Lernfeld 11 · Prüfung Teil 2

Gateway, Netzwerkplan und Diagnose über DoIP

Gateway und Netzwerkplan lesen, Diagnose über DoIP und Automotive Ethernet, UDS-Dienste, Sitzungen, Zugangsschutz und Netzwerkmanagement.

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Darum geht es

In modernen Fahrzeugen verbindet ein zentrales Gateway die Teilnetze: Antrieb, Fahrwerk, Komfort, Infotainment und Fahrerassistenz. Es leitet nur die Botschaften weiter, die ein anderes Netz braucht, und trennt den Diagnosezugang vom internen Datenverkehr. Wer vernetzte Fehler sucht, liest zuerst den Netzwerkplan: Welche Steuergeräte hängen an welchem Bus, wo sitzen Abschlusswiderstände, welches Gerät ist Master oder weckt das Netz?

Die Diagnose läuft über das Protokoll UDS (ISO 14229). Der Tester öffnet eine Diagnosesitzung, liest Fehlerspeicher und Messwerte, startet Routinen oder schreibt Daten. Schreiben und Programmieren verlangen meist eine erweiterte Sitzung und eine Zugangsberechtigung; viele Hersteller schützen das Gateway zusätzlich mit einer Online-Freischaltung. Bei neueren Fahrzeugen kommt UDS nicht mehr über CAN, sondern über Ethernet (DoIP, ISO 13400) an die OBD-Buchse. Das ist deutlich schneller und für große Software-Updates nötig; eine Aktivierungsleitung schaltet den Ethernet-Zugang erst bei angeschlossenem Tester frei.

Automotive Ethernet nutzt ein einziges ungeschirmtes, verdrilltes Adernpaar mit Vollduplex. Fällt ein Teilnehmer aus, sieht man oft viele Folgefehler: Steuergeräte melden „keine Kommunikation“ mit dem Gerät, das eigentlich defekt ist. Deshalb zuerst den Fehler mit den meisten Bezügen suchen. Das Netzwerkmanagement regelt Wecken und Einschlafen; bleibt ein Teilnehmer wach, steigt der Ruhestrom.

Das solltest du dir merken

Der Netzwerkplan zeigt, welches Steuergerät an welchem Bus hängt, vor dem Messen lesen.
UDS ist das Diagnoseprotokoll, DoIP der Transport über Ethernet.
Viele gleichartige Kommunikationsfehler zeigen oft auf einen einzigen Teilnehmer.
Schreiben und Programmieren verlangen erweiterte Sitzung und Zugangsberechtigung.
Ein Teilnehmer, der das Netz wach hält, erhöht den Ruhestrom.

Formeln

Übertragungsdauer: $t = \frac{8 \cdot D}{R}$; $D$ Datenmenge in Byte, $R$ Datenrate in bit/s, $t$ in s (ohne Protokollaufschlag)
Abschlusswiderstand CAN: $R_{ges} = \frac{R _{1} \cdot R _{2}}{R _{1} + R _{2}}$; zwei 120-Ω-Abschlüsse parallel ergeben etwa 60 Ω zwischen CAN-High und CAN-Low

Typische Fehler in der Prüfung

Jedes Steuergerät mit Kommunikationsfehler einzeln untersucht, statt den gemeinsamen Teilnehmer zu suchen.
Bei einem Update über DoIP ohne Batterieunterstützung gearbeitet, sodass die Spannung einbricht.
Den Fehlerspeicher gelöscht, bevor Umgebungsbedingungen und Ereigniszähler notiert waren.

Tipps aus der Werkstatt

Melden fünf Steuergeräte „keine Kommunikation“ mit demselben Gerät, ist meist genau dieses Gerät oder seine Versorgung das Problem. Schau in den Netzwerkplan, an welchem Bus es hängt, und prüf zuerst Spannung, Masse und Weckleitung, bevor du an den anderen vier misst.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

14 Aufgaben zu „Gateway, Netzwerkplan und Diagnose über DoIP“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Kfz-Mechatroniker/-in 2013, Lernfeld 11S; KfzMechaAusbV 2013, Ausbildungsrahmenplan Schwerpunkt System- und Hochvolttechnik. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.