OBD E-Book

Florian Schaffer

• Herausgeber: Franzis Verlag
• Kategorie: Lebensstil
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2013

Beschreibung

Entdecken Sie die Technik der modernen Fahrzeugdiagnose! Wer mit seinem Auto nicht bei jedem kleinen Fehler gleich in die Werkstatt will, vielleicht auch fällige Wartungsarbeiten wie den Ölwechsel selber erledigt, der kommt ohne Kenntnisse der Fahrzeugdiagnose nicht mehr aus. Schon vor Jahren konnte man Fehlercodes "ausblinken", um zu erfahren, welche Probleme von der Bordelektronik erkannt wurden. Bei modernen Fahrzeugen informieren Tausende von genormten Fehlermeldungen über so ziemlich alle Störungen, die an der Technik auftreten können.Dieses Buch zeigt Ihnen, welche Diagnosemöglichkeiten es gibt und mit welchen Geräten Sie an die Informationen kommen. Schon mit einem einfachen KL-Diagnose-Interface und teilweise frei verfügbarer Software können Sie viele herstellerspezifische Diagnosedaten auslesen und gegebenenfalls das Serviceintervall zurückSetzen. Mit einem (mobilen) OBD-II-Gerät schließlich stehen Ihnen alle genormten Daten und Services zur Verfügung.Sie interessieren sich für den Aufbau eigener Diagnosegeräte und die Programmierung von Diagnosesoftware? Auch dabei hilft Ihnen dieses Fachbuch: Es enthält eine Vielzahl von Schaltungsbeispielen sowie eine umfangreiche Einführung in die moderne On-Board-Diagnose (OBD II) per CAN - von der Bitübertragungsschicht (Physical Layer) über den Data Link Layer mit Adressierung der Geräte bis hin zu zahlreichen Beispielen, wie die Service-Modi der OBD II genutzt werden. Aus dem Inhalt:* Entwicklungsgeschichte der Fahrzeugdiagnose* Vernetzung von Steuergeräten* Übersicht der OBD-II-Protokolle* Blinkcodes für ältere Fahrzeuge* Alle Service-Modi der OBD II ausführlich erläutert* Diagnosegeräte und Programme für die herstellerspezifische Diagnose und OBD II* Diagnose per Controller Area Network (CAN) An wen sich dieses Buch richtet:* Ambitionierte Fahrzeugbesitzer, die gerne wissen möchten, was in ihrem Auto vorgeht* Hobbybastler und Werkstattbetreiber, die nach Diagnoselösungen suchen

Leseprobe

Vorwort

Eigentlich ist das Thema On-Board-Diagnose (OBD) gar nicht so neu, als dass ein Buch dazu als Ausnahme gelten könnte. Trotzdem gibt es nur relativ wenige Publikationen und Fachartikel, die sich mit dieser im Grunde für jeden ambitionierten Elektroniker und Gelegenheitsbastler am Auto interessanten Materie beschäftigen. Der Schwerpunkt liegt dann meist eher auf theoretischen Betrachtungen der Normen und Protokolle und weniger auf dem praktischen Einsatz. Dieser wird interessant, wenn es darum geht, einen Fehler im (eigenen) Auto aufzuspüren und gegebenenfalls selbst zu beheben.

Wer sich wirklich in die Materie vertiefen will, kann viel Zeit im Internet mit der Suche nach und dem Studium von spärlichen Informationen verbringen. Aber man stößt dort immer wieder auf ähnliche Hürden: Die meisten Beiträge befassen sich nur mit einem Schwerpunktthema und einem Fahrzeugmodell oder -hersteller. Viele Informationen sind auch schon überholt oder unvollständig, wenn nicht gar falsch. Einen verständlichen Gesamtüberblick zu bekommen ist aufwendig und zeitintensiv.

Mein ganz persönlicher Antrieb, mich seit Jahren mit OBD zu befassen, ist, Wartungsarbeiten am eigenen Pkw so weit wie möglich selbst durchführen. So kann ich Geld sparen und lerne auch mein Auto besser kennen, um mir im Fall einer Panne (es muss ja nicht immer den eigenen Wagen betreffen) zu helfen zu wissen. Den Einstieg fand ich über das legendäre »Jeffs Interface« (s. Kapitel 7.4). Schnell kam ein ELM-Interface hinzu, und zusammen mit meinem Interesse an Mikrocontroller-Technik kam es zu ersten Gehversuchen. Nachdem ich diese auf meiner privaten Homepage (http://www.blafusel.de) publizierte, zeigte sich, dass auch andere Autobesitzer Interesse an der Technik haben. Aus dem Hobby wurde langsam Passion und Beruf.

Mit dem vorliegenden Buch werde ich Ihnen das komplexe Thema der Fahrzeugdiagnose verständlich und schrittweise näherbringen. Sie werden bald in der Lage sein, selbst Hand an Ihr Auto anzulegen. Die Techniker, Elektroniker und Programmierer unter den Lesern sollen aber auch nicht zu kurz kommen. Auch dieser Gruppe werden Wissen und Anregungen geliefert.

Vielleicht treffen Sie sich mit anderen Lesern oder mir zum Gedankenaustausch in meinem Diskussionsforum.

Viel Spaß bei der Lektüre des Buchs!

Florian Schäffer, September 2012

Inhaltsverzeichnis

1   Einzug der Elektronik im Fahrzeug

1.1       Erste elektromechanische Bauteile

1.1.1    Das Relais

1.2      Benzineinspritzung mit D-Jetronic

1.3      ABS mit Halbleitern

1.4      Digitale Motorsteuerung

1.5      Steuergeräte

1.5.1    Exemplarischer Einsatz von Steuergeräten für mehr Komfort: der Scheibenwischer

2   Anfänge der Diagnosemöglichkeiten

2.1      Das Multimeter

2.1.1    Einfache Messungen mit dem Multimeter

2.1.2    Prüfen eines Relais

2.2      Erste Diagnoseanschlüsse

2.2.1    K- und L-Leitung

2.3      Vernetzung der Steuergeräte

2.3.1    CAN

2.3.2    LIN

2.3.3    FlexRay

2.3.4    MOST

2.3.5    Netzwerk-Seilschaften

2.4      Einführung von OBD

2.5      Mit Blinkcodes Fehler abfragen

2.5.1    Opel-Blinkcodes

2.5.2    VAG-Blinkcodes

2.5.3    Ford-Blinkcodes

2.5.4    Mitsubishi-Blinkcodes

2.5.5    Mazda-Blinkcodes

2.5.6    Volvo-Blinkcodes

2.5.7    GM-Blinkcodes

2.5.8    Kia-Blinkcodes

2.5.9    Honda-Blinkcodes

2.5.10  PSA/Peugeot/Citroën-Blinkcodes

2.5.11  Mercedes-Benz-Blinkcodes

2.5.12  Toyota-Blinkcodes

2.6      Zugriff der Werkstätten auf Steuergeräte

3   Einheitlicher Standard mit OBD II

3.1      Einführung von OBD II

3.2      Permanente Überwachung und Information

3.3      Standardisierte Fehlercodes

3.4      Genormte Diagnosebuchse

3.5      OBD-II-Diagnosefunktionen im Überblick

3.6      Unterschiedliche Diagnoseprotokolle

3.6.1    SAE J1850

3.6.2    ISO 9141 und 14230 (KW 2000)

3.6.3    ISO 11898 und ISO 15765 (CAN) sowie SAE J1930

3.7      OBD-II-gestützte Hauptuntersuchung in Deutschland

3.8      Grenzen von OBD II

3.9      Zukünftige Möglichkeiten der Fahrzeugdiagnose

3.9.1    UDS und ODX

4   Die OBD-II-Servicemodi

4.1      SID $01: Diagnosedaten

4.1.1    Abfrage der verfügbaren Parameter Identifier

4.1.2    Berechnung von Diagnosedatenwerten

4.1.3    Mehrdeutige Auslegung der Norm

4.1.4    Neu eingeführte PIDs

4.2      SID $02: Freeze-Frame-Daten

4.3      SID $03: Fehlercodes auslesen

4.4      SID $04: Fehlercode löschen

4.5      SID $05: Testwerte Lambdasonde

4.5.1    Aufgabe der Lambdasonde

4.5.2    Verfügbare Lambdasondendaten

4.5.3    Lambdasonde – Kommunikationsablauf

4.6      SID $06: Testwerte spezifischer Systeme

4.6.1    On-Board-Diagnose Monitor Identifier

4.6.2    Test Identifier und Einheiten/Skalierungs-Identifier

4.7      SID $07: Temporäre Fehler auslesen

4.8      SID $08: Test der On-Board-Systeme

4.9      SID $09: Fahrzeuginformationen

4.10     SID $0A: Emissionsrelevante dauerhafte Fehlercodes

5   Diagnosemöglichkeiten im Heimlabor

5.1      Simulatoren

5.2      Steuergeräte autark in Betrieb nehmen

5.3      Sensoren für das Steuergerät simulieren

6   Lösungen für die Diagnose nach OBD II

6.1      Funktionsweise des Diagnose-Interface

6.2      ELM-Protokoll-Chip

6.2.1    Diagnose-Software für ELM

6.2.2    Per Terminal-Zugriff mit einem ELM kommunizieren

6.3      Weitere Protokoll-Chips

6.3.1    mOByDic

6.3.2    STN1110

6.3.3    Diamex und OBD-Diag

6.3.4    Diamex DXM

6.4      Handheld-Geräte

6.5      Weitere OBD-II-Anwendungen

7   Interface für nicht genormte Anwendungen

7.1      Markenspezifische Diagnoselösungen

7.1.1    Alfa Romeo

7.1.2    BMW

7.1.3    Fiat

7.1.4    General Motors

7.1.5    Mercedes Benz

7.1.6    Mitsubishi, Subaru

7.1.7    Nissan

7.1.8    Opel

7.1.9    Porsche

7.1.10  Suzuki

7.1.11  VAG

7.1.12  Volvo

7.2      Standheizung

7.3      Universelle, markenübergreifende Diagnosegeräte

7.4      Serielles RS-232-Interface

7.4.1    ALDL-Diagnosekabel

7.5      USB-Interface

8   OBD-II-Diagnoseroutinen

8.1      Systemstatus und Readinesscode

8.2      Status Einspritzsystem

8.3      Motorlast

8.4      Kraftstoff-Einspritzkorrektur

8.5      Kraftstoffdruck

8.6      Absolutdruck – Ansaugrohr

8.7      Zündwinkel

8.8      Ansauglufttemperatur

8.9      Luftdurchfluss – Luftmassensensor

8.10     Zweitluftsystem

8.11     Nebenantrieb

9   CAN-OBD-II-Diagnoseprotokoll ISO 15765

9.1      Überblick über den CAN-Datenbus

9.2      Bit-Übertragungsschicht Physical Layer

9.3      Daten-Frames im Data Link Layer

9.4      Messwerte (PIDs) abfragen

9.5      Fehler auslesen und löschen

9.5.1    Segmentierung: Frame-Typen und PCI-Byte

9.5.2    Drei und mehr DTCs mit segmentierten Frames empfangen

9.6      Freeze-Frame-Daten ermitteln

9.7      Testwerte der Lambdasonde auslesen

Anhang A: Definition und Skalierung der Parameter Identifier (PID)

Anhang B: On-Board-Diagnose Monitor Identifier (OBDMID) für Service $06

Anhang C: Einheiten und Skalierungen für Service $06

Anhang D: InfoTypes für SID $09

Stichwortverzeichnis

1   Einzug der Elektronik im Fahrzeug

Bevor die Elektronik im Fahrzeug allgegenwärtig und nicht mehr wegzudenken war, bestand ein Auto hauptsächlich aus mechanischen Komponenten. Lediglich für die Zündkerzen eines Benzinmotors wurde eine einfache elektromechanische Zündverteilung benötigt. Mit dem Wunsch nach einer besseren Verbrennungssteuerung mit dem Ziel, den Verbrauch zu senken und den Ausstoß von schädlichen Abgasen zu reduzieren, hielten elektronische Bauteile immer mehr Einzug in die Kraftfahrzeugtechnik. Zusätzlich wurden immer mehr Komfortfunktionen im Fahrzeug eingebaut, die nur mithilfe von Elektronik realisiert werden können.

1.1   Erste elektromechanische Bauteile

Zu den ersten elektromechanischen Bauteilen, die in einem Fahrzeug notwendigerweise verbaut waren, gehört der Zündverteiler bei Ottomotoren. Dieser löst den Zündfunken aus und verteilt die Hochspannung aus der Zündspule an die Zündkerzen. Bis auf die Zündspule und den zugehörigen Kondensator handelte es sich dabei anfangs nur um mechanische Bauteile. Aufgrund des einfachen Aufbaus war es recht einfach möglich, z. B. den Zündzeitpunkt zu variieren. Hierzu musste lediglich das Verteilergehäuse ein wenig verdreht werden. Ohne anschließende genaue Kontrolle des eingestellten Zündzeitpunkts, der immer kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens im Arbeitstakt liegen muss, kann die Leistung des Motors und auch die Zusammensetzung der Abgase negativ beeinflusst werden. In den Anfängen der Automobiltechnik waren Gedanken an schädliche Umwelteinflüsse aber sicher eher selten. Problematischer war da schon, dass der Zündzeitpunkt auch während der Fahrt verändert werden muss, damit in allen Drehzahlbereichen eine optimale Leistung erzielt wird. Hierfür wurden anfangs Unterdruckoder Fliehkraftversteller eingesetzt, die wiederum ebenso rein mechanisch arbeiten. Die Mechanik setzt Grenzen bei der Feinfühligkeit derartiger Systeme und unter wechselnden Umweltbedingungen wie extremen Umgebungstemperaturen oder durch ins System eindringende Feuchtigkeit kann es zu Störungen kommen.

Mit der Zeit zogen weitere elektrische Geräte ins Auto ein. Lampen und Blinker wurden eingebaut, elektrische Anlasser und Scheibenwischer brachten mehr Komfort, und für alles wurden Kabel, Steckverbindungen und Schalter benötigt. Trotzdem war der Anteil elektrischer Bauteile lange Zeit sehr überschaubar. Das gestaltete die Fehlersuche einfach, und die Teile waren so gebaut, dass sie mit einfachen Mitteln gewartet und repariert werden konnten.

1.1.1   Das Relais

Das bekannteste elektromechanische Bauteil aus der Frühzeit der Fahrzeugelektronik ist vermutlich das Relais, das in kaum geänderter Form bis heute in jedem Fahrzeug mehrfach verbaut ist. Ein Relais besteht aus einem Elektromagneten, einem beweglichen Anker und Schaltkontakten. Die Schaltkontakte können im Ruhezustand geöffnet oder geschlossen sein. In den meisten Relais sind gleich mehrere Kontakte verbaut. Das Relais dient dazu, mithilfe eines kleinen Schaltstroms einen großen Strom ein- und auszuschalten. Ein Nebeneffekt ist, dass die beiden Stromkreise galvanisch getrennt, also elektrisch nicht miteinander verbunden sind. Sobald an der Spule (dem Steuerkreis) eine ausreichende Spannung anliegt, durchfließt der Strom die Spule und erzeugt im Kern ein Magnetfeld. Dadurch wird der Anker bewegt, und die Schaltkontakte werden geschlossen und/oder geöffnet. Durch die geschlossenen Schalkontakte kann nun der (ggf. wesentlich höhere) Strom des Arbeitskreises fließen und so eine elektrische Last (z. B. einen Motor oder eine Lampe) versorgen.