Fehlerdiagnose
Antworten auf grundsätzliche Fragen, beispielsweise ob ein Sensor tatsächlich ein Signal abgibt oder ein Aktor überhaupt angesteuert wird, helfen bei der Ursachenforschung von Elektrik- oder Elektronikproblemen enorm weiter. Derartige Vordiagnosen beschleunigt ab sofort ein neues, eigentlich simples Handgerät.
Elektrische Ströme sind hörbar. Das glauben Sie nicht? Der Artikel tritt den Beweis an und zeigt, dass ein-fache Diagnosen noch immer ohne das ganz große Equipment möglich sind.
Werkstattprofis mit Systemkenntnissen genügt in vielen Fällen eine Vordiagnose ohne Diagnosegerät, um der Ursache von Elektrik- oder Elektronikproblemen auf die Spur zu kommen. Die Fragen lauten: Liegt am System Spannung an? Gibt der Sensor tatsächlich ein Signal ab? Wird der Aktor überhaupt angesteuert? Beengte Platzverhältnisse und immer mehr Ver-kleidungen erschweren die Antworten, und das bei stetig steigendem Zeit- und Kostendruck, der auch bei der Diagnose eine Beschleunigung einfordert. Diesen Widerspruch entschärft ein neues, genau genommen simples Handgerät.
Stromfluss erzeugt Magnetfeld
Zunächst etwas Theorie: Sofern ein Stromkreis geschlossen ist, resultiert aus der anliegenden Spannung ein Stromfluss, dessen Höhe auch vom Widerstand des elektrischen Verbrauchers abhängt. Bei Sensorsignalen handelt es sich beispielsweise um sehr kleine Ströme, im Regelfall zwischen 0,5 und 20 Milliampere. Liegt eine Spannung an, resultiert daraus stets auch ein elektrisches Feld. Ein Magnetfeld bildet sich hingegen erst dann aus, wenn auch ein Strom fließt. Praktischer Nutzen aus dieser Erkenntnis: Magnetfeld und somit Stromfluss sind messbar.
Profis denken sofort an Stromzangen, allerdings existieren Einschränkungen. Werkstattübliche Stromzangen sind für Ströme kleiner als 20 Milliampere zu ungenau und für schnelle, kurze Impulsfolgen meist viel zu träge. Ströme, die beispielsweise durch digitale Signale in Datenbussystemen oder durch Impulse entstehen, lassen sich mit werkstattüblichen Stromzangen nicht erfassen.
Als eine werkstatttaugliche Alternative zur Stromzange zeigt sich die Magnetfeldsonde: hoch empfindlich und in der Lage, schnelle Änderungen von Strömen und Impulsfolgen zu erfassen. Ein Elektronikschaltkreis verarbeitet die sensierten Wer-te, ein Kopfhörer macht sie hörbar. Jede Impulsform hat ein eigenes, verräterisches Geräuschbild. Drei Beispiele:
Hallgeber (zum Beispiel Nockenwellensensoren) erzeugen ein regelmäßiges Klackern
bei den ABS-Sensoren kommt es auf ihre Auslegung an: induktive (passive) Sensoren brummen, aktive Sensoren rattern
Datenleitungen erzeugen ein Rauschen
Wie es zu den Geräuschbildern kommt, soll am Beispiel Aktoren erklärt werden. Aktoren werden vom Steuergerät meist per Rechtecksignal angesteuert. Dieser impulsförmige Strom erzeugt ein impulsförmiges Magnetfeld, das von der Magnet-feldsonde erfasst wird. Das Geräuschbild ist folglich ein Rattern mit der Frequenz des Rechtecksignals vom Steuergerät.
Hat man eine Impulsquelle ausfindig gemacht, kann ihr Signal quer durch das gesamte Fahrzeug verfolgt werden, was sich bei diesen und anderen Diagnosen als überaus hilfreich erweisen kann:
versteckte Verbraucher
Signale von Sensoren
Ansteuerung von Aktoren
Funktion von Generatoren
Funktion von Datenbussystemen
Funktion von Sendeantennen
Durch Stromfluss hervorgerufene Magnetfelder lassen sich so generell und mit hoher Empfindlichkeit feststellen. Steht kein auswertbares Signal zur Verfügung, lässt sich das auch von extern einspeisen.
Nicht zu vergessen die enorme Zeitersparnis durch nun die überflüssige Demontage von Verkleidungsteilen, das mögliche Vordringen in beengte Räume sowie das nur noch selten nötige Abklemmen und separate Durchmessen von Bauteilen.
Reinhold Dörfler, Peter Diehl
Produkte
Magnetfeldsonde MSS-1
„Elektronisches Stethoskop“ ist der treffende Beiname der neuen Magnetfeldsonde MSS-1 von Dörfler-Elektronik, mit der sich nach Angabe des Anbieters selbst Ströme unter 0,5 Milliampere feststellen lassen. Abhängig vom Abstand zum Kabel, ist das von einer derartigen Stromstärke erzeugte Magnetfeld zwischen 10 und 100 Nanotesla stark. Zum Vergleich: Das Erdmagnetfeld misst an der Oberfläche rund 40 Mikrotesla , etwa das 4.000-Fache des zuvor genannten Werts. Die Sonde MSS-1 arbeitet im Frequenzbereich zwischen einem Hertz und 200 Kilohertz, abhängig von der Signalart und ausreichend für die meisten Anwendungen im Kfz-Bereich. Das heißt aber auch: Konstante Gleichströme sind mit der Magnetfeldsonde nicht detektierbar. pd
Dörfler Elektronik, www.doerfler-elektronik.de
Literatur
Hoch spannende Lektüre
Egal ob uralter Klassiker oder moderner Pkw: Zündspulenprobleme gehören zu den häufigsten Defekten. Zudem sind sie mitunter schwer zu identifizieren, handelt es sich doch oft um sporadisch auftretende Fehler. Damit Zündspulen künftig nicht mehr auf Verdacht erneuert werden müssen, hat Kfz-Mechaniker-Meister und Elektrotechniker Reinhold Dörfler die 88-seitige Broschüre „Zündspulen prüfen in der Praxis“ verfasst. Darin finden sich zahlreiche Praxisbeispiele und rund 150 Darstellungen. O-Ton: „Vor allem aber räumt Dörfler mit den teils haarsträubenden Fehl-interpretationen auf, die auf einschlägigen Internetseiten selbst ernannter Diagnoseprofis kursieren, aber auch in den Reparaturanleitungen einiger Hersteller zu finden sind.“ pd
Zündspulen prüfen in der Praxis
1. Auflage 2012, 28,50 Euro, ISBN 978-3-9812453-2-5,
Verlag Springer Fachmedien München (www.auto-business-shop.de)
- Ausgabe 7/2012 Seite 18 (335.9 KB, PDF)
