☆修理事例充電システムの点検方法ランチアイプシロンカッシーナ

修理整備事例

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電力管理の概要
電力管理システムは、充電システムを監視・制御し、バッテリーと発電機に問題が発生した場合にドライバーに警告する診断メッセージを送信するように設計されています。この電力管理システムは、主に既存の車載コンピュータの機能を活用し、発電機の効率を最大化し、負荷を管理し、バッテリーの充電状態と寿命を改善し、燃費への影響を最小限に抑えます。電力管理システムは、以下の3つの機能を実行します。

バッテリー電圧を監視し、バッテリーの状態を推定します。
アイドリング速度を上げ、規制電圧を調整することで是正措置を講じます。
診断とドライバー通知を実行します。
バッテリーの状態は、イグニッションオフ時とイグニッションオン時に推定されます。イグニッションオフ時には、開放電圧を測定することでバッテリーの充電状態を判断します。充電状態はバッテリーの酸濃度と内部抵抗の関数であり、バッテリーを数時間休止させた後にバッテリーの開放電圧を読み取ることで推定されます。

充電状態は、お客様やディーラーにバッテリーの状態を伝えるための診断ツールとして使用できます。イグニッションオンの間、アルゴリズムは調整された正味アンペア時間、バッテリー容量、初期充電状態、および温度に基づいて、継続的に充電状態を推定します。

動作中、バッテリーの放電度は主に、正味アンペア時間を取得するために組み込まれたバッテリー電流センサーによって決定されます。

さらに、電力管理機能は、バッテリーの充電状態、バッテリー寿命、燃費を向上させるために、電圧制御を行うように設計されています。これは、バッテリーの充電状態と温度に関する情報に基づき、バッテリー寿命を損なうことなく充電に最適な電圧レベルに充電電圧を設定することで実現されます。

充電システムの説明と操作は3つのセクションに分かれています。第1セクションでは、充電システムのコンポーネントとそれらの電力管理への統合について説明します。第2セクションでは、充電システムの動作について説明します。第3セクションでは、インストルメントパネルクラスターにおける充電インジケーター、ドライバーインフォメーションセンターのメッセージ、および電圧計の動作について説明します。

充電システムコンポーネント
ジェネレータ

発電機は修理可能な部品です。発電機に故障が診断された場合は、アセンブリとして交換する必要があります。発電機はエンジン駆動ベルトによって駆動されます。ローターが回転すると、ステーター巻線に交流電流（AC）が誘導されます。AC電圧は整流用のダイオード列に送られます。整流された電圧は直流電流（DC）に変換され、車両の電気系統で電気負荷とバッテリーの充電を維持するために使用されます。発電機に内蔵された電圧レギュレータは、発電機の出力を制御します。このレギュレータは修理できません。電圧レギュレータは、ローターに供給される電流量を制御します。発電機の界磁制御回路に故障が発生した場合、発電機の出力電圧はデフォルトで13.8Vになります。

ボディコントロールモジュール（BCM）

ボディコントロールモジュール（BCM）はGMLANデバイスです。エンジンコントロールモジュール（ECM）およびインストルメントパネルクラスターと通信して、電力管理（Electrical Power Management）を行います。BCMはジェネレータの出力を決定し、その情報をECMに送信してジェネレータのターンオン信号回路を制御します。また、ECMから送信されるジェネレータのフィールドデューティサイクル信号回路情報を監視してジェネレータを制御します。バッテリー電流センサー、バッテリー正電圧回路、および推定バッテリー温度を監視して、バッテリーの充電状態を判断します。BCMはアイドルブーストを実行します。

バッテリー電流センサー

バッテリー電流センサーは、バッテリーのプラスまたはマイナスケーブルに接続する保守可能なコンポーネントです。3線式ホール効果電流センサーです。バッテリー電流センサーはバッテリー電流を監視し、BCMに直接入力します。5V、128Hzのパルス幅変調（PWM）信号を生成します。デューティサイクルは0～100%です。通常のデューティサイクルは5～95%です。0～5%から95～100%は診断目的です。

エンジン制御モジュール（ECM）

エンジンが作動しているとき、発電機のターンオン信号がECMから発電機に送信され、レギュレータがオンになります。発電機の電圧レギュレータはローターへの電流を制御し、それによって出力電圧を制御します。ローター電流は、レギュレータによって供給される電気パルス幅に比例します。エンジンが始動すると、レギュレータは内部ワイヤを介してステーターのAC電圧を検出することにより、発電機の回転を感知します。エンジンが始動すると、レギュレータはパルス幅を制御することにより界磁電流を変化させます。これにより、発電機の出力電圧が調整され、適切なバッテリ充電と電気システムの動作が実現します。発電機の界磁デューティ端子は、内部で電圧レギュレータに接続され、外部でECMに接続されています。電圧レギュレータが充電システムの問題を検出すると、この回路を接地して、ECMに問題があることを知らせます。ECMは発電機の界磁デューティサイクル信号回路を監視し、BCMからの情報に基づいて制御決定を受け取ります。

インストルメントパネルクラスター

充電システムに問題が発生した場合、インストルメントパネルクラスターがお客様に通知します。通知方法は2種類あり、充電インジケーターと、ドライバーインフォメーションセンターの「バッテリー充電システムサービス」メッセージ（装備されている場合）が表示されます。

充電システムブロック図

P16楽器クラスタK20エンジンコントロールモジュールG13ジェネレータC1バッテリーB18バッテリー現在センサーK9体コントロールモジュール
充電システムの操作
充電システムの目的は、バッテリーの充電量と車両の負荷を維持することです。6つの動作モードがあり、それぞれ以下の通りです。

バッテリーサルフェーションモード
充電モード
燃費モード
ヘッドランプモード
起動モード
電圧低減モード
エンジン制御モジュール（ECM）は、発電機のターンオン信号回路を介して発電機を制御します。ECMは、発電機のフィールドデューティサイクル信号回路を介して発電機の性能を監視します。この信号は、デューティサイクルが0～100%の128Hzパルス幅変調（PWM）信号です。通常のデューティサイクルは5～95%です。0～5%から95～100%は診断目的です。以下の表は、発電機のデューティサイクルと出力電圧を示しています。

コマンドデューティサイクル

発電機出力電圧

10%

11ボルト

20%

11.56ボルト

30%

12.12V

40%

12.68ボルト

50%

13.25V

60%

13.81ボルト

70%

14.37ボルト

80%

14.94ボルト

90%

15.5V

ジェネレータは、ジェネレータ界磁デューティサイクル信号回路を介してジェネレータ電圧出力のフィードバック信号をECMに提供します。この情報はボディコントロールモジュール（BCM）に送信されます。信号は128HzのPWM信号で、デューティサイクルは0～100%です。通常のデューティサイクルは5～99%です。0～5%から100%までは診断目的です。

バッテリーサルフェーションモード
BCMは、発電機の出力電圧が45分間13.2V未満になると、このモードに移行します。この状態が発生すると、BCMは2～3分間充電モードに移行します。その後、BCMは電圧要件に応じてどのモードに移行するかを決定します。

充電モード
BCM は、以下のいずれかの条件が満たされると充電モードになります。

ワイパーが3秒以上ONになります。
HVACコントロールヘッドがGMLAN（クライメートコントロール電圧ブーストモード要求）を検知しました。高速冷却ファン、リアデフォッガー、HVAC高速ブロワーの作動により、BCMが充電モードに入る可能性があります。
推定バッテリー温度は 0°C (32°F) 未満です。
バッテリーの充電状態は 80 パーセント未満です。
車両速度が145 km/h（90 mph）を超える
電流センサーに障害があります。
システム電圧は12.56 V未満であると判定されました
これらの条件のいずれかが満たされると、システムはバッテリーの充電状態と推定バッテリー温度に応じて、目標のジェネレータ出力電圧を 13.9 ～ 15.5 V の充電電圧に設定します。

燃費モード
BCMは、推定バッテリー温度が0℃（32°F）以上80℃（176°F）以下、計算されたバッテリー電流が15アンペア未満かつ-8アンペアを超え、バッテリーの充電状態が80%以上の場合、燃費モードに移行します。目標とするジェネレータ出力電圧はバッテリーの開回路電圧であり、12.5～13.1Vの範囲となります。上記のいずれかの条件が満たされた場合、BCMはこのモードを終了し、充電モードに移行します。

ヘッドランプモード
BCMはヘッドランプ（ハイビームまたはロービーム）が点灯しているときは常にヘッドランプモードに入ります。電圧は13.9～14.5Vの間で制御されます。

起動モード
エンジンが始動すると、BCM は 30 秒間、目標のジェネレータ出力電圧を 14.5 V に設定します。

電圧低減モード
BCMは、計算された周囲温度が0°C（32°F）を超えると電圧低下モードに入ります。計算されたバッテリー電流は1A未満かつ-7Aを超え、発電機のフィールドデューティサイクルは99%未満です。目標発電機出力電圧は12.9Vです。充電モードの条件が満たされると、BCMはこのモードを終了します。

インストルメントパネルクラスターの操作
充電インジケーターの動作

以下の 1 つ以上の状況が発生すると、計器パネルクラスターの充電インジケーターが点灯し、装備されている場合はドライバー情報センターに警告メッセージが表示されます。

エンジン制御モジュール (ECM) は、ジェネレータ出力が 11 V 未満または 16 V を超えていることを検出します。インストルメントパネルクラスターは、ECM から照明を要求する GMLAN メッセージを受信します。
インストルメントパネルクラスターは、システム電圧が30秒以上11V未満または16Vを超えていることを検出します。インストルメントパネルクラスターは、ボディコントロールモジュール（BCM）から、システム電圧範囲に問題があることを示すGMLANメッセージを受信します。
インストルメントパネルクラスターは、各イグニッションサイクルの開始時にディスプレイテストを実行します。インジケーターは約3秒間点灯します。
表示メッセージ: バッテリー充電中ではありません充電システムを点検してくださいまたはバッテリー充電システムを点検してください

BCMとECMは、ドライバーインフォメーションセンターにシリアルデータメッセージを送信し、「バッテリー充電中ではありません。サービス充電システム」または「バッテリー充電システムサービス」のメッセージを表示します。充電システムのDTCが現在有効な場合、このメッセージはオンに設定されます。DTCのクリア条件が満たされると、