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Diagnose von Tanksystemen mit Diagnosemodul Tankleckage (DMTL)

Alle US-Modelle

Sachverhalt:

Seit Modelljahr 1994 sind alle US-Modelle mit einem diagnosefähigen System ausgestattet, das die Kraftstoffversorgungsanlage (KVA) auf Dichtheit prüft.

Eine undichte KVA führt zu erhöhten Schadstoffemissionen und ist nach der amerikanischen Gesetzlage unmittelbar in Stand zu setzen. Der Fahrer wird durch das Aufleuchten der ”Service Engine Soon”-Kontrollleuchte darauf hingewiesen.

Systeme zur Leckageprüfung sind Tanksysteme mit Leck-Diagnose-Pumpe (LDP) und mit Diagnosemodul Tankleckage (DMTL) und werden hauptsächlich wie in Tabelle 1 gezeigt unterschieden.

LDP DMTL
Membranpumpe Flügelzellenpumpe
Unterdruckleitung für die Betätigung der Membrane notwendig Überdrucksystem
Leckerkennung ab ∅ 1 mm Leckerkennung ab ∅ 0,5 mm
Lecksuche am Tank über externe Druckbeaufschlagung Lecksuche am Tank über Testmodul bzw. Servicefunktion

Abbildung 1: Blockschaltbild der Leckageprüfung

A Mit Druck beaufschlagte Bauteile 10 DME-Steuergerät
1 Tank 11 Tankentlüftungsventil
2 Kraftstoffpumpe 12 Vorlaufleitung
3 Ausgleichsbehälter 13 Rücklaufleitung
4 Aktivkohlefilter 14 Magnetventil im DMTL
5 Kraftstofffilter mit Druckregler 15 Staubfilter
6 Einspritzleiste 16 Befüllentlüftungsleitung
7 Ansaugkrummer 17 Tankentlüftungsleitung I
8 Tankdeckel 18 Tankentlüftungsleitung II
9 LDP / DMTL 19 Tankentlüftungsleitung III
1. Leckageprüfung mit Leck-Diagnose-Pumpe (LDP)

In US-Fahrzeuge wurde ein AKF-Absperrventil und ein Tankdrucksensor verbaut, mit deren Hilfe das Tankentlüftungssystem-Diagnose das DME-Steuergerät in die Lage versetzen, Lecks >1 mm im Tank und Tankentlüftungssystem zu erkennen.

Bei diesem System wird im Tank ein Unterdruck aufgebaut, um eine Leckage festzustellen. Ab Modelljahr 1998 (US 05.97) wird das Unterdrucksystem von einem Überdrucksystem abgelöst.

Dieser Unter- oder Überdruck wird von einer am Aktivkohlefilter angeschraubten Leck-Diagnosepumpe erzeugt und beträgt ca. 25 hPa. Eine Leck-Diagnose dauert je nach Fahrzeug ca. 100 s und wird annähernd nach jedem Kaltstart durchgeführt. Neu ist auch der Luftfilter am Eingang der LDP.

Hinweis:

Bei extremer Verschmutzung dieses Filters könnte es beim Betanken des Fahrzeugs evtl. zu Betankungsproblemen kommen. Die Diagnose des Gesamtsystems (Kraftstoffkreislauf, Leck-Diagnosepumpe und Reedkontakt) ist gewährleistet.

1.1 Funktionsbeschreibung der Druck-Leck-Diagnose

Wenn das DME-Steuergerät eine Leck-Diagnose durchführt, steuert das DME-Steuergerät das Magnetventil in der LDP-Einheit an. Der Saugrohrunterdruck kann nun den oberen Pumpenraum (6, Abb. 2) erreichen und die Membrane (7, Abb. 2) gegen die Feder (3, Abb. 2) nach oben ziehen.

Abbildung 2: Leck-Diagnosepumpe (LDP)

1 Unterdruckventil 8 Anschluss zur Atmosphäre über Filter
2 Anschluss Saugrohrunterdruck 9 Auf-/Zu-Ventil (mechanisch)
3 Feder 10 Saugventil
4 Anschluss zum Aktivkohlefilter 11 Druckventil
5 Reedkontakt 12 Magnetventilspule
6 Oberer Pumpenraum 13 elektrische Anschlüsse
7 Membrane    

Wird die Membrane (7, Abb. 2) noch oben gezogen, entsteht unterhalb der Membrane eine Saug- oder Pumpwirkung. Durch das Schwingen der Membrane wird über Saug-/Druckventile nun im Tankentlüftungssystem ein Druck von ca. 25 hPa über das AKF bis hin zum Tankdeckel aufgebaut. Das Schwingen der Membrane, also die Frequenz, wird vom Reedkontakt (5, Abb. 2) gemessen. Das Prinzip der Druck-Leck-Diagnose beruht auf einer Messung der notwendigen Nachpumpfrequenz der Leck-Diagnosepumpe:

  • Nachpumpfrequenz über Sollwert-System undicht
  • Nachpumpfrequenz unter Sollwert-System dicht
2. Leckageprüfung OBD II (On Board Diagnose) mit Diagnose-Modul Tank-Leckage (DMTL)

Mit diesem Prüfverfahren können bereits Leckagen >0,5 mm im Kraftstoffversorgungssystem erkannt werden. Es stellt deshalb eine wesentliche Verbesserung für den Umweltschutz dar.

Start-Kriterium Startbedingung
Motor AUS
Letzte Motorstandzeit > 5 h
Dauer der aktuellen Fahrt > 10 min
Tankbefüllstand > 15 % und < 85 %
Umgebungstemperatur > 4 °C und < 35 °C
Höhe über NN < 2500 m
Batteriespannung > 11,0 V und < 14,5 V

Tabelle 2: Diagnose Startbedingungen

2.1 Funktionsbeschreibung der Diagnose-Modul Tank-Leckage Prüfung

Wenn die Startbedingungen in Tabelle 2 erfüllt werden, startet das DMTL automatisch eine Tankleckmessung (OBD-Diagnose).

Die eigentliche Tankleckmessung besteht aus zwei Phasen: Referenzleckmessung und Tankleckmessung.

2.1.1 Referenzleckmessung

Während der Referenzleckmessung bläst die Flügelzellenpumpe Luft durch ein so genanntes Referenzleck (∅ 0,5 mm).

Die Stromaufnahme der Pumpe wird gemessen und dient bei der folgenden ”Leckdiagnose” als Referenzstrom. Die Höhe des Pumpenstroms liegt bei 20 mA bis 30 mA.

Dieser erste Prozess findet lediglich innerhalb des DMTL statt und es sind keine anderen Teile betroffen. Diese Phase dient auch als Selbsttest für das DMTL.

Liegt der Strom für die Referenzleckmessung außerhalb einer bestimmten Toleranz, wird das DMTL als fehlerhaft erkannt und der in Tabelle 3 gezeigte Fehlerspeichereintrag wird in der DME als interner DMTL-Fehler abgelegt.

DME-Variante Hersteller Fehler mit Klartext
MS43 Siemens 142 ”Modulfehler DMTL”
MS45 Siemens 27CD ”Modulfehler DMTL”
MSV70 Siemens 2A17 ”Systemfehler DMTL”
MSV80 Siemens 2A17 ”Systemfehler DMTL”
MSD80 Siemens 2A17 ”Systemfehler DMTL”
ME9.2.2 Bosch 2A17 ”Systemfehler DMTL”
MED9.2.2 Bosch 2A17 ”Systemfehler DMTL”
ME9.2.3 Bosch 2A17 ”Systemfehler DMTL”
MSS65 Siemens / BMW 2776 ”DMTL-Pumpe”

Tabelle 3: Interner DMTL-Fehler bei Referenzleckmessung

2.1.2 Tankleckmessung

In Abbildung 1 sind die Bauteile der KVA angezeigt, welche mit Druck beaufschlagt werden.

Während der Tankleckmessung werden die Bauteile der KVA mit Druck beaufschlagt.

  • Das im DMTL interne Magnetventil (14, Abb. 1) schließt die Leitung zur Atmosphäre
  • Die DMTL-Pumpe wird aktiviert

Somit ist die KVA ein geschlossenes System (vom DMTL-Ventil bis zum Tankentlüftungsventil) und der Druck im gesamten Kraftstoffsystem wird erhöht.

Bei der Tankleckmessung wird die Stromaufnahme der Pumpe gemessen. Ein Algorithmus im DME-Steuergerät vergleicht die Stromaufnahme bei der Referenzleckmessung und der Tankleckmessung.

Ist die Stromaufnahme bei der Tankleckmessung niedriger als bei der Referenzleckmessung, ist die KVA als undicht erkannt. Es muss ein Leck von >0,5 mm vorhanden sein und in der DME wird ein Fehler abgelegt.

DME-Variante
(Motor)

 

Kleinleckfehler
> 0,5 mm

(Fehler mit Klartext)

Grobleckfehler
> 1,0 mm

(Fehler mit Klartext)

MS43 8F ”Tankleckdiagnose mit DMTL”
MS45 27CC ”DMTL: Leck
MSV70 2A16 ”Feinstleck” 2A15 ”Feinleck”
MSV80 2A16 ”Feinstleck” 2A15 ”Feinleck”
MSD80 2A16 ”Feinstleck” 2A15 ”Feinleck”
ME9.2.2 2A16 ”Feinstleck” 2A15 ”Feinleck”
MED9.2.2 2A16 ”Feinstleck” 2A15 ”Feinleck”
ME9.2.3 2A16 ”Feinstleck” 2A15 ”Feinleck”
MSS65 27C3 ”DMTL Leckage Erkennung” 2779 ”DMTL Leckage Erkennung”

Tabelle 4: Fehler bei Tankleckmessung

Hinweis:

Beim Betanken während der Diagnose bricht die Diagnose ab.

Wenn zweimal hintereinander ein in den Tabellen 2 und 3 aufgelisteter Fehler diagnostiziert wird, erfolgt ein Eintrag in die DME. Die ”Service Engine Soon”-Kontrollleuchte geht an und der Kunde ist somit aufgefordert, in die Werkstatt zu fahren, um eine Diagnose bzw. eine Lecksuche durchführen zu lassen.

Sehr oft liegen Tankleckerkennungsfehler in Verbindung mit einem nicht richtig aufgesetzten bzw. geschlossenen Tankdeckel vor.

Um die Kunden darauf hinzuweisen, den Tankdeckel zu prüfen, ist die so genannte ”Check Filler Cap”- bzw. ”Check Gas Cap”-Funktion eingeführt worden.

3. Check Filler Cap- / Check Gas Cap-Funktion

Die Check Filler Cap- / Check Gas Cap-Funktion ist ein Hinweis für den Fahrer für den Fall, dass nach dem Betanken der Tankdeckel nicht korrekt aufgesetzt / geschlossen wurde.

Diese Funktion läuft normalerweise nach jedem Betankungsvorgang ab und gibt eine Warnmeldung in der Instrumentenkombination. Damit wird dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, den Tankdeckel korrekt zu verschließen bevor eine Leckageprüfung des Systems stattfindet.

Der wesentliche Unterschied zwischen dieser Funktion und der Leckageprüfung OBD II ist, dass beim CFC / CGC die MIL-Kontrollleuchte (bzw. ”Service Engine Soon”-Kontrollleuchte) nicht angesteuert wird.

Abbildung 3:

”Check Filler Cap”-Kontrollleuchte.

Einsatz September 2001

Abbildung 4:

”Check Gas Cap I”-Kontrollleuchte.

Einsatz September 2003

Abbildung 5:

”Check Gas Cap II”-Kontrollleuchte.

Einsatz September 2004

Vorgehens-
weise:

Fall 1. Interner DMTL-Fehler (siehe Tabelle 3)

Wenn ein interner DMTL-Fehler im Fehlerspeicher abgelegt ist, muss folgendermaßen vorgegangen werden:

  1. Fehlerspeicher löschen
  2. Überprüfen, ob der Tankdeckel richtig sitzt
  3. Testmodul durchführen:
    • Gesamtfahrzeug
    • Antrieb
    • Motorsteuerung
    • Tanksystemprüfung
    • Diagnosemodul Tankleckage (DMTL)

Dieses Testmodul führt eine Referenzmessung und eine Tankmessung durch und prüft gleichzeitig die Funktion der DMTL-Pumpe.

Wird nach diesem Testmodul der Fehler wieder im Fehlerspeicher abgelegt, muss das DMTL ausgetauscht werden, siehe Reparaturanleitung RA 16 13 015.

Achtung!

Auf keinen Fall das DMTL öffnen!

Hinweis:

Bei der Montage kein Gleitmittel verwenden.

Nach dem Austausch des DMTL Fehlerspeicher löschen und das oben genannte Testmodul noch einmal durchführen.

Ist die Reparatur ordnungsgemäß durchgeführt worden, wird das Testmodul zu keinem Fehlereintrag führen.

Wird das System nach dem Tausch des DMTL als undicht erkannt, ist höchstwahrscheinlich bei diesem Tausch eine Undichtheit verursacht worden.

Hinweis:

Es ist empfehlenswert, am Ende jeder Reparatur an der KVA das oben genannte Testmodul durchzuführen.

Fall 2. Fehler bei der Tankleckerkennung (siehe Tabelle 4)

Tankleckfehler deuten auf eine Undichtheit der KVA oder auf eine Fehlbedienung des Tankdeckels hin.

Achtung!

Die häufigsten Ursachen eines Tankleckfehlers sind:

  • Tankdeckel schief bzw. nicht korrekt aufgesetzt
  • Tankdeckel nicht bis zum Endanschlag angeschraubt (Endanschlag ist über einen deutlich hörbaren ”Klick” zu erkennen)
  • Halteband des Tankdeckels zwischen Tankdeckel selbst und Kraftstoff-Einfüllstutzen verklemmt
Hinweis:

Zu den oben aufgelisteten Fehlerbildern siehe auch die Service Information SI 16 02 99 (501).

Wenn ein Tankleckfehler im Fehlerspeicher abgelegt ist, muss folgendermaßen vorgegangen werden:

  1. Fehlerspeicher löschen
  2. Überprüfen, ob der Tankdeckel richtig sitzt
  3. Testmodul durchführen:
    • Gesamtfahrzeug
    • Antrieb
    • Motorsteuerung
    • Systemdiagnosen
    • DMTL-Systemtest
    • Weitere Details siehe Reparaturanleitung RA 16 00 102 (M54).

Wird nach dem Testmodul die KVA als dicht erkannt, wurde das Leck durch einen nicht richtig geschlossenen Tankdeckel verursacht.

Achtung!

Kosten in Verbindung mit den oben genannten Ursachen sind auf keine technischen Mängel des Systems zurückzuführen und dürfen somit nicht über die Gewährleistung abgerechnet werden.

Ist die KVA als undicht erkannt, muss eine Tanklecksuche durchgeführt werden.

Fall 3. Tanklecksuche

Die Tanklecksuche ist in der Reparaturanleitung RA 16 00 510 beschrieben.

Durch die Service-Funktion ”Ansteuerung DMTL-Pumpe” schließt das im DMTL interne Magnetventil (14, Abb. 2) die Leitung zur Atmosphäre, anschließend wird die DMTL-Pumpe aktiviert.

Somit ist die KVA ein geschlossenes System und Druck wird aufgebaut.

Das Leck kann jetzt mittels eines Lecksuchgeräts gesucht werden.

Achtung!
  1. Systeme mit DMTL dürfen nicht mit externem Druck beaufschlagt werden, weil in diesem Fall das DMTL-Ventil nicht geschlossen ist und ein Leck unweigerlich erkannt wird.
  2. Bei der oben genannten Service-Funktion läuft die DMTL-Pumpe ohne Pause ca. 15 min. Danach schaltet die DME die DMTL-Pumpe aus. Bei Bedarf kann das Testmodul nach kurzer Wartezeit wiederholt werden.

Wahrscheinliche Undichtigkeitsstellen:

  • Tankdeckel schief bzw. nicht bis zum Anschlag angeschraubt
    (8, Abb. 2)
  • Kraftstoff-Füllstandsgeber links oder rechts undicht (Dichtring erneuern)
  • Anschluss zwischen Kraftstoffeinfüllrohr und Tank
  • Anschlüsse der Befüllentlüftungsleitung oder der Tankentlüftungsleitungen I und II (16, 17, 18, Abb. 2)

Unwahrscheinliche, aber mögliche Undichtigkeitsstellen:

  • Magnetventil des DMTL
  • Tankentlüftungsventil
  • Anschluss zwischen DMTL und Aktivkohlefilter (19, Abb. 2)
  • Überdruckventil im Tankdeckel
  • Paarung zwischen Tankdeckel und Kraftstoff-Einfüllstutzen
Hinweis:

Wenn vorher eine Reparatur an der KVA durchgeführt wurde, liegt die Undichtheit wahrscheinlich an der Reparaturstelle.

Achtung!
  1. Das Überdruckventil im Tankdeckel kann nur mittels Reparaturanleitung RA 16 11 130 überprüft werden.
  2. Sollte die Paarung zwischen Tankdeckel und Kraftstoff-Einfüllstutzen undicht sein, müssen der Tankdeckel und das Kraftstoffeinfüllrohr (beide!) ausgetauscht werden.
Fall 4. Lecksuchgeräte

Für die Lecksuche können folgende Geräte verwendet werden:

  • Geräte, die auf Ultraschall reagieren
  • Geräte, die auf Kohlenwasserstoffhydrate reagieren

Teilenummer des von BMW empfohlenen Gerätes (reagiert auf Kohlenwasserstoffhydrate): 81 34 0 144 422.

Achtung!

Da die Entlüftungsleitung bzw. das Tankentlüftungsventil im normalen Fahrzeugbetrieb mit Kraftstoffdämpfen beaufschlagt wird (Kraftstoffrückstände bleiben fest an der Leitung bzw. am Ventil), lassen sich Undichtheiten am Tankentlüftungsventil mit Geräten, die auf Kohlenwasserstoffhydrate reagieren, schlecht detektieren.

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