Moderne Nutzfahrzeuge besitzen zahlreiche elektronische Steuergeräte. Motorsteuerung, Bremssysteme, Getriebe, Fahrwerk und weitere Systeme müssen während des Betriebs kontinuierlich Informationen austauschen.
Dafür werden Fahrzeugnetzwerke eingesetzt. Eines der wichtigsten ist der CAN-Bus.
Bei Kommunikationsproblemen entstehen häufig komplexe Fehlerbilder: Mehrere Warnmeldungen erscheinen gleichzeitig, Steuergeräte sind nicht erreichbar oder verschiedene Systeme speichern Kommunikationsfehler. Ein grundlegendes Verständnis von CAN-High und CAN-Low hilft, solche Störungen besser einzuordnen.
Was ist ein CAN-Bus?
CAN steht für Controller Area Network. Dabei handelt es sich um ein Kommunikationssystem, über das verschiedene Steuergeräte Daten austauschen können.
Statt für jede Information eine eigene Leitung zwischen zwei Steuergeräten zu benötigen, können zahlreiche Informationen über ein gemeinsames Netzwerk übertragen werden.
Dazu gehören je nach Fahrzeug beispielsweise:
- Motordrehzahl
- Raddrehzahlen
- Betriebszustände
- Brems- und Fahrinformationen
- Status- und Fehlermeldungen
Dadurch können unterschiedliche Fahrzeugsysteme Informationen gemeinsam nutzen.
Warum gibt es CAN-High und CAN-Low?
Ein klassischer CAN-Bus verwendet zwei Datenleitungen:
- CAN-High
- CAN-Low
Die Information wird über die Spannungsdifferenz zwischen diesen beiden Leitungen übertragen. Man spricht deshalb von differentieller Signalübertragung.
Im rezessiven Zustand liegen beide Leitungen auf einem ähnlichen Spannungsniveau. Bei einem dominanten Signal steigt die Spannung auf CAN-High, während sie auf CAN-Low sinkt.
Für die Datenübertragung ist vor allem die Differenz zwischen den beiden Signalen entscheidend.
Warum werden CAN-Leitungen verdrillt?
CAN-High und CAN-Low werden üblicherweise als verdrilltes Leitungspaar geführt.
Diese Anordnung reduziert die Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen. Wirkt eine äußere Störung ähnlich auf beide Leitungen ein, bleibt die für die Auswertung entscheidende Spannungsdifferenz weitgehend erhalten.
Das ist im Nutzfahrzeug besonders wichtig, da zahlreiche elektrische Verbraucher, Generatoren, Motoren und andere Komponenten elektromagnetische Einflüsse erzeugen können.
Je nach Anwendung und Fahrzeugarchitektur können zusätzliche Maßnahmen zur Störungsreduzierung vorgesehen sein.
Welche Fehler können die CAN-Kommunikation stören?
Probleme entstehen häufig nicht durch das Kommunikationsprinzip selbst, sondern durch Störungen an Leitungen, Anschlüssen oder angeschlossenen Komponenten.
Mögliche Ursachen sind:
- Leitungsunterbrechungen
- Kurzschluss zwischen CAN-High und CAN-Low
- Kurzschluss gegen Masse oder Versorgung
- beschädigte oder korrodierte Steckkontakte
- fehlerhafte Spannungsversorgung eines Steuergeräts
- schlechte Masseverbindungen
- unsachgemäße Reparaturen oder Nachrüstungen
Da mehrere Steuergeräte dasselbe Netzwerk nutzen können, kann eine einzelne Störung Auswirkungen auf verschiedene Systeme haben.
Typische Fehlerbilder im Werkstattalltag
Ein CAN-Bus-Problem lässt sich nicht immer anhand einer einzelnen Fehlermeldung erkennen.
Typische Hinweise können sein:
- mehrere Kommunikationsfehler gleichzeitig
- einzelne oder mehrere nicht erreichbare Steuergeräte
- verschiedene Warnmeldungen im Kombiinstrument
- sporadische Ausfälle elektronischer Systeme
- Diagnoseverbindungen, die zeitweise abbrechen
Dabei ist wichtig: Ein Kommunikationsfehler bedeutet nicht automatisch, dass das im Fehlerspeicher genannte Steuergerät defekt ist.
Es kann ebenso sein, dass das betreffende Steuergerät aufgrund einer Leitungs-, Versorgungs- oder Netzwerkstörung nicht erreichbar ist.
Warum Spannungsversorgung und Masse ebenfalls wichtig sind
Ein Steuergerät kann nur am CAN-Bus teilnehmen, wenn es selbst zuverlässig versorgt wird.
Fällt seine Versorgungsspannung aus oder besteht eine schlechte Masseverbindung, kann das Steuergerät aus der Kommunikation verschwinden. Andere Steuergeräte speichern daraufhin möglicherweise Kommunikationsfehler.
Deshalb gehören Spannungsversorgung und Masseprüfung bei Netzwerkproblemen zur grundlegenden Diagnose.
Reparaturen am CAN-Leitungspaar
Bei Arbeiten am Datenbus sollte die ursprüngliche Leitungsführung möglichst erhalten bleiben.
Besonders wichtig ist die Verdrillung von CAN-High und CAN-Low. Wird das Leitungspaar bei einer Reparatur über eine größere Strecke getrennt oder ungünstig verlegt, kann sich die Störfestigkeit verschlechtern.
Auch ungeeignete Verbindungen, beschädigte Steckkontakte oder Veränderungen durch nachträglich eingebaute Systeme können die Signalqualität beeinflussen.
Reparaturen sollten deshalb nach den Vorgaben des jeweiligen Fahrzeugherstellers durchgeführt werden.
Systematische Diagnose bei Kommunikationsfehlern
Wenn mehrere Kommunikationsfehler auftreten, sollte nicht sofort mit dem Austausch einzelner Steuergeräte begonnen werden.
Zunächst sollte geklärt werden, welche Systeme betroffen sind und ob ein gemeinsamer Zusammenhang im Fahrzeugnetz besteht.
Anschließend können unter anderem Spannungsversorgung, Masseverbindungen, Steckkontakte und Datenleitungen geprüft werden. Je nach Fehlerbild können weitere elektrische Messungen am CAN-Bus erforderlich sein.
Damit lässt sich unterscheiden, ob tatsächlich ein Steuergerät ausgefallen ist oder die Ursache im Kommunikationsweg liegt.
Fazit
Der CAN-Bus ermöglicht den schnellen Datenaustausch zwischen zahlreichen Steuergeräten eines Nutzfahrzeugs. CAN-High und CAN-Low bilden dabei ein differentielles Leitungspaar, das eine robuste Datenübertragung auch in einer elektrisch anspruchsvollen Fahrzeugumgebung ermöglicht.
Treten Kommunikationsprobleme auf, sollte deshalb nicht nur das betroffene Steuergerät betrachtet werden. Leitungen, Steckverbindungen, Spannungsversorgung und Masse können ebenso entscheidend sein.
Ein grundlegendes Verständnis des CAN-Busses hilft, Kommunikationsfehler systematisch einzugrenzen und unnötigen Teiletausch zu vermeiden.
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