SAE J1979

On-Board-Diagnose (OBD) ist eine in modernen Kraftfahrzeugen (seit den 1980er Jahren) integrierte Diagnose. Während des Fahrbetriebes werden alle abgasbeeinflussenden Systeme überwacht, zusätzlich diverse weitere wichtigen Daten, die der eingebauten Software der diversen Steuergeräte zugänglich sind. Auftretende Fehler werden dem Fahrer über eine Kontrolleuchte angezeigt und im jeweiligen Steuergerät dauerhaft gespeichert. Fehlermeldungen können dann später durch eine Fachwerkstatt über genormte Schnittstellen abgefragt werden.

Ursprung und Grundgedanken

OBD-Systeme (On-Board Diagnostics-Systems) wurden 1988 von der amerikanischen „Behörde für die Reinhaltung der Luft“ (California Air Resources Board = CARB) in den USA eingeführt. Grundlage war die Überlegung, dass es nicht ausreicht, bei der Zulassung die Abgasvorschriften einzuhalten, sondern dass die Einhaltung über die Lebensdauer sichergestellt werden soll. Die OBD-I-Norm sieht u. a. vor, dass das Fahrzeug über eigene elektronische Systeme zur Selbstüberwachung verfügt. Diese müssen abgasrelevante Fehler, über eine in den Armaturen integrierte Signallampe - die sogenannte MIL (Malfunction Indicator Light) - anzeigen. Außerdem müssen Fehler in einem − mit Bordmitteln (z. B. Blinkcode) auslesbaren − Speicher abgelegt werden.

Die neuesten Vorschriften gehen zu einer Überwachung der Überwachung. Grundlage ist die Befürchtung, dass die Diagnosen über die Lebensdauer nicht regelmäßig durchgeführt werden. Daher muss aufgezeichnet werden, wie oft die Diagnosen durchgeführt werden, und es werden bestimmte Quoten vorgegeben (IUMPR: In use monitor performance ratio). Die Ergebnisse können über einen genormten Stecker über eine serielle Schnittstelle mit genormten Protokoll (siehe z. B. K-Leitung) oder über den CAN-Bus ausgelesen werden.

Allgemeines

Mittlerweile versteht man in der KFZ-Technik OBD enger: im Sinne einer Einrichtung, die auftretende Fehlfunktionen vor allem der Motorsteuerung, insbesondere der Gemischbildung, (aber auch von immer mehr weiteren Steuergeräten im Fahrzeug) entweder dem Fahrer durch die Motorkontrollleuchte anzeigt, um ihn zum Werkstattbesuch zu veranlassen, oder die Fehler über die Diagnoseschnittstelle an das Servicepersonal zu melden.

Das Vorhandensein einer OBD-Anzeige im Sichtbereich des Fahrers ist nunmehr für eine Zulassung von neuen Fahrzeugen in Europa (EOBD) vorgeschrieben. Dies gilt für PKW mit Benzinmotor ab Modelljahr 2001 und für PKW mit Dieselmotoren ab Modelljahr 2004^[1]. Insbesondere Fahrzeugmodelle für den USA-Export sind aber auch in wesentlich älteren Baujahren OBD (OBD-2)-fähig. Das Fehlen einer OBD war zunächst der Grund, warum die letztgebauten neuen VW Käfer aus Mexiko („Ultima Edicion“) nach ihrem Import nach Deutschland keine Zulassung bekommen sollten. Mittlerweile gibt es - auch für ältere Fahrzeuge - zum Teil OBD-Nachrüstsätze.

Auslesen der OBD-Informationen

OBD-2-Diagnosebuchse

Zugang für die Fahrzeugdiagnose über OBD-2 ist die 16polige OBD-2-Diagnosebuchse im Fahrzeug, die aber oft nicht nur für das herstellerübergreifende, abgasrelevante OBD-2-Diagnoseprotokoll verwendet wird, sondern auch für die spezifischen Diagnoseprotokolle der Hersteller.

Als physikalische Schnittstelle wird die K-Leitung oder der CAN-Bus verwendet.

OBD überwacht unter anderem folgende Systeme und Sensoren:

• Wirkungsgrad des Katalysators
• Lambdasondenfunktion
• Verbrennungsaussetzer mittels eines Inkrementenrads

und soweit vorhanden auch

• Funktion der Abgasrückführung
• Funktion des Sekundärluftsystems
• Tankentlüftungssystem

Entprellung

Nach Auftreten eines Fehlers wird zunächst ein sog. Entprellzähler gestartet. Verschwindet der Fehler nicht vor Ablauf der Entprellzeit wieder, erfolgt der Eintrag im Fehlerspeicher und ggf. das Einschalten der Motorkontrollleuchte (MIL = „Malfunction Indicator Light“).

Readiness-Code

Nicht alle abgasrelevanten Bauteile können permanent überwacht werden, weil (z. B. beim Katalysator) zunächst bestimmte Betriebszustände erreicht werden müssen. Anhand des Readinesscodes kann man mit einem handelsüblichen Scan-Tool auslesen, ob alle abgasrelevanten Bauteile/Einrichtungen durch die OBD geprüft worden sind. Der Readiness-Code wird z. B. bei der Abgasuntersuchung AU ausgelesen und beurteilt.

Diagnose-Software

Die Ergebnisse der On-Board-Diagnose können mittlerweile auch durch spezielle Softwareanwendungen auf handelsüblichen Notebooks ausgelesen werden. Über die Diagnoseschnittstelle sendet der angeschlossene Werkstatt- oder Notebook-Computer (über zusätzlich erforderliche Hardware zur Protokollinterpretation und Signalpegelwandlung) Befehle an eines der Steuergeräte, das über seine Adresse aktiviert wird, und erhält anschließend Ergebnisse zurück. Befehle gibt es u. a. zum Lesen der ID (präzise Modellbezeichnung und Version) des Steuergeräts, zum Lesen und Rücksetzen der oben erwähnten Fehlereinträge, zum Auslesen von sog. Messwertblöcken (auch Normanzeige genannt), zum Lesen, Testen und Setzen von diversen Einstellungsparametern (sog. Anpasskanälen) und (vor allem für die Entwicklung) zum direkten Lesen und Schreiben von Speicherzellen im Steuergerät.

Aufteilung

Die OBD lässt sich aufteilen in:

Elektrische Diagnosen (für die verschiedensten Leitungen)

• Kurzschluss nach Masse

• Kurzschluss nach Batterie

• Kabelbruch

• unplausible Spannung

Sensordiagnosen

• Plausibilitätsdiagnose (Wert eines Sensors befindet sich im erlaubten Bereich des derzeitigen Betriebszustandes)

• Abgleichdiagnose (mehrere Sensoren werden miteinander verglichen)

• „Stuck“-Diagnose (steckengeblieben?): Verändert sich der Wert bei transienten Bedingungen?

• Gradientenüberwachung (Überprüfung, ob der Anstieg eines Sensorsignals real möglich ist)

Aktordiagnosen

• Reagiert der Aktor auf eine Ansteuerung (über Sensoren gemessen)?

Systemdiagnosen

• Sind die Ausgangswerte eines Systems über eine geforderte Zeit bei veränderten Bedingungen akzeptabel (z. B. wird über ungleichmäßigen Motorlauf ein aussetzender Zylinder erkannt)?

Komponentendiagnosen

Dieser Bereich trifft Komponenten, die nicht unmittelbar zur Sensorik/Aktorik gehören und über eigene oder weitere vorhandene Sensoren überwacht werden, z. B. Tankleckdiagnose, Katalysatordiagnose oder Schlauch-geplatzt-Erkennung.

Weiterer Nutzen

Neben der Gefahrenabwehr und Schonung der Umwelt soll die OBD in der Praxis auch Motorschäden verhindern: Bei entsprechenden Fehlern werden dann motorschonende Notlaufprogramme aktiviert. Beispiel: Nach Erkennen eines losen Zündkerzenkabels („Kabelbruch“) wird der entsprechende Zylinder abgeschaltet (kein Kraftstoff eingespritzt), da sonst das unverbrannte Gemisch den Katalysator zerstören könnte. Der Fahrer nimmt dies (neben der eventuell aufleuchtenden MIL) als Leistungsabfall wahr.

Weiterhin kann die OBD auch zur Vereinfachung von Wartung/Reparaturen dienen: Die Informationen der OBD können die Suche nach der defekten Komponente nach Auftreten eines Fehlersymptoms erleichtern oder gar überflüssig machen. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass zu den jeweiligen Fehlermeldungen eine entsprechend detaillierte Servicedokumentation des Herstellers bereitgestellt wird.

Außerdem ist die Diagnose ein wertvolles Hilfsmittel während der Entwicklungsphase von Steuergeräten.

Siehe auch

• Fahrzeugdiagnosesystem
• Unified Diagnostic Services
• KWP2000

Quellen

1. ↑ TÜV Rheinland

Literatur

• Schäffer, Florian: Fahrzeugdiagnose mit OBD. Elektor, ISBN 978-3-89576-173-7
• Werner Zimmermann, Ralf Schmidgall: Bussysteme in der Fahrzeugtechnik – Protokolle und Standards. Vieweg+Teubner, 3. Auflage, 2008, ISBN 978-3-8348-0447-1

Weblinks

• CARB OBD-Seite des California Air Resources Board (CARB)

• Liste mit Fahrzeugen und deren OBD-Unterstützung (Protokoll, vorhandene Messwerte, Einbauort)