CAN Der CAN-Datenbus Der CAN Datenbus Datenprotokoll

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1 Der CAN-Datenbus Der CAN Datenbus In den letzten Jahren taucht immer häufiger der Begriff CAN-Bus in den Kfz-Werkstätten auf. Was kann man sich unter dem Begriff vorstellen? Warum wird der CAN-Bus im Kfz eingesetzt? Was ist ein CAN-Bus eigentlich? Was kann man am CAN-Bus prüfen? Diese oder ähnliche Fragen werden immer wieder von Auszubildenden und Mechanikern gestellt, die mit dieser Technik noch nicht so vertraut sind. Die nachfolgenden Seiten sollen dem Anfänger eine kleine Hilfe sein, um den CAN-Bus besser zu verstehen. Der Wunsch des Kunden nach immer mehr Komfort im Kfz erfordert auch ein größere Anzahl von Komponenten, Modulen und dgl., welche auch miteinander kommunizieren müssen. Die klassische Methode besteht darin, die Komponenten mit Leitungen miteinander zu verbinden. Die Anzahl der Leitungen ist dadurch extrem in die Höhe gegangen. Viele Leitungen bedeuten Gewicht und Kosten! Um den Verkabelungsaufwand zu minimieren, wurde im Kfz der CAN-Bus eingesetzt. Vom Prinzip her zieht man durch das Kfz zwei Leitungen, an die dann mehrere Module bzw. Komponenten angeschlossen werden können, ähnlich einer Telefonanlage, bei der mehrere Teilnehmer sich über zwei Leitungen zur gleichen Zeit unterhalten. Die Informationen bzw. Daten, die auf die Leitung geschickt werden, haben ein digitales Format. Diese digitale Information wird in ein sogenanntes Datenprotokoll eingebunden bzw. verpackt und in die Leitung gesendet. Bei den Mobiltelefonen (Handys) wird es ähnlich gemacht. Diese Datenpakete können von den einzelnen Teilnehmern erkannt und verwertet werden. Nachfolgend soll der Kommunikationsablauf möglichst einfach dargestellt werden. Der Ablauf ist in der Realität weitaus komplizierter. Wir werden uns zunächst einmal nur das Grundprinzip der Kommunikation ansehen, welches beim CAN-Bus dahintersteckt. 8

2 Datenprotokoll Wie ist der Ablauf einer Kommunikation beim CAN-Bus?? Bevor ein Informationsfluss anfängt wird allen Teilnehmernn gleichzeitig signalisiert, dasss es losgeht! Dies wird mit einem Startbit eingeleitet und bedeutet b so viel wie: Achtung, Ruhe, alle zuhören!! Startbit Eine Information, welche auf den Weg geschickt werden soll, muss zuerst gekennzeichnet werden, dies wird im nachfolgenden Statusfeld gemacht. Bsp.: Wird der Wert 47,5 nachfolgend übertragen, so kann dieser nicht von allen Teilnehmern verstanden werden. Was bedeutet dieser Wert? Ist es die Temperatur oder ist es ein Winkel? Deshalb wird der Wert 47,5 vorher gekennzeichnet: Er bekommt eine Adresse, einenn Identifier oder eine Kennung. Die Kennung für die Temperatur ist z.b Somit weiß jeder Teilnehmer, dass die Kennung (die Zahl oder Adresse) 0815 einen Temperaturwertt bedeutet. Ist dieser Wert nun wichtig oder wenigerr wichtig im Verhältnis zu anderen Werten? Jeder Information bzw. jedem Datenwert muss eine bestimmte Wichtigkeit zugeordnet werden. Auch hierfür ist einee weitere Kennung notwendig. (Priorität) Ein Datenwert von Motronic. einem ABS-Steuergerät ist z.b. wichtiger als einn Datenwert von der 01 = ABS und 02 = Motronic und 03 = autom. Getrieb Ebenso verhält es sich mit unserer Temperaturinformation,, diese besitzt eine bestimmtee Wichtigkeitsklasse oder auch Priorität genannt. In unserem Beispiel mit der Temperaturr ist das die Stufe 4. Hinweis: Je kleiner die Zahl desto wichtiger ist diee Information. 14

3 Signale So sehen die einzelnen (Daten)-Pegel auf einer CAN-Busleitung aus: High-speed CAN (Antrieb) CAN-Bus Komfortbereich 25

4 Fehlersuche Verteilerleiste für CAN-Bus Signale An dieser Verteilerleiste können die einzelnen angeschlossenen Module vom Hauptstrang getrennt werden. Zudem können nach Bedarf auch weitere Module und Komponenten an den Verteiler angeschlossen werden. (Abbildung aus einem Mercedes CLK im Fußraum rechts.) Vor- bzw. Nachteil einer Verteilerleiste am CAN-Bus: Fehlersuche wird erleichtert Korrosion an den Steckkontakten durch das Eindringen von Feuchtigkeit möglich, dadurch zusätzliche Fehler durch z.b. hohe Übergangswiderstände an den Steckkontakten. Bei einigen Fahrzeugherstellern sind die Abzweigungen fest mit dem Kabelbaum verbunden. Im Rahmen der Fehlersuche müssen dann gegebenenfalls die einzelnen Leitungen mit einem Seitenschneider getrennt werden. Die Trennung sollte nicht weiter als ca. 20 cm vom Anschlusspunkt entfernt erfolgen. Hierbei sind die Richtlinien der einzelnen Hersteller zu beachten. 29

5 Fehlersuche Tipps und Tricks Steht ein Multimeter mit einem Tastverhältnis-Messbereich zur Verfügung, so kann an der Leitung ein Tastverhältnis von ca % am Messgerät abgelesen werden. Wird die Messung an der Leitung durchgeführt, werden Werte von ca % vom Messgerät angezeigt (s. Abb.). Tastverhältnis an Tastverhältnis an Ist eine entsprechende Anzeige vorhanden, ist davon auszugehen, dass der CAN-Bus zumindest arbeitet und Signale liefert. Bei einer Anzeige von 0 oder 100% befindet sich der Bus in Ruhelage und es werden keine Daten übertragen. Eine weitere Möglichkeit, um festzustellen, ob auf der CAN Bus Leitung Signale übertragen werden, ist, eine Messung mit einem Frequenzzähler (in einigen Multimetern integriert). Wird der Frequenzzähler an die Leitung angeschlossen, können Werte von ca. 3 5 KHz gemessen werden. Bei einer Gleichspannungsmessung am CAN-Bus lassen sich mit dem Voltmeter folgende Pegel messen: ca. 0,25V ca. 3,5V Wird eine Messung mit einem Voltmeter im AC (Wechselspannung) Bereich durchgeführt, so ergeben sich folgende Werte: ca. 1,0V ca. 1,0V * Messwerte beziehen sich auf einen CAN-Bus im Komfortbereich. 35

6 Fehlerbilder Kurzschluss nach Plus (12V) an und (12V) (12V) Kurzschluss nach Masse an und Kurzschluss von und Beide Signale ( und ) haben gleiche Phasenlage und gleichen Pegel. 42

7 Signalbilder Normalsignal von und (Antrieb/Highspeed) 4V 3V 2V 1V 0V 10µs/Div Protokoll-Ende Protokoll-Anfang 2,5 Volt 0V 20µs/Div 44

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