Wer zum ersten Mal den Begriff Referenzspannung hört, weiß vermutlich nicht sofort, was damit genau gemeint ist. Fangen wir also bei dem Begriff an: Referenz steht, technisch gesehen, für einen Bezug. Man könnte also genauso gut Bezugsspannung dazu sagen. Und was bezieht sich auf diesen Spannungspegel, also auf die Bezugs- oder Referenzspannung? Die kurze Antwort: das Sensorsignal. Die etwas längere: Der Sensor verringert durch seinen, sich änderbaren Widerstand die Referenzspannung. Nach dem Sensor wird aus der Referenzspannung also die Signalspannung, die im Verhältnis zur Referenz steht.
Die Referenzspannung ist bei den meisten Autoherstellern einheitlich – mit einem Spannungspegel von 5 Volt. Wie bekannt ist, arbeiten Sensoren gleich welcher Art in den seltensten Fällen mit der Bordspannung von 12 Volt, sondern fast immer mit der reduzierten 5-Volt-Spannung. Einer der Gründe, warum das so ist: Beim Starten des Motors fällt die Batteriespannung deutlich ab. Würden die Sensoren mit 12-Volt-Referenzspannung arbeiten, würde diese beim Starten ebenso abfallen. Das Signal wäre dadurch erheblich verfälscht und müsste durch das Steuergerät erst wieder aufwendig umrechnet werden. Daher 5 Volt, die liegen auch im Winter bei – 20 Grad an. Wichtig: Es gibt auch 10-Volt-Referenzspannungen. Diese kommen jedoch seltener vor – daher nimmt dieser Artikel die Spannung mit 5 Volt an.
Mehrere Kreise
Es gibt bei den meisten Fahrzeugen mehrere Referenzspannungsstromkreise. Meist aus Sicherheitsgründen, oft aber auch einfach dem Layout des Steuergeräts geschuldet, gibt es oft einen A-, B- und C-Stromkreis. Die einzelnen Stromkreise versorgen die jeweils ihnen zugeteilten Sensoren: So hat beispielsweise ein A-Stromkreis das Drosselklappenpotentiometer 1 und 2 sowie den Fahrpedalsensor 1 angeschlossen, der B-Stromkreis versorgt den Fahrpedalsensor 2 sowie den Saugrohrdrucksensor, während der C-Kreis AGR-Ventil, Turboladersteller und einen Abgastemperatursensor bedient.
Bei genauem Lesen fällt auf, dass der Fahrpedalsensor an zwei unterschiedliche Stromkreise der Referenzspannung angeschlossen ist. Der Grund ist einfach, wie sich viele Diagnoseprofis bereits denken können: Fällt ein Stromkreis aus, kann das Steuergerät das zweite Poti-Signal des Fahrpedalsensors immer noch erfassen – da der zweite Stromkreis intakt ist. Das Steuergerät schaltet zwar daraufhin so gut wie immer in den Notlauf (da das redundante zweite Signal des Fahrpedalsensors fehlt), doch eine Weiterfahrt ist möglich. Doch wann tritt nun ein Fehler der Referenzspannung auf?
Auftreten eines Referenzspannungsfehlers
Wie wir oben festgestellt haben, teilen sich mehrere Sensoren einen Stromkreis – erfahrungsgemäß sind das manchmal vier oder mehr Sensoren. Geht von diesen Sensoren einer kaputt, etwa mit einem Kurzschluss nach Masse, so bricht die Referenzspannung auf knapp 0 Volt ein. Der defekte Sensor zieht also die Referenzspannung von allen, am Stromkreis angeschlossenen Sensoren auf Masse.
Auch folgender Fehler tritt ab und an auf: Ein mangelhaft verlegter Kabelbaum, oder ein nach Reparatur nicht ordentlich fixierter, scheuert an einem Metallteil. Er scheuert so lange, bis die einzelnen Litzen das Metall berühren und einen Masseschluss verursachen. Diese Ursache ist zwar deutlich seltener, doch gehört haben solltest du sie.
Nicht nur ein zu starkes Abfallen der Referenzspannung ist ein Problem, ein ungewolltes Erhöhen ist genauso kritisch. Etwa, wenn defekte Bauteile plötzlich die Bordspannung von 12 Volt auf den Referenzspannungsstromkreis legen.
Wie wir oben festgestellt haben, sind die Sensorsignale abhängig von der Referenzspannung. Eine zu kleine Referenzspannung erzeugt also ein zu niedriges Signal – und umgekehrt. Das Steuergerät ist in seinem eigenen Interesse also darauf aus, die Spannung möglichst konstant zu halten, um möglichst genaue Signale zu bekommen. Ist ein Bauteil defekt und erzeugt auch nur kleine Abweichungen, setzt das Steuergerät einen Fehler. Die genauen Bedingungen sind je nach Spezifikation des Steuergeräts und Fahrzeugherstelleranforderung unterschiedlich. Einen groben Anhaltspunkt für die Bedingungen zum Setzen eines Fehlereintrags kann man trotzdem geben: Eine Abweichung von mehr als 0,15 Volt und mehr als 0,05 Sekunden.
Lokalisieren der Ursache
Symbolhafter Vergleich: Fliegt in einem Haus die Sicherung, schaut man zuerst nach den Geräten, die eingesteckt sind und steckt sie aus, bis die Sicherung beim Einschalten nicht mehr sofort wieder fliegt. Diese Methode ist auch die einfachste beim Aufspüren eines Referenzspannungsfehlers. Du steckst einzeln die Komponenten ab und testest nach Zündungswechsel, ob sich der Fehler löschen lässt. Ist das der Fall, hast du die defekte Komponente gefunden.
Hat man einen sporadischen Referenzspannungsfehler, wird die Sache komplizierter. Da man grundsätzlich einen unnötigen Teiletausch vermeiden sollte – außer die Fehlersuche steht in keinem Verhältnis zum Aufwand der Suche –, kannst du versuchen, für den Fahrbetrieb nicht zwingend relevante Bauteile abzustecken und eine Probefahrt durchzuführen. Nach jeder Probefahrt steckst du das zuvor abgesteckte wieder an und klemmst das nächste ab. Und so weiter, bis der Fehler gefunden ist. Das macht man so lange, bis alle Sensoren geprüft sind, die auf dem entsprechenden Stromkreis hängen. Wenn alle geprüften Bauteile in Ordnung sind und es nur eines gibt, ohne das man nicht fahren kann – weißt du welches defekt ist. Außer der Kabelbaum ist der Defekt.
Kabelbaum prüfen
Wie du oben gelesen hast, kann auch der Kabelbaum die Ursache eines Referenzspannungsfehlers sein. Erfahrungsgemäß kommt dieser Fall selten vor, häufiger sind defekte Bauteile die Ursache. Doch sein kann es, daher ziehe den Kabelbaum als Verursacher in Betracht.
Prüfe die Leitungen des Kabelbaums auf:
– Scheuerstellen auf Masse,
– Scheuerstellen auf Plus,
– Unterbrechungen und
– weitere Beschädigungen.
Das Prüfen des Kabelbaums erfordert keine andere Herangehensweise als sonst – halte dich also am besten an den „Leitfaden zur Kabelbaumprüfung“.
Bekannte Fehler
Bei Fahrzeugen der VW-Gruppe:
P0641 – Geberreferenzspannung 1: Dieser Fehler tritt vermehrt bei TDI-Modellen von VW, Audi, Seat und Skoda auf. Oft ist der Differenzdrucksensor die Ursache, der einen internen Defekt hat. Genauer gesagt einen Masseschluss, der die Referenzspannung auf Masse zieht. Prüfe also in diesem Fall zuerst den Differenzdrucksensor des Dieselpartikelfilters.
Bei Ford-Fahrzeugen:
Vereinzelt gibt es Bericht über defekte Motorsteuergeräte. Besonders wenn mehrere Fehler auftreten, die auf Probleme mit der Referenzspannung hinweisen.
Zum Beispiel:
P06A6 – Sensorreferenzspannung A Referenzspannung zu hoch
P06A7 – Sensorreferenzspannung B Referenzspannung zu hoch
P06A8 – Sensorreferenzspannung C Referenzspannung zu hoch
In diesem Fall empfiehlt es sich, das Motorsteuergerät bei einer Fachfirma überprüfen zu lassen, beispielweise bei der Firma Glaubitz in Zittau.
