kraftfahrzeug innung oldenburg forum für berufliche bildung und qualifizierung

Kraftfahrzeug Innung OldenburgKraftfahrzeug Innung Oldenburg

Forum für berufliche Bildung und Forum für berufliche Bildung und QualifizierungQualifizierung



Arnold JägerArnold Jäger

Thies RöschmannThies Röschmann

Helmut GrimmigHelmut Grimmig



Zeitrahmen

25.08 : 11:00 Uhr Start, Begrüßung, Einführung

12:30 – 13:30 Mittag

13:30 – ca. 19:00 Fehlerdiagnose Ottomotoren

dazwischen:

- Besprechung der Arbeitsergebnisse

- Kaffeepausen



• 26.08. Beginn 8:30 Uhr• OBD Fehlerdiagnose• FSI• Readinesscodes in der Werkstatt

• 12:00 – 13:00 Uhr Mittag

• 17:00 Ende



1 Kraftstoffbehälter m it E lektrokaftstoffpumpe, 2 Kraftstoffilter, 3 Kraftstoffdruck-regler, 4 Elektronisches Steuergerät, 5 Luftmassenm esser, 6 Drosselvorrichtung(EGAS), 7 Saugrohr-Drucksensor, 8 Ansauglufttem peraturfühler (NTC), 9 Kühlm itte ltemperaturfühler (NTC), 10 Phasensensor, 11 Klopfsensor, 12 Dreh-zahl-u. Bezugsmarkengeber, 13 Aktivkohlebehälter, 14 Tankentlüftungsventil, 15 Absperrventil, 16 Sekundärluftpumpe, 17 Sekundärluftventil, 19 Elektrisches Abgasrückführventil (AGR-Ventil), 18 Elektrisches Gaspedal, 20 Katalysator, 21 Lam bdasonde (Regelsonde), 22 Lam bdasonde (Monitorsonde), 23 Fehler-lam pe, 24 Diagnoseschnittstelle (EOBD-Schnittstelle), 25 Tankdrucksensor,26 Einspritzventil, 27 Zündspule

12

3

4

5

67

89

10

1112

13

26

27

14

15

16

17

18

19202122

23 24

25

M



M otorsteuergerät

EG AS

AG R -Ventil

Saugrohr-drucksensor

Tankent-lüftungs-ventilLuftm assenm esser/

Ansaugluft-N TC

3-W ege-Kat N O x-Kat

Fahrpedal-geber

D rehzahl-u . Bezugs-m arkengeber

Lam bda-sonde

Tem p.-sensor

N O x-Sensor

K lopf-sensor

Phasen-sensor

D iagnose-stecker

M IL

EFS

M otor-N TC

Kraftsto ff-druck-sensor

D ruck-begrenzungs-ventil

E inspritzventil

M engensteuerventil

H ochdruck-pum pe

Kraftsto ff-filter

Förderm odul(Tankeinbaueinheit)

Aktivkohlebehälter



• Steuergeräte

• sind

• W E I B L I C H !!• Sie sagen nicht immer, was sie wissen• Sie sagen etwas, aber es ist unverständlich• Sie schweigen• Sie sagen zuviel• Sie sagen etwas in einer Sprache, die nur Weiber

Steuergeräte verstehen



Abgas-komponente

AU gez. Fehlersuche

Abgaszusammensetzung

CO

HC

O2

CO2

Lambda

LL-----------max. 0,5% erh. LL-----max.

0,3%

0,97----1,03

0,1%

20 ppm

0,2%

15%

0,98----1,02



Richtwerte für die Abgaszusammensetzung und mögliche Ursache bei Abweichung

Messgröße Richtwert Istwert

CO

CO 2

HC

O 2

Kohlenmonoxid

Kohlendioxid

Kohlenwasserstoffe

Sauerstoff

Lam bdaw ert

0 - 0,5 - Vol. %

14 - 16 Vol. %

0 - 50 ppm

kleiner 1 %

0,97 - 1,03

hoch

hoch

hoch hoch

hoch

hoch viel zu hoch

viel zu hoch leicht zu hoch

tief

tief

tief tief

tief

tief tief tief tief tief

tief

< 0,97 >1,03 >1,03 >1,03normal

Mögliche Ursache

Die aufgeführten Ursachen dienen als H inweise. Zur Bestätigung der D iagnose sollten geeignete D iagnosegeräte einge-setzt werden.

Gem isch zu fett

Fehler in der Gemischauf-bereitung, Lambdasonde

Gem isch zu m ager

Fehler in der Gemischauf-bereitung,Falschluft

Kat defekt

Voraussetzung:Kat hat Betriebs-temperatur,Lambdaregelungi.O.

Verbrennungs-aussetzer

Fehler in der Zündanlage,Zündkerzen,extrem zu mager

Falschluft über Auspuffanlagenach Lam bda-sonde

häufig in Verbin-dung m it hohem Kraftstoffverbrauch



1,053⁁

2,37%O2

13,4%CO2

3 ppmHC

0,001%CO

0,997⁁

1,3%O2

14,6%CO2

185 ppmHC

0,785%CO

0,947⁁

0,08%O2

13,9%CO2

280 ppmHC

1,87%CO

1,16⁁

4,86%O2

10,7%CO2

1360HC

0,008%CO

Gemisch zu mager

Kat. defekt Gemisch zu fett

Zündaussetzer



Die Lambdasonden und der Regelkreis



HeizungFingerkeramiksonde

Durch die Lambdaregelung wird sichergestellt,dass immerausreichend Sauerstoff für die Oxidation von HC, CO und für die Reduktion von NOX vorhanden ist.

Zweipunktsonde LSH( beheizte Spannungs- Sprung- Sonde )



Überprüfung der Lambdasonde

Spannung

Zeit0V

1V

1. Frequenz mind. 0,5 HZ (1Periode / 2 Sekunden)

2. Mittelwert ca. 0,5 Volt

3. U min – max mind 0,4 Volt

4. U max mind. 0,65 Volt

fett

mager



Überprüfung der Lambdasonde bei fettem Gemisch

0V

1V Sonde i.O.

Lambdaregelung im Notlauf

Sonde konkret prüfen

Sonde wahrscheinlich defektEvtl. Stg. Oder Kabelbaum



Lambdasonde und Integrator und AdaptionLambdasondenspannung

Integrator (-Regler)

0% ti 2,5ms

1 V

0 V

Falschluft

20% ti 3,0ms

Adaption greift

0% ti 3,0ms





0% ti 2,5ms

1 V

0 V

Falschluft

20% ti 3,0ms

Adaption greift

0% ti 3,0ms

Adaption

0%

20%





0% ti 2,5ms

1 V

0 V

Falschluft

20% ti 3,0ms

Adaption greift

0% ti 3,0ms

Adaption max.+/- 25 %

wenn die Adaptionsgrenze von über 25 % +/- erreicht ist, geht die Integratorspannung auf 0%

20%

Kurzzeitige Gemischanpassung (short term fuel trim)Kurzzeitige Gemischanpassung (short term fuel trim)Kurzzeitige Gemischanpassung (short term fuel trim)Kurzzeitige Gemischanpassung (short term fuel trim)

Langzeitige Gemischanpassung (long term fuel trim)Langzeitige Gemischanpassung (long term fuel trim)Langzeitige Gemischanpassung (long term fuel trim)Langzeitige Gemischanpassung (long term fuel trim)0 %0 %0 %0 %



Gemischanpassung

• Lambda-Integrator = kurzzeitige Gemischanpassung schwankend Lambda-Regler +/- max. 25% Short term fuel trim

• • Lambda-Adaption =

langzeitige Gemisch Anpassung• Lambda-Lernwert 0 % +/- 10 %• Long term fuel trim feststehend



Additive und multiplikative Adaption

Last in %

ti in ms

20

40

60

80

100

4 6 8 10

Keine Abweichungen




Last in %

ti in ms

20

40

60

80

100

4 6 8 10

Keine Abweichungen

Falschluft

4,5 6,5 8,5 10,5

+ 0,5 ms additive Adaption




Last in %

ti in ms

20

40

60

80

100

4 6 8 10

Keine Abweichungen

Falschluft

4,5 6,5 8,5 10,5

+ 0,5 ms additive Adaption ( LL- Adaption, +/- 0,5ms )

Erhöhter Kraftstoffdruck

3,6

-10%

5,4

-10%

7,2

-10%

9

-10%

-10 % multiplikative Adaption (TL-VL Adaption , +/-20%)



Additive Adaption

• Solche Fehler werden bei geringem Luftdurchsatz, also im Leerlauf am deutlichsten. Im Leerlauf und im Leerlauf – nahen Bereichen erkannte Abweichungen werden für alle Betriebsbereiche additiv korrigiert.



Anpassung, AdaptionMultiplikativer Faktor: 1,5

Additiver Anteil 1,0 ms

• Leerlauf: (Grundeinspritzzeit 1 ms)

• 1 ms x Faktor 1,5 = 1,5 ms

• 1 ms + Anteil 1 ms = 2 ms

• Last: (Grundeinspritzzeit 3 ms)

• 3 ms x Faktor 1,5 = 4,5 ms

• 3 ms + Anteil 1 ms = 4 ms



Ausnahmen

• Bei Opel wird die Gemischanpassung nicht in %, sondern in Schritten vorgenommen.

• 100 % = 128 Schritte +/- 10 % = 13 Schritte



Multiplikative Adaption• Diese Fehler treten z.B. durch Unterschiede in der

Luftdichte auf. Sie werden bei großen Luftdurchsätzen erfaßt, bei denen sich additive Fehler kaum auswirken.

• Wird die Grundeinspritzzeit mit einem Faktor multipliziert, so spricht man von einer multiplikativen Adaption.

• Die ermittelte Abweichung wird als konstanter Faktor mit der Einspritzzeit multipliziert. Die Faktorwerte können kleiner oder größer 1 sein.

• Die Adaptionswerte werden wieder zurückgenommen, wenn sich die Voraussetzungen geändert haben bzw. die Fehler behoben wurden.



Potentialfreie Lambdasonde mit Masseversatz

(Spannungs- Sprung- Sonde)



Potentialfreie Lambdasonde mit Masseversatz

0

700

1150

1700

mv

t

Regelbereich

der Standard-

Lambdasonde

Falschluft Masseschluß



Lambdasonde mit Masseversatz

0

700

1150

1700

mv

t

Regelbereich

der Masseversatz-

Lambdasonde

Falschluft Masseschluß

Signalmasse

Definierter

Masseversatz



Planare Lambdasonden

Sensorelement

Heizung

2.Außenelektrode4.Innenelektrode

Vorteile: kleine Bauformschnell betriebsbereitgeringe Heizleistung



Planare Lambdasonde

Planare Sprungsonde

Planare Sprungsonde

Fingerkeramik Sprungsonde



Widerstandssonde

• Äußerlich ist die Widerstandssonde kleiner, und sie besitzt 4 Kabelanschlüsse. Die Widerstandsonde braucht keinen Referenzsauerstoff weil sie auf den Partialdruck (Sauerstoffmenge) und die Temperatur reagiert.

• Anschluss 1 = Sondensignal• 2 = Sondenmasse• 3 = Heizung Plus• 4 = Heizung Minus• Titania-Sonden (Widerstandssonden) kommen bei folgenden

Herstellern zum Einsatz.• BMW, Jaguar, Opel, Rover, Volvo• Der Nachteil aller bisherigen Sonden ist, dass sie nur erkennen

können, ob der Lambdawert über oder unter 1 liegt.



Planare Breitbandsonde



Planare Breitbandlambdasonde

(LSU- universal, keine Sprungsonde)

Elektrode Pumpzelleinnen

Elektrode Pumpzelle außen

Ip



13

Planare Breitband-Lambdasonde (LSU) Lambda 0,7 - 3

1. Abgas 7. Keramikschicht 13. Diffusionsbarriere2. Pumpzelle 8. Messpalt3. Platinelektrode Referenzluft 9. Sensorzelle4. Heizelemente 10. Außenelektroden Sensorzelle5. Sondenheizung 11. Platinelektroden Pumpzelle außen6. Referenzluftspalt 12. Platinelektroden Pumpzelle innen

450 mV

450 mV



Funktion OP (Operationsverstärker)

UB

Masse

Ausgang

Eingänge

0,45 V

0,45 V

0V

0,5 V

UB

Stromrichtung

OP



UB

Masse

Abgaszusammensetzung = Lambda 1 = 0mA Pumpstrom

0,45V

0,45VReferenzluft

Elektrode Pumpzelle

Elektrode Pumpzelle

Elektrode Sensorzelle

Elektrode Sensorzelle

Abgas



UB

Masse

Funktion bei magerem Abgas : viel Restsauerstoffgehalt in Messkammer

0,35V

0,45V

0,45V

US



fett mager



Verschaltung



Genaue Information für das Steuergerät bezüglich der Gemischzusammensetzung

Funktionsprüfung:

Fehlerspeicher

Parameter:

Stromwert -2 – 2 mA(schwankend)

Spannungswert 0,45 V (1,2-1,7V Audi/DB) permanentLambdawert 0,98 – 1,02

Integratorschwankender Wert

Erkennung:

5 bzw. 6 Leitungsanschlüsse Messtechnisch nicht prüfbar

Breitbandlambdasonde



Parameter Breitbandsonde (Gutbild)

Sondenspannung permanent bei ca. 0,45 VoltZul. Toleranz Ca. 50 mVolt

Integrator Differenz min / max Wert

Ca. 6 %



Parameter Breitbandsonde (Fehlerbild)

Sondenspannung schwankt um bis zu 200 mVolt

Integrator Differenz min / max Wert

Ca. 18 %

Fehler nur bei erhöhter Drehzahl lokalisierbar



Widerstandssprungsonden

• Bei der Widerstandssprungsonde (Siemens), wird als Sondenmaterial Titandioxid (TiO2) verwendet.

• Die Widerstandssonde ist kein galvanisches Element, sondern arbeitet mit einer Widerstandsänderung bei Veränderung der Gemischzusammensetzung.

• Dies wird durch den Sondenwerkstoff ohne Zuhilfenahme von Referenzluft möglich.

• Die Auswertung erfolgt über einen in Reihe geschalteten Vergleichswiderstand im Steuergerät. Dabei sind thermodynamische Effekte zu berücksichtigen.



Widerstands-Sprungsonde in Planartechnik aus Titanium



Widerstandssonde (Titanium)

• Beim Ändern des Gemisches von fett zu mager ( also bei Lambda 1) wird schlagartig der Widerstandswert vergrößert.

• Der Widerstand der Sonde liegt in Reihe zu einem Messwiderstand im Steuergerät, beide liegen an einer Spannung von 5Volt.

• Der Spannungsabfall am Messwiderstand dient als Messgröße und beträgt bei magerem Gemisch unter 0,4 , bei fettem Gemisch über 3,8 Volt.

• Die Sonde arbeitet in einem Temperaturbereich von 500° C bis 850° C am besten.

• Die Sonde wird elektrisch beheizt.



5V

E

getaktet

Siemens WiderstandssondeGemisch mager

Spannung ca. 4,8 Volt

Gemisch fett

Spannung ca. 0,3 Volt

Oszi



CO2 ist am aussagekräftigsten, 15,6% oder ähnlich geht nur, wenn alles in Ordnung ist!

EOBD prüft nicht unbedingt Plausibilität, sondern elektrisch, d.h. allenfalls bis zum Relais

OBD und herstellerspezifische OBD abfragen!

z.B. BMW macht OBD-mäßig nur das allernötigste!

Readinesscodes werden teilweise, z.B. VW durch Löschen des Fehlerspeichers mitgelöscht!!!!

Ohne Fahrzyklus kein 0-setzen!!!!

Wenn Ri-Code auf 1 steht , kein Eintrag in den Fehlerspeicher!!!



Fehlersuche

Kundenbeanstandung: Erhöhter KraftstoffverbrauchErgebnis der Probefahrt: Laufverhalten und Leistung i.O.

Eintrag im Fehlerspeicher: Kein Fehler gespeichert

Überprüfung der Abgaswerte

CO 0,037%

HC 18ppm

CO2 15,6%

O2 0,08%

⁁ 1,012

Kunde ist verrückt ?

Welche Parameter sind interessant?

Drehzahl

Batteriespannung

Lambdaregler

Spannung -Sonde⁁

⁁-Lernwert LL

⁁-Lernwert TL

Anges. Luftmasse

Motortemp.

Lufttemp.

Zündw. Rückn. Zyl. 1

Zündw. Rückn. Zyl. 2

-2 – 2% schwankend

0 – 1 V schwankend

-19,5% (102 Schr.)

0 % (128 Schr.)



Bedeutung Lambdalernwert LL -19,5%

Einspritzzeit musste um 19,5% verringert werden (gegenüber dem normalen Wert), damit der Motor wieder mit einem Gemisch von Lambda = 1 läuft und die Lambdaregelung wieder arbeitet = Abmagerung.

Fehler im System hat für zu fettes Gemisch gesorgt.

Mögliche Ursachen Überprüfung

Kühlmitteltemp. Fühler Parameter

Ansauglufttemp. Fühler Parameter

Luftmassenmesser Parameter

Kraftstoffdruck Druckmanometer

Einspritzvent. undicht (Mono-Jetronic) optisch



Fehlersuche

Kundenbeanstandung: Kraftstoffverbrauch zu hoch

Fehlerspeicher:

Lambdasonde

Zusatzinformation:

Signal unplausibel

Bedeutung:

•Lambdasonde defekt

•Problem der Gemischzusammensetzung

•Evtl. Undichtigkeit der Abgasanlage vor der Lambdasonde

Kontrolle, ob Fehler momentan vorliegt

CO

HC

CO2

O2

Lambda

1,83%

286 ppm

13,7%

0,07%

0,943

Parameter:

•Spannung Lambdasonde 0,01 V

•Lambda Integrator 0,0% (128 Schr.)

•Lambda Adaption 0,0% (128 Schr.)

•Lamdaregelung aus

•Einspritzzeit 2,1 ms

•Angesaugte Luftmasse 386 mg/h



Fehler:

Bereich LambdasondeÜberprüfung der Lambdasonde

Steckverbindung der Lambdasonde trennen

Sonde Bosch

sw

Sonde Bosch

ws ws gr sw

V V

Vorgehensweise:

Motor mit erhöhter Drehzahl mind 1 Min. laufen lassen(Sonde auf Betriebstemperatur bringen)System manuell anfetten(Gasstoß, Startpilot etc.)

Sondenspannung steigt an ?

Nein

Sonde defekt

Ja

Sonde i.O.

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