Die Bedeutung von Fahrzeugdaten: Mehr als nur Geschwindigkeit und Tankfüllstand

Moderne Automobile bieten dem Fahrer wenig Information über den Zustand des Fahrzeugs. Im Kombiinstrument finden sich meist nur die grundlegendsten Werte: Geschwindigkeit, Drehzahl, Tankfüllstand und gelegentlich die Wassertemperatur. Dies hat seinen Sinn, da zu viele Informationen den Fahrer leicht überfordern können, besonders wenn das Auto lediglich als Transportmittel betrachtet wird.

Dennoch gibt es Situationen, in denen zusätzliche Informationen von entscheidender Bedeutung sind. Seit der Erfindung des Automobils streben einige Enthusiasten stets danach, die Leistung des Verbrennungsmotors zu optimieren. Dabei stoßen sie oft an die Grenzen der Materialien wie Kolben und Zylinderköpfe. Es ist daher von Interesse, während der Fahrt bestimmte Daten des Fahrzeugs abzurufen, die für die Gesundheit des Motors entscheidend sind. Ein herausragendes Beispiel hierfür ist der Öldruck. Ein zu hoher Öldruck kann alle Bauteile, insbesondere Dichtungen, schädigen, während ein zu niedriger Öldruck zu einer unzureichenden Schmierung führt - vergleichbar mit dem Blutdruck eines Menschen.

Neben dem Öldruck gibt es eine Vielzahl weiterer Parameter wie Öltemperatur, Ansaugtemperatur, Motortemperatur, Abgastemperatur sowie den Abgas-Lambda-Wert, die von vielen Fahrzeugen nicht angezeigt werden, aber nicht nur für Leistungssteigerungen relevant sind. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die reine Motorüberwachung. Besonders bei älteren Fahrzeugen mit höherem Kilometerstand ist es ratsam, einige dieser Werte im Blick zu behalten, um möglichen Motorschäden oder Leistungseinbußen vorzubeugen.

Die Integration dieser zusätzlichen Daten in das Cockpit eines Fahrzeugs könnte nicht nur die Leistungsoptimierung unterstützen, sondern auch die langfristige Gesundheit des Motors gewährleisten. Es ist an der Zeit, über eine erweiterte Anzeige von Fahrzeugdaten nachzudenken, um Fahrern ein umfassenderes Verständnis für den Zustand ihres Autos zu ermöglichen.

Innovative Lösungen für das Fahrzeugcockpit: Ein Display-basiertes Gerät

Die Idee besteht darin, ein Gerät zu entwickeln, das die oben genannten Probleme beseitigt - ein Display, das kompakt genug ist, um Platz auf dem Armaturenbrett zu sparen, aber dennoch wesentliche Informationen liefert. Um die Lesbarkeit während der Fahrt zu gewährleisten, werden maximal zwei Werte gleichzeitig angezeigt. Mithilfe eines Tasters kann der Fahrer zwischen verschiedenen Seiten blättern, ähnlich wie bei einem Bordcomputer. Diese Lösung bietet eine praktische und benutzerfreundliche Möglichkeit, wichtige Fahrzeugdaten im Blick zu behalten, ohne dabei abgelenkt zu werden.

Datenquellen und Protokolle für Fahrzeugdaten

Die Daten können aus zwei Hauptquellen bezogen werden. Bei neueren Autos (ab Baujahr 2001 für Benzinmotoren und ab 2003 für Dieselmotoren in Europa, ab 1994 für die USA, in Ausnahmefällen früher) befindet sich meist im Fahrerfußraum hinter einer Abdeckung ein Diagnoseport, bekannt als OBD-II-Port (On-Board-Diagnostics). Dieser Port wird für verschiedene Zwecke genutzt, darunter das Auslesen von Daten wie Motordrehzahl und Fehlercodes über den CAN-BUS.

Die verfügbare Datenmenge variiert je nach Fahrzeug und OBD-Protokoll. Die Daten reichen von Geschwindigkeit und Drehzahl bis hin zur Drosselklappenstellung. Sogar die Fahrzeugidentifikationsnummer (VIN) lässt sich über OBD auslesen.

Es gibt verschiedene OBD-Protokolle. Eines der ältesten ist das SAE-J1850 PWM/VPW-Protokoll, während das ISO 9141-2 Protokoll weiter verbreitet ist. Unabhängig vom Protokoll werden beim Auslesen der Daten Parameter-IDs (PIDs) von den Steuergeräten abgefragt und verarbeitet. Zum Beispiel liefert die Anfrage nach der PID 0F den Wert der Ansauglufttemperatur zurück, der dann für die Anzeige interpretiert werden muss.

Einige Fahrzeuge, wie der Mazda MX-5 der Baujahre 1989 bis 2000, verfügen entweder über keinen Diagnoseport oder nutzen ein herstellereigenes Protokoll, das nicht dokumentiert ist und nicht mit OBD kompatibel ist. In solchen Fällen ist es schwierig, an Daten zu gelangen. Deshalb bietet das geplante Gerät die Möglichkeit, externe Sensoren anzuschließen.

Geplant sind ein Temperatursensor (DS18B50) und ein Drucksensor (SKU237545). Diese Sensoren können an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs installiert werden, z.B. an einem Ölfilteradapter für Öldruck- und Öltemperaturmessungen. Sie werden einfach an die Platine angeschlossen und können dann ausgelesen werden.

Natürlich ist es auch möglich, Daten sowohl über OBD als auch über externe Sensoren gleichzeitig auszulesen. Damit bietet das Gerät eine flexible Lösung, um Fahrzeugdaten zu erfassen, unabhängig von der Fahrzeugkonfiguration.

Wie kann man das Display konfigurieren?

Um das Gerät so benutzerfreundlich wie möglich zu gestalten, ist die Entwicklung eines Java-Programms geplant. Über dieses Programm können sämtliche Parameter einfach eingegeben werden. Das Programm erstellt dann automatisch ein Arduino-Programm und speichert es in einer Datei. Der Nutzer muss lediglich diese Datei über die Arduino-Entwicklungsumgebung auf den Arduino hochladen. Dieser Prozess wird ausführlich in einer Bedienungsanleitung erklärt.

Abschließend muss der Nutzer nur noch die Komponenten auf den Shield auf dem Arduino aufstecken, was ebenfalls dokumentiert wird. Danach ist das Gerät einsatzbereit und kann verwendet werden. Diese durchdachte Vorgehensweise soll sicherstellen, dass die Inbetriebnahme des Geräts so einfach und unkompliziert wie möglich ist.