Fensterheber, Bremsassistent, Einparkhilfe – im modernen Auto tauschen heute Dutzende elektronischer Steuergeräte im Millisekunden-Takt Daten aus. Das unsichtbare Rückgrat dieser Kommunikation heißt häufig Controller Area Network, kurz CAN-Bus. Zwei dünne verdrillte Kupferadern genügen, um vom Motorsteuergerät bis zum Airbag-Sensor alles miteinander zu vernetzen. Für den Fahrer bleibt das Netzwerk unsichtbar, sorgt aber im Alltag dafür, dass das Auto sparsam, sicher und komfortabel unterwegs ist.
Technisch betrachtet ist CAN ein serielles Bussystem, bei dem alle Steuergeräte – die sogenannten Electronic Control Units, ECU – an denselben Leitungsstrang angeschlossen sind. Jede Nachricht enthält lediglich eine Kennung und bis zu acht Datenbytes. Wer gerade senden darf, entscheidet eine integrierte Prioritätslogik: Die Nachricht mit der niedrigsten Kennzahl gewinnt den Streit, während alle anderen leise warten müssen. So lassen sich auch sicherheitskritische Botschaften, etwa vom ABS, ohne Zeitverlust ans Ziel bringen. Und das mit ordentlicher Geschwindigkeit: Mit maximal einem Megabit pro Sekunde klingt CAN gemessen an heutigen Gigabit-Netzen zwar langsam, doch für Positionssensoren oder Aktoren genügt diese Bandbreite völlig und senkt dank simpler Hardware die Kosten.
Entwickelt wurde der CAN-Bus Mitte der 1980er-Jahre bei Bosch in Stuttgart, erstmals vorgestellt wurde er 1986. Ziel war ein robustes, fehlertolerantes und preiswertes Netzwerk, das die damals kilometerlangen Kabelbäume im Fahrzeug drastisch vereinfachen sollte. Ab 1991 setzte die S-Klasse von Mercedes die Technik serienmäßig ein; seither ist sie praktisch zum Industriestandard geworden und in der Norm ISO 11898 hinterlegt. Heute steckt mindestens ein CAN-Segment in nahezu jedem Neuwagen, oft verschaltet in Hierarchien: schnelle Powertrain-Busse für Antrieb und Fahrwerk, langsamere Komfort-Busse für Sitzverstellung oder Fensterheber.
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Mit dem Einzug von immer komplexeren Fahrerassistenzsystemen stößt das klassische CAN jedoch an Grenzen. Mehr Sensoren bedeuten mehr Daten – und mehr Bedarf an Geschwindigkeit. Bosch reagierte 2012 mit CAN FD ("Flexible Data Rate"). Durch variable Taktraten und größere Nutzlasten von bis zu 64 Byte steigt der Datendurchsatz auf nominell acht Megabit pro Sekunde, ohne die tradierte Topologie zu verändern. Viele Hersteller rüsten ihre Steuergeräte deshalb inzwischen auf CAN FD-Technik um.
Hochauflösende Kameras: Deutlich höhere Bandbreiten
Doch auch CAN FD dürfte langfristig nicht alle Wünsche erfüllen. Hochauflösende Kameras für automatisiertes Fahren oder Infotainment-Streams verlangen nach deutlich höheren Bandbreiten. Hier drängt Automotive Ethernet auf den Kabelbaum: Erste Serienfahrzeuge arbeiten bereits mit 10-Gb/s-Links, und Forschungsprototypen bewegen sich Richtung 100 Gb/s. Neben Tempo spricht das geringere Gewicht für Ethernet, denn dünnere Leitungen sparen in Elektroautos Reichweite. Hersteller kombinieren deshalb künftig wohl mehrere Netzwerke: CAN oder CAN FD für zeitkritische Steuerdaten, Ethernet für datenhungrige Sensorik.
Ganz gleich, wie die Technik sich künftig entwickelt – der CAN-Bus hat den Weg bereitet. Er zeigte, dass sich Komplexität durch clevere Protokolle beherrschen lässt und legte so den Grundstein für softwaredefinierte Fahrzeuge.
Technik verstehen - Vom Scheinwerfer zum Elektromotor
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