120M, 12M, 140M, 14M, 160M and 16M Motor Graders Power Train Electronic Control System Caterpillar

空调系统

图 1	g02089155
空调控制电路连接

附件空调系统由变速箱/底盘 ECM 控制。

空调控制部件的电源通过 15 安培 HVAC 保险丝提供。 电源电路连接至 HVAC 操作员面板中的 HVAC "接通/断开/风扇"选择器开关。

高速鼓风机（未显示）的电源通过 20 安培断路器提供给鼓风机马达，并由高速继电器切换到鼓风机马达。 请参阅鼓风机马达控制连接的完整机器电气示意图。

当选择器开关切换至接通位置时，操作员面板中的内部AC继电器线圈通电，这将使得继电器触点闭合。 电源随后通过闭合触点输送至 AC 操作员开关。

当 AC 操作员开关移动到 AC 接通位置时，系统电源将通过开关触点接通到变速箱/底盘 ECM 开关，再到蓄电池正极型输入触点。

正常工作期间，ECM 内部下拉电压将保持 AC 操作员开关输入电路低，直到系统电源通过开关触点并将输入电路信号拉高为止。 当 ECM 检测到电路中的高蓄电池正极信号时，ECM 将确定开关触点处于交流接通位置。

图 2	g01331971
典型 M 系列平地机 AC 压缩机位于发动机的左侧上 (21) 直流压缩机 (22) 直流低压开关 (23) 直流 HI/LO 压力开关

一旦 ECM 从操作员开关接收到启动交流系统的信号，ECM 将监控连接到恒温器的电 来自保险丝的电源必须通过两个串联连接的系统压力开关，以到达恒温器触点的一侧。 一个为低压开关，另一个为 HI/LO 压力开关。

低压开关的触点将闭合，系统压力增加到 118 kPa (17.1 psi)。 开关触点将保持闭合，直到系统压力降低到 27.5 kPa (4.0 psi)。

当系统压力处于 275 kPa (39.9 psi) 至 1750 kPa (253.8 psi) 范围时，HI/LO 压力开关的开关触点闭合。

如果系统压力不正确且一个或两个压力开关的触点断开，则系统电源将不会到达恒温器。

下拉电阻器连接至恒温器输入电路，以保持输入电路低。 当系统电源通过两个压力开关的触点且恒温器触点闭合时，系统电源将拉高电路。 ECM 将检测到恒温器电路中的高信号，并将随后启动 AC 离合器继电器的沉降驱动装置输出。

一旦 ECM 接通继电器的沉降驱动装置后，则通过沉降电路向 HVAC 保险丝的系统电源提供一个接地路径。 这可接通继电器线圈，使继电器触点改变状态。 随后通过保险丝系统电源的继电器触点向交流离合器电磁阀提供一个接地回路。 接通的离合器电磁阀将随后接合 AC 压缩机以激活系统。

变速箱/底盘 ECM 不监控空调系统中用于诊断的部件电路。

倒车警报器操作

倒车警报器提醒周边人员，机器正在后退。 变速箱/底盘 ECM 通过使用倒车警报器继电器启用倒车警报器。 继电器由 ECM 通过 ON/OFF 输出驱动器控制。

每当变速箱切换至倒档方向时，ECM 将接通继电器的输出驱动器以激活倒车警报器。

跛行回家模式

可选用"跛行回家"模式，以终止诊断事件，提供对变速箱的手动控制。 当任一变速箱电磁阀的诊断代码被激活时，跛行回家模式将由变速箱/底盘 ECM 激活。 当激活跛行回家模式时，ECM 将允许变速箱切换至不受激活诊断代码影响的档位。

寄生负载减少

图 3	g01948549
寄生负载减少电路示意图

冷态发动机寄生负载减少功能在低温起动时移除非必要的负载。 该功能通过变速箱和风扇/制动器旁通实现寄生负载减少。 该功能为可选附件，仅在以下型号上可用：

• 12M

• 120M

• 140M

• 160M

该功能观察变速箱机油温度和液压油温度。 如果任一温度等于或小于 0° C (32° F)，将激活冷态发动机寄生负载减少功能。

当冷态发动机寄生负载减少功能激活时，风扇/制动泵和变速箱泵将旁通到油箱，减少发动机上的负载。 发动机转速稳定后，变速箱泵旁通电磁阀将首先解除激活，然后是风扇/制动旁通电磁阀，从而增加发动机上的负载。

停车制动器测试

为了检查停车制动器的正确操作，当变速箱处于 5F 档位时，变速箱/底盘 ECM 将执行停车制动器测试。 执行以下步骤来检查停车制动器的工作情况。

1. 将变速箱置于空档位置。

2. 将停车制动器开关置于接合位置。

3. 起动发动机。

4. 踩下微动踏板。

   档位 1F 和 1R 将显示在仪表组上。

5. 在两秒内手动连续上移变速箱四次。

   仪表组将显示档位 5F 为激活的档位。 不能选择倒档。

6. 踩下油门踏板并释放微动踏板。

结果：为了正确操作停车制动器，踩下油门踏板并释放微动踏板应使发动机失速。 如果机器向前移动，停车制动器操作不正确。 调查停车制动器测试失败的原因。 先把故障排除，再开动机器。

停车制动器紧急驱动功能

如果停车制动器不分离，而又必须在紧急情况下移动机器时，可以使机器"通过"接合的停车制动器。

警告：
以下步骤应仅在紧急情况下执行，以避免对操作员或机器造成危险。 该步骤可能会对停车制动部件造成损坏。

1. 在变速箱处于空档且停车制动器开关处于接合位置状态下，起动发动机。

2. 使停车制动器开关移到分离位置。

3. 踩下微动踏板。 档位 1F 和 1R 将显示在仪表组上。

4. 请勿上移或下移。 激活的档位必须是档位 1F 或 1R。

5. 选择一个方向并释放微动踏板。

6. 踩下油门踏板以便"通过"接合的停车制动。

结果：油门踏板踩下时释放微动踏板将导致机器朝所选方向移动，并"通过"接合的停车制动器。 尽可能少地移动机器，以将可能对停车制动器部件造成的损坏降到最低。

辅助转向系统

图 4	g01326393
辅助转向控制系统

图 5	g01326014
辅助转向系统连接

系列 M 系列平地机 配备有辅助转向系统，该系统在主转向系统出现故障的情况下用作备用转向系统。 变速箱/底盘 ECM 是辅助转向系统的主控制。

注: 启用时，辅助转向系统设计用于短时期使用，以将机器移动到可进行机器安全停机操作的区域。 当工作较长时间后，转向系统负载将造成辅助转向泵马达过热。

变速箱/底盘 ECM 和机具 ECM 监控来自以下转向系统传感器的位置传感器输入信号：

• 左操纵手柄转向传感器 1、2 和 3。

• 左右转向油缸位置传感器。

• 机器铰接位置传感器 1 和 2。

机具 ECM 监控转向系统传感器信号以控制主转向系统。 变速箱/底盘 ECM 监控相同转向系统传感器信号，以便在机器操作期间能随时启用并控制辅助转向系统。

当机具 ECM 检测到主转向系统中有故障时，机具 ECM 将脉冲宽度调制（PWM）信号发送到连接在两个控制装置之间的"辅助转向请求"电路上的变速箱/底盘 ECM。

检测到以下任意一个机器系统状况时，机具 ECM 会向变速箱/底盘 ECM 发送一个请求信号以便启动辅助转向系统：

• 激活的诊断代码 CID 2202 FMI 12（转向阀控制模块错误）

• 主液压泵故障。

• 不存在主转向指令的情况下检测到转向动作。

• 存在主转向指令的情况下没有检测到转向动作。

• 检测到转向动作方向错误。

• 已经请求手动辅助转向测试。

• 发动机初次起动时进行一次自动辅助转向泵测试。

当存在下列情况时，变速箱/底盘 ECM 会在没有接收到来自机具 ECM 的请求信号时启动辅助转向系统：

• 激活的诊断代码 CID 2199（来自机具 ECM 的辅助转向请求信号）。

图 6	g01326509
辅助转向电磁阀位于后阀组背后的驾驶室前部。 (17) 辅助转向右电磁阀 (18) 辅助转向左电磁阀

图 7	g01326526
辅助转向马达继电器和泵马达（视图：铰接悬挂装置后侧机器下方。） (19) 辅助转向马达继电器 (20) 辅助转向泵马达

当机具 ECM 发送给变速箱/底盘 ECM 一个 PWM 辅助转向请求信号，PWM 信号的占空比将确定启动哪些辅助转向系统部件。 在正常运行期间，机具 ECM 在所请求的电路上保持 20 % 的占空比。 当请求辅助转向测试时或者机具 ECM 检测到主转向系统中有故障时，辅助转向请求信号将为下列占空比信号之一：

20 % PWM 占空比 - 正常工作，无启动请求。

40 % PWM 占空比 - 仅请求激活辅助转向泵马达。

60 % PWM 占空比 - 仅请求启动辅助转向先导电磁阀。

80 % PWM 占空比 - 请求启动辅助转向泵和辅助转向先导电磁阀。

当变速箱/底盘 ECM 接收到 40% 的占空比请求时，ECM 将供电给辅助转向继电器。 这将使电源送至继电器触点，从而为辅助转向马达继电器供电。 动力控制箱的电源然后将供应至辅助转向泵马达，从而转动辅助转向泵。 当只接收到泵请求时，辅助转向泵将向主转向系统提供液压油流。

注: 当辅助转向泵马达启动以便向主转向系统或辅助转向系统供应液压油流时，工作较长的一段时间后则辅助转向马达泵将过热。

当变速箱/底盘 ECM 接收到 60 % 占空比请求时，ECM 会启动比例辅助转向先导电磁阀以便控制流向转向油缸的液压油量。 ECM 将使用 PWM 输出信号来使辅助转向电磁阀通电。 变速箱/底盘 ECM 将改变输送到电磁阀的电流量以便控制前轮角度。

当辅助转向电磁阀通电激励时，先导油会被引导到主转向系统使用的同一个主液压阀。 当辅助转向电磁阀启动时，不使用主转向系统操作用的转向阀控制模块。

当变速箱/底盘 ECM 接收到 80 % 占空比请求时，ECM 会将辅助转向继电器通电以便将辅助转向泵马达通电。 ECM 也将启动比例辅助转向先导电磁阀。

为控制辅助转向系统，变速箱/底盘 ECM 将使用"闭环"指令和类似于机具 ECM 用于控制主转向系统的反馈系统。

变速箱/底盘 ECM 根据来自左操纵手柄的转向传感器输入信号输出 PWM 输出信号至适当的电磁阀。 然后，ECM 监控转向油缸的位置以相应地调整到电磁阀的电流。 随着转向油缸接近和达到指令位置时，ECM 将减小到电磁阀的输出电流，直到油缸运动停止。 随着操纵杆的转向输入改变，循环重复。

如果其中一个转向油缸位置传感器信号不可用，则变速箱/底盘 ECM 将使用另一个油缸位置传感器的信号来确定前轮的位置。 如果两个转向油缸位置传感器信号都不可用，则变速箱/底盘 ECM 将使用最后获得的油缸位置传感器数据和指令液压油流来估计转向油缸和前轮的位置。 这状态将导致限制的转向运动超时。

一旦变速箱/底盘 ECM 启动辅助转向系统，该系统将保持启动，直到机器关闭。 如果引起辅助转向系统启动的条件不再存在，则当机器重起时，主转向系统将被启动。

辅助转向系统测试

机具 ECM 和变速箱/底盘 ECM 执行自动测试或手动测试，以检查系统是否正常工作。

自动辅助转向测试

每次在发动机起动时执行一次自动辅助泵测试。 如果系统没按预期执行，机具 ECM 将激活 3 级的 EID 0560（辅助转向泵无响应）事件，以提醒操作员系统测试失败。

自动测试期间，发动机必须处于工作中，机器转速必须为零。 自动辅助转向测试期间，所有机具和主转向功能将在测试的十秒持续时间被机具 ECM 停用。

注: 如果自动辅助转向测试或手动测试使得机具 ECM 启用激活的 3 级 EID 0560（辅助转向泵无响应）事件，则必须以安全的方式立即停止机器。 操作机器前，必须调查并排除辅助转向系统中的问题。

手动辅助转向测试

辅助转向系统的手动测试应在机器操作的每 100 小时或每两个星期时执行。

手动辅助转向测试期间，所有机具和主转向功能将在测试的十秒持续时间被机具 ECM 停用。

要执行手动辅助转向测试，必须运转发动机且机器速度必须为零。

要开始测试，操作员将瞬时辅助转向测试开关保持在测试位置十秒钟。

当机具 ECM 检测到开关输入电路已通过开关接地时，机具 ECM 将开始系统的手动测试。

首先，机具 ECM 停用主转向系统和机具系统。 然后，机具 ECM 将通过辅助转向请求电路向变速箱/底盘 ECM 发送一个 40% PWM 占空比信号。 40% 占空比指示变速箱/底盘 ECM 应仅启动辅助转向泵马达。

当变速箱/底盘 ECM 使辅助转向继电器通电以打开辅助转向泵马达时，机具 ECM 监测到主液压放电压力传感器。 在液压系统中使用两个单向阀，以检测辅助泵压力。

如果在特定短时间内机具 ECM 没有检测到辅助泵压力大于 10000 kPa (1450.4 psi) 时，机具 ECM 将启用 EID 0560（辅助转向泵无响应）事件代码。

如果在特定短时间内机具 ECM 检测到辅助泵压力大于 10000 kPa (1450.4 psi)，机具 ECM 将通过辅助转向请求电路向变速箱/底盘 ECM 发送 80% 的 PWM 占空比信号。 80% 占空比表示变速箱/底盘 ECM 应启用辅助转向泵马达和辅助转向先导电磁阀。

当操作员看到通讯器上没有激活 EID 0560 事件时，操作员应立即将左操纵手柄移到左转向和右转向位置。 如果前轮遵循转向指令，则辅助转向系统执行正确。

如果操作员将瞬时辅助转向测试开关保持在测试位置 10 秒钟，则机具 ECM 将停用该测试模式。

注: 如果手动辅助转向测试没有导致激活的 EID 0560（辅助转向泵无响应）事件代码，但是前轮在十秒内没有正确响应转向指令，则必须以安全的方式立即停止机器。 辅助转向系统中有故障，操作机器前，必须先查明和排除该故障。

变速箱电子离合器压力控制（ECPC）

图 8	g01324626
位于变速箱左侧的变速箱离合器电磁阀 (1) 变速箱离合器电磁阀 1（前进高速档） (2) 变速箱离合器电磁阀 2（前进低速档） (3) 变速箱离合器电磁阀 3（倒档） (4) 变速箱离合器电磁阀 4（2 档） (5) 变速箱离合器电磁阀 5（3 档） (6) 变速箱离合器电磁阀 6（1 档） (7) 变速箱离合器电磁阀 7（低速范围） (8) 变速箱离合器电磁阀 8（高速范围）

系列 M 系列平地机上的变速箱/底盘 ECM 启动用于变速箱控制的电子离合器压力控制（ECPC）阀的操作。 ECM 控制八个变速箱离合器比例电磁阀以操作变速箱换档。 这些变速箱电磁阀用于控制提供控制变速箱离合器接合压力的液压回路。 ECM 为适当的变速箱电磁阀供电，使机器进入两种可能的转速范围的其中之一，这两种转速范围能启动前进方向中的八种档位和后退方向中的六种档位。

在 ECPC 控制的变速箱上，离合器压力采用电子调节方式。 ECM 通过向对应比例离合器电磁阀发送可变输出电流，控制离合器压力的调节。 为了确定正确的输出电流以输送至离合器电磁阀，ECM 监测以下数据：

• 来自发动机 ECM 的八个扭矩数据

• 来自变速箱转速传感器的输入数据

• 来自变速箱传感器的温度数据

ECM 将输出脉冲宽度调制（PWM）信号，以变化到电磁阀的电流。 到电磁阀的电流决定了作用到液压滑阀上先导油压力的大小。 滑阀的行程与提供给电磁阀的电流成正比。 滑阀的位置控制作用在离合器的液压油压力大小，该压力确定离合器的接合程度。 电流增加，将会导致离合器接合压力增加。

以下两种模式可用于变速箱操作：

• 操作的标准模式是手动模式。

• 附件自动换档模式。

当处于手动模式时，变速箱/底盘 ECM 根据来自左操纵手柄上的操作员控制输入选择必须接合的变速箱离合器。 当机器处于附件自动换挡模式时，ECM 根据机器工作情况和变速箱输出转速（TOS）控制换挡模式。

注: 当更换变速箱机油，且新机油粘度与旧机油粘度不同时，必须为机器配置新机油粘度。 使用通讯器或使用配置屏幕中的 Cat ET 维修工具可更改新机油粘度参数。 配置新机油粘度后，必须执行变速箱离合器充满校准。 变速箱/底盘 ECM 将根据新变速箱机油粘度调整变速箱的操作。 请参阅本手册的测试和调整, "机器控制模块（ECM）- 配置"章节了解更多信息。

图 9	g01324764

注: 图 9 显示了左操纵手柄中变速箱控制装置的内部按钮和接地分配。 这里没有显示向机具 ECM 提供输入的机具的左操纵手柄和转向部件。 左操纵杆内的部件不可维修。 如果操纵手柄内的部件故障，必须更换整个组件。 显示此图，以便帮助部件和变速箱控制装置电路的故障诊断与排除。 关于所有操纵杆与 ECM 间的完整连接电路图，请参阅本手册后面的系统示意图。

以下开关为向变速箱/底盘 ECM 提供接地输入的开关，以便指示驾驶员选择档位：

• 升档开关

• 降档开关

• 前进/空档/后退（FNR）开关

每个开关从内部连接到向左操作杆供电的四个 ECM 回路（接地）的两个电路。 开关的一个 ECM 回路由变速箱/底盘 ECM 提供，开关的另一个 ECM 回路由机具 ECM 提供。 两个接地连接必须内部或外部断开，以便通过接地连接断开来中断开关的操作。

ECM 有连接至各开关输入连接的内部"拉高"电压。 拉高电压保持电路高位，直到开关通过开关触点使电路接地。 ECM 期望开关输入之一始终接地。 如果所有开关输入都接地或没有一个开关输入接地，则 ECM 将激活开关的诊断代码。

ECM 监控 FNR 触发选择器开关的三个开关输入的状态。 通过开关触点接地的开关输入将确定 ECM 将要激活变速箱的方向模式。

ECM 监控升档开关和降档开关的两个开关输入的状态。 当 ECM 检测到从通过开关触点接地的常闭输入转换为通过开关触点接地的常开输入时，ECM 将激活选定的前进档或倒档中的下一升档档位或降档档位的电磁阀输出。 如果升档开关或降档开关按下数次，ECM 将检测开关输入转换的次数，并启用请求的升档档位或降档档位的电磁阀，前提是请求的升档档位或降档档位不会对变速箱部件造成损坏。

变速箱转速传感器的操作

图 10	g01330023
位于变速箱顶侧和右侧的变速箱转速传感器 (9) 变速箱输入转速传感器 (10) 变速箱中间转速传感器 2 (11) 变速箱中间转速传感器 1 (12) 变速箱输出转速传感器 2 (13) 变速箱输出转速传感器 1

M 系列平地机上的变速箱配有五个变速箱转速传感器。 每个转速传感器向变速箱/底盘 ECM 提供一个频率输入。

输入速度传感器安装在可以监测变速箱输入轴上的齿轮的位置。 两个中间转速传感器安装在可以监测变速箱中大型中间齿轮的位置。 两个输出速度传感器安装在能够监测变速箱输出轴上的齿轮的位置。

每个转速传感器通过一个固定支架与变速箱连接。 无需调整转速传感器的安装。

当齿轮的轮齿从传感器前经过时，转速传感器提供随频率（Hz）变化的信号。 当齿轮的各个轮齿经过传感器时，转速传感器检测到一个周期或赫兹。 ECM 监测信号频率。 ECM 然后决定与该齿轮相关的轴的转速和方向。 各转速传感器与 ECM 之间都有两个输入连接（"+" 和 "-"）。 以下适用于所有转速传感器：

• 接头触点 2 是信号（+）

• 接头触点 1 是回路（-）

当变速箱输出轴的速度大于 150 rpm 时，变速箱/底盘 ECM 监测两个输出转速传感器以便确定变速箱输出转速（TOS）和行程的方向。 如果 TOS 或方向信号来自两个输出转速传感器，则 ECM 将使用来自中间转速传感器的信号，来计算 TOS 并确定方向。 这可使 ECM 在两个输出转速传感器电路的其中一个发生故障的情况下仍能保持变速箱的控制。

当变速箱输出轴的转速小于 150 rpm，则 ECM 将使用来自两个中间转速传感器的信号，来计算 TOS 和行程的方向。 处于较低 TOS 时，输出齿轮的较低转速导致输出转速传感器的信号不良。 较大的中间齿轮处于较低输出轴转速时旋转地更快，这使得中间转速传感器信号更加可靠。

注: 如果两个中间转速传感器都故障，在低于 150 rpm 的转速时，将不能确定变速箱输出轴转速。

ECM 使用 TOS 和方向数据以便控制在自动换档模式下变速箱的换档。 ECM 使用 TOS 和方向信息以便控制变速箱的操作，并避免可能危及操作员或导致机器损坏的不安全的操作状况。

变速箱的正常工作期间，变速箱/底盘 ECM 使用来自输入转速传感器的信号来确定发动机的转速。 另外，ECM 通过 J1939 数据链路接收来自发动机 ECM 有关发动机转速的数据。 ECM 根据输入转速传感器频率比较发动机转速数据。 ECM 继续比较两个输出转速传感器提供的信号，并继续比较两个中间转速传感器提供的信号。

如果 ECM 检测到两个输出转速传感器的信号相差 50 rpm 以上，ECM 将使用中间转速传感器的信号来确定哪个转速传感器的信号是正确的。 如果两个中间转速传感器的信号不可能相差 50 rpm 以上，则 ECM 将使用输入转速传感器信号并计算哪个输出转速传感器信号、哪个中间转速传感器信号是正确的信号。 ECM 然后将激活确定产生故障信号的转速传感器电路的诊断代码。

如果 ECM 确定两个中间转速传感器信号相差 50 rpm 以上，ECM 将使用输入转速传感器信号，并计算哪个中间转速传感器信号是正确的信号。 ECM 然后将激活产生故障信号的中间转速传感器电路的诊断代码。

变速箱换档操作

为了控制变速箱的换挡，当机器处于停车或空档位置时，变速箱/底盘 ECM 将使两个离合器电磁阀通电。 当机器处于前进或后退档位时，ECM 将使三个离合器电磁阀的不同组合通电。 表 1 显示了通电的电磁阀以激活相应的档位配置总成。

注: 机器工作期间，选定档位和方向显示在仪表组的 LCD 屏幕上。 当处于空档时，显示前进档和倒档的选定档位。

手动模式操作

图 11	g01324667
左操纵手柄上的变速箱换档控制装置 (14) 升档开关 (15) 降档开关 (16) FNR 触发选择器开关

变速箱操作的标准模式是手动模式。 当发动机起动时激活手动模式。 如果机器配有自动换档附件，则在自动换档功能处于断开位置时激活手动模式。 处于手动模式时，操作员使用左操纵手柄上的按钮开关控制装置向变速箱/底盘 ECM 发送换档命令。

两个档位预设可配置用于标准手动模式中，或如果机器中安装了附件，也可用于附件自动换档模式中。 预设为"初始"档位和"最大"档位。

初始档位

变速箱/底盘 ECM 允许使用 Cat ET 维修工具或通讯器为前进和后退方向配置"初始档位"。 当变速箱处于空档且变速箱输出转速为零（无行程）时，必须完成初始档位的配置。 配置的初始档位可在手动模式中识别，并且可在自动换档模式中的一些情况下识别。

当机器换到前进位置或后退位置处，Cat ET 维修工具或通讯器中配置的初始档位将是 ECM 将换到的第一个档位。 例如，初始档位的工厂默认值设置为 3F 档和 3R 档。 机器起动变速箱处于空档时，3F 档和 3R 档将显示在仪表组上。 当变速箱换到前进位置并且操作员没有要求升档或降档时，激活的档位将为 3F 档。 如果机器换档到后退位置，则将激活 3R 档。

变速箱处于空档位置时可要求升档或降档。 在行驶中如果要激活确定的初始档位以外的档位，也可要求升档或降档。

在机器运行中，确定的初始档位始终有效。 当"自动换档"模式激活时，在以下"自动换档"部分涉及的一些工作情况中可能忽视初始档位。

ECM 将以下档位范围内的档位认为是配置的初始档位。 在前进方向中，1F 档至 5F 档。 在后退方向中，1R 档至 4R 档。 初始档位的工厂默认值为 3F 档和 3R 档。

最高档位

变速箱/底盘 ECM 仅允许使用 Cat ET 维修工具为前进和后退方向配置"最大"档位。 当变速箱处于空档且变速箱输出转速为零（无行程）时，必须完成最大档位的配置。 机器以手动模式或自动换档模式工作时，将始终使用配置的最大档位。

当机器处于前进方向或后退方向运行时，Cat ET 维修工具中配置的配置最大档位将是 ECM 将激活的最高档位。 最大前进档可最低配置为 3F 档，最高配置为 8F 档，最大后退档可最低配置为 3R 档，最高为 6R 档。 例如，最大档位的工厂默认值设置为 8F 档和 6R 档。 最大档位设定值允许变速箱工作所需的所有可用档位的正常工作。 如果操作员希望将变速箱工作限制为前进方向中不高于 4F 档，后退方向中不高于 3F 档，则技师可使用 Cat ET 维修工具将最大档位配置为 4F 档和 3R 档。 这完成后，在机器以任何变速箱模式运行时，ECM 将始终禁止换至高于 4F 档或 3R 档的档位。 ECM 将保持两个方向中配置的最大档位参数，直到使用 Cat ET 维修工具更改参数。

手动模式中变速箱/底盘 ECM 换档逻辑

变速箱/底盘 ECM 监测变速箱转速传感器的输入信号，以确定变速箱输出转速（TOS）和行程方向。 ECM 将使用"转速抑制逻辑"来防止危险的变速箱操作。 如果操作时请求的更改不会导致机器损坏或威胁操作员的安全，ECM 将允许在行驶时进行方向换档。 如果确定在给定的机器转速下请求的换档不适当，ECM 将换到靠近请求档位的那一档，以便安全操作。

ECM 使用以下逻辑进行变速箱正常操作，并防止危险的变速箱操作：

• 所有换档必须在发动机运行、操作员就坐并且停车制动器分离时执行。

• 如果在机器起动后没有选择激活的档位，默认或配置的初始档位将是两个方向中的激活档位。

• 当（TOS）大于 150 rpm 时：当从前进或后退方向换到空档时，换到空档激活的档位将保持不变。 示例：激活档位为 2F 档。 变速箱从 2F 档换到空档。 如果变速箱换回前进档，将激活 2F 档。 如果变速箱换到后退档，将激活 2R 档。 如果激活档位设定值大于 3F 或 3R，则相反方向设置为 3F 或 3R。

• 当（TOS）小于 150 rpm 时：从低于配置初始档位的档位换到空档位置将导致下次方向换档请求时相同档位可以使用。 示例：初始档位为 3F 和 3R。 变速箱从激活的 2F 档换到空档。 当请求换到前进档时，2F 档将激活。 当请求换到后退档时，2R 档将激活。

• 当（TOS）小于 150 rpm 时：从高于配置初始档位的档位换到空档位置将导致下次方向换档请求时激活配置初始档位。 示例：初始档位为 3F 和 3R。 变速箱从激活的 5F 档换到空档。 当请求换到前进档时，初始 3F 档将激活。 当请求换到后退档时，3R 档将激活。

• 如果变速箱在激活档位的超速情况下运行时，仪表组上的激活档位显示屏将闪烁接通和断开，直到超速情况不再发生。

方向换档

当机器处于档位上并行使时，ECM 允许档位 1、档位 2、档位 3 或档位 4 中的方向换档。 允许下列方向换档：

• 从前进到后退：1F 到 1R、2F 到 2R、3F 到 3R、4F 到 3R。

• 从后退到前进：1R 到 1F、2R 到 2F、3R 到 3F。

ECM 使用以下逻辑进行变速箱方向换档操作，以防止危险的变速箱操作：

• 对于方向换档，FNR 开关必须在 0.1 秒内通过空档。

• 方向换档可通过微动踏板操作执行，也可不通过微动踏板操作执行。 如果在方向换档请求期间压下微动踏板然后再松开，ECM 将换到当前机器转速适当的档位，并执行请求方向换档。

• 如果 TOS 高于规定转速时，不允许从 4F 档换到 3R 档。 在换到 3R 档前，ECM 将启用降档降到 3F 档。

• 当从高于 3 档的档位启用方向换档时，ECM 将使变速箱降到 3 档，然后执行请求的方向换档。

注: 例如，如果在 7F 档启用方向换档，并且压下微动踏板，则允许机器转速降到 5F 档，松开微动踏板将接合 5F 并继续降档至 3F，并执行换到 3R 的方向换档。

冷态变速箱机油模式 - 方向离合器充油

为了避免冷态变速箱机油造成的粗暴换档，变速箱/底盘 ECM 将执行方向离合器自动充油程序。 当发动机起动并且以下机器情况存在时，ECM 将启动方向离合器充油循环。

• 变速箱机油温度等于或低于 15 °C (59.0 °F)。

• 机器起动顺序完成。 发动机运转，转速传感器激活。

• 接合停车制动器。

• FNR 开关在空档位置。

• 微动踏板未压下。

在离合器充油循环期间，ECM 将抑制所计算的变速箱输出转速。 ECM 将最低变速箱输出转速从 150 rpm 更改为 95 rpm，以检测任何机器移动。

在离合器充油期间，ECM 将向变速箱离合器电磁阀输出发送电流脉冲。 该程序为离合器阀加注机油，以避免变速箱粗暴换档。

ECM 在 10 秒内执行自动方向离合器充油循环。

当自动循环完成时或如果出现以下机器情况，ECM 将取消离合器充油。

• 停车制动器分离。

• "FNR" 开关移出空档位置。

• 微动踏板压下。

• 变速箱输出转速大于 95 rpm。

• 从变速箱输出转速传感器未接收到信号。

• 发动机停机。

当以下任一部件的诊断代码激活时，ECM 也将取消离合器充油。

• 任何变速箱离合器电磁阀

• FNR 开关

• 停车制动器系统的任何电气部件

• 微动踏板的位置传感器

变速箱超速保护方法

超速保护功能利用变速箱换档来帮助防止发动机超速运转。 此外，超速保护可确保变速箱不会换到可能导致超速运转的档位。

超速升档

当变速箱输出速度达到当前档位的超速上限换档点时，控制装置会将变速箱上升一档。 控制装置不会限制超速升档的数量。 如果变速箱的输出速度继续加快，控制装置会根据超速的升档点升档，直至变速箱达到最高档位。

超速降档

一旦实际档位超出所选档位，控制装置会将变速箱下降一个档位，然后变速箱输出速度会降低至超速降档点以下。

发动机控制降档

换档控制逻辑包含降档抑制点。 设立这些"抑制"点是为了防止动力传动系错误操作。 这些"抑制"点还可防止操作员错误操作机器。 当实际档位高于所需档位，并且变速箱输出转速低于超速降档转速点时，变速箱 ECM 将使变速箱降下一个档位。 当前降档抑制策略有助于保护变速箱，并防止发动机由于超速造成损坏。 降档抑制策略阻止了请求的换档尽快发生。 发动机受控降档功能将尝试解决这一问题。 如果变速箱/底盘 ECM 请求降档，且变速箱输出转速高于超速降档点时，变速箱/底盘 ECM 将命令当前档位和最小降档档位之间的档位中的最小发动机转速。

在本过程示例中，假设实际档位是 6F。 操作员请求降到 3F 档。 如果变速箱输出转速高于 5F 的超速降档变速箱输出转速，变速箱/底盘 ECM 将命令 6F 至 5F、5F 至 4F 和 4F 至 3F 之间的最低发动机转速。

注: 如果停车制动器接合，发动机控制的降档功能将取消。 如果微动踏板或微动踏板开关压下，发动机控制的降档功能也将取消。

变速箱档位限制

根据变速箱转速限制表评估变速箱输出转速转向限制（TOSSL），以确定不会超过 TOSSL 的最高档位。 将会限制高于此档位的所有档位。 如果实际档位是限制档位，档位限制功能将检查换到最高档位是否会造成超速情况。 如果没有预测到超速情况，变速箱将命令换到该档位。 如果预测到超速情况，将禁止换档指令。

自动换档操作

自动换档功能允许操作员设置或配置变速箱/底盘 ECM 将用于变速箱前进方向或后退方向自动换档的档位范围。

自动换档功能是软件启用的附件功能。 需要工厂密码来启用此功能。

操作员使用右控制台上的自动换档开关启动该功能。 当激活自动换档模式时，ECM 将点亮位于仪表板上的仪表组下面的自动换档 LED。 当正在操作的机器处于低于配置的最小自动换档档位时或当变速箱处于空档时，LED 将闪动"接通"和"断开"。

ECM 使用来自变速箱输出转速传感器的变速箱输出转速（TOS）数据以确定当自动换档功能启用时的换档点。 如果确定输出转速传感器信号故障，ECM 将使用中间转速传感器的转速和方向信号来确定自动换档点。

为了设置自动换档操作档位范围，ECM 将识别一个配置的自动换档最小档位和一个配置的自动换档最大档位。 使用 Cat ET 维修工具或通讯器针对前进和后退方向配置这些工作档位限制。 当变速箱处于空档且变速箱输出转速为零（无行程）时，必须完成自动换档最小档位和自动换档最大档位的配置。

注: 自动换档最大档位能够使用 Cat ET 维修工具或通讯器进行设置，而最大档位仅可使用 Cat ET 维修工具进行设置，两者切勿混淆。 使用 Cat ET 维修工具设置的自动换档最大档位，与使用通讯器设置的最大档位是两个不同的参数。 自动换档最大档位仅在自动换档功能启用时激活。 最大档位在变速箱工作的所有模式下一直保持激活状态。

ECM 将接受自动换档最大档位和自动换档最小档位的特定档位范围。 下表给出了 ECM 将接受的选定档位的各参数。 下表还给出了工厂的默认档位设定值。

以下逻辑由 ECM 运用于变速箱在自动换档模式下的操作。

• 为使 ECM 启用自动换档功能，变速箱电磁阀、FNR 开关、自动换档开关或停车制动器部件应没有激活状态的诊断代码。 如果 ECM 检测到异常情况，ECM 可激活任何这些部件的诊断代码。 自动换档功能将关闭。

• 如果 ECM 不能确定来自输出转速传感器或中间转速传感器的 TOS 转速信号或方向信号，则自动换档模式将不会启用。 如果自动换档操作期间这些信号丢失，ECM 将关闭自动换档模式。

• 当自动换档模式激活并且执行了从空档到任意方向的换档时，如果它在设置自动换档档位范围内，则将忽略配置的初始档位。 如果初始档位不在设置的自动换档范围内，ECM 将换至初始档位。 然后要求手动换档到自动换档范围，以在自动换档模式下操作。

• 当在自动换档的配置范围外运行时，将需要手动换档。 一旦手动换到自动换档范围内的档位后，ECM 将继续在自动换档范围内进行自动变速箱操作。

• 当在自动换档范围下操作机器时，如果 ECM 检测到来自左操纵手柄上按钮式开关的操作员请求的升档或降档时，ECM 将自动换档最大档位切换至操作员的请求档位。 自动换档最大档位的这一临时变化将一直起作用，直到钥匙开关转至断开位置为止。 当发动机再次起动时，ECM 将返回原来配置的自动换档最大档位。 示例：ECM 在配置的前进方向 3F 档至 6F 档和后退方向 2R 档至 4R 档的自动换档范围中自动换档。 当处于 6F 档时，操作员按下降档开关一次以便手动降至 5F 档。 ECM 执行降档，该行为将自动换档最大档位切换至 5F 档，直到下一钥匙起动循环为止。 如果需要手动升档或降档，则后退方向将发生相同过程。