Zafira Motorsteuergerät Z16XE Zündkreisfehler (P0351-P0354)

kanm0 · Geschrieben: 12.10.2017 - 21:43

Hallo zusammen,

ich versuchte vor kurzem das Steuergerät eines Z16XE Motors zu reparieren. Vielleicht interessiert bzw. hilft es ja den
Bastlern unter euch bei einem ähnlichen Vorhaben.
Das Steuergerät stammt aus einem Zafira BJ2001 mit einer Laufleistung von gut 260tkm.

Der Fehler äußerte sich zuerst mit einem sporadischen Aufleuchten der Motorkontrollleuchte. Die Fehlercodes P0351-P0354
(Fehler im Zündkreis 1-4) waren gespeichert.
Aufgrund des Alters und der Laufleistung ersetzte ich die Zündspule und die Zündkerzen. Nach 1 Woche ohne Probleme, leuchtete
die MKL allerdings wieder auf und der Wagen blieb komplett liegen (mit den gleichen Fehlercodes).

Bei einer Internet-Recherche fand ich einiges zu gebrochenen Bonddrähten im Steuergerät.
Also raus mit dem Steuergerät und vorsichtig geöffnet (kaputter kanns ja eh nicht mehr werden).

Alle Bonddrähte waren jedoch in Ordnung. Das wars schonmal nicht. Von daher konnte der Fehler nur mehr in der Schaltung des Zündkreises liegen, denn
die Stecker und Kabel hatte ich schon überprüft.
Die Schaltung zur Bestromung der Zündstulen besteht im Wesentlichen aus je einem Leistungshalbleiter pro Zündspule,
ein paar Schutzbauteilen und einem gemeinsamen Shuntwiderstand zur Messung des Stroms in den Primärwicklungen der Zündspule.

Dieser gedruckte Shuntwiderstand war der Grund für den gleichzeitigen Ausfall aller 4 Zündkreise.
Gedruckte Widerstände werden nach dem Aushärten vermessen und mit einem Laser auf den richtigen Wert getrimmt. Die Laserschnitte wurden bei diesem
Widerstand ungünstigerweise nahezu gegenüber ausgeführt wodurch die Rissbildung begünstigt wurde.

Anhand von Messungen an einem Corsa C mit einem Z10XEP-MMotor, in dem ein ähnliches Steuergerät vom gleichen Hersteller verbaut ist (Delphi),
konnte der Sollwert des Shuntwiderstandes auf ungefähr 0.06Ohm-0.08Ohm geschätzt werden.

Auf dem Oscilloscop-Bild sieht man den Strom- (türkis) und Spannungsverlauf (gelb) während eines Zündvorgangs.
Als Ersatz für den durchgebrochenen Widerstand kamen 2-Shuntwiderstände (je 2Watt max. Verlustleistung) zum Einsatz.

Der Gesamtwiderstand beträgt 0.09Ohm.

Nach der Reparatur des Shunts funktionierten 3 Zündkreise (1,2 und 4) wieder normal. Das Durchbrechen des Shunts passierte wahrscheinlich genau
zum Zeitpunkt als die Zündspule für Zylinder-3 bestromt wurde. Der dabei entstehende Spannungspuls war offenbar zuviel für das Bauteil.
Mit einem Heißluftfön und lassen sich die Bauteil-Dies von der Keramik-Leiterplatte abheben (etwas Geduld ist allerdings schon erforderlich).

Für die Zündung gibts spezielle Zünd-IGBTs zu kaufen. Der verwendete FDG3245G2 Baustein im DPAK passt gerade so anstelle des Bare-Die geradeso drauf
und ist von den elektrischen Parametern her mehr als ausreichend

Da das Steuergerät direkt am Motor verbaut ist habe ich die Bauteile zusätzlich mit 2K-Wäremleitkleber fixiert

Dann alles wieder sauber vergossen mit SilGel.

Seit der Reparatur wurden ca. 7tkm gefahren, bisher ohne Probleme bzw. Auffälligkeiten.
Mal sehen wie lange es hält.

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Hertie2201 · Geschrieben: 12.10.2017 - 21:47

kanm0 hat folgendes geschrieben:

[img]https://i.imgur.com/lnfyWlw.jpg[/img]

Entferne mal überall das s in https zu http. Dann klappts auch mit den Bildern

sollddie2000 · Geschrieben: 13.10.2017 - 08:14

erstmal

vor der arbeit

sowas "lohnt" sich aber doch echt nur wenn man da firm drin ist und das für sich macht, oder

mfg

sollddie2000

kanm0 · Geschrieben: 13.10.2017 - 19:57

Die Materialkosten waren in dem Fall sehr überschaubar (<7€) aber der Zeitaufwand ist halt das Problem.
Techn. Unterlagen zum Steuergerät findet man leider kaum bis gar nicht, da helfen oft nur Vergleichsmessungen und das dauert.

Gebrochene Bonddrähte hingegen lassen sich auch mit vertretbaren Zeitaufwand wieder reparieren.

Matze · Geschrieben: 17.11.2017 - 11:13

Hertie2201 hat folgendes geschrieben:

Entferne mal überall das s in https zu http. Dann klappts auch mit den Bildern

Das ist ab sofort nicht mehr nötig. Das Forum unterstützt seit gestern nun auch Bilder, die verschlüsselt eingebunden werden via https .

metalgearsolid · Geschrieben: 21.11.2017 - 09:20

kanm0 hat folgendes geschrieben:

Gebrochene Bonddrähte hingegen lassen sich auch mit vertretbaren Zeitaufwand wieder reparieren.

Wirklich tolle Anleitung

Ich habe ein ähnliches Problem mit einem Z16XE Steuergerät, und zwar meldet es den Fehler "Kurzschluss Ansaugluft-Temperatursensor". Nach einer kurzen Internetrecherche dürfte es ein bekanntes Problem sein.

Liegt das an diesen Bonddrähten? Hast du Tipps oder eine Anleitung zum Reparieren?

kanm0 · Geschrieben: 22.11.2017 - 21:41

So pauschal kann man nicht sagen ob ein Bonddraht an deinem Fehler schuld ist oder nicht. Wenn ein Bonddraht allerdings reißt/bricht löst er sich normalerweise vom Bondpad bzw. bricht direkt daneben. Durch das SilGel (der durchsichtige Verguss) kann er sich nicht groß bewegen, von daher denk ich ists eher unwahrscheinlich dass dadurch ein Kurzschluss entsteht. Möglich ists natürlich trotzdem.

Eine Anleitung zum Reparieren der Bonddrähte hab ich nicht, da bei meinem Steuergerät ja keine defekt waren. Ich hab jedoch in der Arbeit öfters mit sowas zu tun.
Die Bondfächen lassen sich aber normalerweise ganz löten. Ich würde den defekten Bonddraht komplett entfernen und das SilGel um die entsprechenden Pads wegkratzen. Dann kann man einen kleinen Lötpunkt auf die Bondflächen setzen und mit einem Draht verbinden. Wichtig ist dass die Bondflächen wirklich sauber sind bevor man versucht darauf zu löten.