雷克薩斯NX300H發動機故障燈點亮

文：陳杰

雷克薩斯NX300H發動機故障燈點亮

文：陳杰

空氣流量計

故障現象：一輛雷克薩斯NX300H運動型多功能車，搭載2AR-FXE發動機和混合動力系統，行駛里程2萬km。用戶在本店進行2萬公里基礎保養項目后駕車離開，沒行駛多久，便致電反映儀表上的發動機故障燈異常點亮，且中央顯示屏上顯示檢查混合動力系統。另外，用戶反映此時踩下加速踏板時，發動機加速無力，最多只能到60 km/h左右。因為來之前車輛行駛都無任何異常，所以用戶懷疑是在維修保養時由于維修人員錯誤操作導致車輛出現故障。

檢查分析：筆者接車后，首先確認故障現象。儀表發動機故障指示燈點亮，且有混合動力系統故障的提示。詢問維修人員得知，該車只是做了2萬公里的基礎保養，更換了機油和機油濾清器、空氣濾清器和空調濾芯。據此，筆者首先檢查機油量，正常，并且沒有出現漏油的情況，接著使用故障診斷儀對發動機系統進行檢測，發現存儲了故障碼“P0171—系統狀態過淡”，即混合氣過稀。保存故障碼后嘗試刪除，發現可以正常刪除。于是再次上路試車，發現沒行駛多久，故障再現，說明故障當前存在。

筆者初步分析可能的故障原因包括：進氣系統漏氣、噴油器總成故障、空氣流量計故障、發動機冷卻液溫度異常、燃油壓力異常、排氣系統漏氣、空燃比傳感器及其線路故障、PCV閥和軟管故障、碳罐電磁閥長通或者管路安裝錯誤、真空傳感器及其管路故障、發動機控制單元ECM故障等。

首先來了解一下故障代碼的含義。燃油修正包括短期燃油修正和長期燃油修正。短期燃油修正值是指用于將空燃比持續保持在理論值的燃油補償值。來自空燃比傳感器的信號指示空燃比與理論空燃比相比是濃還是稀。這使燃油噴射量在空燃比偏濃時減少，在空燃比偏稀時增加。磨損和工作環境的改變都會使短期燃油修正值偏離中間值。長期燃油修正控制總體燃油補償，用于補償短期燃油修正造成的與中間值的長期偏差。在閉環燃油控制下，燃油噴射量與ECM 估算的量相偏離，并導致長期燃油修正補償值發生改變。如果短期燃油修正值持續出現偏差，則會調節長期燃油修正。與ECM 估算的燃油噴射量的偏差也影響燃油修正平均學習值，該學習值是短期燃油修正平均值（燃油反饋補償值）和長期燃油修正平均值（空燃比學習值）的綜合值。如果燃油修正平均學習值超出故障閾值，ECM 將其視為燃油系統發生故障并存儲故障碼。如果燃油修正平均學習值≥35%或≤-35%，則 ECM 將其視為燃油系統故障（圖1）。

圖1 故障碼的生成原理

筆者觀察此故障碼的停幀數據（圖2），發現short FT#1—短期燃油修正的反饋數值為-2%，而Long FT#—長期燃油修正為39%，數值明顯偏大，說明混合氣處于長期嚴重偏稀的狀態。因為長期燃油修正已經超過35%，所以故障燈才會點亮。

由于是混合動力汽車，車輛起動之后，發動機不會一直運轉，為了讓發動機一直運轉，筆者將車輛進入“車輛保養模式”。具體操作如下：將電源模式切換至IG狀態，踩下2次加速踏板，切換至N擋，再踩下2次加速踏板，之后切換至P擋，再踩下2次油門踏板，儀表中央顯示保養模式，接著踩住制動踏板并按下起動按鈕起動發動機。

查看當前數據流（圖3），發現short FT#1為-10%，Long FT #1為39%，而無論是短期燃油修正還是長期燃油修正，其標準數值應該在-10%～+10%左右。因此從燃油修正的數據來看，當前狀態下，混合器存在嚴重偏稀的情況。

接下來，對與進氣系統進行全面檢查，具體步驟如下。

圖2 故障碼及停幀數據

(1)檢查進氣管，發現安裝到位，螺絲和卡子都在正確位置，且沒有松動的情況。檢查進氣管和自然通風管的軟管，沒有損壞和脫落的情況，且在怠速狀態下并沒有聽到明顯漏氣的聲音。

(2)檢查PCV閥和軟管。PCV閥的軟管沒有任何損壞，在怠速狀態下，用鯉魚鉗夾住軟管，發現能聽到閥作動的聲音，說明PCV閥并沒有卡滯的情況。

(3)檢查真空傳感器的管路，沒有任何損壞，且連接到位，通過數據流可以觀察到MAP（進氣岐管壓力）的反饋數值為25 kPa，正常。將車輛熄火，將電源切換至IG狀態，讀取發動機的數據流MAP（進氣岐管壓力）的壓力為100 kPa，說明真空傳感器本身也不存在任何損壞。

(4)檢查炭罐電磁閥。電磁閥的軟管連接到位，沒有安裝錯誤，且沒有任何損壞。使用氣槍往炭罐電磁閥的一端吹入壓縮空氣，另外一端并沒有空氣流出，說明炭罐電磁閥本身也不存在異常。

從以上檢查可以判斷進氣方面不存在漏氣的情況。

接著檢查空燃比傳感器的反饋數值是否正常，在保養模式下，觀察其數據流AFS Voltage B1S1—空燃比傳感器的反饋數值為3.293 V。為了判斷該空燃比傳感器是否可以正常工作，使用故障診斷儀進入發動機系統，主動調節噴油量。當主動增加12.5%的噴油量時，AFS Voltage B1S1的反饋電壓為2.287 V（圖4）。當主動減少12.5%的噴油量時，AFS Voltage B1S1的反饋電壓為3.502 V（圖5）。從測試的結果判斷空燃比傳感氣工作正常。

接著查看怠速時的數據流，重點檢查水溫傳感器和空氣流量傳感器的反饋數值。從數據流中得知，MAF（空氣流量計）的反饋數值為2.31 g/s，在正常范圍之內，Coolant Temp—冷卻液溫度的反饋為83℃，也在正常范圍之內。

接著重點檢查燃油系統，特別是噴油器和燃油壓力。觀察發動機怠速時的狀態，發動機并沒有異常的抖動現象。觀察數據Injector（port）—進氣口噴射時刻為2 016 us，Injection Volum（Cylinder1）—1缸噴油量為0.079 ml。從這2個數據來判斷，噴油器沒有出現堵塞的情況，如果出現堵塞，數值會明顯偏大。連接燃油壓力表，然后直接使用故障診斷儀驅動燃油泵，觀察燃油壓力，發現燃油壓力為330 kPa，說明燃油壓力正常。根據以上檢測判斷燃油系統正常。

將車輛舉升后檢查排氣系統，沒有發現漏氣的情況，怠速和加速時沒有任何異常的漏氣聲。檢查底盤，也沒有發現任何磕碰痕跡。

至此，之前懷疑的部位都檢查過了，沒有發現問題所在，診斷工作一時陷入僵局。

筆者再次與用戶溝通，希望能發現蛛絲馬跡。用戶反映保養后車輛駕駛一直正常，出故障前并未出現過任何異常狀況，只是中途在加油站添加了一次燃油，但是加油后并沒有感覺到任何的異常情況。根據用戶所反映的情況，筆者懷疑是燃油品質不好導致該車故障。于是將火花塞拆下觀察，但并未發現異常。

圖3 故障車相關數據流

圖4 主動增加12.5%噴油量后的空燃比數值

圖5 主動減少12.5%噴油量后的空燃比數值

還有什么原因導致混合器過稀呢？此時筆者懷疑是節氣門的問題。從節氣門的數據流來看，其反饋數據Throttle Sensor Volt%—節氣門傳感器的占空比為16%，無任何異常。會不會是節氣門的實際開度比傳感器反饋的開度要大，所以導致進氣量偏大呢？于是，筆者將節氣門拆下檢查其翻板，并不存在卡滯情況，清洗之后裝復重新做初始化，發現故障依舊。

至此，除ECM以外，能想到的故障點都已經排除了，但ECM損壞的幾率很低，此時也沒有可以對調的備件，因此沒有十足的把握確定ECM故障。無奈之下，筆者再次仔細查看發動機的數據流，終于發現了一個異常點：Atmosphere Pressure—大氣壓力為63 kPa。明明是在平原地帶，正常情況下，其反饋數值應該在100 kPa。為何大氣壓力的顯示數據存在偏差呢？筆者想到此前的檢測中曾測試過進氣壓力傳感器，在不發動機的情況下數值反饋在100 kPa，據此說明大氣壓力的反饋數據存在異常。

那大氣壓力的反饋數值是否對混合氣的濃度產生影響呢？另外大氣壓力是通過什么計算的呢？經查詢資料，海拔每升高100 m，大氣壓力就降低1 kPa。據此計算，63 kPa的大氣壓力對應的海拔高度應為3 700 m。在海拔高的情況下，同樣的進氣量氧氣的密度會降低，因此ECU會減少噴油量，而由于實際的氧氣的含量并沒有下降，因此會造成混合氣過稀。據此，筆者懷疑ECU檢測的大氣壓力低于實際值，導致噴油量不足，混合氣偏稀。

筆者再次查詢資料，發現該車ECU內并沒有大氣壓力傳感器，而是通過空氣流量計的數值來計算大氣壓力。因此，空氣流量計的反饋數值就是關鍵點，當前MAF（空氣流量計）的反饋數值為2.31 g/s，筆者懷疑是空氣流量的反饋數值存在偏差，于是將空氣流量計拆下來進行檢查，果然發現其內部存在異物，于是用氣槍吹干凈后重新安裝，此時再次查看發動機數據流（圖6）。發現MAF（空氣流量計）的反饋數值為2.81 g/s，而Atmosphere Pressure—大氣壓力數值也恢復為101 kPa。短期燃油修正和長期燃油修正也都在標準范圍之內。至此故障原因終于水落石出，筆者懷疑是由于保養時拆裝了空氣濾芯，有異物正好落在空氣流量計上，導致了故障的發生。

圖6 故障排除后的數據流

故障排除：清理空氣流量計，故障徹底排除。

陳杰，本刊簽約作者，南通文峰雷克薩斯汽車銷售服務有限公司技術總監、內訓師。從事汽車維修工作10年，2012年開始擔任豐田4S店技術總監，2013年開始擔任雷克薩斯4S店任技術總監及內訓師，期間獲得4級豐田等級認證，并在全國技能大賽診斷組比賽中獲得優秀獎。精通豐田車系故障診斷技術，并熱衷于總結維修診斷經驗，與維修技術類期刊讀者分享。