Sie haben vielleicht schon von J1939, ECUs und CAN-Bus-Protokollen gehört, aber was genau bedeuten all diese Akronyme und in welcher Beziehung stehen sie zueinander?
Kurz gesagt: Diese Geräte bilden die Hardware-Infrastruktur, die die Kommunikation elektronischer Komponenten im gesamten Fahrzeug bestimmt. Die Verwendung definierter Protokolle standardisiert die Kommunikation zwischen Geräten in Schwerlastfahrzeugen. Dies ermöglicht die Interoperabilität zwischen Herstellern und eine optimierte Flottenwartung.
In diesem Artikel erfahren Sie, wie J1939 funktioniert, welche Beziehung es zum CAN-Bus-Protokoll hat, welche Eigenschaften der J1939-Anschluss hat und wie der CalAmp iOn J1939 ergänzt.
Was ist das J1939-Protokoll?
Das J1939-Protokoll ist ein von der Society of Automotive Engineers (SAE) entwickelter Standard, der die Datenübertragung zwischen elektronischen Steuergeräten (ECUs) über den CAN-Bus (Controller Area Network) definiert. Der Standard gilt für Nutzfahrzeuge wie Lkw, Busse, Traktoren und Industriemaschinen.
J1939 legt einen Standardprozess fest, wie Steuergeräte Daten an andere Steuergeräte und andere elektronische Systeme übertragen, die Onboard-Diagnosedaten erfassen, verarbeiten und weitergeben, wie z. B. Sensoren und GPS-Geräte (Global Positioning System). Die Verwendung standardisierter Protokolle bietet viele Vorteile. Der erste Vorteil ist die Schaffung einer universellen, gemeinsamen „Sprache“ für die Interaktion zwischen Geräten.
Dadurch können Schwerlastfahrzeuge mit Geräten unterschiedlicher Hersteller ausgestattet werden, ohne dass die Gefahr einer Inkompatibilität besteht.
Was ist ein Steuergerät?
Ein ECU ist ein Mikrocontroller, der die verschiedenen elektronischen Funktionen eines Fahrzeugs steuert. Zu diesen Funktionen gehören sowohl einfache Dinge wie die Bedienung der elektrischen Fensterheber und der Klimaanlage als auch erweiterte Funktionen wie das Antiblockiersystem (ABS), das bei starkem Bremsen oder auf rutschigem Untergrund aktiviert wird, um ein Blockieren der Reifen und damit ein Kontrollverlust des Fahrzeugs zu verhindern.
Was ist das CAN-Bus-Protokoll?
Das CAN-Bus-Protokoll ist eine beliebte und weit verbreitete Methode zur Datenübertragung in Fahrzeugen. Es dient als Kommunikationsautobahn, über die Steuergeräte Daten von einem Gerät zum anderen übertragen. Das Protokoll selbst besteht aus zwei separaten elektrischen Leitungen, CAN_Low und CAN_High, die den Datentransfer zwischen Steuergeräten und anderen Geräten ermöglichen.
Wie funktioniert J1939?
Damit ECUs unabhängig von Marke und Modell nahtlos Daten austauschen können, erzwingt das J1939-Protokoll einen einheitlichen Ansatz für Kommunikationsstandards, einschließlich Nachrichtenformat, Adressierung, Parametergruppen, Priorisierung usw.
Beispielsweise muss jede von einer ECU gesendete Nachricht ein vordefiniertes Format verwenden, das Folgendes umfasst:
- Priorität (PDU1 oder PDU2)
- Parametergruppennummer (PGN)
- Quelladresse (SA)
- Zieladresse (DA)
- Datenlängencode (DLC)
- Datenbytes (bis zu 8 Bytes)J1939 definiert eindeutige Parametergruppen (PGs) zur Darstellung bestimmter Informationstypen wie Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftstoffstand und mehr. Jede PG ist einer eindeutigen PGN zugeordnet, sodass Steuergeräte den Inhalt der Nachricht anhand ihrer PGN verstehen können.
CAN-Identifikatoren, erklärt
CAN-Identifikatoren sind eindeutige Codes, die jeder über einen CAN-Bus übertragenen Nachricht zugewiesen werden. Diese Codes dienen als Adressen, die helfen, die Priorität, Quelle und das Ziel der Nachricht innerhalb des Netzwerks zu bestimmen. So können Geräte am CAN-Bus erkennen, welche Nachrichten für sie bestimmt sind und wie wichtig diese Nachrichten sind.
Technisch gesehen arbeitet das TJ1939-Protokoll typischerweise mit einer Datenrate von 250 kbit/s oder 500 kbit/s. Je höher die Datenübertragungsrate, desto schneller werden die Daten von einem Gerät zum anderen übertragen.
CAN-Kennungen gibt es in verschiedenen Größen. 29-Bit-CAN-Kennungen werden häufig in Schwerlastfahrzeugen verwendet, während 11-Bit-CAN-Kennungen in Privatfahrzeugen üblich sind. Die 29-Bit-Version ist ein erweitertes Nachrichtenformat, das mehr Informationen speichern kann als die 11-Bit-Version.
Dies ist notwendig, da Schwerlastfahrzeuge mit mehr Steuergeräten ausgestattet sind und ein größeres Datenvolumen verarbeiten als Verbraucherfahrzeuge. Sie benötigen daher ein System, das den höheren Zustrom an Broadcast-Nachrichten bewältigen kann.
Welche Informationen enthält eine 29-Bit-CAN-Identifier-Nachricht? Die 29-Bit-CAN-Nachricht enthält weitgehend dieselben Informationen wie ein Standard-CAN (z. B. Priorität und Quelladresse) sowie einige wichtige Ergänzungen.
Der Hauptunterschied besteht in der Verwendung einer erweiterten 18-Bit-Kennung. Mehr Adressraum ermöglicht eine größere Anzahl eindeutiger Kennungen im System. Dies ist in großen Netzwerken erforderlich, da viele verschiedene Geräte und Nachrichtentypen adressiert werden müssen.
Die Verwendung längerer Kennungen ermöglicht eine präzisere Spezifizierung und Priorisierung von Nachrichten in komplexen Systemen. Dadurch können Flottenbesitzer eingehende Fahrzeugfehlercodes nach Schweregrad und Dringlichkeit priorisieren.
Parametergruppennummer (PGN) und verdächtige Parameternummer (SPN)
Der Begriff PGN steht für Parameter Group Number und der Begriff SPN für Suspect Parameter Number. Beide sind entscheidend für das Verständnis der in J1939-Paketen enthaltenen Informationen – in sich geschlossene Nachrichtenstapel.
Ein typisches J1939-Paket enthält eine 29-Bit-Kennung, wobei jede Bitgruppe eine wichtige Information zum Paket darstellt. Beispielsweise bestimmen die ersten drei Bits eines J3-Pakets dessen Nachrichtenpriorität, was Flottenbesitzern hilft, die empfangenen Diagnosemeldungen zu priorisieren.
In diesem Sinne ist eine PGN eine eindeutige Kennung, mit der Flottenbesitzer schnell und einfach feststellen können, welche Fahrzeugkomponente Aufmerksamkeit erfordert. Dabei wird nicht nur die Komponentenkategorie (z. B. Motortemperatur), sondern auch die Unterkategorien (z. B. Öl- oder Kühlmitteltemperatur) berücksichtigt.
Zu Beginn eines DTC steht die SPN, eine Nummer, die das fehlerhafte System identifiziert. Darauf folgt eine weitere Nummer, der sogenannte Failure Mode Identifier (FMI), der die genaue Art des Fehlers detailliert beschreibt. Zusammen bilden diese beiden Felder einen DTC. Ein weiteres wichtiges Feld ist die Quelladresse, die den Ursprung der Meldung identifiziert.
In welcher Beziehung steht J1939 zum CAN-Bus-Protokoll?
Das SAE J1939-Protokoll ist eine Normenreihe , die den Datenaustausch zwischen Steuergeräten (ECUs) in Nutzfahrzeugen definiert. Dieser Informationsfluss erfolgt über den CAN-Bus, der aus einer physikalischen Schicht und einer Sicherungsschicht besteht. Die physikalische Schicht besteht aus geschirmten, verdrillten Adernpaaren, die im gesamten Fahrzeug verteilt sind und jedes einzelne Steuergerät (ECU) mit diesem verbinden. Die zweite Schicht, die Sicherungsschicht, ermöglicht die Datenübertragung zwischen den Knoten.
Einfach ausgedrückt ist J1939 die „Sprache“, die ECUs verwenden, um miteinander zu kommunizieren, und der CAN-Bus ist die „Kommunikationsautobahn“, die J1939 zur Übertragung seiner Nachrichten verwendet.
Ohne J1939 können Steuergeräte nicht miteinander kommunizieren, und ohne CAN-Bus können Steuergeräte überhaupt keine Verbindung herstellen. Jede Komponente ist für ihre Funktion auf die anderen angewiesen.
Warum ist J1939 im Flottenmanagement wichtig?
Das J1939-Protokoll ist für das Flottenmanagement von entscheidender Bedeutung, da es Flottentelematikgeräten ermöglicht, ECU-Daten (und andere Onboard-Diagnosedaten) einfach zu erfassen, zu verarbeiten und an die relevanten Endpunkte zu verteilen. Dadurch können Telematikanbieter wie CalAmp hardware- und softwarebasierte Tools entwickeln, um diese Daten zu nutzen und wichtige Entscheidungsträger wie Flottenbesitzer, Wartungsmanager und Fahrer mit wertvollen Erkenntnissen zu versorgen.
Lösungen wie der CalAmp iOn ermöglichen es Anwendern, alle Steuergeräte- und Telematikdaten auf einer einheitlichen Plattform zu konsolidieren. Unabhängig vom Steuergerätetyp Ihrer Flotte erfasst der CalAmp iOn alle Daten und präsentiert sie Ihnen in einer intuitiven, übersichtlichen grafischen Benutzeroberfläche. Der CalAmp iOn ist mit jedem internetfähigen Desktop- oder Mobilgerät kompatibel.
Über eine einzige Plattform behalten Sie die vollständige Transparenz Ihrer Flotte. So können Sie die Wartungsplanung automatisieren, Sicherheits- und Leistungsprobleme der Fahrer überwachen und beheben, die Einhaltung von Schritt-für-Schritt-Anleitungen optimieren und die Betriebseffizienz steigern. So erreichen Sie weniger ungeplante Ausfälle, geringere Wartungskosten, schnellere Lieferungen und eine höhere Betriebseffizienz.
Welche Eigenschaften hat der J1939-Stecker?
Der J1939-Stecker ist ein standardisierter 9-poliger Stecker, der für den Einsatz in jedem Schwerlastfahrzeug geeignet ist, das im J1939-Netzwerk betrieben wird.
Jedem Pin des J1939-Steckers ist eine bestimmte Funktion zugewiesen. Nachfolgend finden Sie eine vollständige Aufschlüsselung der Pins eines typischen J1939-Steckers:
- A – Elektrische Masse
- B – Stromversorgung der Batterie
- C – Can 1 H (CAN_High)
- D – Dose 1 L (CAN_Low)
- E – CAN-Abschirmung (zur Vermeidung von elektrischem Rauschen)
- F – J1708 (+) / CAN 2 H (um die Kompatibilität mit dem älteren J1708-Standard sicherzustellen)
- G – J1708 (-) / CAN 2 L (um die Kompatibilität mit dem älteren J1708-Standard sicherzustellen)
- H – OEM-spezifisch (oder CAN 2+)
- J – OEM-spezifisch (oder CAN 2-)
Arten von J1939-Steckverbindern
Es gibt zwei Arten von J1939-Steckverbindern, die heute verwendet werden: den ersten, einen schwarzen 9-poligen Stecker (Typ 1), der bei Nutzfahrzeugen vor dem Jahr 2016 zu finden ist, und den zweiten, einen neueren grünen 9-poligen Stecker (Typ 2), der bei Nutzfahrzeugen ab dem Jahr 2016 zu finden ist.
Der neuere grüne 9-polige Anschluss unterstützt Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 500 kbps, während der ältere schwarze 9-polige Anschluss nur bis zu 250 kbps unterstützt.
Anhand der grünen Farbe können Flottenbesitzer auf einen Blick erkennen, ob ihre Werkzeuge kompatibel sind. Dies verhindert, dass Benutzer versehentlich ältere Werkzeuge an inkompatible Pins anschließen und dadurch ihre Werkzeuge, Fahrzeuge oder beides beschädigen.
Für Flottenbesitzer ist die Verwendung der richtigen Verbindungen unglaublich wichtig, da jede Datenverbindung mit der gleichen Übertragungsgeschwindigkeit senden muss, da sonst die gesamte Datenverbindung abstürzen könnte.
Wie funktioniert der CalAmp iOn mit J1939?
Der CalAmp iOn ergänzt das J1939-Protokoll auf vielfältige Weise. Eine der wichtigsten ist, dass der CalAmp iOn Flottenbesitzern bei der Interpretation von Diagnosefehlercodes (DTCs) helfen kann.
DTCs schnell interpretieren
DTCs sind eindeutige Codes, die Flottenbesitzern helfen, die Ursache einer Fahrzeugstörung zu identifizieren und zu diagnostizieren. Bei einem DTC hat jedes Zeichen im Code eine bestimmte Bedeutung. Ein Beispiel hierfür ist das erste Zeichen eines DTCs, das einen von vier möglichen Buchstaben haben kann:
- „P“ bezieht sich auf den Antriebsstrang
- „C“ bezieht sich auf das Chassis
- „B“ bezieht sich auf den Körper
- „U“ bezieht sich auf die Bordcomputer
Der Rest dieses Beispiel-DTCs enthält weitere Zahlen und Buchstaben. Und jedes dieser Zeichen hat seine eigene Bedeutung. Zusammengefasst kann ein vollständiger DTC-Code eine detaillierte Zusammenfassung der genauen Ursache einer Fahrzeugstörung liefern.
Mit einem Telematikgerät, das an den J1939-Anschluss Ihrer Flotte angeschlossen ist, und Edge-Computing kann CalAmp iOn Flottenbesitzer benachrichtigen, sobald ein Fahrzeug einen Fehlercode (DTC) auslöst. Die Benachrichtigung enthält den Fehlercode und eine detaillierte Beschreibung des auslösenden Ereignisses. Anhand dieser Informationen können Flottenbesitzer den Fahrer informieren und ihm Anweisungen für das weitere Vorgehen geben, z. B. anhalten und auf Pannenhilfe warten oder die nächste Werkstatt aufsuchen.
Automatisieren Sie die Flottenwartung
Regelmäßige Wartung ist unerlässlich, damit Ihre Flotte fahrsicher bleibt, den Industriestandards entspricht und leistungsfähig bleibt. Die manuelle Flottenplanung kann jedoch zeitaufwändig sein und leicht vergessen werden. Dies führt zu Serviceverzögerungen und einem erhöhten Risiko von Fahrzeugstörungen.
Mit einem Flotten-Telematikgerät, das an den J1939-Anschluss angeschlossen ist, kann CalAmp Predictive Maintenance – ein Anbieter von Diagnose- und Reparaturlösungen für Nutzfahrzeuge, der auf Noregon basiert – datengestützte Erkenntnisse liefern, die zur Automatisierung der Flottenwartung beitragen.
Mit CalAmp Predictive Maintenance können Flottenbesitzer Fahrzeugfehler (mit leicht verständlichen DTCs) schnell erkennen und umgehend reagieren, um eine Eskalation zu verhindern. Die Lösung trägt zudem zur Optimierung der Flottenwartung bei, indem sie zeitnahe, automatisierte Serviceerinnerungen, Hinweise auf überfällige Servicetermine und umfassende Wartungsprotokolle bereitstellt. Die Protokolle bieten eine detaillierte Aufschlüsselung der Servicehistorie für jedes Fahrzeug, einschließlich der Art der durchgeführten Wartung und der Kosten jedes Servicetermins.
Erstellen Sie benutzerdefinierte DTC-Berichte
Die Interpretation eines DTC ist eine effektive Möglichkeit, potenzielle Fahrzeugfehler in Echtzeit zu identifizieren und zu diagnostizieren. Um jedoch die vollständige Transparenz ihrer Flotte zu gewährleisten, benötigen Wartungsmanager detailliertere Berichte.
Hier kann CalAmp iOn helfen. Durch die Möglichkeit, auf Anfrage benutzerdefinierte DTC-Berichte zu erstellen, erhalten Wartungsmanager einen präzisen, detaillierten Überblick über den aktuellen Status jedes einzelnen Fahrzeugs in ihrer Flotte.
Wartungsmanager können diese Informationen nutzen, um Trends zu erkennen, insbesondere wenn bestimmte Teile früher als erwartet ausfallen könnten. Anschließend können sie Reparaturen planen, um selbst kleine Probleme zu beheben – bevor diese zu größeren, komplexeren Problemen eskalieren.
J1939 und CalAmp
Das J1939-Protokoll erleichtert Flottenbesitzern die Echtzeitüberwachung ihrer Fahrzeuge und die Ferndiagnose mechanischer Fehler. Dies wiederum unterstützt Sie bei der Durchführung präventiver Wartungsarbeiten und verlängert die Lebensdauer Ihrer Flotte.
Mit CalAmp iOn, einer Cloud-basierten Lösung, die alle Ihre Flottendaten, einschließlich Anhänger- und Ladungsdaten, in einem benutzerfreundlichen Dashboard zusammenfasst, wird dies noch einfacher. Dadurch profitieren Sie von einer verbesserten Flottentransparenz und kürzeren Reaktionszeiten bei kritischen Problemen.
Um mehr über unser Flotten-Telematiksystem zu erfahren , kontaktieren Sie uns noch heute und fordern Sie eine Demo an.