Polttoaineenkulutuksen laskenta OBD2-tietojen avulla

Abstract

Tämä insinöörityö tehtiin Aplicomille. Aplicom on suomalainen yritys, joka toimii Äänekoskella. Aplicom valmistaa telematiikkalaitteita ajoneuvoympäristöön. Työn tavoitteena oli tutkia auton viestiliikennettä OBD-portin kautta. Tässä tapauksessa tutkittiin viestit, joilla saatiin akun jännite-, polttoaineenkulutus-, moottorin kierrosluku- ja auton nopeustieto autolta. Sen lisäksi tehtiin teoreettista vertailua Bluetooth-linkeistä, joilla voidaan muodostaa langaton yhteys, ja selvitettiin mitä auton Bluetooth-yhteyteen tarvitaan.

Käytössä oli Volkswagen Scirocco vm. 2009, joka on Kajaanin ammattikorkeakoulun CarLab-tiloissa. Autossa on kolme CAN-väylää ja OBD2-järjestelmä. CAN on digitaalinen sarjaliikenneväylärakenne, jonka Robert Bosch Gmbh -yhtiö esitteli vuonna 1986. OBD2 toimii uusien autojen diagnostiikkajärjestelmänä, jonka protokollia on viisi. OBD2 PID:t ovat koodeja, joita käytettiin tietojen kyselyssä. Työnantajan pyynnöstä tehtiin kolmen langattomaan tiedonsiirtoon tarkoitettujen Bluetooth-linkkien teoreettista vertailua. Työn koodin suunnittelussa oli pohjana Repeat-ohjelman koodi. Polttoaineenkulutuksen laskennassa tärkeässä osassa ovat lambda-anturit eli happitunnistimet. Lopuksi polttoaineenkulutuslaskennan mittaustulokset analysoidaan kuvaajien ja korrelaatio-arvojen pohjalta.

Tarvittavien viestien selvitys onnistui Repeat- ja CANHacker-ohjelmien avulla. Polttoaineenkulutuksen laskentaan käytettiin kaavaa, johon tarvittiin auton viestit: imusarjan paine (intake manifold absolute pressure), sisäänottolämpötila (intake absolute temperature), moottorin kierrosluku (engine RPM) ja auton nopeus (vehicle speed). Tietojen kysely ja polttoaineenkulutuksen laskenta autolta onnistui, ja mittaustulokset näyttivät yhteneväisiltä auton näyttämän kulutuksen kanssa. Auton kiihdytyksen aikana näkyi polttoaineenkulutuksen suurempi eroavaisuus, joka johtui käytetystä laskentakaavasta. Työssä vaaditut tavoitteet saavutettiin, joten työ onnistui kaikilta osin.

This Bachelor's thesis was commissioned by a company called Aplicom. Aplicom is a Finnish company located in Äänekoski. Aplicom offers professional vehicle telematics, fleet management and telemetry equipment all over the world. The purpose of this thesis was to examine car messages through an OBD port. The messages were vehicle speed, engine RPM, battery voltage and fuel consumption. Theoretical comparison between three Bluetooth dongles is also included, as well as what is necessary for wireless Bluetooth connection in a car.

The project car was a Volkswagen Scirocco model 2009 and it was at the CarLab premises of Kajaani University of Applied Sciences. Firstly, the theoretical part of this thesis discussed CAN history, physical layer, data communication and data frames. Basic information on OBD history, OBD common protocols, OBD2 PIDs, Bluetooth, formulas for fuel consumption calculation, repeat-program and comparison of measurement data are also discussed. Next there is the Bluetooth dongles comparison. Then there is the result of this thesis which includes connections to the OBD port of the car, planning of code, information query of OBD2, structure and action of the code. Finally, there is measuring data of fuel consumption and the summary of this thesis.

As a result, some messages were found easily, but fuel consumption data was more difficult to find. Fuel consumption required a formula which contained the messages - intake manifold absolute pressure, vehicle speed, engine RPM and intake air temperature. Fuel consumption calculation was not easy to adjust. The results were good compared to the consumption which was showed on the car display.