CN114384446B - Dcdc变换模块的硬件故障诊断方法、装置及存储介质 - Google Patents

Dcdc变换模块的硬件故障诊断方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种DCDC变换模块的硬件故障诊断方法、装置及存储介质，所述DCDC变换模块包括：并联的第一支路和第二支路；所述DCDC变换模块的硬件故障诊断方法包括：采集第一支路、第二支路的输入端和输出端的电流和电压；根据电流和电压，判断是否发生硬件故障；对发生硬件故障的支路进行物理关断；逻辑关断两条支路，进入暂时故障模式；至少一次控制第一支路和/或第二支路退出所述暂时故障模式。本申请通过在DCDC变换模块设置并联的第一支路和第二支路，可以在其中一条支路发生硬件故障的情况下，另外一条未发生硬件故障的支路能够退出所述暂时故障模式并正常地维持功率输出，保证了整车行驶安全。

Description

DCDC变换模块的硬件故障诊断方法、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及汽车电子控制技术领域，具体涉及一种DCDC变换模块的硬件故障诊断方法、装置及存储介质。
背景技术
48V的轻混系统在新能源汽车领域有着非常广泛的应用，该系统电压为48V，能够以能量小于1度的功率型理离子电池代替传统的铅酸电池，用BSG(Belt-Driven StarterGenerator，利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机)电机替代传统的启动电机和发电机，除具备自动启停功能外，还能在必要时提供辅助动力的轻混系统。双向DCDC变换器作为48V启停系统中核心部件之一，在系统中扮演至关重要的角色——兼容传统汽车12V供电系统，担负能量双向传递。
目前主流的48VDCDC变换器系统方案一般有两种，其中，方案一：硬件上为多相并联拓扑，采用单个主控芯片，使用一输出和保护逻辑；方案二：硬件上两个DCDC直接并联到一起，相互备份；但是软件上需要两个主控芯片，两套输出和保护逻辑。
但是这两种方案存在一些问题：
1)方案一中，由于DCDC变换器的输入和输出都是单路的，当发生硬件故障时，例如任意一相中的MOSFET发生短路或者断路失效时，整个DCDC变换器都无法正常输出，从而导致整车无法正常运行。
2)方案二中，当任意一个DCDC变换器发生硬件故障而无法进行功率输出时，虽然两个DCDC变换器并联可以做到互相备份，另外一个没有发生故障的DCDC变换器可以正常输出，但是需要增加一个完整的控制器，使得成本明显上升。
进一步的，目前的DCDC变换器的硬件故障诊断方法均是基于方案一或者方案二中的DCDC变换器，存在硬件故障诊断效率不高、无法独立诊断各个并联支路上的DCDC变换器的硬件故障等问题。
为了能够解决方案一和方案二中遇到的问题以及解决目前DCDC变换器的硬件故障诊断方法效率不高、无法独立诊断各个并联支路上的DCDC变换器的硬件故障等问题，所以目前急需要提出一种基于新型双向DCDC变换器的硬件故障诊断方法。
发明内容
本申请提供了一种DCDC变换模块的硬件故障诊断方法、装置及存储介质，可以解决DCDC变换器在发生硬件故障时功率无法正常输出或者能够输出功率但是成本太高、硬件故障诊断效率不高中的至少一个问题。
一方面，本申请实施例提供了一种DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，所述DCDC变换模块包括：并联的第一支路和第二支路；所述DCDC变换模块的硬件故障诊断方法包括：
设定第一阈值电流、第二阈值电流、第一阈值电压和第二阈值电压；
采集所述第一支路的输入端的第一实际电流、第一实际电压和输出端的第二实际电流、第二实际电压，以及所述第二支路的输入端的第三实际电流、第三实际电压和输出端的第四实际电流、第四实际电压；
将所述第一至第二阈值电压与所述第一至第四实际电压进行比较，以及将所述第一至第二阈值电流与所述第一至第四实际电流进行比较，判断所述第一支路和/或所述第二支路是否发生硬件故障；
当所述第一支路和/或所述第二支路发生硬件故障时，对发生硬件故障的所述第一支路和/或所述第二支路进行物理关断；对未发生硬件故障的所述第一支路或所述第二支路进行逻辑关断，以使所述第一支路和所述第二支路均进入暂时故障模式；
至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式，其中，退出所述暂时故障模式成功的所述第一支路和/或所述第二支路恢复正常模式；退出所述暂时故障模式失败的所述第一支路和/或所述第二支路进入永久故障模式。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述硬件故障包括：硬件损坏故障和非硬件损坏故障。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式的步骤包括：
第一步骤：设定一故障恢复的次数阈值；
第二步骤：分别获取所述第一支路的第一故障恢复次数和所述第二支路的第二故障恢复次数；
第三步骤：将所述第一故障恢复次数和所述第二故障恢复次数分别与所述次数阈值进行比较，若所述第一故障恢复次数和/或所述第二故障恢复次数小于或者等于所述次数阈值，则执行第四步骤；若所述第一故障恢复次数和所述第二故障恢复次数均大于所述次数阈值，则执行第七步骤；
第四步骤：尝试恢复所述第一支路和/或所述第二支路的正常运行，若成功恢复所述第一支路和/或所述第二支路的正常运行，则诊断所述暂时故障模式为非硬件损坏故障并执行第五步骤，同时所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复次数均累加1；若未成功恢复所述第一支路和/或所述第二支路的正常运行，则诊断所述暂时故障模式为硬件损坏故障并执行第七步骤；
第五步骤：监测所述第一至第四实际电压和所述第一至第四实际电流中任意一项或多项参数是否存在异常，其中，若所述第一至第四实际电压和所述第一至第四实际电流中任意一项或多项参数存在异常，则返回执行所述第二步骤；若所有参数均正常，则执行第六步骤；
第六步骤：所述第一支路和/或所述第二支路成功退出所述暂时故障模式，恢复所述正常模式，同时所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复次数清零；
第七步骤：所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式失败，进入所述永久故障模式。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，在所述第一支路或所述第二支路成功退出所述暂时故障模式，恢复所述正常模式之后，所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法还包括：
将所述DCDC变换模块中预设的最大期望输出功率的数值减半。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述第一支路包括：依次连接的第一输入侧开关单元、第一功率转化单元和第一输出侧开关单元；所述第二支路包括：依次连接的第二输入侧开关单元、第二功率转化单元和第二输出侧开关单元。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式包括：控制所述第一输入侧开关单元和所述第一输出侧开关单元闭合以及控制所述第一功率转化单元正常输出功率，和/或控制所述第二输入侧开关单元和所述第二输出侧开关单元闭合以及控制所述第二功率转化单元正常输出功率。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述对发生硬件故障的所述第一支路和/或所述第二支路进行物理关断包括：关断所述第一输入侧开关单元和所述第一输出侧开关单元以及关断所述第一功率转化单元，和/或关断所述第二输入侧开关单元和所述第二输出侧开关单元以及关断所述第二功率转化单元；
所述对未发生硬件故障的所述第一支路或所述第二支路进行逻辑关断包括：控制所述第一输入侧开关单元和所述第一输出侧开关单元断开以及控制所述第一功率转化单元停止输出功率，或控制所述第二输入侧开关单元和所述第二输出侧开关单元断开以及控制所述第二功率转化单元停止输出功率。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述将所述第一至第二阈值电压与所述第一至第四实际电压进行比较，以及将所述第一至第二阈值电流与所述第一至第四实际电流进行比较，判断所述第一支路和/或所述第二支路是否发生硬件故障的步骤包括：
将所述第一实际电流和所述第三实际电流与所述第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与所述第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与所述第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与所述第二阈值电压进行比较，若所述第一实际电流和/或所述第三实际电流大于所述第一阈值电压，或者，所述第一实际电压和/或所述第三实际电压大于所述第一阈值电压，则诊断所述第一支路发生硬件故障；若所述第二实际电流和/或所述第四实际电流大于所述第二阈值电流，或者，所述第二实际电压和/或所述第四实际电压大于所述第二阈值电压，则诊断所述第二支路发生硬件故障。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式的步骤中的所述第五步骤包括：
将所述第一实际电流和所述第三实际电流与所述第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与所述第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与所述第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与所述第二阈值电压进行比较，若所述第一实际电流和/或所述第三实际电流大于所述第一阈值电压，或者，所述第一实际电压和/或所述第三实际电压大于所述第一阈值电压，或者，所述第二实际电流和/或所述第四实际电流大于所述第二阈值电流，或者，所述第二实际电压和/或所述第四实际电压大于所述第二阈值电压，则返回执行所述第二步骤；若所述第一实际电流和所述第三实际电流小于或者等于所述第一阈值电压，以及，所述第一实际电压和所述第三实际电压小于或者等于所述第一阈值电压，以及，所述第二实际电流和所述第四实际电流小于或者等于所述第二阈值电流，以及，所述第二实际电压和所述第四实际电压小于或者等于所述第二阈值电压，则执行所述第六步骤。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，在所述第一支路和/或所述第二支路进入所述永久故障模式时，所述DCDC变换模块获取所述第一支路和/或所述第二支路的关断状态并反馈给VCU控制器；在所述第一支路和/或所述第二支路成功恢复所述正常模式时，所述DCDC变换模块获取所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复状态并反馈给VCU控制器。
可选的，在所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，所述DCDC变换模块还包括：第一瞬态电流抑制模块和第二瞬态电流抑制模块，所述第一瞬态电流抑制模块与并联的所述第一支路和所述第二支路的输入端连接，所述第二瞬态电流抑制模块与并联的所述第一支路和所述第二支路的输出端连接。
一方面，本申请实施例还提供了一种DCDC变换模块的硬件故障诊断装置，所述DCDC变换模块包括：并联的第一支路和第二支路；所述DCDC变换模块的硬件故障诊断装置包括：
采集单元，用于采集所述第一支路的输入端的第一实际电流、第一实际电压和输出端的第二实际电流、第二实际电压，以及所述第二支路的输入端的第三实际电流、第三实际电压和输出端的第四实际电流、第四实际电压；
过压过流保护单元，用于将所述第一至第二阈值电压与所述第一至第四实际电压进行比较，以及将所述第一至第二阈值电流与所述第一至第四实际电流进行比较，判断所述第一支路和/或所述第二支路是否发生硬件故障，若发生硬件故障，则向后级输出一故障信号；
控制单元，用于控制所述第一支路或所述第二支路的逻辑关断，以及至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式；
驱动单元，用于接收所述过压过流保护单元发出的故障信号，对发生硬件故障的所述第一支路和/或所述第二支路进行物理关断，以及接收所述控制单元发出的第一控制信号，对未发生硬件故障的所述第一支路或所述第二支路进行逻辑关断，以及接收所述控制单元发出的第二控制信号，至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式。
一方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行，以实现所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
本申请在DCDC变换模块设置并联的第一支路和第二支路，当其中一条支路或两条发生硬件故障时，首先物理关断发生硬件故障的支路，然后利用软件逻辑关断所有支路，最后再通过软件逻辑诊断故障以及恢复可修复的硬件故障支路和/或未发生硬件故障的支路，本申请的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法可以快速应对和恢复车辆启停系统的DCDC变换模块的硬件故障，保证了整车行驶安全，提高了硬件故障诊断的效率。
进一步的，本申请通过在DCDC变换模块设置并联的各自独立输出功率的第一支路和第二支路，两条支路可以共用一套控制系统，可以在其中一条支路发生硬件故障的情况下，另外一条未发生硬件故障的支路能够退出所述暂时故障模式并正常地维持功率输出，保证了整车行驶安全，同时也降低了DCDC变换模块的硬件成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的DCDC变换模块的电路示意图；
图2是本发明实施例的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法的流程图；
图3是本发明实施例的DCDC变换模块的硬件故障诊断装置的结构示意图；
其中，附图标记说明如下：
101-第一瞬态电流抑制模块，102-第二瞬态电流抑制模块；
10-第一支路，11-第一输入侧开关单元，12-第一功率转化单元，13-第一输出侧开关单元，14-第一滤波单元，15-第二滤波单元；
20-第二支路，21-第二输入侧开关单元，12-第二功率转化单元，13-第二输出侧开关单元，14-第三滤波单元，15-第四滤波单元。
201-DCDC变换模块，202-采集单元，203-过压过流保护单元，204-控制单元，205-驱动单元。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
首先，参考图1，图1是本发明实施例的DCDC变换模块的电路示意图，本申请实施例的DCDC变换模块为双向DCDC变换模块，所述DCDC变换模块包括：并联的第一支路10和第二支路20以及第一瞬态电流抑制模块101和第二瞬态电流抑制模块102，本实施例中，所述第一支路10和所述第二支路20可以完全相同。所述第一瞬态电流抑制模块101与并联的所述第一支路10和所述第二支路20的输入端连接，所述第二瞬态电流抑制模块102与并联的所述第一支路10和所述第二支路20的输出端连接。其中，所述第一支路10包括：依次连接的第一输入侧开关单元11、第一功率转化单元12和第一输出侧开关单元13，其中，第一输入侧开关单元11可以是一NMOS管N1，第一输出侧开关单元13可以是串联的两个NMOS管N31、N32，所述第一功率转化单元12包括并联的两路BUCK/BOOST电路以及分别位于并联的两路BUCK/BOOST电路两侧的两个储能单元C4、C5。同样的，所述第二支路20包括：依次连接的第二输入侧开关单元21、第二功率转化单元22和第二输出侧开关单元23，其中，第二输入侧开关单元21可以是一NMOS管N4，第二输出侧开关单元23可以是串联的两个NMOS管N61、N62，所述第二功率转化单元22包括并联的两路BUCK/BOOST电路以及分别位于并联的两路BUCK/BOOST电路两侧的两个储能单元C10、C11。在本实施例中，所述第一功率转化单元12和所述第二功率转化单元22中，并联的两路BUCK/BOOST电路两侧的储能单元中的电容并联的支路数可以根据实际情况而定，本实施例对此不做任何限定。所述第一功率转化单元12或所述第二功率转化单元22中，BUCK/BOOST电路的作用是电能调节，主要用于是将输入高压电能Battery1(例如48V)调节为低压电能(例如12V或5V等)输出，供后级用电系统使用，或者用于将低压电能(例如12V或5V等)调节为高压电能(例如48V)。后级Battery2相当于用电负载，对于后级系统来说是一个恒压系统也称为电源系统。多个BUCK/BOOST电路并联，是为了提高电源带载能力。
在本实施例中，所述第一瞬态电流抑制模块101包括：两个串联的瞬态二极管D1、D2，所述第二瞬态电流抑制模块102包括：两个串联的瞬态二极管D3、D4。
优选的，所述第一支路10还包括：第一滤波单元14和第二滤波单元15，所述第一滤波单元14包括：电容C3和电感L1，同样的，所述第二滤波单元15包括：电容C6和电感L4。
较佳的，所述第一支路10还包括：第一输入侧分流电阻R1和第一输出侧分流电阻R2。所述第一输入侧分流电阻R1串联在所述第一输入侧开关单元11和所述第一滤波单元14之间，所述第一输出侧分流电阻R2串联在所述第二滤波单元15和所述第一输出侧开关单元13之间。
从图1可以看出，本申请实施例的DCDC变换模块中，所述第一瞬态电流抑制模块101、所述第二瞬态电流抑制模块102以及一些滤波电容C1、C2、C7、C8均是所述第一支路10和所述第二支路20正常工作时共用的，并且共用一套控制系统(单元)，这样可以降低所述DCDC变换模块硬件成本。
进一步的，所述DCDC变换模块还可以包括：位于Battery2侧的漏电分流电阻R5。
参考图2，图2是本发明实施例的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法的流程图，基于本申请实施例的DCDC变换模块，本申请实施例提供了一种DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，包括：
S10：设定第一阈值电流、第二阈值电流、第一阈值电压和第二阈值电压。
S20：采集所述第一支路10的输入端的第一实际电流、第一实际电压和输出端的第二实际电流、第二实际电压，以及所述第二支路的输入端的第三实际电流、第三实际电压和输出端的第四实际电流、第四实际电压。具体的，所述第一支路10中，在所述第一输入侧开关单元11和所述第一输入侧分流电阻R1之间采集所述第一实际电压，利用所述第一输入侧分流电阻R1采集第一实际电流，利用所述第一输出侧分流电阻R2采集第二实际电流，在所述第一输出侧分流电阻R2和所述第一输出侧开关单元13之间采集第二实际电压；所述第二支路20中，在所述第二输入侧开关单元21和所述第二输入侧分流电阻R3之间采集所述第三实际电压，利用所述第二输入侧分流电阻R3采集第三实际电流，利用所述第二输出侧分流电阻R4采集第四实际电流，在所述第二输出侧分流电阻R4和所述第二输出侧开关单元23之间采集第四实际电压。
S30：将所述第一实际电流和所述第三实际电流与所述第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与所述第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与所述第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与所述第二阈值电压进行比较，若所述第一实际电流和/或所述第三实际电流大于所述第一阈值电压，或者，所述第一实际电压和/或所述第三实际电压大于所述第一阈值电压，则诊断所述第一支路10发生硬件故障；若所述第二实际电流和/或所述第四实际电流大于所述第二阈值电流，或者，所述第二实际电压和/或所述第四实际电压大于所述第二阈值电压，则诊断所述第二支路20发生硬件故障。具体的，所述硬件故障包括：硬件损坏故障和非硬件损坏故障。
S40：当所述第一支路10和/或所述第二支路20发生硬件故障时，对发生硬件故障的所述第一支路10和/或所述第二支路20进行物理关断；对未发生硬件故障的所述第一支路10或所述第二支路20进行逻辑关断，以使所述第一支路10和所述第二支路20均进入暂时故障模式。具体的，如果仅有一个支路发生故障，那么需要对发生硬件故障的所述第一支路10或所述第二支路20进行物理关断。如果所述第一支路10发生硬件故障，对发生硬件故障的所述第一支路10进行物理关断的操作可以包括：关断所述第一输入侧开关单元11和所述第一输出侧开关单元13以及关断所述第一功率转化单元12。同样的，如果所述第二支路20发生硬件故障，对发生硬件故障的所述第二支路20进行物理关断的操作可以包括：关断所述第二输入侧开关单元21和所述第二输出侧开关单元23以及关断所述第二功率转化单元22。再者，如果两路都发生硬件故障，那么需要对发生硬件故障的所述第一支路10和所述第二支路20同时进行物理关断，同时进行物理关断的操作可以包括：关断所述第一输入侧开关单元11和所述第一输出侧开关单元13以及关断所述第一功率转化单元12以及关断所述第二输入侧开关单元21和所述第二输出侧开关单元23以及关断所述第二功率转化单元22。
进一步的，如果仅有一个支路发生硬件故障，那么需要对未发生硬件故障的所述第一支路10或所述第二支路20进行逻辑关断。具体的，如果所述第一支路10未发生硬件故障，对未发生硬件故障的所述第一支路10进行逻辑关断的操作可以包括：控制所述第一输入侧开关单元11和所述第一输出侧开关单元13断开以及控制所述第一功率转化单元12停止输出功率。同样的，如果所述第二支路20未发生硬件故障，对未发生硬件故障的所述第二支路20进行逻辑关断的操作可以包括：控制所述第二输入侧开关单元21和所述第二输出侧开关单元23断开以及控制所述第二功率转化单元22停止输出功率。
所述暂时故障模式与所述硬件故障对应，所以所述暂时故障模式可以是硬件损坏故障，或者是非硬件损坏故障。
S50：至少一次控制所述第一支路10和/或所述第二支路20退出所述暂时故障模式，其中，退出所述暂时故障模式成功的所述第一支路10和/或所述第二支路20恢复正常模式；退出所述暂时故障模式失败的所述第一支路10和/或所述第二支路20进入永久故障模式。具体的，所述控制所述第一支路10和/或所述第二支路20退出所述暂时故障模式包括：控制所述第一输入侧开关单元11和所述第一输出侧开关单元13闭合、控制所述第一功率转化单元12正常输出功率，和/或控制所述第二输入侧开关单元21和所述第二输出侧开关单元23闭合、控制所述第二功率转化单元22正常输出功率。
进一步的，步骤S50中，所述至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式的步骤具体可以包括：
第一步骤：设定一故障恢复的次数阈值；
第二步骤：分别获取所述第一支路10的第一故障恢复次数和所述第二支路20的第二故障恢复次数；
第三步骤：将所述第一故障恢复次数和所述第二故障恢复次数分别与所述次数阈值进行比较，若所述第一故障恢复次数和/或所述第二故障恢复次数小于或者等于所述次数阈值，则执行第四步骤；若所述第一故障恢复次数和所述第二故障恢复次数均大于所述次数阈值，则执行第七步骤；
第四步骤：逻辑控制所述第一支路10和/或所述第二支路20退出所述暂时故障模式(具体可以包括控制所述第一输入侧开关单元11和所述第一输出侧开关单元13闭合、控制所述第一功率转化单元12正常输出功率，和/或控制所述第二输入侧开关单元21和所述第二输出侧开关单元23闭合、控制所述第二功率转化单元22正常输出功率)，以恢复所述第一支路10和/或所述第二支路20的正常运行，若成功恢复所述第一支路10和/或所述第二支路20的正常运行(成功退出所述暂时故障模式)，则诊断所述暂时故障模式为非硬件损坏故障并执行第五步骤，同时所述第一支路10和/或所述第二支路20的故障恢复次数均累加1；若未成功恢复所述第一支路10和/或所述第二支路20的正常运行(未成功退出所述暂时故障模式)，则诊断所述暂时故障模式为硬件损坏故障并执行第七步骤；
第五步骤：将所述第一实际电流和所述第三实际电流与所述第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与所述第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与所述第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与所述第二阈值电压进行比较，若所述第一实际电流和/或所述第三实际电流大于所述第一阈值电压，或者，所述第一实际电压和/或所述第三实际电压大于所述第一阈值电压，或者，所述第二实际电流和/或所述第四实际电流大于所述第二阈值电流，或者，所述第二实际电压和/或所述第四实际电压大于所述第二阈值电压，则返回执行所述第二步骤；若所述第一实际电流和所述第三实际电流小于或者等于所述第一阈值电压，以及，所述第一实际电压和所述第三实际电压小于或者等于所述第一阈值电压，以及，所述第二实际电流和所述第四实际电流小于或者等于所述第二阈值电流，以及，所述第二实际电压和所述第四实际电压小于或者等于所述第二阈值电压，则执行所述第六步骤；
第六步骤：所述第一支路10和/或所述第二支路20成功退出所述暂时故障模式，恢复所述正常模式，同时所述第一支路10和/或所述第二支路20的故障恢复次数清零；
第七步骤：所述第一支路10和/或所述第二支路20退出所述暂时故障模式失败，进入所述永久故障模式。
在本实施例中，在上述的至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式的步骤中，已成功退出所述暂时故障模式的所述第一支路10或所述第二支路20便不再继续执行恢复故障的操作，直接进入正常工作，正常输出功率。
较佳的，在所述第一支路10或所述第二支路20成功退出所述暂时故障模式，恢复所述正常模式之后，所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法还包括：将所述DCDC变换模块中预设的最大期望输出功率的数值减半。
本申请实施例的DCDC变换模块中的两路(第一支路10和第二支路20)功率输出相对独立，并且两路有着相同的功率转化单元(第一功率转化单元12和第二功率转化单元22)，如图1所示。第一支路10和第二支路20共享同一个输入电压源，但是具有独立的电压和电流采样电路，将输出进行并联，这样在正常工况下，每路的输出功率是总输出功率的一半。在异常工况下(任意一路由于故障而无法输出)，非故障路可以正常输出，但最大输出功率是总输出最大功率的一半。
本申请实施例的DCDC变换模块中拓扑相对传统方案(二)不需要增加更多的硬件成本，由于两路是相对独立而非完全独立，因此只需要将原来单路输出的拓扑拆分为二，虽然增加了一些外部电路和控制开关，但只需要一个控制单元进行控制，变相地降低了硬件成本。
本申请提供的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法中，两路的故障诊断相对独立。两路有着相同的开关单元(第一输入侧开关单元11、第一输出侧开关单元13和第二输入侧开关单元21、第二输出侧开关单元23)。两路的输入和输出端分别有对应的开关单元进行控制，如图1中第一支路10的N1/N31/N32和第二支路20中的N4/N61/N62，两路安全开关进行独立控制，即当任意路发生硬件故障时，发生硬件故障的这一路的输入侧、输出侧开关单元会被断开，正常路的输入侧、输出侧开关单元仍处于闭合状态。本申请的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法可以快速应对和恢复车辆启停系统的DCDC变换模块的硬件故障，保证了整车行驶安全，提高了硬件故障诊断的效率。
优选的，在所述第一支路和/或所述第二支路进入所述永久故障模式时，所述DCDC变换模块获取所述第一支路和/或所述第二支路的关断状态并反馈给VCU控制器；在所述第一支路和/或所述第二支路成功恢复所述正常模式时，所述DCDC变换模块获取所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复状态并反馈给VCU控制器，使VCU控制器可以根据实际情况进行输出功率限制等操作，同时也可以结合故障状态进行快速准确的故障定位和器件维修。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种DCDC变换模块的硬件故障诊断装置，请参考图3，图3是本发明实施例的DCDC变换模块的硬件故障诊断装置的结构示意图，所述DCDC变换模块201包括：并联的第一支路10和第二支路20；所述DCDC变换模块的硬件故障诊断装置包括：
采集单元202，用于采集所述第一支路10的输入端的第一实际电流、第一实际电压和输出端的第二实际电流、第二实际电压，以及所述第二支路20的输入端的第三实际电流、第三实际电压和输出端的第四实际电流、第四实际电压；
过压过流保护单元203，用于将所述第一至第二阈值电压与所述第一至第四实际电压进行比较，以及将所述第一至第二阈值电流与所述第一至第四实际电流进行比较，判断所述第一支路10和/或所述第二支路20是否发生硬件故障，若发生硬件故障，则向后级输出一故障信号；
控制单元204，用于控制所述第一支路10或所述第二支路20的逻辑关断，以及至少一次控制所述第一支路10和/或所述第二支路20退出所述暂时故障模式；
驱动单元205，用于接收所述过压过流保护单元203发出的故障信号，对发生硬件故障的所述第一支路10和/或所述第二支路20进行物理关断，以及接收所述控制单元204发出的第一控制信号，对未发生硬件故障的所述第一支路10或所述第二支路20进行逻辑关断，以及接收所述控制单元204发出的第二控制信号，至少一次控制所述第一支路10和/或所述第二支路20退出所述暂时故障模式。也就是说，所述驱动单元205可以接收所述第一控制信号、所述第二控制信号，并给所述第一支路10和/或所述第二支路20发送关断/开启控制信号。
一方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行，以实现所述DCDC变换模块的硬件故障诊断方法。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述DCDC变换模块包括：并联的第一支路和第二支路；所述DCDC变换模块的硬件故障诊断方法包括：
设定第一阈值电流、第二阈值电流、第一阈值电压和第二阈值电压；
采集所述第一支路的输入端的第一实际电流、第一实际电压和输出端的第二实际电流、第二实际电压，以及所述第二支路的输入端的第三实际电流、第三实际电压和输出端的第四实际电流、第四实际电压；
将所述第一实际电流和所述第三实际电流与所述第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与所述第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与所述第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与所述第二阈值电压进行比较，若所述第一实际电流和/或所述第三实际电流大于所述第一阈值电流，或者，所述第一实际电压和/或所述第三实际电压大于所述第一阈值电压，则诊断所述第一支路发生硬件故障；若所述第二实际电流和/或所述第四实际电流大于所述第二阈值电流，或者，所述第二实际电压和/或所述第四实际电压大于所述第二阈值电压，则诊断所述第二支路发生硬件故障；
当所述第一支路和/或所述第二支路发生硬件故障时，对发生硬件故障的所述第一支路和/或所述第二支路进行物理关断；对未发生硬件故障的所述第一支路或所述第二支路进行逻辑关断，以使所述第一支路和所述第二支路均进入暂时故障模式；
至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式，其中，退出所述暂时故障模式成功的所述第一支路和/或所述第二支路恢复正常模式；退出所述暂时故障模式失败的所述第一支路和/或所述第二支路进入永久故障模式。
2.根据权利要求1所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述硬件故障包括：硬件损坏故障和非硬件损坏故障。
3.根据权利要求2所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式的步骤包括：
第一步骤：设定一故障恢复的次数阈值；
第二步骤：分别获取所述第一支路的第一故障恢复次数和所述第二支路的第二故障恢复次数；
第三步骤：将所述第一故障恢复次数和所述第二故障恢复次数分别与所述次数阈值进行比较，若所述第一故障恢复次数和/或所述第二故障恢复次数小于或者等于所述次数阈值，则执行第四步骤；若所述第一故障恢复次数和所述第二故障恢复次数均大于所述次数阈值，则执行第七步骤；
第四步骤：尝试恢复所述第一支路和/或所述第二支路的正常运行，若成功恢复所述第一支路和/或所述第二支路的正常运行，则诊断所述暂时故障模式为非硬件损坏故障并执行第五步骤，同时所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复次数均累加1；若未成功恢复所述第一支路和/或所述第二支路的正常运行，则诊断所述暂时故障模式为硬件损坏故障并执行第七步骤；
第五步骤：监测所述第一至第四实际电压和所述第一至第四实际电流中任意一项或多项参数是否存在异常，其中，若所述第一至第四实际电压和所述第一至第四实际电流中任意一项或多项参数存在异常，则返回执行所述第二步骤；若所有参数均正常，则执行第六步骤；
第六步骤：所述第一支路和/或所述第二支路成功退出所述暂时故障模式，恢复所述正常模式，同时所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复次数清零；
第七步骤：所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式失败，进入所述永久故障模式。
4.根据权利要求1所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，在所述第一支路或所述第二支路成功退出所述暂时故障模式，恢复所述正常模式之后，所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法还包括：
将所述DCDC变换模块中预设的最大期望输出功率的数值减半。
5.根据权利要求1所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述第一支路包括：依次连接的第一输入侧开关单元、第一功率转化单元和第一输出侧开关单元；所述第二支路包括：依次连接的第二输入侧开关单元、第二功率转化单元和第二输出侧开关单元。
6.根据权利要求5所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式包括：控制所述第一输入侧开关单元和所述第一输出侧开关单元闭合以及控制所述第一功率转化单元正常输出功率，和/或控制所述第二输入侧开关单元和所述第二输出侧开关单元闭合以及控制所述第二功率转化单元正常输出功率。
7.根据权利要求5所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述对发生硬件故障的所述第一支路和/或所述第二支路进行物理关断包括：关断所述第一输入侧开关单元和所述第一输出侧开关单元以及关断所述第一功率转化单元，和/或关断所述第二输入侧开关单元和所述第二输出侧开关单元以及关断所述第二功率转化单元；
所述对未发生硬件故障的所述第一支路或所述第二支路进行逻辑关断包括：控制所述第一输入侧开关单元和所述第一输出侧开关单元断开以及控制所述第一功率转化单元停止输出功率，或控制所述第二输入侧开关单元和所述第二输出侧开关单元断开以及控制所述第二功率转化单元停止输出功率。
8.根据权利要求3所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式的步骤中的所述第五步骤包括：
将所述第一实际电流和所述第三实际电流与所述第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与所述第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与所述第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与所述第二阈值电压进行比较，若所述第一实际电流和/或所述第三实际电流大于所述第一阈值电流，或者，所述第一实际电压和/或所述第三实际电压大于所述第一阈值电压，或者，所述第二实际电流和/或所述第四实际电流大于所述第二阈值电流，或者，所述第二实际电压和/或所述第四实际电压大于所述第二阈值电压，则返回执行所述第二步骤；若所述第一实际电流和所述第三实际电流小于或者等于所述第一阈值电流，以及，所述第一实际电压和所述第三实际电压小于或者等于所述第一阈值电压，以及，所述第二实际电流和所述第四实际电流小于或者等于所述第二阈值电流，以及，所述第二实际电压和所述第四实际电压小于或者等于所述第二阈值电压，则执行所述第六步骤。
9.根据权利要求1所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，在所述第一支路和/或所述第二支路进入所述永久故障模式时，所述DCDC变换模块获取所述第一支路和/或所述第二支路的关断状态并反馈给VCU控制器；在所述第一支路和/或所述第二支路成功恢复所述正常模式时，所述DCDC变换模块获取所述第一支路和/或所述第二支路的故障恢复状态并反馈给VCU控制器。
10.根据权利要求1所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法，其特征在于，所述DCDC变换模块还包括：第一瞬态电流抑制模块和第二瞬态电流抑制模块，所述第一瞬态电流抑制模块与并联的所述第一支路和所述第二支路的输入端连接，所述第二瞬态电流抑制模块与并联的所述第一支路和所述第二支路的输出端连接。
11.一种DCDC变换模块的硬件故障诊断装置，其特征在于，所述DCDC变换模块包括：并联的第一支路和第二支路；所述DCDC变换模块的硬件故障诊断装置包括：
采集单元，用于采集所述第一支路的输入端的第一实际电流、第一实际电压和输出端的第二实际电流、第二实际电压，以及所述第二支路的输入端的第三实际电流、第三实际电压和输出端的第四实际电流、第四实际电压；
过压过流保护单元，用于将所述第一实际电流和所述第三实际电流与第一阈值电流进行比较、将所述第二实际电流和所述第四实际电流与第二阈值电流进行比较、将所述第一实际电压和所述第三实际电压与第一阈值电压进行比较以及将所述第二实际电压和所述第四实际电压与第二阈值电压进行比较，判断所述第一支路和/或所述第二支路是否发生硬件故障，若发生硬件故障，则向后级输出一故障信号；
控制单元，用于控制所述第一支路或所述第二支路的逻辑关断，以及至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出暂时故障模式；
驱动单元，用于接收所述过压过流保护单元发出的故障信号，对发生硬件故障的所述第一支路和/或所述第二支路进行物理关断，以及接收所述控制单元发出的第一控制信号，对未发生硬件故障的所述第一支路或所述第二支路进行逻辑关断，以及接收所述控制单元发出的第二控制信号，至少一次控制所述第一支路和/或所述第二支路退出所述暂时故障模式。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行，以实现如权利要求1至10中任一项所述的DCDC变换模块的硬件故障诊断方法。
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