Общие сведения Chevrolet Captiva с 2011 года

1. Общие сведения

Система зарядки

Система управления электропитанием служит для контроля и управления зарядной системой и передает диагностические сообщения, информирующие водителя о возможных проблемах с аккумулятором и генератором. Система управления электропитанием главным образом использует возможности имеющегося бортового компьютера для обеспечения максимальной эффективности генератора, управления нагрузкой, улучшения состояния заряда аккумулятора и продления срока его службы, а также сведения к минимуму влияния системы на топливную экономичность. Система управления электропитанием выполняет 3 функции:

• Контролирует напряжение аккумулятора и оценивает его состояние.
• Принимает корректирующие меры, увеличивая обороты холостого хода и изменяя заданное напряжение.
• Выполняет диагностику и уведомляет водителя.

Состояние аккумуляторной батареи оценивается при выключенном зажигании и во время включенного зажигания. При выключенном зажигании состояние зарядки аккумуляторной батареи определяется путем измерения напряжения в разомкнутой электрической цепи. Состояние заряда зависит от концентрации кислоты и внутреннего сопротивления аккумулятора и может оцениваться по результатам измерения напряжения аккумулятора в разомкнутой цепи после того, как аккумулятор находился в покое в течение нескольких часов.

Состояние заряда может использоваться в качестве диагностического средства, чтобы информировать клиента или дилера о состоянии аккумулятора. При включенном зажигании алгоритм непрерывно оценивает состояние заряда на основании откорректированного общего числа ампер-часов, емкости аккумулятора, начального заряда и температуры.

Во время движения степень разряда аккумулятора определяется главным образом датчиком тока аккумулятора, который встроен для определения общего потребления энергии.

Кроме того, функция управления электропитанием предназначена для стабилизации напряжения для уменьшения саморазряда, повышения ресурса батареи и улучшения топливной экономичности. Это осуществляется так: на основании данных о состоянии заряда аккумулятора и температуры напряжение зарядки устанавливается на оптимальный уровень для перезарядки аккумулятора без ущерба для срока его службы.

Части зарядной системы

Генератор

Генератор является обслуживаемым компонентом. В случае обнаружения диагностикой отказа генератора его следует заменить как узел в сборе. Генератор приводится во вращение от двигателя посредством ременной передачи. При вращении ротора в обмотках статора наводится переменный ток (AC). Напряжение переменного тока поступает на диодную схему для выпрямления. Выпрямленное напряжение преобразуется в постоянный ток (DC) для использования в электрической системе автомобиля — для работы потребителей электроэнергии и зарядки аккумулятора. Встроенный в генератор регулятор напряжения управляет выходным напряжением генератора. Он не обслуживается. Регулятор напряжения управляет величиной тока, проходящего через ротор. Если в генераторе происходит отказ регулирования возбуждения, выходное напряжение устанавливается равным стандартному значению 13,8В.

Контроллер кузова (BCM)

Контроллер кузова (BCM) является узлом контроллерной сети GMLAN. Он обменивается данными с контроллером управления двигателем ЭСУД (ECM) и комбинацией приборов для работы системы управления электропитанием. Модуль BCM определяет выходное напряжение генератора и отсылает информацию на модуль ECM для управления цепью сигнала включения генератора. Он контролирует данные о коэффициенте заполнения сигнала в цепи возбуждения генератора, передаваемые от контроллера ЭСУД для управления генератором. Он контролирует датчик тока аккумулятора, цепь положительного напряжения аккумулятора и расчетную температуру аккумулятора для определения состояния заряда аккумулятора. Контроллер BCM выполняет повышение оборотов холостого хода.

Датчик тока аккумулятора

Датчик тока аккумулятора является обслуживаемым компонентом, подключенным к отрицательному проводу на аккумуляторе. Датчик тока аккумулятора представляет собой 3-проводной датчик тока на основе эффекта Холла. Датчик тока аккумулятора контролирует ток аккумулятора. Его выход связан непосредственно с контроллером BCM. Он выдает широтно-импульсный модулированный (ШИМ) сигнал напряжением 5 В и частотой 128Гц с коэффициентом заполнения 0–100процентов. Нормальный коэффициент заполнения составляет 5–95процентов. Диапазоны 0–5% и 95–100% предназначены для диагностики.

Контроллер ЭСУД (ECM)

При работе двигателя модуль ECM отсылает на генератор сигнал включения. В генераторе регулятор напряжения управляет током ротора, тем самым регулируя выходное напряжение. Ток ротора пропорционален ширине электрических импульсов, подаваемых регулятором. После пуска двигателя регулятор обнаруживает вращение генератора по появлению напряжения переменного тока на статоре с помощью внутреннего провода. На работающем двигателе регулятор изменяет ток возбуждения, регулируя ширину импульсов. Это позволяет регулировать выходное напряжение генератора для надлежащей зарядки и работы электрической системы. Клемма возбуждения генератора имеет внутреннее соединение с регулятором напряжения и внешнее соединение с модулем ECM. Когда регулятор напряжения обнаруживает неисправность в системе зарядки, он заземляет эту цепь, чтобы выдать сигнал на модуль ECM о наличии неисправности. Модуль ECM контролирует цепь сигнала скважности возбуждения генератора и принимает управляющие решения, выработанные на основе данных от модуля BCM.

Блок приборов приборной панели

Комбинация приборов выводит информацию пользователю, уведомляя его о неисправностях в системе зарядки. Имеется 2средства информирования: индикатор зарядки и сообщение информационного центра водителя "ОБСЛУЖИТЬ ЗАРЯДНУЮ СИСТЕМУ АККУМУЛЯТОРА" (если автомобиль оборудован данной системой).

Работа зарядной системы

Зарядная система служит для зарядки аккумулятора и обеспечения электроэнергией систем автомобиля. Имеется следующие 6режимов работы:

• Режим сульфатации аккумулятора.
• Режим зарядки.
• Режим экономии топлива.
• Режим фар.
• Режим пуска.
• Режим снижения напряжения.

Модуль управления двигателем (ECM) управляет генератором с помощью цепи сигнала включения генератора. Модуль ECM контролирует работу генератора с помощью цепи сигнала скважности возбуждения генератора. Сигнал частотой 128Гц имеет широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) со скважностью импульсов 0-100%. Нормальный коэффициент заполнения составляет 5–95процентов. Диапазоны 0–5% и 95–100% предназначены для диагностики. В следующей таблице представлены задаваемые значения коэффициента заполнения и выходное напряжение генератора.

Генератор формирует для модуля ECM сигнал обратной связи от выходного напряжения генератора посредством сигнальной схемы скважности импульсов возбуждения генератора. Эта информация поступает в модуль управления кузовным оборудованием (BCM). Сигнал частотой 128Гц имеет широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) со скважностью импульсов 0-100%. Нормальный коэффициент заполнения составляет 5–99%. Диапазоны 0–5% и 100% предназначены для диагностики.

Режим сульфатации аккумулятора

Контроллер BCM переходит в этот режим, когда измеренное выходное напряжение генератора ниже 13,2В на протяжении 45 минут. При соблюдении этого условия контроллер BCM переходит в режим зарядки на 2–3 минуты. Затем контроллер BCM определяет необходимый режим в зависимости от требований к напряжению.

Режим зарядки

Контроллер BCM переходит в режим зарядки, если соблюдается одно из следующих условий.

• Стеклоочистители включены дольше 3 секунд.
• Активна команда режима повышения напряжения для климат-контроля по шине GMLAN, переданная блоком управления системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Высокая скорость вентилятора охлаждения, обогрев заднего стекла и высокая скорость вентилятора системы HVAC могут заставить контроллер BCM перейти в режим зарядки.
• Измеренная температура аккумулятора ниже 0 °C.
• Состояние заряда аккумулятора ниже 80%.
• Скорость автомобиля выше 145 км/ч.
• Неисправен датчик тока.
• Обнаружено падение напряжения в системе ниже 12,56 В.

При соблюдении любого из этих условий система устанавливает заданное значение выходного напряжения генератора на уровень зарядки – от 13,9 до 15,5В, в зависимости от состояния заряда аккумулятора и его измеренной температуры.

Режим экономии топлива

Модуль BCM переключается в режим экономии топлива при следующих условиях: измеренная температура аккумуляторной батареи не ниже 0°C, но не выше 80°C, расчетный ток аккумуляторной батареи менее 15 ампер, но больше -8 ампер, а состояние зарядки батареи не менее 80 процентов. Напряжение, выдаваемое генератором в этом режиме, равно напряжению разомкнутой цепи аккумулятора и может составлять 12,5-13,1В. Блок управления кузовным оборудованием (BCM) выйдет из этого режима и перейдет в режим зарядки при выполнении любого из описанных выше условий.

Режим фар

Контроллер BCM переходит в режим фар, когда включены фары (дальний или ближний свет). Напряжение будет регулироваться в интервале 13,9-14,5В.

Режим пуска

Когда запускается двигатель, контроллер BCM устанавливает заданное выходное напряжение генератора равным 14,5В на 30 секунд.

Режим снижения напряжения

Контроллер BCM переходит в режим снижения напряжения, когда расчетная температура наружного воздуха выше 0 °C. Расчетный ток аккумуляторной батареи менее 1ампера, но больше -7ампер, а скважность импульсов возбуждения генератора менее 99процентов. Напряжение, выдаваемое генератором в этом режиме, равно 12,9В. Блок управления кузовным оборудованием (BCM) выйдет из этого режима как только будут соблюдены условия для перехода в режим зарядки.

Работа комбинации приборов приборной панели

Работа индикатора зарядки

На комбинации приборов загорается индикатор зарядки и отображается предупредительное сообщение на информационном центре водителя (если установлен), когда происходит одно или несколько из следующих событий:

• Блок управления ЭСУД обнаружил, что выходное напряжение генератора составляет менее 11 В или больше 16 В. В модуль комбинации приборов от блок управления ЭСУД поступает сигнал по сети GMLAN на включение индикатора.
• Комбинация приборов определяет, что напряжение в системе ниже 11 В или выше 16 В в течение более 30 секунд. На комбинацию приборов поступает сообщение GMLAN от контроллера кузова (BCM), указывающее на наличие проблемы с диапазоном напряжения в системе.
• Блок приборной панели выполняет проверку дисплея в начале каждого цикла зажигания. Индикатор загорается приблизительно на 3 секунды.

Сообщение на дисплее: "АККУМУЛЯТОР НЕ ЗАРЯЖАЕТСЯ ОБСЛУЖИТЬ ЗАРЯДНУЮ СИСТЕМУ" или "ОБСЛУЖИТЬ СИСТЕМУ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА"

Контроллеры BCM и ECM передают сообщение из последовательных данных на дисплей информационного центра водителя для отображения предупреждения "АККУМУЛЯТОР НЕ ЗАРЯЖАЕТСЯ. ОБСЛУЖИТЬ ЗАРЯДНУЮ СИСТЕМУ" или "ОБСЛУЖИТЬ СИСТЕМУ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРА". Он выдает команду ON (ВКЛ), когда код DTC системы зарядки является текущим кодом DTC. Сообщение выключается, если выполняются условия сброса кода DTC.

Система пуска двигателя

Стартер имеет полюса, расположенные по окружности якоря. Обе обмотки соленоида запитаны. Втягивающая обмотка соединена с массой через стартер. Обмотки втягивающей цепи вместе создают электромагнитное поле для втягивания и удержания плунжера. Плунжер перемещает рычаг шестерни. Это приводит в действие привод стартера, благодаря чему ведущая шестерня стартера входит в зацепление с зубчатым венцом маховика двигателя. В то же время перемещение плунжера замыкает контакты переключателя в соленоиде стартера, при этом полное напряжение аккумуляторной батареи подается непосредственно на мотор стартера, благодаря чему происходит вращение коленчатого вала двигателя.

Как только контакты переключателя соленоида замыкаются, ток перестает течь через втягивающую обмотку, поскольку напряжение аккумулятора подается на оба конца обмотки. Удерживающий режим обмотки остается под напряжением, при этом электромагнитное поле достаточно сильное, чтобы удерживать плунжер, приводной рычаг, механизм привода стартера и контакты переключателя соленоида на месте для продолжения вращения коленчатого вала двигателя. После того, как двигатель запускается, обгонная муфта шестерни защищает якорь стартера от чрезмерной скорости вращения, пока выключатель зажигания не размыкается.

После того, как замок зажигания переводится из положения запуска, реле стартера размыкается и напряжение аккумуляторной батареи перестает подаваться на соленоид стартера. Ток подается с контактов стартера через обе обмотки на массу в конце втягивающей обмотки. При этом направление течения тока через втягивающую обмотку изменяется на противоположное тому, которое было при первой запитке обмотки. Данное обстоятельство, наряду с действием возвратной пружины стартера, приводит к разъединению привода стартера и одновременному размыканию контактов переключателя соленоида, вследствие чего цепь стартера обесточивается.

Когда замок зажигания переводится в положение запуска, дискретный сигнал подается на блок управления кузовными системами, оповещая его о переходе в соответствующий режим зажигания. Блок управления кузовными системами посылает сообщение на блок управления двигателем, оповещая о начале вращения коленчатого вала двигателя стартером. Блок управления двигателем производит проверку положения парковки/нейтрали коробки передач, после чего, если данное условие соблюдено, подает напряжение 12 В на цепь управления реле стартера. Благодаря этому напряжение аккумуляторной батареи начинает подаваться посредством пускового реле на соленоид стартера.

Система зажигания бензиновых двигателей

Система электронного зажигания (EI) формирует во вторичном контуре искру большой энергии и управляет искрообразованием. Эта искра воспламеняет смесь сжатого воздуха/топлива в совершенно правильное время, обеспечивая оптимальную эффективность, экономию топлива и управление выхлопными газами. Модуль управления двигателя (ECM) прежде всего собирает информацию от датчиков положения коленчатого вала и положения распредвала, чтобы управлять последовательностью, временем протекания тока и синхронизацией искры.

Модуль управления двигателя (ЕСМ) управляет отдельными катушками, передавая синхронизирующие импульсы в цепь IC каждой катушки/модуля зажигания, чтобы обеспечить возникновение искры.

Свечи зажигания соединены с каждой катушкой коротким сильфоном. Сильфон содержит пружину, которая проводит энергию искры от катушки до свечи зажигания. Электрод свечи зажигания имеет наконечник из платины для лучшей износостойкости и более высокой эффективности.

Модуль управления двигателем (ЕСМ) управляет всеми функциями системы зажигаиня и постоянно контролирует синхронизацию. Модуль ECM контролирует данные от различных датчиков, включая следующие:

• Датчик положения дроссельной заслонки (TP)
• Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT)
• Массовый расходомер воздуха (MAF)
• Датчик температуры впускного воздуха (ТВВ)
• Датчик скорости автомобиля (VSS)
• Датчик детонации двигателя
• Датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP)

Во время нормальной работы модуль управления двигателем (ECM) управляет всеми функциями зажигания. Если сигнал любого датчика положения коленчатого вала или датчика положения распределительного вала будет потерян, то двигатель продолжит работать, потому что ECM по умолчанию перейдет в режим защиты АКП, используя вход остающегося датчика. Каждая катушка имеет внутреннюю защиту от повреждений чрезмерно высоким напряжением. Если происходит такой отказ в работе одной или нескольких катушек, то установится состояние пропусков зажигания. Имеются диагностические коды неисправности, чтобы точно диагностировать систему зажигания с помощью диагностического прибора.

Система предпускового подогрева дизельных двигателей

Свечи накаливания используются для прогрева камер сгорания дизельных двигателей при низких температурах окружающей среды, чтобы улучшить зажигание при запуске холодного двигателя. На кончике свечи накаливания расположена катушка из проволоки, имеющей большое электрическое сопротивление, или нить накала, нагревающаяся при включении электрического тока.

Необходимость использования свечей накаливания связана с тем, что дизельные двигатели производят тепло, необходимое для воспламенения топлива, путем сжатия воздуха в цилиндре и камере сгорания. Тепло, вырабатываемое при первом обороте двигателя в холодную погоду, при холодных блоке двигателя, моторном масле и охлаждающей жидкости, поглощается холодной окружающей средой, что препятствует зажиганию. Свечи накаливания включаются до запуска двигателя стартером, чтобы обеспечить поступление тепла в камеру сгорания, и остаются включенными в процессе запуска двигателя стартером, чтобы воспламенить первые порции топлива. Во время работы двигателя свечи накаливания не нужны, хотя на некоторых двигателях свечи накаливания работают в течение 5-10 с и после запуска, чтобы обеспечить плавную и эффективную работу, а также, в некоторых случаях, для соблюдения норм выброса вредных веществ в атмосферу, поскольку в холодном двигателе полнота сгорания сильно уменьшена. В течение этого периода мощность, подводимая к свечам накаливания, сильно уменьшена, чтобы избежать их обгорания в результате перегрева.

Управление работой свечей накаливания осуществляет модуль управления свечами накаливания. Температура и потребляемая мощность регулируются совместно модулем управления двигателя (ЕСМ) и контроллером в широком диапазоне, чтобы выполнялись требования в отношении предварительного прогрева двигателя. Подача питания осуществляется для каждой свечи накаливания отдельно. Это позволяет улучшить оптимизацию продолжительности нагрева свечей накаливания, благодаря чему время предварительного нагрева можно свести к минимуму, равному короткому времени ожидания и времени проворачивания двигателя стартером, увеличив таким образом срок службы свечей накаливания. В случае неисправности в системе свечей накаливания регистрируется код неисправности

Нормальная работа системы происходит следующим образом:

• При комнатной температуре включить зажигание, не запуская двигатель.
• Свечи накаливания включаются и нагреваются в течение 2 с, а затем в течение еще 2 с на них поступает сигнал с широтно-импульсной модуляцией (PWM).
• Во время холодного пуска контрольная лампа времени ожидания свечей накаливания горит в течение 1 с.
• Контрольная лампа времени ожидания свечей накаливания может не гореть при пуске теплого двигателя.
• Если запуск двигателя стартером происходит во время или после описанной выше последовательности событий, то свечи накаливания могут периодически включаться и выключаться после возврата ключа зажигания из положения пуска, независимо от того, запустился ли двигатель или нет. Для прекращения этой периодической работы свечей закаливания не требуется, чтобы двигатель работал.

Начальное время включения свечи накаливания может меняться в зависимости от напряжения и температуры системы. Чем ниже температура, тем больше время включения.

После запуска холодного двигателя работу свечей накаливания обеспечивает модуль ECM. Переход в этот послепусковой режим работы происходит после возврата ключа зажигания из положения "Пуск" в положение "Включить". Этот режим помогает устранить избыточное образование белого дыма и/или плохую работу на холостом ходу после пуска.

Свечи накаливания

Свечи накаливания представляют собой имеющиеся в каждом цилиндре нагреватели, на которые подается напряжение 4,4 В и которые сначала включаются, а затем получают сигнал с широтно-импульсной модуляцией, когда ключ зажигания перед пуском двигателя поворачивается в положение "включить". Контроллер свечей накаливания продолжает подавать на свечи накаливания импульсный сигнал в течение короткого времени после пуска, а затем они выключаются.

Контрольная лампа "Ожидание пуска", расположенная на приборной панели, оповещает о производимом пуске двигателя. Контрольная лампа "Ожидание пуска" не горит в период послепусковой работы свечей накаливания.

Контроллер свечей накаливания

Контроллер свечей накаливания - это твердотельное устройство, управляющее свечами накаливания. Контроллер свечей накаливания подключен к следующим цепям:

• Цепи, находящиеся под напряжением аккумуляторной батареи.
• Цепь связи CAN, расположенная между модулем ECM и контроллером свечей накаливания.
• Цепь массы двигателя.
• Цепи электропитания свечей накаливания, расположенные между контроллером свечей накаливания и свечами накаливания.

Диагностические цепи свечей накаливания находятся под непрерывным прямым контролем, для чего используются транзисторы, позволяющие индивидуально контролировать ток каждой из свечей накаливания. Благодаря этому можно отдельно диагностировать каждую из свечей накаливания.