Wie Werkstätten NOx-Sensoren bei Mercedes-Benz prüfen, austauschen und anpassen können

NOx-Sensor - Mercedes Benz

Wird im Rahmen einer Fehlersuche an einem Abgasreinigungssystem ein Mangel am NOx-Sensor diagnostiziert, kann dies für eine Werkstatt eine kleine Herausforderung darstellen. Aufgrund der Komplexität des Bauteils und der Motormanagementsysteme kann nicht jeder NOx-Sensor einfach Plug and Play ausgetauscht werden, sodass danach alles reibungslos funktioniert.

Die nachfolgenden technischen Informationen und Tipps für die Praxis wurden von HELLA erstellt, um Kfz-Werkstätten in ihrer Arbeit professionell zu unterstützen. Die hier auf dieser Webseite bereitgestellten Informationen sollen nur von einschlägig ausgebildetem Fachpersonal genutzt werden.

Wird im Rahmen einer Fehlersuche an einem Abgasreinigungssystem ein Mangel am NOx-Sensor diagnostiziert, kann dies für eine Werkstatt eine kleine Herausforderung darstellen. Aufgrund der Komplexität des Bauteils und der Motormanagementsysteme kann nicht jeder NOx-Sensor einfach Plug and Play ausgetauscht werden, sodass danach alles reibungslos funktioniert. Wir möchten deshalb in diesem Artikel speziell auf einige Besonderheiten eingehen, die beim Austausch des NOx-Sensors beachtet werden müssen. Zum einen ist das die richtige Zuordnung des Ersatzteils und zum anderen die Bauteilanpassung nach dem Einbau des NOx-Sensors. Beispielhaft werden wir das an einem Mercedes Benz E350 (212) BlueTEC Baujahr 2014 darstellen.

Fehlerdarstellung

Aus dem Motorsteuergerät konnte der Fehlercode P229FFB / NOx-Sensor 2 Bank 1 ausgelesen werden. — Bild 1: Aus dem Motorsteuergerät konnte der Fehlercode P229FFB / NOx-Sensor 2 Bank 1 ausgelesen werden.

Fahrerinformation „AdBlue Kein Start in 800 km“ im Display des Kombiinstruments — Bild 2: „AdBlue Kein Start in 800 km“ im Display des Kombiinstruments

Bevor der neue NOx-Sensor verbaut wird, sollte die fahrzeugseitige elektrischen Steckverbindung auf Mängel überprüft werden. — Bild 3: Bevor der neue NOx-Sensor verbaut wird, sollte die fahrzeugseitige elektrischen Steckverbindung auf Mängel überprüft werden.

Beispielhafte Illustration der Bauteilbezeichnung und Steckerbelegung 1. NOx-Sensor vor KAT. 2. NOx-Sensor nach KAT. — Bild 4:Beispielhafte Illustration der Bauteilbezeichnung und Steckerbelegung 1. NOx-Sensor vor KAT. 2. NOx-Sensor nach KAT.

Prüfung der Spannungsversorgung und Signalleitung direkt am Anschlussstecker. Beschädigungen durch Prüfspitzen sind zu vermeiden. — Bild 5: Prüfung der Spannungsversorgung und Signalleitung direkt am Anschlussstecker. Beschädigungen durch Prüfspitzen sind zu vermeiden.

CAN-Signal gemessen am NOx-Sensor Steuergerät — Bild 6:CAN-Signal gemessen am NOx-Sensor Steuergerät

In unserem Fallbeispiel haben wir den Fehlercode P229FFB aus dem Motorsteuergerät ausgelesen. Dieser Fehlercode steht im Zusammenhang mit einer fehlerhaften Funktion des NOx-Sensors 2 nach dem Katalysator.
Folgende Ursachen können für diesen Fehlereintrag verantwortlich sein:

Kabelunterbrechungen, Kurzschluss oder Übergangswiderstände im Stromkreis
Fehlerhafte Spannungsversorgung zum NOx-Steuergerät
NOx-Sensor defekt
Steuergerät defekt

Da unser Fahrzeug mit einem SCR-Katalysator und einer Harnstoffeinspritzung ausgerüstet ist, wird gleichzeitig der Warnhinweis „AdBlue Kein Start in 800 km“ im Display des Kombiinstruments angezeigt. Durch den Ausfall des NOx-Sensors fehlt dem Steuergerät eine wichtige Information zur Berechnung der Dosierung der Harnstoffmenge.

In diesem Zusammenhang können auch weitere Fehlercodes wie zum Beispiel DTC 16D300 / Harnstoff-Additiv-System „Fahrtstrecke aufgrund einer Störung begrenzt“ im Fehlerspeicher abgelegt sein.

Um weitere Fehlerquellen auszuschließen, sollte vor dem Austausch des NOx-Sensors eine Überprüfung der Steckverbindung am NOx-Sensorsteuergerät auf Beschädigung oder Oxidation durchgeführt werden. NOx-Sensoren befinden sich in der Regel am Unterboden in der Abgasanlage und sind Umwelteinflüssen wie Spritzwasser und Streusalz ausgesetzt, die zu Beschädigungen führen können. Anschließend empfehlen wir noch die Überprüfung der Spannungsversorgung und Signalleitung (CAN-Bus) an der elektrischen Steckverbindung zum NOx-Steuergerät. Die Prüfung des CAN-Signals lässt sich am besten mit einem Oszilloskop durchführen. Wenn alle Messergebnisse zufriedenstellend sind, dann kann davon ausgegangen werden, dass der NOx-Sensor die Ursache für den Fehlereintrag ist. Nach dem Ausbau des Sensors sollte die Messsonde noch auf Verunreinigungen oder Beschädigungen geprüft werden. Häufig werden Sensoren im Abgasstrang bei Fahrzeugen mit hoher Laufleistung durch motormechanische Mängel beeinträchtigt, wie zum Beispiel bei erhöhtem Ölverbrauch. Wenn so ein Mangel diagnostiziert wird, ist davon auszugehen das auch ein neuer NOx-Sensor in kürzester Zeit wieder ausfällt.

Wird der AdBlue-Warnhinweis im Kombiinstrument ignoriert und der Fahrer fährt trotzdem weiter, kann das dazu führen, dass das Fahrzeug beim Überschreiten der Restlaufstrecke beim nächsten Start nicht mehr anspringt.

Teileidentifikation

Erst durch den Abgleich mit der OE-Teilenummer kann der passende NOx-Sensor zugeordnet werden. — Bild 1: Erst durch den Abgleich mit der OE-Teilenummer kann der passende NOx-Sensor zugeordnet werden.

Beispielhafte Illustration der Ersatzteilsuche im OE-Katalog — Bild 2:Beispielhafte Illustration der Ersatzteilsuche im OE-Katalog

Einer der wichtigsten Punkte für eine erfolgreiche Reparatur ist das richtige Ersatzteil. Jeder NOx-Sensor verfügt über sein eigenes Steuergerät mit einem entsprechenden Softwarestand, und da ist eine eindeutige Zuordnung der Ersatzteilnummer entscheidend damit am Ende im Fahrzeug alles einwandfrei funktioniert. In einigen Fällen kann es vorkommen, dass zu einem Fahrzeugmodell mehrere NOx-Sensoren im Katalog angezeigt werden. Das liegt zum einem an der jeweiligen Montageposition des Sensors und zum anderen an den Ersetzungsketten der Ersatzteilnummern, die seitens des Fahrzeugherstellers durchgeführt werden. In jedem Fall sollte immer ein Abgleich mit der OE-Teilenummer des ausgebauten NOx-Sensors erfolgen. Damit wird sichergestellt, dass der richtige Sensor im Fahrzeug verbaut wird. Ist Aufgrund fehlender Ersatzteil- oder Fahrzeuginformationen keine eindeutige Zuordnung möglich, hilft in diesem Fall der Zugang zu einem OE-Katalog. Anhand der Fahrgestellnummer kann hier die benötigte OE-Teilenummer recherchiert werden. Hat man keine Fahrzeugpapiere zur Hand, findet man die Fahrgestellnummer in der Regel auf einem Typenschild an der Karosserie oder im unteren Windschutzscheibenbereich.

Zur Bestimmung des richtigen NOx-Sensors sollten die Daten aus dem Fahrzeugschein und als Referenz die Teilenummer des alten Sensors herangezogen werden. Abschließend sollte immer ein Abgleich mit der OE-Artikelnummer erfolgen!

Bauteilanpassung

Nach dem Einbau des NOx-Sensors mit Steuergerät muss anschließend eine Anpassung mit einem geeigneten Diagnosegerät an dem Fahrzeug durchgeführt werden. Je nach Fahrzeug, Modell und Steuergerät können diese Anpassungen unterschiedlich ausgelegt sein. Mitunter reicht es schon den Fehlercode zu löschen und die Lernwerte zurückzusetzen, in einigen Fällen kann das aber auch aufwendiger sein. In unserem Fallbeispiel muss laut Reparaturleitfaden des Fahrzeugherstellers zusätzlich eine SCN-Kodierung durchgeführt werden. (SCN = Software Calibrations Number) Diese Kodierung wird per Fernzugriff (Remote Diagnose) durch die Verbindung von Fahrzeug, Diagnosegerät und dem Server des jeweiligen Fahrzeugherstellers durchgeführt. Durch diese notwendige Maßnahme werden die Steuergerätesoftware und Kodierung erkannt und an das jeweilige Fahrzeug angepasst. Erst dadurch kann eine sichere Kommunikation mit anderen Steuergeräten im Fahrzeug gewährleistet werden. Wird diese Anpassung nicht durchgeführt, sind Kommunikationsfehler und weitere Fehlerspeichereinträge nicht auszuschließen. Aus diesem Grund sollten in diesem Zusammenhang die Wartungs- und Reparaturhinweise des jeweiligen Fahrzeugherstellers zwingend beachtet werden.

macsRemote Services

Die Anpassung des NOx-Sensors kann durch macsRemote Services durchgeführt werden. Nach der Fahrzeugidentifikation kann der gewünschte Service in der Anwendung ausgewählt und ein Ticket erstellt werden.

Die Anpassung des NOx-Sensors kann durch macsRemote Services durchgeführt werden. Dazu wird ein macsRemote Gerät mit der OBD-Schnittstelle im Fahrzeug verbunden und eine Verbindung zum macsRemote Services aufgebaut. Nachdem die Fahrzeugdaten und der gewünschte Service in der Anwendung ausgewählt und bestätigt wurden, kann das Ticket erstellt und abgesendet werden. Sobald der Remote Services Techniker das Ticket öffnet, beginnt der Dialog mit der Werkstatt. Alle notwendigen Diagnose-, und Reparaturvorgänge werden dann durch den Servicetechniker anhand einer Eingangsdiagnose ermittelt und anschließend nach Ansprache mit der Werkstatt online durchgeführt.

An unserem Beispielfahrzeug mussten in diesem Fall folgende Leistungen durchgeführt werden:

Fehlerspeicher auslesen und löschen
Kodierung durchführen
NOx-Sensor Lernwerte zurücksetzen
Fehlerspeicher erneut auslesen
Warnhinweis Wegstrecke zurücksetzen

Während der kompletten Remote Services Leistung am Fahrzeug und für den aktiven Dialog mit dem Remote-Experten muss der Werkstatttechniker zur Verfügung stehen. Zusätzlich müssen Handgriffe, wie das Ein- und Ausschalten der Zündung am Fahrzeug ausgeführt werden. Am Ende der Serviceleistung bekommt der Kunde einen Nachweis der erfolgreich durchgeführten Kodierung und Rückstellung. Alle notwendigen Tätigkeiten und rechtlichen Hinweise werden der Werkstatt vor der Durchführung mitgeteilt und müssen schriftlich bestätigt werden. Damit wird gewährleistet das der Auftrag wie vereinbart durchgeführt wurde.

NOx Sensor: Ersatzteilidentifikation und Fahrzeugadaption

In diesem Video gehen wir auf zwei wichtige Aspekte ein, die beim Austausch eines NOx-Sensors beachtet werden sollten:
Wie finde ich das passende Ersatzteil und was ist nach dem Einbau des NOx-Sensors zu beachten?
Diese Informationen erläutern wir exemplarisch anhand eines Mercedes-Benz E-Klasse (Modell 212).

Um Spannungsschwankungen, während der Servicearbeiten zu vermeiden sollte, zur Unterstützung des Bordnetzes immer ein Batterieladegerät mit ausreichender Leistung an das Fahrzeug angeschlossen werden.

Funktionsüberprüfung und Probefahrt

Parameterdarstellung der NOx-Sensoren vor und nach dem SCR-Katalysator.

Nach der Anpassung bzw. Reparatur sollte eine ausgiebige Probefahrt durchgeführt werden. Um die Funktion des SCR-Systems und der NOx-Sensoren zu prüfen, muss eine Testfahrt von mindestens 15 Minuten bei gleichbleibender Geschwindigkeit (ca. 100 km/h) und einer SCR-Kat Temperatur von über 180 Grad Celsius durchgeführt werden. Dabei werden die Werte vom NOx-Sensor vor und nach dem Katalysator verglichen. Die NOx-Sensorwerte müssen sich kontinuierlich verändern, wobei der Sensor vor Kat immer den höheren Wert anzeigt. Die Umwandlungsrate sollte hier bei ca. 60-90 % liegen. An unserem Beispielfahrzeug zeigte die Überprüfung der Parameter und das abschließende Auslesen des Fehlerspeichers keine weiteren Mängel in der Abgasnachbehandlung.

Die unterschiedlichen Diagnosemöglichkeiten wurden beispielhaft anhand des Diagnosegerätes mega macs X und macsRemote Services dargestellt. Die jeweilige Prüftiefe und Funktionsvielfalt kann je nach Fahrzeughersteller unterschiedlich ausgelegt sein und ist abhängig von der jeweiligen Systemkonfiguration des Steuergerätes. Schematische Darstellungen, Bilder und Beschreibungen dienen zur Erklärung und des Dokumententextes und können nicht als Grundlage zur fahrzeugspezifischen Reparatur verwendet werden.

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