Fahrzeugdiagnose mit OBD 2: Das richtige Werkzeug

Inhaltsverzeichnis

Um es vorweg klarzustellen: Die Onboard-Diagnose via OBD II sammelt im Grunde keine Daten zu Ihrem Fahrverhalten und stellt auch keine Blackbox dar, die nach einem Unfall Hinweise auf den Hergang liefern kann. Das System überwacht permanent die abgasrelevanten Parameter und erkennt Fehler (DTC: Diagnostic Trouble Codes), die als Code in verschiedenen Speichern abgelegt werden. Zudem liefert OBD 2 Messwerte zahlreicher Sensoren und Informationen zur Parametrisierung der Daten und zum Fahrzeug selbst.

Die wichtigsten OBD-2-Daten

Die Daten, die ein Fahrzeug per OBD 2 liefert, sind nicht einheitlich und weichem bei jedem Modell und jeder Motor-/Getriebekombination voneinander ab. OBD 2 sieht zehn Servicemodi (SID: Service Identifier) vor, die unterschiedliche Daten liefern.

SID 1 - Abfrage der vom Fahrzeug unterstützten (verfügbaren) Messwerte

SID 2 - Auslesen Freeze-Frame-Daten: Messwerte im Moment als ein bestimmter Fehler auftrat

SID 3 - Permanente Fehlercodes auslesen

SID 4 - Alle Fehlercodes löschen

SID 5 - Testwerte der Lambdasonde

SID 6 - Testwerte spezifischer Systeme

SID 7 - Temporäre Fehlercodes auslesen

SID 8 - Test der On-Board-Systeme

SID 9 - Fahrzeuginformationen auslesen

SID 10 - Dauerhafte Fehlercodes auslesen

SID 9 liefert unter anderem die Fahrzeugidentifizierungsnummer (FIN). Diese kann nur vom Hersteller geändert werden und muss zum Fahrzeug passen. Beim Gebrauchtwagenkauf bietet sich so eine gute Möglichkeit zu prüfen, ob die Daten mit den Papieren und den Angaben an der Karosserie übereinstimmen.

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Vor allem SID 1 liefert viele interessante Daten: Hierüber können Sie Messwerte von Sensoren auslesen und diese zur Fehlersuche benutzen oder sich auch einfach permanent während der Fahrt anzeigen lassen, um genauer informiert zu sein. Vor allem angesichts dessen, dass in vielen Fahrzeugen inzwischen Instrumente eingespart werden, können Sie so fehlende Daten wieder zur Anzeige bringen.

Abseits vom Ideal

Ein Großteil der Werte ist eher für Techniker relevant, weil sich an ihnen erkennen lässt, ob Abweichungen vom Idealzustand vorliegen. Gab es anfangs nur wenige Messwerte (PID: Parameter Identifier) und wurden oft nur etwa zehn Werte unterstützt, sieht die aktuelle Norm um die 100 Werte vor. Allerdings stehen in der Praxis nie alle zur Verfügung. Einige interessante Daten für den Normalfahrer sind:

PID (Hex)

01 - Readiness Code und Status der MIL: immer vorhanden

04 - Motorlast (berechnet). Ein Prozentwert von 0 % bedeutet, dass die Schubabschaltung aktiviert ist, bei Vollgas werden 100 % gemeldet.

05 - Kühlmitteltemperatur. Die Temperaturanzeige unterliegt keiner Korrekturfunktion. Die normale Anzeige im Cockpit zeigt im mittleren Temperaturbereich keine Schwankungen an, um den unbedarften Fahrer nicht zu irritieren (Plateau-Funktion). Es kann sich um die Anzeige der Wasser- oder der Öltemperatur handeln. Welcher Wert es ist, kann nicht ermittelt werden, sondern muss anhand der Umgebungsbedingungen geklärt werden. Bei Dieselfahrzeugen ist es oft Öl.

0C - Motordrehzahl

0D - Fahrzeuggeschwindigkeit. Hier wird der exakte reale Wert angezeigt und nicht der nach oben korrigierte wie auf dem Tacho im Kombiinstrument.

1C - OBD-Kompatibilität des Fahrzeuges: Ob und welche Norm eingehalten wird.

21 - Zurückgelegte Fahrstrecke seit dem die MIL leuchtet. Dies kann relevant sein, wenn die MIL schnell blinkt und zum sofortigen Aufsuchen einer Werkstatt auffordert, dem aber nicht nachgekommen wurde.

51 - Derzeit vom Fahrzeug benutzter Treibstoff. Interessant für Hybridfahrzeuge.

5B - Ladung der Hybridbatterie in Prozent

5E - Treibstoffverbrauch

5C - Motoröltemperatur

62 - Aktuelles Drehmoment

75 - Temperatur des Turboladers. Vor allem nach längerer Belastung sollten der Motor und der Turbo kurz abkühlen, bevor der Motor abgestellt wird.

77 - Temperatur Ladeluftkühler

7D - NOx-Überwachung. Hier wird aufgezeigt, ob sich die Abgase im gesetzlichen oder herstellerspezifischen Grenzbereich befinden.

7E - Feinstaub-Überwachung

So merkwürdig es sich anhören mag, aber der Spritverbrauch war anfangs nicht als Messwert vorgesehen. Einige OBD-Geräte bieten allerdings eine Berechnung des Momentanverbrauchs an. Diese beruht auf der Luftmenge durch den Luftmassenmesser, einigen anderen Messwerten und der Annahme, dass die Motorelektronik stets bemüht ist, ein Luft-Treibstoffgemisch von Lambda = 1 (Benzin) beziehungsweise >1,3 (Diesel) einzustellen. Wird der Kraftstofftyp nicht eingestellt, ist die Berechnung ungenau – ebenso bei vielen weiteren Nebenbedingungen wie beispielsweise der Abgasrückführung oder außerhalb des Regelbetriebs (magere oder fette Gemischbildung).

Fehlercodes

Die genormten Fehlercodes werden immer unterstützt. Es kommt auf den Fehler an, ob und wie die Motorkontroll-Leuchte vorliegende Fehler signalisiert – nicht jeder Fehler ist gleich kritisch. Es kann also durchaus sein, dass Fehler erkannt wurden aber die MIL nicht leuchtet. Zudem werden Fehler auch wieder gelöscht, wenn sie eine gewisse Zeit nicht mehr auftraten. Es gibt temporäre und permanente Fehler, die getrennt gespeichert werden. Diese kann jeder auslesen und auch löschen. In der aktuellen Norm gibt es zudem einen Speicher, in dem die Fehler nur vom Diagnosesystem selbst wieder gelöscht werden, wenn der normale Fehlerspeicher gelöscht wurde und die eingetragenen Fehler daraufhin nicht mehr auftreten.

Die Fehlercodes bestehen aus einem Buchstaben, gefolgt von einer vierstelligen hexadezimalen Zahl – es können also auch die Buchstaben A bis F enthalten sein. Die Codes dienen nicht der unmittelbaren Reparaturhilfe, sondern geben an, wo im System eine Abweichung erkannt wurde. Fehler P0301 weist beispielsweise auf Fehlzündungen in Zylinder 1 hin – woran das liegt, muss dann vom Techniker diagnostiziert werden.

Readiness Code

Mit SID 04 werden sämtliche Fehlercodes im System, soweit vorgesehen, unwiderruflich gelöscht. Es ist keine gute Idee, einfach auf Verdacht alle Fehler zu löschen und so das Auto zu „reparieren“. Zwar passiert dadurch nichts Schädliches, allerdings hatte es ja eine Ursache, warum die Meldung auftrat und für einen Techniker sind diese Informationen dann verloren – wenn der Fehler nicht sowieso gleich wieder erkannt und gespeichert wird. Zuvor sollten Sie deshalb auf jeden Fall sämtliche Werte auslesen. Dazu gehören auch die Freeze Frame Daten, in denen bei bestimmten Fehlern zusätzlich verschiedene Messwerte gesichert werden, um die Rahmenbedingungen festzuhalten.

Readiness Code

Beim Löschen passiert aber noch mehr, was oft übersehen wird. So wird auf jeden Fall die MIL ausgeschaltet und diverse Zähler (je nach Vorhandensein) für die Zeit seit dem Motorstart, dem letzten Fehler löschen und so weiter werden zurückgesetzt. Als wichtigster Wert wird aber der Readiness Code gelöscht – beziehungsweise streng genommen: Er wird gesetzt.

Ein Fahrzeug, bei dem die MIL leuchtet, hat keine Chance, die Hauptuntersuchung zu bestehen. Also wäre es vielleicht schlau, einfach kurz vorher alle Fehler zu löschen und die MIL dadurch auszuschalten. So könnte auch ein windiger Fahrzeugverkäufer handeln. Damit das nicht klappt, gibt es den Readiness Code: In diesem speichert das System, ob mit dem Fahrzeug genügend weit gefahren wurde, damit alle OBD-Systeme Zeit genug hatten, um Fehler zu erkennen. Wie viel Strecke dies ist, hängt vom System ab, üblicherweise reichen schon wenige Kilometer, sobald der Motor warm ist.

In vier Bytes speichert der Readiness Code, ob die MIL leuchtet, wie viele Fehler erkannt wurden und ob bestimmte Systeme vorhanden sind und mit der (Eigen-) Diagnose fertig sind. Durch das Löschen werden alle Bits auf 1 gesetzt. Das bedeutet: Das System hat keine Diagnose durchführen können. Null wird erst gesetzt, wenn das System die Diagnose abgeschlossen hat. Dieser Code sagt nicht aus, ob ein Fehler erkannt wurde oder nicht. Er informiert nur darüber, ob das System lang genug lief, um mögliche Fehler zu erkennen. Ist der Readiness Code nicht gebildet worden, konnte ebenfalls keine Abgasuntersuchung bestanden werden. Beim Kauf eines gebrauchten Autos sollte das stutzig machen. Der Readiness Code ist somit neben der MIL das wichtigste Indiz dafür, ob mit der Fahrzeugdiagnose alles in Ordnung ist.

Diagnose ohne PC

Für die gelegentliche Kontrolle, als Pannenhelfer oder für den Gebrauchtwagenkauf lohnt sich ein einfaches Diagnose-Handgerät. An diesem befindet sich ein Kabel mit OBD-2-Stecker. Auf dem Display stehen die wichtigsten Funktionen zur Verfügung. Ohne Zusatzhardware können Sie damit schnell Messwerte und Fehler auslesen und letztere auch löschen.

Dazu wird das Diagnosegerät einfach in die OBD-Buchse gesteckt und die Zündung eingeschaltet. Für einzelne Funktionen kann es notwendig sein, dass der Motor laufen muss. Je nach Gerät verbindet es sich dann automatisch mit dem Fahrzeug oder Sie wählen die entsprechende Funktion. Die Spannungsversorgung erfolgt immer über die OBD-Buchse, sodass keine Batterie im Gerät notwendig ist.

Wie bereits im ersten Teil angesprochen, erlaubten ältere OBD-2-Normen verschiedene Protokolle, die zwar inzwischen bis auf eins alle nicht mehr bei neuen Modellen erlaubt sind, aber natürlich noch anzutreffen sind. So wie es sich lohnt, ein universelles Werkzeug für alle Radbolzengrößen dabei zu haben, sollte auch ihr Diagnosegerät alle alten Protokolle unterstützen und nicht nur das neue. Die veralteten Protokolle sind:

SAE J1850 (PWM und VPM)

ISO 9141

ISO 14230 (KW 2000).

CAN (speziell ISO 15765) ist das aktuell zulässige Protokoll für neue Fahrzeuge. Für Nutzfahrzeuge gibt es noch das Protokoll nach SAE J1930, das auch auf CAN (Controller Area Network) aufbaut, aber für Sie als PKW-Fahrer keine Relevanz hat und für das Sie keine Unterstützung benötigen.

Die meisten können alle

Die meisten Diagnosegeräte für PKW-Nutzer beherrschen alle Protokolle, Sie sollten nur vorsichtig sein, wenn sie nicht angegeben werden. Einige Geräte werben damit, auch noch spezielle Funktionen für einzelne Hersteller zu bieten, oft für GM und Ford. Diese haben aber keinen Einfluss auf die OBD-2-Funktionen und sind eher nebensächlich.

Die einfachen Handgeräte können meistens nur Fehlercodes auslesen und Fehler löschen. Oft sind sie nicht einmal in der Lage, den wichtigen Readiness Code anzuzeigen. Für etwa 20 Euro finden Sie Angebote auch im Baumarkt oder beim Lebensmitteldiscounter. Diese funktionieren, bieten aber kaum Komfort. Die Fehler werden nur als Code ohne Klartext angezeigt. Für 50 Euro bekommen Sie bessere Geräte, die mehr Daten anzeigen, updatefähig sind und den Fehlercode auch übersetzen, wobei die Übersetzung ins Deutsche oft mangelhaft ist.

Rücksteller

Wenn Sie den Ölwechsel selber durchführen, kann es interessant sein, ein Diagnosegerät zu kaufen, das auch noch das Service-Intervall zurücksetzen kann. Hier müssen Sie aber genau schauen, ob auch eventuell bei Ihnen vorgesehene Longlife-Intervalle beherrscht werden und ob das Gerät zu Ihrem Fahrzeug passt, da es sich hierbei nicht um eine Funktion von OBD 2 handelt, sondern eine herstellerspezifische Diagnosefunktion genutzt wird.

Zusatzdisplays fürs Cockpit

Fehlen Ihnen wichtige Fahrzeugdaten, weil die entsprechenden Anzeigen im Kombiinstrument nicht vorhanden sind? Dann sind OBD-Displays genau das richtige: Die Geräte verbleiben in der Diagnosebuchse und zeigen permanent die verfügbaren Werte an. Meistens können zudem Verbrauchswerte berechnet und Grenzwerte konfiguriert werden. Überschreitet beispielsweise die Drehzahl einen eingestellten Wert, wird ein Alarm ausgelöst. Die meisten Geräte können zusätzlich auch Fehlercodes auslesen und löschen.

Es ist naheliegend, dass es auch für OBD 2 auch Head-Up-Display-Nachrüstlösungen gibt. Dazu zeigt das Display die Werte spiegelverkehrt und man legt das Gerät so auf das Armaturenbrett, dass die Spiegelung im Sichtbereich liegt. Weil es an der Verbundglasscheibe zu einer Doppelspiegelung kommt, wird meistens eine Reflexionsscheibe mitgeliefert, die den Kontrast verbessert. Erfahrungsgemäß sind diese Displays eher unbefriedigend: Es werden zu viele Daten kleinteilig angezeigt und die Lesbarkeit ist bei Tageslicht unzureichend. Die permanente Anbringung der Reflexionsscheibe an der Frontscheibe ist, ähnlich wie Handyhalterungen und Krimskrams am Innenspiegel, nur dann erlaubt, wenn dies nicht im Sichtbereich, in etwa der Bereich der Scheibenwischer, des Fahrers erfolgt.

Diagnose

So praktisch Displays sind, bergen sie auch ein großes Problem: Sie können die Fahrzeugbatterie leer saugen. Alle Geräte bieten die Funktion, dass sie sich selbständig zusammen mit der Zündung ein- und ausschalten. Um zu erkennen, ob die Zündung eingeschaltet wurde, gibt es verschiedene Verfahren, manchmal sind sie sogar wählbar. Wird dabei ständig probiert, eine Diagnoseverbindung aufzubauen, kann das verhindern, dass die Steuergeräte im Auto in den Ruhemodus wechseln und mehr Strom verbrauchen. Es genügt also nicht, nur einen Blick auf den Ruhestrom des Displays zu werfen, sondern man sollte eine Messung an der Batterie durchführen. 30 mA gelten allgemein als akzeptabler Wert für die gesamte Stromaufnahme nach Abschalten der Zündung.

Diagnose am PC und Smartphone

Um einen Computer mit dem Fahrzeug zu verbinden, genügt für die älteren Protokolle ein Signalpegelwandler, der in einem einfachen Interface stecken kann. Die Protokoll-Logik muss dann in der Software auf dem PC enthalten sein. Für CAN ist dies nicht mehr möglich und Probleme mit dem Timing führen ebenfalls zu Problemen. Die kanadische Firma Elm Electronics entwickelte als eine der ersten 2005 einen Chip, der sämtliche Diagnoseprotokolle beherrschte und nur noch ein wenig externe Elektronik benötigte. Mit einfachen Befehlen, die an die alten Hayes AT-Befehle erinnern, kann der Chip dazu gebracht werden, eine Diagnoseverbindung aufzubauen und die Daten zu übertragen. Die Software auf dem PC muss sich nicht mehr um das Timing etc. kümmern. Dieser ELM327 revolutionierte den Diagnosemarkt.

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Leider wurde die Firma Opfer ihres Erfolgs. Chinesischen Raubkopierern gelang es, die Firmware auszulesen und seit dem überschwemmen illegale Kopien von Diagnoseinterfaces mit diesem Chip den Markt. Die raubkopierte Firmware ist zwar nicht aktuell und weist auch Fehler auf, aber in den meisten Fällen fällt das nicht weiter auf. Seit dem gibt es auch endlos viele kostenlose und teure Diagnoseprogramme, die sich alle damit schmücken, Diagnose per OBD 2 zu können, obwohl sie lediglich auf die Funktionen des ELM-Chips zugreifen.

Vorteilhaft an einer PC-Software ist, dass sie die Daten viel besser als auf einem kleinen Display darstellen kann, Möglichkeiten zur Auswertung bietet und auch Protokolldaten speichern oder ausdrucken kann.

Natürlich gibt es auch für Smartphones passende Apps. Sehr beliebt ist das Programm „Torque“, welches kostenlos und in einer Kaufversion angeboten wird. Es besticht durch die Möglichkeit, sich virtuelle Dashboards zu konfigurieren, auf denen die Daten durch unterschiedliche Instrumente angezeigt werden. Zusätzlich können Sie sich auch Sensorwerte vom Smartphone (GPS, Beschleunigung) einblenden lassen. Zudem kann es im HUD-Modus die Anzeige spiegelverkehrt darstellen.

Alternativ zu den ELM-Kopien – es gibt faktisch keine Originale mehr am Markt – gibt es auch Interface anderer Anbieter wie AGV/Diamex oder Scantool.net. Prinzipiell funktionieren diese genauso wie ein ELM, aber sie bieten Updates der Firmware und eventuell spezielle, herstellerspezifische Zugriffsmöglichkeiten. Oft werden die Diagnosechips auch einzeln angeboten, sodass man sie in eigene Projekte integrieren kann. Alle bekannten Protokollinterpreter sind kompatibel zum ELM-Befehlssatz, erweitern diesen aber oft. Somit kann jede Software, die für den ELM327 geschrieben wurde, auch mit den anderen Geräten kommunizieren. Eventuell ist allerdings eine (einmalige) Umstellung erforderlich.

Gefahr durch Hacker

Bei drahtlosen Diagnoseinterfaces (WLAN, Bluetooth) besteht die Gefahr, dass sich Hacker mit dem Gerät verbinden. Gängige Protokollchips bieten die Möglichkeit, das integrierte Diagnoseprotokoll zu umgehen und Low-Level-Befehle zu übertragen. Wie schon angesprochen, kann über die OBD-Buchse teilweise die Wegfahrsperre deaktiviert werden. Der Hacker könnte dann drahtlos Ihr Auto knacken. Ändern Sie deshalb auf jeden Fall wenigstens den Bluetooth-Pairing-Code für das Interface, sollten Sie das Interface permanent im Fahrzeug eingesteckt lassen. (mfz)