Fot. Magneti Marelli

Poprawa efektywności różnych układów we współczesnych samochodach zależy w znacznej mierze od ich współpracy z tzw. inteligentnymi systemami ładowania, czyli wytwarzania i rozdziału energii elektrycznej.

Inteligentne systemy ładowania wykorzystują jednostkę sterowania silnika (ECU) i inne elektroniczne sterowniki zainstalowane w pojeździe do oszczędnej dystrybucji energii. Pozwala to na zwiększenie wydajności jej pokładowych źródeł nawet o 20%.

Wprowadzenie tej technologii do świata alternatorów zrewolucjonizowało również ich diagnostykę. Obecnie diagnozowanie wybranych regulatorów, a także całego systemu inteligentnego zasilania, wymaga użycia specjalistycznych urządzeń, oscyloskopu lub testera diagnostycznego. Na przykład tester MasterAlt firmy Magneti Marelli, przeznaczony do kontroli nowoczesnych regulatorów napięcia, umożliwia sprawdzenie, czy alternator poprawnie reaguje na sygnały oraz czy wysyła właściwą informację zwrotną do komputera sterującego.

Zasady diagnozowania

W trakcie poszukiwania usterki można łatwo stwierdzić, czy leży ona w obrębie alternatora, czy w innych częściach instalacji elektrycznej pojazdu. Dzięki temu warsztat zajmujący się alternatorami uzyskuje całkowitą pewność ich sprawności po wykonanej usłudze – bez konieczności każdorazowej wymiany regulatora napięcia tylko z tego powodu, że nie da się go sprawdzić standardowym oprzyrządowaniem.

Integracja systemów ładowania i Start&Stop w samochodach grupy Fiat (kliknij aby powiększyć)	Urządzenie MasterAlt firmy Magneti Marelli do testowania regulatorów napięcia

Przystawka ta ma zastosowanie przy diagnostyce obwodów ładowania, w których napięcie alternatora ustala komputerowa jednostka sterująca (ECU). Jest bowiem urządzeniem generującym przebiegi odpowiadające rzeczywistym warunkom pracy regulatorów napięcia w pojeździe. Tester służy zarówno do sprawdzania alternatorów zamontowanych w pojeździe lub badanych na stole probierczym, jak i samych regulatorów na tych standardowych stanowiskach testowych. Kontrola uwzględnia następujące współczesne systemy sterowania: L(RVC) – F (GM), FR(LI) – SIG(RC) – A(S) (Ford), L – IG – RLO – M (Denso), C – S – L (Nissan), P – D (Drive) (Mitsubishi/Mazda), COM (interfejsy LIN, BSS/BSD) i inne (dzięki programowanemu generatorowi PWM). W celu prawidłowej weryfikacji pracy tych kontrolerów należy przeważnie sprawdzić: napięcie rzeczywiste w badanym obwodzie, napięcie zadane i stopień obciążenia alternatora DF/DFM(FR) [% ].

Test alternatorów sterowanych sygnałem cyfrowym COM

Wykorzystywane są przy tym protokoły LIN, BSS(BSD). Protokół LIN pozwala na uproszczoną dwukierunkową komunikację, niezbędną do uzyskania maksymalnej wydajności w inteligentnym systemie ładowania. Sterownik silnika używa protokołu LIN(ECU) do kontroli regulacji napięcia od 10.7 V do 16 V, kontroli obciążenia alternatora, prędkości odcięcia i limitu pola wzbudzenia. Sygnały przekazywane z regulatora do sterownika zawierają również obciążenie pola wzbudzenia, prąd lub temperaturę (w zależności od regulatora) i status błędu. Analiza i transmisja kodów usterek pozwalają na uzyskanie informacji o błędach mechanicznych, elektrycznych, temperatury i przekroczenia czasu operacji. Regulatory sterowane LIN posiadają dodatkowe zabezpieczenie przeciwzwarciowe, tłumienie EMI i ESD; pobierają też mniej niż 200 µA w trybie czuwania.

W menu głównym, obracając pokrętłem, należy wybrać funkcję COM i potwierdzić przez krótkie wciśnięcie pokrętła. Urządzenie przejdzie w tryb testowania COM i wyświetli następujące informacje:

Podczas testu, po uruchomieniu napędu alternatora, rzeczywista wartość napięcia powinna podążać za wartością zadaną, a wartość DFM zmieniać się zgodnie z aktualnym obciążeniem.

Przykłady regulatorów z portem COM (kliknij aby powiększyć)	Schematy złącz w różnych alternatorach z portem COM i cyfrowym wyjściem DFM	Podłączenie testera (kliknij aby powiększyć)

Pewne rozbieżności pomiędzy wartościami napięcia są dopuszczalne. Istotna jest przede wszystkim właściwa reakcja ze strony alternatora, polegająca na zwiększaniu lub zmniejszaniu napięcia na wyjściu odpowiednio do napięcia zadanego.

Test alternatorów sterowanych sygnałem analogowym FR-SIG-A

Chociaż analogowy system FR(LI) – SIG(RC) – A(S) był pierwszym masowym zastosowaniem regulatorów sterowanych komputerem, wciąż jeszcze sprawia on wiele problemów w warsztatach, które nie posiadają sprzętu do kontroli takich podzespołów. Rozwiązanie to stosuje się m.in. w alternatorach samochodów Ford, których złącze posiada zazwyczaj 3 terminale: A(S)– B+ sygnał z instalacji, SIG(RC)– sygnał wejściowy sterujący napięciem i wyłączaniem regulatora napięcia, FR(LI) – informacja o obciążeniu alternatora, w innych modelach nazywana DFM.

Przykłady regulatorów z konfiguracją FR-SIG-A (kliknij aby powiększyć)	Schemat złącza w alternatorach z portem FR-SIG-A	Sposób podłączenia testera do alternatora (kliknij aby powiększyć)

Regulator tego rodzaju realizuje następujące funkcje:

• regulacja napięcia ładowania i informacja o temperaturze akumulatora,
• odłączanie alternatora na czas rozruchu silnika,
• zwiększanie prędkości obrotowej silnika przy niskim napięciu akumulatora lub dużym jego obciążeniu,
• kontrola obciążenia alternatora,
• aktywacja lub dezaktywacja odbiorników,
• samodiagnoza i obsługa funkcji limp-home.

Podłączenie pinu A należy zrealizować niezależnie od testera, korzystając z przyłączy znajdujących się w zestawie.

Podczas testu na czytniku pojawi się powyższy obraz, a po uruchomieniu napędu alternatora rzeczywista wartość napięcia powinna podążać za wartością zadaną, a wartość DFM zmieniać się zgodnie z aktualnym obciążeniem alternatora.

Test alternatorów sterowanych sygnałem analogowym PD

Ten rodzaj sterowania również stosowany jest już od dłuższego czasu. Pierwszy wprowadził go Chrysler w połowie lat 80. Dodatkowym utrudnieniem w jego diagnozowaniu jest duża podatność regulatorów na uszkodzenia powodowane niewłaściwym podłączeniem testera.

Przykład regulatora z konfiguracją P-D (kliknij aby powiększyć)	Przykłady złącz w alternatorach z portem P-D (Ford, Mazda)	Sposób podłączenia testera do alternatora z portem P-D (kliknij aby powiększyć)

Terminal D służy do obsługi sygnału wejściowego wzmacniacza mocy, a co za tym idzie – do sterowania pracą alternatora. Jest to sygnał PWM, którego wartość napięcia nie przekracza 1,5 V, więc nie wolno podłączać w to miejsce zasilania 12 V. Terminal P udostępnia napięcie fazowe alternatora, którego wartość informuje o prawidłowej pracy regulatora. Sterownik silnika porównuje ją z napięciem akumulatora, a jeśli różnica przekracza zakres tolerancji, sygnalizuje usterkę, zapalając kontrolkę ładowania.

Tego typu alternator nie wysyła sygnału bieżącego obciążenia DFM, lecz sygnał P z uzwojenia stojana informujący o prędkości obrotowej wirnika.

Również w tym systemie, po uruchomieniu napędu testowanego alternatora, rzeczywista wartość napięcia powinna podążać za wartością zadaną (ze wspomnianymi uprzednio zastrzeżeniami).

Regulatory z analogowym wyjściem DFM

W tym wypadku tester stosuje się pomocniczo do kontroli prostych regulatorów napięcia, posiadających wyjście analogowe z sygnałem obciążenia alternatora DFM (Field Response) albo sygnałami SIG (Ford), RLO (Toyota) lub L-RVC (GM).

Przykłady regulatorów z analogowym wyjściem DFM (Field response) (kliknij aby powiększyć)	Złącza stosowane w samochodach Ford i Mazda, a także Toyota Rav 2006+ i modelach grupy GM 2005+

Po podłączeniu testera, na ekranie ukaże się menu główne...

Podczas testu, po uruchomieniu napędu alternatora, rzeczywista wartość napięcia powinna podążać za wartością zadaną, a wartość DFM zmieniać się zgodnie z aktualnym obciążeniem alternatora.

Oprócz dotychczas przedstawionych spotyka się jeszcze kilka innych rodzajów regulatorów z różnymi konfiguracjami i opisami wejść/wyjść sygnałowych. Większość z nich jest możliwa do zdiagnozowania przystawką MasterAlt.

Tweet

Przemysław Treliński
Kierownik działu obsługi technicznej Magneti Marelli