Service-Information: Einführung von On-Board-Diagnose (OBD) NOx-Control

Einführung

Was versteht man unter OBD NOx-Control?

OBD NOx-Control ist die technische Umsetzung der EG-Richtlinie 2005/55/EC.

Sie baut auf der seit Jahren für nahezu alle Kraftfahrzeuge vorgeschriebenen On-Board-Diagnose (OBD) auf.

OBD NOx-Control beinhaltet sämtliche Funktionalitäten von OBD und dient in erster Linie zur Überwachung und Diagnose aller das Abgas beeinflussenden Systeme.

Als Neuerung überwacht OBD NOx-Control die Einhaltung der vom Gesetzgeber vorgegebenen Stickoxid (NOx)-Grenzwerte.

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Neben der OBD-Software und der von dort bekannten Malfunction Indicator Lamp (MIL) verfügt OBD NOx-Control zusätzlich über einen im Auspufftopf integrierten NOx-Sensor und eine im Steuergerät Motorregelung (MR) hinterlegten Funktion zur Begrenzung des Drehmoments.

Der Serieneinsatz von OBD NOx-Control bzw. des Nox-Sensors erfolgte ab: Fahrzeug-Ident-End-Nr. 213 991 (Typ 405)

Fahrzeug-Ident-End-Nr. 213 998 (Typ 437)

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Wie und wann macht OBD NOx-Control auf Störungen oder Fehler aufmerksam?

Wie bei OBD werden bei OBD NOx-Control auftretende Fehler über die MIL-Lampe angezeigt und im Fehlerspeicher abgelegt. Bei gravierenden Fehler kann OBD NOx-Control aber zusätzlich das Drehmoment begrenzen.

Im Fahrerinformationsdisplay werden außerdem Warnmeldungen angezeigt, wenn z. B. der AdBlue-Behälter leer bzw. minderwertiges AdBlue getankt wurde, Fehler im AdBlue-Dosiersystem vorliegen, der NOx-Sensor elektrisch defekt oder der NOx-Ausstoß 7 g/kWh überschreitet.

Wenn der gesetzlich festgelegte OBD NOx-Grenzwert (bei Euro 4: 3,5 g/kWh, bei Euro 5: 2 g/kWh) um mehr als 1,5 g/kWh überschritten wird, wird dies durch die gelbe blinkende MIL-Lampe angezeigt.

Bei leerem Ad-Blue-Behälter und Stickoxidemissionen >7 g/kWh wird die Drehmomentreduzierung aktiviert.

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Wie können Fehler zurückgesetzt werden?

Bei Problemen im SCR (Selektive katalytische Reduktion)-Abgasnachbehandlungssystem werden Fehlercode im Steuergerät Motorregelung (MR) abgelegt, für die eine geführte Fehlersuche in der STAR DIAGNOSIS hinterlegt ist.

Die Funktionen und deren resultierende Fehlercode, die nur unter bestimmten Betriebszuständen überwacht werden können, können ohne eine längere Probefahrt nach der Reparatur nur mittels STAR DIAGNOSIS und FDOK, analog des Vorgangs "Schlüssel einlernen" zurückgesetzt werden.

Ein direktes Löschen dieser Fehler wird durch das Steuergerät Motorregelung (MR) nicht zugelassen, da ohne erfolgte Reparatur ein Löschen durch die EG-Richtlinie untersagt ist.

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Unter welchen Rahmenbedingungen muss OBD NOx-Control aktiv sein?

OBD NOx-Control muss aktiv sein:

1. Bei Umgebungstemperaturen zwischen -7 °C und +35 °C

2. In allen Höhenlagen unter 1600 m

3. Bei Motorkühlmitteltemperaturen über 70 °C

Der AdBlue-Füllstand muss jederzeit überwacht werden, denn OBD NOx-Control ist auch dann aktiv, wenn der AdBlue-Behälter leer ist. Der NOx-Sensor wird ab einer Katalysator-Temperatur oberhalb von ca. 200 °C aktiviert. So wird sichergestellt, dass das beheizte Sensorelement keinen Schaden durch Kondenswasser nimmt.

Das BlueTec-System funktioniert in einem Temperaturbereich zwischen -40 °C und +70 °C. Das bedeutet die gesetzlich festgelegten Abgasgrenzwerte werden immer eingehalten.

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Für welche Fahrzeuge wird OBD NOx-Control Pflicht?

OBD NOx-Control wird für alle Fahrzeuge größer 3,5 t Pflicht.

Fahrzeuge mit Sonderrechten aufgrund hoheitlicher Aufgaben (Bundeswehr, Polizei, Feuerwehr, Rettungsdienst, Katastrophenschutz, Zoll etc.) werden ebenfalls mit OBD NOx-Control ausgestattet - jedoch ohne aktiven Drehmomentbegrenzer.

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Wann wird OBD NOx-Control Pflicht?

Ab 1.10.2007 müssen alle im Geltungsbereich der EU neuzugelassenen Fahrzeuge mit OBD NOx-Control ausgestattet sein. Die EU-Kommision erlaubt nationale Übergangsregelungen für Fahrzeuge ohne OBD NOx-Control analog dem Euro 3/4-Übergang. Für Deutschland bedeutet das, dass alle Fahrzeuge mit Produktionsdatum bis 30.06.2007 ohne Einschränkungen auch nach dem 01.10.2007 ohne OBD NOx-Control zugelassen werden können. Für Fahrzeuge mit Baudatum zwischen dem 01.07.2007 und 30.09.2007 erlaubt die Übergangsregelung eine Quote von
30 % der Jahresproduktion (Basis Jahresstückzahl Euro 4/5).
Diese Fahrzeuge dürfen auch nach dem 01.10.2007 noch ohne OBD NOx-Control zugelassen werden.

Gilt die OBD NOx-Richtlinie nur für Fahrzeuge mit SCR (Selektive katalytische Reduktion)-Technologie oder auch für Fahrzeuge mit AGR (Abgasrückführung)-Technologie?

OBD NOx-Control ist sowohl für Fahrzeuge mit SCR- als auch für Fahrzeuge mit AGR-Technologie vorgeschrieben.

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Wer überwacht die Einhaltung der OBD NOx-Richtlinie?

Die im Fehlerspeicher aufgezeichneten Informationen zum
NOx-Ausstoß können von der zuständigen Kontrollbehörde ausgelesen werden. In Deutschland z. B. erfolgt das Auslesen der Daten durch das Bundesamt für Güterverkehr (BAG).

Sind Fahrzeuge mit SCR-Technologie gegenüber Fahrzeugen mit AGR-Technologie durch OBD NOx-Control benachteiligt?

Nein, im Gegenteil - in zahlreichen Versuchen und Dauertestläufen wurden im Autobahn-, Stadt- und Verteilerbetrieb Fahrzeuge mit SCR-Technik geprüft. Dabei sind bisher keine Fehler aufgetreten, die zu einer Drehmomentreduzierung führten.

AGR hingegen ist ein thermisch belastetes System, bei dem sich Partikel ablagern können und daraufhin die NOx-Reduzierung beeinträchtigt wird.

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Welche Funktion hat der Drehmomentbegrenzer?

Der Drehmomentbegrenzer sorgt dafür, dass bei einer Überschreitung des OBD NOx-Schwellenwertes von 7 g/kWh das Maximal-Drehmoment reduziert wird. Hiermit soll eine rasche Instandsetzung des Abgasnachbehandlungssystems sichergestellt werden. Zudem soll so das System vor Manipulation geschützt werden, wie z. B. das Fahren ohne AdBlue, das Entfernen des Reduktionskatalysators, das Entfernen des NOx-Sensor etc.

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Je nach zulässigem Gesamtgewicht wird das Drehmoment wie folgt reduziert:

25 % Fahrzeuge zwischen 3,5 - 16 t (Fahrzeugklassen N1, N2, N3)

40 % Fahrzeuge größer 16 t (Fahrzeugklasse N3)

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Wann wird der Drehmomentbegrenzer aktiv?

Generell wird die Drehmomentbegrenzung nie während der Fahrt aktiv, sondern erst nachdem das Fahrzeug stillgestanden (v=0 km/h) hat. Je nach Ursache kann die Aktivierung der Drehmomentbegrenzung unterschiedlich lange dauern:

1. Leerer AdBlue-Behälter: Erkennt das Steuergerät MR einen leeren AdBlue-Behälter wird nach dem nächsten Motorstart das Drehmoment reduziert, sofern kein AdBlue nachgetankt wurde.

2. Stickoxidüberschreitung von 7 g/kWh: Während des Fahrbetriebs läuft im Hintergrund eine Überwachungsfunktion ab. Wird über einen längeren Zeitraum, der sich je nach Fahrprofil über mehrere Fahrten erstrecken kann, eine Überschreitung der Emissionsschwelle von 7 g/kWh erkannt, erhält der Fahrer eine Meldung "Abgasgrenzwert" bzw. "Emissionsstufe 2" überschritten.

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Bleibt der Fehler weiterhin über eine längere Zeit, die je nach Fahrprofil andauern kann, bestehen, so fängt die
MIL-Lampe an zu blinken. Nach dem nächsten Fahrzeugstillstand wird dann die Drehmomentbegrenzung aktiviert. Die Aktivierung der Drehmomentbegrenzung wird dem Fahrer im Display mitgeteilt.

3. Defekt am NOx-Sensor: Erkennt die Elektronik einen Defekt am NOx-Sensor wird das im Fahrerinformationsdisplay angezeigt. Ab diesem Zeitpunkt dauert es noch 50 Betriebsstunden bis die Drehmomentreduzierung aktiv wird.

 Der Ausfall eines Dosiergerätes oder eines Pumpenmoduls führt nicht zur Drehmomentbegrenzung.

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Wann wird der Drehmomentbegrenzer deaktiviert?

Nach Behebung der Ursache für die Drehmomentbegrenzung dauert die Selbstheilung bzw. die Deaktivierung unterschiedlich lange.

Ursache 1: Leerer AdBlue-Behälter

Wird nach dem Motorstart ein befüllter AdBlue-Behälter erkannt, erlischt die Fehleranzeige im Display und die blinkende
MIL-Lampe. Die Drehmomentreduzierung und die dazugehörige Warnung wird deaktiviert, nachdem der Motor erstmalig die Leerlaufdrehzahl erreicht hat.

Ursache 2: Stickoxidüberschreitung von 7 g/kWh

Erkennt das System, dass die Emissionsgrenzwerte nicht mehr überschritten werden, erlischt die Fehlermeldung, die MIL-Lampe blinkt nicht mehr, sondern leuchtet dauerhaft.
Die Drehmomentreduzierung wird nach erstmaligem Erreichen der Leerlaufdrehzahl zurückgenommen.

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Diese Erkennung kann nach einer Reparatur je nach Fahrprofil unterschiedlich lange dauern. Die MIL-Lampe erlischt ganz, wenn bei weiteren Fahrten keine Überschreitung der Emissionsgrenzwerte erkannt wird.

Ursache 3: Defekt am NOx-Sensor

Sobald die Motorelektronik erkennt, dass der NOx-Sensor wieder funktioniert, erlischt die Fehlermeldung, die MIL-Lampe blinkt nicht mehr, sondern leuchtet dauerhaft.
Die Drehmomentreduzierung wird nach erstmaligem Erreichen der Leerlaufdrehzahl zurückgenommen. Die MIL-Lampe erlischt ganz, wenn bei weiteren Fahrten kein Fehler mehr erkannt wird.

Nach einer Reparatur in der Werkstatt kann der Fehlercode und der Drehmomentbegrenzer mittels STAR DIAGNOSIS und Passwort-Generierung über FDOK analog dem Vorgang "Schlüssel einlernen" zurückgesetzt werden.

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Kann der Drehmomentbegrenzer während der Fahrt aktiv werden?

Nein, der Drehmomentbegrenzer wird erst nach Fahrzeugstillstand aktiviert. Da das Drehmoment in Abhängigkeit vom zulässigen Gesamtgewicht um max. 40 % reduziert wird, ist eine Weiterfahrt trotz aktivem Drehmomentbegrenzer möglich.

Automatisierte Getriebe gehen während der Drehmomentreduzierung in den manuellen Modus.

Wie verhält sich die Funktion des aktiven Drehmomentbegrenzers bei aktivem Nebenantrieb im Stillstand bzw. beim Anfahren?

Die Drehmomentreduzierung wirkt sich im Nebenantrieb-Modus nur dann aus, wenn der Nebenantrieb ein höheres Drehmoment als 75 % (Fahrzeuge <16 t) des maximal möglichen Drehmoments benötigt.

Das Anfahren stellt kein Problem dar, sofern das gesetzlich zugelassene Gesamtgewicht des Zugfahrzeuges nicht massiv überschritten ist.

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Wann und wie lange erfolgt eine Fehlerspeicherung?

Überschreitet der NOx-Ausstoß den NOx-Grenzwert
(Euro 4: 3,5 g/kWh, Euro 5: 2 g/kWh) um mindestens 1,5 g/kWh oder liegt ein Fehler des NOx-Control-Systems vor, erfolgt ein Eintrag in den Fehlerspeicher und ein zusätzlicher Eintrag eines Summenfehlers. Der Summenfehler wird als nicht löschbarer Fehlercode über min. 400 Tage oder 9600 Motorbetriebsstunden gespeichert.

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Wie erfolgt die Deaktivierung der Warnmeldung bzw. der MIL-Lampe im Fahrzeug?

Die Warnmeldung bzw. die MIL-Lampe, die bei Überschreitung des gesetzlich vorgeschriebenen NOx-Control-Grenzwertes im Cockpit des Fahrzeugs aktiviert wird, wird automatisch deaktiviert, wenn je nach Fehlertyp bis zu drei komplette Fahrzyklen keine Fehlerfunktion mehr vorliegt. Ein Fahrzyklus beginnt mit Motorstart und endet mit Motorstop, sofern während des Betriebs des Motors vom Diagnosesystem erkannt worden ist, dass der Fehler nicht mehr vorliegt. Welche Betriebszustände dazu notwendig sind, hängt vom jeweiligen Fehlertyp ab.

Nach durchgeführter Reparatur in der Werkstatt kann die Fehlermeldung und die MIL-Lampe mittels STAR DIAGNOSIS und FDOK-Zugriff zurückgesetzt werden.

Ist das Zurücksetzen aktueller abgasrelevanter Fehler auch mit FDOK-Web möglich?

Das Zurücksetzen von aktuellen abgasrelevanten Fehlercode mit FDOK-Web ist möglich. Dazu ist aber eine zusätzliche Freischaltung der "X-Funktionen" notwendig. Diese kann über die FDOK-Hotline eingeholt werden.

Können Fahrzeuge, die OBD NOx-Control besitzen mit Planzenöl betrieben werden?

Pflanzenöl ist für Euro 3/4/5 ab Werk nicht freigegeben, da das Risiko einer reduzierten Motorlebensdauer sehr hoch ist. Außerdem erhöht der Einsatz von Pflanzenöl den NOx-Ausstoß erheblich, wodurch der Drehmomentbegrenzer dauerhaft aktiv sein kann.