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Die neue LED CFC®-Technologie der ConWys AG

CFC® steht für CAN-Frequency-Control, einem Verfahren für modernste Anhängersteuerung und -überwachung in Fahrzeugen mit CAN-Datenbus (Controller Area Network). Der CAN-Datenbus ist das Rückgrat des elektronischen Netzwerkes im modernen Automobil.


CAN-Bus

Mit den neuen ausgeklügelten Sicherheitssystemen die in aktuellen Fahrzeugen verwendet werden, mussten die Fahrzeughersteller nach neuen Möglichkeiten suchen, wie diese Systeme miteinander kommunizieren können. „CAN-Bus Systeme“ sind eine heute weit verbreitete Lösung für dieses Problem und in aktuellen Fahrzeugen mittlerweile sehr häufig anzutreffen – im Gegensatz zu den bisher üblichen analogen Lösungen. Aber wo liegen die Unterschiede und was sind die Vorteile des CAN-Bus Systems?

Was ist das CAN-Bus System?

CAN steht für Controller Area Network und ist ein serielles Bussystem.

Es wurde in den späten 80er Jahren von Bosch entwickelt um die Kabelbäume in Fahrzeugen zu reduzieren und eine effektivere Vernetzung von Steuergeräten zu ermöglichen. Der Einsatz von CAN-Bus Technologie erlaubt somit den Fahrzeugherstellern eine Kostenreduzierung durch Gewichtseinsparung im Vergleich zu den bis dahin verwendeten Methoden.

Während die bisher verwendeten Technologien häufig mehrere Meter Kabel in Verbindung mit diversen Schaltern, Relais und Sicherungen benötigten, kommuniziert der CAN-Bus lediglich über einen einzigen Kabelstrang. In Verbindung mit der Möglichkeit der Fehlerdiagnose und –handhabung sowie hohen Transferraten macht dies die CAN-Bus Technologie zu einer idealen Lösung für die Kommunikation der Steuergeräte in Fahrzeugen.

Wie funktioniert das CAN-Bus System?

Die Idee hinter dem CAN-Bus System ist simpel. Anstatt alle Steuergeräte mit einem eigenen Kabelstrang mit einer zentralen Steuereinheit zu verbinden, existiert ein gemeinsamer Kabelstrang der alle Steuergeräte miteinander verbindet, so dass jedes Steuergerät ist für die Kommunikation selbst verantwortlich ist.

Im automotive Bereich werden die meisten Funktionen des Fahrzeugs über Steuergeräte geregelt, welche als Knoten im CAN-Bus System auftreten. Alle über den CAN-Bus verbundenen Knoten sind in der Lage, miteinander über einen Leitungsstrang zu kommunizieren, häufig als Datenbus bezeichnet.

Die innerhalb des Datenbusses auftretenden Knoten oder Gruppen von Knoten können nach ihrer Funktion und nicht nur nach ihrer Lage adressiert werden wobei die Kommunikation innerhalb eines Bus Systems immer global erfolgt. Beispielsweise kann das Motorsteuergerät die aktuelle Motordrehzahl auf dem Datenbus zur Verfügung stellen und jedes Steuergerät kann für sich selbst entscheiden, ob es diese Information für sich verwerten möchte oder nicht. Steuergeräte die diese Information benötigen, können sie direkt vom Bus ablesen ohne sich an ein anderes Steuergerät wenden zu müssen.

Da sich eine Vielzahl von Steuergeräten einen Datenbus teilen, existiert innerhalb des Bus Systems eine Priorität für die Kommunikation der Knoten. Sicherheitskritische Systeme wie beispielsweise ABS Steuergeräte haben in der Kommunikation Vorrang vor anderen Knoten. Darüber hinaus existieren in einem Fahrzeug typischer Weise mehrere CAN-Bus Systeme, die untereinander über sogenannte Gateways miteinander vernetzt sind. Dadurch wird gewährleistet, dass Sicherheitskritische Systeme über einen High-Speed Bus nahezu in Echtzeit kommunizieren können während weniger kritische Systeme einen langsameren und meist größeren Datenbus verwenden können.

Die CAN-Bus Technologie reduziert nicht nur die Anzahl der verwendeten Kabelstränge sondern ist auch extrem flexibel gestaltet. Es ist zu jeder Zeit möglich, dass Steuergeräte als neue Knoten im Datenbus auftreten oder diesen verlassen. Dies gilt nicht nur für zur Laufzeit des Bussystems oder für Steuergeräte die ab Werk im Fahrzeug verbaut sind, sondern auch für jegliche nachgerüstete Systeme ohne das neue Kabelstränge verlegt werden müssen.

Aktive Fahrsicherheitssysteme informieren den Fahrer zu jeder Zeit über alle relevanten Informationen, die über den Datenbus ausgetauscht werden. Durch die CAN-Bus Technologie agieren die Steuergeräte nicht mehr isoliert, sondern es stehen zu jeder Zeit alle benötigten Informationen allen Teilnehmern zur Verfügung. Fehlfunktionen wie ein Blinkerausfall können dadurch sehr schnell erkannt werden und alle Busteilnehmer sind in der Lage, sehr schnell auf die neue Situation zu reagieren und Maßnahmen zu ergreifen.

Darüber hinaus erhalten neue Funktionen Einzug in aktuelle Fahrzeuge, da dies durch das CAN-Bus System extrem vereinfacht wurde. Ein Beispiel dafür ist der Trailer Stability Assist (TSA) als Teil des Electronic Stability Program (ESP). Mit diese Technologie ist es dem Fahrzeug möglich bei Anhängerbetrieb ein schleudern des Anhängers durch gezieltes Bremsen am Fahrzeug auszugleichen. Diese Technologie ist bei vielen neuen Fahrzeugen ab Werk vorhanden und wird bei erkanntem Anhängerbetrieb aktiviert.

Damit bestimmte Sicherheitssysteme wie das TSA funktionieren, ist es in jedem Falle notwendig, dass der für den Anhängerbetrieb eingebaute Elektrosatz mit dem CAN-Bus kommunizieren kann. Ist dies nicht der Fall, könnten einige Sicherheitsfunktionen des Fahrzeugs nicht ordnungsgemäß funktionieren!


TSA

Über die Jahre erhalten immer neue Technologien Einzug in den automotive Bereich und Fahrzeughersteller versuchen sich immer wieder durch Neuentwicklungen von ihren Mitbewerbern abzusetzen. Gerade im automotive Bereich sind Sicherheitssysteme ein erfolgreiches Mittel, wie am Beispiel ABS aus den 80er Jahren gut zu erkennen ist.

Über die letzten Jahre sind eine Vielzahl von Sicherheitssystemen hinzugekommen, wie zum Beispiel Fahrer- und Beifahrer- und Seitenairbags, Spurhalteassistenten, Bremsassistenten und viele mehr. Eines der letzten und großen Entwicklungen, welches mittlerweile fast zum Standard geworden ist, ist das Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) bzw. Electronic Stability Control (ESC). Das System ist bei den meisten Fahrzeughersteller zu finden, trägt dort nur unterschiedliche Namen, wie DSC (Dynamic Stability Control) bei BMW oder VSC (Vehicle Stability Control) bei Toyota.

Wie funktioniert ESP (Electronic Stability Control)?

Das ESP ist eine Weiterentwicklung des ABS und des TCS (Traction Control System). Durch gezieltes Bremsen einzelner Räder versucht das System, ein Schleudern des Fahrzeugs im Grenzbereich zu verhindern und dem Fahrer so die Kontrolle über das Fahrzeug zu sichern. Damit ESP auf kritische Fahrsituationen reagieren kann, vergleicht das System permanent den Fahrerwunsch mit dem Fahrzustand. Hierbei spielen eine Reihe von Sensoren eine wichtige Rolle, damit das System den gewünschten Effekt erzielt.

Wie funktioniert TSA (Trailer Stability Assist)?

TSA ist eine Erweiterung des ESP Systems und stabilisiert den Anhängerbetrieb. Es wird von einigen Fahrzeugherstellern wie beispielsweise Audi, Mercedes und Opel aber auch weiteren angeboten. Ist das Fahrzeug im Anhängerbetrieb, wird diese Funktion aktiviert und der TSA kann das Aufschaukeln und Schleudern des Anhängers durch gezieltes abbremsen einzelner Räder des Zugfahrzeugs verhindern. Im Falle eines Eingriffs des TSA/ESP Systems wird der Fahrer über die ESP Leuchte im Fahrzeug informiert. Damit dies funktioniert, muss das Fahrzeug über einen fahrzeugspezifischen Elektrosatz verfügen, welcher über CAN-Bus kommunizieren kann um das Fahrzeug in Anhängerbetrieb zu versetzen.