一种滑板车的控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及滑板车的控制技术领域，尤其是一种滑板车的控制系统及其控制方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，电动体感车开始悄悄盛行起来，电动体感车不再是特殊人群的专用工具，所 有人都可以享有。在体感车市场上，滑板车选用的主控芯片数据处理能力较低，而且由于控 制算法简单，甚至有一些采用开环控制方法，导致滑板车控制的稳定可靠性低，并且在软件 控制程序中考虑因素不全，保护程序不全面，严重影响驾驶人的安全。而且很多滑板车厂家 在采集车辆的倾斜角度时仅仅依靠陀螺仪或加速度计进行采集，没有采用陀螺仪和加速度 计的数据融合处理技术，这样由于车辆的振动等原因，导致倾角测量精度低，进而导致控制 稳定性及可靠性低。
【发明内容】
[0003] 本发明的首要目的在于提供一种能够精确判断滑板车的侧倾角度、控制更加稳定 可靠、行驶更加安全的滑板车的控制系统。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种滑板车的控制系统，包括用于 检测滑板车姿态信息的姿态检测电路、用于检测直流无刷电机A相和C相电流的电流采样 电路以及用于检测电机矢量驱动电路中M0S管温度的温度传感器，姿态检测电路的输出端 与主控制器的第一输入端相连，温度传感器通过温度检测电路与主控制器的第二输入端相 连，电流采样电路的输出端与主控制器的第三输入端相连，主控制器的第一输出端通过电 机矢量驱动电路与直流无刷电机的输入端相连，所述主控制器的第二输出端与报警电路的 输入端相连，所述主控制器采用STM32F103C8T6芯片。
[0005] 所述直流无刷电机采用轮毂电机，温度传感器、姿态检测电路、主控制器、温度检 测电路、电流采样电路、电机矢量驱动电路和报警电路均焊接在控制电路板上，控制电路板 嵌入在滑板车左踏板的下方，电池嵌入在滑板车右踏板的下方。
[0006] 所述温度检测电路包括接插头CN601、电阻R1、电阻R2和电容C1，接插头CN601的 2脚接+5V电压Power_5v，接插头CN601的1脚分别与电阻R1、电阻R2的一端相连，电阻 R2的另一端分别与STM32F103C8T6芯片的10脚、电容C1的一端相连，电阻R1、电容C1共 地；所述温度传感器的两端与接插头CN601相连。
[0007] 所述姿态检测电路包括姿态检测传感器，姿态检测传感器采用MPU6050芯片，其1 脚接地，其8脚分别接3. 3V电源、电容C2、电容C3、电阻R4、电阻R5的一端，电容C2、电容 C3的另一端均接地，电阻R4的另一端接MPU6050芯片的24脚，电阻R5的另一端接MPU6050 芯片的23脚，MPU6050芯片的9脚与电阻R3的一端相连，MPU6050芯片的20脚与电容C5 的一端相连，电阻R3与电容C5共地，MPU6050芯片的10脚通过电容C4接地，MPU6050芯片 的11脚、18脚接地，MPU6050芯片的24脚与STM32F103C8T6芯片的43脚相连，MPU6050芯 片的23脚与STM32F103C8T6芯片的42脚相连，MPU6050芯片的13脚接3. 3V电源。
[0008] 所述电流采样电路包括用于检测直流无刷电机A相电流的第一电流采样电路以 及用于检测直流无刷电机C相电流的第二电流采样电路，第一电流采样电路包括第一电流 传感器，第一电流传感器采用ACS709LLFTR芯片，其1、2、3、4、5、6脚与电机矢量驱动电路的 A相输出信号MA相连，其7、8、9、10、11、12脚经二极管D15接地，同时引出接插头JP2连接 直流无刷电机的A相线；所述ACS709LLFTR芯片的P+引脚与P-引脚之间通过电阻R6相连， ACS709LLFTR芯片的16脚为电压参考输出引脚，通过电容C6接地；ACS709LLFTR芯片的17 脚为过滤引脚，通过电容C7接地；ACS709LLFTR芯片的18脚为信号输出引脚，与电阻R7的 一端的相连，电阻R7的另一端作为A相电流输出，连接STM32F103C8T6芯片的13脚，并分 别通过电阻R8、电容C8接地，电阻R8和电容C8并联；ACS709LLFTR芯片的20脚通过电容 C9接地。
[0009] 所述报警电路包括用于连接蜂鸣器的接插头J2,其2脚与电阻R9的一端相连，电 阻R9的另一端与电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端与电池的正极相连，二极管D2跨 接在接插头J2的1脚和2脚上，二极管D2的阴极接接插头J2的2脚，二极管D2的阳极接 接插头J2的1脚，三极管Q1的集电极接接插头J2的1脚，三极管Q1的基极分别与电阻 R11、电阻R12的一端相连，电阻R11的另一端接STM32F103C8T6芯片的29脚，电阻R12的 另一端与三极管Q1的发射极共地。
[0010] 所述电机矢量驱动电路包括第一电机矢量驱动电路、第二电机矢量驱动电路和第 三电机矢量驱动电路，所述第一电机矢量驱动电路包括半桥功率放大芯片IC1，其1脚为逻 辑输入，通过电阻R13与STM32F103C8T6芯片的19脚相连；其2脚为关断逻辑输入，通过电 阻R14与STM32F103C8T6芯片的21脚相连；其3脚为低侧回流公共端，接地；其4脚为低侧 栅极激励输出端，与二极管D5的阴极相连，电阻R16与二极管D5并联，二极管D5的阳极分 别与电阻R18、电容C13、M0S管Q3的栅极相连，电阻R18、电容C13、M0S管Q3的源极共地， M0S管Q3的漏极与M0S管Q2的源极相连，并引出信号线MA接电流采样电路的信号输入端； 其5脚为芯片供电端，与12V电压连接，并通过电容C10接地；其6脚为高侧悬浮供电回流 端，分别与电容C11、电阻R17、电容C12的一端相连，电容C11的另一端分别与半桥功率放 大芯片IC1的8脚、二极管D3的阴极相连，二极管D3的阳极接12V电压，电阻R17与电容 C12并联，该并联端与二极管D4的阳极相连，二极管D4的阴极与半桥功率放大芯片IC1的 7脚相连，电阻R15与二极管D4并联，M0S管Q2的栅极接在电容C12和电阻R17之间，M0S 管Q3的栅极接在电容C13和电阻R18之间，M0S管Q2的漏极通过60V电压供电；其7脚为 高侧栅极激励输出端，其8脚为高侧悬浮供电端，M0S管Q2的漏极通过接插头JP1与60V电 源正极连接，引入60V电源电压；所述半桥功率放大芯片IC1采用ir2148芯片。
[0011] 所述第二电机矢量驱动电路包括半桥功率放大芯片IC2,其1脚为逻辑输入，通 过电阻R19与STM32F103C8T6芯片的18脚相连；其2脚为关断逻辑输入，通过电阻R20与 STM32F103C8T6芯片的20脚相连；其3脚为低侧回流公共端，接地；其4脚为低侧栅极激励 输出端，与二极管D8的阴极相连，电阻R22与二极管D8并联，二极管D8的阳极分别与电阻 R24、电容C17、M0S管Q5的栅极相连，电阻R24、电容C17、M0S管Q5的源极共地，M0S管Q5 的漏极与M0S管Q4的源极相连，并引出信号线Μ0Τ0Β分别接插头JP3和二极管D12的阴 极，二极管D12的阳极接地；其5脚为芯片供电端，与12V电压连接，并通过电容C14接地； 其6脚为高侧悬浮供电回流端，分别与电容C15、电阻R23、电容C16的一端相连，电容C15 的另一端分别与半桥功率放大芯片IC2的8脚、二极管D6的阴极相连，二极管D6的阳极接 12V电压，电阻R23与电容C16并联，该并联端与二极管D7的阳极相连，二极管D7的阴极 与半桥功率放大芯片IC2的7脚相连，电阻R21与二极管D7并联，MOS管Q4的栅极接在电 容C16和电阻R23之间，MOS管Q5的栅极接在电容C17和电阻R24之间，MOS管Q5的漏极 通过60V电压供电；其7脚为高侧栅极激励输出端，其8脚为高侧悬浮供电端，MOS管Q5的 漏极通过接插头JP3与60V电源正极连接，引入60V电源电压；所述半桥功率放大芯片IC2 采用ir2148芯片。
[0012] 所述第三电机矢量驱动电路包括半桥功率放大芯片IC3,其1脚为逻辑输入，通 过电阻R25与STM32F103C8T6芯片的16脚相连；其2脚为关断逻辑输入，通过电阻R26与 STM32F103C8T6芯片的15脚相连；其3脚为低侧回流公共端，接地；其4脚为低侧栅极激励 输出端，与二极管D11的阴极相连，电阻R28与二极管D11并联，二极管D11的阳极分别与 电阻R30、电容C21、M0S管Q7的栅极相连，电阻R30、电容C21共地，M0S管Q7的源极接地， M0S管Q7的漏极与M0S管Q6的源极相连，并引出信号线MC接电流采样电路的信号输入端； 其5脚为芯片供电端，与12V电压连接，并通过电容C18接地；其6脚为高