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Der CAN-Bus im Volvo
Um Kabelbäume unter anderem in Fahrzeugen zu vereinfachen entwickelte Bosch im Jahre 1983 das Controller Area Network. Seit dem Jahr 2000 findet dieses System in vielen Fahrzeugen Anwendung (bei Volvo ab V70II S80 S60 XC70 XC90).
Grundprinzip ist, dass der gesamte Datenaustausch auf zwei Leitungen stattfindet. Diese werden um Reflexionen an beiden Enden zu vermeiden jeweils mit einem 120 Ohm Widerstand terminiert. Die Signalübertragung erfolgt differenziell mit einer Spannungsdifferenz von 2V zwischen CAN-H und CAN-L. Da im KFZ die Datenleitung vielen Störfeldern ausgesetzt ist werden beide Kabel miteinander verdrillt ,damit beide Leitungen den Störungen gleichermaßen ausgesetzt sind und eine Spannungsdifferenz von 2V erhalten bleibt.
Link zur Grafik
Bei einem dominanten Zustand (logisch 0) liegen beide Leitung auf einer Spannung von 2,5 volt. Im rezessiven Zustand (logisch 1) wird die Spannung der Leitung CAN-H(igh) um 1V auf 3,5V angehoben und die Spannung auf der Leitung CAN-L(ow) um 1V auf 1,5V abgesenkt.
Link zur Grafik
Alle im Netzwerk befindlichen Geräte können auf dieser Leitung mithören und abwechselnd senden. Damit sichergestellt wird, dass immer nur ein einzelnes Gerät sendet ist das Übertragungsverfahren streng definiert. Eine Darstellung aller Mechanismen würden den Inhalt des Forums jedoch sprengen, somit ist es an dieser Stelle sinnvoll die wesentlichen Spezifikationen zu erläutern.
Ein Gerät muss immer auf eine Lücke warten, bis es anfangen darf, Daten in das Netzwerk zu senden. Gleichzeitig muss das sendende Gerät im Netzwerk mithören und vergleichen ob jeder einzelne Spannungszustand erfolgreich in das Netzwerk übertragen wird. Da bei einer 1 der Pegel als hoch und einer 0 der Pegel als tief definiert ist, kommt es dazu, dass wenn zwei Geräte gleichzeitig senden, das Gerät mit dem dominanten Bit das Netzwerk auf Null zieht und somit den rezessiven Zustand überschreibt. Weil jedes Gerät die zu sendende Meldung mit dem Zustand des Netzwerkes vergleicht, stellt das Gerät, welches zum eigentlichen Zeitpunkt eine 1 gesendet hat einen Fehler fest und stoppt die eigene Sendung. Infolgedessen haben Meldungen mit einer vorausgehenden 0 eine höhere Priorität als Meldungen mit einer vorausgehenden 1.
Zur Identifikation besteht jede gesendete Meldung aus einer ID und einem Datensatz.
Zum Beispiel die Meldung welche vom Lenkradmodul gesendet wird, um den Zustand des Blinker- und Wischerhebels wiederzugeben:
ID: 0111300A Daten: C0 00 00 27 80 8E 00 C0
Da Volvo den erweiterten J1939-CAN-Frame nutzt besteht die ID aus 4 Bytes “01 11 30 0A” welche einerseits die Priorität der Meldung festlegen und andererseits der Identifikation dienen. Jede ID in einem Netzwerk darf nur einmal vergeben sein. Die ID hat den Nutzen für andere Geräte, dass diese dadurch selektieren können, welche Informationen für sie wichtig sein können. Das Radio beispielsweise achtet auf IDs, welche vom CEM kommen und die Geschwindigkeit und Beleuchtungseinstellung enthalten, wie auch auf IDs welche vom Lenkradmodul kommen und eine Änderung der Lenkradtasten enthalten.
Ein Gerät darf auch über mehrere IDs verfügen, da es auch verschiedene Informationen versenden kann.
Die ID bei Volvo wird gefolgt von einem 8 Byte Datensatz “C0 00 00 27 80 8E 00 C0” in diesem sind die Informationen enthalten, welche das Gerät dem Netzwerk mitteilt.
In Beispiel des Lenkradmoduls codiert die 5te Stelle (Byte 4) für:
5te Stelle:
80: Nichts gedrückt
84: Blinkhebel in rechter Stellung
88: Blinkhebel in linker Stellung
C0: Resettaste am Blinkhebel wird betätigt (Boardcomputerversion)
A0: Read Taste am Blinkhebel wird betätigt
Die 6te Stelle "8E" gibt an, dass der Wischerhebel in 0 Stellung ist.
Die Gesamte Meldung wird etwa alle 15ms in das Datennetzwerk gesendet (nach Priorität häufiger oder seltener), damit jegliche Geräte über den Zustand Bescheid wissen und entsprechend reagieren können. Erhält das CCM die Meldung 84 aktiviert es das Relais für den Blinker der rechten Seite.
Link zum Datendiagramm
Im Datendiagramm ist zu erkennen, dass die gesamte Meldung (als Frame bezeichnet) aus mehr als der ID und dem Datensatz besteht. Es sind noch einige Zusätze nötig, damit eine Meldung erfolgreich übertragen werden kann, diese sind aber bei alleiniger Betrachtung der Meldungen hier nicht von Bedeutung und werden in der realen Anwendung von Controllern automatisch errechnet und durchgeführt.
Kommt es trotz aller Mechanismen dazu, dass ein Fehler auftritt, weil beispielsweise eine ID doppelt im Netzwerk auftritt, unterbricht das Gerät mit gleicher ID die Sendung sofortig und versucht zu einem weiteren Zeitpunkt seine Meldung in das Netzwerk zu senden. Kommt es weiterhin hintereinander zum selbigen Fehler, klinkt sich das Gerät für eine vergleichsweise längere Zeit (ca. 10s) aus dem Netzwerk aus und versucht den Datentransfer erneut. Dies kann jedoch gravierend sein, wenn beispielsweise für etwa 10s der Blinker nicht mehr funktioniert.
Im Volvo gibt es zwei verschiedene CAN-Netzwerke:
Link zur Grafik
Das Motor High-Speed CAN mit einer Datenrate von 250kb/s und das Comfort-Low-Speed-CAN mit einer Datenrate von 125kb/s. Beide Netzwerke laufen voneinander unabhängig, das CEM ist das einzige Gerät welches in Kontakt mit beiden Netzwerken steht und somit Daten zwischen diesen austauschen kann wie beispielsweise die Drehzahl.
Volvo hat die Codierung jeglicher Daten in jedem Baujahr geändert, was zur Folge hat, das sich Geräte aus unterschiedlichen Baujahren nicht über den CAN-Bus unterhalten können, das sie ihre Meldungen nicht mehr verstehen.
Dazu ein Beispiel für die Datenwörter, welche unter anderem für die Tasten des Lenkrades zuständig sind:
Fahrzeug aus 2001
ID: 00200066 Daten: C0 00 00 01 1F 40 40 7F
Fahrzeug aus 2002:
ID: 0261300A Daten: 80 00 00 27 80 C2 00 CF
Beide Meldungen erfüllen genau die gleiche Funktion, können aber nicht von Geräten aus anderen Baujahren interpretiert werden.
Durch diese Zusammenhänge lassen sich nicht nur Funktionen im Fahrzeug ergründen sondern auch Erweiterungen wie die eines CAN-Extenders aufbauen. Durch ein einfaches Senden einer Meldung in dieses Netzwerk lässt sich somit etwa eine Coming-Home Funktion mit zusätzlich aktivierten Nebelscheinwerfen realisieren oder es können Tastendrücke oder Fahrzeugdaten jeglicher Art erfasst werden.
Beste Antwort im Thema
Um Kabelbäume unter anderem in Fahrzeugen zu vereinfachen entwickelte Bosch im Jahre 1983 das Controller Area Network. Seit dem Jahr 2000 findet dieses System in vielen Fahrzeugen Anwendung (bei Volvo ab V70II S80 S60 XC70 XC90).
Grundprinzip ist, dass der gesamte Datenaustausch auf zwei Leitungen stattfindet. Diese werden um Reflexionen an beiden Enden zu vermeiden jeweils mit einem 120 Ohm Widerstand terminiert. Die Signalübertragung erfolgt differenziell mit einer Spannungsdifferenz von 2V zwischen CAN-H und CAN-L. Da im KFZ die Datenleitung vielen Störfeldern ausgesetzt ist werden beide Kabel miteinander verdrillt ,damit beide Leitungen den Störungen gleichermaßen ausgesetzt sind und eine Spannungsdifferenz von 2V erhalten bleibt.
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Bei einem dominanten Zustand (logisch 0) liegen beide Leitung auf einer Spannung von 2,5 volt. Im rezessiven Zustand (logisch 1) wird die Spannung der Leitung CAN-H(igh) um 1V auf 3,5V angehoben und die Spannung auf der Leitung CAN-L(ow) um 1V auf 1,5V abgesenkt.
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Alle im Netzwerk befindlichen Geräte können auf dieser Leitung mithören und abwechselnd senden. Damit sichergestellt wird, dass immer nur ein einzelnes Gerät sendet ist das Übertragungsverfahren streng definiert. Eine Darstellung aller Mechanismen würden den Inhalt des Forums jedoch sprengen, somit ist es an dieser Stelle sinnvoll die wesentlichen Spezifikationen zu erläutern.
Ein Gerät muss immer auf eine Lücke warten, bis es anfangen darf, Daten in das Netzwerk zu senden. Gleichzeitig muss das sendende Gerät im Netzwerk mithören und vergleichen ob jeder einzelne Spannungszustand erfolgreich in das Netzwerk übertragen wird. Da bei einer 1 der Pegel als hoch und einer 0 der Pegel als tief definiert ist, kommt es dazu, dass wenn zwei Geräte gleichzeitig senden, das Gerät mit dem dominanten Bit das Netzwerk auf Null zieht und somit den rezessiven Zustand überschreibt. Weil jedes Gerät die zu sendende Meldung mit dem Zustand des Netzwerkes vergleicht, stellt das Gerät, welches zum eigentlichen Zeitpunkt eine 1 gesendet hat einen Fehler fest und stoppt die eigene Sendung. Infolgedessen haben Meldungen mit einer vorausgehenden 0 eine höhere Priorität als Meldungen mit einer vorausgehenden 1.
Zur Identifikation besteht jede gesendete Meldung aus einer ID und einem Datensatz.
Zum Beispiel die Meldung welche vom Lenkradmodul gesendet wird, um den Zustand des Blinker- und Wischerhebels wiederzugeben:
ID: 0111300A Daten: C0 00 00 27 80 8E 00 C0
Da Volvo den erweiterten J1939-CAN-Frame nutzt besteht die ID aus 4 Bytes “01 11 30 0A” welche einerseits die Priorität der Meldung festlegen und andererseits der Identifikation dienen. Jede ID in einem Netzwerk darf nur einmal vergeben sein. Die ID hat den Nutzen für andere Geräte, dass diese dadurch selektieren können, welche Informationen für sie wichtig sein können. Das Radio beispielsweise achtet auf IDs, welche vom CEM kommen und die Geschwindigkeit und Beleuchtungseinstellung enthalten, wie auch auf IDs welche vom Lenkradmodul kommen und eine Änderung der Lenkradtasten enthalten.
Ein Gerät darf auch über mehrere IDs verfügen, da es auch verschiedene Informationen versenden kann.
Die ID bei Volvo wird gefolgt von einem 8 Byte Datensatz “C0 00 00 27 80 8E 00 C0” in diesem sind die Informationen enthalten, welche das Gerät dem Netzwerk mitteilt.
In Beispiel des Lenkradmoduls codiert die 5te Stelle (Byte 4) für:
5te Stelle:
80: Nichts gedrückt
84: Blinkhebel in rechter Stellung
88: Blinkhebel in linker Stellung
C0: Resettaste am Blinkhebel wird betätigt (Boardcomputerversion)
A0: Read Taste am Blinkhebel wird betätigt
Die 6te Stelle "8E" gibt an, dass der Wischerhebel in 0 Stellung ist.
Die Gesamte Meldung wird etwa alle 15ms in das Datennetzwerk gesendet (nach Priorität häufiger oder seltener), damit jegliche Geräte über den Zustand Bescheid wissen und entsprechend reagieren können. Erhält das CCM die Meldung 84 aktiviert es das Relais für den Blinker der rechten Seite.
Link zum Datendiagramm
Im Datendiagramm ist zu erkennen, dass die gesamte Meldung (als Frame bezeichnet) aus mehr als der ID und dem Datensatz besteht. Es sind noch einige Zusätze nötig, damit eine Meldung erfolgreich übertragen werden kann, diese sind aber bei alleiniger Betrachtung der Meldungen hier nicht von Bedeutung und werden in der realen Anwendung von Controllern automatisch errechnet und durchgeführt.
Kommt es trotz aller Mechanismen dazu, dass ein Fehler auftritt, weil beispielsweise eine ID doppelt im Netzwerk auftritt, unterbricht das Gerät mit gleicher ID die Sendung sofortig und versucht zu einem weiteren Zeitpunkt seine Meldung in das Netzwerk zu senden. Kommt es weiterhin hintereinander zum selbigen Fehler, klinkt sich das Gerät für eine vergleichsweise längere Zeit (ca. 10s) aus dem Netzwerk aus und versucht den Datentransfer erneut. Dies kann jedoch gravierend sein, wenn beispielsweise für etwa 10s der Blinker nicht mehr funktioniert.
Im Volvo gibt es zwei verschiedene CAN-Netzwerke:
Link zur Grafik
Das Motor High-Speed CAN mit einer Datenrate von 250kb/s und das Comfort-Low-Speed-CAN mit einer Datenrate von 125kb/s. Beide Netzwerke laufen voneinander unabhängig, das CEM ist das einzige Gerät welches in Kontakt mit beiden Netzwerken steht und somit Daten zwischen diesen austauschen kann wie beispielsweise die Drehzahl.
Volvo hat die Codierung jeglicher Daten in jedem Baujahr geändert, was zur Folge hat, das sich Geräte aus unterschiedlichen Baujahren nicht über den CAN-Bus unterhalten können, das sie ihre Meldungen nicht mehr verstehen.
Dazu ein Beispiel für die Datenwörter, welche unter anderem für die Tasten des Lenkrades zuständig sind:
Fahrzeug aus 2001
ID: 00200066 Daten: C0 00 00 01 1F 40 40 7F
Fahrzeug aus 2002:
ID: 0261300A Daten: 80 00 00 27 80 C2 00 CF
Beide Meldungen erfüllen genau die gleiche Funktion, können aber nicht von Geräten aus anderen Baujahren interpretiert werden.
Durch diese Zusammenhänge lassen sich nicht nur Funktionen im Fahrzeug ergründen sondern auch Erweiterungen wie die eines CAN-Extenders aufbauen. Durch ein einfaches Senden einer Meldung in dieses Netzwerk lässt sich somit etwa eine Coming-Home Funktion mit zusätzlich aktivierten Nebelscheinwerfen realisieren oder es können Tastendrücke oder Fahrzeugdaten jeglicher Art erfasst werden.
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277 Antworten
Würde den Arduino mit dem CAN BUS Shield nehmen, dann ist das alles schnell gelöst. Programmierung ändern? Du könntest dein CEM auslesen, den Code versuchen zu verstehen, ist eine MC68376 CPU, ähnlich der 68000 vom Commodore, wenn du es schaffst da einen Comfortblinker hinzuzufügen....
Ich hab euren Thread nun 2 mal gelesen, verstehe aber nicht wirklich wie man was machen muss und was ich genau brauch. VCDS codieren kann ich, hab ich auch schon mehrfach gemacht. Aber irgendwie ist mir das zu umständlich, fände es aber geil zu haben... könnte mir da vlt einer helfen ...
Hey Leute.
Funktioniert euer Programm auch einfach mal nicht mehr?
Arduino und das Shild haben Strom und es leuchten auch beiden.
Ich komme da erst nächste Woche zu den Laptop an zu schließen.
Mal sehen was dabei raus kommt.
Kurzes update von meiner Seite. Ich bin inzwischen auf den CANBusTriple umgestiegen: https://www.canb.us/
Wirklich schön gemachtes Teil, hübsche logging Software und vorallem saubere Firmware basierend auf dem Arduino IDE um ganz einfach CAN messages zu lesen und zu schreiben.
Aber das Beste, durch die drei CAN interfaces kann ich jetzt mit beiden Bus in meinem C70 gleichzeitig kommunizieren! Somit ist das Werk vollbracht, der Dämmerungssensor schaltet das LED Tagfahrlicht (anstelle der Nebler) ein und aus! ;-)
Hy,
soll das heißen du kannst im CAN Bus hiermit alles ändern wie du möchtest ?
L.G. P12
Nein, machbar ist damit nur was bisher in dem thread beschrieben wurde, aber halt auf mehreren Bus gleichzeitig. Messages lesen, messages rausschicken. D.h. grundsätzlich alles was über die Diagnose in VIDA möglich ist.
Hy
kannst du da auch eine Komfortfunktion programmieren ?Die ist das einzige was mich echt interessieren würde.
By
Ja das sollte kein Problem sein. Du musst halt einfach die messages des Blinkerhebels und fürs Auslösen des Blinkers wissen.
Hi Leute, mir wurden vor ein paar Tagen drei Felgenschrauben von meinem XC60 gestohlen. Nun besorge ich mir Felgenschlösser. Ich möchte aber auch recht kostengünstig eine Alarmanlage nachrüsten. Da lese ich immer wieder etwas von Can-Bus-Alarmanlagen. Wie aufwändig sind diese einzubauen?
Gruß aus Berlin
Sumamale
HY,
da in D das zur Zeit modern ist - zeig das mit den Muttern bei der Polizei an!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Zitat:
@sumamale schrieb am 16. November 2015 um 12:50:19 Uhr:
Hi Leute, mir wurden vor ein paar Tagen drei Felgenschrauben von meinem XC60 gestohlen. Nun besorge ich mir Felgenschlösser. Ich möchte aber auch recht kostengünstig eine Alarmanlage nachrüsten. Da lese ich immer wieder etwas von Can-Bus-Alarmanlagen. Wie aufwändig sind diese einzubauen?
Gruß aus Berlin
Sumamale
Hi, ich weiß nicht, in wie weit das hier bekannt ist. Ich teile den Link deswegen mal eben hier in der CAN-Bus Diskussion.
Wenn ihr damit nix anfangen könnt, bitte einfach überlesen ;-)
Source Code:
https://github.com/festlv/carpc/tree/master/avr-firmware/src
Blog:
http://wot.lv/category/rpi-carpc.html
Was ist das:
Reinis hat einen Car-PC gebaut (bzw. vor einer Weile mal sowas angefangen) und ein CAN-Bus Interface mit einem Arduino (ATMega328) implementiert. Gesteuert wird sein Interface via I2C (vermutlich von seinem Raspberry Pi).
Sein Can-BUS Adapter ist nicht extrem schlau, dürfe vom Code her für Programmierer aber leicht zu Verstehen sein; und dementsprechend einfach zu erweitern.
Auf dem RPi läuft ein Navi, und er sendet die Lenkrad Tasten damit an das Linux.
Board Schematics liegen auch irgendwo im Github.
OT/Wieso ich mich gerade damit beschäftige: Ich hab mein MELBUS Arduino Projekt neu angefangen, da ich gerne Low-Cost Bluetooth und Multimedia hätte. Ich dachte, Reinis hätte das schon gemacht, aber dann gesehen, dass er die CAN Bus Route gegangen. Dazu poste ich aber nochmal extra, sobald die Hardware da ist und die Software einen vorzeigbaren Stand hat (wird alles Open Source). Interessierte erhalten den GitHub Link vorab per PN :P
Bekommst du ein Navi Signal (also Tonsignal des Navis) über den Melbus gesendet?
Das mit den Lenkradtasten ist an sich das aller kleinste Problem.
Also soweit ich das gesehen habe, kann man einfach ein Stereo Line Signal auf die entsprechenden PINs des MELBUS Anschluss legen, sobald das eigene Geraet vom HU aktiviert wurde. Ich bin bisher aber nur an der Theorie, d.h. mein Source ist derzeit nur der Braindump fuer einen MELBUS Protokoll Parser (deswegen hatte ich auch noch keinen Link gepostet). Da ich meinen Arduino vor einer Weile verschenkt habe, musste ich mir am WE erst mal einen neuen Bestellen.
Vielleicht bin ich an der Stelle zu naiv und muss noch mehr Elektronik als ein AUX Signal an/aus Relay bauen.
Ich schreib an der Stelle einfach mal was mehr ;-)
Der Plan war jedenfalls: Y Kabel zwischen HU 603 und RTI Melbus, so wie es auch iMiv & co machen. Der Arduino bekommt dann sein eigenes 13 8 Pin ISO Kabel und geht da drauf (Hardware weiss ich schon, Interrupt Handling bin ich mir nicht 100% sicher). Audio erstmal nur auf eine 3.5mm Buchse, die dann per Relay vom Arduino geschaltet wird.
Der Arduino Micro Pro (ATMega32U4) kommt heute oder morgen, aber weil ich fuer eine Vorlesung noch einen C Compiler bauen muss, steht Coden fuer das Projekt hinten an. Vermutlich wird es Samstag, bis ich mir alles zusammen loete und etwas ans Auto haengen kann.
Target Milestone ist derzeit jedenfalls das Implementieren eines Sniffers, um zu pruefen, dass ich das Protokoll so weit richtig verstanden habe. Danach kommt dann erstmal eine reine AUX Box, die die Tasteneingaben zwar bestaetigt, sonst aber ignoriert. Damit koennte ich dann erstmal meine Bluetooth FSE mit 3.5mm Klinken Ausgang nutzen.
Jedenfalls sobald das alles tut, muss ich mal weiter schauen, was dann kommt.
Ich wuerde gerne Text an das HU senden (erstmal "Bluetooth" bei einfachem A2DP), hab aber dazu nichts gefunden (ausser, dass es irgendwie funktionieren muss).
So halb OT: Das Thema hier ist ja CAN, ist es okay wenn wir hier MELBUS Kram reden, oder sollte das eher in einen neuen Thread?
Edit: Ich hab mir Reinis Code nochmal angesehen. Im master Branch hat er kein MELBUS, im send-test Branch allerdings schon!
Hallo, habe ich sofort getan. Wenn die wenigstens das Rad abmontiert hätten, dann hätte ich nicht mehr damit fahren können! Aber so, das ist doch gemeingefährlich. Habe erst einmal einen Satz Felgenschlösser anmontiert.
Beste Grüße aus Berlin
Sumamale
Zitat:
@Premium12 schrieb am 16. November 2015 um 18:37:40 Uhr:
HY,
da in D das zur Zeit modern ist - zeig das mit den Muttern bei der Polizei an!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Zitat:
@Premium12 schrieb am 16. November 2015 um 18:37:40 Uhr:
Zitat:
@sumamale schrieb am 16. November 2015 um 12:50:19 Uhr:
Hi Leute, mir wurden vor ein paar Tagen drei Felgenschrauben von meinem XC60 gestohlen. Nun besorge ich mir Felgenschlösser. Ich möchte aber auch recht kostengünstig eine Alarmanlage nachrüsten. Da lese ich immer wieder etwas von Can-Bus-Alarmanlagen. Wie aufwändig sind diese einzubauen?
Gruß aus Berlin
Sumamale
Ja, das Radio kommuniziert über eine Art SPI mit den anderen Teilnehmen. Ein Taktsignal, und je Datensignal zum Senden und Empfangen. Sobald eines der Geräte aktiviert wird, schaltet das Radio das Audiosignal (Links, Rechts, Masse) durch. Es kann immer nur ein Teilnehmer aktiv sein und die anderen müssen stumm sein.
Der Code von Reinis zum Melbus kommt nicht von ihm selbst, sondern es wurde lediglich fremder Code für den Arduino übersetzt. Hab mir das damals mal angesehen, denke auch heute läuft der Melbus Code für den Arduino nicht.
Den Melbus Code hat mal jemand zur Verfügung gestellt. Aber als er sich dann doch dazu entschieden hat, sein Projekt kommerziell zu vermarkten, hat er diesen Code, welcher auf einem Atmeaga16 läuft wieder aus dem Netz genommen. Ansich läuft der C AVR Studio Code auf dem Atmega super.
Der Text auf dem Radio ist nur möglich, wenn man ein neueres Radio hat, welches auch SAT unterstützt, die X03er tun das soweit ich weiß nicht. Mich interessiert noch das Navi Signal, welches eine weitere Tonleitung zum Radio (mono) aktiviert und das Radio selber stumm schaltet...