本發(fā)明涉及車載吸頂屏電機運動控制，具體地說涉及一種雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，車輛吸頂屏作為車載屏中的一個類型，在汽車領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，其主要作用是為中后排的乘客提供娛樂新聞等信息。顧名思義，車載吸頂屏是倒置于車輛頂部的。由于車輛空間有限，吸頂屏在打開或關(guān)閉時，不僅要求運動軌跡流暢、安全且穩(wěn)定，還要充分考慮用戶的體驗，因此對吸頂屏開關(guān)運動控制的噪聲和流暢性具有較高的要求。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，車載吸頂屏的開關(guān)運動控制一般是通過帶霍爾傳感器的單電機作為軸動力端，再加上以位置傳感器磁編作為從動端來實現(xiàn)的，且電機與屏軸間通過齒輪減速相傳動連接。為實現(xiàn)電機輸出扭矩滿足驅(qū)動吸頂屏開關(guān)運動的功能，需要在電機輸出軸與吸頂屏轉(zhuǎn)軸間添加3-4級的減速箱，以達到降速增加扭矩的效果。但是，由于齒輪箱中齒輪間由于齒輪加工的公差，故必定會存在齒輪間隙，進而導(dǎo)致吸頂屏回程時存在空運行以及齒輪間的瞬時碰撞，從而產(chǎn)生屏抖動和啟動噪聲。即，若不考慮齒輪間隙消除，則會存在如下問題：

3、1、會導(dǎo)致吸頂屏在回程啟動時，因電機的空行程，以及由于電機輸出端齒輪速度高，相鄰兩級齒輪之間會發(fā)生碰撞，進而產(chǎn)生噪聲；

4、2、由于電機數(shù)次的空行程彌補齒輪間隙，造成累計誤差，在雙電機控制系統(tǒng)中現(xiàn)象更為明顯；

5、3、由于雙電機控制過程中，屏軸兩端都存在電機齒輪箱，兩齒輪箱中齒輪間隙也未必保持一致，會使一端的齒輪(間隙小的)先嚙合，另一端的齒輪(間隙大的)后嚙合，導(dǎo)致兩端電機不同步。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供的一種有效降低齒輪碰撞噪音及碰撞損傷，且有效提高屏軸兩端電機同步性，促使屏開關(guān)運動軌跡更加流暢穩(wěn)定的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法及系統(tǒng)，可至少解決上述技術(shù)問題之一。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，包括以下步驟：

4、s1：將打開吸頂屏的動作視為一個正向運動，則吸頂屏開啟到最大位置后返回并關(guān)閉視為一個回程啟動，正向運動與回城啟動為相反運動過程，產(chǎn)生齒輪間隙；

5、s2：雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)下達開啟吸頂屏的指令，左電機和右電機均以v0的輸出速度運行，調(diào)整左電機的輸出扭矩t開左以及右電機的輸出扭矩t開右，直至t開左≥tf1且t開右≥tf2，則左電機及右電機的齒間隙均已補償，兩電機間隙消除完成，雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)切換到正常開啟狀態(tài)運行；

6、s3：雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)下達關(guān)閉吸頂屏的指令，左電機和右電機均以v0的輸出速度運行，調(diào)整左電機的輸出扭矩t關(guān)左以及右電機的輸出扭矩t關(guān)右，直至t關(guān)左≥tf3且t關(guān)右≥tf4，則左電機及右電機的齒間隙均已補償，兩電機間隙消除完成，雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)切換到正常關(guān)閉狀態(tài)運行。

7、進一步地，開啟吸頂屏?xí)r，吸頂屏的重力與電機的輸出力同向提供驅(qū)動力，關(guān)閉吸頂屏?xí)r，吸頂屏的重力與電機的輸出力反向提供阻力，左阻尼機構(gòu)的標(biāo)定扭矩值為t1，右阻尼機構(gòu)的標(biāo)定扭矩值為t2，吸頂屏的屏轉(zhuǎn)軸等效重力扭矩為t0，其他機械阻力為δt。

8、進一步地，所述s2進一步包括：

9、s21：當(dāng)吸頂屏開啟時，為保證正常開啟，左電機所需的輸出扭矩為t1-t0/2，右電機所需的輸出扭矩為t2-t0/2；

10、s22：左電機間隙補償齒間隙θ1：消除間隙期間，需要保證吸頂屏不能運動，因此左電機實際輸出扭矩tf1需要小于t1-t0/2，且大于其他機械阻力δt，即δt＜tf1＜t1-t0/2，由于δt難以標(biāo)定，故取補償系數(shù)k1，tf1＝k1*(t1-t0/2)；

11、s23：右電機間隙補償齒間隙θ2：消除間隙期間，需要保證吸頂屏不能運動，因此右電機實際輸出扭矩tf2需要小于t2-t0/2，且大于其他機械阻力δt，即δt＜tf2＜t2-t0/2，由于δt難以標(biāo)定，故取補償系數(shù)k2，tf2＝k2*(t2-t0/2)；

12、其中，k1＜1，0＜k2＜1。

13、進一步地，所述s3進一步包括：

14、s31：當(dāng)吸頂屏關(guān)閉時，為保證正常關(guān)閉，左電機所需的輸出扭矩為t1+t0/2，右電機所需的輸出扭矩為t2+t0/2；

15、s32：左電機間隙補償齒間隙θ3：消除間隙期間，需要保證吸頂屏不能運動，因此左電機實際輸出扭矩tf3需要小于t1+t0/2，且大于其他機械阻力δt，即δt＜tf3＜t1+t0/2，由于δt難以標(biāo)定，故取補償系數(shù)k3，tf3＝k3*(t1+t0/2)；

16、s33：右電機間隙補償齒間隙θ4：消除間隙期間，需要保證吸頂屏不能運動，因此右電機實際輸出扭矩tf4需要小于t2+t0/2，且大于其他機械阻力δt，即δt＜tf4＜t2+t0/2，由于δt難以標(biāo)定，故取補償系數(shù)k4，tf4＝k4*(t2+t0/2)；

17、其中，k3＜1，0＜k4＜1。

18、進一步地，所述s2中，電機控制模塊在接收開啟吸頂屏指令直至到正常開啟狀態(tài)運行階段，左電機和右電機需空運行。

19、雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)，適用于所述雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，包括：

20、吸頂屏，為系統(tǒng)控制運動的末端結(jié)構(gòu)；

21、驅(qū)動軸，與所述吸頂屏固定并保持同步轉(zhuǎn)動；

22、左電機和右電機，分設(shè)于所述吸頂屏的兩側(cè)，均用于提供驅(qū)動動力；

23、左減速箱和右減速箱，分設(shè)于所述吸頂屏的兩側(cè)，所述左減速箱連接在所述左電機與所述驅(qū)動軸的左端，所述右減速箱連接在所述右電機與所述驅(qū)動軸的右端，均用于減速并增加扭矩；

24、左阻尼機構(gòu)和右阻尼機構(gòu)，分設(shè)于所述吸頂屏的兩側(cè)，所述左阻尼機構(gòu)連接至所述左電機的輸出端，所述右阻尼機構(gòu)連接至所述右電機的輸出端，均用于提供阻力以防所述吸頂屏因重力而掉落。

25、進一步地，還包括電機控制模塊，所述電機控制模塊分別連接至左驅(qū)動組件和右驅(qū)動組件，用于傳輸控制信號及數(shù)據(jù)；

26、所述左驅(qū)動組件包括所述左電機、所述左減速箱和所述左阻尼機構(gòu)；

27、所述右驅(qū)動組件包括所述右電機、所述右減速箱和所述右阻尼機構(gòu)。

28、本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

29、本發(fā)明中，通過對用于驅(qū)動吸頂屏的左右兩個電機的輸出扭矩進行調(diào)控，分別實現(xiàn)在下達開屏/關(guān)屏指令時，左電機間隙補償齒輪間隙以及右電機間隙補償齒輪間隙，完成雙電機同步消除間隙，減少齒輪間因間隙而產(chǎn)生的碰撞，進而避免造成屏啟動時產(chǎn)生抖動、回程時齒間嚙合產(chǎn)生碰撞噪聲以及對齒輪的磨壞損傷，有助于提高雙電機運動的同步性以及屏開關(guān)運動行程的流暢穩(wěn)定性，同時，根據(jù)電機輸出扭矩的大小實現(xiàn)對齒輪間隙消除的判斷，更加快捷準(zhǔn)確。

技術(shù)特征：

1.雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，其特征在于，開啟吸頂屏(1)時，吸頂屏(1)的重力與電機的輸出力同向提供驅(qū)動力，關(guān)閉吸頂屏(1)時，吸頂屏(1)的重力與電機的輸出力反向提供阻力，左阻尼機構(gòu)(7)的標(biāo)定扭矩值為t1，右阻尼機構(gòu)(8)的標(biāo)定扭矩值為t2，吸頂屏(1)的屏轉(zhuǎn)軸等效重力扭矩為t0，其他機械阻力為δt。

3.如權(quán)利要求2所述的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，其特征在于，所述s2進一步包括：

4.如權(quán)利要求2所述的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，其特征在于，所述s3進一步包括：

5.如權(quán)利要求1所述的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，其特征在于，所述s2中，電機控制模塊在接收開啟吸頂屏(1)指令直至到正常開啟狀態(tài)運行階段，左電機(3)和右電機(4)需空運行。

6.雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)，適用于如權(quán)利要求1-5中任一項所述的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，其特征在于，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏系統(tǒng)，其特征在于，還包括電機控制模塊，所述電機控制模塊分別連接至左驅(qū)動組件和右驅(qū)動組件，用于傳輸控制信號及數(shù)據(jù)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了雙電機同步驅(qū)動車載吸頂屏的齒輪間隙消除方法，包括：S1：將打開吸頂屏的動作視為一個正向運動，則吸頂屏關(guān)閉視為一個回程啟動，產(chǎn)生齒輪間隙；S2：下達開啟吸頂屏指令，左右電機均以V0的輸出速度運行，調(diào)整左電機的輸出扭矩T<supgt;開</supgt;<subgt;左</subgt;以及右電機的輸出扭矩T<supgt;開</supgt;<subgt;右</subgt;，直至T<supgt;開</supgt;<subgt;左</subgt;≥Tf1且T<supgt;開</supgt;<subgt;右</subgt;≥Tf2，切換到正常開啟狀態(tài)運行；S3：下達關(guān)閉吸頂屏指令，左右電機均以V0的輸出速度運行，調(diào)整左電機的輸出扭矩T<supgt;關(guān)</supgt;<subgt;左</subgt;以及右電機的輸出扭矩T<supgt;關(guān)</supgt;<subgt;右</subgt;，直至T<supgt;關(guān)</supgt;<subgt;左</subgt;≥Tf3且T<supgt;關(guān)</supgt;<subgt;右</subgt;≥Tf4，切換到正常關(guān)閉狀態(tài)運行。本發(fā)明中，通過對用于驅(qū)動吸頂屏的左右兩個電機的輸出扭矩進行調(diào)控，減少齒輪間因間隙而產(chǎn)生的碰撞，提高雙電機運動的同步性。

技術(shù)研發(fā)人員：李林峰,陳浪,詹建剛
受保護的技術(shù)使用者：海微智造技術(shù)（武漢）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23