汽车主动悬架传感器故障检测与隔离研究

杨柳青^1,2，陈无畏¹，张卫华¹，汪洪波¹

1. 合肥工业大学机械与汽车工程学院2. 安徽交通职业技术学院汽车与机械工程系

摘 要：针对汽车主动悬架(Active Suspension System,ASS)传感器卡死、增益变化、恒偏差常见故障,提出一种故障检测与隔离方法(Fault Detection and Isolation,FDI)。建立主动悬架4自由度半车模型和传感器故障时故障悬架模型,在利用故障检测滤波器获得主动悬架输出残差的基础上,设计故障检测指标,计算故障检测指标实时值并于阈值比较,实现传感器故障定量化检测。利用Kalman滤波器组获得主动悬架状态估计信息,选取合适二级决策变量构造故障隔离决策函数,根据决策函数对故障响应敏感情况隔离故障传感器。Matlab/Simulink仿真实验结果与分析表明:故障检测指标实时值大于等于阈值0.5时,可定量化检测出主动悬架传感器故障;同时,相对其他二级决策变量出现明显大幅跳跃性波动的二级决策变量,对应传感器被隔离为故障传感器。该方法能有效实现汽车主动悬架传感器故障检测与隔离,优化悬架设计,提高车辆控制可靠性和使用安全性。

关键词：汽车主动悬架;传感器故障;检测指标;决策函数;检测与隔离;