Fahrzeugnetzwerke verstehen, messen und systematisch diagnostizieren

Moderne Fahrzeuge verfügen über zahlreiche Steuergeräte, Sensoren und Aktoren, die über unterschiedliche Bussysteme miteinander kommunizieren. Fehler in dieser Datenkommunikation lassen sich nur sicher diagnostizieren, wenn Auszubildende den Aufbau der Netzwerke verstehen, geeignete Messverfahren auswählen und die Auswirkungen einer Störung auf das Gesamtsystem beurteilen können.

Der THEPRA TP-Lab Netzwerkdiagnose 4.0 wurde speziell für die praxisorientierte Aus- und Weiterbildung in der Kfz-Technik entwickelt. Der Trainer bildet ein vollständiges Fahrzeugnetzwerk mit CAN-Bus, LIN-Bus, FlexRay und zentraler Gateway-Kommunikation ab. Die Netzwerke arbeiten gleichzeitig und tauschen Daten untereinander aus – vergleichbar mit der Kommunikation in einem realen Fahrzeug.

Diagnose wie in der Kfz-Werkstatt

Über den integrierten Diagnosetester können die Lernenden Fehlerspeicher auslesen, Fehlercodes bewerten, Istwerte untersuchen und anschließend einen geeigneten Diagnoseweg festlegen. Ergänzend werden Multimeter und Oszilloskop eingesetzt, um Spannungsversorgung, Bussignale, Spannungspegel und Signalverläufe messtechnisch zu überprüfen.

Brückenstecker mit Messabgriffen ermöglichen es, einzelne Steuergeräte vom Netzwerk zu trennen und direkt an den jeweiligen Anschlüssen zu messen. Dadurch können die Lernenden feststellen, ob die Ursache einer Funktionsstörung in der Spannungsversorgung, der Datenleitung, einem Übergangswiderstand, einem Kurzschluss oder innerhalb eines Steuergerätes liegt.

Der vollständige Werkstattprozess kann am Trainer durchgeführt werden:

• Kundenbeanstandung und Fehlersymptom erfassen,
• Fehlerspeicher auslesen und auswerten,
• Netzwerkplan und Systemzusammenhänge analysieren,
• Fehlerhypothesen entwickeln,
• Messpunkte und Prüfgeräte auswählen,
• Bussignale und Spannungsversorgung prüfen,
• Fehler systematisch eingrenzen,
• Reparatur beziehungsweise Instandsetzung nachvollziehen,
• Fehlerspeicher löschen und den Reparaturerfolg bestätigen,
• Diagnoseweg und Messergebnisse dokumentieren.

Vier Bussysteme in einem Trainingsgerät

Der Netzwerk-Diagnosetrainer enthält 14 fahrzeugtypische Steuergeräte und Netzwerkteilnehmer:

• 4 Teilnehmer im CAN-Komfortnetzwerk, Class B,
• 3 Teilnehmer im CAN-Antriebsnetzwerk, Class C,
• 3 LIN-Bus-Teilnehmer,
• 4 FlexRay-Teilnehmer mit den Kanälen A und B,
• zentrale Gateway-Kommunikation zwischen den Bussystemen.

Dargestellt werden unter anderem Motorsteuerung, ABS, Fahrwerk, Bordnetz, Fahrertür, Heckklappe, Regen- und Partikelsensor sowie Batteriesimulation. Beleuchtungsanzeigen und ein Lautsprecher geben optische und akustische Rückmeldungen. Im Automatikmodus erzeugt ein Fahrprofil typische Datenkommunikation während eines simulierten Fahrbetriebs.

13 Diagnosesituationen mit 51 Fehlern

Über das 7-Zoll-Touchdisplay können 51 Fehler in 13 didaktisch aufgebauten Diagnosesituationen aktiviert werden. Dazu gehören:

• fehlende Spannungsversorgung von Steuergeräten,
• Leitungsunterbrechungen,
• Kurzschlüsse gegen Plus oder Masse,
• Übergangswiderstände,
• Störungen im CAN-Komfort- und CAN-Antriebsnetzwerk,
• LIN-Bus-Fehler,
• FlexRay-Leitungs- und Steuergerätefehler,
• Gateway- und Steuergerätefehler,
• Busüberlastung,
• bussystemübergreifende Fehlerbilder.

Die Fehler erzeugen nachvollziehbare Auswirkungen auf Fehlerspeicher, Messwerte und Systemfunktionen. Dadurch entstehen reproduzierbare Werkstattsituationen, die von mehreren Lerngruppen unter vergleichbaren Bedingungen bearbeitet werden können. Die 13 Diagnosesituationen bieten einen Umfang von ungefähr 24 Unterrichtsstunden.

Damit verbindet der THEPRA TP-Lab Netzwerkdiagnose 4.0 theoretisches Verständnis mit realitätsnaher Diagnosepraxis und schafft eine wichtige Grundlage für die Arbeit an modernen, vernetzten Fahrzeugen.