一種滑板車的控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及滑板車的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種滑板車的控制系統(tǒng)及其控制方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電動(dòng)體感車開始悄悄盛行起來(lái)，電動(dòng)體感車不再是特殊人群的專用工具，所 有人都可以享有。在體感車市場(chǎng)上，滑板車選用的主控芯片數(shù)據(jù)處理能力較低，而且由于控 制算法簡(jiǎn)單，甚至有一些采用開環(huán)控制方法，導(dǎo)致滑板車控制的穩(wěn)定可靠性低，并且在軟件 控制程序中考慮因素不全，保護(hù)程序不全面，嚴(yán)重影響駕駛?cè)说陌踩?。而且很多滑板車廠家 在采集車輛的傾斜角度時(shí)僅僅依靠陀螺儀或加速度計(jì)進(jìn)行采集，沒(méi)有采用陀螺儀和加速度 計(jì)的數(shù)據(jù)融合處理技術(shù)，這樣由于車輛的振動(dòng)等原因，導(dǎo)致傾角測(cè)量精度低，進(jìn)而導(dǎo)致控制 穩(wěn)定性及可靠性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的首要目的在于提供一種能夠精確判斷滑板車的側(cè)傾角度、控制更加穩(wěn)定 可靠、行駛更加安全的滑板車的控制系統(tǒng)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種滑板車的控制系統(tǒng)，包括用于 檢測(cè)滑板車姿態(tài)信息的姿態(tài)檢測(cè)電路、用于檢測(cè)直流無(wú)刷電機(jī)A相和C相電流的電流采樣 電路以及用于檢測(cè)電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路中M0S管溫度的溫度傳感器，姿態(tài)檢測(cè)電路的輸出端 與主控制器的第一輸入端相連，溫度傳感器通過(guò)溫度檢測(cè)電路與主控制器的第二輸入端相 連，電流采樣電路的輸出端與主控制器的第三輸入端相連，主控制器的第一輸出端通過(guò)電 機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路與直流無(wú)刷電機(jī)的輸入端相連，所述主控制器的第二輸出端與報(bào)警電路的 輸入端相連，所述主控制器采用STM32F103C8T6芯片。
[0005] 所述直流無(wú)刷電機(jī)采用輪轂電機(jī)，溫度傳感器、姿態(tài)檢測(cè)電路、主控制器、溫度檢 測(cè)電路、電流采樣電路、電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路和報(bào)警電路均焊接在控制電路板上，控制電路板 嵌入在滑板車左踏板的下方，電池嵌入在滑板車右踏板的下方。
[0006] 所述溫度檢測(cè)電路包括接插頭CN601、電阻R1、電阻R2和電容C1，接插頭CN601的 2腳接+5V電壓Power_5v，接插頭CN601的1腳分別與電阻R1、電阻R2的一端相連，電阻 R2的另一端分別與STM32F103C8T6芯片的10腳、電容C1的一端相連，電阻R1、電容C1共 地；所述溫度傳感器的兩端與接插頭CN601相連。
[0007] 所述姿態(tài)檢測(cè)電路包括姿態(tài)檢測(cè)傳感器，姿態(tài)檢測(cè)傳感器采用MPU6050芯片，其1 腳接地，其8腳分別接3. 3V電源、電容C2、電容C3、電阻R4、電阻R5的一端，電容C2、電容 C3的另一端均接地，電阻R4的另一端接MPU6050芯片的24腳，電阻R5的另一端接MPU6050 芯片的23腳，MPU6050芯片的9腳與電阻R3的一端相連，MPU6050芯片的20腳與電容C5 的一端相連，電阻R3與電容C5共地，MPU6050芯片的10腳通過(guò)電容C4接地，MPU6050芯片 的11腳、18腳接地，MPU6050芯片的24腳與STM32F103C8T6芯片的43腳相連，MPU6050芯 片的23腳與STM32F103C8T6芯片的42腳相連，MPU6050芯片的13腳接3. 3V電源。
[0008] 所述電流采樣電路包括用于檢測(cè)直流無(wú)刷電機(jī)A相電流的第一電流采樣電路以 及用于檢測(cè)直流無(wú)刷電機(jī)C相電流的第二電流采樣電路，第一電流采樣電路包括第一電流 傳感器，第一電流傳感器采用ACS709LLFTR芯片，其1、2、3、4、5、6腳與電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路的 A相輸出信號(hào)MA相連，其7、8、9、10、11、12腳經(jīng)二極管D15接地，同時(shí)引出接插頭JP2連接 直流無(wú)刷電機(jī)的A相線；所述ACS709LLFTR芯片的P+引腳與P-引腳之間通過(guò)電阻R6相連， ACS709LLFTR芯片的16腳為電壓參考輸出引腳，通過(guò)電容C6接地；ACS709LLFTR芯片的17 腳為過(guò)濾引腳，通過(guò)電容C7接地；ACS709LLFTR芯片的18腳為信號(hào)輸出引腳，與電阻R7的 一端的相連，電阻R7的另一端作為A相電流輸出，連接STM32F103C8T6芯片的13腳，并分 別通過(guò)電阻R8、電容C8接地，電阻R8和電容C8并聯(lián)；ACS709LLFTR芯片的20腳通過(guò)電容 C9接地。
[0009] 所述報(bào)警電路包括用于連接蜂鳴器的接插頭J2,其2腳與電阻R9的一端相連，電 阻R9的另一端與電阻R10的一端相連，電阻R10的另一端與電池的正極相連，二極管D2跨 接在接插頭J2的1腳和2腳上，二極管D2的陰極接接插頭J2的2腳，二極管D2的陽(yáng)極接 接插頭J2的1腳，三極管Q1的集電極接接插頭J2的1腳，三極管Q1的基極分別與電阻 R11、電阻R12的一端相連，電阻R11的另一端接STM32F103C8T6芯片的29腳，電阻R12的 另一端與三極管Q1的發(fā)射極共地。
[0010] 所述電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路包括第一電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路、第二電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路和第 三電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路，所述第一電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路包括半橋功率放大芯片IC1，其1腳為邏 輯輸入，通過(guò)電阻R13與STM32F103C8T6芯片的19腳相連；其2腳為關(guān)斷邏輯輸入，通過(guò)電 阻R14與STM32F103C8T6芯片的21腳相連；其3腳為低側(cè)回流公共端，接地；其4腳為低側(cè) 柵極激勵(lì)輸出端，與二極管D5的陰極相連，電阻R16與二極管D5并聯(lián)，二極管D5的陽(yáng)極分 別與電阻R18、電容C13、M0S管Q3的柵極相連，電阻R18、電容C13、M0S管Q3的源極共地， M0S管Q3的漏極與M0S管Q2的源極相連，并引出信號(hào)線MA接電流采樣電路的信號(hào)輸入端； 其5腳為芯片供電端，與12V電壓連接，并通過(guò)電容C10接地；其6腳為高側(cè)懸浮供電回流 端，分別與電容C11、電阻R17、電容C12的一端相連，電容C11的另一端分別與半橋功率放 大芯片IC1的8腳、二極管D3的陰極相連，二極管D3的陽(yáng)極接12V電壓，電阻R17與電容 C12并聯(lián)，該并聯(lián)端與二極管D4的陽(yáng)極相連，二極管D4的陰極與半橋功率放大芯片IC1的 7腳相連，電阻R15與二極管D4并聯(lián)，M0S管Q2的柵極接在電容C12和電阻R17之間，M0S 管Q3的柵極接在電容C13和電阻R18之間，M0S管Q2的漏極通過(guò)60V電壓供電；其7腳為 高側(cè)柵極激勵(lì)輸出端，其8腳為高側(cè)懸浮供電端，M0S管Q2的漏極通過(guò)接插頭JP1與60V電 源正極連接，引入60V電源電壓；所述半橋功率放大芯片IC1采用ir2148芯片。
[0011] 所述第二電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路包括半橋功率放大芯片IC2,其1腳為邏輯輸入，通 過(guò)電阻R19與STM32F103C8T6芯片的18腳相連；其2腳為關(guān)斷邏輯輸入，通過(guò)電阻R20與 STM32F103C8T6芯片的20腳相連；其3腳為低側(cè)回流公共端，接地；其4腳為低側(cè)柵極激勵(lì) 輸出端，與二極管D8的陰極相連，電阻R22與二極管D8并聯(lián)，二極管D8的陽(yáng)極分別與電阻 R24、電容C17、M0S管Q5的柵極相連，電阻R24、電容C17、M0S管Q5的源極共地，M0S管Q5 的漏極與M0S管Q4的源極相連，并引出信號(hào)線Μ0Τ0Β分別接插頭JP3和二極管D12的陰 極，二極管D12的陽(yáng)極接地；其5腳為芯片供電端，與12V電壓連接，并通過(guò)電容C14接地； 其6腳為高側(cè)懸浮供電回流端，分別與電容C15、電阻R23、電容C16的一端相連，電容C15 的另一端分別與半橋功率放大芯片IC2的8腳、二極管D6的陰極相連，二極管D6的陽(yáng)極接 12V電壓，電阻R23與電容C16并聯(lián)，該并聯(lián)端與二極管D7的陽(yáng)極相連，二極管D7的陰極 與半橋功率放大芯片IC2的7腳相連，電阻R21與二極管D7并聯(lián)，MOS管Q4的柵極接在電 容C16和電阻R23之間，MOS管Q5的柵極接在電容C17和電阻R24之間，MOS管Q5的漏極 通過(guò)60V電壓供電；其7腳為高側(cè)柵極激勵(lì)輸出端，其8腳為高側(cè)懸浮供電端，MOS管Q5的 漏極通過(guò)接插頭JP3與60V電源正極連接，引入60V電源電壓；所述半橋功率放大芯片IC2 采用ir2148芯片。
[0012] 所述第三電機(jī)矢量驅(qū)動(dòng)電路包括半橋功率放大芯片IC3,其1腳為邏輯輸入，通 過(guò)電阻R25與STM32F103C8T6芯片的16腳相連；其2腳為關(guān)斷邏輯輸入，通過(guò)電阻R26與 STM32F103C8T6芯片的15腳相連；其3腳為低側(cè)回流公共端，接地；其4腳為低側(cè)柵極激勵(lì) 輸出端，與二極管D11的陰極相連，電阻R28與二極管D11并聯(lián)，二極管D11的陽(yáng)極分別與 電阻R30、電容C21、M0S管Q7的柵極相連，電阻R30、電容C21共地，M0S管Q7的源極接地， M0S管Q7的漏極與M0S管Q6的源極相連，并引出信號(hào)線MC接電流采樣電路的信號(hào)輸入端； 其5腳為芯片供電端，與12V電壓連接，并通過(guò)電容C18接地；其6腳為高