一辆配置德国ZF公司生产的4HP-16型4速电子控制自动变速器的2005年通用雪弗兰景程2. 0L轿车。该车为事故车,变速器主壳体破损,而且蓄电池也被撞损,导致电解液洒在整个变速器上,并通过变速器壳体破损处又流入变速器内部。更换损坏部件(壳体、各密封元件等),装车后,变速器出现不换档的故障(总是保持在1档),HOLD故障指示灯闪烁,同时电控系统偶尔会记录P0781的故障码。
故障分析:该车是外地的,当地维修厂的技术人员一时不能将故障现象描述得很清楚。此车是新车,变速器只是换了壳体和修理包,不应存在机械装配的问题。如果变速器没有执行换档过程,那只有两种可能:①TCM没有接收到满足换档条件的信息,因此没有作出换档指令;② TCM已经对换档电磁阀发出换档指令信息,但变速器没有执行。再分析P0781故障码,其含义是“1-2档故障”。理论上TCM设置该故障码的条件如下:
1)变速器油温度大于-10℃。
2)变速杆不在N(空档)、P(驻车)位。
3)系统电压高于9 V。
4)无输入速度错误故障码P0715、P0716和P0717。
5)输出速度大于256 r/min.
6)输入速度大于400 r/min.
7) 1-2档换档激活。
在上述条件发生后立即设置故障码0781。
考虑到该车为事故车,因此应重点检查相关电路。可是两天过去了,该修理厂还是没有找到任何头绪,他们只是从TCM到变速器之间的电路进行了测量,同时也对TCM的供电及接地信息进行了测量,均没有发现问题,后来只好求助于笔者。
故障现象:当接手该故障车进行路试时发现,该变速器并不是不换档,而是频繁在1-2-1档间转换几次后便锁定在固定模式下的1档。同时,由于车速的巨变,明显感觉变速器内部元件像干涉一样,此时故障指示灯开始闪烁P0781故障码。当前必须查找出电控系统为什么设置P0781故障码。根据实际故障现象分析:如果是变速器2档干涉,那么可以将程序开关按下,此时变速器会以2档起步(2档行驶没有问题)。无论是理论上分析所涵盖的故障范围,还是实际故障的表现,都必须根据P0781故障码“1-2档故障”的设置条件进行一步一步地检测(当然有些环节可针对实际情况省略不做)。
故障检测与故障排除:参照该车原厂维修资料,当检查到第四步的第三小步骤时发现了问题:B3无电源。图1为TCM端子说明:该TCM一共有3个插头,分别是蓝颜色的A插头、绿颜色的B插头和灰颜色的C插头。
第四步检查步骤如下:
1)关闭点火开关。
2)断开变速器TCM导线连接器。
3)测量变速驱动桥导线连接器端子B3和B13之间的电压。
4)接通点火开关。
5)测量变速驱动桥导线连接器端子C15和B13之间的电压。
6)测量变速驱动桥导线连接器端子C16和B13之间的电压。
其中B3为TCM的供电电源、B13为TCM的接地、C15和C16是经点火开关打开时的电源,在测量过程中只有B3存在问题。查阅相关电路图2。
由图可知,B3的电源是经过两个熔丝提供的,而该车虽然是事故车,但根本没有伤及到电路,只是熔丝盒破损。当检查熔丝时,发现仪表板熔丝盒内所有熔丝没有损坏,在发动机舱内的熔丝盒中发现一个烧断的15A熔丝。通过查资料知道,该熔丝应该是30A,难怪15A熔丝被烧断。但该厂技术人员讲,原来熔丝肯定都是好的,即使发现B3的熔丝烧断那也是后来损坏的。不论怎样,重新清除系统故障码,进行路试,结果还是一样,故障现象丝毫没有改变,P0781故障码继续重现,这说明原因根本就不在这里。
回过头来再继续分析P0781:如果变速器机械、液压、电控三个系统中某一系统出现影响1-2档的故障时,TCM都会设置该故障码,并锁定在固定模式的1档上,因此还要从机械、液压、电控3个方面来排查。从变速器动态数据流里看出,TCM已经发出2档指令信号而变速器没有执行,但直接让变速器以2档行驶却没有问题,这说明变速器内部机械元件肯定不会有问题。因为该变速器的机械传递采用的是串联结构的行星排,并配合5个换档执行元件(2个离合器和3个制动器)完成4前1倒的变速功能,其动力传递如图3所示。如果在装配上存在干涉问题,那么一定会影响多个档,但是目前1, 2, 3档(断开电磁阀线束后)和倒档均正常,因此,问题一定在电子控制方面和液压控制方面。那么能不能是阀体液压油路上出现了问题呢?于是,将变速杆置于1位以1档行驶,1档没有问题。然后将变速杆置于D位,同时将模式选择开关按下,此时变速器直接以2档行驶,说明2档油路没有问题。又对1档和2档油路进行分析(图4和图5), 1档和2档的工作油路都是TCM指令各电磁阀工作,如果单纯的某个电磁阀或机械阀门有问题,单独操作各档时肯定不能实现,因此说油路错乱和干涉的可能性也非常小。
综上分析,充分说明液压控制方面存在问题的可能性也较小。电子控制方面的问题无非有两种可能:要么是TCM指令错乱,要么是输入信号错误。电路部分问题已经基本排除,考虑到ECU损坏的可能性非常小,因此重点还要放在输入信息上。根据实际故障现象及P0781故障码的设置条件以及对P0781故障码的排查步骤,把故障点缩小在输出转速传感器上(因为其他信息均无问题)。输出转速传感器电路如图6所示。
输出转速传感器(OSS)是一个霍尔式传感器(图6是磁电式),用于监测变速器输入齿轮的速度信息,并将该信息传递给TCM, TCM利用该信息主要控制换档时间、系统压力、变矩器锁至离合器的控制等。由于该传感器为霍尔式,因此无法用万用表测量其阻值,只能通过示波器读取其频率方波信号。正常时根据不同速度给TCM提供20~8000Hz的方波信号。传感器与信号齿间的间隙为0. 1~1. 3mm。由于条件有限,不能利用示波器对传感器进行测量,同时,考虑到更换变速器壳体后,有可能其工作间隙不正常,需要重新测量传感器间隙。但由于工作中经常更换这种变速器壳体,因此不应该存在间隙不正常的可能性。无论怎样还是检查一下吧:把传感器拆下来,测量其间隙在正常值范围内,但传感器本身外观已经被电解液烧得不像样子了。如果有指针式万用表,可以给传感器提供一个5V参考电压,找一金属器件在传感器端部摆动观察指针的变化。但目前一些修理厂早已不再使用这种表,于是,索性更换输出转速传感器试一下,结果更换后故障得以彻底排除。
总结:其实该变速器故障并不复杂,但通过该车故障的维修,总结出一个故障维修的整体思路,那就是当面临一个自动变速器故障时,怎样通过理论上的分析及实际故障的表现特征,综合考虑确定出变速器机械、液压、电子等方面的故障尤为关键,最后逐一排查,锁定故障点。这样,看似复杂的问题可以变得简单化。