Diagnose stellen en meten aan (intelligente) sensoren: hier moet je op letten

17-10-2024 | Het controleren van meetwaarden (parameters) is een vaak genomen stap tijdens diagnose stellen. Dat is logisch, want de motorregeleenheid heeft gegevens zoals de luchtdruk, brandstofdruk en verschildruk nodig om juist te functioneren. Wanneer er met deze sensorwaarden iets misgaat, zal de motor anders reageren dan wanneer deze correct zijn.

Uitgelezen parameters kunnen dus goed gebruikt worden om te ontdekken waar het mis gaat. Maar let op, want de ene sensor is de andere sensor niet. Elke sensor werkt anders en heeft een andere controlemethode. Diagnose stellen aan sensoren verandert door de opkomst van intelligente sensoren.

Hier leggen we uit hoe intelligente en analoge sensoren van elkaar verschillen. Ook leggen we uit waar je op moet letten als je aan intelligente sensoren meet.

Praktijkvoorbeeld Mercedes-Benz A-Klasse 180 d.

Auto:
Merk/model: Mercedes-Benz A-Klasse 180 d
Bouwjaar: 2019
Motor: OM 608 (1.5 CDI)
Klacht: Inhouden en MIL brandt

Foutcode:
P3008F6 Luchthoeveelheidsmeter berichten ontbreken. Deze foutcode is niet te wissen.

Voorgeschiedenis:
Van deze Mercedes-Benz A-Klasse met OM 608 dieselmotor brandt het motorlampje (MIL). De motor houdt in en levert weinig vermogen. Uitlezen levert de foutcode ‘P3008F6 Luchthoeveelheidsmeter berichten ontbreken’ op. De omschrijving van de foutcode is opvallend. Normaal gesproken komt de omschrijving ‘berichten ontbreken’ alleen voor bij netwerkfouten. Netwerkfouten worden doorgaans gemeld met foutcodes die beginnen met de letter ‘U’.

Wat is er aan de hand als een foutcode aangeeft dat er berichten ontbreken? Of als een foutcode aangeeft dat communicatie met een sensor niet mogelijk is? Als het goed is, gaat er bij de autotechnicus meteen een belletje rinkelen. De meeste sensoren geven een analoge signaalspanning tussen 0,5 en 4,5 Volt. Er zijn ook sensoren die een frequentiesignaal of een dutycycle versturen. Bovengenoemde foutcode wijst echter op ontbrekende berichten. Data dus. Op basis van de foutcode en de omschrijving kan de autotechnicus concluderen dat het hier hoogstwaarschijnlijk om een intelligente sensor gaat. Hoe ziet dit er dan uit? Aan de hand van een paar stappen laten we zien wat er in dit geval speelt.

Stapsgewijze diagnose
We beginnen met het uitlezen van de parameters (live data) van de luchtmassameter met behulp van de diagnosetester. Vervolgens kunnen we vaststellen of deze logisch zijn.

Stap 1

Het uitlezen van de sensorwaarden van de luchtmassameter levert het volgende op.

Conclusie na stap 1
De parameters lijken normaal. We kunnen niet meteen concluderen dat er met de luchtmassameter iets mis is. De meetwaarde van de luchtmassa neemt toe als het motortoerental toeneemt. Ook is de gemeten waarde hoger dan de nominale waarde. Bij een dieselmotor is dit verschil normaal omdat een dieselmotor met een luchtoverschot werkt. Er is in bijna alle gevallen meer lucht aanwezig dan de hoeveelheid lucht die de motor voor de verbranding nodig heeft.

Stap 2

Hoe gaan we nu verder? De meetwaarden lijken in orde. Toch is er een permanente fout opgeslagen die verband houdt met luchtmassameter. Daarom is het belangrijk om de luchtmassameter grondig te controleren. De uitgelezen meetwaarden kunnen namelijk door de motorregeleenheid berekend zijn. Dit kan de motorregeleenheid doen op basis van andere parameters zoals het toerental en de inlaatdruk.

Tijdens de tweede stap van de diagnose raadplegen we eerst het elektrisch schema van de auto. Hier zien we welke aansluitingen er zijn en welke functie deze hebben. Het deelschema met de luchtmassameter en de signalen naar de motorregeleenheid is hieronder te zien.

In het deelschema valt meteen iets op. Deze luchtmassameter meet zowel luchtmassa als luchttemperatuur, dit is te zien aan de symbolen. Doorgaans heeft een dergelijke luchtmassameter vier aansluitingen:

• Voedingsspanning (12 Volt)
• Massa
• Signaaldraad voor de aangezogen luchttemperatuur
• Signaaldraad voor de aangezogen luchtmassa

De luchtmassameter van de OM 608 1.5 CDI motor heeft slechts drie aansluitingen:

• Voedingsspanning (5 Volt)
• Massa
• Signaaldraad

Conclusie na stap 2
Op basis van het elektrisch schema kunnen we vaststellen dat deze luchtmassameter over één signaaldraad twee signalen kan versturen.

Stap 3

Om een beter beeld van de werking te krijgen meten we eerst de signaalspanning met een multimeter. De multimeter geeft een waarde van 4 Volt. De waarde verandert niet bij het verhogen van het motortoerental. De gemeten spanning blijft 4 Volt.

Conclusie na stap 3
Een signaalspanning van 4 Volt bij zowel stationair als verhoogd toerental is opvallend. Het lijkt wellicht alsof de sensor niet werkt, het zou ook een frequentiesignaal kunnen zijn. Om een duidelijker beeld te krijgen van de werking van de luchtmassameter gebruiken we daarom in de volgende diagnosestap een oscilloscoop.

Stap 4

We sluiten de oscilloscoop aan. Omdat we ook willen weten of de voeding en de massa van de sensor correct zijn meten we tegelijk op alle aansluitingen van de luchtmassameter.

Uitleg van het scoopbeeld:

• Het blauwe kanaal is de voeding. De spanning is constant 5 Volt en komt overeen met de informatie uit het elektrisch deelschema. Hieruit kunnen we concluderen dat de voeding vanaf de regeleenheid tot aan de sensor goed is.
• Het rode kanaal is de massa. De gemeten spanning is constant 0 Volt. Dit betekent dat de massa vanaf de regeleenheid tot aan de sensor ook goed is.
• Het groene kanaal is het signaal van de sensor. Het signaal herhaalt zichzelf en ligt tussen 0 en 5 Volt. Tijdens de meting is het toerental een aantal keren verhoogd, aan het signaal verandert echter niets zichtbaar.

Conclusie na stap 4
De voeding en de massa van de sensor zijn goed. Er is een digitaal signaal zichtbaar. De frequentie van het signaal verandert niet met het stijgen en dalen van het toerental.

Wat is het voor signaal? Deze sensor werkt volgens het SENT protocol. SENT staat voor ‘Single Edge Nibble Transmission’. Dit dataprotocol is ontwikkeld om op een intelligente manier sensordata naar een regeleenheid te verzenden. Het voordeel van dit protocol is een besparing op bedrading in de auto. Er is niet langer een aparte draad nodig voor ieder signaal. Ook is het signaal minder gevoelig voor overgangsweerstand en blijven de overgebrachte berichten (in dit voorbeeld de luchthoeveelheid en de temperatuur) correct. Dit in tegenstelling tot een analoge sensor. Hier zal bij overgangsweerstand de signaalspanning veranderen waardoor de motor als gevolg van verkeerde informatie anders gaat reageren.

De SENT sensor stuurt digitale berichten in plaats van een spanning die de regeleenheid omrekent naar data. Wanneer de overgangsweerstand echt te groot wordt bij een zeer slecht stekkercontact of een kabelbreuk worden geen berichten meer door de regeleenheid ontvangen en wordt een foutcode opgeslagen. Dit verklaart waarom de foutcode meldt dat er berichten ontbreken. Deze foutcodes kunnen P maar ook U-codes zijn. Hierdoor kan je als autotechnicus denken dat de fout in een CAN-bus netwerk zit, dit hoeft dus niet altijd het geval te zijn!

Op basis van stap 4 kunnen we vaststellen dat het SENT signaal in orde is. De luchtmassameter doet zijn werk zoals het hoort.

Stap 5

Als de sensor correct werkt dan moeten we de oorzaak ergens anders zoeken. De foutcode-omschrijving ‘berichten ontbreken’ wijst op onderbroken communicatie tussen de sensor en de motorregeleenheid. Als de sensor door een kabelbreuk of slecht stekkercontact niet meer met de regeleenheid communiceert, worden geen berichten meer aan de regeleenheid doorgegeven.

Omdat vaststaat dat de luchtmassameter signalen verzendt, is het nu de vraag of dit signaal wel bij de motorregeleenheid aankomt. We doen een nieuwe meting van het sensorsignaal maar dan aan de kant van de motorregeleenheid. Uit het schema blijkt dat dit positie 2A30 is.

Conclusie na stap 5
Ook aan de kant van de motorregeleenheid meten we een correct SENT signaal. Tot zover gaat alles nog steeds goed.
De volgende mogelijkheden blijven nu over:

1. De klemkracht van de pinverbinding in de stekker is zwak waardoor er geen contact wordt gemaakt tussen de stekker en de motorregeleenheid
2. De motorregeleenheid heeft een intern defect

Stap 6

Het is verstandig om in dit soort situaties de TSB’s (Technische Service Bulletins) van de autofabrikant te raadplegen om te controleren of dit een bekend probleem is en of er mogelijk software-updates zijn voor deze storing. Dit kan veel diagnosetijd besparen en eventuele misdiagnose, zoals het onnodig vervangen van een regeleenheid, voorkomen. Hiervoor moet je echter wel kunnen inloggen in het portaal van de fabrikant.  AutoNiveau maakt het voor de universele garage eenvoudiger en biedt een alternatief. AutoNiveau Solutions Pro is een uitgebreide databank met servicebulletins. Hierin staan, behalve de bij de fabrikant bekende problemen en oplossingen, ook andere veelvoorkomende problemen.

Conclusie na stap 6 – oplossing en reparatie-advies
In dit geval is er geen servicebulletin beschikbaar dat te maken heeft met deze storing. We gaan verder met de diagnose en inspecteren de stekker en de pinnen van de regeleenheid. Uit deze inspectie blijkt een bekje in de stekker iets wijder te staan dan de andere bekjes. Na het dichtdrukken van het bekje kunnen we de foutcode wissen. De foutcode blijft weg en de auto functioneert weer naar behoren.

 Tips voor diagnose aan SENT sensoren:

• Sensoren kunnen intelligent zijn. Dat kan andere foutcodes opleveren dan je verwacht. Storingen rondom intelligente sensoren kunnen ‘P’ en ‘U’ foutcodes veroorzaken. Soms bevat de omschrijving van de foutcode een tekst over ontbrekende berichten. Hierdoor kan je als autotechnicus denken dat de fout in een CAN-bus netwerk zit. Een controle van het netwerk lijkt dan de meest logische vervolgstap. Dit voorbeeld laat zien dat de oorzaak ook ergens anders kan zitten.
  
  
• Een SENT signaal meten met een multimeter geeft geen duidelijkheid over de werking van de sensor. Een multimeter meet de gemiddelde spanning en kan niet het daadwerkelijke signaal in beeld brengen. Een oscilloscoop laat alleen zien of de sensor communiceert. Bij een veranderende luchtmassa verandert het zichtbare signaal niet. De sensor communiceert door middel van digitale berichten met de motorregeleenheid. De inhoud van deze berichten is alleen uit te lezen met de diagnosetester.
  
  
• Uitgelezen parameters (meetwaarden) kunnen in geval van een storing door de motorregeleenheid zelf berekende meetwaarden zijn. Door het meten van het sensorsignaal aan de regeleenheid weet je zeker dat de signalen en de berichten van de SENT sensor daadwerkelijk bij de motorregeleenheid aankomen. Bij deze Mercedes-Benz A-Klasse kwam het signaal niet goed aan door een te zwakke klemkracht in een van de verbindingen.
  
  
• Tot slot is het altijd verstandig om uit te zoeken of er een TSB voor een foutcode bestaat. Is dit niet het geval? Dan is het volgen van een logisch stappenplan de beste manier om de oorzaak van de storing door middel van metingen, zonder onnodige vervanging van onderdelen, op te sporen en te verhelpen.

Glenn Bronckers
Senior Technisch trainer AutoNiveau