奧迪A6L轎車電動轉向機異常

一輛行駛裡程約6.5萬km_配備C7電動轉向機_排量為2.5L的奧迪A6L轎車.客戶反應：該車在行駛中感覺轉向變沉且沒有助力_同時儀表上紅色方向盤指示燈報警並有轉向系統故障_提示請勿繼續行駛的信息.

新奧迪A6L配備的C7與C6液壓機械式助力轉向系統完全不同_它采用了電控機械助力轉向系統_該轉向器的結構原理與奧迪A7 Sportback是一樣的_功能是通過一個與齒條同心的電機來實現轉向助力.齒條、電機和傳動機構是通過滾珠、絲槓來驅動的.電子控制單元和相關傳感器都集成在轉向機上_具體結構如圖1.

轉向機主要功能部件由轉向力矩傳感器G269、電動機械式助力轉向電機V187（帶有轉子位置傳感器）、轉子位置傳感器、滾珠絲槓、轉向助力控制單元J500等組成.

1．轉向力矩傳感器G269
轉向力矩傳感器G269的結構（圖2）是八對極偶的環形磁鐵與轉向軸剛性連接_兩個傳感器靶輪各有八個齒_這兩個傳感器的靶輪齒是錯開布置的.兩個傳感器靶輪的中間有兩個霍爾傳感器_兩個傳感器與殼體是剛性連接的.

轉向機工作原理是如果沒有轉動方向盤_每個傳感器靶輪上的齒都在N極與S極的正中位置.因此這兩個傳感器靶輪被磁力線所穿過的方式是一樣的_兩個靶輪之間沒有磁場_兩個傳感器輸出信號也相同.如果發生轉向運動會導致環形磁鐵與傳感器靶輪之間產生相對運動.環形磁鐵的扭轉使磁極位置相對於傳感器靶輪發生了變化.傳感器靶輪上的齒就會離開N極與S極的正中位置.根據方向盤的轉向運動_一個傳感器靶輪上的齒按比例會靠近N極一些_而另一個齒會靠近S極一些_這就使得磁路發生失調_產生的磁通量就被傳感器測量到.轉向機作用是駕駛員在任何時刻都可以獲得轉向助力_依據駕駛員所施加的轉向力矩的大小.G269就是用來確定這個轉向力矩大小的.

2．電動機械式助力轉向電機0187
電動機械式助力轉向電機V187（圖3）是用於產生轉向助為所需力矩_使用的是一個永久勵磁式三項交流同步電機_其優勢是體積小、功率大.由於采用永久勵磁式電機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的相電壓_並通過末級功放接通定子線圈.定子有12個勵磁線圈組成_每4個線圈串聯在一起_通上正弦曲線的電流_三股電流彼此間的相位是錯開形成三個磁場_三個磁場合在一起又形成了一個旋轉磁場_於是轉子就會產生同步轉動.轉子帶有10個永久磁鐵_磁鐵的N極和S極是交互布置的轉子呈中心軸結構_安裝在齒條上.

3．轉子位置傳感器
轉子位置傳感器是用於檢測轉子的位置.控制單元必須知道轉子的位置_以便計算出環繞定子磁場所需的相電壓_轉子位置傳感器的測量值也可以用於確定轉向止點.為了避免硬的機械式轉向止點_通過電動式機械轉向機構可以實現軟的止點.

轉子位置傳感器結構為轉子上有一個盤_使用透磁通的金屬制成的.轉子盤的形狀像一個凸輪盤（圖4）_該盤被一個固定在殼體上的電磁線圈環所包圍_該電磁環線圈起著定子的作用.線圈有三個單線圈構成_其中一個線圈起著勵磁作用_另兩個作為接收線圈使用.

轉子盤的工作原理（圖5）是勵磁線圈通上正弦曲線的勵磁電壓_勵磁線圈周圍產生的交變磁場作用到轉子盤上_轉子盤將勵磁線圈產生交變磁場的磁通引致接收線圈.於是接收線圈內就感應出了一個交變電壓_該電壓與轉子盤的位置成一定比例_與勵磁電壓形成相位差.

4．滾珠絲槓
滾珠絲槓是將電機的旋轉運動轉換為齒條的直線運動_整個過程是由滾珠絲槓來完成的.滾珠絲槓類似於普通的螺栓螺母系統_螺距就變成了溝道_螺栓（齒條）和螺母（球循環螺母）之間的連接是通過溝道中的球來實現的.這些球的滾動（通過電機轉子）就像軸承內的滾子元件那樣在一個封閉的循環回路裡運動_想讓循環螺母內有一個循環通道_必須要將循環螺母的起始點和終點連接在一塊.隨著球循環螺母的反向轉動以及球滾動方向的逆轉_螺桿（齒條）的運動方向也發生改變（圖6）.球循環螺母固定在縱向_它如果轉動螺桿就會按箭頭方向做直線運動_為了限制這些球相互之間接觸球的循環通道越短越好_因此在球循環螺母中采用了兩條分開的循環通道.

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