Der Erklärungsversuch für Nichttechniker
Grundsätzliche Erklärungen
Begriffe CAN-BUS; LIN-BUS
Auch wenn mich die „Digital-Techniker“ jetzt wegen der Brutalvereinfachung umbringen
Controller Area Network (CAN) und Local Interconnect Network (LIN), auch CAN- bzw. LIN-Bus, sind serielle BUS-Systeme aus der Gruppe der Feldbusse um diverse Sensoren, Aktoren, etc. zu verbinden.
LIN kommt dort zum Einsatz, wo die Bandbreite und Vielseitigkeit von CAN nicht benötigt wird, ist also sozusagen ein „CANBUS light“.
Weitere lustige Dinge die nur Elektroniker interessieren --sofern sie es nicht ohnehin wissen-- stehen z.B. bei wikipedia.
Aus Sicht eines „13-er Schlüssels“ ist der Unterschied egal, ich bezeichne einfach mit BUS.
"Datenaustausch" heißt, dass Informationen ausgetauscht werden. Wenn z.B. das ABS-Steuergerät anhand der Sensordaten ermittelt dass das Hinterrad durchdreht (ASC), stellt es eine Nachricht in den BUS. Die Motorsteuerung liest sie und schaltet als Reaktion ihrerseits Zündung und Einspritzung ab, bis eine weitere Nachricht im BUS steht, dass alles wieder in Ordnung sei.
Ebenso meldet z.B. die ZFE per BUS wenn z.B. das Rücklicht durchgebrannt ist. Die Instrumentenkombi liest die Nachricht und aktiviert die Anzeige des defekten Rücklichts, etc..
Zu diesem Zweck sind die "teilnehmenden" Steuergeräte mit einer geschirmten BUS-Leitung verbunden.
Erfahrung :-( : Bei der vorderen Leuchteneinheit ist es tatsächlich so, dass dort eine Grundfunktion "konventionell" verkabelt ist, der Rest aber über den BUS gesteuert wird. Der Versuch einen LED-„Karl-Dall“-Scheinwerfer der LC in einer alten K1 zu verwenden scheitert daher wenn man keinen Analog- / BUS-Wandler verwendet.
Die R11x0 haben mit BUS-Systemen noch gar nichts zu tun. Alles noch ehrliche Elektrik :-).
Bei den 1200 dient ein CANBUS ausschließlich dem Datenaustausch zwischen den einzelnen Steuergeräten- Motor-Elektronik (BMS-K), ABS-Steuergerät; Instrumentenkombi; ZFE (Zentrale FahrzeugElektronik) aber nicht der Stromversorgung!). Die sonst üblichen Relais und Sicherungen sind in einer ZFE zusammengefasst und arbeiten nicht mehr mechanisch sondern elektronisch. Auch Steckdose und Ladegerät haben nichts mit CANBUS zu tun.
Ab den 1200LC gibt’s tatsächlich einen echten BUS. Nicht nur die Steuergeräte sondern auch einige Verbraucher und Aktuatoren (sprich: Schalter/Taster) wie z.B. die vordere Leuchteneinheit oder die „Tastenknubbe“l am Lenker haben eigene Controller und senden/empfangen nur noch BUS-Befehle. Für andere Verbraucher setzt ein Controller die Befehle um, schaltet analoge Ausgänge ähnlich einem Relaisausgang und übernimmt auch die Aufgaben der Sicherungen.
Die Theorie:
Wozu taugt’s im Fahrzeug?
Nachdem in Kraftfahrzeuge immer mehr Sensoren, Motörchen, etc. eingebaut werden die alle „irgendwelche“ Informationen „irgendwohin“ schicken müssen bzw. Steuerbefehle von „irgendwoher“ bekommen, nimmt die Verkabelung gigantische Ausmasse an. Viele Kabel müssen ziemlich „dick“ sein, nur damit sie nicht abreissen wenn man sie berührt oder zu viel Widerstand bieten um die Ströme „verlustlos“ zu leiten. Bei der Informationsübertragung fliesst allerdings praktisch kein Strom. Nachdem analoge Signale nicht mehr „modern“ sind, sondern vorwiegend Digitales verwendet wird, liegt es nahe den „gesamten Signalkram“ ähnlich wie E-Mails zu übertragen.
Die Verkabelung wird vereinfach, es werden keine grossen Ströme kreuz und quer durch das Fahrzeug geschickt und auch Schalter werden nicht mehr damit belastet, sondern es werden nur noch digitalisierte Informationen ausgetauscht bzw. versendet.
Erst durch die Miniaturisierung der Bauteile lässt sich so etwas in der Praxis einsetzen. Die Reparatur/Fehlersuche ist ohne teure Hilfsmittel praktisch unmöglich, auch ein normales Oszilloskop hilft nicht viel.
Wie funktioniert es?
Früher führte ein Kabel von Batterie-PLUS zu einer Sicherung, von dort zu einem Schalter, dann weiter zum Verbraucher und schliesslich auf Fahrzeug- bzw. Batterie-Masse.
3 Verbraucher bedeuteten, 3 Schalter, 3 Kabel und die auch noch mit geeignetem Querschnitt um den Strom „auszuhalten“.
Eine Zwischenlösung war (und ist) an „kräftigen“ Verbrauchern jeweils ein Relais zu installieren, dieses über ein direktes Kabel den „heftigen“ Strom von der Batterie zu versorgen und sousagen nur noch die „Schaltinformation“ über den Schalter zu führen. Das bekannteste Beispiel dafür dürfte der Anlasser sein.
ZFE (Zentrale FahrzeugElektronik=“BMW-Sprech“)
Sie war die Lösung um Sicherungen und Relais bei den R1200 durch Elektronik zu ersetzen.
Für praktisch alle Probleme, Eigenschaften, usw. die bei den R1200 dem CANBUS zugeschrieben werden ist die ZFE verantwortlich!
Zu erkennen an den "Verbraucherproblemen", wie beispielsweise der Tatsache, dass man nicht ohne Weiteres LED Blinker anstecken kann, oder dass sich die Steckdose nach 20 Minuten abschaltet weil sie zu dusselig ist um zu bemerken, dass da keiner Strom entnimmt, sondern die Batterie geladen wird.
Daran ist nicht „der CANBUS“ sondern die ZFE "schuld". Nachdem man hier Relais umgangen und Sicherungen durch vermeintlich intelligente Elektronik ersetzt hat, musste man dem Ding auch "Verbrauchswerte" beibringen. "Mehr" oder "zu viel" Verbrauch heisst "abschalten" (früher flog die Sicherung), "zu wenig" bedeutet "Verbraucher defekt" und es wird irgendetwas Lustiges angezeigt.
Die "korrekten" Verbrauchswerte von z.B. den Blinkern kann der Freundliche ab einem bestimmten Modelljahr ändern (Glühlampe / LED) bzw. kann er dem Gerät beibringen "passt schon, Du brauchst nicht meckern".
Würde man den Begriff „CANBUS“ bei diesen Modellen durch „ZFE“ ersetzen, wäre die Fehlerquote bei 95% der Beschreibungen wesentlich geringer.
Die BUS-Lösung besteht darin dass jeder Schalter ein codiertes Signal zu erzeugt, dieses auf nur eine gemeinsame Datenleitung (dem BUS) stellt. Dazu ist in den knolligen Schaltern an den Lenkerarmaturen der LC jeweils ein kleiner Prozessor installiert.
Beispiel: Der „Blinktaster rechts“ wird gedrückt und stellt das Signal „Ich bin’s, der linke Blinktaster. Mach’ mal die linken Blinker an!“ in den BUS (kann man sich tatsächlich vorstellen wie einen Stadtbus). Fährt der Bus am Controller vorbei und sieht dieser „oops, da ist was für mich dabei“ liest die Info und handelt nach einer ihm programmierten Regel, alle anderen Bauteile die den BUS lesen können befinden jeweils: „nix für mich“.
Vereinfacht bedeutet es sogar: Wenn der Blinktaster rechts (s)ein Signal ausgibt bedeutet das, dass er „aktiv“ ist. Der Controller wiederum interpretiert jegliche Aktivität des rechten Blinktasters als „rechte Blinker betätigen“.
Die Regel für diesen Fall lautet: Wenn der Eingangsparameter „Blinktaster rechts“ aktiv (=“wahr“) ist, dann setze die rechten Blinker in Betrieb indem Du ein mit 60 Hz pulsierendes Signal ausgibst (soll ja blinken und nicht nur leuchten).
Technisch kann zweierlei geschehen.
Entweder:
Ist der Blinker auch BUS-fähig, so stellt der Controller nur die Nachrichten „Blinker hinten rechts: ein; „Blinker vorne rechts: ein“, und nach einer halben Sekunde, -weil ein Blinker selbst nicht sonderlich intelligent ist- „Blinker hinten rechts: aus“ und „Blinker hinten rechts: aus“ in den BUS. Alle CAN-fähigen Bauteile schauen dauernd in den vorbeifahrenden BUS, lesen die Adressen und befinden jeweils: „nix für mich“. Nur die rechten Blinker reagieren auf die an sie adressierten Befehle, tun wie geheissen und funktionieren wie ein Relais mit adressierbarem Steuereingang.
Oder:
Ist der Blinker nicht BUS-fähig so gibt der Controller das Signal an einem analogen Ausgang aus. Im Grunde genommen steuert er in einem solchen Fall ein elektronisches Relais an dem die Blinkleuchten hängen. Der Nachteil besteht darin, dass in diesem Fall vom Controller zu jedem Verbraucher ein „passendes“ Kabel führen muss.
Ein kurzer Impuls am Lenkerschalter löst das Blinken aus. Um die Blinker abzuschalten muss z.B. vom „Blinker-AUS-Taster“ (Eingangsparameter „Blinker-AUS-Taster“=wahr) oder vielleicht von einem Schräglagensensor (Eingangsparameter) kommen.
Sinnvoller Weise wertet der Controller immer aus ob der Taster (Eingangsparameter) lange genug aktiv ist/war und nicht nur versehentlich kurz gedrückt wurde (Mindestlänge/-dauer der Nachricht).
Alle am Mopped installierten BUS-fähigen Schalter arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip.
Der Temperatursensor quatscht ununterbrochen im Takt: „Ich bin’s, der Temp-Fühler!. Ich hab’ jetzt xx Ohm“. Bei ihm kann es auch sein, dass er nur Meldung machen soll wenn sich sein Messwert ändert und ansonsten still zu sein hat. Praktisch ist das verkürzt auf etwa „TempLuft 105“. Wenn er digitale Signale senden kann, dann kann er auch gleich von (temperaturabhängigem) Widerstand auf Grad umrechnen und meint in diesem Fall 10,5°C.
(grundlegend überarbeitet im Nov 2018)