Application Note – 10/16 OBD-2

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Aufnahme von OBD-2-Daten

Einleitung 1 Aufzeichnung der OBD-2-Daten mit dem HEAD Recorder 2 Anlegen eines OBD-Sensors mit dem HEAD Sensor Explorer 2 Aufzeichnung der OBD-2-Daten im HEAD Recorder 4 Dekodierung des OBD-2-Kanals in der ArtemiS SUITE 6 Hinweise 8

Einleitung

OBD steht für On Board Diagnostics und ist ein Fahrzeugdiagnosesystem. Es wurde 1988 durch das

California Air Resources Board eingeführt und dient der kontinuierlichen Überwachung aller

abgasbeeinflussenden Systeme in Fahrzeugen. Auftretende Fehler werden dem Fahrer durch eine

Kontrollleuchte mitgeteilt und können über genormte Schnittstellen unter Verwendung genormter Codes

ausgelesen werden. Nach der Einführung wurde das OBD-System weiterentwickelt, die zweite

Entwicklungsstufe wird OBD-2 genannt. In Europa wurde OBD-2 für Neuwagen mit Benzin-Motor 2001

mit der Euro-3-Norm vorgeschrieben. Neuwagen mit Dieselmotoren müssen seit 2003 mit einem OBD-

2-System ausgestattet sein und Lkws seit 2005.

Die Schnittstelle ist eine 16-polige Buchse, die in einem Radius von 1 Meter vom Fahrersitz zugänglich

sein muss. Über spezielle OBD-2-Kabel können die auf der Buchse bereitgestellten Daten ausgelesen

werden. In Abbildung 1 ist die Verwendung eines solchen Kabels dargestellt.

Abbildung 1: Verwendung eines OBD-2-Kabels

Mit dem OBD-2-System steht in den Fahrzeugen eine Schnittstelle zur Verfügung, über die auch

aktuelle Betriebsdaten abgefragt werden können. Dazu gehören z. B. die aktuelle Motordrehzahl und

die Fahrzeuggeschwindigkeit. Da diese Größen der Standardisierung unterliegen, sind sie

herstellerunabhängig kodiert. Dies erlaubt dem Anwender einen direkten und unkomplizierten Zugriff,

ohne dass herstellerspezifischen Informationen zum Auslesen der Daten benötigt werden. Durch das

Abfragen der OBD-2-Daten entfällt das Ausrüsten des Fahrzeugs mit Drehzahlsensoren oder die

Notwendigkeit, die herstellerspezifischen DBC-Datenbanken zum Auslesen der CAN-Bussignale zu

verwenden.

Sie können die Daten des OBD-2-Systems (über CAN nach ISO 15765-4) einfach und unkompliziert mit

einem HEADlab-Frontend oder einem SQuadriga II aufnehmen. Das SQuadriga II kann die OBD-2-

Daten im Stand-alone-Modus aufzeichnen. Im Frontend-Modus wird wie auch für das HEADlab das

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Data Acquisition Module der ArtemiS SUITE (ASM 04, HEAD Recorder) sowie das Data Preparation

Module (ASM 24) benötigt.

Bitte beachten Sie dabei, dass je nach Fahrzeughersteller die OBD-2-Größen seltener aktualisiert

werden als die Daten des CAN-Busses. Bei stark schwankenden Drehzahlen erscheint der

Drehzahlverlauf stufig. Dieser stufige Kurvenverlauf kann bei der Dekodierung mit der Analyse-Software

ArtemiS SUITE geglättet werden.

Aufzeichnung der OBD-2-Daten mit dem HEAD Recorder

Anlegen eines OBD-Sensors mit dem HEAD Sensor Explorer Zum Aufzeichnen der OBD-2-Daten verwenden Sie einen vordefinierten OBD-Sensor. Das Anlegen

eines solchen Sensors im HEAD Sensor Explorer 31 ist im Folgenden erläutert.

Nach dem Start der Software öffnen Sie eine neue (Tastenkombination [Strg]+[N]) oder eine bereits

existierende Sensorliste, in der Sie den OBD-Sensor ergänzen möchten (Tastenkombination

[Strg]+[O]). Danach legen Sie mit einem Klick der rechten Maustaste auf die Sensorliste einen neuen

OBD-Sensor an (siehe Abbildung 2).

Abbildung 2: Auswahl des vordefinierten OBD-Sensors

Bei einem neu angelegten Sensor sind standardmäßig die beiden Größen EngineRPM und

VehicleSpeed für das Auslesen aktiviert (siehe Abbildung 3).

1 Ab der ArtemiS SUITE 7.0 können Sie OBD-Sensoren auch in einer Sensorbibliothek anlegen (siehe Abschnitt „CAN-Sensor

erstellen“ im Hilfesystem der ArtemiS SUITE). Eine mit der ArtemiS SUITE erstellte Sensorbibliothek müssen Sie im HEAD Recorder

(ab Version 7.0) importieren, bevor Sie diese in der Kanalliste verwenden können.

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Abbildung 3: Sensor Properties des OBD-Sensors

Klicken Sie im Sensor-Template auf OK, dann wird der Sensor angelegt. Danach können weitere

Größen für die Aufzeichnung aktiviert werden. Dazu öffnen Sie die Eigenschaften (engl. Properties)

über das Kontextmenü des OBD-Sensors (Klick mit der rechten Maustaste auf den Sensornamen in der

Auflistung links, siehe Abbildung 4).

Abbildung 4: Kontextmenü des OBD-Sensors

Das Fenster, das so geöffnet wurde, zeigt eine Auswahl der für NVH-Untersuchungen relevanten OBD-

2-Größen. Durch einen Klick in das Kontrollkästchen können Sie bis zu sieben verschiedene Größen

auswählen. Neben der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit (engl. Engine RPM, Vehicle

Speed, siehe Abbildung 5) kann dies z. B. die Stellung der Drosselklappe (engl. Throttle Position) sein.

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Abbildung 5: Auswahl der zu dekodierenden OBD-2-Größen

Die hier ausgewählten Größen werden zusammen in einem kodierten OBD-2-Kanal aufgezeichnet und

können nachträglich in der ArtemiS SUITE dekodiert werden. Außerdem werden die Größen während

der Aufnahme durch den HEAD Recorder dekodiert und stehen z. B. für die Triggerung der Aufnahme

zur Verfügung.

Nach der Auswahl der gewünschten Größen klicken Sie auf OK. Danach müssen Sie die neue

Sensorliste speichern, um den OBD-Sensor im HEAD Recorder verwenden zu können.

Aufzeichnung der OBD-2-Daten im HEAD Recorder Starten Sie zunächst den HEAD Recorder und öffnen Sie die Kanalliste (Tastenkombination [Strg]+[L]).

In der Kanalliste können Sie den OBD-Sensor an einen CAN-Kanal anschließen und danach die

gewünschten Einstellungen für die Aufnahme vornehmen. Wichtig ist, dass Sie für den OBD-Sensor

den Listen Only Modus in der entsprechenden Spalte der Kanallisten deaktivieren.2 Der Listen Only

Modus muss für die Aufnahme der OBD-2-Daten ausgeschaltet sein, weil das Frontend aktiv mit dem

Bus kommunizieren muss, um die gewünschten OBD-2-Größen anzufordern. Nachdem der OBD-

Sensor in der Kanalliste verbunden und der Listen Only Modus deaktivert wurde, können Sie die

Kanalliste über die Schaltfläche Aktualisieren&Schließen3 (engl. Update&Close) schließen.

Ein wie oben beschrieben konfigurierter OBD-Sensor zusammen mit der nötigen Hardware (OBD-2-

Kabel und Aufnahme-Frontend) erlaubt sowohl die Aufzeichnung der in der Eigenschaften-Seite

ausgewählten Größen, als auch die Verwendung dieser Größen zum Triggern einer Aufnahme.

Außerdem können die ausgewählten Kanäle mit der Echtzeitüberwachung (engl. Online Monitor) des

HEAD Recorders (Analyse-Auswahl Drehzahl über Zeit, engl. RPM vs. time) oder mit dem

Tachometer zur Kontrolle während der Aufnahme angezeigt werden.

Wenn Sie eine der OBD-2-Größen als Trigger verwenden möchten, öffnen Sie zunächst das Trigger-

Fenster des HEAD Recorders (Tastenkombination [Strg]+[T]). In diesem Fenster können Sie eine der

bei der Sensordefinition im HEAD Sensor Explorer ausgewählten Größen (z. B. EngineRPM) als

Triggerkanal auswählen und danach die gewünschten Triggerbedingungen festlegen (siehe

Abbildung 6).

2 Eventuell muss die Anzeige dieser Spalte durch einen Klick auf die -Schaltfläche aktiviert werden. Wenn Sie statt eines

HEADlabs ein SQuadriga II angeschlossen haben, kann diese Spalte nicht angezeigt werden, daher müssen Sie den Listen Only

Mode über das Display direkt am SQuadriga II deaktivieren. Die genaue Vorgehensweise ist in dem Dokument „SQuadriga II –

Konfigurationen und Anwendungen“ beschrieben. 3 Diese Schaltfläche wird nicht angezeigt, wenn ein SQuadriga II angeschlossen ist. Schließen Sie in diesem Fall die Kanalliste

einfach über die -Schaltfläche, nachdem Sie alle Einstellungen vorgenommen haben.

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Abbildung 6: Festlegung der Triggerbedingung im HEAD Recorder

Alle in den Eigenschaften des Sensors ausgewählten OBD-2-Größen werden vom HEAD Recorder in

einen kodierten OBD-2-Kanal geschrieben. Dieser kann nachträglich mit in der ArtemiS SUITE dekodiert

werden. Zusätzlich können die ausgewählten Größen bereits während der Aufnahme in separate

Kanäle gespeichert werden. Dazu müssen Sie unter Extras -> Einstellungen -> Programm-

Einstellungen -> Dateierstellung die Funktion Die dekodierten Puls- und CAN-Signale mit

abspeichern aktivieren (engl. Tools -> Options -> Application -> File generation -> Save decoded

channels from pulse channels or CAN in recorded file, siehe Abbildung 7).

Abbildung 7: Programm-Einstellungen im HEAD Recorder

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Dekodierung des OBD-2-Kanals in der ArtemiS SUITE4

Der Kanal mit den kodierten OBD-2-Größen kann im Nachhinein mit einem Dekoder-Projekt in der

ArtemiS SUITE extrahiert werden. Für die Dekodierung steht eine standardisierte Datenbank für OBD-2-

Größen zur Verfügung.

Öffnen Sie in der ArtemiS SUITE zunächst über Start -> Neu ein neues Dekoder-Projekt (engl. Start -

> New -> Decoder Project). In diesem Projekt finden Sie drei Pools, die ähnlich strukturiert sind wie

die Pools in einem Pool-Projekt. In den Quelldateien-Pool auf der linken Seite fügen Sie die Zeitsignale

mit dem kodierten OBD-2-Kanal ein. Im Quelldateien-Pool eines Dekoder-Projekts sind stets alle

Eingangssignale aktiv. Im mittleren Dekoder-Pool, vergleichbar zum Analyse-Pool, fügen Sie den OBD-

Dekoder ein und konfigurieren die Dekodierung. Und im rechten Ziel-Pool definieren Sie das Format, in

dem die neue Datei mit den dekodierten OBD-2-Kanälen abgelegt werden soll. Für den Export stehen

das HDF-, das ATFX- und das UFF-Format zur Verfügung.

Klicken Sie im Dekoder-Pool auf OBD-Dekoder einfügen (engl. Insert OBD Decoder). Daraufhin öffnet

die ArtemiS SUITE ein Fenster mit einer Liste, aus der Sie die gewünschten Größen für die Dekodierung

durch einen Klick in das Kontrollkästchen am Anfang einer Zeile (siehe Abbildung 8) auswählen. Um

sicher zu stellen, dass die zu dekodierende Größe tatsächlich in der Datei enthalten ist, sollten Sie hier

nur Größen auswählen, die Sie auch bei der Definition des Sensors aktiviert haben.

Abbildung 8: Auswahl der OBD-2-Größen für die Dekodierung

Durch Anklicken der OK-Taste wird das Fenster geschlossen. Im Dekoder-Pool werden nun die

ausgewählten Größen angezeigt. Um dieser Liste nachträglich weitere Größen hinzuzufügen, öffnen

Sie durch einen Klick auf das -Zeichen die Liste mit den OBD-2-Größen erneut.

Die Namen der OBD-2-Größen sind im Dekoder-Pool editierbar und werden später als Kanalnamen für

die neuen Kanäle mit den dekodierten Größen verwendet. Die Reihenfolge der dekodierten Kanäle im

Ergebnis richtet sich dabei nach der Reihenfolge im Dekoder-Pool. Sie können die Elemente im

Dekoder-Pool per Drag&Drop verschieben, um die resultierende Kanalreihenfolge nach Ihren

Wünschen zu gestalten.

4 Die Beschreibungen in dieser Application Note beziehen sich auf die ArtemiS SUITE 8.0. Die allgemeine Vorgehensweise ist

auch für andere Versionen gültig. Allerdings können sich Änderungen im Funktionsumfang und in der Benutzeroberfläche

ergeben.

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In Abbildung 9 ist ein Beispiel für ein Dekoder-Projekt dargestellt. In der linken Spalte befinden sich 5

Aufnahmen, in der mittleren Spalte wurden die beiden Größen EngineRPM und VehicleSpeed für die

Dekodierung aktiviert. In der letzten Spalte ist als Ziel eine HDF-Datei ausgewählt.

Abbildung 9: Beispiel für ein Dekoder-Projekt

Die ArtemiS SUITE überprüft unmittelbar, ob die ausgewählten Größen in den Quell-Dateien zur

Verfügung stehen und zeigt dies durch eine grüne LED vor der Datei im Quelldateien-Pool an. Ist die

Dekodierung nicht möglich, wird eine rote LED mit einem X angezeigt. Dasselbe gilt für die aktiven

Elemente im Dekoder-Pool. Auch hier erscheint eine rote LED, wenn keine der Quelldateien die

gewünschte Größe enthält. Bevor Sie eine Dekodierung starten können, müssen die ungeeigneten

Quelldateien oder Dekoder über den Befehl Ungeeignete Dateien entfernen bzw. Auswahl bei nicht

verwendeten Dekodern aufheben (engl. Remove Unused Files bzw. Deselect Unused Decoders)

im Kontextmenü löschen.

Wenn eine Dekodierung nicht für alle Quelldateien bzw. mit allen Dekodern durchgeführt werden kann,

wird ein Warndreieck mit Ausrufezeichen (siehe Abbildung 9, Dekoder-Pool) angezeigt. Die

Dekodierung kann trotzdem gestartet werden.

In der Vorschau (engl. Preview, siehe Abbildung 9, unten) zeigt Ihnen die ArtemiS SUITE eine grafische

Vorschau der ersten 10 Sekunden von den OBD-2-Kanälen der aktiven Quelldatei zur schnellen

Kontrolle Ihrer Einstellungen an. Sie können die gewünschte Dauer (engl. Length) in dem

entsprechenden Feld bei Bedarf ändern oder durch einen Klick auf die Schaltfläche Dateilänge (engl.

File Length) die gesamte Datei anzeigen lassen. Die für die Vorschau dekodierten Daten werden noch

nicht gespeichert, sondern dienen nur der Kontrolle.

Für jede OBD-2-Größe im Dekoder-Pool können Sie weitere Eigenschaften nach einem Klick auf die

-Schaltfläche festlegen. Dazu gehören z. B. die Interpolation und die physikalische Einheit. Stellen

Sie die Interpolation auf OBD (siehe Abbildung 10), um einen stufigen Kurven-Verlauf der OBD-2-

Größe, z. B. wie im Vorschau-Fenster in Abbildung 9 dargestellt, zu glätten. Die Funktionsweise ist im

Hilfesystem der ArtemiS SUITE im Abschnitt „OBD-Dekoder“ detailliert beschrieben.

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Abbildung 10: Interpolation von OBD-2-Signalen

Um die Dekodierung zu starten, klicken Sie auf die Abakus-Schaltfläche oder machen einen Doppelklick

auf das entsprechende Ziel-Pool-Element. Während der Dekodierung wird von der ArtemiS SUITE eine

neue Datei erstellt, die neben dem kodierten OBD-2-Kanal zusätzlich die ausgewählten OBD-2-

Informationen als separate Kanäle enthält. Auf der Eigenschaften-Seite des Ziel-Pool-Elements können

Sie festlegen, wo die neue Datei abgelegt und wie der Dateiname erzeugt werden soll. Um die

Einstellung des OBD-Dekoders zu erhalten und für weitere Dekodierungen wiederzuverwenden, können

Sie das verwendete Dekoder-Projekt z. B. über die -Schaltfläche abspeichern.

Hinweise

Für die in dieser Application Note vorgestellten Anwendungen benötigen Sie die folgenden ArtemiS

SUITE Module: ASM 00 ArtemiS SUITE Basic Framework (Code 5000), ASM 04 ArtemiS SUITE Data

Acquisition Module (Code 5004) und ASM 24 ArtemiS SUITE Data Preparation Module (Code 5024). Für

den Export der dekodierten Daten in das UFF-Format benötigen Sie außerdem ASM 23 Advanced

Import & Export Module (Code 5023).

Haben Sie Fragen an den Autor?

Schreiben Sie uns an: imke.hauswirth@head-acoustics.de.

Wir freuen uns auf Ihre Rückmeldung!