雷克萨斯NX300H发动机故障灯点亮

文：陈杰

雷克萨斯NX300H发动机故障灯点亮

文：陈杰

空气流量计

故障现象：一辆雷克萨斯NX300H运动型多功能车，搭载2AR-FXE发动机和混合动力系统，行驶里程2万km。用户在本店进行2万公里基础保养项目后驾车离开，没行驶多久，便致电反映仪表上的发动机故障灯异常点亮，且中央显示屏上显示检查混合动力系统。另外，用户反映此时踩下加速踏板时，发动机加速无力，最多只能到60 km/h左右。因为来之前车辆行驶都无任何异常，所以用户怀疑是在维修保养时由于维修人员错误操作导致车辆出现故障。

检查分析：笔者接车后，首先确认故障现象。仪表发动机故障指示灯点亮，且有混合动力系统故障的提示。询问维修人员得知，该车只是做了2万公里的基础保养，更换了机油和机油滤清器、空气滤清器和空调滤芯。据此，笔者首先检查机油量，正常，并且没有出现漏油的情况，接着使用故障诊断仪对发动机系统进行检测，发现存储了故障码“P0171—系统状态过淡”，即混合气过稀。保存故障码后尝试删除，发现可以正常删除。于是再次上路试车，发现没行驶多久，故障再现，说明故障当前存在。

笔者初步分析可能的故障原因包括：进气系统漏气、喷油器总成故障、空气流量计故障、发动机冷却液温度异常、燃油压力异常、排气系统漏气、空燃比传感器及其线路故障、PCV阀和软管故障、碳罐电磁阀长通或者管路安装错误、真空传感器及其管路故障、发动机控制单元ECM故障等。

首先来了解一下故障代码的含义。燃油修正包括短期燃油修正和长期燃油修正。短期燃油修正值是指用于将空燃比持续保持在理论值的燃油补偿值。来自空燃比传感器的信号指示空燃比与理论空燃比相比是浓还是稀。这使燃油喷射量在空燃比偏浓时减少，在空燃比偏稀时增加。磨损和工作环境的改变都会使短期燃油修正值偏离中间值。长期燃油修正控制总体燃油补偿，用于补偿短期燃油修正造成的与中间值的长期偏差。在闭环燃油控制下，燃油喷射量与ECM 估算的量相偏离，并导致长期燃油修正补偿值发生改变。如果短期燃油修正值持续出现偏差，则会调节长期燃油修正。与ECM 估算的燃油喷射量的偏差也影响燃油修正平均学习值，该学习值是短期燃油修正平均值（燃油反馈补偿值）和长期燃油修正平均值（空燃比学习值）的综合值。如果燃油修正平均学习值超出故障阈值，ECM 将其视为燃油系统发生故障并存储故障码。如果燃油修正平均学习值≥35%或≤-35%，则 ECM 将其视为燃油系统故障（图1）。

图1 故障码的生成原理

笔者观察此故障码的停帧数据（图2），发现short FT#1—短期燃油修正的反馈数值为-2%，而Long FT#—长期燃油修正为39%，数值明显偏大，说明混合气处于长期严重偏稀的状态。因为长期燃油修正已经超过35%，所以故障灯才会点亮。

由于是混合动力汽车，车辆起动之后，发动机不会一直运转，为了让发动机一直运转，笔者将车辆进入“车辆保养模式”。具体操作如下：将电源模式切换至IG状态，踩下2次加速踏板，切换至N挡，再踩下2次加速踏板，之后切换至P挡，再踩下2次油门踏板，仪表中央显示保养模式，接着踩住制动踏板并按下起动按钮起动发动机。

查看当前数据流（图3），发现short FT#1为-10%，Long FT #1为39%，而无论是短期燃油修正还是长期燃油修正，其标准数值应该在-10%～+10%左右。因此从燃油修正的数据来看，当前状态下，混合器存在严重偏稀的情况。

接下来，对与进气系统进行全面检查，具体步骤如下。

图2 故障码及停帧数据

(1)检查进气管，发现安装到位，螺丝和卡子都在正确位置，且没有松动的情况。检查进气管和自然通风管的软管，没有损坏和脱落的情况，且在怠速状态下并没有听到明显漏气的声音。

(2)检查PCV阀和软管。PCV阀的软管没有任何损坏，在怠速状态下，用鲤鱼钳夹住软管，发现能听到阀作动的声音，说明PCV阀并没有卡滞的情况。

(3)检查真空传感器的管路，没有任何损坏，且连接到位，通过数据流可以观察到MAP（进气岐管压力）的反馈数值为25 kPa，正常。将车辆熄火，将电源切换至IG状态，读取发动机的数据流MAP（进气岐管压力）的压力为100 kPa，说明真空传感器本身也不存在任何损坏。

(4)检查炭罐电磁阀。电磁阀的软管连接到位，没有安装错误，且没有任何损坏。使用气枪往炭罐电磁阀的一端吹入压缩空气，另外一端并没有空气流出，说明炭罐电磁阀本身也不存在异常。

从以上检查可以判断进气方面不存在漏气的情况。

接着检查空燃比传感器的反馈数值是否正常，在保养模式下，观察其数据流AFS Voltage B1S1—空燃比传感器的反馈数值为3.293 V。为了判断该空燃比传感器是否可以正常工作，使用故障诊断仪进入发动机系统，主动调节喷油量。当主动增加12.5%的喷油量时，AFS Voltage B1S1的反馈电压为2.287 V（图4）。当主动减少12.5%的喷油量时，AFS Voltage B1S1的反馈电压为3.502 V（图5）。从测试的结果判断空燃比传感气工作正常。

接着查看怠速时的数据流，重点检查水温传感器和空气流量传感器的反馈数值。从数据流中得知，MAF（空气流量计）的反馈数值为2.31 g/s，在正常范围之内，Coolant Temp—冷却液温度的反馈为83℃，也在正常范围之内。

接着重点检查燃油系统，特别是喷油器和燃油压力。观察发动机怠速时的状态，发动机并没有异常的抖动现象。观察数据Injector（port）—进气口喷射时刻为2 016 us，Injection Volum（Cylinder1）—1缸喷油量为0.079 ml。从这2个数据来判断，喷油器没有出现堵塞的情况，如果出现堵塞，数值会明显偏大。连接燃油压力表，然后直接使用故障诊断仪驱动燃油泵，观察燃油压力，发现燃油压力为330 kPa，说明燃油压力正常。根据以上检测判断燃油系统正常。

将车辆举升后检查排气系统，没有发现漏气的情况，怠速和加速时没有任何异常的漏气声。检查底盘，也没有发现任何磕碰痕迹。

至此，之前怀疑的部位都检查过了，没有发现问题所在，诊断工作一时陷入僵局。

笔者再次与用户沟通，希望能发现蛛丝马迹。用户反映保养后车辆驾驶一直正常，出故障前并未出现过任何异常状况，只是中途在加油站添加了一次燃油，但是加油后并没有感觉到任何的异常情况。根据用户所反映的情况，笔者怀疑是燃油品质不好导致该车故障。于是将火花塞拆下观察，但并未发现异常。

图3 故障车相关数据流

图4 主动增加12.5%喷油量后的空燃比数值

图5 主动减少12.5%喷油量后的空燃比数值

还有什么原因导致混合器过稀呢？此时笔者怀疑是节气门的问题。从节气门的数据流来看，其反馈数据Throttle Sensor Volt%—节气门传感器的占空比为16%，无任何异常。会不会是节气门的实际开度比传感器反馈的开度要大，所以导致进气量偏大呢？于是，笔者将节气门拆下检查其翻板，并不存在卡滞情况，清洗之后装复重新做初始化，发现故障依旧。

至此，除ECM以外，能想到的故障点都已经排除了，但ECM损坏的几率很低，此时也没有可以对调的备件，因此没有十足的把握确定ECM故障。无奈之下，笔者再次仔细查看发动机的数据流，终于发现了一个异常点：Atmosphere Pressure—大气压力为63 kPa。明明是在平原地带，正常情况下，其反馈数值应该在100 kPa。为何大气压力的显示数据存在偏差呢？笔者想到此前的检测中曾测试过进气压力传感器，在不发动机的情况下数值反馈在100 kPa，据此说明大气压力的反馈数据存在异常。

那大气压力的反馈数值是否对混合气的浓度产生影响呢？另外大气压力是通过什么计算的呢？经查询资料，海拔每升高100 m，大气压力就降低1 kPa。据此计算，63 kPa的大气压力对应的海拔高度应为3 700 m。在海拔高的情况下，同样的进气量氧气的密度会降低，因此ECU会减少喷油量，而由于实际的氧气的含量并没有下降，因此会造成混合气过稀。据此，笔者怀疑ECU检测的大气压力低于实际值，导致喷油量不足，混合气偏稀。

笔者再次查询资料，发现该车ECU内并没有大气压力传感器，而是通过空气流量计的数值来计算大气压力。因此，空气流量计的反馈数值就是关键点，当前MAF（空气流量计）的反馈数值为2.31 g/s，笔者怀疑是空气流量的反馈数值存在偏差，于是将空气流量计拆下来进行检查，果然发现其内部存在异物，于是用气枪吹干净后重新安装，此时再次查看发动机数据流（图6）。发现MAF（空气流量计）的反馈数值为2.81 g/s，而Atmosphere Pressure—大气压力数值也恢复为101 kPa。短期燃油修正和长期燃油修正也都在标准范围之内。至此故障原因终于水落石出，笔者怀疑是由于保养时拆装了空气滤芯，有异物正好落在空气流量计上，导致了故障的发生。

图6 故障排除后的数据流

故障排除：清理空气流量计，故障彻底排除。

陈杰，本刊签约作者，南通文峰雷克萨斯汽车销售服务有限公司技术总监、内训师。从事汽车维修工作10年，2012年开始担任丰田4S店技术总监，2013年开始担任雷克萨斯4S店任技术总监及内训师，期间获得4级丰田等级认证，并在全国技能大赛诊断组比赛中获得优秀奖。精通丰田车系故障诊断技术，并热衷于总结维修诊断经验，与维修技术类期刊读者分享。