2024年4月3日发(作者:国际会展中心车展)

基础知识讲座

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郭栋(本刊编委会委员)

国家应急管理部新能源汽车安全教育专家组副组长,高级工程师,

教授,汽车行业从业四十年,长期从事新能源汽车安全研究,现任

南京奥吉汽车研究院副院长。

你会读车辆故障码吗?

◆文/江苏 郭栋

一、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。

OBDll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OBDll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2 OBDll强制采用CAN通讯

图1 16针诊断连接器

二、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。

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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。

“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所示为五字符故障码的释义举例。

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

总成代码“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。

三、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(EOBDll)

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)。

四、故障码中的症状字节

使用OBDII特定DTC字符序列时,有超过5 000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

P0279

具体故障

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。

P-动力总成系统

B-车身系统

C-底盘系统

U-网络通信系统

P开头的故障码:

0-通用故障码

1-制造商自定义的故障码

2-通用故障码

3-P3000-P3399:制造商自定义

P3400-P3FFF:通用故障码

P0/P1开头的故障码:

0-燃油、空气及排放控制

1-燃油、空气计量

2-燃油与空气计量(喷油器电路)

3-点火系统

4-排放控制

5-车速及怠速控制

6-计算机或辅助输出电路

7-变速器

8-变速器

9-变速器

A-混合动力系统

B-混合动力系统

C-混合动力系统

图3 五字符故障码释义举例

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”、

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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。

OBDll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4 通用汽车使用B0958五字符代码表示不同的故障

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),我们查一下,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。

六、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。

故障区域

P:动力系统,包括发动机、变速器、燃油系统

C:底盘系统,包括转向、悬架、制动

C:车身系统,包括车内系统,如空调

U:网络系统,包括所有的车载电子系统

故障描述

指代发生的具体问题

故障类别

0:一般故障信息

1:一般电气故障

2:一般信号故障

3:调频或脉宽调制故障

4:系统内部故障

5:算法故障

6:机械故障

C111C07

故障码类型

0:通用故障码,ISO/SAE负责

1:整车厂特有故障码

2:ISO/SAE负责,使用较少

3:ISO/SAE负责,使用较少

故障子类型

对每个故障类别,子类型均有不

同的定义,这里仅示例“一般电

气故障”的子类型

0:ISO/SAE保留

1:负极短路

2:正极短路

3:电路开路

4:负极短路或开路

5:正极短路或开路

6:电压低于阀值

7:电压高于阀值

故障系统

1、2:燃料或空气计量系统

3:点火系统

4:排放系统

5:车速控制系统

6:车载电子体系统

7、8、9:传动系统(变速器)

A、B、C:混动驱动系统

五、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。

图5 症状字节故障码释义举例

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