深入理解故障代码,准确排除电控故障

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发布时间:2018-01-13 21:18

英文 Diagnostic Trouble code

翻译诊断故障代码
一般叫故障码

讲到故障代码DTC,只要稍有一些汽车维修知识的人都会告诉你,故障代码不就是在发动机或变速箱等车载电控系统发生故障时,系统控制单元ECU、PCM或ABS模块的自诊断模块检测到系统部件故障后,将故障的信息以数字代码的形式存储在模块内部的专门区域如随机存储器RAM或者保持电流存储器KAM中。当汽车维修技术人员在诊断车辆故障时,可以通过人工调取或外接专用诊断仪器的方式从存储器中调取出这些数字代码。通过对这些代码所对应的故障信息,使得维修人员能够快速的切入正题,避免南辕北辙使诊断工作误入歧途。

在相当长的一段时期中,故障代码被我们许多维修人员奉为解决电控汽车的灵丹妙药。只要遇到电控汽车的故障,就要设法调出故障代码,有了故障代码仿佛车就已经修好了一半;反之,往往让人没有头绪不知如何着手。一时间,许多维修书籍上的各种进口汽车的故障代码解释、故障代码的调取方法、诊断座的详细位置等等信息成为众多维修人员所青睐的焦点。业界更有传闻如某某汽修高手有什么诸如武林秘籍似的手抄维修攻略,什么疑难杂症只要一翻攻略必能攻克,后人有幸偶而得以一观,其实秘籍也只不过是一本多年积累的手抄故障代码集。这几年,随着进口汽车的大量涌入以及国内合资汽车企业引进国外先进车型所生产的中高档汽车陆续面世,许多的汽车维修企业从硬件到软件不断地升级,现代电控汽车的维修技术不再向以前那样的让人感到深不可测了。各类诊断仪,解码器被众多汽修厂家所配备,特别是一些特约售后服务中心,更是花重金购置了原厂的诊断仪如:SGM的TECH 2,SVW的VAG1552,NISSAN的CONSULT等等先进的设备。有了这些设备,故障代码的调取、识别和解释在也不那么神秘了,但是实际生产中,我们的维修作业却并没有为此而变得轻松,甚至出现有了故障代码反而使维修作业变得愈发复杂的怪事。到底我们应该如何面对故障代码呢?笔者将以上海别克轿车为例,介绍一些有关故障代码方面的知识和相关诊断思路。

上海通用生产的别克系列轿车所装备的是第二代车载诊断系统也就是OBD-Ⅱ(On Board Diagnosis)。由于别克的纯正美国血统,SGM这款车的诊断系统和其他在1996年以后北美所生产或销售的汽车在执行标准和诊断策略的软、硬件上除了没有装备双氧传感器从而无法执行三元催化转化器的效率监测功能外(主要受中国的使用条件所限制),其余基本相同。

DTC的表示方法和类型

同早期的OBD-Ⅰ一样,如果检测到车辆发生故障,则PCM会将对应的故障代码DTC存储在存储器中。因为OBD是美国联邦政府要求的一项标准法规,所以只要是满足这项要求的车载诊断系统的故障代码都将以近乎一致的格式而标准化,这样也使得的DTC系统得以可持续的发展,马上还会有更新的OBD-Ⅲ推出。

在装备OBD-Ⅱ系统的车辆上,所有的故障代码DTC都以英文字母开头,后面跟随4个数字。如:P0101、C1234、B2236等等。

DTC开头的字母表示被监测到的故障系统:P为动力系统;B为车身系统;C为底盘系统;U为网络或数据通讯传输系统故障码。

第一个数字是通用码(对所有的车辆制造商),或是制造商专用码。比如:0指一般码,1指制造商专用码。美国通用汽车公司就有帮助你诊断车辆技术状况所特定的数字类型编码。

第二个数字指出了受影响的故障系统类型,数字从1-7:1为燃油及空气计量系统;2为燃油及空气计量系统(特指喷射系统回路功能不良);3为点火系统或缺缸监测系统;4为辅助排放系统;5为车速控制和怠速控制系统;6为计算机输出线路系统;7为变速箱。

最后两位数字指出了系统中出现故障的部件或部位,此处不敷述。

诊断代码DTC的类型

根据OBDⅡ的要求,诊断执行指令根据监测系统及故障的严重程度等因素将故障代码DTC分成不同的类型。不同的类型对设定的代码也有不同的要求,而诊断执行指令仅在出现与排放有关(可能超过FTP规定的1.5倍)的DTC时使发动机故障灯MIL点亮。DTC被分成四大类,有A、B、C及D类,其中A和B类的DTC与发动机的排放水平有关系。

A类:在首次行程进行诊断的监测,并向诊断执行指令报告“检测到故障”,将DTC存储并且点亮MIL灯。

B类:在第二次连续的行程中运行与排放水平有关的诊断检测,并向诊断指令报告“检测到故障”,将DTC存储而且使MIL点亮。在首次检测到故障后,B类故障码将进入到准备之中,此后B类故障码处于警戒状态中,或准备存储一个历史代码。假如这个故障再次发生,则使MIL点亮;反之,一个通过的检测将解除系统对B类DTC的警戒状态。一些特殊的条件将使用于对缺火及燃油调整的故障代码DTC。

C类:在首次行程中运行与非排放有关的诊断检测,同时向诊断执行指令报告“检测到故障”,在存储DTC的同时使车辆维修灯“SERVICE VEHICLE SOON”(如果装备)点亮。

D类:在首次行程中运行与非排放有关的诊断检测,并向诊断执行指令报告“检测到故障”,D类将存储DTC而不点亮MIL灯,这些故障代码DTC将对车辆的维修诊断非常有益,特别当遇到驾车者指出某些性能的下降而MIL并没有被点亮。


正确理解DTC的设置条件

电控系统故障码的发展历史正是现代汽车计算机控制自诊断系统的不断改进的历史。从最初的简单对输出、输入部件线路电压监测,如当监测电压在短路状态时的低电位,在断路状态时的高电位以及线路电压的突变超过自诊断系统内部设定的电压门限值时,自诊断系统根据监测电压所对应的线路端口及故障症状对应原先设定在只读存储器ROM中的代码序号设定相应的故障代码。由于受到微处理器信息处理能力的限制,早期自诊断系统只能识别或者说是设置少量的故障代码,而且故障码的内容也仅限于线路的开路、短路,信号的丢失、不全,工作执行元件电流的异常变化之类。由于故障内容的直接明了,所以故障信息被读取后,一般使用万用表都不难解决。加之早期进口电控汽车刚刚进入中国,各种维修资料相对较少,因此在当时如何获取故障诊断代码、如何找到诊断代码的含义倒确实是维修电控车辆工作的重中之重。

随着微电子技术、计算机技术的大踏步前进,伴随各国对发动机排放水平近乎于苛刻的要求,现代电控汽车的自诊断能力日益强大。换而言之,对电控系统监测的要求、数量以及控制精度将大幅度提高,故障代码的种类和数目也水涨船高。以上海通用别克车为例,光动力总成(发动机和变速箱)的故障代码数量就将近90个左右,那么多的故障代码使得对故障内容的表述更加详尽和完备。这一点是有利于汽车维修技术人员对于车辆的诊断的,但是由于控制精度的要求以及各个监测诊断系统诊断要求的不同,故障代码的内容再也不仅仅局限于电压过高、电压过低或者信号不存在等简单的表述了,新出现了像:燃油配平系统长期过浓、MAP性能下降、EGR系统位置偏差等等粗看让人一时难以看懂的故障码。而且这些故障的设置往往随监测系统的特殊要求有其特定的条件。根据笔者的经验,此时在调取故障诊断代码之后,仔细翻阅维修手册,查找到相应的故障信息、故障设置条件、故障设置后采取策略显得非常重要。比如,某某故障条件是车速大于8km/h、TPS大于10%、A/C关闭的条件下进行诊断并发现异常从而设置的。如果你将该车停在一边,怠速运转并开着空调查找故障,那样你可能永远都不能将该故障重现。这样的后果往往是在你自以为维修结束之后,草草地清除了故障代码(而且确实在当时的条件下故障代码没有重现),将车辆交给了客户。不幸的是,这辆车没有多久就返回了维修站,而故障代码重又不可思议的出现了。这样的维修案例可以说是举不胜举。其实让许多维修人员难以理解的故障码在修理结束后未出现,一旦车辆被客户提走就马上重现的情况也就是对故障码设定条件不清所导致的。笔者就亲自看到过因为出现相关氧传感器的故障代码而1周连续更换了3个氧传感器,因为一个EGR系统的故障代码而更换EGR阀、PCM甚至差点要更换整个引擎线束的维修案例。

仔细察看诊断故障代码设置条件的重要意义就在于:作为车辆的维修人员,你必须知道这辆车的故障到底是什么时候发生的?故障码是因为什么条件而触发的?自己应该怎样才能模拟故障发生的条件?

怎样确定故障真正被排除了

故障码告诉你现在或过去该车的某某系统出现了某某故障,那么只要在维修结束后,该故障码不再出现也就说明故障被排除了。但是请记住,故障码可以因为故障不存在而消失,同样如果故障监测系统程序因为某些条件的制约而被中止,故障码一样是不会出现的。以上海通用别克轿车装备的OBD-Ⅱ系统为例。要完成整个系统的所有项目检测至少要经过12min,而且在这12min内必须按照OBD-Ⅱ的检测要求执行:怠速、加速、巡航、再加速、再次高速巡航、无制动滑行等一些特定工况。这种连续工况检测被称为一个OBD-Ⅱ驱动循环或15工况。只有经过了这样的一个驱动循环,所有的监测器才都开动,过了检测,并且在控制模块中记录下了I/M标志,表明整个系统的检测情况。由于个人驾驶习惯、行驶路况等原因,在修理结束之后的试车过程中如果恰好该系统的监测器未被开动,那么故障代码就自然不会出现。所以,修理工作完成后千万要按照原先设置代码的条件,避开制约该监测器开动的种种因素进行试车检验。如果有SGM TECH 2诊断仪,那么通过进入特定DTC菜单观看故障监测状态是非常有必要的。

维修检测实例:

例1:BUICK GL8商务车加速无力,最高车速80km/h。

一辆2001年款的别克GL8 7座商务车进站维修,客户报修故障症状为:怠速正常但加速无力,油门全开速度最高不会超过80 km/h,并且故障指示灯有时闪亮。修理工使用TECH 2诊断仪读取PCM故障码为P0131,即HO2S电路电压过低。根据故障码的提示,按照线路图,使用万用表,检修了HO2S加热氧传感器的对应线路,排除了因为信号线路对地短路造成信号电路电压过低的可能。怠速运行时,HO2S的信号能够在450mV上下变化,只是变化的幅度不大。修理工怀疑油压低,接上了油压表检测。怠速油压在2.7kg左右,空踩油门时油压变化也基本正常。根据客户反映,该车去了几次外地以后就有这种情况。考虑到可能因为加了含铅或低标号燃油造成对热氧传感器的毒害,于是修理工更换了怀疑的热氧传感器。更换结束后,用TECH 2清除了存储在PCM中的故障代码。为了验证故障确实排除,着车怠速运行,再次进入诊断故障码菜单,屏幕显示无诊断故障码。仅过一天,客户再次返回,抱怨故障没过多久就重现了,而且排气管在车加速时会发出吼叫。笔者接车后再次读取到PO131的故障代码,慎重起见仔细查阅了有关故障码的诊断说明。

1.运行DTC的条件

*无启动的TP、MAP、IAT、ECT、MAF、CKP传感器、缺火、燃油喷嘴电路、EVAP、EGR的故障码DTC存在;
*闭环指令的空燃比在14.4和14.9之间;
*节气门角度在5%和40%之间。

2.设定DTC的条件

*正常的闭环操作期间,HO2S信号电压始终低于175mV或在(混合气加浓)动力增强模式燃油控制操作期间,HO2S信号电压始终低于600mV;
*每种状况维持时间历时达5s。
从以上运行该P0131的DTC条件来看,首先可以明确该车的发动机电控系统基本上没有什么问题。因为,要启动别克系统的HO2S监测器来运行对DTC PO131的检测,必须先满足运行条件中的:没有TP、MAP、IAT、ECT、MAF、CKP、EVAP、EGR以及缺火和喷油嘴电路的故障代码存在;而且,我也找到了上次修理结束后清除的故障码,DTC没有马上重现,从而给修理工故障被排除错觉的原因——要运行PO131的诊断必须在非怠速的状态。为了进一步了解故障发生时的发动机工况,从TECH 2的冻结故障状态项目中查看设定故障代码时的18个发动机参数(注:冻结帧也是OBD-Ⅱ的要求,它记录下DTC在被存储时的发动机相关参数,便于维修人员参考)。其中节气门开度值为88%,发动机转速为2478r/min,发动机负载为90%,车速为75km/h。这几个参数正印证了客户所描述的加速无力、提速差并且伴有MIL闪烁的症状。为了尽可能获取最真实的数据,接上燃油压力表和TECH 2诊断仪和客户上路试车。当车速小于60km/h的情况下,这辆GL8的表现还可以,然而想要急速超车或者上一个略微陡一点的坡度时,车辆就显出疲态。任凭客户怎样加油门,车速就是不起来,在上一座大桥的斜坡时,只见燃油压力表的指针不断地向下波动并且只能维持在1.5~2kg左右,TECH 2动力总成数据显示:节气门开度84%、车速70km/h、发动机转速2100r/min、HO2S持续低于150mV、长期燃油调整+26%、发动机负载83%。故障症状重现了,根据这些数据来分析,系统燃油压力在发动机大负荷运转时不能够满足要求,油压过低从而导致混合气稀,触发了HO2S监测器设置PO131的条件。回到维修站,经更换了燃油泵总成和油滤之后,重新试车复检。进入诊断仪的特定DTC菜单,显示P0131故障码通过检测,至此整个维修工作结束。

例2.BUICK GLX轿车变速箱换挡冲击,油耗大。

一辆BUICK GLX轿车,变速箱在换挡时明显感到有顿车现象,换挡冲击严重并且油耗也有增加。通过调阅诊断故障码,显示故障为P1860,即变矩器离合器脉冲宽度调制(TCC PWM)电磁阀电路故障。因为故障指示是明显的变速箱电子控制系统故障,所以省略了一些常规的自动变速箱压力测试及失速测试等机械检测步骤,而且客户表示变速箱内的所有电气部件如控制线束、TCC电磁阀、换挡电磁阀等甚至连动力总成线束也都更换过了,故障诊断似乎陷入僵局。重又找到有关设置该DTC的说明,希望从中找到答案。

1.运行诊断故障码的条件
*系统电压为9~18V;
*发动机转速高于500r/min,持续5s,并且燃油没有断开。

2.设定诊断故障码的条件
*PCM指令电磁阀开到大于90%的载荷循环,且保持高电压(B+);
*PCM指令电磁阀开到小于10%的载荷循环,且保持低电压(0V);
*以上任意条件之一存在至少4.3s。
为了再次重现故障代码,笔者清除了原先存储在PCM中的DTC P1860,不经意随手关闭了点火开关。当我再次打开点火开关时,遗失通讯的TECH 2诊断仪又回复到原先进入的诊断故障码界面,原先无故障代码的提示突然变为故障代码P1860。难道刚才故障代码没有被完全清除?笔者重复清除了几次DTC,奇怪的是,只要一打开点火开关,发动机不启动,故障代码就出现。这怎么和维修手册上所述的运行P1860故障码的条件不符?手册自然不会错,而且很明显,在发动机未被启动运行的状态下,对于自动变速箱TCC系统的监测应该是毫无意义的。莫非是动力总成控制模块PCM出问题了?正巧有辆大的事故车在钣金修理,借用了它的PCM装车一试,故障排除。而且,查找到故障码设定后,PCM采取的对策是禁止变速箱挂4挡、禁止TCC工作、冻结换挡适配等。客户所说油耗大的问题自然有了解释。

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