你会读故障码吗？

  汽车自诊断的发展

      回顾汽车自诊断的发展历史，我们不难想象，在设计最初的车载诊断（OBD）系统时，负责开发的团队不可能预测汽车技术的未来变化。过去20年，随着汽车技术的不断发展，对汽车自诊断的要求越来越高，也使汽车自诊断的感知能力、运算能力和储存能力今非昔比。

      我们现在认为理所当然的车载诊断系统是在20世纪60年代后期开发出来的。记得那时是“触发码”，借助LED一闪一闪地读取故障码（DTC），然后再查找手册，方可得到故障码的定义。那时的车辆自诊断系统处于发展初级阶段，没有标准化，各个主机厂的诊断接口都不一样。当时，深圳三源科技开发的读取故障码的仪器，叫作电眼睛。元征科技公司推出了通用版的解码器，诊断接头有17个。

      随着时间的推移，OBD慢慢被规范和标准化。加利福尼亚的空气污染问题是推动OBD标准化的动力。1991年，OBDI诞生了，自那以后，OBD发生了数次演变，1996年美国要求在美国销售的所有车辆必须采用符合OBDII的自诊断系统。这时候，对诊断接口，诊断设备通讯的物理层、链路层和应用层，通用故障码定义等都有了规范。    OBDII创建了我们熟悉的标准化诊断故障码。它规定了16针诊断连接器的尺寸及其管脚定义、电气指标和通讯协议（图1）。2008年，所有美国制造的车辆上OBDII通讯强制采用CAN通讯（图2）。国内生产的电动汽车有些符合这个管脚定义。

图1 16针诊断连接器

图2 OBDII强制采取CAN通讯

故障码的由来

      现如今，普通车辆有大量的主系统、子系统、控件、组件和功能件，这些部件一旦失效或发生故障，连接解码器并读取故障码通常是许多技术人员执行的第一个诊断步骤。

      但是，我们读取到的到底是什么？有很多维修技术人员是不清楚的。简单来说，故障码是汽车控制模块按照设置好的算法计算出的结果。如今，车辆上的大多数控制模块，甚至是控制芯片都有监控和测试的电路，监控控制单元的电源、通讯线路、输入和输出信号。监控的范围主要是电路的完整性、执行器是否卡滞、电信号的合理性等。

      诊断测试可以包括但不限于测试特定电路的开路或高电阻、电压短路、接地短路或信号性能。一个模块可以执行的测试列表很长，这些只是几个例子。如果模块执行的测试结果检测到异常，它可能会设置故障码，或者在设置故障码之前等待并执行更多测试。模块在看到失败的测试后会做什么？是报警，还是限制功率和进入跛行模式，这将因制造商和设置故障码测试的系统而异。

五字符故障码

      最初的OBDII故障码标准规定，每个DTC将由一串5个字符组成，并且所有通用故障码均由OBDII和欧洲车载诊断（EOBDII）法规规定的标准定义。DTC字符串的规定如下。

1．第一个字符的含义

      每个DTC将包含一个字母，显示为DTC的第一个字符，以指示故障发生在4个主要车辆诊断区域中的哪一个。

    p—动力总成（发动机和变速器）；

    B—车身（包括空调和安全气囊）；

    C—底盘（包括ABS）；

    U—网络通信（接线总线）。

2．第二个字符的含义

      序列中的第二个字符0或1表示DTC是通用的还是主机厂自定义的。注意：对应汽车4个主要诊断区域中的每一个，第二个字符将具有不同的含义。

3．第三个字符的含义

      序列中的第三个字符是数字或者字母，如果故障码涉及发动机、变速器或混合动力控制系统，并且DTC序列以 “P”开始，则第三个字符将指向引起关注的子系统。

    1——燃油和空气计量；

    2——燃油和空气喷射器电路；

    3——点火或失火；

    4——辅助排放控制；

    5——车速和怠速控制；

    6——计算机和输出控制；

    7、8——传输；

    9、0——SAE保留；

    A、B或C——混合动力。

4．第四、第五个字符的含义

      DTC中的第四和第五个字符代表故障组件或系统故障类型的具体描述。这些字符用数字编号，显示为“00”、“01”等。主机厂一般不公布其含义，只给出具体故障码的故障定义。注意这里故障分类的层级只能到子系统，但子系统是一个很大的范围。

图3 五字符故障码释义举例

5．应用举例

      例如，P0131是用于通用雪佛兰Impala、2015年3.6 V6 GM发动机氧传感器电路电压低的故障码。

      我们可以通过DTC序列中的字符看到，第一个字符是动力总成码“P”。第二个字符是“0”，表示通用代码。第三个字符是“1”，表示所涉及的系统是燃油和空气喷射器回路。第四个和第五个字符“31”表明问题涉及位于传感器1位置的BANK 1上的氧传感器。DTC描述了氧传感器失败的测试：传感器电路电压低。

故障码中的症状字节

      使用OBDII特定DTC字符序列时，有超过5000个DTC（通用和主机厂特定）可用于指示4个车辆诊断区域之一的故障。但是主机厂已经意识到，5位DTC排列出来的有限的故障码数量，限制了故障类型的细分，并且可能会限制智能网联时代，对车辆上几百个系统进行全面诊断的能力。

      通用和丰田公司已开始通过使用“症状字节”来帮助车辆故障诊断。症状字节是DTC末尾的两个十六进制数字序列。目前，症状字节在DTC的车身、底盘和通信组中被大量使用。症状字节通常在读取车辆动力系统故障码时显示，其更多地使用在非通用和主机厂自定义的DTC中。这两个额外的字符为在工厂开发系统的技术人员和工程师提供了更多信息。但是，这两个字符提供的额外信息并不是主机厂设置症状字节的唯一原因，除此之外，症状字节还降低了开发大量诊断故障树的成本，增加了可用的故障码数量。

      通用汽车使用9种症状字节类别和故障名称。通用汽车的服务信息（SI）包含一个症状字节列表，这些症状字节的含义也可以在Motor Alldata和Mitchell等第三方维修资料中找到。在诊断通用汽车时，使用症状字节列表的搜索栏，症状字节列表将描述和定义每个症状字节的含义和定义。

      通用汽车使用的9种症状字节类别分别是：

    （00-0F）——一般电气故障；

    （10-1F）——其他一般电气故障；

    （20-2F）——频率调制和脉冲宽度调制故障；

    （30-3F）——电子控制单元内部故障；

    （40-4F）——电子控制单元编程故障；

    （50-5F）——基于算法的故障；

    （60-6F）——机械故障；

    （70-7F）——总线信号或消息故障；

    （80-8F）预留。

      例如，症状字节02有“接地短路”的描述，其定义是“此子类型故障是指电子控制单元测量接地（电池负极）电位超过指定时间段或某些预计其他价值。”

      通用汽车希望使用代码B0958来表示停车辅助前传感器左中电路内可能出现的所有故障。这样做是为了简化诊断，并限制这辆车上DTC的数量。那么，这种想法就可以通过使用症状字节来完成。如图4所示，

通过使用症状字节，通用汽车使用B0958五字符代码表示不同的故障。

图4 通用汽车使用B0958五字符代码表示不同的故障

      OBDII故障码及其格式旨在帮助维修技术人员修复车辆故障系统，这很有效，但也有其局限性。通用汽车希望扩展可用的诊断故障码库，症状字节的使用便满足了这一要求。图5所示为症状字节故障码释义举例。

图5 症状字节故障码释义举例

症状字节实例

      与其他制造商一样，通用汽车使用DTC来确定组件、接线、信号或系统的故障或问题。并且，使用症状字节提供的增强信息有助于缩小故障类型。

1．实例一

      假设我们在2020款凯迪拉克CT6上读到DTC P0D6A02。“P”代表动力系统，“0”代表该DTC是通用故障码，但其他代码没有提供更多信息。但是，五字符代码后的两个额外数字02（症状字节），我们查＝下，就知道是电动汽车热管理系统的电压传感器对地短路，我们诊断的范围马上缩小很多。

2．实例二

      2019年的雪佛兰迈锐宝，停车制动控制模块（PBCM）具有内部停车制动电机和电路。为了验证内部驻车制动电机的正常运行，PBCM将测试该电路，如果PBCM在测试期间检测到该电路对蓄电池短路，则测试不能通过，故障码C029301将被设置。并且，驻车制动器将被禁用，还会设置相应的警告信息。

小结

      每家主机厂所设置故障码的覆盖面和覆盖深度不同，其定义方法也不同，这可能会给维修技术人员的识读带来一定困难，但是无论如何，读取故障码都是在不解体车辆零部件及总成的情况下，最经济的故障诊断方法。所以，一定要花精力去研究故障码的定义和算法。