[发明专利]一种基于改进马氏距离的转向盘转角传感器故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于改进马氏距离的转向盘转角传感器故障诊断方法，包括步骤如下：1）获取车辆的横向速度、纵向速度、横摆角速度的信息；2）建立扩展卡尔曼滤波器模型求解车辆的转向盘转角估计值，以车载转向盘转角传感器的测量值作为扩展卡尔曼滤波器模型的观测量；3）以改进的马氏距离作为诊断依据，基于扩展卡尔曼滤波器模型的计算过程量，建立转向盘转角传感器故障诊断模型，实现对转向盘转角传感器完好性的检测，同时检测转向盘转角传感器测量精度是否满足当前车速的要求。本发明解决了现有的车辆行驶过程中对于转向盘转角传感器的实时诊断技术缺失的问题。

技术领域

本发明属于线控转向技术领域，尤其涉及一种基于改进马氏距离的转向盘转角传感器故障诊断方法。

背景技术

随着智能车的发展，线控转向系统取代传统机械连接式转向系统，成为智能车不可缺少的一部分。线控转向系统通过转向盘转角传感器采集驾驶员转动转向盘的角度信号，结合车辆当前行驶速度、横摆角速度等信息，计算车辆前轮转角，进而控制转向电机驱动转向轮转动，实施转向动作。

然而，转向盘转角传感器作为线控转向系统转向角度大小的计算依据，其工作的可靠性与精确性，对于车辆行驶的安全性至关重要。当转向盘转角传感器发生故障或传感器测量精度较低时，必然会导致线控转向系统不能按照驾驶员的驾驶意图实施转向动作，这很容易引起安全事故，因此，实时检测转向盘转角传感器的完好性及精确性，将大大提高线控转向系统工作的可靠性和鲁棒性。

目前针对转向盘转角传感器的检测方法多为停机检测，车辆行驶过程中也只能针对转向盘转角传感器是否可以输出转向盘转角信号进行检测，无法针对转向盘转角传感器的测量精度进行检测。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于改进马氏距离的转向盘转角传感器故障诊断方法，以解决现有的车辆行驶过程中对于转向盘转角传感器的实时诊断技术缺失的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种基于改进马氏距离的转向盘转角传感器故障诊断方法，包括步骤如下：

1)获取车辆的横向速度v、纵向速度u、横摆角速度w_r的信息；

2)建立扩展卡尔曼滤波器模型求解车辆的转向盘转角估计值δ_f(k)，以车载转向盘转角传感器的测量值δ_fm(k)作为扩展卡尔曼滤波器模型的观测量；

3)以改进的马氏距离作为诊断依据，基于扩展卡尔曼滤波器模型的计算过程量δ_fm(k),δ_f(k,k-1),P(k,k-1),R(k)，建立转向盘转角传感器故障诊断模型，实现对转向盘转角传感器完好性的检测，同时检测转向盘转角传感器测量精度是否满足当前车速V的要求。

进一步的，所述步骤2)中建立扩展卡尔曼滤波器模型具体如下：

21)选取k时刻的扩展卡尔曼滤波器模型的状态变量为：

式中：δ_f(k)表示k时刻的转向盘转角，ν(k)表示k时刻的车辆横向速度；

k时刻的扩展卡尔曼滤波器模型的输入变量为：

式中：w_r(k)表示k时刻的车辆横摆角速度，w_r(k-1)表示k-1时刻的车辆横摆角速度，u(k)表示k时刻的车辆纵向速度；

22)k时刻的扩展卡尔曼滤波器模型的状态方程表示为：

X(k)＝f(X(k-1),U(k-1),W_v(k-1),γ_v(k-1)) (3)