Was kann ein Diagnosegerät wirklich?

Das Auto ruckelt. oder springt nicht an. Also kommt es in die Werkstatt, ein Diagnosegerät wird angeschlossen und der Fehlerspeicher ausgelesen.

Doch kein Fehler gespeichert. Was nun? Auto läuft nicht und kein Fehler gespeichert.

Der Servicetechniker hat nun die Aufgabe den Fehler zu finden, ohne Angabe eines Fehlercodes. Doch warum zeigt das Gerät nichts an? Und zeigt das Gerät immer alle Fehler an und man muss nur noch reparieren?

Das ist bei weiten nicht so. Das Motorsteuergerät speichert Fehler, sobald ein Sensor unplausible Werte liefert. Allerdings nicht immer sofort, sondern erst nach einer bestimmten Zeit oder bei Auftreten von definierten Umständen. Wenn der Fehler nur kurz und einmalig auftritt wird er in der Regel als sporadisch abgelegt. Erst wenn er öfters und nach mehrmaligen Fahren immer noch da ist oder auftritt, wird er als permanenter Fehler gespeichert.

Natürlich kann das Steuergerät nur Fehler speichern, die auch über einen Sensor erfasst werden kann. Und dann muss der Techniker schauen, ob der Fehler am Sensor liegt, oder andere Ursachen hat.

Zudem muss das Diagnosegerät auch geeignet sein, mit dem jeweiligen Steuergerät zu kommunizieren. Jeder Hersteller verwendet in den Steuergeräten eine eigene Sprache, Protokolle genannt. Ausnahme bilden hierbei die Motor- und Getriebesteuergeräte, die durch die EOBD (OBD2) ein genormtes Protokoll verwenden. Diese Protokolle finden bei Benzinfahrzeugen ab ca. 2001 und bei Dieselfahrzeugen ab ca. 2004 Verwendung. Die Fahrzeughersteller programmieren ihre Steuergeräte nur soweit normgerecht, wie es das Gesetz vorsieht und für die Abgasrelevanten Fehler notwendig ist. Aus diesen Grund ist die Auslese über EOBD bei der Fehlersuche nicht so hilfreich wie über das herstellerspezifische Programm. Aber bei Fahrzeugen, für die kein Herstellerprogramm bei den Mehrmarkendiagnosegeräten verfügbar ist, wenigstens eine Hilfe.

Nun kann ein OEM-Diagnosegerät von einem Fahrzeughersteller die Fahrzeuge und Systeme des jeweiligen Herstellers problemlos auslesen. Bei einem Fremdfabrikat wird es dann streiken, von ein paar Ausnahmen abgesehen. Und natürlich kann ein Diagnosegerät nur das Auslesen, was der Programmierer des Steuergerätes vorgesehen hat. Die Prüftiefe bei Fahrzeugen vor 2000 war teilweise nicht so hoch, wie bei heutigen Fahrzeugmodellen.

Gerade bei Mehrmarkendiagnosegeräten kann die Prüftiefe nicht die eines OEM-Diagnosegerätes erfüllen. Die Hersteller geben natürlich nur die Daten für die Fehlererkennung heraus, die sie müssen. Alle anderen Daten müssen sich die Hersteller von Mehrmarkendiagnosegeräten erarbeiten.

Das erklärt nun auch, warum nicht alle Fehler ausgelesen werden können. Und bei manchen Problemen eben noch die Suche nach herkömmlicher Art vonnöten ist.

Und selbst wenn ein Fehlercode vorliegt, muss dieser auf Plausibilität und ob auch ein Zusammenhang mit dem Problem am Fahrzeug besteht, geprüft werden. Als Beispiel sei hier die Lambdasonde genannt. Auch wenn sie im Fehlerspeicher drin steht, muss erst mal geprüft werden, ob sie auch den Fehlerverursacht. Dazu kann man die Lambdasonden-Spannungen messen oder auslesen und mit den Abgaswerten vergleichen. Denn sie wird auch als Fehler gespeichert, wenn das Gemisch nicht passt, zu fett oder zu mager ist.

Bei dem Auto was liegen geblieben ist, war die Kraftstoffpumpe defekt und hat zuwenig Kraftstoff gefördert. Der Kraftstoffdruck wird bei diesen Fahrzeug nicht erfasst und konnte daher auch nicht als Fehler gespeichert werden.

Fazit: ein Diagnosegerät stellt bei den heutigen Fahrzeugen eine große Hilfe dar, um Fehler zu finden. Dennoch kann es nicht hellsehen und der Techniker in der Werkstatt ist gefordert, anhand seines Wissens und mit den Fehlersuchanleitungen den Fehler baldmöglichst zu finden und zu beseitigen.

P0420 Katalysator Wirkungsgrad

Der Katalysator hat die Aufgabe schädliche Abgase in nicht schädliche Gase umzuwandeln. Um die Funktion des Katalysators zu überwachen, wurde zu der vorhandenen Lambdasonde vor dem Kat, noch eine Lambdasonde nach dem Kat eingebaut. Die Diagnose- oder Monitorsonde. Da bei optimaler Umwandlung nach dem Katalysator kein Co (Kohlenmonoxid) und kein O2 (Sauerstoff) mehr vorhanden ist, pendelt die Lambdasonde leicht bei ca 0,6 bis 0,8 Volt. Bei defekten Katalysator fängt die Diagnosesonde an zu pendeln, ähnlich der Regelsonde. Die Pendelvorgänge der Lambdasonden findet zeitversetzt statt. Das ist für das Motorsteuergerät die Information, dass der Katalysator nicht mehr richtig regeneriert.

Um den Fehler zu überprüfen, bietet es sich nun an, einen Abgastester anzuschliessen. Die Lambdasondenspannungen vorne und hinten auslesen und vergleichen. Der Co-Gehalt sollte nicht über 0,3 % gehen. Bei einem O2-Gehalt von weniger als 0,2 ist wahrscheinlich der Katalysator defekt. Diese Messungen nicht nur im Leerlauf, sondern auch bei erhöhter Motordrehzahl prüfen. Es kann auch passieren, dass alle Werte in Ordnung scheinen. Dann sollte beim Fahren die Lambdasondenspannungen angeschaut und verglichen werden. Es gab auch schon den Fall dass keine Abweichungen zu sehen war und der Fehler darin lag, dass der Katalysator nicht zum Fahrzeug passte. Daher auch diese Möglichkeit in Betracht ziehen. Speziell bei Katalysatoren aus dem Internet,

P0300 P03XX Zünd- oder Verbrennungsaussetzer erkannt

P0300 Verbrennungs- oder Zündaussetzer erkannt, bzw. P03XX wobei das XX für den jeweiligen Zylinder steht.

Das Motorsteuergerät misst dabei die Zeit, die ein Kolben nach einem Zündvorgang vom oberen zum unteren Totpunkt benötigt. Die Information dazu bekommt er über den Drehzahlsensor.

Weicht die Zeit zu stark vom bekannten Wert ab, so geht das Steuergerät davon aus, dass die Verbrennung nicht ordnungsgemäss ablief. Je nach Abweichung leuchtet die Motorkontrolleuchte permanent auf, oder blinkt.

Der Fehlercode wird dabei nicht sofort gesetzt, sondern erst nach einer gewissen Anzahl von erkannten Aussetzern.

Über der Istwertausgabe, bzw. Parameter kann man den Fehlerzähler auslesen und schauen welcher Zylinder am stärksten betroffen ist.

Ursachen zu diesen Fehlercode sind zum Beispiel Probleme in der Zündanlage oder Einspritzventile. Da es auch an Problemen in der Motormechanik liegen kann, ist eine Prüfung von Kompression und eine Druckverlustmessung unerlässlich. Falschluft, verstellte Steuerzeiten oder eine verstopfte Abgasanlage können ebenfalls diesen Fehler verursachen.


Abgasdiagnose

Bei der Verbrennung von Kraftstoff entstehen Abgase. Damit ein Katalysator diese korrekt umwandeln kann, benötigt er ein homogenes Kraftstoff-Luft-Gemisch. Das bedeutet das 1kg Kraftstoff mit 14,7 kg Luft verbrannt wird. Diese wird durch die Lambdasonde überwacht und durch das Motorsteuergerät geregelt.

Vor dem Katalysator sind im Abgas 71 % Stickstoff, 18,1 % Kohlendioxid, 9,2 % Wasser und 0,7 % Edelgas enthalten. Dazu kommen noch 1%  Kohlenmonoxid, Stickoxide und Kohlenwasserstoffe. Diese werden im Katalysator umgewandelt. Die dabei entstehenden Abgaswerte liegen dann bei 0% Co (Kohlendioxid), 0% O2 (Sauerstoff), maximal 20 ppm HC (Kohlenwasserstoff=unverbrannter Kraftstoff) und 15% CO2 (Kohlendioxid). Dazu muss der Katalysator eine Betriebstemperatur von ca 700 Grad erreichen.

Bei Fehlern in der Gemischaufbereitung verändert sich auch die Abgaszusammensetzung, da nun entweder zuviel, oder zu wenig der Gemischbestandteile vorhanden sind. Das sollte nach dem Katalysator geprüft werden, da der Katalysator nur richtig arbeitet, wenn das Gemisch was dort herein kommt korrekt ist. Die richtige Funktionsweise des Katalysators kann auf diese Weise direkt mit geprüft werden. Wie die Abgase zu bewerten sind, siehe unten.

Hier nun eine Auflistung welche Fehler für veränderte Abgaswerte verantwortlich sein können:

Hohe HC-Werte:
• bei kalten Motor kondensiert Kraftstoff.
• Fehler in der Zündanlage und damit Zündaussetzer führen zur unvollständigen Verbrennung
• falscher Zündzeitpunkt führt dazu dass nicht das komplette Gemisch verbrannt wird
• zu fette oder zu magere Gemischeinstellung verhindern eine komplette Verbrennung
• undichte Motorventile und eine schlechte Kompression
• verstellte Steuerzeiten führen zur unvollständigen Verbrennung weil der Gaswechsel nicht mehr korrekt funktioniert
• hoher Ölverbrauch, bzw.  Ölverbrennung (auch Öl enthält Kohlenwasserstoff)
• defekter Katalysator

Hohe CO Werte:
• falsche Gemischeinstellung
• defekte Lambdasonde (Motorsteuergerät fettet an, weil Lambdasonde permanent zu mageres Gemisch meldet),
bzw Falschluft vor der Lambdasonde
• defekter Katalysator
• Fehler in der Gemischaufbereitung
z.B. falsche Motortemperatur, zu hoher Kraftstoffdruck, undichte Einspritzventile oder undichte Tankentlüftung

Hohe O2 Werte:
• Undichtigkeiten in der Ansauganlage (Falschluft durch undichte Krümmerdichtung, offene Kurbelgehäuseentlüftung oder Tankentlüftungsventil
beim „Absprühen“, Suche nach Falschluft, immer auch daran denken zusätzliche Systeme wie Abgasrückführung, Tankentlüftung usw probehalber abzuklemmen
• defekte Lambdasonde (meldet immer zu fettes Gemisch, wodurch das Motorsteuergerät das Gemisch durch Rücknahme der Einspritzzeit, abmagert)
– Lambdasonden-Heizung nicht vergessen!
• Undichtigkeiten in der Abgasanlage (Krümmer gerissen, Dichtungen defekt, Durchrostung, undichtes Abgasrückführventil, undichtes Sekundärluftventil)
• Fehler in der Gemischaufbereitung, z.B. falsche Signal von Motortemperatur oder Luftmassenmesser/Saugrohrdruck, fehlerhafte Spannungsversorgung (Masse!), verstopfte Einspritzventile, zu niedrigen Kraftstoffdruck.

Niedrige CO2 Werte:
• falsche Gemischeinstellung
• undichte Abgasanlage
• Fehler in Gemischaufbereitung oder Zündanlage

Gerade bei Fehler die die Lambdasonde oder Gemischkorrektur betreffen, sollte immer eine Abgasanalyse zusammen mit der Beobachtung der Lambdasondenspannung erfolgen. Nur so lässt sich sich ein eventuell unnötiger Tausch der Lambdasonde vermeiden. Dabei nicht nur im Leerlauf, sondern auch im erhöhten Leerlauf messen! Falschluft wirkt sich im Teillast nicht mehr stark aus.

Vor der Abgasmessung sollte der Katalysator auf Betriebstemperatur gebracht werden und nicht durch zu langes Laufen im Leerlauf abgekühlt sein!

Lambdaadaption und Gemischkorrektur

Die Lambdasonde misst die Abgase und gibt diesen Wert an das Steuergerät. Dabei pendelt der Wert in der Regel bei der herkömmlichen Lamdasonde zwischen 0,1 und 0,9 Volt. 0,1 Volt bedeutet mageres Gemisch und 0,9 Volt fettes Gemisch. Anhand dieser Werte fettet oder magert das Steuergerät das Gemisch an, indem es die Einspritzzeit verringert oder verlängert, um so zu einem homogenen Gemisch zu gelangen. Dieses Regelfenster bezeichnet man auch als Lambdaintegrator.

Wenn die Lambdasonde nun durch zum Beispiel Falschluft permanent mageres Gemisch meldet, wird das Steuergerät versuchen das Gemisch solange anzureichern, bis dass der Lambdaintegrator wieder in seinen normalen Regelbereich gelangt. Wenn diese Regelung nun eine bestimmte Zeit so bleibt, wird das Steuergerät diesen Wert nun zu dem Grundeinspritzwert dazurechnen und als neue Grundeinspritzzeit definieren. Entfällt die Störung nun wieder, und die Regelung geht wieder in einen neuen Bereich, wird auch hier wieder der Wert angepasst. Der Bereich, bzw die Zeit bis zur dauernden Anpassung ist die Kurzzeitadaption oder Short Fuel Trim, die neu angepasste Grundeinspritzzeit ist somit die Langzeitadaption oder longfuel trim.

Dabei wird unterschieden zwischen additive und multiplikative Adaption:

Die additive Adaption ist bei Leerlauf und unteren Teillast wirksam. Dabei wird zu der Grundeinspritzzeit der Korrekturwert addiert (angefettet-bei Falschluft) bzw. abgezogen (abgemagert z.B. Kraftstoffdruck zu hoch, tropfendes Einspritzventil).

Die multiplikative Adaption ist ab ca. Teillast bis Vollast wirksam.
Bei dieser Adaption wird zu der Grundeinspritzzeit der Korrekturwert multipliziert, bzw. prozentual hinzugefügt oder abgezogen.

Je nach Auslegung des Steuergerätes kann dieser Wert bei der Diagnose in Istwerten/Datenlisten usw. angezeigt und damit sichtbar ob das Steuergerät anfettet (Adaptionswerte im +) oder abmagert

(Adaptionswerte im -, Herstellerangaben beachten!). In der OBD sind diese Werte ebenfalls zu finden.

Die Adaptionen können mittels Diagnosetester oder teilweise durch Abklemmen der Batterie zurückgesetzt werden. Zur besseren Diagnose ist es empfehlenswert, die Adaptionswerte auszudrucken und danach zu löschen. Dadurch arbeitet das Motorsteuergerät mit dem Grundgemisch und die Abgase können mittels Abgastester geprüft werden.

Die Fehlerquellen bei zu mageren Gemisch können sein: Falschluft (Leerlauf), Kraftstoffdruck, defekte oder verstopfte Einspritzdüsen/-ventile, defekte Sensoren, Fehler in der Spannungsversorgung usw.

Die Fehlerquelle bei zu fetten Gemisch können sein:  z.B. tropfende Einspritzventile, zu hoher Kraftstoffdruck, defekte Sensoren usw.

Gerade bei Fehlern wo die Fehlerlampe zwar leuchten, aber keine direkten Fahrfehler vorhanden sind, ist die Messung der Abgase und die Bewertung der Adaptionswerte wichtig.
Besonders bei Fehlermeldungen die sich auf die Abgaszusammensetzung beziehen wie zum Beispiel Fehlercode P0170 und P0171. In den Anfängen wurde das Gemisch bei entsprechenden Meldungen von der Lambdasonde, solange angefettet, bzw abgemagert, bis dass der Motor teilweise nicht mehr lauffähig war. Heutzutage wird nur bis zu einem gewissen Wert korrigiert und bei übersteigen der Werte (Adaptionen) die Lambdaregelung abgeschaltet und die Fehlerlampe gesetzt.

Nun liegt es am Techniker die Fehlermöglichkeiten zu prüfen. Dabei sollten auf jeden Fall die Abgaswerte im Leerlauf und erhöhten Leerlauf geprüft werden.

P0171 Gemisch zu fett

P0171 Gemisch zu fett

(Fehlertext kann je nach verwendeten Diagnosegerät abweichen)

Analog dazu ist natürlich der Fehlercode P 0171 Gemisch zu fett zu bewerten.

Auch hier sollten die Abgaswerte geprüft und bei zu fetten Gemisch die Ursache in Form von zu hohen Kraftstoffdruck, defekter Luftmassenmesser oder Saugrohrdrucksensor, verschmutztes Drosselklappenteil, offenstehendes Aktivkohlefilter, undichter Kraftstoffdruckregler (Unterdruckschlauch) oder tropfende Einspritzventile usw. zu finden sein.

Siehe auch Erklärung unter Gemischkorrekturen

P0170 Gemisch zu mager

P0170  Gemisch zu mager oder P0171 Gemisch zu fett
(Text kann je nach verwendeten Diagnosegerät abweichen)

Dieser Fehlercode besagt, dass die Lambdasonde über einen längeren Zeitraum ein zu mageres Gemisch erkannt hat. Um wieder in den richtigen Regelbereich zu gelangen (ca Lambda 1), muss das Steuergerät das Gemisch entsprechend  anfetten. Das Steuergerät erhöht die Einspritzzeit entsprechend und beobachtet die Signale der Lambdasonde. Wenn nun die Lambdasonde wieder pendelt, belässt es das Steuergerät bei dieser Einspritzzeit. Wenn nun das Steuergerät die Einspritzzeit zu weit anheben muss, um wieder in eine Regelung zu kommen, wird es einen Fehler setzen und die MIL-Lampe einschalten (meistens zwischen 10-25 %). Nun muss der KFZ-Techniker die Ursache für das zu magere Gemisch suchen.

Als Ursache kommen Falschluft, ein fehlerhafter Luftmassenmesser, bzw. Saugrohrdrucksensor, zu niedriger Kraftstoffdruck oder zugekokte Einspritzventile usw. in Frage. Auch eine falsch arbeitende Lambdasonde kann diesen Fehlercode erzeugen! Daher ist immer der Abgastester bei dieser Prüfung anzuschliessen und die Abgaswerte in Zusammenhang mit der Lambdasonde anzuschauen. Eine zu niedrige Lambdasondenspannung deutet auf ein zu mageres Gemisch und eine hohe Lambdasondenspannung auf ein zu fettes Gemisch hin.

Zeigt der Abgastester zum Beispiel einen zu hohen Sauerstoffanteil an (O2 über 0,3 Volumen-% und CO unter 0,2 Volumen-%) und die Lambdasonde zeigt längere Zeit eine zu hohe Spannung an, ist eher von einer defekten Lambdasonde auszugehen. Zeigen allerdings Lambdasonde und Abgastester ein zu mageres Gemisch an, so ist der Ursache in Form von Falschluft, Kraftstoffdruck usw. nachzugehen.

Diese Messungen sollten sowohl bei Leerlaufdrehzahl als auch bei erhöhter Drehzahl (2000-2500 U/min) erfolgen und der Motor und Katalysator Betriebstemperatur aufweisen).