Диагностика и чтение ошибок с VOLVO VIDA и DiCE. CAN-шина.. VOLVO S70, V70I, C70I, s60I, xc70I, xc90I, s80I
Всем привет! Сегодня я буду рассказывать о том, как и какие машины можно читать через OBDII-разъём при помощи вольвовского сканера DiCE, как его настроить, и использовать с ним VOLVO VIDA.
Тут, на этом сайте, я как-то писал про диагностику volvo при помощи ваговского кабеля и программы vol-fcr, а так же про диагностику при помощи ELM-327. Это касалось автомобилей середины-конца 90х годов (volvo 850, s/v/c70, 960, s90). Однако, начиная с 99 года, вольво начинает устанавливать в свои автомобили так называемую CAN-шину. Особенность этой шины в том, что это цифровая сеть, по которой между собой общаются все электронные блоки автомобиля, при этом с каждым годом количество этих электронных блоков росло. Надо отметить, что даже в моделях volvo 70й серии после 99 года уже ставились эти шины (двигатели этих volvo оборудованы печально известным электронным дросселем, а логотип на решетке радиатора стал синим а не черным).
Наличие этой шины в автомобиле достаточно сильно усложняет его ремонт, в плане замены вышедших из строя электронных блоков как на новые, так и на БУ блоки с разборки. Приведу следующий пример: если у вас на volvo 850 или, к примеру, v70 98 года начинал “глючить” блок АБС (правильно называть его BCM — brake control module), то вы могли либо пропаять его, либо заменить на БУ модуль с разоборки. При этом, вам было необходимо найти на разборке блок с таким же номером и просто заменить. Однако, на автомобилях с CAN-шиной такой номер может запросто не пройти, так как в блоках с одинаковым номером, внутри может быть зашита совсем разная программа, в зависимости от года выпуска машины и комплектации. Ведь в программе этих электронных блоков, учтено то, какие еще блоки установлены в машине, чтобы правильно держать с ними связь. Отмечу, что даже штатная магнитола начиная с платформы p2 (c 99 года) общается с автомобилем по CAN шине, и сигналы с кнопок на руле принимает по этой шине в цифровом формате. Таким образом, когда вы нажимаете на руле на кнопку громкости, это нажатие “слышат” все электронные блоки автомобиля, просто они его игнорируют, а магнитола — нет.
Исходя из вышесказанного, можно сделать выводы, что появление CAN-шины в автомобилях volvo хоть и принесло множество новых функций, но так же и сильно усложнило их обслуживание. Именно о диагностике, ремонте и замене электронных блоков автомобилей volvo с CAN-шиной далее и пойдет речь.
VOLVO DiCE и VIDA
Для чтений ошибок и обслуживания вольво с 99 года выпуска существует специальная программа. Называется она VIDA. Программа представляет собой специальный демон, работающий в фоновом режиме на вашем компьютере, при этом общение с программой происходит через веб-интерфейс, то есть через браузер. При этом, главное то, что корректно работает этот веб-интерфейс только в Internet Explorer 8 и выше, а сама VIDA устанавливается только на Windows XP pro или Windows 7pro или ultimate (32 или 64 бита). Программа несет в себе базу данных всех запчастей всех автомобилей с 99 года, инструкции по замене запчастей и обслуживанию, коды ошибок и всяческие программы диагностики и тестирования электронных блоков. Одним словом — это программа является единственной необходимой и незаменимой вещью для работы с вольво начиная с 99 года. Программа эту существует в полностью русифицированном варианте, естественно с “лекарством”. Я лично использую версию 2012A (на рутрекере — присутствует).
Для связи между автомобилем и VIDA необходимо специальный шнур-интерфейс. Называется он VOLVO DiCE. Оригинальный такой стоит в районе $300. Однако, существует китайская копия, которая стоит порядка 6000 рублей и при этом полностью копирует функционал оригинала (за исключением наличия bluetooth протокола и sd-карты). При установке VIDA на компьютер, драйвера для DiCE ставятся автоматически и при его подключении в диспетчере устройств он определяется как DiCE. В общем, никаких особенных сложностей при установки ВИДЫ на ПК нет, главное учесть, что ей нужно 2 гб оперативки, порядка 30 гигов свободного пространства на жестком диске и internet explorer 8+. Так же хочу заметить, что при подключении DiCE к ПК, при отсутствии на нем питания от OBDII разъема или от внешнего источника, интерфейс работать не будет, питания от usb ему недостаточно.
Установка VIDA и DiCE на apple macbook
Многие люди (например я) не имеют подходящего ноутбука c windows, а пользуются в повседневной жизни макбуком. Для решения задач с диагностикой машины я использовал виртуальную машину с виндой, однако, для корректной работы DiCE на макбуке подходит далеко не каждая виртуалка! Я долго мучился пока не понял в чем дело (с другими виртуалками я получал ошибку “не удалось запустить устройство” при подключении DiCE к компьютеру). Теперь я могу со 100% уверенностью сказать правильную конфигурая для маководов: это виртуальная машина VMware Fusion, операционка Windows 7 ultimate 32 бита, установленная в ней, и VOLVO VIDA 2012A. Подключаем DiCE к usb порту, “прокидываем” его в виртуалку — и все работает.
Диагностика при помощи VIDA и DiCE
Когда ВИДА установлена и запущена (в трее на ее значке присутствует зеленая стрелочка), включаем дайс в машину и usb порт. Далее запускаем на рабочем столе ссылку VIDA All-In-One или же открываем интернет эксплорер и вписываем в строке адреса localhost/Vida.
В появившемся окошке вписываем свой логин (обычно в ломанных версиях это “1”) и попадаем на основную страницу работы. Переходим на вкладку “профиль транспортного средства” и видим свой “коммуникационный инструмент” — DiCE-123456 (номер у всех свой). Жмем “читать транспортное средство”. При работе с ВИДОЙ постоянно будет появляться всплывающее окно, которое будет пытаться показать нам форму авторизации вольво-сайта, ее можно просто закрывать и всё. Когда связь с машиной состоялась, поля параметра автомобиля заполняются сами, но не все. Те поля, которые не заполнились сами при соединении с машиной, необходимо заполнить вручную (выбрать тип коробки передач, тип кузова) и нажать ОК. После этого наверху страницы станет активной для нажатия вкладка “диагностика”. Именно туда мы и направляемся.
Раздел “Диагностика”, а далее «поиск неисправностей» — это как раз то, ради чего всё и затевалось. Тут у нас перед глазами схематичный вид volvo сверху с расположенными на нем различными электронными блоками управления, связанные CAN-шиной. Ниже — список ошибок в памяти авто (многие из них могут быть давно устранены и не актуальны). Для считывания текущих ошибок необходимо в нижней части окна перейти в закладку “Поставка” (такой вот смешной официальный перевод VIDA). После перехода в эту вкладку мы увидим все ошибки, зафиксированные на данный момент. Среди них могут быть те, которые уже устранены (например, если вы снимали подушку SRS и уже поставили ее на место). Поэтому после ознакомления нажимаем “стереть все” и ждем, какие ошибки сотрутся, а какие останутся. Соответственно по тем ошибкам, которые остались, и начинаем работу. Замечу, что блоки на диаграмме бывают в основном 3х цветов: серый — блок отсутствует (типа его не было в вашей volvo, но в некоторых комплектациях он может быть), блок зеленый — ошибок нет, все окей, красный — блок имеет ошибки, отсутствует вовсе или не работает. При выборе ошибок, появляется подсказка, что эта ошибка за собой влечет и что может ее вызвать. Но, безусловно, намного больше информации по ошибке может дать интернет.
13.35 Цифровая шина данных CAN
На автомобиле применены несколько сетевых шин обмена данными CAN (Controller Area Network) между блоками (модулями) управления различных систем и контроллерами исполнительных устройств автомобиля.
Отдельные блоки управления объединены друг с другом в общую сеть и могут обмениваться данными.
Шина является двунаправленной, т.е. любое подключённое к ней устройство может принимать и передавать сообщения.
Сигнал с чувствительного элемента (датчика) поступает в ближайший блок управления, который обрабатывает его и передаёт на шину данных CAN.
Любой блок управления, подключённый к шине данных CAN, может считывать этот сигнал, вычислять на его основе значение управляющего воздействия и управлять исполнительным сервомеханизмом.
Обмен данными по шине CAN
B — Датчик 1
CAN — Шина данных
N — Блоки управления (контроллеры) I — V
При обычном кабельном соединении электрических и электронных устройств осуществляется прямое соединение каждого блока управления со всеми датчиками и исполнительными элементами, от которых он получает результаты измерений или которыми управляет.
Усложнение системы управления приводит к чрезмерной длине или многочисленности кабельных линий.
По сравнению со стандартной кабельной разводкой шина данных обеспечивает:
- Уменьшение количества кабелей. Провода от датчиков тянутся только к ближайшему блоку управления, который преобразует измеренные значения в пакет данных и передаёт его в шину CAN.
- Управлять исполнительным механизмом может любой блок управления, который по шине CAN получает соответствующий пакет данных, и на его основе рассчитывает значение управляющего воздействия на сервомеханизм.
- Улучшение электромагнитной совместимости.
- Уменьшение количества штекерных соединений и уменьшение количества контактных выводов на блоках управления.
- Снижение веса.
- Уменьшение количества датчиков, т.к. сигналы одного датчика (например, с датчика температуры охлаждающей жидкости) могут быть использованы различными системами.
- Улучшение возможностей диагностирования. Т.к. сигналы одного датчика (например, сигнал скорости) используются различными системами, то в случае, если сообщение о неисправности выдают все использующие данный сигнал системы, неисправным является, как правило, датчик или блок управления, обрабатывающий его сигналы. Если же сообщение о неисправности поступает только от одной системы, хотя данный сигнал используется и другими системами, то причина неисправности, чаще всего, заключена в обрабатывающем блоке управления или сервомеханизме.
- Высокая скорость передачи данных – возможна до 1Мбит/с при максимальной длине линии 40 м. В настоящее время на а/м скорость передачи данных составляет от 83 Кбит/с до 500 Кбит/с.
- Несколько сообщений могут поочерёдно передаваться по одной и той же линии.
Шина данных CAN состоит из двужильного провода, выполненного в виде витой пары. К этой линии подключены все устройства (блоки управления устройствами).
Передача данных осуществляется с дублированием по обоим проводам, причём логические уровни шины данных имеют зеркальное отображение (то есть, если по одному проводу передаётся уровень логического нуля, то по другому проводу передаётся уровень логической единицы, и наоборот).
Двухпроводная схема передачи используется по двум причинам: для выявления ошибок и как основа надёжности.
Если пик напряжения возникает только на одном проводе (например, вследствие проблем с ЭМС (электромагнитная совместимость)), то блоки-приёмники могут идентифицировать это как ошибку и проигнорировать этот пик напряжения.
Если же произойдёт короткое замыкание или обрыв одного из двух проводов шины данных CAN, то благодаря интегрированной программно-аппаратной системе надёжности произойдёт переключение в режим работы по однопроводной схеме. Повреждённая передающая линия использоваться не будет.
Порядок и формат передаваемых и принимаемых пользователями (абонентами) сообщений определён в протоколе обмена данными.
Существенным отличительным признаком шины данных CAN по сравнению с другими шинными системами, базирующимися на принципе абонентской адресации, является соотнесённая с сообщением адресация.
Это значит, что каждому сообщению по шине данных CAN присваивается его постоянный адрес (идентификатор), маркирующий содержание этого сообщения (например: температура охлаждающей жидкости). Протокол шины данных CAN допускает передачу до 2048 различных сообщений, причём адреса с 3 по 2048 являются постоянно закреплёнными.
Объём данных в одном сообщении по шине данных CAN составляет 8 байт.
Блок-приёмник обрабатывает только те сообщения (пакеты данных), которые сохранены в его списке принимаемых по шине данных CAN сообщений (контроль приемлемости).
Пакеты данных могут передаваться только в том случае, если шина данных CAN свободна (т.е., если после последнего пакета данных последовал интервал в 3 бита, и никакой из блоков управления не начинает передавать сообщение).
При этом логический уровень шины данных должен быть рецессивным (логическая «1»).
Если несколько блоков управления одновременно начинают передавать сообщения, то вступает в силу принцип приоритетности, согласно которому сообщение по шине данных CAN с наивысшим приоритетом будет передаваться первым без потери времени или битов (арбитраж запросов доступа к общей шине данных).
Каждый блок управления, утрачивающий право арбитража, автоматически переключается на приём и повторяет попытку отправить своё сообщение, как только шина данных CAN снова освободится.
Кроме пакетов данных существует также пакет запроса определённого сообщения по шине данных CAN.
В этом случае блок управления, который может предоставить запрашиваемый пакет данных, реагирует на данный запрос.
В обычном режиме передачи пакеты данных имеют следующие конфигурации блоков (фреймы):
• Data Frame (фрейм сообщения) для передачи сообщений по шине данных CAN (например: температура охлаждающей жидкости).
• Remote Frame (фрейм запроса) для запроса сообщений по шине данных CAN от другого блока управления.
• Error Frame (фрейм ошибки) все подключённые блоки управления уведомляются о том, что возникла ошибка и последнее сообщение по шине данных CAN является недействительным.
Протокол шины данных CAN поддерживает два различных формата фреймов сообщения по шине данных CAN, которые различаются только по длине идентификатора:
- стандартный формат;
- расширенный формат.
В настоящее время используется стандартный формат.
Пакет данных для передачи сообщений по шине данных CAN состоит из семи последовательных полей:
• Start of Frame (стартовый бит): Маркирует начало сообщения и синхронизирует все модули.
• Arbitration Field (идентификатор и запрос): Это поле состоит из идентификатора (адреса) в 11 бит и 1 контрольного бита (Remote Transmission Request-Bit). Этот контрольный бит маркирует пакет как Data Frame (фрейм сообщения) или как Remote Frame (фрейм запроса) без байтов данных.
• Control Field (управляющие биты): Поле управления (6 бит) содержит IDE-бит (Identifier Extension Bit) для распознавания стандартного и расширенного формата, резервный бит для последующих расширений и — в последних 4 битах — количество байтов данных, заложенных в Data Field (поле данных).
• Data Field (данные): Поле данных может содержать от 0 до 8 байт данных. Сообщение по шине данных CAN длиной 0 байт используется для синхронизации распределённых процессов.
• CRC Field (контрольное поле): Поле CRC (Cyclic-Redundancy-Check Field) содержит 16 бит и служит для контрольного распознавания ошибок при передаче.
• ACK Field (подтверждение приёма): Поле ACK (Acknowledgement Field) содержит сигнал подтверждения приёма всех блоков-приёмников, получивших сообщение по шине CAN без ошибок.
• End of Frame (конец фрейма): Маркирует конец пакета данных.
• Intermission (интервал): Интервал между двумя пакетами данных. Интервал должен составлять не менее 3 битов. После этого любой блок управления может передавать следующий пакет данных.
• IDLE (режим покоя): Если ни один блок управления не передаёт сообщений, то шина CAN остаётся в режиме покоя до передачи следующего пакета данных.
Для обработки данных в режиме реального времени должна быть обеспечена возможность их быстрой передачи.
Это предполагает не только наличие линии с высокой физической скоростью передачи данных, но и требует также оперативного предоставления доступа к общей шине CAN, если нескольким блокам управления необходимо одновременно передать сообщения.
С целью разграничения передаваемых по шине данных CAN сообщений по степени срочности, для отдельных сообщений предусмотрены различные приоритеты.
Угол опережения зажигания, например, имеет высший приоритет, значения пробуксовки — средний, а температура наружного воздуха — низший приоритет.
Приоритет, с которым сообщение передаётся по шине CAN, определяется идентификатором (адресом) соответствующего сообщения.
Идентификатор, соответствующий меньшему двоичному числу, имеет более высокий приоритет, и наоборот.
Протокол шины данных CAN основывается на двух логических состояниях: Биты являются или «рецессивными» (логическая «1»), или «доминантными» (логический «0»). Если доминантный бит передаётся как минимум одним модулем, то рецессивные биты, передаваемые другими модулями, перезаписываются.
Если несколько блоков управления одновременно начинают передачу данных, то конфликт доступа к общей шине данных разрешается посредством «побитового арбитража запросов общего ресурса» с помощью соответствующих идентификаторов.
При передаче поля идентификатора блок-передатчик после каждого бита проверяет, обладает ли он ещё правом передачи, или уже другой блок управления передаёт по шине данных CAN сообщение с более высоким приоритетом.
Если передаваемый первым блоком-передатчиком рецессивный бит перезаписывается доминантным битом другого блока-передатчика, то первый блок-передатчик теряет своё право передачи (арбитраж) и становится блоком-приёмником.
Первый блок управления (N I) утрачивает арбитраж с 3-го бита.
Третий блок управления (N III) утрачивает арбитраж с 7-го бита.
Второй блок управления (N II) сохраняет право доступа к шине данных CAN и может передавать своё сообщение.
Другие блоки управления попытаются передать свои сообщения по шине данных CAN только после того, как она снова освободится. При этом право передачи опять будет предоставляться в соответствии с приоритетностью сообщения по шине данных CAN.
Помехи могут приводить к ошибкам в передаче данных. Такие, возникающие при передаче, ошибки следует распознавать и устранять. Протокол шины данных CAN различает два уровня распознавания ошибок:
- механизмы на уровне Data Frame (фрейм сообщения);
- механизмы на уровне битов.
Механизмы на уровне Data Frame
На основе передаваемого по шине данных CAN сообщения блок-передатчик рассчитывает контрольные биты, которые передаются вместе с пакетом данных в поле «CRC Field» (контрольные суммы). Блок-приёмник заново вычисляет эти контрольные биты на основе принятого по шине данных CAN сообщения и сравнивает их с контрольными битами, полученными вместе с этим сообщением.
Этот механизм проверяет структуру передаваемого блока (фрейма), то есть перепроверяются битовые поля с заданным фиксированным форматом и длина фрейма.
Распознанные функцией Frame Check ошибки маркируются как ошибки формата.
Механизмы на уровне битов
Каждый модуль при передаче сообщения отслеживает логический уровень шины данных CAN и определяет при этом различия между переданным и принятым битом. Благодаря этому обеспечивается надёжное распознавание глобальных и возникающих в блоке-передатчике локальных ошибок по битам.
В каждом пакете данных между полем «Start of Frame» и концом поля «CRC Field» должно быть не более 5 следующих друг за другом битов с одинаковой полярностью.
После каждой последовательности из 5 одинаковых битов блок-передатчик добавляет в поток битов один бит с противоположной полярностью.
Блоки-приёмники удаляют эти биты после приёма сообщения по шине данных CAN.
Если какой-либо модуль шины данных CAN распознаёт ошибку, то он прерывает текущий процесс передачи данных, отправляя сообщение об ошибке. Сообщение об ошибке состоит из 6 доминантных битов.
Благодаря сообщению об ошибке все подключённые к шине данных CAN блоки управления оповещаются о возникшей локальной ошибке и соответственно игнорируют переданное до этого сообщение.
После короткой паузы все блоки управления снова смогут передавать сообщения по шине данных CAN, причём первым опять будет отправлено сообщение с наивысшим приоритетом.
Блок управления, чьё сообщение по шине данных CAN обусловило возникновение ошибки, также начинает повторную передачу своего сообщения (функция Automatic Repeat Request).
Для разных областей управления применяются различные шины CAN. Они отличаются друг от друга скоростью передачи данных.
Скорость передачи по шине данных CAN области «двигатель и ходовая часть» (CAN-C) составляет 125 Кбит/с, а шина данных CAN «Салон» (CAN-B) вследствие меньшего количества особо срочных сообщений рассчитана на скорость передачи данных только 83 Кбит/с.
Обмен данными между двумя шинными системами осуществляется через так называемые «межсетевые шлюзы», т.е. блоки управления, подключённые к обеим шинам данных.
Оптоволоконная шина D2B (Digital Daten-Bus) данных применена для области «Аудио/коммуникации/навигация». Оптоволоконный кабель может передавать существенно больший объём информации, чем шина с медным кабелем.
Источник