奧迪A6L轎車電動轉向機故障

    一輛行駛裡程約6000 km_發動機型號為CLXA_排量2.5 L_搭載OAW型無極變速器的2012年產奧迪6 L (C7)轎車.用戶反映：該車在行駛中轉向盤無法轉動_就像鎖住了一樣.

    檢查分析：維修人員打開點火開關_儀表板上轉向助力控制系統故障報警燈長亮（圖1）_說明該車轉向系統有故障.這時就不應繼續行駛了_因為轉向助力已經降至不足20%的水平_甚至可能已經徹底失靈.同時_電子穩定控制程序和胎壓報警燈也報警.進行故障現象確認_原地轉動轉向盤非常吃力_轉向盤幾乎轉不動_難怪車主說轉向盤就像“鎖”住了一樣.

    維修人員連接大眾VAS5052A故障診斷儀對車輛進行檢測.在動力裝置44中有故障碼7341600 C 1 OAD29_該故障碼含義為：電機位置傳感器不可靠信號.記錄該故障碼時的數據幀如表1所示.在發動機01系統內存儲故障碼6134 U111300_該故障碼含義為：接受的錯誤數值導致功能受限.記錄該故障碼時的數據幀如表2所示.在其他相關電控系統內（如防抱死制動系統03系統等）都有上述故障碼6134U 111300.

    接著_維修人員在怠速工況下原地轉動轉向盤做引導性功能測試.在所顯示的測量值中_“電機位置傳感器／位置”數值為50.38°_保持不變；“電機位置傳感器／電機速度”數值為0.這兩組數據可以說明轉向電機已經停止運轉_因此電動助力轉向系統所報故障碼是符合當前故障現象的.

    那為什麼轉向電機位置傳感器報故障_轉向電機處於停止狀態？在此我們先來了解一下轉向電機控制原理.

    奧迪A6 L轎車上使用的是新一代電動機械式轉向系統（圖2）.其基本功能是通過一個與齒條同心電機來實現轉向助力.之所以選用了這種結構_是因為其占用空間小、工作效率高.齒條、電機和傳動機構之間是通過滾珠絲槓來驅動的.電子控制單元和相關傳感器都集成在一個小巧的結構單元內.因此_整個系統的重量只有約16 kg.由於是采用電動機械方式來產生的轉向助力_因此燃油消耗量最多可降低0.L/100 km_並且可以實現“按實際需要來改變助力大小”的功能.

    轉向助力控制單元J500（圖3）根據轉向電機轉子位置和轉向力矩來確定相電壓的狀態模型.由此而設定的相電流就會讓電機產生扭矩_扭矩大小取決於電流強度.這些匹配關系是存儲在轉向助力控制單元J500內的.該控制單元通過FIexRay數據總線來進行通信.

    電動機械式助力轉向電機V187用於產生轉向助力所需要的力矩_使用的是1個永磁三相交流同步電機_使用這種結構的電機_是因為它具有體積小和功率大的優點.

    典型的永磁三相交流同步電機驅動系統包含1個永磁交流同步電機、1個三相橋式逆變器、轉子位置傳感器、1個微處理器／數字信號處理器以及接口電路.由於采用永久勵磁方式_因此省去了用於將勵磁電流送往轉子的滑環.控制單元會計算出所需要的相電壓_並通過末級功放接通定子線圈.定子由12個勵磁線圈構成_每4個線圈串聯接在一起_通上正弦曲線的電流.3股電流彼此間的相位是錯開的.由此產生3個磁場_這3個磁場合在一起又產生1個旋轉磁場_於是轉子才會進行同步轉動.轉子帶有10個永久磁鐵_這些磁鐵的N極和S極是交互布置的_轉子呈空心軸結構_安置在齒條上.

    將電機的旋轉運動轉換成齒條的直線運動是由滾珠絲槓來完成的.滾珠絲槓的工作原理類似於普通的螺栓－螺母_螺紋現在就變成了溝道_螺栓（螺桿）和螺母（循環滾珠螺母）之間的連接是通過溝道中滾珠來實現的（圖4）.這些滾珠就像軸承內的滾子元件那樣在一個封閉的循環回路中運動.循環滾珠螺母內有一個循環通道_它將循環滾珠螺母溝道的“起始點”和“終結點”連接在一起.隨著循環滾珠螺母的反向轉動以及滾珠滾動方向的逆轉_螺桿的運動方向也就跟著改變了.與普通的螺桿傳動相比_滾珠絲槓在將旋轉運動轉換成直線運動時_只需要消耗前者1/3的功率.功率消耗低的原因就在於摩擦降低了（因為球與溝道是點接觸的）.

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關鍵詞：電動轉向機