Загальні відомості Chevrolet Captiva з 2011 року

1. Загальні відомості

Система заряджання

Система управління електроживленням служить для контролю та управління зарядною системою та передає діагностичні повідомлення, що інформують водія про можливі проблеми з акумулятором та генератором. Система керування електроживленням головним чином використовує можливості наявного бортового комп'ютера для забезпечення максимальної ефективності генератора, управління навантаженням, покращення стану заряду акумулятора та продовження терміну його служби, а також мінімізації впливу системи на паливну економічність. Система керування електроживленням виконує 3 функції:

• Контролює напругу акумулятора та оцінює його стан.
• Вживає коригуючих заходів, збільшуючи оберти холостого ходу та змінюючи задану напругу.
• Виконує діагностику та повідомляє водія.

Стан акумулятора оцінюється при вимкненому запаленні та під час увімкненого запалювання. При вимкненому запалюванні стан зарядки акумуляторної батареї визначається шляхом вимірювання напруги в розімкнутому електричному ланцюзі. Стан заряду залежить від концентрації кислоти та внутрішнього опору акумулятора і може оцінюватися за результатами вимірювання напруги акумулятора в розімкнутому ланцюзі після того, як акумулятор перебував у спокої протягом кількох годин.

Стан заряду може використовуватися як діагностичний засіб, щоб інформувати клієнта або дилера про стан акумулятора. При включеному запалюванні алгоритм безперервно оцінює стан заряду на підставі відкоригованого загального числа ампер-годин, ємності акумулятора, початкового заряду та температури.

Під час руху рівень розряду акумулятора визначається головним чином датчиком струму акумулятора, який вбудований для визначення загального споживання енергії.

Крім того, функція керування електроживленням призначена для стабілізації напруги для зменшення саморозряду, підвищення ресурсу батареї та покращення паливної економічності. Це здійснюється так: на підставі даних про стан заряду акумулятора та температури напруга заряджання встановлюється на оптимальний рівень для перезаряджання акумулятора без шкоди терміну його служби.

Частини зарядної системи

Генератор

Генератор є компонентом, що обслуговується. У разі виявлення діагностикою відмови генератора його слід замінити як вузол у збиранні. Генератор приводиться у обертання від двигуна за допомогою ремінної передачі. При обертанні ротора в статорній обмотці наводиться змінний струм (AC). Напруга змінного струму надходить на діодну схему випрямлення. Випрямлена напруга перетворюється на постійний струм (DC) для використання в електричній системі автомобіля – для роботи споживачів електроенергії та заряджання акумулятора. Вбудований в генератор регулятор напруги керує вихідною напругою генератора. Він не обслуговується. Регулятор напруги керує величиною струму, що проходить через ротор. Якщо у генераторі відбувається відмова регулювання збудження, вихідна напруга встановлюється рівним стандартному значенню 13,8В.

Контролер кузова (BCM)

Контролер кузова (BCM) є вузлом контролерної мережі GMLAN. Він обмінюється даними з контролером керування двигуном ЕСУД (ECM) та комбінацією приладів для роботи системи керування електроживленням. Модуль BCM визначає вихідну напругу генератора та посилає інформацію на модуль ECM для управління ланцюгом сигналу включення генератора. Він контролює дані про коефіцієнт заповнення сигналу в ланцюзі збудження генератора, що передаються від контролера ЕСУД для керування генератором. Він контролює датчик струму акумулятора, ланцюг позитивної напруги акумулятора та розрахункову температуру акумулятора для визначення стану заряду акумулятора. Контролер BCM виконує підвищення обертів холостого ходу.

Датчик струму акумулятора

Датчик струму акумулятора є компонентом, що обслуговується, підключеним до негативного проводу на акумуляторі. Датчик струму акумулятора є 3-провідний датчик струму на основі ефекту Холла. Датчик струму акумулятора контролює струм акумулятора. Його вихід пов'язаний безпосередньо з контролером BCM. Він видає широтно-імпульсний модульований (ШІМ) сигнал напругою 5 В і частотою 128Гц з коефіцієнтом заповнення 0-100%. Нормальний коефіцієнт заповнення становить 5-95%. Діапазони 0–5% та 95–100% призначені для діагностики.

Контролер ЕСУД (ECM)

При роботі двигуна модуль ECM надсилає на генератор сигнал включення. У генераторі регулятор напруги керує струмом ротора, тим самим регулюючи вихідну напругу. Струм ротора пропорційний ширині електричних імпульсів, що подаються регулятором. Після пуску двигуна регулятор виявляє обертання генератора за появою напруги змінного струму на статорі за допомогою внутрішнього дроту. На двигуні, що працює, регулятор змінює струм збудження, регулюючи ширину імпульсів. Це дозволяє регулювати вихідну напругу генератора для належної зарядки та роботи електричної системи. Клема збудження генератора має внутрішнє з'єднання з регулятором напруги та зовнішнє з'єднання з ECM модулем. Коли регулятор напруги виявляє несправність у системі зарядки, він заземлює цей ланцюг, щоб видати сигнал на модуль ECM про наявність несправності. Модуль ECM контролює ланцюг сигналу шпаруватості збудження генератора та приймає керуючі рішення, вироблені на основі даних від модуля BCM.

Блок приладів панелі приладів

Комбінація приладів виводить інформацію користувачеві, повідомляючи його про несправності в системі заряджання. Є 2 засоби інформування: індикатор зарядки та повідомлення інформаційного центру водія "ОБСЛУЖИТИ ЗАРЯДНУ СИСТЕМУ АКУМУЛЯТОРА" (якщо автомобіль обладнаний даною системою).

Робота зарядної системи

Зарядна система служить для заряджання акумулятора та забезпечення електроенергією систем автомобіля. Є наступні 6 режимів роботи:

• Режим сульфатації акумулятора.
• Режим заряджання.
• Режим економії палива.
• Режим фар.
• Режим запуску.
• Режим зниження напруги.

Модуль керування двигуном (ECM) управляє генератором за допомогою ланцюга сигналу увімкнення генератора. Модуль ECM контролює роботу генератора за допомогою ланцюга сигналу шпаруватості збудження генератора. Сигнал частотою 128Гц має широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ) зі шпаруватістю імпульсів 0-100%. Нормальний коефіцієнт заповнення становить 5-95%. Діапазони 0-5% та 95-100% призначені для діагностики. У наступній таблиці представлені значення коефіцієнта заповнення і вихідна напруга генератора.

Генератор формує для ECM модуля зворотного зв'язку від вихідної напруги генератора за допомогою сигнальної схеми шпаруватості імпульсів збудження генератора. Ця інформація надходить у модуль управління кузовним обладнанням (BCM). Сигнал частотою 128Гц має широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ) зі шпаруватістю імпульсів 0-100%. Нормальний коефіцієнт заповнення становить 5-99%. Діапазони 0–5% та 100% призначені для діагностики.

Режим сульфатації акумулятора

Контролер BCM переходить у цей режим, коли виміряна вихідна напруга генератора нижче 13,2 В протягом 45 хвилин. При дотриманні цієї умови контролер BCM переходить у режим заряджання на 2–3 хвилини. Потім контролер BCM визначає потрібний режим залежно від вимог до напруги.

Режим заряджання

Контролер BCM переходить у режим заряджання, якщо дотримується одна з таких умов.

• Склоочисники включені довше 3 секунд.
• Активна команда режиму підвищення напруги для клімат-контролю по шині GMLAN, передана блоком керування системою опалення, вентиляції та кондиціювання повітря (HVAC). Висока швидкість вентилятора охолодження, обігрів заднього скла та висока швидкість вентилятора HVAC можуть змусити контролер BCM перейти в режим зарядки.
• Вимірювана температура акумулятора нижче 0 °C.
• Заряд акумулятора нижче 80%.
• Швидкість автомобіля вище 145 км/год.
• Несправний датчик струму.
• Виявлено падіння напруги у системі нижче 12,56 В.

За умови дотримання будь-якої з цих умов система встановлює задане значення вихідної напруги генератора на рівень зарядки – від 13,9 до 15,5В, залежно від стану заряду акумулятора та його вимірюваної температури.

Режим економії палива

Модуль BCM перемикається в режим економії палива за таких умов: виміряна температура акумуляторної батареї не нижче 0°C, але не вище 80°C, розрахунковий струм акумуляторної батареї менше 15 ампер, але більше -8 ампер, а стан зарядки батареї не менше 80 відсотків . Напруга, що видається генератором у цьому режимі, дорівнює напрузі розімкнутого ланцюга акумулятора і може становити 12,5-13,1В. Блок управління кузовним обладнанням (BCM) вийде з цього режиму і перейде в режим заряджання при виконанні будь-якої з наведених вище умов.

Режим фар

Контролер BCM переходить у режим фар, коли увімкнені фари (дальнє або ближнє світло). Напруга регулюватиметься в інтервалі 13,9-14,5В.

Режим запуску

Коли двигун запускається, контролер BCM встановлює задану вихідну напругу генератора рівним 14,5В на 30 секунд.

Режим зниження напруги

Контролер BCM перетворюється на режим зниження напруги, коли розрахункова температура зовнішнього повітря вище 0 °C. Розрахунковий струм акумуляторної батареї менше 1ампера, але більше -7ампер, а шпаруватість імпульсів збудження генератора менше 99%. Напруга, що видається генератором у цьому режимі, дорівнює 12,9В. Блок управління кузовним обладнанням (BCM) вийде з цього режиму, як тільки будуть дотримані умови для переходу в режим заряджання.

Робота комбінації приладів панелі приладів

Робота індикатора заряджання

На комбінації приладів загоряється індикатор заряджання та відображається попереджувальне повідомлення на інформаційному центрі водія (якщо встановлено), коли відбувається одна або кілька наступних подій:

• Блок управління ЕСУД виявив, що вихідна напруга генератора становить менше 11 В або більше 16 В. У модуль комбінації приладів від блок управління ЕСУД надходить сигнал по мережі GMLAN на включення індикатора.
• Комбінація приладів визначає, що напруга в системі нижче 11 або вище 16 протягом більше 30 секунд. На комбінацію приладів надходить повідомлення GMLAN від контролера кузова (BCM), що вказує на наявність проблеми із діапазоном напруги в системі.
• Блок приладової панелі перевіряє дисплей на початку кожного циклу запалювання. Індикатор спалахує приблизно на 3 секунди.

Повідомлення на дисплеї: "АКУМУЛЯТОР НЕ ЗАРЯДЖУЄТЬСЯ ОБСЛУЖИТИ ЗАРЯДНУ СИСТЕМУ" або "ОБСЛУЖИТИ СИСТЕМУ ЗАРЯДКИ АКУМУЛЯТОРА"

Контролери BCM і ECM передають повідомлення з послідовних даних на дисплей інформаційного центру водія для відображення попередження "АКУМУЛЯТОР НЕ ЗАРЯДЖУЄТЬСЯ. ОБСЛУЖИТИ ЗАРЯДНУ СИСТЕМУ" або "ОБСЛУЖИТИ СИСТЕМУ ЗАРЯДКИ. Він видає команду ON (ВКЛ), коли код DTC системи заряджання є поточним кодом DTC. Повідомлення вимикається, якщо виконуються умови скидання коду DTC.

Система запуску двигуна

Стартер має полюси, розташовані по колу якоря. Обидві обмотки соленоїда запитані. Обмотка, що втягує, з'єднана з масою через стартер. Обмотки ланцюга, що втягує, разом створюють електромагнітне поле для втягування і утримання плунжера. Плунжер рухає важіль шестерні. Це приводить у дію привід стартера, завдяки чому провідна шестерня стартера входить у зачеплення із зубчастим вінцем маховика двигуна. У той же час переміщення плунжера замикає контакти перемикача в соленоїді стартера, при цьому повна напруга акумуляторної батареї подається безпосередньо на двигун стартера, завдяки чому відбувається обертання колінчастого валу двигуна.

Як тільки контакти перемикача соленоїда замикаються, струм перестає текти через обмотку, що втягує, оскільки напруга акумулятора подається на обидва кінці обмотки. Утримуючий режим обмотки залишається під напругою, при цьому електромагнітне поле досить сильне, щоб утримувати плунжер, важіль приводний, механізм приводу стартера і контакти перемикача соленоїда на місці для продовження обертання колінчастого валу двигуна. Після того, як двигун запускається, обгінна муфта шестерні захищає якір стартера від надмірної швидкості обертання, доки вимикач запалювання не розмикається.

Після того, як замок запалювання переводиться з положення запуску, реле стартера розмикається і напруга акумулятора перестає подаватися на соленоїд стартера. Струм подається з контактів стартера через обидві обмотки на масу в кінці обмотки, що втягує. При цьому напрям течії струму через обмотку, що втягує, змінюється на протилежне тому, яке було при першій запитці обмотки. Ця обставина, поряд з дією зворотної пружини стартера, призводить до роз'єднання приводу стартера та одночасного розмикання контактів перемикача соленоїда, внаслідок чого ланцюг стартера знеструмлюється.

Коли замок запалювання переводиться в положення запуску, дискретний сигнал подається на блок керування кузовними системами, сповіщаючи про перехід у відповідний режим запалювання. Блок керування кузовними системами посилає повідомлення на блок керування двигуном, сповіщаючи про початок обертання колінчастого валу двигуна стартером. Блок управління двигуном проводить перевірку положення паркування/нейтралі коробки передач, після чого, якщо ця умова дотримано, подає напругу 12 на ланцюг управління реле стартера. Завдяки цьому напруга акумулятора починає подаватися за допомогою пускового реле на соленоїд стартера.

Система запалювання бензинових двигунів

Система електронного запалювання (EI) формує у вторинному контурі іскру великої енергії та керує іскроутворенням. Ця іскра займає суміш стисненого повітря/палива в абсолютно правильний час, забезпечуючи оптимальну ефективність, економію палива та керування вихлопними газами. Модуль керування двигуна (ECM) насамперед збирає інформацію від датчиків положення колінчастого валу та положення розподільного валу, щоб керувати послідовністю, часом протікання струму та синхронізацією іскри.

Модуль керування двигуна (ЕСМ) керує окремими котушками, передаючи синхронізуючі імпульси в ланцюг IC кожної котушки/модуля запалювання, щоб забезпечити виникнення іскри.

Свічки запалення з'єднані з кожною котушкою коротким сильфоном. Сильфон містить пружину, що проводить енергію іскри від котушки до свічки запалювання. Електрод свічки запалювання має наконечник із платини для кращої зносостійкості та вищої ефективності.

Модуль керування двигуном (ЕСМ) керує всіма функціями системи запалювання та постійно контролює синхронізацію. Модуль ECM контролює дані від різних датчиків, включаючи:

• Датчик положення дросельної заслінки (TP)
• Датчик температури охолоджуючої рідини двигуна (ECT)
• Масовий витратомір повітря (MAF)
• Датчик температури впускного повітря (ТВВ)
• Датчик швидкості автомобіля (VSS)
• Датчик детонації двигуна
• Датчик абсолютного тиску в колекторі (MAP)

Під час нормальної роботи модуль керування двигуном (ECM) керує всіма функціями запалювання. Якщо сигнал будь-якого датчика положення колінчастого валу або датчика положення розподільного валу буде втрачено, то двигун продовжить працювати, тому що ECM за замовчуванням перейде в режим захисту АКП, використовуючи вхід датчика. Кожна котушка має внутрішній захист від пошкоджень надмірно високою напругою. Якщо така відмова в роботі однієї або декількох котушок, то встановиться стан пропусків запалювання. Існують діагностичні коди несправності, щоб точно діагностувати систему запалення за допомогою діагностичного приладу.

Система передпускового підігріву дизельних двигунів

Свічки розжарювання використовуються для прогрівання камер згоряння дизельних двигунів за низьких температур навколишнього середовища, щоб покращити запалювання при запуску холодного двигуна. На кінчику свічки розжарювання розташована котушка з дроту, що має великий електричний опір, або нитка розжарювання, що нагрівається при включенні електричного струму.

Необхідність використання свічок розжарювання пов'язана з тим, що дизельні двигуни виробляють тепло, необхідне для займання палива шляхом стиснення повітря в циліндрі і камері згоряння. Тепло, що виробляється при першому обороті двигуна в холодну погоду, при холодному блоці двигуна, моторному маслі та охолодній рідині, поглинається холодним навколишнім середовищем, що перешкоджає запаленню. Свічки розжарювання включаються до запуску двигуна стартером, щоб забезпечити надходження тепла в камеру згоряння, і залишаються включеними в процесі запуску двигуна стартером, щоб спалахнути перші порції палива. Під час роботи двигуна свічки розжарювання не потрібні, хоча на деяких двигунах свічки розжарювання працюють протягом 5-10 с і після запуску, щоб забезпечити плавну та ефективну роботу, а також у деяких випадках для дотримання норм викиду шкідливих речовин в атмосферу, оскільки у холодному двигуні повнота згоряння сильно зменшена. Протягом цього періоду потужність, що підводиться до свічок розжарювання, сильно зменшена, щоб уникнути їх обгоряння внаслідок перегріву.

Управління роботою свічок розжарювання здійснює модуль керування свічками розжарювання. Температура та споживана потужність регулюються спільно модулем управління двигуна (ЕСМ) та контролером у широкому діапазоні, щоб виконувалися вимоги щодо попереднього прогріву двигуна. Подача живлення здійснюється для кожної свічки розжарювання окремо. Це дозволяє покращити оптимізацію тривалості нагріву свічок розжарювання, завдяки чому час попереднього нагріву можна звести до мінімуму, що дорівнює короткому часу очікування і часу провертання двигуна стартером, збільшивши таким чином термін служби свічок розжарювання. У разі несправності в системі свічок розжарювання реєструється код несправності

Нормальна робота системи відбувається так:

• При кімнатній температурі ввімкніть запалювання, не запускаючи двигун.
• Свічки розжарювання включаються і нагріваються протягом 2 с, а потім ще протягом 2 с на них надходить сигнал з широтно-імпульсною модуляцією (PWM).
• Під час холодного пуску контрольна лампа часу очікування свічок розжарювання горить протягом 1 секунди.
• Контрольна лампа очікування свічок розжарювання може не горіти при пуску теплого двигуна.
• Якщо запуск двигуна стартером відбувається під час або після описаної вище послідовності подій, свічки розжарювання можуть періодично вмикатися і вимикатися після повернення ключа запалювання з положення пуску, незалежно від того, запустився двигун чи ні. Для припинення цієї періодичної роботи свічок загартовування не потрібно, щоб двигун працював.

Початковий час включення свічки розжарювання може змінюватись в залежності від напруги та температури системи. Чим нижча температура, тим більший час увімкнення.

Після запуску холодного двигуна роботу свічок розжарювання забезпечує модуль ECM. Перехід у цей післяпусковий режим роботи відбувається після повернення ключа запалювання з положення "Пуск" у положення "Увімкнути". Цей режим допомагає усунути надмірну освіту білого диму та/або погану роботу на холостому ході після запуску.

Свічки розжарювання

Свічки розжарювання являють собою наявні в кожному циліндрі нагрівачі, на які подається напруга 4,4 і які спочатку включаються, а потім отримують сигнал з широтно-імпульсною модуляцією, коли ключ запалення перед пуском двигуна повертається в положення "включити". Контролер свічок розжарювання продовжує подавати на свічки розжарювання імпульсний сигнал протягом короткого часу після запуску, а потім вони вимикаються.

Контрольна лампа "Очікування пуску", розташована на приладовій панелі, сповіщає про пуск двигуна. Контрольна лампа "Очікування пуску" не горить під час післяпускової роботи свічок розжарювання.

Контролер свічок розжарювання

Контролер свічок розжарювання - це твердотільне пристрій, що управляє свічками розжарювання. Контролер свічок розжарювання підключений до наступних кіл:

• Ланцюги, що знаходяться під напругою акумулятора.
• Ланцюг зв'язку CAN, розташований між модулем ECM і контролером свічок розжарювання.
• Ланцюг маси двигуна.
• Ланцюги електроживлення свічок розжарювання, розташовані між контролером свічок розжарювання та свічками розжарювання.

Діагностичні ланцюги свічок розжарювання знаходяться під безперервним прямим контролем, для чого використовуються транзистори, що дозволяють індивідуально контролювати струм кожної зі свічок розжарювання. Завдяки цьому можна окремо діагностувати кожну зі свічок розжарювання.