8.4 故障诊断协议
汽车自动变速器在使用中，会出现不同级别的故障，各个变速器生产厂家故障诊断策略定义了不同处理措施。随着现代商用车制造商之间的合作，国际汽车工业界故障诊断普遍采用如下通信协议的标准。
1）ISO15765-4：道路车辆-CAN总线诊断 第4部分：排放相关系统的要求。
2）SAE J1939-73：应用层-诊断。
3）ISO 27145道路车辆-车载诊断（WWH-OBD）。
国际标准化组织道路车辆技术委员会和电气装置技术委员会规定，目前各厂家可自选ISO15765-4、SAE J1939-73和ISO 27145中任何一种通信协议，但逐步统一到ISO 27145规定的通信协议。
在此，简要介绍SAE J1939-73应用层诊断协议，该协议定义了用于诊断服务的报文，可用于车辆故障的诊断和维修。SAE J1939期望的诊断要求，主要包含以下几个方面：
1）安全性：定义了使用串行数据链接的安全方案，使工业标准测试工具能在维修服务程序中完成必需的任务，包括操作诊断指令，存取车辆配置信息，重新标定控制模块。
2）连接器：测试工具可以通过连接器接入整车网络，连接器定义见SAE J1939-13。
3）诊断状态信息支持：能够读取/清除故障信息，监控整车运行参数，读取/设置车辆及部件的配置信息以及其他相关信息。
4）诊断测试程序支持：支持测试工具使控制模块进入指定的测试程序，由此确定执行元件的运行状态。
SAE J1939-73中定义的主要的故障报文帧内容及其功能如下：
1）DM1（Diagnostic Message 1）——当前激活状态的诊断故障报文（Active Di-agnostic Trouble Codes）。根据故障发生个数，分为单个故障、无故障和多个故障情况。
①PGN65226 DM1——单个故障DM1报文。
触发方式：事件触发（故障发生时触发）。
数据长度：8byte。
数据页：0。
PDU格式：254。
特定PDU：202。
默认优先值（P）：6。
标示符ID：0x18FECA03。
参数组编号（PGN）：FECA。
②当无故障发生时，DM1报文ID和单个故障一样，但发送周期为1s，具体字节定义采用默认值，如下所示。
③当有多个故障发生时，DM1报文采用多包传输方式，发送节点将数据拆分成若干个数据包发送，接收节点将接收到的数据包重组为原始数据。多包传输的重组报文由数据管理报文（Transport Protocol Connection Management，TP.CM）和数据发送报文（Transport Protocol Data Transfer，TP.DT）组成，报文ID也为0x18FECA00。
PGN60671 TP.CM——数据管理报文。
发送周期：1s。
数据长度：8byte。
数据页：0。
PDU格式：236。
特定PDU：255。
默认优先值（P）：6。
标示符ID：0x18ECFF03。
参数组编号（PGN）：ECFF。
报文所占字节数=（故障个数×4）+2，每个故障诊断代码由4个字节组成，另外两个字节主要是灯的状态（故障灯和刷写灯）。如有两个故障发生，则报文所占字节数=（2×4）+2=10字节，超过8个字节，数据包的个数为2。
PGN60415 TP.DT——数据发送报文。
发送周期：50ms。
数据长度：8byte。
数据页：0。
PDU格式：235。
特定PDU：255。
默认优先值（P）：6。
标示符ID：0x18EBFF03。
参数组编号（PGN）：EBFF。
DM1，多包传输第1包，报文定义如下。(https://www.daowen.com)
DM1，多包传输第2包，报文定义如下。
DM1，多包传输第3包，报文定义如下。
数据包按照包编号顺序发送，最后一个数据包的字节以0xFF填充。数据包的个数取决于进入故障内存的个数。
2）DM2（Diagnostic Message 2）——先前激活故障码（Previously Active Diag-nostic Trouble Codes）。和DM1报文一样，据故障发生个数，分为单个故障、无故障和多个故障情况，相应报文字节定义也一样。不同的是触发方式为请求报文（PGN：59904）触发，如果不支持该参数组，发送否定应答。另外，DM2单个故障和无故障时，发送报文ID变为0x18FECB03，由数据管理报文和用到的对应的重组报文ID也为0x18FECB03。
3）DM3（Diagnostic Message 3）——清除/复位先前激活故障（Diagnostic Data Clear/Reset Of Previously Active DTCs），与激活DTC有关的诊断数据将不受影响。当操作完成或无先前激活DTC，必须通过应答报文（PGN：59392）发送肯定应答。如果不支持或不能执行请求，必须发送否定应答。若请求指向全局目标地址，控制模块不发送任何应答。
触发方式：请求触发（请求报文PGN：59904）。
数据长度：0。
数据页：0。
PDU格式：254。
特定PDU：204。
默认优先值（P）：6。
标示符ID：0x18FECC03。
参数组编号（PGN）：FECC。
4）DM4（Diagnostic Message 4）——冻结帧参数（Freeze Frame Parameters），是指记录一个DTC发生时相关参数的列表。记录每个DTC的冻结帧包括要求的参数和制造商定义的参数，冻结帧和故障码是一一对应的关系。DM4适用于排放和动力传动相关领域，主要和发动机相关，但在变速器开发中也适用。
触发方式：请求触发（请求报文PGN：59904），如果不支持发送否定应答（应答报文PGN：59392）。
数据长度：可变。
数据页：0。
PDU格式：254。
特定PDU：205。
默认优先值（P）：6。
标示符ID：0x18FECD03。
参数组编号（PGN）：FECD。
DM4报文根据故障码个数不同，分为不同填充规则。
当没有DTC时：
1byte=0，字节2～5=0，字节6～8=255。
当有多个冻结帧存在时，存在如下关系：
总的报文字节个数=（故障发生个数×13（可变字节）（冻结帧长度（1byte）+DTC（4byte）+冻结帧参数（8byte）+制造商相关信息（可变字节））
例如：有两个故障发生，制造商相关信息=0byte，则总的报文字节个数=（2×13）=26，需要传输的包的个数为4。
有3个故障发生，制造商相关信息=2，则总的报文字节个数=（2×15）=30，需要传输的包的个数为5。
定义a=冻结帧长度，b=要求的参数（DTC+冻结帧参数），c=制造商相关信息，则报文格式为a，b，c，a，b，c，…
5）DM11（Diagnostic Message 11）——清除/复位当前激活故障（Diagnostic Data Clear/Reset For Active DTCs），清除与激活DTC相关的所有诊断信息。当该操作完成时或被控制模块内没有故障码时，通过应答报文发送肯定应答。当由于某种原因，控制模块不能执行要求的操作，就必须发送否定应答。若请求指令发送全局地址，则不会发送任何应答。
触发方式：请求触发（请求报文PGN：59904）。
数据长度：0。
数据页：0。
PDU格式：254。
特定PDU：211。
默认优先值（P）：6。
标示符ID：0x18FED303。
参数组编号（PGN）：FED3。
变速器故障诊断使用SAE J1939诊断协议，应支持读取DTC（DM1、DM2）、清除DTC（DM3、DM11）、读取冻结帧（DM4）报文基本功能。另外，诊断准备就绪（Diagnostic Readiness1，DM5）、连续监测系统的测试结果（Pending DTCs，DM6）、报告标定信息（DM19）、检测性能比率（DM20）等功能也逐渐在开发控制器中应用，详见SAE J1939-73应用层诊断协议。