BMW N52 inteliģentā ģeneratora remonts

BMW N52 inteliģentā ģeneratora remonts

Kāda klienta E60 ar N52 dzinēju veicām standarta procedūru – ķēžu nomaiņu. Pēc remonta, veicot datordiagnostiku, ievērojām, ka ir DME kļūda par ģeneratora komunikāciju. Sazinoties ar a/m īpašnieku noskaidrojām, ka kļūda atmiņā ir sen un labu laiku atpakaļ ģenerators jau bija ”remontēts”, bet kļūda saglabājās. Saņemot akceptu remontam, ģeneratoru nogādājām remonta vietā un pēc dažām stundām saņēmām atpakaļ. Uzstādot ģeneratoru un pārbaudot spriegumu konstatējām, ka ģenerators lādē – dod strāvu nedaudz virs 14v. Tik tālu viss šķiet ok, bet, pārbaudot ar diagnostiku, konstatējām, ka kļūda atmiņā ir saglabājusies. Zinot, ka šis ir ”inteliģentais” ģenerators to arī piekodinājām remonta iestādei, kura uzstādīja attiecīgo sprieguma regulatoru. A/m turpinot darboties sāka pazust lādēšana, konsultējoties ar speciālistu no remonta iestādes mums tika ieteikts pārbaudīt a/m elektrosistēmu, jo ģenerators esot kārtībā. Konsultējoties ar speciālistu K. nonācām pie slēdziena, ka gluži vienkārši ir uzstādīts neatbilstošs sprieguma regulators un a/m gluži vienkārši ģeneratoru ”neatpazīst” un uzlāde tiek veikta nekorekti. Kopīgi ar a/m īpašnieku nolēmām pasūtīt OE BMW tieši šim ģeneratoram paredzēto sprieguma regulatoru.

Pēc ilgākas uzgaidīšanas saņēmām oriģinālo sprieguma regulatoru, uzstādinām un… visas problēmas pazuda pašas no sevis un nekāda a/m elektroiekārta vairs nebija jāpārbauda. Tālāk sekos sīkāks apraksts kāpēc tā!
Piebilde: abus sprieguma regulatorus ražo Valeo, tikai 1. gadījumā regulators bija neatbilstoši kodēts un tikai 2. gadījumā tas bija tieši tas kas nepieciešams. Arī Valeo detaļu numuri bija identiski.

Lai risinātu problēmas, kas saistītas ar milzīgo elektroenerģijas patēriņu, E6X/E8X/E9X un nākošajiem modeļiem tiek izmantoti ”inteliģentie” ģeneratori. Tie tikai vizuāli atgādina ”parastu” ģeneratoru! Šo ģeneratoru fundamentāla atšķirība – tie neuztur konkrētu (fiksētu) auto borta spriegumu, bet gan ir vadāmi (ar maksimālo pieprasīto spriegumu: 16.0 V) pa virknes interfeisu. Šie ģeneratori nodrošina 120 .. 180 A maksimālo strāvu un tiek vadīti pa BSD (Bit Serial Data) interfeisu.
Kas ir BSD?
Pameklējot TIS datos, var atrast BSD iekārtu pieslēguma shēmas, taču sīkāka informācija nav pieejama. Patiesībā – tas ir tikai loģiski. Kāpēc gan lai (auto) tehnikas lietotājiem būtu jāiedziļinās šādās tehniskās niansēs? Vēl vairāk – ja šeit, iespējams, ir virkne komercnoslēpumu un inovāciju!
Papildus informācija par BSD.
BSD ir LIN bāzēts tīkls. Pasīvs signāla līmenis (”0”) – tuvu Ubat (12 V); aktīvs (”1”) – tuvu 0 V. Sīkāks apraksts par LIN interfeisu šeit. Arhitektūra: master/slave. Master – DME; slave – perifēriskās iekārtas. Atšķirībā no ”parasta” LIN, BSD nodrošina divvirzienu datu apmaiņu, t.i.: perifēriskās iekārtas pēc master pieprasījuma ”atbild” – sūta datus, taču BSD gadījumā master var nosūtīt perifēriskajām iekārtām dažādas vadības komandas.
Kādas komandas vajadzētu nosūtīt? Nu, piemēram, likt perifēriskajai iekārtai veikt paštestu; identificēties (atsūtīt ID jeb modeļa, konfigurācijas datus); sūtīt statusa informāciju (kļūdu log), utml.

Konkrētāk par ģeneratoru.
Papildus iepriekšminētajām komandām (paštests, kļūdu log, ID), ģenerators vēl saņem rīkojumu, kādu spriegumu nodrošināt, kādā režīmā strādāt (papildus ”parastam” režīmam ir arī režīms izlādēta akumulatora gadījumam, u.c.).
Savukārt, ģenerators DME sūta sekojošus datus:
spriegums uz tā spailēm un statuss (ir/nav izdevies to uzturēt, cik laika prasījusi tā sasniegšana);
no ģeneratora patērētā strāva;
ierosmes tinuma strāva;
vadības čipseta temperatūra;
ģeneratora statora temperatūra.
No šiem datiem DME papildus rēķina:
ģeneratora mehānisko slodzi dzinējam;
ģeneratora relatīvo noslodzi;
monitorē ģeneratora atsūtīto datu uzticamību, tā ”veselību”, kontrolē pieļaujamo strāvu (arī – temperatūras/pārslodzes ierobežojumus), vada elektrības balansu (nepieļauj sprieguma kritumus zema akumulatora SOC gadījumos), u.t.t.
Šādi izskatās live dati – no ģeneratora saņemtie (daļa no datiem) un DME izrēķinātie.

Lūk, BMW AG sniegtā tehniskā pamatinformācija par E6X/E8X/E9X izmantotajiem ģeneratoriem:

Īsa atkāpe. BMW auto izmantotie ģeneratori ir ĻOTI jaudīgi – tukšgaitā tie spēj attīstīt pat 50 % no max strāvas (jeb ap 80 .. 90 A jaudīgākajām 160 .. 180 A versijām).

Atgriežoties pie attēla – lūdzu pievērst uzmanību aprakstā pasvītrotajai rindai. DME pārbauda (kontrolē), tieši kāds ģenerators ir pieslēgts BSD tīklam! Kā šī kontrole notiek?
DME lūdz ģeneratoram atsūtīt savu ID, to pārbauda un izlemj, vai ģenerators ir ”savējais”, jeb ”svešais”.
ID satur divu veidu informāciju:
identifikācijas datus;
konfigurācijas datus.
Identifikācijas dati apraksta – kam (kādam modelim/dzinēja tipam/ražotājam) šis ģenerators ir paredzēts. Konfigurācijas dati apraksta precīzāku konkrētā ģeneratora specifikāciju (maksimālā pieļaujamā strāva, maksimālās pieļaujamās statora un čipseta temperatūras, utml.). Tikai tad, ja indentifikācijas un konfigurācijas dati atbildīs auto FR, DME sāks vadīt ģeneratoru! Pretējā gadījumā DME atmiņā tiks ierakstītas kļūdas, bet ģenerators – vadīts netiks!

Vadāmus ģeneratorus izmanto visi vadošie auto ražotāji. Lai būtu vienkāršāk, ģeneratoru ražotāji ražo ”fiziski” identiskus ģeneratorus visiem sadarbības partneriem (autoražotājiem). Pat to vadības moduļi (tie vairs nav parasti sprieguma regulatori jeb ”tabletes”) ārēji izskatās vienādi. Tie arī ir vienādi – ciktāl tas attiecas uz elektronikas daļu. Visa atšķirība ir to programnodrošinājumā. Jā, tieši tā – ģeneratora vadības modulis ir mazs dators, kura darbību nosaka programmatūra. 
Lūk, BMW AG izdomāja, ka BMW auto datu apmaiņas ātrums būs 1200 biti (bodi) sekundē, noteica savu (tikai iekšējai lietošanai paredzētā dokumentācijā aprakstītu) protokola saturu, nosauca to par BSD un – lieta darīta. Cits ražotājs var izmantot citu (vai pat to pašu) datu apraides ātrumu, noteikt savu (savādāku) datu saturu un – nosaucis to savādāk, izmantot tos pašus ģeneratoru modeļus, tikai: ar atbilstošu programmatūru. Programmatūra ir tā, kas nosaka – šis ģenerators, piemēram, derēs tikai BMW benzīna auto ar dzinēju N52, bet šis – tikai konkrētam Mercedes dīzeļa dzinēja auto.
Šie saņemtie/nosūtītie dati dažādiem ražotājiem atšķiras fundamentāli! Tā ir konkrētā ražotāja izstrādes komandas brīva interpretācija – lemt, kurus datus sūtīt pirmos, kurus – pēc tam; kā aprakstīt katru no parametriem, u.t.t. Tad šo pašu izdomāto datu apraides principu auto ražotājs nosūta ģeneratoru ražotājam, kurš to ievieš konkrētā modeļa ģeneratora vadības modulī. Dažādiem ražotājiem, dažādiem modeļiem paredzētie ģeneratori ”nesapratīsies” ar neatbilstošu auto DME!

Lūk, BMW AG sniegtā tehniskā pamatinformācija par E6X/E8X/E9X izmantotajiem ģeneratoriem:
Īsa atkāpe. BMW auto izmantotie ģeneratori ir ĻOTI jaudīgi – tukšgaitā tie spēj attīstīt pat 50 % no max strāvas (jeb ap 80 .. 90 A jaudīgākajām 160 .. 180 A versijām).
Atgriežoties pie attēla – lūdzu pievērst uzmanību aprakstā pasvītrotajai rindai. DME pārbauda (kontrolē), tieši kāds ģenerators ir pieslēgts BSD tīklam! Kā šī kontrole notiek?
DME lūdz ģeneratoram atsūtīt savu ID, to pārbauda un izlemj, vai ģenerators ir ”savējais”, vai ”svešais”.
ID satur divu veidu informāciju:
identifikācijas datus;
konfigurācijas datus.
Identifikācijas dati apraksta – kam (kādam modelim/dzinēja tipam/ražotājam) šis ģenerators ir paredzēts. Konfigurācijas dati apraksta precīzāku konkrētā ģeneratora specifikāciju (maksimālā pieļaujamā strāva, maksimālās pieļaujamās statora un čipseta temperatūras, utml.). Tikai tad, ja indentifikācijas un konfigurācijas dati atbildīs auto FR, DME sāks vadīt ģeneratoru! Pretējā gadījumā DME atmiņā tiks ierakstītas kļūdas, bet ģenerators – vadīts netiks!
Vadāmus ģeneratorus izmanto visi vadošie auto ražotāji. Lai būtu vienkāršāk, ģeneratoru ražotāji ražo ”fiziski” identiskus ģeneratorus visiem sadarbības partneriem (auto ražotājiem). Pat to vadības moduļi (tie vairs nav parasti sprieguma regulatori jeb ”tabletes”) ārēji izskatās vienādi. Tie arī ir vienādi – ciktāl tas attiecas uz elektronikas daļu. Visa atšķirība ir to programmnodrošinājumā. Jā, tieši tā – ģeneratora vadības modulis ir mazs dators, kura darbību nosaka programmatūra.
Lūk, BMW AG izdomāja, ka BMW auto datu apmaiņas ātrums būs 1200 biti (bodi) sekundē, noteica savu (tikai iekšējai lietošanai paredzētā dokumentācijā aprakstītu) protokola saturu, nosauca to par BSD un – lieta darīta. Cits ražotājs var izmantot citu (vai pat to pašu) datu apraides ātrumu, noteikt savu (savādāku) datu saturu un – nosaucis to savādāk, izmantot tos pašus ģeneratoru modeļus, tikai: ar atbilstošu programmatūru. Programmatūra ir tā, kas nosaka – šis ģenerators, piemēram, derēs tikai BMW benzīna auto ar dzinēju N52, bet šis – tikai konkrētam Mercedes dīzeļa dzinēja auto.
Šie saņemtie/nosūtītie dati dažādiem ražotājiem atšķiras fundamentāli! Tā ir konkrētā ražotāja izstrādes komandas brīva interpretācija – lemt, kurus datus sūtīt pirmos, kurus – pēc tam; kā aprakstīt katru no parametriem, u.t.t. Tad šo pašu izdomāto datu apraides principu auto ražotājs nosūta ģeneratoru ražotājam, kurš to ievieš konkrētā modeļa ģeneratora vadības modulī. Dažādiem ražotājiem, dažādiem modeļiem paredzētie ģeneratori ”nesapratīsies” ar neatbilstošu auto DME!
Problēmas.
Ģeneratora uzbūve patiesībā ir ļoti vienkārša, par to remontu gari nerakstīšu. Minēšu tikai dažas nianses, kas saistītas ar to vadības moduļu nomaiņu.
Uzreiz piebildīšu, ka es nezinu NEVIENU gadījumu, kad pēc trešo pušu remonta šie inteliģentie (pa BSD vadāmie) ģeneratori turpinātu normāli ”komunicēt” ar DME. Respektīvi, VISOS gadījumos pēc vadības moduļu nomaiņas bija fundamentālas problēmas. Šīs problēmas var sadalīt divās lielās grupās.
1. Pēc remonta ir uzstādīts ”vecā tipa” vadības modulis, kuram nav paredzēta nekāda inteliģentā vadība. Šajā gadījumā ģenerators ”uzvedas” sekojoši:
tas paralizē visu BSD datu apmaiņas interfeisu: ar DME vairs nespēj sazināties ne IBS, ne eļļas kvalitātes sensors, ne citas ierīces;
pēc dzinēja iedarbināšanas ģenerators neieslēdzas – tas neuzsāk lādēšanu. Lai ģenerators ieslēgtos, nepieciešams uz pāris sekundēm palielināt dzinēja RPM tuvu redline. Šajā mirklī ģenerators ieslēdzas un turpina uzturēt spriegumu līdz nākošai dzinēja ieslēgšanas reizei;
ģenerators uztur fiksētu spriegumu: 14.0 V vai 14.4 V, atkarībā no vadības moduļa relīzes (”parastam” vai ”aukstam” klimatam attiecīgi).
Šādu ģeneratoru ir iespējams darbināt kā ”parastu” ģeneratoru – BSD pieslēgumam paredzēto izvadu pievienojot pie 30 klemmes caur rezistoru (vai kontrollampu, kas signalizēs par uzlādes problēmām), taču – nopietnas problēmas ir garantētas (kādas – lasiet zemāk).
2. Pēc remonta uzstādīts kaut kāds ”universālais” vadāmais modulis. Šajā gadījumā:
tipiski – pārējie virknes interfeisa ”klienti” spēj sazināties ar DME, bet par ģeneratoru ir aktīvas un nepārtrauktas kļūdas;
ģenerators strādā avārijas režīmā – uztur fiksētu spriegumu (tipiski: 14.3 V), tas nav vadāms pa virknes interfeisu.
Protams, abos gadījumos BMW IBS sistēma nestrādā, akumulators netiek korekti lādēts, nedarbojas enerģijas menedžmenta sistēma. Ziemā – ar 99 % varbūtību jūs paliksiet ar auto kādā nomaļākā vietā, bet iedarbināt to nevarēsiet. Ja nestrādā IBS sistēma, tiek atsēgtas arī savlaicīgās brīdināšanas (par mazu atlikušo akumulatora enerģiju) sistēmas, tiek atslēgti enerģijas ekonomēšanas režīmi (gan ar ieslēgtu dzinēju – atslēdzot pārāk ”apetītelīgos” patērētājus, gan locked mode), auto korekti nespēj aiziet ”gulēt” – turpinās akumulatora izlāde pat tad, kad auto it kā ir aizslēgts un ”aizmidzis”. Turklāt, bez IBS vadības ģeneratora diožu tilts ātri tiks bojāts – tas tiks pārkarsēts jeb diodes tiks bojātas, pārsniedzot maksimālo pieļaujamo strāvu.
Kādēļ ir tik svarīga korekta IBS sistēmas darbība (ieskaitot – korektu akumulatora piereģistrēšanu), lasiet šeit, šeit, šeit un šeit. 
Priekš sevis es esmu izdarījis viennozīmīgu secinājumu – šiem inteliģentajiem ģeneratoriem pēc to remonta (gultņu, kolektora maiņa, ja nepieciešams – bojāto diožu maiņa) jāuzstāda TIKAI OEM vadības moduļi, kas paredzēti KONKRĒTAJAM auto modelim! Citas ”alternatīvas” – nestrādās!
Nobeigumā.
Problēma, kas bieži vien nav pa spēkam pat ”specializētiem” ģeneratoru remonta centriem: kā noteikt bojātu diodi?
Simptomi:
ieslēdzot auto, ģenerators sāk stipri karst, īsā laikā tā temperatūra pārsniedz 100 oC;
smagākos gadījumos: ģenerators karst arī pie izslēgta dzinēja, strauji krītās borta spriegums.
Diagnostikas secība: 
a) noņemt ģeneratora dekoratīvo vāku;
b) ieslēgt multimetru 200 Ohm diapazonā;
c) vienu multimetra taustu pievienot ģeneratora statora vijumiem;
d) otru multimetra taustu secīgi pievienot pie ģeneratora plusa un mīnusa izvadiem.
Abos mērījumos multimetram jārāda OL. Ja kaut vienā gadījumā multimetrs uzrāda mazu pretestību (daži Ohm vai mazāk), vismaz viena diode, kas pievienota šai izejas klemmei (attiecīgi – plusa vai mīnusa) ir bojāta (short-circuit).
Jānovieno ģeneratora statora tinumi, jāpārbauda katra diode atsevišķi.
Kad diodes atvienotas no statora tinumiem, pārslēgt multimetru ”Diode” vai 2K Ohm diapazonā. 
Darbspējīgai diodei (20 oC temperatūrā):
tiešajā slēgumā (multimetra + tausts pieslēgts pie tās anoda) jārāda 200 .. 400 Ohm (mV kritums);
pretējā virzienā (multimetra + tausts pieslēgts pie tās katoda) jārāda OL.
Ja kaut viena mērījuma rezultāts atšķiras no iepriekšminētā – diode ir bojāta un tā ir jāmaina!
Uzmanību! Plusa un mīnusa klemmēm pievienotās diodes atšķiras (tām ir atšķirīga ”polaritāte”)!
Problēmas meklēšana un risināšana notika cieši sadarbojoties ar K.