Intelligens töltésszabályozás

Tudjuk már jól, hogy az autóipar az egyszerű, környezeti hatásokat figyelembe nem vevő megoldások helyett egyre inkább az elektronikusan vezérelt, nem konstans, hanem állapot- és igényfüggő szabályozás irányába tart, és ezzel megpróbál minden egyes gramm „feleslegesen” elégetett tüzelőanyagot megspórolni. A jelszó egyértelműen az optimalizálás.

Így eshetett meg, hogy a jól megszokott feszültségszabályozó helyett sok autógyár már évek óta intelligens szabályozást alkalmaz, ami azt jelenti, hogy üzemállapottól függően máshogy terheli a generátort és más feszültséggel tölti az akkumulátort, hogy annak élettartama hosszabb legyen. Ugyanis a régen „bebetonozott” 14,4 V nem minden üzemállapotában a kívánt érték az akkumulátor szempontjából. Ha az elektrolit hideg, akkor nagyobb, akár 15,3 V töltőfeszültség is megfelelő, viszont meleg elektrolit esetében nem szabad 13 V-nál nagyobb feszültséget adni rá, mert az káros az élettartamára. Az Autótechnika 2012/02-es számában olvashattak a Ford Smart Charge rendszeréről, most a BMW-technológiát vesszük górcső alá.

A Fordhoz hasonlóan a BMW is a motorvezérlőből szabályozza a generátort. A motorvezérlő az indításgátlót is tartalmazó „Belépési Rendszeren” (CAS – Car Access System) keresztül kapja a bekapcsoló jelet (15), a memóriafunkciók számára pedig egy állandó tápellátást is (30). Az akkumulátor állapotát folyamatosan nyomon követi a vezérlő és hibajelet ad, ha 2,5 V-nál kisebb vagy 24 V-nál nagyobb feszültséget mér. Ezt az ellenőrzést 3 perccel a motor beindítása után végzi el, hogy kizárja a saját vagy egy külső akkumulátorról történő indítózás hatását. A motorvezérlő bit-sorozatok segítségével a következő beavatkozásokra képes a generátoron:

– generátor be- és kikapcsolása,

– generátor gerjesztésének meghatározása,

– a gerjesztésből a generátor hajtásához szükséges nyomaték kiszámolása,

– a generátor szabályozása indításkor és nagy terheléskor,

– a generátor és a vezérlő közötti vezeték állapotának ellenőrzése,

– a generátorral kapcsolatos hibakódok tárolása,

– töltéshiány-visszajelző lámpa aktiválása a műszerfalon.

Az alábbi esetekben kerülhet hibakód a memóriába:

– Túlmelegedés: a generátor túlterhelt, elővigyázatosságból a feszültség lecsökken, amíg a generátor vissza nem hűl.

– Mechanikai hiba: a generátor vagy a szíjhajtás meghibásodott.

– Elektronikai hiba: gerjesztődióda meghibásodása, szakadás a gerjesztőtekercsben, túl nagy feszültség a szabályozó meghibásodása miatt.

– Kommunikációs hiba: hibás vezeték a motorvezérlő elektronika és a generátor között.

A generátor tekercseinek rövidzárlata nem detektálható. A motorvezérlő folyamatosan figyeli a 15-ös és 30-as kapocs közötti feszültségkülönbséget, és hiba esetén felvillantja a töltéshiány-visszajelző lámpát a műszerfalon.

Az indításvezérlő funkció megakadályozza, hogy a generátor töltsön, amíg a motor be nem indul. Az indítózás alatt a motor fordulatszáma 300–400 min-1, míg a generátoré 1200–1400 min-1, ami már elég ahhoz, hogy a generátor áramot termeljen. A motorvezérlő 2250 min-1 generátor-fordulatszámban határozza meg azt a minimumot, amit el kell érni, hogy a generátor gerjesztést kapjon, majd másodpercenként 10 A-rel növeli az áramerősséget, amíg el nem éri a maximumot, amit szállítani tud. A maximum elérését az ábrán a t5 időpillanat jelzi.

Nagy teljesítményű elektromos fogyasztó bekapcsolásakor, hagyományos feszültségszabályozás esetén a motorfordulatszám esik. A BMW ezt a nem kívánt hatást küszöböli ki azzal, hogy ilyen esetben nem engedi a generátort nagy áramerősséggel tölteni, a gerjesztését az időben elnyújtja, így egy kis ideig az akkumulátorból kap inkább áramot a fogyasztó. A motorvezérlő pedig észrevétlenül emeli a tüzelőanyag-mennyiséget és a generátor gerjesztését, hiszen az sem megengedett, hogy sokáig akkumulátorról működjenek az elektromos berendezések, mert a feszültségesés kihatással van a motorvezérlőre is.

Információ nemcsak a motorvezérlőtől érkezik a generátor felé, hanem fordítva is, hiszen négyszögjel formájában a generátor egy 5 és 95% közötti kitöltési tényezővel jelzi az aktuális terheltségét. Ez a funkció különösen fontos a segédfűtés miatt, amely akár 120 A-t is felvehet és lemerítheti az akkumulátort. A kényelmi extra csak akkor kapcsolhat be, ha a generátornak elég felszabadítható tartaléka van a működtetéséhez. Ezt a négyszögjelet S_DF-nek jelöli a gyár, és csak a generátor terheltségével van összefüggésben. Normál üzemben ugyanis hiába nő egy kicsit a terhelés, a szabályozó tartja a 14,5 V-ot, tehát a feszültség és a kitöltési tényező között nem szabad összefüggést keresni. Az S_DF jel frekvenciája 20 és 300 Hz között változik.

Bizonyos esetekben szükséges lehet a feszültség csökkentése. Ilyenkor a motorvezérlő képes a 14,5 V-os hálózati feszültséget 12,5-re csökkenteni, így csökken a generátor hajtásához szükséges energia. A vezérlő 5 másodpercre lecsökkenti a feszültséget, ha:

– intenzív gyorsítás történik és a hűtőfolyadék-hőmérséklet 100 °C alatt van,

– a motor kihúzatásakor, ha a hűtőfolyadék-hőmérséklet 100 °C alatt van.

A szabályozott maximum 25 °C-on 14,9 V, a minimum pedig 12,8 V. Extrém hőmérsékletek esetén, ha az akkumulátorkörnyezet hőfoka –30 °C, a „magas” érték 15,3 V, az „alacsony” pedig 12,5 V, ha az akkukörnyezet hőfoka 140 °C, a maximum 14,8 V, a minimum pedig 11,6 V.

A töltésifeszültség-szabályozásnak egy másik vetületéről itt most nem szólunk, nevezetesen a motorféküzemi töltésről, amely valóban veszteségenergiát tud hasznosítani.

Ő. P.