Die moderne Auto-Überwachung: Fahrzeugdiagnose mit OBD 2

Mit der Fahrzeugdiagnose können Sie Fehler und Informationen selber auslesen, löschen und verarbeiten. Was ist mit OBD2 möglich? Und was nicht?

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OBD 2

(Bild: Schäffer)

Von
  • Florian Schäffer
Inhaltsverzeichnis

Kapitale Motor- oder Getriebeschäden sind heute eher selten geworden. Defekte in Elektronik oder Motorsteuerung beherrschen inzwischen das Fehlerbild. Genügte vor 30 Jahren noch wenig Handwerkzeug und ein „Jetzt helfe ich mir selbst“-Buch, benötigt man inzwischen eher ein Studium als Kommunikationselektroniker, um Fehler am Auto zu finden und zu beheben – wobei statt zu reparieren meistens der Austausch teurer Module praktiziert wird. Die Ergebnisse mangelnder Reparaturkultur dokumentieren beispielsweise „die Autodoktoren“ regelmäßig.

Einen Vorteil hat die elektronische Überfrachtung aber: Fühlt sich der fahrbare Untersatz nicht wohl, geht irgendeine Warnlampe an und im Kombiinstrument erscheint eine Meldung – meistens mit dem Hinweis, eine Werkstatt aufzusuchen. Spätestens vor dem nächsten Ölwechsel nerven die Hinweise und Warntöne immer nachdrücklicher.

Anstatt bei jedem kleinen Wehwehchen einen Werkstatttermin zu vereinbaren und für den Ausdruck eines nichtssagenden Diagnoseprotokolls wieder einmal mehr als den früher üblichen Heiermann in die Kaffeekasse zu legen, können Sie sich auch selber helfen. In der „Dialog-Annahme“ wird nämlich nichts gemacht, was sie nicht auch selber zu Hause erledigen können. Die notwendige Investition in Technik hat sich bereits mit der zweiten Anwendung amortisiert. Ihr Freundeskreis wird zudem wachsen und dem nächsten Termin zur Hauptuntersuchung schauen sie viel entspannter entgegen.

In Kalifornien erkannte man in den 1970er-Jahren, dass es nicht ausreicht, wenn bei Fahrzeugen nur bei der Zulassung und eventuellen turnusmäßigen Untersuchungen, die damals aber nicht vorgesehen waren, geprüft wird, ob die Abgaswerte eingehalten werden. Fehlende oder mangelhafte Wartung, Verschleiß und Manipulation können im Laufe der Nutzungsdauer dazu führen, dass die Grenzwerte überschritten werden.

Damit Abweichungen und Fehler, die auf einen mehr als üblichen umweltschädlichen Fahrzustand hinweisen, sowohl vom Fahrer, als auch von jedem Polizisten bei einer normalen Kontrolle erkannt werden können, wurde das Malfunction Indicator Light (MIL, im deutschen: Motorkontroll-Leuchte, MKL) ab 1991 verpflichtend eingeführt. Die erste Norm, damals „On-Board Diagnose” (OBD, noch ohne Numerierung) sah vor, dass im Fahrzeug ein System vorhanden sein muss, welches permanent die Abgaswerte und Rahmenbedingungen überwacht und im Fall einer Abweichung oder eines Fehlers Alarm schlägt.

Die erste Normierung war noch sehr vage und ließ den Fahrzeugherstellern viel Freiraum. So war beispielsweise die Zugangsmöglichkeit zum Überwachungssystem nicht geregelt. Jeder Hersteller dachte sich möglichst exotische Stecker und Protokolle aus, denn das California Air Resources Board (CARB), welches OBD vorantrieb, sah lediglich die MIL und allgemein ein Protokoll vor. Die Hersteller erkannten aber, dass ein Zugang zu den Überwachungsdaten für sie Vorteile bringt. Schon vorher gab es einfache Diagnosesysteme oder Diagnosestecker, aber das für OBD notwendige Steuergerät (bzw. die Software im Motorsteuergerät) erfasst wesentlich mehr Daten, die auch bei der Entwicklung und in der Werkstatt nützlich sind.

Anfangs gab es noch zahlreiche OBD-Steckervarianten, wie diese für Toyota, VAG, BMW (v. l.) und den heutigen nach SAE J1939 für schwere Nutzfahrzeuge (hinten).

(Bild: Schäffer)

Zudem boten die proprietären Stecker eine gute Möglichkeit, den Kunden in die herstellereigene Werkstatt zu nötigen, um die MIL nach einer Reparatur wieder zu löschen. Oft erfolgte dies über mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Zündung oder den wiederholten Kurzschluss von Diagnosekontakten. Die wenigen herstellereigenen Fehlercodes konnten meistens per Blinkcodes ausgelesen werden. Waren diese Insiderinfos anfangs noch geheim, gibt es noch heute zahlreiche Angebote passender Diagnoseboxen, die das für Endanwender vereinfachen. Dennoch hüten die Fahrzeughersteller immer noch das Geheimnis, wie ein Kunde die Serviceanzeige nach dem selbst durchgeführten Ölwechsel manuell zurücksetzen können.

Obwohl OBD nur für in Kalifornien zugelassene Fahrzeuge verpflichtend war, konnte es sich natürlich kein Fahrzeughersteller leisten, seine Modelle nicht damit auszurüsten. So trat OBD einen weltweiten Siegeszug an und andere US-Bundesstaaten und Länder folgten dem Beispiel. Schnell wurden die Anforderungen höher, die Grenzwerte niedriger und man erkannte das Potential sowie den dringenden Bedarf einer Vereinheitlichung der Diagnoseprotokolle und Zugangsmöglichkeiten.

Die zweite und bis heute letzte Novelle nennt sich OBD-2 und ist in nationalen US-Normen (SAE), deutschen und europäischen EOBD (DIN/ISO), weiteren länderspezifischen (beispielsweise Japan mit JOBD) und letztendlich dem weltweiten WWH-OBD (World Wide Harmonized On-Board-Diagnostic) normiert. Die Vorschriften wurden dabei ständig erweitert und präzisiert beziehungsweise dem Stand der Technik angepasst.

Pinbelegung bei OBD II. Für Nutzfahrzeuge ab 12 Tonnen sieht die Norm zusätzlich zwei andere Stecker vor.

Seitdem ist einheitlich geregelt, wie die Diagnosebuchse auszusehen hat und welche Daten und Protokolle verfügbar sein müssen. Die Norm sah von Anfang an vor, dass die Buchse ohne Werkzeug erreichbar und innerhalb eines Radius von einem Meter um den Fahrer herum im Fahrgastraum zu platzieren ist. Wie so oft, sahen die Automobilhersteller Ihre Pfründe bedroht, denn mit dieser Technik konnte nun jede freie Werkstatt und jeder Hobbybastler Zugang zu den hilfreichen Daten bekommen. Also wurde die Buchse an den unmöglichsten Stellen versteckt: hinter unscheinbaren Blenden, unter dem Aschenbecher, im Sicherungskasten.

Die MIL signalisiert diese unterschiedlichen Zustände.

Aufleuchten beim Einschalten der Zündung

MIL ist in Ordnung

Kurzes Aufblinken

Temporärer Fehler aufgetreten, der nicht weiter beachtet werden muss.

Dauerhaftes Leuchten

Ein Fehler ist aufgetreten und sollte demnächst (aber nicht zwingend sofort) beseitigt werden.

Schnelles Blinken

Schwerwiegender Fehler aufgetreten. Das Fahrzeug ist schonend zu fahren (eventuell wird das Notlaufprogramm aktiviert) und eine Werkstatt ist umgehend aufzusuchen.

Bei den zugelassenen Diagnose-Protokollen fand eine systematische Ausdünnung statt. Billigte man den Herstellern anfangs noch diverse Protokolle zu, die historisch gewachsen waren, ist heute ausschließlich Controller Area Network (CAN) zugelassen. Das bedeutet aber nicht, dass die anderen nicht immer noch anzutreffen sind, womit wir zum nächsten Punkt kommen.

In der EU wurde für neu zugelassene PKW-Modelle ab etwa 2000 das Vorhandensein von OBD-2 zur Vorschrift. Je nach Größe des Fahrzeugs und Antriebsart kann es auch erst ein paar Jahre später der Fall gewesen sein, beispielsweise Diesel erst ab 2003. Inzwischen ist es auch für leichte und schwere Nutzfahrzeuge (LKW) vorgeschrieben. Dies betrifft aber nur Fahrzeuge, für die eine neue Homologation beantragt wurde. Ebenso existiert für Elektroautos keine OBD-2-Pflicht.

Im Internet gibt es zahlreiche Listen, die allgemein behaupten zu wissen, ob Ihr Fahrzeug OBD-2 hat oder nicht. Die meisten sind ungenau, denn schon eine abweichende Motor- oder Getriebekennung kann zu anderen Voraussetzungen führen. Auch das Vorhandensein der aktuellen OBD-2-Buchse hat keine Bedeutung.

So hat beispielsweise mein VW T5 TDI von 2003 eine solche Buchse und unterstützt sogar den Zugriff per OBD-2. Wird aber der passende Wert ausgelesen, der einem mitteilt, ob OBD-2 der Norm entsprechend vorhanden ist, meldet das System „kein OBD-2“. VW hat also das Protokoll und System implementiert, aber da das Modell vor dem Stichtag in der EU und nicht den USA zugelassen wurde, liefert es offiziell keine zulässigen Daten.

Vor solchen Problemen mussten auch die Einrichtungen für die Hauptuntersuchung und die Gesetzgebung die Segel streichen. OBD-2 ist eigentlich ein hervorragendes System zur Überwachung der Abgaswerte. Anstatt, wie hierzulande, nur einmal alle drei oder zwei Jahre, prüft das System permanent die Einhaltung der Grenzwerte und das zuverlässiger und präziser als die vorher gängige „Endrohrmessung“. Deshalb galt eine Zeit lang die Abgasuntersuchung als bestanden, wenn das OBD-System keinen Fehler meldete. Nur wenn kein OBD-2 vorhanden war, sollte auf die alte Methode zurückgegriffen werden.

Aufgrund technisch mangelhafter Umsetzungen, sowohl seitens der Fahrzeughersteller, als auch bei den Prüfgeräten, gab es lange Ausnahmelisten. In war denen vermerkt, bei welchen Modellen trotz OBD-2 eine Ausnahme gemacht werden muss. Auch setzte sich die Erkenntnis durch, dass OBD-2 keinerlei Manipulationsschutz bietet und die Daten verfälscht werden können, hier vom Fahrzeugbesitzer und nicht planmäßig vom Hersteller. Eine höhere Rate bei der Mängelerkennung wird seit 2018 als Argument vorgeschoben, um wieder die für den Verbraucher teurere, ausschließliche Endrohrmessung vorzuschreiben.

Die normierte On-Board Diagnose ist ausschließlich für abgasrelevante Systeme und deren Überwachung zuständig. Mit anderen Worten: Sie können aufgrund von Versagen der Bremsen und bei defektem Airbag gegen die Wand fahren – solange dabei die Umwelt nicht durch zu hohe Abgaswerte belastet wird, liegt in der OBD kein Fehler vor.

Die Fahrzeughersteller nutzen die Vernetzung der zahlreichen Steuergeräte, mit denen sämtliche Einrichtungen gesteuert und überwacht werden, für die eigene Fehlersuche und Fahrzeugkonfiguration. Alle verbauten Sensoren und Aktoren werden von Mikrocontrollern gesteuert und können überwacht werden. Liefert ein Sensor unplausible Daten, liegt vermutlich ein Fehler im Sensor oder der Verkabelung vor. Zieht ein Motor zu viel Strom, klemmt er wahrscheinlich fest. Diese Daten haben nicht unbedingt Einfluss auf die Abgaswerte, helfen aber Fehler zu finden und vereinfachen die Reparatur. Von daher sammeln die Steuergeräte diese Fehler und Daten und geben sie über ein herstellereigenes Diagnosesystem nach außen weiter.

Weil die OBD-2-Buchse sowieso schon vorhanden ist und auch die Protokolle sinnvoll und bereits implementiert sind, läuft auch die herstellereigene Diagnose darüber. Allerdings nutzt jeder Hersteller eigene Befehle und Kommandos, die nicht normiert sind. Sie sind zwar gemäß Verordnung (EG) Nr. 715/2007 verpflichtet, diese Informationen zu veröffentlichen, um freien Entwicklern und Werkstätten den Zugang zu ermöglichen, kommen dieser Vorgabe aber nicht nach oder stellen lächerlich reduzierte Daten zur Verfügung, für die hohe Gebühren verlangt werden.

Neben der Diagnose bieten die OEM-Protokolle weitere spannende Möglichkeiten. Ein Großteil der Fahrzeugkonfiguration erfolgt nämlich nur über das Setzen und Löschen von Konfigurations-Bits in den Steuergeräten. So kann der Hersteller ein und dasselbe Auto nicht nur an die Zulassungsbedingungen einzelner Länder anpassen, sondern sich zahlreiche Ausstattungen versilbern lassen. Gurtwarner, Hupen oder Fenster öffnen/schließen beim Abschließen, Abstandswarner, Tempomat, Komfortblinker, APB (Automatic Parking Brake), Start/Stopp-Automatik und viele weitere Merkmale sind in vielen aktuellen Fahrzeugen theoretisch vorhanden. Denn die dafür notwendigen Sensoren und Aktoren sind immer verbaut und es wäre zu viel Aufwand, die Software in den Steuergeräten passend zu programmieren, zu testen und zuzulassen. Wer an die Informationen herankommt, kann sein Auto gehörig aufmotzen oder individuell und günstig an die eigenen Vorlieben anpassen, in dem er die Funktionen freischaltet.

Damit der Kunde weiterhin an die Vertragswerkstatt gebunden wird, ist zudem ein Long-Live-Ölwechsel, das manuelle Freibrennen des Katalysators, der Wechsel von Bremsbelägen oder gar der simple Austausch einer Starterbatterie ohne spezielle Diagnosesoftware nicht mehr möglich.Auch für all diese Aufgaben gibt es Diagnosegeräte im freien Handel, die vieles Versprechen aber oft nicht einhalten. Aufgrund der Komplexität, gehen wir nicht weiter darauf ein. Sie sollten aber im Hinterkopf behalten, dass es einen Unterschied zwischen OBD-2 und OEM-Diagnose gibt und die Möglichkeiten der genormten und einfachen Diagnose sich auf ein eingegrenztes Gebiet beschränken.

OBD-2 ist für Endverbraucher risikofrei nutzbar, denn es dürfen per Norm keine gefährlichen Situationen oder Schäden durch den Zugriff entstehen und sämtliche diesbezüglichen Horrormeldungen im Internet sind unbelegt. Eventuell blinken ein paar Warnleuchten, aber das muss nach einem Neustart verschwinden – andernfalls hat der Fahrzeughersteller gepfuscht. OBD-2 ist explizit dazu gedacht, dass jeder Zugriff auf die Daten haben kann und auch die Form, wie Diagnosesoftware Daten erst nach Rückfrage löschen darf, ist geregelt. Selbst während der Fahrt darf man Daten auslesen und dies darf nicht das Fahrzeugverhalten beeinflussen. Sie müssen lediglich darauf achten, dass sie dabei nicht abgelenkt werden oder das Diagnosegerät den Fahrer behindert – beispielsweise weil der Stecker im Fußraum sitzt.

Anders sieht es freilich bei der herstellereigenen Diagnose aus, deren Nutzung ebenso legal ist. Damit ist es aber beispielsweise durchaus je nach Auto möglich, ein einzelnes Rad abzubremsen – auf der Autobahn sicher keine gute Idee. Aber auch hier gilt, dass nicht alles machbar ist. Die Mär von der Möglichkeit, den Airbag darüber auszulösen hält sich hartnäckig, ist aber frei erfunden.

Für mehrere Tausend Euro greifen Tuningexperten in die Kennfelddaten im Motorsteuergerät ein und holen noch etwas mehr raus. Möglich ist das, weil die Motorenhersteller Toleranzen bei der Herstellung und dem späteren Betrieb berücksichtigen müssen. Der gleiche Motor muss mit sauberen und dreckig-wässrigen Sprit im kalten Norden und der heißen Wüste fahren und es verkraften, wenn er im fünften Gang die Berge hochgewürgt wird.

Auf gar keinen Fall ist Tuning für 5 Euro möglich, bei dem ein quietschbuntes Kästchen einfach in die OBD-Buchse gesteckt wird. Versprochen werden damit mehr Leistung oder weniger Spritverbrauch, neuerdings auch gleichzeitig, wenn man nur lang genug unterwegs ist. Dazu soll angeblich das Kennfeld optimiert werden. Abgesehen davon, dass so ein Eingriff einer Zulassung bedarf, ansonsten verlieren Sie nicht nur den Versicherungsschutz, ist es technisch gar nicht möglich, so ein Gerät universell zu konstruieren.

Solche Tuning-Stecker sind reiner Nepp

(Bild: Schäffer)

Eine exemplarische Analyse der massenhaft angebotenen Modelle ecoOBD2 und nitroOBD2 zeigt, dass es sich um Betrug handelt, denn die verbaute Technik ist gar nicht in der Lage, Daten an ein Steuergerät zu senden und lässt lediglich die LEDs phantasievoll blinken. Auch andere und teurere Geräte dürften Nepp sein.

Über OBD II ist grundsätzlich kein Tuning möglich, denn das Protokoll sieht das nicht vor. Über andere Protokolle könnte es machbar sein, ist aber unwahrscheinlich. Noch immer bauen die Profis meistens die Motorsteuergeräte (Engine Control Unit, ECU) aus und müssen aufwendig an die Speicherbausteine ran.

Was allerdings über die Diagnosebuchse viel zu oft möglich ist, ist der Zugriff auf die Wegfahrsperre, um ein Auto schnell und einfach zu klauen. Es kann sich lohnen, im Internet zu recherchieren, ob das bei Ihrem Fahrzeug der Fall ist. Dann können Sie die Buchse stilllegen oder sich einen abschließbaren Aufsatz kaufen. Auch hierzu gibt es zahlreiche Anleitungen und Angebote, wobei der Nutzen der Schlösser fraglich ist, wenn man sich vor Augen hält, wie schnell Einbrecher Türschlösser knacken.

Betrügerische Autoverkäufer nutzen ebenfalls die Diagnoseschnittstelle, nicht aber die OBD-2-Protokolle, um den Kilometerzähler zu manipulieren, um bei einem Verkauf höhere Preise zu erlangen oder beim Leasing weniger draufzahlen zu müssen, wenn die im Kilometervertrag vereinbarte Laufleistung überschritten wurde. Geeignete Geräte sind problemlos für rund 150 Euro erhältlich.

(fls)