一辆搭载1ZR-FE型发动机，装备5挡手动变速器的供竞赛教学用2012年款1.6L丰田卡罗拉轿车，，该车在一次教学实训后，车辆怠速时出现发动机运行不稳、容易熄火、汽车仪表盘上的发动机故障灯偶尔闪烁等故障现象。
    故障诊断：确认故障后，使用博世KT600解码器调取发动机电控系统故障码，无故障码存储。按从易到难的原则对发动机各部件进行如下基础检查。首先，考虑到是学生实习车辆，很可能有插头松动问题。检查线路接头，没有发现松动或接触不良的地方。其次，查看了空气滤清器，安装正确无堵塞。检查各缸点火情况为正常，火花强烈。再次，检查燃油和气缸压力，结果也符合要求。
      以上的各种检查结果表明：在发动机燃油系统及点火系统都正常工作的情况下仍旧有如此故障，说明发动机的其它一些控制系统还存在故障。经过与任课老师沟通后，得知该车前不久用于空气供给系统的检测实训，再结合这些故障现象，首先想到的是空气流量计及其控制线路的问题。
    先读取发动机控制系统动态数据流。启动发动机暖车后，在怠速转速下运转，用博士KT600读取发动机控制系统动态数据流，部分内容如图1所示。进气温度为38℃，正常，喷油时间为2.5ms，正常。但是空气流量计的输出信号正常应该稳定在1.75～1.90g/s左右，而实测时偶尔出现有0.06g/s的情况，显然有问题。此外还发现发动机工作转速在650～680r/min之间来回波动，点火提前角也在7°～11°之间频繁变化，综合以上分析，初步怀疑是空气流量计信号的异常直接导致了发动机怠速工作不稳定，需要做进一步检查确认。

    查看《丰田卡罗拉维修手册》，得知该车为热线式空气流量计，其电路图如图2所示。当点火开关打到ON挡后，ECM的MREL端子输出高电平信号，主电喷继电器线圈得电工作，给空气流量计的3#端子（+B）供电，4＃端子（E2G）通过ECM接地，5#端子（VG）把信号输送到ECM。另外，1#和2＃端子是进气温度传感器的2个信号端。接下来，笔者利用万用表对空气流量计进行检测。

        第一步，拔出空气流量计线插B2，点火开关打到ON挡，发动机不启动，用数字万用表测量线插B2的4#端子（E2G）与车身搭铁电阻为低于1Ω，说明搭铁没有问题。第二步，用万用表测量空气流量计线插B2的3＃端子（+B）与4＃端子（E2G）之间的电压为11.5V（正常值范围10～13V） 、说明空气流量计的供电线路正常。第三步是对空气流量计信号端子进行检查。关闭点火开关，拆下蓄电池负极，拔下空气流量计的线插B2，用万用表检查5＃端子（VG）到ECM的连接插头B31-118之间的电阻为小于1Ω、（如图3所示），说明信号线路没有断路。再次插上线插B2，启动发动机，让其怠速运行，然后用万用表测量线插的5＃端子（VG），电压表上出现约1.2V的脉冲电压，但是偶尔会变为0V，且发动机怠速不稳。根据这一细节，怀疑空气流量计信号输出有间歇性缺失的故障。

      为了验证上面的怀疑，决定使用示波器对空气流量计进行检测。插上空气流量计的线插B2，让发动机怠速运行。用KT600通用示波器功能获取空气流量计的5信号端子（VG）的波形，得到结果如图4所示。从波形中笔者发现，在发动机怠速650～690r/min时，同款正常车辆的正常脉冲波形应该稳定在1.2～1.5V左右（如图5所示），而此故障车却是会变化的脉冲电压，而且很不稳定，时有时无。测量一段时间后这个脉冲电压突然消失，发动机抖动并自行熄火，故障灯亮起了，解码器读出故障码为P0102（气流质量电路故障/过低）。很明显这个空气流量计已经失效，无法正常输出稳定的信号了。更换1个新的空气流量计并清除故障码后启动发动机，发动机工作恢复正常。



    维修小结：本案例中，该辆卡罗拉汽车空气流量计的故障为信号输出异常，究其原因很可能是学生在进行检测实训过程中反复拆装测量而导致其失效的。当电子控制单元ECM无法接收到空气流量的电压信号值或接收到错误的信号时，就不能正确控制喷油量，也会因信号偏差达到极限值而开启失效保护功能控制喷油量。这就会导致最后进入到气缸的混合气过浓或者过稀，从而出现发动机容易熄火、加速性能差、怠速不稳等故障现象。另外该故障具有偶发性，所以ECM中没有故障码，发动机故障灯没有点亮，这给维修带来了一定难度。我们在解决这类故障时，一方面要熟悉空气流量计的工作原理，另一方面要学会利用数据流功能，增强信号波形分析能力，这样才能简便快速地排除电控发动机故障。
    相关资料：2014-2015年丰田卡罗拉原厂维修手册（含电路图及雷凌手册）