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Textprobe aus dem SSP Nr. 269 von VW / Audi:

Controller-Area-Network

Der Einsatz verschiedener CAN-Datenbus-Systeme im KFZ und die gemeinsame Nutzung von Daten in den verschiedenen Netzwerken stellt neue Anforderungen an die Diagnose und die Fehlersuche. Während im Selbststudienprogramm "Datenaustausch auf dem CAN-Bus I" die Grundlagen des CAN-Datenbus vorgestellt wurden, wird in diesem Heft die technische Realisierung der beiden Datenbus-Typen dargestellt.

Die notwendigen Grundlagen zur Fehlersuche werden erläutert und in einem Ablaufschema wird die Vorgehensweise bei der systematischen Fehlersuche erklärt.

Am Ende des SSPs werden praxisnahe Fehlerzustände aufgezeigt und einzeln abgehandelt. Die Vorgehensweise zur Diagnose des Fehlers wird beschrieben und dessen Ursache und Behebung aufgezeigt.

• SSP 238:
  Behandelt grundlegende Funktionen des CAN-Datenbus-Systems.

• SSP 269:
  Behandelt die bei VOLKSWAGEN und Audi eingesetzten Varianten der CAN-Datenbus-Systeme Antrieb und Komfort/ Infotainment. Speziell wird auf die Fehlersuche mit dem Fahrzeugdiagnose-, Mess- u. Informationssystem VAS 5051 eingegangen. Es folgt die Vorstellung und Diagnose praxisnaher Fehlerzustände.

Gesamtsystem

Der CAN-Datenbus ist sehr zuverlässig. CAN-Fehler treten daher selten auf.

Die folgenden Informationen sollen bei der Fehlersuche helfen und einige Standardfehler erläutern. Sie sollen die Grundlagen des CAN-Datenbus soweit vermitteln, dass die Messungen bei der zielgerichteten Fehlersuche ausgewertet werden können.

Hinweise auf die Notwendigkeit den CAN-Datenbus näher zu untersuchen, liefert das Fahrzeugdiagnose-, Mess- u. Informationssystem - VAS 5051 - mit Meldungen wie „Motorsteuergerät kein Signal/Kommunikation“ (sporadisch) oder „Datenbus-Antrieb defekt“. Weitere Hinweise auf Fehlerquellen liefern die Messwerteblöcke des „Gateways“ (ab Seite 20), in denen der Kommunikationszustand aller am CAN-Datenbus befindlichen Steuergeräte abgelegt wird.

CAN Vernetzungen im VW-Konzern

Im Bereich des VW-Konzerns werden verschiedene Ausführungen des CAN-Datenbus eingesetzt. Die erste Variante des CAN-Datenbus war der CAN-Datenbus Komfort mit 62,5 kBit/s. Es folgte der CAN-Datenbus Antrieb mit 500 kBit/s.
Der CAN-Datenbus Antrieb wird heute in allen Modellen verbaut.
Seit dem MJ 2000 wird auch der „neue“ CAN-Datenbus Komfort und CAN-Datenbus Infotainment mit jeweils 100 kBit/s eingesetzt.
Der neue CAN-Datenbus Komfort/ Infotainment kann nun auch Daten mit dem CAN-Datenbus Antrieb über den Schalttafeleinsatz mit Gateway, genannt Gateway, austauschen (Seite 20).

Praktische Auslegung

Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich der erforderlichen Wiederholrate der Signale, des entstehenden Datenvolumens und der Verfügbarkeit (Bereitschaft) werden die drei CANDatenbus-Systeme wie folgt unterteilt:

CAN-Datenbus Antrieb (High-Speed) mit 500 kBit/s
dient der Vernetzung von Steuergeräten im Antriebsstrang

CAN-Datenbus Komfort (Low-Speed) mit 100 kBit/s
dient der Vernetzung von Steuergeräten im Komfortsystem

CAN-Datenbus Infotainment (Low-Speed) mit 100 kBit/s
dient der Vernetzung von z.B. Radio, Telefon und Navigationssystem

Allen Systemen ist gemeinsam:

• Die Systeme unterliegen denselben Verkehrsvorschriften auf der Datenautobahn, dem Übertragungsprotokoll.
• Um eine hohe Sicherheit gegen Störungen (z.B. aus dem Motorraum) zu gewährleisten, sind alle CAN-Datenbus-Systeme als Zwei-Draht-Systeme mit verdrillten Leitungen (Twisted Pair, Seite 6) ausgeführt.
• Ein zu sendendes Signal wird im Transceiver des sendenden Steuergerätes, mit unterschiedlichen Signalpegeln versehen und in beide CAN-Leitungen eingespeist. Erst im Differenzverstärker des empfangenden Steuergerätes wird die Differenz beider Signalpegel gebildet und als ein einziges, bereinigtes Signal an den CAN-Empfangsbereich des Steuergerätes weitergegeben, (Kapitel „Differenzielle Datenübertragung“ ab Seite 8).
• Der CAN-Datenbus Infotainment entspricht in den Eigenschaften dem CAN-Datenbus Komfort. Im Polo (ab MJ 2002) und im Golf IV werden CAN-Datenbus Infotainment und CAN-Datenbus Komfort auf einem gemeinsamen Leiterpaar betrieben.

Die wesentlichen Unterschiede der Systeme sind:

• Der CAN-Datenbus Antrieb wird mit Klemme 15, bzw. nach kurzer Nachlaufzeit abgeschaltet.
• Der CAN-Datenbus Komfort wird mit Klemme 30 versorgt und muss in Bereitschaft bleiben. Um das Bordnetz möglichst wenig zu belasten, geht das System nach „Klemme 15 aus“ in den sogenannten „Sleepmode“, wenn es für das Gesamtsystem nicht benötigt wird.
• Der CAN-Datenbus Komfort/ Infotainment kann bei einem Kurzschluss auf einer Datenbus-Leitung, bzw. bei der Unterbrechung einer CAN-Leitung, mit der verbleibenden Leitung weiter betrieben werden. Es erfolgt eine automatische Umschaltung auf den „Eindrahtbetrieb“ (Seite 19).
• Die elektrischen Signale von CAN-Datenbus Antrieb und CAN-Datenbus Komfort/ Infotainment sind unterschiedlich.

Achtung
Im Gegensatz zum CAN-Datenbus Komfort/ Infotainment, darf der CAN-Datenbus Antrieb nicht mit CAN-Datenbus Komfort/ Infotainment elektrisch verbunden werden! Die verschiedenen Datenbus-Systeme Antrieb und Komfort/ Infotainment werden im Fahrzeug über das Gateway (Seite 20) verbunden. Das Gateway kann in einem Steuergerät enthalten sein, z.B. im Schalttafeleinsatz oder Bordnetzsteuergerät. Fahrzeugspezifisch kann das Gateway auch als Gateway-Steuergerät realisiert sein.