Orlando

Opis i działanie układu ładowania

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:

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.

Alternator

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 naładowania akumulatora

Czujnik naładowania akumulatora jest elementem podlegającym obsłudze serwisowej, połączonym z ujemnym 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.

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

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

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.

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.

BCM załączy tryb ładowania zawsze, gdy wystąpią następujące warunki.

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.

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.

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

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

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 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:

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.