Beschreibung und Betrieb

OBD-II-Übersicht

1. Übersicht Das California Air Resources Board (CARB) hat ab dem Modelljahr 1988 die Vorschriften zur On-Board-Diagnose (OBD) für in Kalifornien verkaufte Fahrzeuge eingeführt. Die erste Stufe, OBD-I, verlangte die Überwachung des Kraftstoffsystems, des Abgasrückführungssystems (AGR) und zusätzlicher emissionsrelevanter Bauteile. Die Störungsanzeigeleuchte (MIL) musste aufleuchten und den Fahrer auf eine Störung und die Notwendigkeit einer Reparatur des Emissionskontrollsystems hinweisen. Mit der MIL verbunden war ein Fehlercode bzw. Diagnose-Fehlercode (DTC), der den betreffenden Fehlerbereich kennzeichnet. Das OBD-System wurde von CARB vorgeschlagen, um die Luftqualität zu verbessern, indem Fahrzeuge erkannt werden, die die Emissionsgrenzwerte überschreiten. Die Verabschiedung der Änderungen des Federal Clean Air Act von 1990 veranlasste außerdem die Environmental Protection Agency (EPA), Anforderungen an die On-Board-Diagnose zu entwickeln. Die CARB-OBD-II-Vorschriften galten bis 1999, danach wurden die Bundesnormen angewendet. Das OBD-II-System entspricht den staatlichen Vorgaben durch Überwachung des Emissionskontrollsystems. Überschreitet ein System oder Bauteil den Emissionsschwellenwert oder arbeitet ein Bauteil außerhalb der Toleranz, wird ein DTC gespeichert und die MIL leuchtet auf. Der Diagnoseprozessor ist ein Computerprogramm im Motorsteuergerät (ECM) oder Antriebsstrang-Steuergerät (PCM), das das OBD-II-Selbstdiagnosesystem koordiniert. Dieses Programm überwacht alle Überwachungsfunktionen und Wechselwirkungen, die Funktion von DTC und MIL, Freeze-Frame-Daten und die Scanner-Schnittstelle. Freeze-Frame-Daten beschreiben die gespeicherten Motorzustände, wie Motorzustand, Status der Kraftstoffregelung, Zündung, Drehzahl, Last und Betriebstemperatur zum Zeitpunkt der ersten Fehlererkennung. Zuvor gespeicherte Bedingungen werden nur bei Erkennung eines Kraftstoff- oder Zündaussetzers ersetzt. Diese Daten sind über ein Diagnosegerät abrufbar, um die Reparatur des Fahrzeugs zu unterstützen. Das Herzstück des OBD-II-Systems ist ein Mikroprozessor, der als Motorsteuergerät (ECM) oder Antriebsstrang-Steuergerät (PCM) bezeichnet wird. Das ECM bzw. PCM empfängt Daten von Sensoren und anderen elektronischen Bauteilen (Schalter, Relais usw.). Auf Grundlage der empfangenen und in seinem Speicher programmierten Informationen (Arbeitsspeicher, RAM usw.) erzeugt das ECM bzw. PCM Ausgangssignale zur Steuerung verschiedener Relais, Magnetventile und Stellglieder. 2. Hardware-Konfiguration und zugehörige Begriffe 1) GST (Universal-Scanner)

2) MIL (Störungsanzeigeleuchte) - Aktivität des MIL-Transistors

Die Fehleranzeigelampe (MIL) ist mit dem ECM oder PCM verbunden. Anschluss der Fehlerlampe und Stromversorgung über die Batterie (Lampentreiber mit offenem Kollektor). In den meisten Fahrzeugen befindet sich die MIL im Armaturenbrett. Der Lampentreiber kann durch einen Kurzschluss nicht beschädigt werden. Lampen mit einer wesentlich größeren Verlustleistung als die gesamte Verlustleistung der MIL und Lampen im Prüfgerät können eine Fehlanzeige verursachen. ? Bei eingeschalteter Zündung und Motordrehzahl (U/min) < MIN. RPM wird die MIL vom Fahrer zur Funktionsprüfung eingeschaltet. 3) MIL-Leuchten: Erkennt das ECM oder PCM während des ersten Fahrzyklus eine emissionsrelevante Störung, werden der Fehlercode und die Motordaten im Freeze-Frame-Speicher gespeichert. Die MIL leuchtet erst auf, wenn das ECM oder PCM dieselbe fehlerbezogene Störung in zwei aufeinanderfolgenden Fahrzyklen erkennt. 4) Löschen der MIL

• Zündaussetzer und Kraftstoffsystemfehler: Bei Zündaussetzern oder Kraftstoffsystemfehlern kann die MIL erlöschen, wenn derselbe Fehler bei der Überwachung in drei aufeinanderfolgenden nachfolgenden Fahrzyklen nicht erneut auftritt, in denen die Bedingungen denen ähneln, unter denen der Fehler erstmals erkannt wurde.
• Alle anderen Fehler: Bei allen anderen Fehlern kann die Kontrollleuchte nach drei aufeinanderfolgenden Fahrzyklen erlöschen, in denen das Überwachungssystem keinen Fehler erkennt, der die MIL-Funktion auslöst, und wenn kein anderer Fehler festgestellt wurde, der die MIL gemäß den oben genannten Anforderungen eigenständig aktivieren könnte.

5) Löschen des Fehlercodes Das Diagnosesystem kann einen Fehlercode löschen, wenn derselbe Fehler über mindestens 40 Warmlaufzyklen des Motors nicht erneut erfasst wurde und die MIL für diesen Fehlercode nicht leuchtet. 6) Kommunikationsleitung (CAN)

• Bustopologie: Leitungsstruktur (Bus)
• Verkabelung: verdrillte Doppelleitung
• Länge des externen DLC-Kabels: max. 5 m
• Datenübertragungsrate
• Diagnose: 500 kBit/s
• Service-Modus (Aktualisierung, VIN-Schreiben): 500 oder 1 MBit/s

7) Fahrzyklus: Ein Fahrzyklus besteht aus dem Motorstart und dem Motorstopp. 8) Aufwärmzyklus: Ein Aufwärmzyklus bedeutet ausreichende Fahrzeugbetriebszeit, bei der die Motorkühlmitteltemperatur nach dem Motorstart um mindestens 40 °F ansteigt und eine Mindesttemperatur von 160 °F erreicht. 9) Format des Fehlercodes

• Diagnostischer Fehlercode (SAE J2012)
• DTCs in OBD-II-Fahrzeugen beginnen mit einem Buchstaben, gefolgt von vier Ziffern.

Der erste Buchstabe des DTC kennzeichnet die Störung des überwachten Steuergeräts oder Systems. „P“ steht für Antriebsstrang, „C“ für Fahrwerk, „B“ für Karosserie und „U“ für Netzwerk- bzw. Datenübertragungscode. Die erste Ziffer gibt an, ob der Code generisch (für alle Hersteller gleich) oder herstellerspezifisch ist. „0“ und „2“ bezeichnen generische Codes, „1“ bezeichnet herstellerspezifische Codes. Die zweite Ziffer kennzeichnet das betroffene System und kann Werte von 1 bis 7 annehmen. Nachfolgend ist eine Liste dargestellt, die zeigt, welche Ziffern den einzelnen Systemen zugeordnet sind.

• 1: Kraftstoff- und Luftdosierung
• 2: Kraftstoff- und Luftmessung (nur Fehler im Injektorkreis)
• 3: Zündsystem oder Zündaussetzer
• 4: Zusätzliche Emissionskontrollsysteme.
• 5: Fahrzeuggeschwindigkeitsregelung und Leerlaufregelsystem
• 6: Ausgangsstromkreise des Steuergeräts
• 7: Getriebe

Die letzten beiden Ziffern des Fehlercodes geben das Bauteil oder den Systembereich an, in dem der Fehler liegt. 10) Standbilddaten: Wenn ein Standbildereignis durch einen emissionsrelevanten DTC ausgelöst wird, speichert das ECM bzw. PCM verschiedene Fahrzeuginformationen, so wie sie zum Zeitpunkt des Fehlers vorlagen. Die DTC-Nummer zusammen mit den Motordaten kann dem Techniker helfen, die Fehlerursache zu finden. Nachdem die Daten des DTC aus dem ersten Fahrzyklus im Standbildspeicher abgelegt wurden, bleiben sie dort auch dann gespeichert, wenn der Fehler erneut auftritt (zweiter Fahrzyklus) und die MIL leuchtet.

• Freeze-Frame-Liste

a.	Berechneter Lastwert

b.	Motordrehzahl

b.	Kraftstoffkorrektur

d.	Kraftstoffdruck (falls verfügbar)

e.	Fahrzeuggeschwindigkeit (falls verfügbar)

Fig.	Kühlmitteltemperatur

Abb.	Saugrohrdruck (falls vorhanden)

Std.	Regelbetrieb (geschlossener oder offener Regelkreis)

I.	Fehlercode

3. OBD-II-Bereitschaftsprüfung [Kia Motors Fahrzyklus] Der Kia OBDII-Fahrzyklus dient zur Ausführung und zum Abschluss der OBDII-Überwachungen. Um eine bestimmte Überwachung für die Reparaturprüfung abzuschließen, befolgen Sie die nachstehende Tabelle der Fahrzyklen. Der Kia OBDII-Fahrzyklus besteht aus zwei Modi (Modus 1 und Modus 2). Modus 2 dient nur zur Diagnose des Katalysators am Delphi EMS.

• Continental-, Bosch- oder Kefico-EMS: Der Fahrzyklus im Modus 1 ist einmal durchzuführen, um alle Systeme zu diagnostizieren.
• Fahrzyklus (EMS): Der Fahrzyklus für Modus 2 sollte zweimal hintereinander durchgeführt werden. Die Zeile nach Modus 1 wird einmal zur Diagnose aller Systeme ausgeführt.
• Modus 1

  

• Modus 2

  

Modus	Nein	Bedienung	Geschwindigkeit (mph)	Dauer (s)	E/Zeit (s)	Hinweise
Modus 1	1	Motor starten	0	0	0	ECT @ Start 32~104°F
	2	Leerlauf (N)	0	30	30	Neutralbereich
	3	Leerlauf (D)	0	270	300	D-Bereich
	4	Beschleunigung	0 > 50	15	315
	5	Konstantfahrt	50	230	545
	6	Verzögerung	50 > 45	5	550
	7	Konstantfahrt	45	5	555
	8	Beschleunigung	45 > 55	5	560
	9	Konstantfahrt	55	5	565
	10	Verzögerung	55 > 45	5	570
	11	Konstantfahrt	45	5	575
	12	Wiederholen Sie die Schritte 8 bis 11 zehnmal.	-	180	755
	13	Beschleunigung	45 > 55	5	760
	14	Konstantfahrt	55	5	765
	15	Verzögerung	55 > 0	45	810
	16	Leerlauf (D)	0	120	930	D-Bereich
	17	Leerlauf (N)	0	760	1690	Neutralbereich
	18	Beschleunigung	0 > 55	15	1705 J.
	19	Konstantfahrt	55	60	1765 J.
	20	Verzögerung	55 > 0	15	1780
	21	Leerlauf (D)	0	60	1840 J.	D-Bereich
	22	Beschleunigung	0 > 55	15	1855 J.
	23	Konstantfahrt	55	60	1915 J.
	24	Verzögerung	55 > 0	15	1930 J.
	25	Leerlauf (D)	0	60	1990 J.	D-Bereich
	26	Beschleunigung	0 > 40	15	2005 J.
	27	Konstantfahrt	40	15	2020
	28	Beschleunigung	40 > 50	15	2035
	29	Konstantfahrt	50	5	2040
	30	Verzögerung	50 > 40	15	2055
	31	Konstantfahrt	40	60	2115
	32	Wiederholen Sie die Schritte 28 bis 31 fünfmal.	-	380	2495
	33	Beschleunigung	40 > 50	15	2510
	34	Konstantfahrt	50	5	2515
Modus 1	35	Verzögerung	50 > 0	40	2555
	36	Leerlauf (D)	0	25	2580	D-Bereich
Modus 2	1	Motor starten	0	0	0
	2	Leerlauf (N)	0	30	30	Neutralbereich
	3	Leerlauf (D)	0	210	240	D-Bereich
	4	Beschleunigung	0 > 49	16	256
	5	Verzögerung	49 > 47	2	258	Gaspedal loslassen: APS = 0
	6	Konstantfahrt	47	10	268
	7	Beschleunigung	47 > 55	4	272	Mittlere Gaspedalstellung oder Volllast
	8	Verzögerung	55 > 52	3	275	Gaspedal loslassen: APS = 0
	9	Konstantfahrt	52	10	285
	10	Verzögerung	52 > 45	3	288	Gaspedal loslassen: APS = 0
	11	Beschleunigung	45 > 47	2	290
	12	Wiederholen Sie die Schritte 6 bis 11 zwölfmal.	-	330	620
	13	Konstantfahrt	47	57	677
	14	Verzögerung	47 > 0	8	685
	15	Leerlauf (D)	0	60	745	D-Bereich
	16	Beschleunigung	0 > 50	15	760
	17	Konstantfahrt	50	90	850
	18	Verzögerung	50 > 0	10	860
	19	Wiederholen Sie die Schritte 15 bis 18 zweimal.	-	175	1035
	20	Leerlauf (D)	0	90	1125	D-Bereich

1) Katalysatorüberwachung Die Katalysator-Effizienzüberwachung ist eine Selbsttest-Strategie im ECM bzw. PCM, die den nachgeschalteten, beheizten Sauerstoffsensor (HO2S) nutzt, um festzustellen, wann die Wirksamkeit des Katalysators unter den Mindestwert gesunken ist, bei dem er seine Abgasemissionen noch wirksam kontrollieren kann. 2) Zündaussetzererkennung Zündaussetzer werden definiert als das Ausbleiben einer ordnungsgemäßen Verbrennung im Zylinder aufgrund fehlender Zündfunken, unzureichender Kraftstoffzumessung oder schlechter Verdichtung. Jede Verbrennung, die nicht im Zylinder oder nicht zum richtigen Zeitpunkt stattfindet, gilt ebenfalls als Zündaussetzer. Die Zündaussetzererkennung erkennt Kraftstoff-, Zünd- oder mechanische Zündaussetzer. Ziel ist es, den Katalysator vor irreversiblen Schäden zu schützen und den Kunden durch Leuchten der MIL vor einem Emissionsfehler oder einem Wartungsbedarf zu warnen. Bei Erkennung eines Zündaussetzers wird eine spezielle Software namens „Freeze Frame“ aktiviert, und die Freeze-Frame-Daten werden gespeichert. Die Freeze-Frame-Daten erfassen den Betriebszustand des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Fehlererkennung durch die Zündaussetzer-Überwachungsstrategie. 3) Kraftstoffsystemüberwachung Die Kraftstoffsystemüberwachung ist eine Selbsttest-Strategie im ECM bzw. PCM, die die adaptive Kraftstofftabelle überwacht. Das Kraftstoffsteuerungssystem verwendet die adaptive Kraftstofftabelle, um die normale Streuung der Kraftstoffsystemkomponenten, verursacht durch Verschleiß oder Alterung, auszugleichen. Im normalen Fahrbetrieb verschiebt die adaptive Tabelle bei magerem oder fettem Gemisch die Berechnung der Kraftstoffzufuhr, um die Abweichung zu beseitigen. 4) Überwachung des Motorkühlsystems Die Überwachung des Kühlsystems ist eine Selbsttest-Strategie im ECM bzw. PCM, die den ECTS (Motorkühlmitteltemperatursensor) und das Thermostat auf Schaltkreisdurchgang, Messbereich und Plausibilität überwacht. 5) Überwachung des Sauerstoffsensors Die OBD-II-Vorschriften verlangen die Überwachung des beheizten Sauerstoffsensors (HO2S) auf Verschlechterung, die Schwellenwerte überschreitet. Der nachgeschaltete Sauerstoffsensor ist hinter dem Vorwärmkatalysator (WU-TWC) angeordnet, um die Katalysatorwirksamkeit zu bestimmen. Obwohl der nachgeschaltete HO2S vom gleichen Typ ist wie der für die Kraftstoffregelung, arbeitet er anders. Der nachgeschaltete HO2S wird überwacht, um festzustellen, ob eine Spannung erzeugt wird. Diese Spannung wird mit dem kalibrierten zulässigen Bereich verglichen. 6) Überwachung des Kraftstoffverdunstungssystems (EVAP) Die EVAP-Überwachung ist eine Selbsttest-Strategie im ECM bzw. PCM, die die Dichtheit des EVAP-Systems prüft. Das gesamte Verdunstungssystem erkennt Undichtigkeiten, die in Summe einer Leckage entsprechen, die durch eine Öffnung mit 0,040 Zoll und 0,020 Zoll Durchmesser verursacht wird, oder größer ist. 7) Überwachung der Klimaanlage Die Überwachung der Klimaanlage ist eine Selbsttest-Strategie im ECM bzw. PCM, die die Funktion aller Komponenten des Klimaanlagensystems überwacht. Nicht zutreffend. 8) Überwachung umfassender Komponenten Die Überwachung umfassender Komponenten ist eine Selbsttest-Strategie im ECM bzw. PCM, die Fehler jeder elektronischen Komponente oder jedes Übertragungssystems erkennt, das Eingangsdaten an das ECM bzw. PCM liefert und nicht ausschließlich Eingangsgröße für einen anderen OBD-II-Monitor ist. 9) Überwachung der Komponenten der Klimaanlage Anforderung: Wenn das Fahrzeug eine Motorsteuerungsstrategie enthält, die bei eingeschalteter Klimaanlage die Kraftstoffzufuhr im Leerlauf und/oder die Zündsteuerung abschaltet, muss das OBD-II-System alle elektronischen Komponenten der Klimaanlage auf Fehler überwachen, aufgrund derer das System die alternative Steuerung bei eingeschalteter Klimaanlage nicht auslösen kann oder dazu führt, dass das System die alternative Steuerung bei ausgeschalteter Klimaanlage auslöst. Zusätzlich muss das OBD-II-System Fehler aller elektronischen Komponenten der Klimaanlage überwachen, die als Teil der Diagnosestrategie für ein anderes überwachtes System oder eine andere Komponente verwendet werden. Umsetzungsplan: Es ist keine Motorsteuerungsstrategie vorhanden, die die Kraftstoff- und/oder Zündsteuerung bei eingeschalteter Klimaanlage verändert. Fehler der Klimaanlagenkomponenten werden nicht als Teil der Diagnosestrategie für ein anderes überwachtes System oder eine andere Komponente verwendet.