一种具有主动失效保护功能的磁流变减振器控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磁流变减振器技术领域，尤其设及一种具有主动失效保护功能的磁流 变减振器控制系统。
【背景技术】
[0002] 磁流变减振器已经被应用在民用和机械机构中解决振动问题，如高层建筑的减 振、桥梁的减振、自动化精密设备机械的隔振，特别是汽车悬架系统的减振等。
[0003] 作为磁流变减振器的重要元件激磁线圈固定在减振器的活塞杆上，并被密封在减 振器筒体内。现有技术中磁流变减振器中仅有一个激磁线圈被固定在减振器的活塞杆上， 一旦激磁线圈出现故障，例如电磁线圈发生局部短路，断路等故障时，磁流变减振器将失 效，系统将无法根据控制系统的控制算法实现减振器的实时精确阻巧力的输出，造成无法 实现隔振减振效果，特别对于应用在汽车半主动悬架上的磁流变减振器，一旦发生失效，车 辆将无法实现主动的操稳性和舒适性的调节，甚至会产生安全隐患。
[0004] 同时专利"一种具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器"（【申请号】 200510049264. 7公开号；CN1644955A)中设及一种带永磁体的磁流变半主动减振器，由于 永磁体只能产生固定磁场，无法通过控制系统实现变化的激励磁场，失效后控制系统将无 法对该种减振器进行实时控制，其将由磁流变半主动减振器变为被动减振器，因此也无法 实现工作状态的可持续性和快速恢复的功能。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种具有主动失效保护功能 的磁流变减振器控制系统，解决了磁流变减振器执行机构电磁线圈失效后的主动保护的技 术问题，一旦故障检测电路检测到失效，控制系统能够在极短（毫秒级响应）的时间内恢复 原有状态；
[0006] 本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。该种具有主动失效保护功能的磁流 变减振器控制系统，由ECU控制单元和磁流变减振器执行机构组成，所述的ECU控制单元由 主控制器、辅控制器、PWM驱动放大电路、继电器开关控制电路和故障检测电路组成，所述的 磁流变减振器执行机构的内部活塞上设置有主激磁线圈和副激磁线圈，所述的主激磁线圈 包括主激磁线圈正接线端和主激磁线圈接地端，所述的副激磁线圈包括副激磁线圈正接线 端和副激磁线圈接地端；所述的主控制器将运算得到的电流PWM斩波电源接入于PWM驱动 放大电路上，在正常情况下，PWM斩波电源输入接入主激磁线圈正接线端，通过主激磁线圈 形成电流回路而产生激励磁场；在失效故障下，辅控制器输出信号、控制信号通过隔离电路 和放大电路后驱动控制继电器开关使得PWM斩波电源输入接入副激磁线圈正接线端；所述 的主激磁线圈接地端、副激磁线圈接地端一起接入地，即电源的负极；所述的磁流变减振器 执行机构通过故障检测电路与辅控制器相连，主控制器与辅控制器间互相相连且通过SPI 接口进行交互通信。
[0007] 作为优选，所述的故障检测电路主要包括采样电阻Rs，C1、C2、C3电容器，R1、R2、 R3、R4、R5电阻及电流放大器，其中Cl和C3为运算放大器EMC滤波电容，R5和C2构成输 出电压信号的低通滤波器，R1、R2、R3、R4为电流放大器放大倍率因子，主副激磁线圈的主回 路电流输入端串联采样电阻Rs，通过电流放大器的滤波放大处理后输入至辅控制器的模拟 /数字转换通道，根据采样电阻Rs和运算放大倍率计算出当前主回路的电流值来判断是否 发生失效。
[000引作为优选，所述的继电器开关为一选二开关，其继电器控制输入端接入辅控制器 控制输出端，另一端接地。
[0009] 本发明的有益效果为；1、将缠绕在磁流变减振器内部活塞上的激磁线圈（电磁线 圈）由一组线圈变为主副两组线圈，正常工作时主线圈通过电流产生激励磁场，一旦发生 故障，控制系统切换到副线圈工作，在短时间内恢复当前状态并继续工作；2、控制系统采用 主辅控制器（微处理器或单片机）协同工作，主控制器主要进行执行机构算法运算和闭环 驱动控制，辅控制器主要进行故障检测处理，并协同主控制器处理失效安全保护和现场恢 复的工作，提高了整个系统的响应时间。
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的原理框图。
[0011] 图2是本发明的故障保护电路原理图。
[0012] 图3是本发明的失效故障检测电路图。
[0013] 图4是本发明的主、辅控制器程序流程图。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合附图对本发明做详细的介绍；如附图1、2所示，本发明由ECU控制单 元和磁流变减振器执行机构组成，所述的ECU控制单元由主控制器、辅控制器、PWM驱动放 大电路、继电器开关控制电路和故障检测电路组成，所述的磁流变减振器执行机构的内部 活塞上设置有主激磁线圈和副激磁线圈；主控制器将运算得到的电流PWM斩波电源接入于 PWM驱动放大电路上，在正常情况下，PWM斩波电源输入接入主激磁线圈正接线端，通过主 激磁线圈形成电流回路而产生激励磁场；在失效故障下，辅控制器输出信号、控制信号通过 隔离电路和放大电路后驱动控制继电器开关使得PWM斩波电源输入接入副激磁线圈正接 线端；主激磁线圈接地端、副激磁线圈接地端一起接入地，即电源的负极；所述的磁流变减 振器执行机构通过故障检测电路与辅控制器相连，主控制器与辅控制器间互相相连且并行 工作。
[0015] 如附图1所示，主/辅控制器是本系统的核屯、，由嵌入式处理器组成，主控制器如 选用飞思卡尔16位MC9S12X系列处理器，辅控制器如选用飞思卡尔8位MC9SDZ系列处理 器，其中主控制器主要负责磁流变减振器控制算法运算和PWM斩波信号输出，是实现主动 控制减振器W达到实时动态调节输出阻巧力的关键；而辅控制器主要负责故障失效检测与 失效后保护控制，是故障处理的核屯、。本发明主辅控制器各司其职实现不同功能取到了正 常工作和故障处理的并行工作，因此在发生故障时，本发明的控制系统不会中断，看上去就 像没有出现故障一样的继续按照原有状态工作，实现了自动故障保护的系统恢复功能，而 如果仅由一个控制器去完成，当