作者：周庆云
故障现象
一辆2020款荣威i5车，搭载15S4C发动机，累计行驶里程约为4.7万km。该车因行驶中发动机故障灯异常点亮而进厂维修，维修人员根据故障代码提示先后更换了活性炭罐总成和燃油泵总成，故障依旧，于是向笔者请求技术支持。
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故障诊断
接车后首先用故障检测仪检测，发动机控制模块（ECM）中存储有多个偶发故障代码（图1）；记录并清除故障代码，故障代码可以清除，且发动机故障灯熄灭；让发动机原地怠速运行一段时间，故障未再出现。与之前的维修人员沟通得知，之前更换活性炭罐总成和燃油泵总成后试车，故障未再出现，于是交车，但第2天故障再现，且ECM中也存储图1中的故障代码。既然这些故障代码反复存储，说明这些故障代码与故障点有一定的关联，于是决定仔细分析这些故障代码。
故障代码“P2187 空燃比闭环控制自学习值超上限（怠速）”表示怠速时的混合气浓度过稀；故障代码“P0507 怠速控制转速高于目标怠速”表示怠速时的实际发动机转速高于目标发动机转速；故障代码“P0451燃油箱压力传感器信号偏移”表示燃油箱压力传感器检测到燃油箱压力超出正常范围；故障代码“P2422活性炭罐通风阀卡滞关闭”表示ECM检测到燃油箱压力低于-2.7 kPa，即燃油箱真空度过大；其中故障代码P0451和故障代码P2422涉及到燃油蒸气排放控制（EVAP）系统。
如图2所示，该车EVAP系统主要由活性炭罐、活性炭罐电磁阀、燃油箱压力传感器、活性炭罐通风阀及空气滤清器等部分组成，其中活性炭罐、活性炭罐通风阀及空气滤清器集成一体，为活性炭罐总成（图3），更换时需整体更换；燃油箱压力传感器安装在燃油泵法兰上方（图4）；活性炭罐电磁阀（图5）安装在活性炭罐与进气歧管之间的真空管上。活性炭罐电磁阀为常闭状态，活性炭罐通风阀为常开状态。
该EVAP系统具有燃油蒸气净化功能、EVAP系统泄漏监测功能及活性炭罐通风阀堵塞监测功能。
（1）活性炭罐吸收来自燃油箱的燃油蒸气，直至饱和；如图6所示，当发动机工况（进气歧管中有足够的真空）满足时，ECM控制活性炭罐电磁阀打开，在进气歧管真空力的作用下，新鲜空气经空气滤清器、活性炭罐通风阀流入活性炭罐，形成净化气流，吹洗活性炭吸附的燃油蒸气（即活性炭罐脱附的过程），最后气流进入气缸参与燃烧，同时还会直接抽吸部分燃油箱内的气体，这就是燃油蒸气净化功能。
（2）在燃油蒸气净化的过程中，如图7所示，如果ECM控制活性炭罐通风阀关闭，那么EVAP系统与大气隔绝，只与进气歧管相通，此时燃油箱压力会快速下降，如果在一定时间内燃油箱压力（由燃油箱压力传感器监测）无法下降至设定值，ECM判定EVAP系统存在较大泄漏，存储故障代码“P0455 EVAP系统大泄漏（2.2 mm）”；如果燃油箱压力在一定时间内能够下降至设定值，如图8所示，ECM控制活性炭罐电磁阀关闭，活性炭罐通风阀继续处于关闭状态，此时EVAP系统形成密闭空间，ECM根据燃油箱压力传感器持续监测燃油箱压力上升趋势，当压力上升速度超过设定值时，ECM判定EVAP系统存在微小泄漏，存储故障代码“P0442 EVAP系统小泄漏（1.0 mm）”。这就是EVAP系统较大泄漏和微小泄漏的监测功能。
（3）在燃油蒸气净化的过程中，由于真空也会抽吸部分燃油箱内的气体，所以燃油箱压力会缓慢降低，而当燃油蒸气净化停止（即ECM控制活性炭罐电磁阀关闭）时，新鲜空气会及时补充进燃油箱（图9），对应的燃油箱压力快速升高，但是如果活性炭罐通风阀卡滞在关闭位置或空气滤清器堵塞，就会出现以下3种情况：在燃油蒸气净化过程中燃油箱压力降低速度变快；燃油蒸气净化停止时燃油箱压力不会快速升高；下一次燃油蒸气净化时燃油箱压力会持续下降。当燃油箱压力降低至-2.7 kPa时，ECM判定活性炭罐通风阀卡滞在关闭位置，存储故障代码“P2422 活性炭罐通风阀卡滞关闭”。
由于活性炭罐总成（含活性炭罐通风阀和空气滤清器）和燃油泵总成（含燃油箱压力传感器）已更换过，可以排除活性炭罐通风阀卡滞在关闭位置及燃油箱压力传感器本身损坏的可能。接通点火开关，未起动发动机时读取发动机数据流，发现“燃油箱压力值”为1.475 V（图10）；起动发动机，读取发动机数据流，发现“炭罐电磁阀PWM占空比”约为10%时，“燃油箱压力值”为1.816 V（图11）。正常情况下，活性炭罐电磁阀工作时，燃油箱压力下降，由此推断燃油箱压力传感器输出信号电压越高，对应的燃油箱压力越低。
进行路试，发现在松开加速踏板时，ECM已控制活性炭罐电磁阀停止工作，但燃油箱压力传感器的输出信号电压仍持续上升（图12），最高电压约为3.7 V，即燃油箱压力持续降低，推断可能的原因有：活性炭罐电磁阀卡滞在常开位置；燃油箱压力传感器信号失准。
再结合故障代码“P2187 空燃比闭环控制自学习值超上限（怠速）”“P0507 怠速控制转速高于目标怠速”进行分析，推断故障原因为活性炭罐电磁阀偶尔卡滞在常开位置，当燃油蒸气净化完以后，抽吸的主要是新鲜空气了，这好比进气歧管漏气，从而导致混合气过稀且发动机转速过高；若这种情况持续下去，燃油箱压力会持续降低，当燃油箱压力与标准燃油箱压力的差值超过设定值时，ECM判定燃油箱压力传感器信号发生偏移，从而存储代码“P0451 燃油箱压力传感器信号偏移”；当燃油箱压力继续降低至-2.7 kPa时，ECM判定活性炭罐通风阀卡滞在关闭位置，从而存储故障代码“P2422 活性炭罐通风阀卡滞关闭”。
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