Was ist der CAN-Bus?
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Wenn von Fahrzeugvernetzung die Rede ist, haben Sie sicher schon einmal den Begriff „CAN-Bus“ gehört. Er ermöglicht zentrale Diagnose, Datenprotokollierung und Konfiguration.
Wenn man über Fahrzeugvernetzung spricht, ist einem sicher schon der Begriff „CAN-Bus“ begegnet. Was ist ein CAN-Bus? Wie funktioniert er?
Was ist der CAN-Bus?
„CAN-Bus“ steht für Controller Area Network Bus (CAN-Bus)Es handelt sich um ein nachrichtenbasiertes Protokoll für die serielle Kommunikation in Automobilen.
In der Automobilindustrie werden im Interesse von Sicherheit, Komfort und Bequemlichkeit verschiedene... elektronische Steuergeräte (ECUs) wurden produziert. Fortgeschrittenere Fahrzeuge verfügen in der Regel über eine größere Anzahl und komplexere Steuergeräte, wie z. B. Motorsteuergeräte, Airbags, ABS, elektronische Kraftstoffeinspritzsysteme usw.
Diese Systeme unterscheiden sich hinsichtlich der Datentypen und Anforderungen an die Kommunikationssicherheit. Um diesen Unterschieden gerecht zu werden, werden mehr Busse benötigt, was zu einem erhöhten Verkabelungsaufwand an Bord führen kann. Um den Bedarf an einer reduzierten Verkabelung und der Möglichkeit zur schnellen, großen Datenmenge über mehrere LANs zu decken, entwickelte Bosch, ein Unternehmen, das für die Entwicklung und Produktion von Automobilelektronik bekannt ist, 1986 das CAN-Bus-Protokoll für Fahrzeuge. Der CAN-Bus wurde später durch ISO 11898 und ISO 11519 standardisiert und ist heute in Europa ein standardisiertes Protokoll für Fahrzeugnetzwerke.
Wie funktioniert der CAN-Bus?
Sensoren rund um das Fahrzeug überwachen permanent dessen Zustand und senden die Daten an die entsprechenden Steuergeräte. So gelangen beispielsweise die von den Sensoren erfassten Daten zu Luftdruck, Motortemperatur und Drehzahl an das Motorsteuergerät, das diese analysiert und verarbeitet und anschließend Befehle zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge sendet.
Die Steuergeräte an Bord arbeiten nicht unabhängig voneinander. Vielmehr müssen sie Informationen austauschen, um besser zusammenzuarbeiten. Dies impliziert Anforderungen an die Datenübertragung.
Im Allgemeinen erfolgt die Kommunikation zwischen den Steuergeräten auf zwei Wegen.
Zunächst wird jede einzelne Nachricht über separate Kabel übertragen. Müssen beispielsweise fünf Signale zwischen zwei Steuergeräten ausgetauscht werden, sind fünf separate Kabel erforderlich. Mehr Nachrichten bedeuten mehr Kabel und mehr Pins zwischen den Steuergeräten.
Zweitens werden alle Nachrichten zwischen den Steuergeräten über zwei Kabel übertragen. Auf diese Weise können alle Nachrichten, unabhängig von ihrer Größe, durch die beiden Kabel gesendet werden.
Solche Kabel werden genannt CAN-Bus.
Der CAN-Bus ist ein Broadcast-Bus ohne Host-Computer. Alle Knoten können alle Übertragungen empfangen, und es gibt keine Möglichkeit, eine Nachricht an einen bestimmten Knoten zu senden – außer mit speziellen Einstellungen.
CAN-Bus vs. OBD
Manchmal sieht man neben CAN-Bus auch ein anderes Wort – OBDWas ist OBD? Worin besteht der Unterschied zwischen CAN-Bus und OBD?
OBD ist die Abkürzung für On-Board-DiagnoseOBD (Observation On-Board-Diagnose) ist ein von Europa und den USA festgelegter Standard zur Überwachung emissionsrelevanter Fahrzeugsysteme (z. B. Motoren und Getriebe). OBD definiert die Formate der Diagnosedienste und Datenübertragungen, die von den entsprechenden Systemen unterstützt werden müssen, und hilft bei der Fehlererfassung und Benachrichtigung des Fahrzeughalters.
Die Datenübertragung des OBD-Systems erfordert eine zugrundeliegende Datenverbindung. Diese Verbindung kann entweder ein CAN-Bus oder ein anderer Bustyp wie der K-Bus sein.
Sehen Sie? Der CAN-Bus ist die zugrundeliegende Datenverbindung für die LAN-Kommunikation des Fahrzeugsteuergeräts, während OBD ein Autodiagnosesystem ist, das auf dem CAN-Bus basiert.
Was ist das Besondere am CAN-Bus?
Die besonderen Merkmale von Fahrzeuginnenräumen stellen hohe Anforderungen an Benutzerfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und Kosten von Kommunikationssystemen. Der CAN-Bus-Standard findet aufgrund folgender Vorteile breite Anwendung in allen Fahrzeugen und vielen anderen Maschinen:
Einfach und kostengünstig
Wie bereits erwähnt, können alle Steuergeräte über zwei CAN-Busleitungen anstelle komplexer analoger Signalleitungen kommunizieren, was Fehler, Gewicht, Verkabelungsaufwand und Kosten reduziert.
Vollständig zentralisiert
Der CAN-Bus dient als „zentraler Zugangspunkt“ zur Kommunikation mit allen Steuergeräten im Netzwerk – und ermöglicht so zentrale Diagnose, Datenprotokollierung und Konfiguration.
Extrem robust
Das CAN-Bussystem ist robust genug, um elektrischen Störungen und elektromagnetischen Interferenzen standzuhalten. Dadurch kann es in einer Vielzahl von Fahrzeugen, einschließlich sicherheitskritischer Anwendungen, eingesetzt werden.
Effizient
Die Kommunikation innerhalb des CAN-Bussystems wird anhand der ID priorisiert. Daten mit höchster Priorität erhalten sofortigen Buszugriff, ohne andere zu unterbrechen.
Einfache Bereitstellung
Der CAN-Bus ist ein bewährter Standard mit einem umfangreichen Support-Ökosystem, wodurch er sich problemlos in verschiedene Fahrzeuge einbauen lässt.
Anwendungen des CAN-Busses
Dank seiner hervorragenden Steuerungs- und Fehlererkennungsfunktionen ist der CAN-Bus ein ideales Protokoll für die Fahrzeugdiagnose. Tatsächlich geht seine Anwendung weit darüber hinaus und erstreckt sich auf nahezu alle Branchen.
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