)的I/O端口，當(dāng)異常情況消失后，硬件檢測電路發(fā)送無故障信息給主控制芯片相應(yīng)的I/O端口，主控制芯片通過查詢此I/O端口的狀態(tài)，便可得知是否有故障發(fā)生；軟件不可恢復(fù)故障診斷由軟件診斷出異常情況，報(bào)告故障，異常情況消失后不隨之清除故障；硬件不可恢復(fù)故障診斷通過專門的硬件檢測電路檢測出異常情況后，發(fā)送故障信息給主控制芯片相應(yīng)的I/O端口，當(dāng)異常情況消失后，并不改變I/O端口的電平狀態(tài)，主控制芯片通過查詢此I/O端口的狀態(tài)判斷故障情況。

進(jìn)一步，還包括軟硬件可恢復(fù)故障的故障恢復(fù)，該故障恢復(fù)由故障診斷主流程每隔一定時間調(diào)用一次，每次將各可恢復(fù)故障的故障計(jì)數(shù)器的值減1，直到減為0，清除故障。

其中，軟件可恢復(fù)故障包括電感瞬時過流故障、輸出端瞬時過流故障、輸入端瞬時過壓故障、輸出端瞬時過壓故障和上、下橋臂功率管過溫故障；雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器實(shí)時監(jiān)控電流、電壓和溫度的狀態(tài)，當(dāng)檢測到電流、電壓或溫度超過允許的最大電流、電壓或溫度限值時，便對其相應(yīng)的故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行加計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值超過設(shè)定計(jì)數(shù)限值時，把計(jì)數(shù)限值賦值給計(jì)數(shù)器，并將其相應(yīng)的故障位置位。

其中，硬件可恢復(fù)故障包括輸出端瞬時過流硬件故障、電感瞬時過流硬件故障、輸入端瞬時過壓硬件故障、輸出端瞬時過壓硬件故障、上橋臂功率管過溫硬件故障、下橋臂功率管過溫硬件故障；所述雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的控制板上設(shè)有專門的電平比較電路，將電流、電壓和溫度采集電路采集到的電壓值與設(shè)定值進(jìn)行比較，若超過設(shè)定值，比較電路輸出低電平給相應(yīng)的主控制芯片的I/O端口；若未超過設(shè)定值，比較電路則輸出高電平，主控制芯片周期性查詢各I/O端口狀態(tài)，檢測到某一I/O端口狀態(tài)為低，則把相應(yīng)的故障計(jì)數(shù)器的限值直接賦值給該故障計(jì)數(shù)器，并報(bào)出相應(yīng)的故障。

其中，軟件不可恢復(fù)故障包括電感過流故障、輸出端過流故障、輸入端過壓故障和輸出端過壓故障，在診斷有過流、過壓瞬時軟件故障后，各不可恢復(fù)故障相應(yīng)的計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)各不可恢復(fù)故障計(jì)數(shù)值達(dá)到所設(shè)定的限制時，報(bào)相應(yīng)的不可恢復(fù)故障。

其中，硬件不可恢復(fù)故障包括上、下橋臂功率管溫度傳感器故障和IGBT門驅(qū)動飽和故障。

其中，所述雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的上、下橋臂功率管某一溫度傳感器的輸出值經(jīng)主控制芯片AD端口轉(zhuǎn)換后，當(dāng)其值在一設(shè)定范圍之外時，則報(bào)相應(yīng)的功率管溫度傳感器故障，此故障一經(jīng)報(bào)出，便不可自恢復(fù)，只有重啟主控制芯片后方可清除此故障。

其中，所述雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動芯片發(fā)生故障時，輸出低電平給主控制芯片IGBT門驅(qū)動飽和故障指示I/O端口；若驅(qū)動芯片工作正常，則輸出高電平給此I/O端口。主控制芯片周期性查詢此I/O端口狀態(tài)，若檢測到I/O端口狀態(tài)為低，則報(bào)IGBT門驅(qū)動飽和故障，此故障一經(jīng)報(bào)出，便不可自恢復(fù)，只有重啟驅(qū)動芯片后方可清除此故障。

進(jìn)一步，與過流、過壓相關(guān)的故障診斷流程由主程序每50μs調(diào)用一次；與過溫相關(guān)的故障診斷流程由主流程每10ms調(diào)用一次。

進(jìn)一步，還包括CAN消息丟失故障診斷，軟件可恢復(fù)故障診斷中，先判斷是否有CAN總線中斷故障發(fā)生，若否，則判斷是否超過一設(shè)定時間未收到CAN總線上的消息，?若是，則CAN消息丟失故障計(jì)數(shù)器進(jìn)行加2計(jì)數(shù)，判斷計(jì)數(shù)器的值是否大于等于一設(shè)定值，若是，則把該設(shè)定值賦值給計(jì)數(shù)器，并報(bào)CAN消息丟失故障，所述CAN消息丟失故障診斷由故障診斷主流程每隔一定時間調(diào)用一次。