雪弗兰景程2.0L轿车4HP-16自动变速器故障维修分析

车辆信息：一辆2005年通用雪弗兰景程2.0L轿车，配用德国ZF公司生产的4HP-16型4速电子控制自动变速器。

故障现象：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；②TCM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2-31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。

图2-31 4HP-16变速器TCM插头位置说明

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。(www.xing528.com)

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2-32。

图2-32 4HP-16变速器TCM供电电路

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2-33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2-34和图2-35），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2-36所示。

图2-33 4HP-16变速器动力传递简图

F—制动器F D—制动器D C—制动器C E—离合器E B—离合器B

图2-34 4HP-16变速器1档油路

输出转速传感器（OSS）是一个霍尔式传感器（图2-36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

图2-35 4HP-16变速器2档油路

图2-36 输出转速传感器电路

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。