Зачастую владельцам современных автомобилей, несмотря на их передовые технологии, приходится сталкиваться с трудностями в управлении электронными системами, предназначенными для повышения комфорта. В некоторых случаях для нормальной эксплуатации автомобиля требуется отключение этих систем, причём с использованием методов, проверенных временем и уходящих корнями в прошлое.
В современных автомобилях всё чаще можно встретить систему IBS (Intelligent Battery Sensor) или AMS (Alternator Management System). Независимо от названия, эта система отвечает за интеллектуальное управление зарядкой аккумулятора и мониторинг состояния бортовой электросети посредством регулирования напряжения генератора.
Широкое распространение системы IBS началось примерно в начале 2010-х годов, начиная с автомобилей премиум-класса и моделей, оснащённых системой «старт-стоп». Позднее она стала применяться и на более доступных автомобилях, как то или иной способ реализации «зелёной» повестки дня, обещая снижение расхода топлива и продление срока службы аккумулятора, что, в свою очередь, должно сократить количество заменяемых аккумуляторов и положительно сказаться на окружающей среде.
В теории система IBS должна приносить пользу, однако многие автовладельцы ощущают несоответствие между сложностью системы и её реальной эффективностью. Некоторые водители сталкиваются с проблемами в работе аккумулятора, вызванными специфическими алгоритмами работы IBS, и активно делятся опытом по отключению этой «полезной» функции на специализированных онлайн-площадках.
Как работает IBS
Примечательно, что весьма упрощенная версия системы, напоминающей IBS, была знакома автомобилистам еще с первой половины двадцатого столетия. В старых транспортных средствах часто можно было встретить амперметр на приборной панели, соединенный между генератором и аккумулятором (важно отметить, что ток стартера не проходил через этот измерительный прибор). Как известно, в состоянии покоя стрелка такого устройства располагалась по центру шкалы, а сектора слева и справа от нее обозначали отрицательные и положительные значения. Такая конструкция позволяла водителю постоянно контролировать направление тока – либо от генератора к аккумулятору, либо наоборот.
Когда стрелка отклонялась в положительную зону шкалы, это свидетельствовало о нормальной работе системы: напряжение поступает от генератора, а аккумулятор заряжается. Кроме того, по степени отклонения стрелки в положительную сторону можно было определить интенсивность процесса зарядки; небольшое отклонение в плюс указывало на то, что аккумулятор полностью заряжен.
В случае резкого падения стрелки в отрицательную зону это означало, что напряжение в бортовой сети подается исключительно от аккумулятора, то есть генератор перестал выполнять свою функцию из-за обрыва приводного ремня или неисправности регулятора напряжения. Если при включенных потребителях электроэнергии стрелка уходит в минус, а затем возвращается к нулю по мере увеличения оборотов двигателя, это говорит о разряженном аккумуляторе и недостаточной мощности генератора для поддержания нормальной работы системы. Таким образом, опытный водитель мог получать ценную информацию о состоянии электрической части автомобиля благодаря индикации простого аналогового амперметра.
Индикатор тока сигнализировал водителю и побуждал его к определенным действиям, основываясь на полученных данных. «Умная клемма» аккумулятора, являющаяся ключевым элементом системы IBS, подобно традиционному амперметру отслеживает процесс зарядки батареи и потребление энергии бортовой сети, но при этом полностью автоматизирует эти процессы. Водителю не требуется знать принципы работы данной системы.
В «умной клемме», выполняющей роль минусовой клеммы, расположены два основных датчика: тока и температуры аккумулятора. Датчик тока является приоритетным и наиболее значимым; принцип его действия схож с работой токовых клещей, используемых электриками – это разновидность трансформатора тока. Он контролирует величину тока, его направление (от батареи или к ней), а также позволяет контроллеру «умной клеммы» непрерывно получать информацию об объеме энергии, движущейся в определенном направлении, с высокой точностью определяя расход, поступление и, как следствие, степень заряженности аккумулятора.
Система IBS не предусматривает отключение цепи батареи ни при каких обстоятельствах – в «умной клемме» отсутствует как мощное реле, так и полупроводниковый коммутатор. Вместо этого она постоянно управляет обмоткой возбуждения генератора, основываясь на силе тока, его направлении и температуре аккумулятора, что позволяет регулировать напряжение бортовой сети и ток, выдаваемый генератором.
Объем емкости аккумулятора известен системе «умная клемма»: количество ампер-часов батареи для автомобилей, оснащенных системой IBS, программируется посредством диагностики. Также определяется тип используемой аккумуляторной технологии (EFB, AGM и другие), на основании чего IBS регулирует режимы зарядки – эта информация также заносится в систему.
Экономия топлива достигается благодаря системе IBS путем уменьшения мощности генератора при любой возможности: чем она меньше, тем меньшую нагрузку «генератор» оказывает на коленчатый вал двигателя и, соответственно, меньше отнимает у него мощность. Продление срока службы аккумулятора обеспечивается за счет поддержания оптимальных уровней напряжения, необходимых для современных типов свинцово-кислотных аккумуляторов – EFB, AGM. IBS предотвращает перезаряд батареи в жаркую погоду и вредный заряд переохлажденной батареи, ограничивая начальный зарядный ток после запуска двигателя при низких температурах, а также постепенно и плавно увеличивая напряжение генератора.
Следует подчеркнуть, что функционирование системы IBS выходит за рамки упрощенной схемы и алгоритмов, встроенных в модуль обработки данных датчиков тока и температуры на «умной клемме». Она также включает определенные функции, интегрированные в блок управления двигателем. В частности, к этой части IBS относится функция рекуперации энергии. При торможении транспортного средства система стремится максимизировать отдачу тока от генератора для подзарядки аккумуляторной батареи, которая обычно рассеивается в виде тепла через колодки. И наоборот, при интенсивном ускорении блок управления оценивает степень нажатия на педаль газа и увеличение скорости, что приводит к команде реле-регулятору о снижении напряжения на обмотке возбуждения генератора с целью предотвращения кражи мощности от двигателя.
Вред от системы IBS
Как отмечалось ранее, описание принципов работы системы IBS представляется логичным и понятным; оно основано на чистой электротехнике и не содержит ничего мистического. Тем не менее, в реальных условиях эксплуатации автомобилей с IBS зарядка аккумуляторных батарей часто протекает нестабильно, и нет гарантии, что это действительно способствует увеличению срока службы АКБ. Да, подобные проблемы возникают не всегда и не у всех: некоторые владельцы довольны работой системы, в то время как другие сталкиваются с неприятностями.
Информирование широкой аудитории о принципах функционирования интеллектуальных систем зарядки началось приблизительно в конце 2010-х годов, и, как это часто бывает, стало популярным среди владельцев Volkswagen. Эти автовладельцы, заслуживающие уважения, традиционно демонстрируют высокий уровень технической грамотности и склонны к программному и аппаратному улучшению младших моделей с использованием опций, доступных на более дорогих версиях. Первоначально те, кто самостоятельно устанавливал «умные клеммы» в относительно недорогие и уже не новые модели Volkswagen и Skoda, были в целом довольны. В первую очередь это объяснялось незначительным, но ощутимым улучшением динамики разгона автомобилей с двигателями объемом 1,4-1,6 литра благодаря функции рекуперации – кратковременному отключению генератора во время ускорения. Однако со временем недовольство начало проявляться и у других пользователей. Оказалось, что интеллектуальная система зарядки (IBS) не всегда корректно взаимодействует с аккумуляторами, потерявшими свою первоначальную емкость, а также в условиях низких температур. Алгоритмы, встроенные в систему, порой ошибочно оценивают степень заряда аккумуляторной батареи, прежде чем она фактически зарядится, что приводит к снижению напряжения в бортовой сети автомобиля. Кроме того, при разгоне, когда генератор не обеспечивает достаточную зарядку, электронная система может интерпретировать это как продолжительное движение по трассе без активного использования педали газа. Результатом такой «интеллектуальной» работы становится разряд аккумуляторной батареи и необходимость вызова помощи с проводами.
Со временем технология IBS начала широко внедряться даже в автомобили более низкого ценового сегмента, получив наибольшее распространение благодаря китайскому автопрому – Chery, Geely, Haval и другим маркам. Именно от владельцев относительно доступных «китайских» автомобилей поступило больше всего жалоб на IBS. Возможно, программные настройки системы у местных инженеров недостаточно оптимизированы. Альтернативная версия заключается в том, что из-за больших запасов китайских автомобилей, импортируемых в Россию в последние годы, аккумуляторы некоторых машин успели засульфатироваться и приобрести повышенное внутреннее сопротивление во время хранения на площадках дилерских центров. В результате даже после быстрой подзарядки перед продажей система IBS впоследствии функционировала некорректно, ошибочно принимая батареи за новые и исправные.
Первыми тревогу забили водители, имеющие возможность контроля напряжения бортовой сети через мобильное приложение автосигнализации или с помощью дополнительного вольтметра, встроенного в зарядное устройство для смартфона. Люди были неприятно удивлены низким напряжением при обычной эксплуатации: большая часть времени оно не превышало 13 вольт, поднимаясь выше 14 только во время торможения. Впоследствии возникала проблема с запуском двигателя. Те же, кто не имел вольтметров, узнавали о проблеме косвенно – например, заводили мотор и обнаруживали, что стеклоочистители работают медленно, а струя «омывающей жидкости» слабая, как будто насос страдает от проблем со здоровьем. Честно говоря, даже система, приносящая очевидную пользу, не имеет права проявлять себя подобным образом. Таким образом, проблема подтверждена.
Борьба с IBS: «фишки и диоды»
Первым действием, на которое решается владелец автомобиля, испытывающий проблемы с некорректной работой IBS, обычно является отключение небольшого пластикового разъема – «фишки», соединяющего «умную клемму» аккумулятора и провод, передающий данные для корректировки работы реле-регулятора. Этот метод часто оказывается эффективным, поскольку IBS не является основным контроллером генератора, а выполняет лишь вспомогательную функцию. При отключении системы генератор переходит в стандартный режим: он выдает стабильное напряжение 14,2-14,5 вольта, независимо от стиля вождения, количества и мощности подключенных электроприборов и состояния аккумулятора. Некоторые водители прибегают к этому решению только на зимний период, полагая, что летом IBS функционирует более предсказуемо. Однако этот способ имеет один недостаток – постоянное отображение индикатора неисправности аккумуляторной батареи на приборной панели, что может вызывать дискомфорт у некоторых водителей.
Второй подход заключается не в отключении IBS, а в обмане системы. Для этого автовладельцам пришлось вспомнить старый и проверенный метод, который использовался еще в эпоху автомобилей Москвич и Волга и, вопреки ожиданиям, оказался полезным и для современных автомобилей с развитой электроникой.
История вопроса такова: максимальная отдача генераторов мощностью 40-50 ампер, устанавливаемых на автомобилях середины XX века, была достаточной для питания скромного набора потребителей энергии того времени. Однако, хотя на высоких оборотах генератор выдавал заявленный максимум, при низких оборотах, особенно с включенными фарами и обогревателями, его производительность была крайне низкой. В результате коротких городских поездок в холодное время года аккумуляторная батарея постоянно находилась в состоянии частичной разрядки: генератор не мог компенсировать потребление энергии стартером у аккумулятора, находящегося в промерзшем состоянии. И степень заряженности батареи постепенно снижалась.
Ранее для частичного решения данной проблемы применялся упрощенный метод с использованием диода, который последовательно включали в цепь питания реле-регулятора. Характерной особенностью кремниевых диодов является падение напряжения на них в пределах 0,7–0,8 вольта. Если при прямом измерении напряжения на аккумуляторной батарее на ее клеммах зафиксировано значение в 12 вольт, то повторное измерение того же аккумулятора через включенный диод покажет результат порядка 11,2 вольт (12 – 0,8 = 11,2). Этот прием позволял ввести реле-регулятор в заблуждение, подавая на него напряжение через диод. Реле-регулятор регулирует напряжение в бортовой сети по принципу обратной связи, ориентируясь на измеренное им же значение – увеличивая его при отклонении ниже нормы и уменьшая при превышении. При этом, если на измерительный контакт подается напряжение через диод, регулятор интерпретирует его как более низкое на 0,8 вольта, что приводит к соответствующему повышению напряжения.
Со временем этот способ потерял актуальность, однако с появлением систем IBS он вновь привлек внимание и был возвращен в практику. Суть метода остается прежней: обмануть реле-регулятор, работающий совместно с системой IBS, чтобы оно увеличило напряжение бортовой сети на величину падения напряжения на диоде – 0,8 вольта. Для реализации этой модификации в блоке предохранителей и реле заменяют предохранитель контрольной цепи реле-регулятора на диод, что обеспечивает более высокое напряжение зарядки даже при постоянном контроле системы IBS и ее динамических изменениях.
Несмотря на то, что в данном случае нарушается алгоритм корректной зарядки, предусмотренный производителем автомобиля, многие считают, что общий уровень заряженности аккумулятора с применением этого приема повышается, а вероятность возникновения проблем с запуском двигателя зимой снижается.
