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K-Line

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Die K-Line ist die ältes­te euro­päi­sche Dia­gno­se­schnitt­stel­le. Sie wur­de bereits Ende der 80er Jah­re stan­dar­di­siert.

K-LineK-Line

Deren Stan­dard umfass­te im Wesent­li­chen die elek­tri­schen Eigen­schaf­ten, die Art der Bit-Über­tra­gung und die Art der Kom­mu­ni­ka­ti­ons­auf­nah­me. Das Dia­gno­se­pro­to­koll selbst war nicht spe­zi­fi­ziert. Es war zum dama­li­gen Zeit­punkt her­stel­ler­spe­zi­fisch. Dies änder­te sich dann all­mäh­lich. 1994 über­nahm die euro­päi­sche Union die ame­ri­ka­ni­sche Abgas­ge­setz­ge­bung in Form der Dia­gno­se­schnitt­stel­le. Als OBD-2 ist die­se als euro­päi­sche On-Board-Dia­gno­se bekannt gewor­den. Und auf die­ser Basis wur­de dann auch die all­ge­mei­ne Fahr­zeug­dia­gno­se in Form des KWP 2000 (Key­word-Pro­to­koll 2000) spe­zi­fi­ziert und stan­dar­di­siert.

K-Line – StandardisierungK-Line – Stan­dar­di­sie­rung

Physical Layer und Bus-Topologie

Die K-Line-Schnitt­stel­le ver­wen­det ein zei­chen­ba­sier­tes Pro­to­koll mit einem bidi­rek­tio­na­len Ein-Draht-Bus. Die phy­si­ka­li­sche Ebe­ne sieht prak­tisch gen­au­so aus, wie beim LIN-Bus­sys­tem. Es wird mit Bat­te­rie­span­nungs­pe­geln gear­bei­tet. Optio­nal gibt es eine zusätz­li­che uni­di­rek­tio­na­le Lei­tung, die so genann­te L-Line.

Physical Layer und Bus-TopologiePhy­si­cal Layer und Bus-Topo­lo­gie

Das Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­to­koll bei der Dia­gno­se ist im Prin­zip ein Mas­ter-Sla­ve-Pro­to­koll. Der Dia­gno­se­tes­ter als Mas­ter sen­det die Anfra­gen (Requests). Eines oder meh­re­re Steu­er­ge­rä­te ant­wor­ten als Sla­ves mit einer ent­spre­chen­den Ant­wort­bot­schaft (Respon­se). Bei OBD ist als Bitra­te 10,4 kbit/s fest­ge­legt.

Das K-Line-Pro­to­koll ist ein­fach zu imple­men­tie­ren. Sowohl auf der Steu­er­ge­rä­te- als auch auf der Tes­ter­sei­te besteht es fak­tisch voll­stän­dig aus Soft­wa­re. Die ein­zi­ge benö­tig­te Hard­wa­re­kom­po­nen­te ist ein UART, den heu­te jeder PC, jedes Steu­er­ge­rät und jeder Mikro­kon­trol­ler mit­bringt.

Data Link Layer

Im Gegen­satz zu CAN, bei dem ein Steu­er­ge­rät jeder­zeit sen­den kann, muss bei der K-Line zunächst eine Ver­bin­dung auf­ge­baut wer­den. Erst dann kann der Daten­aus­tausch statt­fin­den. Außer­dem muss am Ende die Ver­bin­dung auch wie­der abge­baut wer­den.

K-Line - Fast-Reizung nach ISO 14230 (Dauer ca. 100 ms)K-Line - Fast-Rei­zung nach ISO 14230 (Dau­er ca. 100 ms)

Für den Ver­bin­dungs­auf­bau sind zwei Ver­fah­ren im Ein­satz: Zum einen das Neu­e­re, die so genann­te Fast-Rei­zung, die erst mit dem KWP 2000 Pro­to­koll stan­dar­di­siert wur­de, sie­he Abbil­dung oben. Hier sen­det der Dia­gno­se­tes­ter eine Bot­schaft an das Steu­er­ge­rät und das Steu­er­ge­rät ant­wor­tet mit einer Rei­he von Bytes, die als Kern­kom­po­nen­te ein so genann­tes Key­word ent­hal­ten. Mit die­sem Key­word teilt das Steu­er­ge­rät dem Dia­gno­se­tes­ter Ein­zel­hei­ten über das Pro­to­koll mit, mit dem das Steu­er­ge­rät zu kom­mu­ni­zie­ren wünscht. Die­ses Ver­fah­ren funk­tio­niert nur bei einer fes­ten Bau­dra­te, der vom Gesetz­ge­ber für die OBD vor­ge­schrie­be­nen Bau­dra­te von 10,4 kbit/s.

K-Line – Adress-Reizung (5 Baud = ca. 2,5 s)K-Line – Adress-Rei­zung (5 Baud = ca. 2,5 s)

Bei Sys­te­men, die eine ande­re Bau­dra­te ver­wen­den wol­len und bei älte­ren Sys­te­men wird die 5 Bau­drei­zung ver­wen­det, sieh Abbil­dung oben. Dies dau­ert mit über 2,6 Sekun­den rela­tiv lan­ge. Hier kom­mu­ni­zie­ren Dia­gno­se­tes­ter und Steu­er­ge­rät zunächst nur mit 5 Baud. Hier­bei tau­schen sie mit­tels des Key­word Infor­ma­tio­nen über das Kom­mu­ni­ka­ti­ons­pro­to­koll und die Bau­dra­te, des Steu­er­ge­räts aus. Anschlie­ßend kann die Bau­dra­te dann auf eine schnel­le­re, vom Steu­er­ge­rät unter­stütz­te Bau­dra­te umge­stellt wer­den.

K-Line – BotschaftsformatK-Line – Bot­schafts­for­mat

Der Daten­aus­tausch funk­tio­niert im Request-Respon­se-Ver­fah­ren. Das heißt, der Dia­gno­se­tes­ter schickt als Mas­ter einen Request an das Steu­er­ge­rät. Das Steu­er­ge­rät ant­wor­tet mit einer Respon­se. Für bei­de wird das­sel­be Bot­schafts­for­mat ver­wen­det, sieh Abbil­dung. Das ers­te Byte (For­mat­by­te) ent­hält Infor­ma­tio­nen über das For­mat der fol­gen­den Bot­schaft. Dann fol­gen zwei Byte mit Adress­an­ga­ben und ein Byte mit einer Län­gen­an­ga­be für die fol­gen­den Nutz­da­ten. Die bei­den Adress­an­ga­ben und die Län­gen­an­ga­be sind optio­nal. Im For­mat­by­te wird mit­ge­teilt, wie Adress- und Län­gen­an­ga­ben erfol­gen, sie­he Abbil­dung unten. Die Nutz­da­ten dür­fen zwi­schen 1 und 255 Bytes umfas­sen. Dar­an schließt sich ein Byte Prüf­sum­me über alle Daten­by­tes an, um Feh­ler erken­nen zu kön­nen.

K-Line Botschaftsformat - FormatbyteK-Line Bot­schafts­for­mat - For­mat­by­te

Die Feh­ler­über­wa­chung basiert auf einer Über­wa­chung des Bot­schafts­for­mats, der Bot­schafts­län­ge und der Prüf­sum­me. Im Feh­ler­fall igno­riert ein Steu­er­ge­rät einen emp­fan­ge­nen Request und sen­det kei­ne Ant­wort. Das erkennt der Dia­gno­se­tes­ter über Timeouts und sen­det sei­nen Request erneut. Die Timing-Para­me­ter für die Bot­schaf­ten sind in den Nor­men ent­spre­chend spe­zi­fi­ziert, sie­he Abbil­dung unten. Dies sind die Abstän­de zwi­schen den ein­zel­nen Bytes eines Daten­blocks, die Abstän­de zwi­schen Request und Respon­se sowie der Min­destab­stand von einer Respon­se bis zum nächs­ten zuläs­si­gen Request.

K-Line – FehlerbehandlungK-Line – Feh­ler­be­hand­lung

Für die OBD, die die gesetz­ge­be­ri­schen Anfor­de­run­gen zu erfül­len hat, gibt es eine Rei­he von Ein­schrän­kun­gen:

  • Hea­der besteht immer aus 3 Byte (Tar­get-, Sour­ce Address, kein Län­gen­by­te)
  • Bot­schaf­ten haben max. 7 Byte Nutz­da­ten
  • Tes­ter-Request Tar­get-Address ist immer funk­tio­nal
  • ECU-Respon­se Tar­get-Address immer phy­si­ka­lisch
  • Nur Default Timing-Para­me­ter zuläs­sig
  • Nur 10,4 kbit/s zuläs­sig
  • Sons­ti­ges:
    • Über­tra­gungs­zeit von 255 Bytes Daten bei 10,4 kbit/s von 250 ms bis 5,5s
    • Pro­to­koll­rea­li­sie­rung fast nur in Soft­wa­re – hohe Inter­rupt-Belas­tung
    • ISO 9141 war Grund­la­ge vie­ler pro­prie­tä­rer Pro­to­kol­le (KW 71, KW 81, KW 500 etc.)

Siehe auch

  • Erstellt
    12. Januar 2011
  • Version
    4
  • Geändert
    05. April 2011
  • Zugriffe
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