消除齿轮间隙误差影响的方法及相关产品技术

本申请涉及一种消除齿轮间隙误差影响的方法及相关产品，该方法包括：控制步进电机带动第一齿轮沿第一方向转动，其中，当第一齿轮沿第一方向转动时，第一齿轮带动第二齿轮转动，同时使得通过指针轴连接第二齿轮的指针跟随第二齿轮转动。当指针转动至设定阈值时，控制步进电机逐步带动第一齿轮沿第二方向转动，第二方向与第一方向相反。在确定指针重新转动时，记录指针重新转动的时刻步进电机的转动步数N；当确定指针的转动方向改变时，控制步进电机先走N‑1步，以使得指示与步进电机实际转动相符合。本申请可以消除齿轮固有间隙所导致的仪表指示误差，使得仪表的显示更准确。

【技术实现步骤摘要】
消除齿轮间隙误差影响的方法及相关产品
本申请涉及汽车的

技术介绍
在汽车的组合仪表中，常态采用单片机来控制步进电机带动仪表指针来实现仪表指示功能，如指示当前车速、转速等。单片机控制步进电机，精度高，抗干扰能力强。但是，大多数仪表未对步进电机齿轮间隙做补偿。考虑到齿轮间需要润滑、齿轮尺寸存在公差、齿轮的热胀冷缩等原因，齿轮间隙有其存在的合理性。但正是步进电机齿轮间隙的存在，也影响到仪表指示的精度。尤其是当步进电机在每次换方向的时候，齿轮空转会出现间隙，导致带动的指针转动角度不准，进而仪表指示出现误差。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种消除齿轮间隙误差影响的方法及相关产品，以解决现有仪表指针容易出现指示误差的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种消除齿轮间隙误差影响的方法，用于消除步进电机齿轮的第一齿轮和第二齿轮之间的间隙导致的指示误差。所述方法包括：控制步进电机带动第一齿轮沿第一方向转动，其中，当第一齿轮沿第一方向转动时，第一齿轮带动第二齿轮转动，同时使得通过指针轴连接第二齿轮的指针跟随第二齿轮转动；当指针转动至设定阈值时，控制步进电机逐步带动第一齿轮沿第二方向转动，其中，第二方向与第一方向相反；在确定指针重新转动时，记录指针重新转动的时刻所述步进电机的转动步数N；当确定指针的转动方向改变时，控制步进电机先走N-1步，以使得指示与步进电机实际转动相符合；其中，N为正整数。通过转动步数N能够确定齿轮的间隙大小。通过让步进电机朝着改变后的方向走N-1步，可以消除由于齿轮间隙的误差所导致的显示不准确的问题。一些实施例中，所述确定指针重新转动，包括：获取指针转动至设定阈值时的位置状态；在控制步进电机逐步带动第一齿轮沿第二方向转动的过程中，监控指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态；当指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态发生变化，确定指针重新转动。其中，指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态，与指针是否开始转动相关联。当指针发生转动时，指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态也会发生改变。以此监控指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态就可以确定指针重新转动的时刻。一些实施例中，所述监控指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态，包括：获取指针和/或指针轴和/或第二齿轮转动至设定阈值时的第一图像信息；每间隔预设时间获取指针和/或指针轴和/或第二齿轮对应于第一齿轮沿第二方向逐步转动的第二图像信息；从指针和/或指针轴和/或第二齿轮中提取参考点，将每次获取的第二图像信息中的参考点与第一图像信息中的参考点的位置关系进行对比；当位置关系一致，则判定当前指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态没有变化；以及当位置关系不一致，则判定当前指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态发生变化。通过第一图像信息和第二图像信息的比对，能够精准地得出指针和/或指针轴和/或第二齿轮是在哪一时刻重新转动，以此实现对齿轮间隙的精准获取。一些实施例中，所述记录指针重新转动的时刻所述步进电机的转动步数N，包括：记录指针转动至设定阈值时步进电机的步数值X，记录指针重新转动时步进电机的步数值Y，计算Y和X之间的差值得到指针重新转动的时刻步进电机的转动步数N＝Y-X，并记录所述转动步数N，其中，Y和X为正整数；或者，当指针转动至设定阈值时，清零步进电机的步数值；记录指针重新转动时步进电机的步数值为N。一些实施例中，所述确定指针的转动方向改变，包括：获取指针或步进电机在当前时刻的转动方向、以及指针或步进电机在下一时刻的转动方向；当确定指针或步进电机在两个时刻的转动方向不同时，确定指针的转动方向改变；或者，获取指针在当前时刻的数值P、以及该指针在下一时刻的数值Q；获取该指针的数值变化趋势Q-P；当数值变化趋势Q-P由正变为负或者由负变为正时，判定指针的转动方向改变，其中，P和Q为正整数。由于步进电机与指针的转动方向具备对应关系，因此除了直接通过指针的转动方向来确定是否改变转动方向外，还可以通过步进电机的转动方向来进行确定，以多方面获取指针的转动方向，以提高兼容性。一些实施例中，消除齿轮间隙误差影响的方法还包括：获取第一齿轮和第二齿轮的齿轮间隙值(N-1)*A；其中，步进电机每转动一步对应第一齿轮的转动角度A；获取并存储带动第一齿轮转动的另一步进电机的转动步数为(N-1)*A/B，其中，另一步进电机每转动一步对应第一齿轮的转动角度B；当确定与另一步进电机连接的指针的转动方向改变，控制另一步进电机先走(N-1)*A/B步，以使得指示与另一步进电机实际转动相符合。当两个步进电机用于同一组汽车仪表时，可以通过获取一步进电机的转动步数进而得出另一步进电机所需要的转动步数，以减少消除齿轮间隙误差所需的矫正时间。本申请还提供一种齿轮间隙误差消除装置，用于消除步进电机齿轮的第一齿轮和第二齿轮之间的间隙导致的指示误差。装置包括：包括：驱动单元和处理单元；所述驱动单元与步进电机连接，用于驱动步进电机转动；所述处理单元与驱动单元连接，用于控制所述驱动单元先驱动步进电机带动第一齿轮沿第一方向转动，当第一齿轮沿第一方向转动时，第一齿轮带动第二齿轮转动，同时使得通过指针轴连接第二齿轮的指针跟随第二齿轮转动；所述处理单元并在指针转动至设定阈值时，控制驱动单元驱动步进电机逐步带动第一齿轮沿第二方向转动，其中，所述第二方向与第一方向相反；所述处理单元并用于在确定指针重新转动时，记录指针重新转动的时刻步进电机的转动步数N，以及当确定指针的转动方向改变时，控制驱动单元驱动步进电机先走N-1步，以使得指示与步进电机实际转动相符合；其中，N为正整数。通过处理单元和驱动单元实现对步进电机转动的控制，以此可以获取与齿轮的间隙大小相关联的转动步数N。进而，利用软件将该转动步数作为指令输入至汽车仪表的程序中，在指针的转动方向发生变化后，使得步进电机朝着改变后方向先走N-1步，消除由于齿轮间隙的误差所导致的显示不准确的问题。一些实施例中，所述处理单元还具体用于获取指针转动至设定阈值时的位置状态；在控制步进电机逐步带动第一齿轮沿第二方向转动的过程中，所述处理单元获取单元监控指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态；当指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态发生变化，所述处理单元确定指针重新转动。其中，设定阈值和转动方向等信息可以是包含处理单元发出的指令的信息内。因此处理单元可以通过指令，在短时间内对齿轮间隙的误差进行消除，以实现快速矫准。一些实施例中，齿轮间隙误差消除装置还包括图像获取单元；所述图像获取单元与所述处理单元连接，用于获取指针和/或指针轴和/或第二齿轮的图像信息；所述图像获取单元用于获取指针和/或指针轴和/或第二齿轮转动至设定阈值时的第一图像信息；所述图像获取单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除齿轮间隙误差影响的方法，用于消除步进电机齿轮的第一齿轮和第二齿轮之间的间隙导致的指示误差，其特征在于，所述方法包括：/n控制所述步进电机带动所述第一齿轮沿第一方向转动，其中，当所述第一齿轮沿第一方向转动时，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动，同时使得通过指针轴连接所述第二齿轮的指针跟随所述第二齿轮转动；/n当所述指针转动至设定阈值时，控制所述步进电机逐步带动所述第一齿轮沿第二方向转动，其中，所述第二方向与所述第一方向相反；在确定所述指针重新转动时，记录所述指针重新转动的时刻所述步进电机的转动步数N；/n当确定所述指针的转动方向改变时，控制所述步进电机先走N-1步，以使得指示与所述步进电机实际转动相符合；其中，N为正整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种消除齿轮间隙误差影响的方法，用于消除步进电机齿轮的第一齿轮和第二齿轮之间的间隙导致的指示误差，其特征在于，所述方法包括：
控制所述步进电机带动所述第一齿轮沿第一方向转动，其中，当所述第一齿轮沿第一方向转动时，所述第一齿轮带动所述第二齿轮转动，同时使得通过指针轴连接所述第二齿轮的指针跟随所述第二齿轮转动；
当所述指针转动至设定阈值时，控制所述步进电机逐步带动所述第一齿轮沿第二方向转动，其中，所述第二方向与所述第一方向相反；在确定所述指针重新转动时，记录所述指针重新转动的时刻所述步进电机的转动步数N；
当确定所述指针的转动方向改变时，控制所述步进电机先走N-1步，以使得指示与所述步进电机实际转动相符合；其中，N为正整数。


2.如权利要求1所述的消除齿轮间隙误差影响的方法，其特征在于，所述确定指针重新转动，包括：
获取所述指针转动至设定阈值时的位置状态；
在控制所述步进电机逐步带动所述第一齿轮沿第二方向转动的过程中，监控所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮的位置状态；当所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮的位置状态发生变化，确定所述指针重新转动。


3.如权利要求2所述的消除齿轮间隙误差影响的方法，其特征在于，所述监控指针和/或指针轴和/或第二齿轮的位置状态，包括：
获取所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮转动至设定阈值时的第一图像信息；
每间隔预设时间获取所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮对应于所述第一齿轮沿第二方向逐步转动的第二图像信息；
从所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮中提取参考点，将每次获取的第二图像信息中的参考点与第一图像信息中的参考点的位置关系进行对比；
当位置关系一致，则判定当前所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮的位置状态没有变化；以及
当位置关系不一致，则判定当前所述指针和/或所述指针轴和/或所述第二齿轮的位置状态发生变化。


4.如权利要求1所述的消除齿轮间隙误差影响的方法，其特征在于，所述记录指针重新转动的时刻所述步进电机的转动步数N，包括：
记录所述指针转动至设定阈值时所述步进电机的步数值X，记录所述指针重新转动时所述步进电机的步数值Y，Y＞X；计算Y和X之间的差值得到所述指针重新转动的时刻所述步进电机的转动步数N＝Y-X，并记录所述转动步数N，其中，Y和X为正整数；
或者，
当所述指针转动至设定阈值时，清零所述步进电机的步数值；记录所述指针重新转动时所述步进电机的步数值为N。


5.如权利要求1所述的消除齿轮间隙误差影响的方法，其特征在于，所述确定指针的转动方向改变，包括：
获取所述指针或所述步进电机在当前时刻的转动方向、以及所述指针或所述步进电机在下一时刻的转动方向；当确定所述指针或所述步进电机在两个时刻的转动方向不同时，确定所述指针的转动方向改变；
或者，
获取所述指针在当前时刻的数值P、以及该指针在下一时刻的数值Q；
获取该指针的数值变化趋势Q-P；当数值变化趋势Q-P由正变为负或者由负变为正时，判定所述指针的转动方向改变，其中，P和Q为正整数。


6.如权利要求1所述的消除齿轮间隙误差影响的方法，其特征在于，还包括：
获取所述第一齿轮和所述第二齿轮的齿轮间隙值(N-1)*A；其中，所述步进电机每转动一步对应所述第一齿轮的转动角度A；
获取并存储带动所述第一齿轮转动的另一步进电机的转动步数为(N-1)*A/B，其中，所述另一步进电机每转动一步对应所述第一齿轮的转动角度B；
当确定与所述另一步进电机连接的指针的转动方向改变，控制所述另一步进电机先走(N-1)*A/B步，以使得指示与所述另一步进电机实际转动相符合。


7.一种齿轮间隙误差消除装置，用于消除步进电机齿轮的第一齿轮和第二齿轮之间的间隙导致的指示误差，其特征在于，包括：驱动单元和处理单元；
所述驱动单元与所述步进电机连接，用于驱动所述步进电机转动；
所述处理单元与所述驱动单元连接，用于控制所述驱动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏金春，廖绍勇，万善婷，
申请(专利权)人：上海欧菲智能车联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31