传感器、横向加速度传感器、前通道电机转子位置传感器的输出端相连，前通道控制单元的 输出端与前通道无刷直流电机的输入端相连，前通道无刷直流电机输出转矩信号至前通道 稳定杆；所述后通道控制单元的输入端与后通道电机转子位置传感器的输出端相连，后通 道控制单元的输出端与后通道无刷直流电机的输入端相连，后通道无刷直流电机输出转矩 信号至后通道稳定杆。
2. 根据权利要求1所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所述前 通道控制单元由车速信号处理电路、横向加速度信号处理电路、前通道电机转子位置信号 处理电路、前通道主控芯片和前通道电机驱动及过流保护电路组成；所述前通道主控芯片 的输入端分别与车速信号处理电路、横向加速度信号处理电路、前通道电机转子位置信号 处理电路的输出端相连，车速信号处理电路的输入端与车速传感器的输出端相连，横向加 速度信号处理电路的输入端与横向加速度传感器的输出端相连，前通道电机转子位置信号 处理电路的输入端与前通道电机转子位置传感器的输出端相连；前通道主控芯片的输出端 与前通道电机驱动及过流保护电路的输入端相连，前通道电机驱动及过流保护电路的输出 端与前通道无刷直流电机的输入端相连；所述前通道主控芯片采用单片机MCF52259及其 外围电路。
3. 根据权利要求1所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所述后 通道控制单元由后通道电机转子位置信号处理电路、后通道主控芯片和后通道电机驱动及 过流保护电路组成；所述后通道主控芯片的输入端与后通道电机转子位置信号处理电路的 输出端相连，后通道电机转子位置信号处理电路的输入端与后通道电机转子位置传感器的 输出端相连；所述后通道主控芯片的输出端与后通道电机驱动及过流保护电路的输入端相 连，后通道电机驱动及过流保护电路的输出端与后通道无刷直流电机的输入端相连；所述 后通道主控芯片采用单片机MCF52259及其外围电路。
4. 根据权利要求2所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所述车 速信号处理电路包括由电阻R201和电阻R202串联组成的第一分压电路，电阻R201的一端 与车速传感器的输出端相连，电阻R201的另一端通过由电阻R203和电容C201组成的一阶 有源低通滤波器与运放U4A的正相输入端相连，运放U4A的反相输入端与其输出端相连， 运放U4A的输出端与电压比较器U4B的反相输入端相连，电压比较器U4B的正相输入端分 别与电阻R204、电阻R205相连，电阻R204、电阻R205组成第二分压电路，电压比较器U4B 的输出端与施密特触发器U5A的输入端相连，施密特触发器U5A的输出端与施密特触发器 U5B的输入端相连，施密特触发器U5B的输出端与单片机MCF52259的58脚相连，所述运放 U4A、电压比较器U4B均采用LM2902N芯片，所述施密特触发器U5A、施密特触发器U5B均采 用SN74LS14N芯片。
5. 根据权利要求2所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所述横 向加速度信号处理电路包括由电阻R206、电容C202、电阻R207、电容C203组成的二阶有源 滤波器，电阻R206的一端与横向加速度传感器的输出端相连，二阶有源滤波器与运放U6A 的正相输入端相连，运放U6A的输出端分别与电容C202、电阻R209、单片机MCF52259的66 脚相连，电阻R209通过电阻R208接地，运放U6A的反相输入端通过电阻R208接地，所述 运放U6A采用NE5532P芯片；所述前通道电机转子位置信号处理电路包括接入前通道电机 转子位置传感器的电源线和信号线的接插头P201，其4、3、2脚分别与光耦0C201、0C202、 0C203的输入端相连，光耦0C201、0C202、0C203的输入端分别接限流电阻R210、R211、R212， 光耦0C201、0C202、0C203的输出端分别接上拉电阻R213、R214、R215,单片机MCF52259的 57脚接在上拉电阻R213与光耦0C201的输出端之间，单片机MCF52259的56脚接在上拉电 阻R214与光耦0C202的输出端之间，单片机MCF52259的55脚接在上拉电阻R215与光耦 0C203的输出端之间。
6. 根据权利要求2所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所 述前通道电机驱动及过流保护电路包括逻辑非门电路U301，逻辑非门电路U301采用 DM54ALS832AJ芯片，逻辑非门电路U301的1、4、7、12、15、18脚分别接单片机MCF52259 的11、93、12、94、65、95脚，逻辑非门电路U301的3、6、9、11、14、17脚分别与光耦0C301、 0C302、0C303、0C304、0C305、0C306 的输入端相连，光耦 0C301、0C302、0C303、0C304、0C305、 0C306 的输出端分别与MOS管Q301、Q302、Q303、Q304、Q305、Q306 的栅极相连，MOS管Q301 的源极与MOS管Q306的漏极相连后与接插头P301的3脚相连，MOS管Q302的源极与MOS 管Q305的漏极相连后与接插头P301的2脚相连，MOS管Q303的源极与MOS管Q304的漏极 相连后与接插头P301的1脚相连，接插头P301的1、2、3脚分别接前通道无刷直流电机的 U、V、W电源三相端，MOS管Q304、Q305、Q306的源极相连后接运放U302A的正相输入端，运放 U302A的输出端与光耦0C307的输入端相连，光耦0C307的输出端分别与单片机MCF52259 的103脚、逻辑非门电路U301的2、5、8、13、16、19脚相连。
7. 根据权利要求3所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所述后 通道电机转子位置信号处理电路包括接入后通道电机转子位置传感器的电源线和信号线 的接插头P202,其4、3、2脚分别与光耦0C204、0C205、0C206的输入端相连，光耦0C204、 0〇205、00206的输入端分别接限流电阻1?216、1?217、1?218，光耦(^204、(^205、(^206的输出 端分别接上拉电阻R219、R220、R221，单片机MCF52259的54脚接在上拉电阻R219与光耦 0C204的输出端之间，单片机MCF52259的53脚接在上拉电阻R220与光耦0C205的输出端 之间，单片机MCF52259的36脚接在上拉电阻R221与光耦0C206的输出端之间。
8. 根据权利要求3所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统，其特征在于：所 述后通道电机驱动及过流保护电路包括逻辑非门电路U303,逻辑非门电路U303采用 DM54ALS832AJ芯片，逻辑非门电路U303的1、4、7、12、15、18脚分别接单片机MCF52259 的11、93、12、94、65、95脚，逻辑非门电路U303的3、6、9、11、14、17脚分别与光耦0C308、 0C309、OC310、OC311、OC312、OC313 的输入端相连，光耦 0C308、0C309、OC310、OC311、OC312、 OC313 的输出端分别与MOS管Q307、Q308、Q309、Q310、Q311、Q312 的栅极相连，MOS管Q307 的源极与MOS管Q312的漏极相连后与接插头P302的3脚相连，MOS管Q308的源极与MOS 管Q311的漏极相连后与接插头P302的2脚相连，MOS管Q309的源极与MOS管Q3010的漏 极相连后与接插头P302的1脚相连，接插头P302的1、2、3脚分别接后通道无刷直流电机的 U、V、W电源三相端，MOS管Q310、Q311、Q312的源极相连后接运放U304A的正相输入端，运放 U304A的输出端与光耦OC314的输入端相连，光耦OC314的输出端分别与单片机MCF52259 的103脚、逻辑非门电路U303的2、5、8、13、16、19脚相连。
9. 一种双通道电动式主动稳定杆的控制系统的控制方法，该方法包括下列顺序的步 骤： (1) 前通道控制单元接收车速传感器、横向加速度传感器采集到的信号，并通过I2c总 线将信息发送至后通道控制单元，前、后通道控制单元根据车速信号和横向加速度信号判 断车辆的行驶状态，若车速信号和横向加速度信号均小于预先设定值，则不启动主动稳定 杆；否则，进入下一步； (2) 前、后通道控制单元根据采集到的横向加速度传感器信号，参考预先设置在前、后 通道控制单元中的侧倾角度表，查得车辆的目标侧倾角； (3) 前、后通道控制单元根据横向加速度和目标侧倾角，计算前通道无刷直流电机和后 通道无刷直流电机所需要的输出转矩； (4) 前、后通道控制单元根据前、后通道电机转子位置传感器信号以及前、后通道无刷 直流电机特性曲线，判断当前前、后通道无刷直流电机转子所在的位置，从而控制电机定子 绕组的通电次序，并输出PWM信号分别控制前、后通道无刷直流电机，从而输出需要的扭矩 带动前通道稳定杆和后通道稳定杆动作，调整车身侧倾。
10.根据权利要求9所述的双通道电动式主动稳定杆的控制系统的控制方法，其特征 在于：根据如下公式计算前通道无刷直流电机和后通道无刷直流电机所需要的输出转矩：
其中，和&_分别为前通道无刷直流电机和后通道无刷直流电机所需要的输 出转矩，和^分别为由横向加速度所引起的前、后通道稳定杆的等效侧倾力矩， 和^^分别为前、后通道稳定杆的等效侧倾刚度，炉为查侧倾角度表得到的目标侧倾角。
【专利摘要】本发明涉及一种双通道电动式主动稳定杆的控制系统，包括前通道控制单元，其输入端分别与车速传感器、横向加速度传感器、前通道电机转子位置传感器的输出端相连，其输出端与前通道无刷直流电机的输入端相连，前通道无刷直流电机输出转矩信号至前通道稳定杆；所述后通道控制单元的输入端与后通道电机转子位置传感器的输出端相连，后通道控制单元的输出端与后通道无刷直流电机的输入端相连，后通道无刷直流电机输出转矩信号至后通道稳定杆。本发明还公开了双通道电动式主动稳定杆的控制系统的控制方法。本发明通过判断车辆的行驶工况，控制前、后通道无刷直流电机旋转，输出反侧倾力矩，迫使车辆侧倾角减小，提高了车辆的行驶安全性和乘坐舒适性。
【IPC分类】B60G21-055, B60G17-015
【公开号】CN104691265
【申请号】CN201510068648
【发明人】赵韩, 孙浩, 黄康, 甄圣超, 赵福民
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月10日