2024年4月4日发(作者：汽车之家雪铁龙c5论坛)
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维修实例
田锐(本刊编委会委员)
通过国家职业资格汽车修理工高级技师、LEXUS雷克萨斯高级诊断技师
DMT四级等技能认证。曾荣获2012年雷克萨斯全国技能大赛一般维修故障
诊断科目总决赛第四名；2014年雷克萨斯全国技能大赛一般维修故障诊断
科目理论笔试第一名等奖项。
2021款丰田威驰发动机故障灯点亮
◆文/江苏 田锐
故障现象
一辆2021款丰田威驰，搭载5NR-FE型1.5L自然吸气发动
机及K312型无级自动变速器，行驶里程为77 496km。据车主
反映，平日里此车多使用于高速路况，近日行驶过程中偶有发
现发动机抖动、喘振、加速发闷，且伴随排气管放炮、尾气重
等异常现象。最近，这些症状出现得愈发频繁，且在行驶过程
中组合仪表上的发动机故障灯点亮，遂开至我店进行检查。
在空燃比偏浓时减少，在空燃比偏稀时增加。各发动机间的差
别、随时间造成的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，用于弥补
短期燃油修正造成的与中间值的长期偏差。如果短期燃油修正
值和长期燃油修正值都比预定值偏稀或偏浓，就会被判定为故
障，ECM将点亮MIL，并设置故障码。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
修正值。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和长期燃油修正平
均值的综合值。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设定故障码。发动机燃油修正的
控制策略示意图如图2所示。
故障诊断与排除
接车后，启动发动机以验证故障现象。经检查，发动机启
动后组合仪表上没有故障灯点亮，待发动机暖机后，稳住加速
踏板，保持发动机转速在2 000r/min左右运转一段时间后，发
动机未见抖动、喘振等异常现象。与车主沟通，车主明确表示
故障现象属实，并再三强调行驶中发动机故障灯确有点亮。
连接丰田GTS专用诊断仪对该车进行健康检查，发动机控
制单元中存有4个故障码(图1)：P0101-质量式空气流量电路范
围/性能问题；P0102-质量空气流量电路低；P0172-系统状态
过浓(1列)；P1605-怠速不稳定。
图2 发动机燃油修正控制策略
图1 故障车发动机控制单元中的故障信息
在充分了解了故障码P0172的设置机理及定格数据(图3)进
行分析后发现，在发动机暖机、怠速工况下，空气流量计的实
际值为4.57mg/s，正常应为1.5~1.8mg/s，明显偏大，1列1号
长期和短期燃油修正均始终处于过浓减稀状态，且该发动机运
转所处的各区域的空燃比学习值均呈减稀状态。因怠速工况下
的1列1号燃油平均学习值为-54.688%(长期和短期燃油修正值
之和)，已超出设定故障阈值，故触发ECM点亮发动机MIL，并
设定故障码P0172(1列系统状态过浓)。
由于故障码P0172内含有ECM针对满足其开码条件所冻
结的，发动机某一特定运行工况下的定格数据，因此，先对该
故障码进行分析。该故障码与空燃比闭环反馈补偿(短期燃油修
正)、空燃比自适应学习校正(长期燃油修正)有关，而与基本喷
油时间无关。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(A/F)传感器的信号指示实际
空燃比与理论空燃比相比是偏浓还是偏稀。这使得燃油喷射量
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回顾车主先前描述的故障症状：“车辆行驶中发动机抖
动、喘振、加速发闷且伴随排气管放炮、尾气重”，并结合此
前发动机控制单元所报的质量空气流量相关的故障码，初步推
测：经空气流量计传感器所测得的实际空气质量虚高，误导了
ECM，使其在提供合适的空燃比的过程中错误的喷射了过量的
燃油，最终造成1列空燃混合汽过浓。
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图4 主动测试模式下的喷油脉宽减稀和加浓作动数据
图5 故障车上的空气流量计构造
空气流量计的检测原理如图6所示，热线(电热丝)通电并产
生热量，当气流通过时，热线的冷却量与进气量正相关，通过
图3 故障码P0172的定格数据
控制热线上的电流来保持其温度的恒定，即电流与进气量之间
存在一定的比例关系，这样通过检测热线上的电流就可以换算
出进气量。
在实际的空气流量计中，热线被并入桥式电路(图7)中。桥
式电路具有如下特性：当沿着对角线的阻值相等时，A点和B点
的电位相等。当热线被吸入的空气冷却时，电阻值降低导致A
点、B点产生电位差。运算放大器检测到电位差，并施加电压给
电路(增加热线电流)，这样热线的温度上升、电阻增大，直到A
点和B点的电位相等。通过利用这种桥式电路的特性，空气流量
计就可以通过检测B点电压而间接测量进气量。在此系统中，由
于使用了热敏电阻，热线的温度可持续保持在比进气温度更高
的恒定温度上。由于将热线温度从进气温度提高一个ΔT的温度
所需的电压始终保持不变，即使进气温度有变化，也能精确测
量进气质量。另外，空气的冷却能力永远与进气质量成正比，
所以，如果进气质量保持不变，则即使进气温度有变化，空气
流量计的输出也将保持不变。因此，ECM无需根据进气温度来
校正燃油喷射时间。此外，在高海拔地区，空气密度下降，冷
为了佐证上述推论，使用丰田GTS专用诊断仪对1列的空
燃比进行主动测试，分别对1列歧管喷射喷油器的喷油脉宽进
行减稀(-12.5%)和加浓(+12.5%)的动作测试，经主动测试，
1列1号空燃比传感器的信号电压及1列2号空燃比传感器的信
号电流均处正常阈值(图4)。由此进一步将故障范围缩小至空
气流量计性能及其相关线路。结合维修手册针对故障码P0101
和P0102的标准诊断作业流程，分析导致该车故障的可能原因
有：空气流量计至ECM的信号电路断路或短路、空气流量计故
障、ECM故障。
本着科学规范、高效快捷的诊断原则，诊断测量前首先对
空气流量计的工作原理进行梳理。故障车型采用的是热线式空
气流量计(图5)，结构比较简单，由热线和热敏电阻组成，安
装在进气道上，一部分气流进入检测区域就可直接测量进气质
量。这样，不仅检测精度高，而且几乎不会产生进气阻力。另
外，由于没有使用专门的机械，该空气流量计具有很好的耐久
性。图5所示的空气流量计中还装有嵌入式进气温度传感器。
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图7 空气流量计内部桥式电路示意图
却能力也较小，测得的进气质量也随之减少，因此也无需进行
高海拔补偿校正。
在充分理解了空气流量计的工作原理后，参照电路图(图8)
图6 空气流量计检测原理
并结合该系统示意图(图9)，笔者进行了如下检测：
2号氧传感器(1列2号)
空燃比传感器
(1列1号)
图8 空气流量计电路图
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(驾驶员侧接线座总成)
(蓄电池)
图9 空气流量计系统示意图
1.关闭点火开关后，拔下空气流量计侧的连接器B25并进行
检查测试，未发现有接触不良等异常情况。
2.在连接器B25的3、4号插槽上接上试灯后，将点火开关
置于ON位，试灯点亮，用万用表测量B25的3、4号插槽之间的
电压，为12.80V，说明空气流量计供电及搭铁良好。
3.关闭点火开关、断开蓄电池负极后，拔下ECM侧的连接
器B64并重点检查其24、32插槽，未发现有接触不良等异常
情况。
4.用万用表，分别测量空气流量计侧连接器B25的4、5号
插槽和ECM侧连接器B64的32、24号插槽的通断及对地导通情
况，测量结果如表1所示，排除了空气流量计侧连接器至ECM
侧连接器之间线束的断路和对地短路的可能性。
表1 连接器B25、B64相关线束测量结果
万用表连接
B25-5(VG)←→ B64-24(VG)
B25-4(E2G)←→ B64-32(E2G)
B25-5(VG)或B64-
24(VG)←→ 车身搭铁
规定状态
始终小于1Ω
始终小于1Ω
始终10kΩ或
更大
测量结果
始终小于1Ω
始终小于1Ω
始终10kΩ或
更大
图10 点火开关置于ON位时故障车的MAF数据
6.断开连接空气流量计侧至连接器B25侧的5号VG针脚诊
断线束，模拟VG信号端子输出至ECM的电压为0，此时MAF
显示值为0.07mg/s；将一节1.5V干电池的正极侧接入连接器
B25侧的5号VG针脚，负极侧接蓄电池负极，模拟VG信号端子
输出至ECM的电压为1.5V，此时MAF的显示值为3.93mg/s；
连接空气流量计侧至连接器B25侧的5号VG针脚诊断线束，断
开连接空气流量计侧至连接器B25侧的4号E2G针脚诊断线束，
模拟空气流量计的E2G端子至ECM的对地搭铁断路，因空气流
量计内部的IC集成电路无法接地，故使得VG信号端子输出至
ECM的电压为5V，此时MAF显示值为181.87mg/s。通过上述
测量，排除了ECM内部针对空气流量计VG端子的信号接收并
处理运算的异常可能。
5.插回连接器B64，将诊断线束分别连接空气流量计侧公
插针至连接器B25侧母插槽之间的3、4、5号针脚后，装回蓄电
池负极，将点火开关置于ON位，连接诊断仪并读取空气流量计
的数据流(图10)，MAF实际值为0.21mg/s，与正常车的数据吻
合，说明空气流量计数据正常。
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2015年奥迪Q5后风挡玻璃雨刷失灵
◆文/北京 赵利兴
故障现象
一辆2015年生产的奥迪Q5，搭载EA888 GEN3
DKU2.0T型发动机，VIN码为LFV3B28R0F301****，行驶里
程为76 800km。该车后风挡玻璃雨刷在一个点火开关循环内只
能工作一次，再次打开后雨刷开关，后部雨刷不能工作，但前
风挡玻璃雨刷的各项功能正常。
故障诊断与排除
维修技师接车后，首先连接车辆诊断仪VAS6150对全车各
控制单元进行故障扫描，结果未发现故障码。操作后部雨刷拨
杆，观察雨刷动作的情况，确认存在后部雨刷不工作的永久性
故障。关闭点火开关等待大约10s再次打开点火开关后，拨动后
风挡玻璃雨刷拨杆，后雨刷能工作一次。经过反复验证，总结
7.关闭点火开关、插回连接器B25后，启动发动机，读取
发动机暖机后怠速工况下的数据流(图11)，MAF的显示值为
2.01mg/s(正常应在1.5~1.8mg/s之间)，1列1号空燃比传感器
电压3.244V，1列2号空燃比传感器电流-0.05mA，1列1号、
2号短期燃油修正分别为6.250%、0.781%，1列1号、2号长期
燃油修正分别为-16.407%(减稀)、0，1列1号燃油平均学习值
为-10.157%。
综合此前ECM针对满足其设码条件所冻结的发动机暖机
后怠速工况下的定格数据，并结合上述的诊断测量步骤，最终
判定该车故障原因为空气流量计内部故障，导致其在探测进气
量的同时，传感器特性向比实际值偏大的方向偏移，进而造成
ECM误判，使其在提供合适的空燃比的过程中错误地喷射了过
量的燃油，致使1列混合汽过浓。
更换空气流量计后，启动发动机，再次读取发动机暖机
后怠速工况下的数据流， MAF的显示值为1.84mg/s(正常)，
1列1号空燃比传感器电压3.337V，1列2号空燃比传感器电
流-0.29mA，1列1号、2号短期燃油修正分别为0、-1.563%，
1列1号、2号长期燃油修正分别为-3.907%、0，1列1号燃油
平均学习值为-3.907% (正常)。发动机运行各区域工况下的空
燃比学习值也都回归至正常阈值。路试20km，发动机运转正
常，加速有力、行驶中再无喘振、排气管放炮、尾气重等异常
现象。至此，该车故障被彻底排除。
维修小结
通过本案例可以看出，在诊断此类故障时，ECM内针对
故障触发时所冻结的定格数据为故障诊断提供了重要的参考依
据。诊断前一定要梳理故障码的生成机理和诊断控制策略，以
及所涉及系统的工作原理，并且灵活运诊断仪，从而为科学高
效、快速准确地锁定故障点打下坚实的基础。
图11 MAF故障状态下的发动机数据流
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