CAN-Bus — wenn die Steuergeräte des Autos miteinander sprechen

Die Kompetenzziele für den Pkw-Mechaniker nennen es ausdrücklich beim Namen: Du musst Wissen über die besonderen Standards und Protokolle der Datenkommunikation haben, die mit dem CAN-Bus verbunden sind. Das ist kein akademisches Beiwerk. Wenn ein Kunde mit einem Kombiinstrument kommt, das 'tot' ist, oder mit zehn Fehlercodes über verlorene Kommunikation, entscheidet das Netzwerkverständnis darüber, ob du den Fehler in einer Stunde findest oder tagelang herumtappst.

Vor den Bussystemen brauchte jedes Signal seine eigene Leitung. Bei 30-80 Steuergeräten in einem modernen Fahrzeug ergäbe das kilometerweise Kabel. CAN (Controller Area Network) löst das, indem alle Geräte dasselbe Leitungspaar teilen: Jede Nachricht wird mit einem Identifikator gesendet, und alle Geräte hören mit und nehmen die Nachrichten auf, die für sie relevant sind. CAN ist in der Normenreihe ISO 11898 standardisiert und ist seit den 1990er Jahren das Rückgrat der Fahrzeugelektronik. Die Anforderung an eine standardisierte Eigendiagnose kam mit den EU-Regeln zur EOBD, die für neue Benzinfahrzeuge ab 2001 und für Dieselfahrzeuge ab 2004 verpflichtend wurde.

CAN sendet differenziell auf einem verdrillten Leitungspaar, CAN-High und CAN-Low. Wenn der Bus ein dominantes Bit sendet, wird CAN-H hochgezogen und CAN-L heruntergezogen; die Signale sind Spiegelbilder voneinander. Der Empfänger liest die Differenz zwischen den beiden Leitern, und deshalb wird das Signal von elektrischen Störungen kaum beeinträchtigt — die Störung trifft beide Leiter gleich und hebt sich in der Differenz auf. Das verdrillte Paar trägt genau dazu bei. Highspeed-CAN für Motorsteuerung und Sicherheitssysteme läuft typischerweise mit 500 kbit/s, während Komfortsysteme oft auf einem langsameren Bus liegen.

Mehrere Netze im selben Fahrzeug

• 01Highspeed-CAN — Motor, Getriebe, ABS/ESC und andere zeitkritische Systeme.
• 02Komfort-CAN — niedrigere Geschwindigkeit für Türen, Klimaanlage, Sitze und Ähnliches.
• 03LIN-Bus — billiger Eindraht-Bus für einfache Untersysteme wie Spiegel und Fensterheber.
• 04Gateway — das Steuergerät, das die Netze verbindet und zwischen ihnen übersetzt, oft auch der Zugang für das Diagnosewerkzeug.
• 05Neuere Fahrzeuge ergänzen das um CAN FD und Automotive Ethernet für große Datenmengen, z. B. Kamerasysteme.

Der wichtigste diagnostische Fingerzeig ist das Muster in den Fehlercodes. Meldet ein Steuergerät einen internen Fehler, untersuchst du dieses. Melden viele Steuergeräte gleichzeitig 'Kommunikation verloren' mit demselben Gerät, ist dieses Gerät oder seine Versorgung der Hauptverdächtige. Melden alle Geräte in einem Netz einen Kommunikationsfehler, sitzt der Fehler wahrscheinlich im Bus selbst: ein Leitungsbruch, ein Kurzschluss nach Masse oder Plus oder ein defektes Gerät, das 'den Bus herunterzieht'. Eine systematische Methode besteht darin, die Geräte eines nach dem anderen abzuklemmen und dabei den Bus mit dem Oszilloskop zu überwachen, bis der fehlerhafte Teilnehmer gefunden ist.

Denk an das Handwerk rund um die Elektronik: verbogene Pins in Steckern, Korrosion in Verbindungen, durchgescheuerte Kabelbäume an Durchführungen und Wasser in Steuergeräten stehen hinter einem großen Teil aller Kommunikationsfehler. Die Reparatur des Kabelbaums muss mit korrekter Verbindungstechnik und Versiegelung nach der Methode des Herstellers erfolgen — ein schlechter Notbehelf wird zum nächsten sporadischen Fehler.

“Der Bus lügt nicht — aber du musst seine Sprache beherrschen, um zu hören, was er sagt.”

— Diagnosetechniker, autorisierte Werkstatt