Zasada działania układu ładowania na podstawie Cruze

[etac]

Przegląd systemu zarządzania mocą elektryczną

System zarządzania mocą elektryczną jest zaprojektowany, aby monitorować i kontrolować system ładowania oraz wysyłać wiadomości diagnostyczne w celu ostrzeżenia kierowcy o możliwych problemach z akumulatorem i alternatorem. System zarządzania mocą elektryczną wykorzystuje głównie zdolność istniejącego komputera pokładowego do zmaksymalizowania efektywności alternatora, zarządzania ładowaniem, przedłużania poziomu naładowania i żywotności akumulatora oraz zminimalizowania wpływu systemu na zużycie paliwa. System zarządzania mocą elektryczną realizuje 3 funkcje:

•Kontroluje napięcie i ocenia stan akumulatora.
•Podejmuje działania korygujące poprzez zwiększenie prędkości obrotowej biegu jałowego i regulację napięcia.
•Przeprowadza diagnostykę i powiadamia kierowcę.
Stan akumulatora można ocenić, gdy zapłon jest wyłączony oraz gdy jest włączony. Gdy zapłon jest wyłączony, stan naładowania akumulatora określa się przez pomiar napięcia w obwodzie otwartym. Stan naładowania jest funkcją określającą stężenie kwasu oraz opór akumulatora i jest szacowana na podstawie odczytu pomiaru napięcia jałowego w obwodzie otwartym dokonanego, gdy akumulator jest w stanie spoczynku od kilku godzin.

Stan naładowania może być używany jako narzędzie diagnostyczne informujące klienta albo przedstawiciela handlowego o stanie akumulatora. Podczas włączenia zapłonu, algorytm nieprzerwanie oznacza stan naładowania nastawionych amperogodzin, pojemność baterii, początkowe stan naładowania i temperaturę.

Podczas pracy stopień naładowania akumulatora jest wstępnie wyznaczany przez czujnik, który otrzymuje dane o stopniu naładowania akumulatora.

Ponadto funkcja zarządzania mocą elektryczną jest przeznaczona do realizacji sterowania napięciem regulowanym w celu poprawy stanu naładowania akumulatora, jego żywotności i oszczędności paliwa. Jest to uzyskiwane przez ustawienie ładowania na poziomie optymalnym, pozwalającym na ponowne naładowanie akumulatora bez skracania jego żywotności, dzięki znajomości stan naładowania akumulatora i temperatury.

Część Opis i działanie układu ładowania jest podzielona na 3 sekcje. Pierwszy rozdział opisuje element składowe układu ładowania i ich integrację w zarządzanie mocą elektryczną. Drugi rozdział opisuje działanie układu ładowania. Trzecia sekcja opisuje funkcjonowanie tablicy rozdzielczej wskaźnika ładowania, komunikaty centrum informowania kierowcy i funkcjonowanie woltomierza.

Części składowe układu ładowania

Generator

Alternator jest częścią podlegającą naprawom serwisowym. Jeśli zdiagnozowane zostało uszkodzenie alternatora, podlega on wymianie jako zespół. Alternator napędzany jest paskiem napędowym silnika. Obroty wirnika indukują prąd przemienny (AC) w uzwojeniu stojana. Napięcie prądu przemiennego (AC) jest przesyłane przez szereg diod do prostowania. Napięcie to jest następnie przetwarzane w napięcie prądu stałego używane w obwodach elektrycznych pojazdu i ładowania akumulatora. Regulator napięcia zintegrowany z alternatorem kontroluje prąd wyjściowy z alternatora. Nie podlega naprawie. Regulator napięcia kontroluje ilość prądu dostarczanego przez wirnik. Jeśli wystąpi awaria obwodu sterującego pola alternatora, alternator przełączy się domyślnie na napięcie wyjściowe 13,8 V.

Moduł elektroniczny nadwozia (BCM)

Moduł elektroniczny nadwozia (BCM) jest urządzeniem podłączonym do GMLAN. Współdziała z modułem sterującym silnika (ECM) i zestawem wskaźników w tablicy rozdzielczej w eksploatacji zarządzania mocą elektryczną. BCM określa prąd wyjściowy alternatora i przesyła informacje do ECM do sprawdzania obwodu sygnału załączania alternatora. To pozwala nadzorować informacje dotyczące obwodu sygnału cyklu roboczego pola alternatora, wysyłanego z ECM w celu kontrolowania funkcjonowania alternatora. Kontroluje to funkcjonowanie czujnika naładowania akumulatora, układ napięcia dodatniego akumulatora, oraz szacunkową temperaturę akumulatora w celu określenia stanu naładowania akumulatora. BCM odpowiada za wzmocnienie biegu jałowego.

Czujnik napięcia akumulatora

Czujnik napięcia akumulatora jest elementem podlegającym obsłudze serwisowej, połączonym z ujemnym lub dodatnim biegunem akumulatora. Czujnik naładowania akumulatora jest 3-przewodowym czujnikiem hallotronowym. Czujnik naładowania akumulatora monitoruje poziom naładowania akumulatora. Przekazuje dane bezpośrednio do BCM. Generuje sygnał 5 V z modulowaną szerokością impulsu (PWM) 128 Hz z cyklem pracy 0-100%. Normalny cykl pracy zawiera się między 5-95%. 0-5% i 95-100% są przedziałami diagnostycznymi.

Moduł sterujący silnika (ECM)

Gdy silnik pracuje, sygnał załączenia alternatora jest przesyłany do alternatora z ECM, załączając regulator. Regulator napięcia alternatora kontroluje natężenie prądu wirnika, sterując w ten sposób wartością napięcia wyjściowego. Prąd wirnika jest proporcjonalny do szerokości impulsu elektrycznego dostarczanego przez regulator. Gdy silnik jest uruchamiany, regulator wykrywa obroty alternatora przez wykrywanie napięcia AC na stojanie poprzez przewód wewnętrzny. Gdy silnik już pracuje, regulator zmienia prąd pola poprzez sterowanie szerokości impulsu. Powoduje to regulowanie napięcia wyjściowego alternatora w celu prawidłowego ładowania akumulatora i działania instalacji elektrycznej. Zacisk obciążenia pola alternatora jest podłączony wewnętrznie do regulatora napięcia, a zewnętrznie do ECM. Gdy regulator napięcia wykrywa problem w układzie ładowania, to zwiera ten obwód, sygnalizując modułowi ECM występowanie problemu. ECM monitoruje obwód sygnału cyklu pracy pola alternatora i odbiera decyzje sterowania opierające się na informacjach pochodzących z BCM.

Zestaw wskaźników w tablicy rozdzielczej

Zespół wskaźników tablicy przyrządów zapewnia powiadamianie klienta w przypadku problemu w układzie ładowania. Są 2 wskaźniki, wskaźnik ładowania oraz centrum informowania kierowcy NAPRAWA SYSTEMU ŁADOWANIA AKUMULATORA, jeżeli jest na wyposażeniu.


Działanie układu ładowania
Celem działania układu ładowania jest zapewnienie prawidłowego ładowania akumulatora. Jest 6 trybów pracy, zawierających:

•Tryb odsiarczania akumulatora
•Tryb ładowania
•Tryb oszczędności paliwa
•Tryb reflektorów
•Tryb uruchamiania
•Tryb redukcji napięcia
Moduł sterujący silnika (ECM) kontroluje alternator poprzez obwód sygnału załączenia alternatora. ECM nadzoruje jakość pracy alternatora poprzez obwód sygnału cyklu pracy pola alternatora. Sygnał ten jest sygnałem z modulowaną szerokością impulsu (PWM) o częstotliwości 128 Hz z cyklem pracy 0-100 procent. Normalny cykl pracy zawiera się między 5-95%. 0-5% i 95-100% są przedziałami diagnostycznymi. Poniższa tabela przedstawia wartości cyklu pracy i napięcia wyjściowego alternatora

ladowanie.jpg (49.56 KiB) Przejrzano 10204 razy

Alternator dostarcza do modułu ECM sygnał zwrotny wyjściowego napięcia alternatora przez obwód sygnału cyklu pracy alternatora. Niniejsza informacja jest przesyłana do modułu elektronicznego nadwozia (BCM). Ten sygnał jest sygnałem z modulowaną szerokością impulsu (PWM) o częstotliwości 128 Hz z cyklem pracy 0-100 procent. Normalny cykl pracy zawiera się między 5-99%. 0-5% i 100% są przedziałami diagnostycznymi.

Tryb odsiarczania akumulatora
BCM załączy ten tryb, kiedy przetworzone napięcie wyjściowe alternatora będzie niższe niż 13,2 V przez 45 min. Kiedy zaistnieje taka sytuacja, BCM załączy Tryb Ładowania na 2-3 min. Następnie BCM ustali włączenie kolejnego trybu na podstawie bieżącego użytkowania prądu.

Tryb ładowania
BCM załączy tryb ładowania zawsze, gdy wystąpią następujące warunki.

•Wycieraczki są włączone przez ponad 3 sekundy.
•GMLAN (żądanie trybu wzmocnienia napięcia sterującego klimatyzacji) jest prawdziwe według wskazań głowicy kontrolnej HVAC. Nawiew ustawiony na dużą prędkość, odszranianie tylnej szyby lub duża prędkość nawiewu HVAC mogą spowodować wejście BCM w tryb ładowania.
•Szacunkowa temperatura akumulatora jest niższa niż 0°C (32°F).
•Stopień naładowania akumulatora jest niższy niż 80%.
•Prędkość pojazdu jest wyższa niż 145 km/h (90 mph).
•Występuje błąd czujnika natężenia prądu.
•Napięcie w systemie zostało określone jako niższe niż 12,56 V
Kiedy spełniony jest którykolwiek z tych warunków, system ustali docelową wartość napięcia wyjściowego na napięcie ładowania 13,9-15,5 V, w zależności od stopnia naładowania akumulatora i szacunkowej wartości temperatury akumulatora.

Tryb oszczędności paliwa
BCM uruchomi tryb oszczędności paliwa, gdy szacunkowa temperatura akumulatora wynosi co najmniej 0°C (32°F), ale jest niższa lub równa 80°C (176°F), zmierzone natężenie prądu w akumulatorze wynosi od -8 do 15A, a stopień naładowania akumulatora jest nie mniejszy niż 80%. Jego docelowe napięcie wyjściowe alternatora to napięcie akumulatora przy otwartym obwodzie i może ono wynosić 12,5-13,1 V. BCM wyjdzie z tego trybu i wprowadzi Tryb Ładowania, gdy występuje dowolny z wyżej opisanych warunków.

Tryb reflektorów
BCM załączy tryb reflektorów zawsze, gdy reflektory są włączone (drogowe lub mijania). Napięcie będzie regulowane w zakresie między 13,9-14,5 V.

Tryb uruchamiania
Podczas zapłonu silnika BCM ustala docelowe napięcie wyjściowe na 14,5 V przez 30 s.

Tryb redukcji napięcia
BCM załączy tryb redukcji napięcia, gdy temperatura otoczenia wynosi powyżej 0°C (32°F). Natężenie prądu akumulatora jest niższe niż 1 A lub wyższe niż -7 A, zaś cykl pracy alternatora jest mniejszy niż 99%. Jego docelowe napięcie wyjściowe alternatora wynosi 12,9 V. BCM wyjdzie z tego trybu gdy tylko zostaną spełnione kryteria dla Trybu ładowania.

Działanie zestawu wskaźników w tablicy rozdzielczej

Działanie wskaźnika ładowania

Na tablicy rozdzielczej zostaje podświetlony wskaźnik ładowania i wyświetlony komunikat centrum informowania kierowcy (jeżeli jest na wyposażeniu), gdy zaistnieje któryś z poniższych warunków:

•Moduł sterujący silnika (ECM) wykrywa, że napięcie wyjściowe alternatora jest niższe niż 11 V lub wyższe niż 16 V. Zespół wskaźników tablicy rozdzielczej odbiera od ECM komunikat GMLAN żądający podświetlenia.
•Zespół wskaźników tablicy rozdzielczej określa, że napięcie układu jest niższe niż 11 V lub wyższe niż 16 V przez ponad 30 sekund. Zespół wskaźników tablicy rozdzielczej odbiera wiadomość GMLAN z modułu elektronicznego nadwozia (BCM) o problemie w zakresie napięcia układu.
•Zespół wskaźników tablicy rozdzielczej wykonuje test wyświetlaczy na początku każdego cyklu zapłonu. Wskaźnik jest podświetlony przez najwyżej 3 sekundy.
Komunikat na wyświetlaczu: BRAK ŁADOWANIA AKUMULATORA, NAPRAW UKŁAD ŁADOWANIA lub NAPRAW UKŁAD ŁADOWANIA

BCM i ECM prześlą komunikat danych szeregowych do centrum informacyjnego kierowcy w celu wyświetlenia komunikatu BRAK ŁADOWANIA AKUMULATORA NAPRAWA UKŁADU ŁADOWANIA AKUMULATORA lub NAPRAWA UKŁADU ŁADOWANIA AKUMULATORA. Gdy DTC układu ładowania jest aktualnym kodem DTC, pojawia się żądanie WŁĄCZENIA komunikatu. Komunikat ten zostaje WYŁĄCZONY, gdy są spełnione warunki skasowania DTC.

[Regulus]

A ja zauważyłem taką ciekawostkę: jak coś dłubię przy aucie i puszczam sobie muzyczkę, to akumulator mi pada po jakimś czasie (niestety coraz krótszym). I jak podłączę prostownik żeby się ładował, to po paru godzinach zaczynają mi mrugać DRL-e (tak co 30 sekund) i prostownik nie sygnalizuje stanu naładowania. Żeby to osiągnąć, muszę odłączyć klemę plusową.

[tdon]

Poczytałem sobie i jestem z lekka zaskoczony. Boże - jak to można skomplikować prosty co do zasady układ.
Chyba najbardziej mi się podoba " Regulator napięcia zintegrowany z alternatorem kontroluje prąd wyjściowy z alternatora" i "Regulator napięcia kontroluje ilość prądu dostarczanego przez wirnik".
Pozwól że spróbuję to poprawić bo mi się "flaki gotują".
Moim zdaniem powinno być "Regulator napięcia zintegrowany z alternatorem kontroluje NAPIĘCIE wyjściowE z alternatora" (jak sama nazwa wskazuje) oraz "Regulator napięcia kontroluje ilość prądu dostarczanego DO UZWOJENIA wirnikA" (bo tak w istocie działa), lub ewentualnie "Regulator napięcia kontroluje ilość prądu dostarczanego przez STOJAN" - no niechby było.

[etac]

treść ułożona przez oficjalnych translatorów firm General Motors, nie Ja.

[wszim]

No w fakt, tłumaczenie zrealizowane przez stażystki liceum katolickiego a do tego materiał przenicowany przez techników marketingu. No ale może coś ciekawego wyłuskamy

[etac]

jak ja pracowałem to tlumaczyli Lacetti, Aveo T200 i inne. Jak kiedys to przeczytałem to myslałem ze spadne ze stołka, ale od razu to zgłosiłem i powiedzieli ze zwrócą uwagę tłumaczącym. Ale chyba nikt nic nie zrobił. Tak jak mówiłem to mafia i tam jeden drugiemu załatwiał dodatkowe zlecenia.

[barus]

Mam pewną satysfakcję, że kiedyś, chyba ze 2 lata temu, opisywałem zasadę działania inteligentnego systemu ładowania w Cruzie nie mając wglądu do dokumentacji opisującej sposób jej działania i jak widać nic się nie myliłem . Pisałem wtedy, że mózgiem inteligentnego ładowania jest moduł BCM. Wiedzę tą, czyli, w jaki sposób jest ładowany akumulator, posiadłem przy pomocy wpiętego multimetru i ciągłego monitorowania napięcia akumulatora w czasie jazdy w różnych warunkach tj. przy jeździe na światłach mijania, drogowych, samych pozycyjnych a także na LED-ach. Wiedziałem, że system ładowania jest skomplikowany, ale nie sądziłem, że wykorzystuje do tego aż tyle danych .
Na ten dziwny (wtedy wydawał mi się dziwny) sposób ładowania akumulatora wpadłem przy okazji
konstruowania modułu do automatycznego wyłączania świateł w Cruzie, a było to jakiś czas temu, gdy jeszcze razem z etakiem urzędowaliśmy na Autokąciku i tam byliśmy obydwaj bardzo aktywni.
Opis działania systemu ładowania udostępniony przez etaka wydaje się skomplikowany.
Jak wygląda to w praktyce opisze to jeszcze raz w bardzo dużym skrócie na przykładzie mojego Cruze.
Po uruchomieniu zimnego silnika napięcie ładowania na akumulatorze osiąga poziom 15V i na tym poziomie utrzymuje się od kilku do kilkunastu minut, ten czas zależy od stanu akumulatora.
Po szybkim odzyskaniu przez akumulator utraconej energii przy rozruchu napięcie Ładowania z 15V
powoli małymi kroczkami zaczyna opadać do poziomu 13,8V, gdy jedziemy na światłach mijania/długich i na tym poziomie zostaje aż do wyłączenia silnika albo do wyłączenia świateł.
Z kolei, gdy jedziemy na LED-ach, wszystkie inne światła są wyłączone, to napięcie ładowania z 15V
powoli opada do poziomu około 12,5V i na tym poziomie zostaje od kilku do kilkunastu minut a po tym czasie napięcie z poziomu 12,5V powoli małymi kroczkami zaczyna narastać do poziomu 14,2, 14,5V i pozostaje na tym poziomie od kilku do kilkunastu minut by później znowu zacząć opadać i tak w kółko.
Dodam jeszcze, że jeśli uruchomimy silnik po długim kilkudniowym postoju to napięcie ładowania 15V może utrzymywać się nawet godzinę. Ten stan zależy też od tego jak długo słuchamy radia na postoju a nawet od tego ile razy na postoju otwieramy drzwi, chodzi o zainicjowanie układu podtrzymania napięcia na dodatkowych obwodach elektrycznych przez 10 min.
Przy okazji wspomnę też, że napięcie zasilające światła pozycyjne oraz mijania jest stabilizowane.

[wszim]

Poczytałem sobie i jestem z lekka zaskoczony. Boże - jak to można skomplikować prosty co do zasady układ.
.

Ale jednak taka strategia postępowania z akumulatorem pozwala cieszyć się dłuższym żywotem akumulatora.

A ja zauważyłem taką ciekawostkę: jak coś dłubię przy aucie i puszczam sobie muzyczkę, to akumulator mi pada po jakimś czasie (niestety coraz krótszym).

Może aku już mimo wszystko jest wyeksploatowany. Kwasówki rozruchowe nie lubią takiej zabawy w długie głębsze rozładowanie na postoju. One nie do tego są projektowane. Wbrew pozorom radio samochodowe pobiera dość sporo prądu, na pewno powyżej 0,5A. Jaki objaw rozładowania daje cruze? Nie zmierzyłeś wtedy z ciekawości napięcia na klemach?

I jak podłączę prostownik żeby się ładował, to po paru godzinach zaczynają mi mrugać DRL-e (tak co 30 sekund) i prostownik nie sygnalizuje stanu naładowania. Żeby to osiągnąć, muszę odłączyć klemę plusową.

A czy przypadkiem nie masz LEDów z trybem startu od wzrostu napięcia w instalacji powyżej 13,coś V ?

[barus]

Nie tyle samo radio, co układ potrzymania napięcia wszystkich obwodów, prawie wszystkich.
Moje radio (chińczyk) bierze przy małej głośności około 1A.
Ja w przeszłości już raz tak rozładowałem akumulator przy okazji jakiejś modyfikacji w instalacji.
Od tamtego czasu zawsze, kiedy coś robię na instalacji to włączam prostownik przez gniazdo zapalniczki, bo na jednej z nich wstawiłem mostek omijający przekaźnik podtrzymujący, tak, że mogę ładować bez kluczyka w stacyjce. W tej sytuacji prostownik 4A nie jest w stanie ładować akumulatora tylko z wielkim wysiłkiem ledwo utrzymuje napięcie na poziomie 12,5V, a jak włączę zapłon to bilans ładowania jest ujemny i następuje rozładowywanie akumulatora.
Co do migających LED-ów Regulusa to pierwsza myśl była taka jak wszima, diody załączane napięciem progowym.

[Sebastian]

I właśnie taka wiedza to skarb!
Bo wielu "elektrykow samochodowych" po zmierzeniu napiecia ładowania ktore wynosiłoby 12,5-czy 13,8V powiedziałoby, że alternator nie laduje i trzeba go naprawić, a to wszystko jest ok

[wszim]

Teraz widzę, że Regulus nie odpowiedział na moje ostatnie pytanie dotyczące DRL . A to może być być clou sprawy.

[Regulus]

Zapewne jest sterowane wzrostem napięcia, to już ponad dwa lata montowałem, kabelków było dużo. Musiałem to jakoś wpiąć nie przez ACC skoro włączają się bez kluczyka.
Wydaje mi się, że granicznym napięciem jest 10,8 V - poniżej wszystko gaśnie, chyba tylko awaryjne można uruchomić.

[wszim]

To więc dokładnie jest to powód sytuacji w trakcie ładowania aku ładowarką, którą opisałeś.
Zdajesz sobie sprawę, że światełka mogą ci gasnąć w trakcie jazdy? Właśnie w tym sedno, że systemy DRL reagujące na poziom napięcia nie nadają się do naszych chevroletów z algorytmem inteligentnego ładowani aku. Takie DRL załączają się np przy 13,5V a wyłączają przy 13V. W zwykłym aucie stany odpowiadają napięciom pracy silnika i zgaszenia silnika. W twoim cruze tak nie jest, w trakcie pracy silnika normalnym może być napięcie w instalacji rzędu 12V z hakiem, a wtedy twoje lampki gasną o czym zapewne nawet nie wiesz. Pisałem już o tym zjawisku. Kiedyś jechał za mną taki co co mu co kilka minut DRL się włączały i wyłączały.

Obecnie takie systemy są modyfikowane, tzn do zapalenia nadal wykorzystana jest reakcja na wzrost napięcia powyżej 13,cośV natomiast do zgaszenia jest osobny kabelek którym podłącza się po stacyjce i dopiero zanik tego napięcia wygasza DRL.
Dlatego mi trochę zeszło zanim znalazłem odpowiedni moduł nadający się do olka.

[Regulus]

Mam nadzieję, że Osram nie odwalił takiej lipy, to w końcu nie jakaś badziewna chińszczyzna

[etac]

W Osram jest uklad wzbudzenia poprzez pojawienie się napięcia z postojówek, a zasilanie ukladu nie reaguje na zmiany napięcia.

[AdamT]

Żeby ktoś tego źle nie zrozumiał, to światła postojowe nie wzbudzają DRL, tylko powodują ich wyłączenie...

Wysłane z mojego HTC One M9 przy użyciu Tapatalka

[etac]

dokladnie, napiecie na postojówce wyłacza DRL

[wszim]

No właśnie etac nie wprowadzaj miszmaszu - nie mylić dwóch kwestii. Chodzi o to co włącza DRL i co je wyłącza gdy gasimy silnik a postojówki nie świecą (gdy moduł DRL zasilany bezpośrednio z aku).

[Robbo]

Panowie kupiłem prawie rok temu Tuborg Gold 65A . Zauważyłem ze akumulator ma ślady gotowania. U sprzedawcy zaczęli sprawdzać prąd ładowania. Ponieważ początkowo miał być akumulator zdemontowany, później przyszedł szef i zaczął mierzyć prąd ładowania swierdziłem ze jest 15,1 i alternator jest do naprawy.
Jaki powinien być prąd ładowania ponieważ po podłączeniu kości obd II swierdziłem ze krótko trwało jest ladowanie 15v
Jaki akumulator zamontować aby wytrzymał takie skoki ładowania?

[rwicik]

Napięcie ładowania, w Voltach to napięcie.

[wszim]

No przecież w tym wątku jest dokładnie opisane, że takie zachowanie w przypadku systemu inteligentnego ładowania (które jest w cruze i orlando) jest prawidłowe. Proponuję przestudiować wątek.

Dodam jeszcze, że jeśli uruchomimy silnik po długim kilkudniowym postoju to napięcie ładowania 15V może utrzymywać się nawet godzinę.

Robbo. Jak wyglądają te objawy gotowania?

[Robbo]

Kontrolka z zielonej zrobiła się czarna
Oraz ślady kwasu w przelewie.

[wszim]

Niestety nie wiem czy po wymianie akumulatora nie trzeba przypadkiem logować do BCM informację, że został zainstalowany nowy akumulator Może etac coś na ten temat wie.

[zzzz]

a co wg Ciebie miałoby to wnosić do systemu?

[wszim]

np. zresetować nastawy adaptacyjne, które zostały wyliczone przez system na podstawie historii użytkowania starego akumulatora. Nie wiem, dywaguję na podstawie sytuacji która nastąpiła.