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CAN-Bus

CAN steht für Controller Area Network. CAN ist ein nachrichtenorientiertes Multi-Master Protokoll für den schnellen seriellen Datenaustausch zwischen elektronischen Steuergeräten in der Automobil- und Automatisierungsindustrie.

Die von Bosch 1983 entwickelte CAN-Technologie machte in Fahrzeugen rund 2.000 m Kupferkabel überflüssig und führte damit zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung. Kernidee der Entwicklung ist, dass Sensordaten über eine gemeinsame Datenleitung zu den Steuerungen geführt werden. Dieser serielle Transport der Datenpakete musste über Protokolle organisiert werden, die seit 1993 standardisiert und durch drei ISO-Dokumente beschrieben sind. Vergleicht man mit dem Modell der Datenkommunikation, so deckt das CAN-Protokoll das Data Link Layer (MAC – Medium Access Control, LLC – Logical Link Control) und das Physical Layer (PLS – Physical Signalling) ab.

Die CAN-Schnittstelle besteht aus dem eigentlichen Controller zu Abwicklung des CAN-Protokolls und dem Transceiver zur physikalischen Ankopplung an das CAN-Netzwerk. Der CAN-Kommunikation liegt kein Zeitraster zugrunde, der Datenverkehr erfolgt also zufällig, ist aber prioritätengesteuert, d.h. es wird zwischen wichtigen und weniger wichtigen Daten unterschieden. Der Ablauf ist so geregelt, dass der Buszugriff keine Daten zerstört, es aber zu Wartezeiten bei der Übertragung kommen kann. Bei zunehmendem Datenverkehr ist eine Übertragung in Echtzeit nicht mehr möglich, was bei Assistenzsystemen sicherheits-kritisch ist. Dieses Problem wurde durch neue Systeme (LIN, FlexRay und MOST) behoben.

Welche Sensordaten werden über den CAN-Bus übertragen?

Im Fahrzeug gibt es zwei Bussysteme: Antrieb/Fahrwerksbereich-Bus und Komfort-Bus.

1. Antrieb/Fahrwerksbereich - Bus (CAN-High-Speed-Physical-Layer mit max. 1 Mbit/s)

Motordaten:
  • Drehzahl
  • Drehmoment
  • Solldrehmoment
  • Getriebe (Gangstufen)
  • Öl / Wasser
  • Bremsdruck
Fahrdynamik-Daten:
  • Raddrehzahl (getrennt)
  • Lenkwinkel
  • Querbeschleunigung (Fliehkräfte)
  • Gierrate (Winkelgeschwindigkeit)
  • Pedalwert von Brems- und Gaspedal (gibt Auskunft über den Fahrerwunsch)

2. Komfort - Bus (CAN-Low-Speed-Physical-Layer mit max. 125 kbit/s):

  • Klimaanlage
  • Schiebedach
  • Sitzeinstellung
  • Fensterheber

Quelle: www.controllerareanetwork.de
Experteninterview mit Prof. Dr. Wolf-Dieter Ruf

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