Das CAN-Bus-System: Funktionsweise und Kommunikation

Wie funktioniert das CAN-Bus-System?

Die Steuergeräte (ECUs), die mit dem CAN-Bus-System verbunden sind, benötigen den Austausch von Informationen, unabhängig davon, ob sie zum gleichen System gehören oder nicht. Im Automobilbau ist in der Regel eine Leitung mit den Motorsteuergeräten, dem ABS-System und dem Automatikgetriebe verbunden. Eine weitere Leitung (mit niedrigerer Geschwindigkeit) verbindet Steuergeräte, die mit dem Komfortsystem des Fahrzeugs in Verbindung stehen.

Grundlagen der CAN-Bus-Kommunikation

Das CAN-Bus-System ist nachrichtenorientiert und nicht empfängerorientiert. Informationen werden in Form von strukturierten Nachrichten übertragen, wobei ein Teil davon eine Kennung ist, die die Art der enthaltenen Daten angibt. Alle Steuergeräte, die eine Nachricht erhalten, filtern diese und verwenden nur die Daten, die sie benötigen. Selbstverständlich können alle an das System angeschlossenen Steuergeräte sowohl Nachrichten senden als auch empfangen.

Wenn der Bus frei ist, kann jedes angeschlossene Gerät eine neue Nachricht senden.

Nachrichtenpriorität im CAN-Bus

Für den Fall, dass eine oder mehrere Einheiten beabsichtigen, gleichzeitig eine Nachricht zu senden, wird diejenige mit der höheren Priorität übertragen. Diese Priorität wird durch die Kennung der Nachricht bestimmt.

Phasen der CAN-Bus-Datenübertragung

Der Datenübertragungsprozess läuft in mehreren Phasen ab:

• 1. Informationsbereitstellung

  Ein Steuergerät erhält Informationen von Sensoren, die mit ihm verbunden sind (z.B. Motordrehzahl, Raddrehzahl, Motortemperatur, Türöffnung). Der Mikroprozessor leitet diese Informationen an den Controller weiter, wo sie verarbeitet und wiederum an den konditionierten Sende-Empfänger übergeben werden, wo sie in elektrische Signale umgewandelt werden.

• 2. Datenübertragung

  Der Treiber dieses Geräts überträgt die Daten und die Kennung zusammen mit dem Antrag auf Einleitung der Übertragung. Er ist dafür verantwortlich, dass die Nachricht erfolgreich an alle verbundenen Steuergeräte übertragen wird. Um die Nachricht zu senden, muss der Bus frei sein. Bei einer Kollision mit einem anderen Steuergerät, das gleichzeitig senden möchte, hat die Nachricht mit der höheren Priorität Vorrang. Sobald dies geschehen ist, werden die verbleibenden Steuergeräte zu Empfängern.

• 3. Empfang der Nachricht

  Wenn ein Steuergerät die Nachricht erhält, überprüft es die ID, um festzustellen, ob die Nachricht für es relevant ist. Das Steuergerät verarbeitet die Daten der Nachricht, falls sie benötigt werden; andernfalls wird die Nachricht ignoriert.