980M and 982M Medium Wheel Loader Power Train, Steering, Braking, Hydraulic, and Machine Systems Caterpillar


Electronic Control (Steering System)

Usage:

982M LRS

简介

电液压(EH)转向系统是 980M 和 982M 机器上的标准配置。 机具电子控制模块(ECM)和动力传动系 ECM 一起工作以提供主转向系统和辅助转向系统。



图 1g03556936
主转向系统和辅助转向系统的电子控制使用的部件
(1) 机具 ECM
(2) 动力传动系 ECM
(10) 左侧扶手开关
(11) 转向控制滑阀位置传感器
(12) 转向泵压力传感器(如有配备)
(13) 辅助转向泵压力传感器(如有配备)
(14) 转向先导电磁阀
(15) 左侧和右侧主转向电磁阀
(16) 反馈马达控制
(17) 转向操纵杆
(18) 转向油缸位置传感器
(19) 操作员就位
(20) 左侧和右侧辅助转向电磁阀
(21) 辅助转向泵继电器
(22) 数据链路

本机器配备电液压控制的转向系统。 机具 ECM (1) 和动力传动系 ECM (2) 配合,提供主和辅助转向系统。

机具 ECM 和动力传动系 ECM 通过数据链路 (22) 通信。 ECM 使用 CAN A 数据链路或 CAN B 数据链路作为主数据链路。 在出现故障时,ECM 将使用 Cat 数据链路作为备用。

两个 ECM 均监视转向操纵杆 (17)(转向位置传感器)。 两个 ECM 还监视转向油缸位置传感器 (18),以及(如果有操作员) (19)。 当任意主转向系统或辅助转向系统激活时,这些输入用于转向(铰接)机器。

机具 ECM 还监控左侧扶手开关 (10) 和转向控制滑阀位置传感器 (11)。 ECM 使用转向控制滑阀位置传感器以及转向油缸位置传感器,确保机器铰接在期望方向。 转向泵压力传感器 (12) 和辅助转向泵压力传感器 (13) 也向机具 ECM 提供辅助转向泵的输入。

机具 ECM 向转向先导电磁阀 (14) 以及左侧和右侧主转向电磁阀 (15) 输送电流。 主转向电磁阀用于铰接机器。 机具 ECM 还控制左侧转向控制底座中的反馈马达 (16)。 机器铰接时,反馈马达向操作员提供反馈(阻力)。

如果任一主转向电磁阀有激活的故障代码,动力传动系 ECM 向左右辅助转向电磁阀 (20) 发送电流以铰接机器。 如果机器正在移动时转向泵或发动机发生故障,动力传动系 ECM 也接通辅助转向泵继电器 (21)。



图 2g03557589
转向操纵杆
(3) 左转向控制装置
(23) 速度范围指轮
(24) 变速箱方向开关

EH 转向系统配备有转向操纵杆 (3)。 转向操纵杆将机器的转向功能和变速箱功能组合在一起。 将控制装置向左或向右移动即可铰接机器。

变速箱方向开关 (24) 位于控制装置的前部。 变速箱方向开关允许操作员选择机器方向。 速度范围指轮 (23) 位于转向操纵杆的顶部附近。 该指轮允许操作员选择变速箱转速。



图 3g03877426
转向操纵杆接头

转向功能使用霍尔元件式传感器,向机具 ECM 和动力传动系 ECM 发送 PWM 信号。 此图片显示转向操纵杆、机具 ECM 和动力传动系 ECM 之间的电气连接。

转向操纵杆包含执行正确的转向操作所需的三个转向传感器。 所有三个传感器向机具 ECM 和动力传动系 ECM 发送 PWM 信号。 转向传感器 1 和 2 由机具 ECM 驱动。 转向传感器 3 由动力传动系 ECM 驱动。

当任意转向操纵杆位置传感器出现故障时,将出现一个 3 级警告。 机器将使用其余两个传感器,继续正常的铰接操作(在 3 级警告激活的情况下)。

转向操纵杆还包含反馈马达。 如果满足所有条件,反馈马达将控制装置与机器铰接角度对齐。 当操作员铰接机器时,反馈马达还向操作员提供反馈(阻力)。

4

机具 ECM 比较转向操纵杆的位置与机器铰接角度。 反馈马达产生的阻力大小由机器铰接角度与转向操纵杆位置之间的差异决定。 机器铰接角度和转向操纵杆位置之间的差异越大,阻力就越大。

如果在存在阻力的情况下在期望位置释放转向操纵杆,转向操纵杆将沿阻力方向移动,直到控制装置与机器铰接角度对齐。 如果在不存在阻力的情况下在期望位置释放转向操纵杆,转向操纵杆将保持在该位置。

当反馈马达存在故障代码,或不响应来自机具 ECM 的指令时,将出现一个 3 级警告。 机器将继续正常铰接(在 3 级警告激活的情况下),但操作员将不会收到来自转向操纵杆的反馈。

当诊断转向操纵杆位置传感器的故障模式指示器 (FMI) 时,将需要考虑以下几点:

  • 确认机具 ECM 的 8 V 电源没有任何现行代码。 如果任何诊断代码为现行状态,排除 8 V 电源的故障。

  • 确认动力传动系 ECM 的 8 V 电源没有任何现行代码。 如果任何诊断代码为现行状态,排除 8 V 电源的故障。

  • 机具 ECM 和动力传动系 ECM 接收来自转向位置传感器的输入信号。 两个 ECM 均可以激活所有三个传感器的诊断代码。 如果一个 ECM 激活了诊断代码,另一个 ECM 则没有,则很可能传感器工作正常。 当发生这种情况时,怀疑机器线束中有不良连接。 两个 ECM 均激活了诊断代码时,可能是由传感器或线束故障导致。 两个 ECM 均激活了诊断代码时,不太可能出现两个 ECM 都有故障的情况。

电子控制模块 ECM



图 4g03032197
(1) ECM 侧的接头视图
(2) 线束侧的接头视图

ECM 基于输入信息和储存器信息做出的决定。 当 ECM 接收到输入信息后,ECM 发送相应的响应至输出。 ECM 的输入和输出都通过两个 70 针接头(J1 和 J2)连接在机器线束上。 可以通过 Caterpillar 电子技师(Cat ET)查看 ECM 的输入与输出。

多数情况下,当诊断代码或事件代码激活时,ECM 最不可能是故障的原因。 怀疑 ECM 有故障时,务必确保已将最新软件闪存到 ECM。 确认 ECM 连接牢固。 接着确认故障仍处于激活状态后再更换 ECM。

注: 只维修整个 ECM(无下级部件)。 如果 ECM 损坏,必须进行更换。 如果诊断出故障,请更换 ECM。

机具 ECM 触针位置

表 1
机具 ECM 接头 J1 触点说明(1) 
编号  类型  功能 
钥匙开关输入  钥匙开关接通 
10  Cat 数据链路 (+)  数据链路 
20  Cat 数据链路 (-)  数据链路 
21  传感器电源回路  5 V 回路 
22  模拟输入  操作员就位 
32  开关至接地输入  位置代码启用(接地) 
37  模拟输入  转向阀滑阀位置传感器 
41  开关至接地输入  扶手位置传感器开关(常开) 
42  开关至接地输入  扶手位置传感器开关(常闭) 
44  传感器电源输出  8 伏传感器电源 
45  传感器电源回路  8 伏传感器回路 
54  源极驱动器回路  主转向左/右 
67  源极驱动器输出  左侧主转向电磁阀 
68  源极驱动器输出  右侧主转向电磁阀 
(1) 系统特定销位置

表 2
机具 ECM 接头 J2 触点说明 
编号  类型  功能 
至蓄电池输入/源极驱动器的开关启用  蓄电池输入 
源极驱动器输出  主转向电源 
源极驱动器输出  力反馈电机启用 
源极驱动器回路  驱动器回路 
15  PWM 输入  左转向油缸位置传感器 
16  PWM 输入  右转向油缸位置传感器 
19  吸电驱动器输出  辅助转向请求输出 
21  吸电驱动器输出  作用力反馈所需的扭矩 
32  PWM 输入  转向操纵杆位置传感器 1 
34  PWM 输入  转向操纵杆位置传感器 3 
35  PWM 输入  力反馈电机电流 
43  PWM 输入  转向泵油压力传感器 2 
48  PWM 输入  转向操纵杆位置传感器 2 
51  PWM 输入  转向泵传感器 1 

动力传动系 ECM 触针位置

表 3
动力传动系 ECM 接头 J1 触点说明 (1) 
编号  类型  功能 
钥匙开关输入  钥匙开关接通 
10  Cat 数据链路(+)或 CAN 数据链路(-)  Cat 数据链路 + 
20  Cat 数据链路(-)或 CAN 数据链路(+)  Cat 数据链路 
21  传感器电源回路  5V 回路 
27  开关至接地输入  识别代码 2 
31  至输入的蓄电池电源  蓄电池 + 
32  开关至接地输入  识别代码启用 
41  开关至接地输入  扶手位置开关(常闭) 
42  开关至接地输入  扶手位置开关(常开) 
45  传感器电源回路  8V 回路 
54  源极驱动器输出  驱动器回路 
57  蓄电池回路  蓄电池 - 
67  源极驱动器输出  左辅助转向电磁阀 
68  源极驱动器输出  右辅助转向电磁阀 
(1) 未列出的触点为不用的触点。

表 4
动力传动系 ECM 接头 J2 触点说明 (1) 
编号  类型  功能 
15  PWM 输入  左转向油缸位置传感器 
16  PWM 输入  右转向油缸位置传感器 
32  PWM 输入  转向操纵杆位置传感器 1 
33  PWM 输入  辅助转向请求输入 
34  PWM 输入  转向操纵杆位置传感器 3 
48  PWM 输入  转向操纵杆位置传感器 2 
(1) 未列出的触点为不用的触点。

输入

输入描述机器系统的状态。 有两种输入。 输入可以是开关型,也可以是传感器型。 各开关可向控制器输入装置提供开路、接地或蓄电池正极信号。 传感器(频率、PWM 或电压)为控制器的传感器输入提供变化的信号。 表 1 至 4 列出了到 ECM 的输入。

温度传感器

液压油温传感器



图 5g02108634
液压油温传感器

液压油温传感器通知 ECM 液压系统的机油温度。

传感器自主设计用于根据液压油的温度改变电阻。 机具 ECM 使用负载电阻接收传感器电压,并将电压转换为温度读数。

转速传感器

变速箱输入转速(变矩器)



图 6g01445489

无源两线磁频率型传感器将机械运动转换为交流电压。 变矩器转速传感器测量变矩器输出转速,测量范围在 25 rpm 至 3000 rpm 之间。 转速传感器信息还被动力传动系 ECM 用于设置和调整变速箱换档点。

变速箱输出转速(2)



图 7g01445492

无源两线磁频率型传感器将机械运动转换为交流电压。 变矩器输出转速传感器测量变矩器输出转速,测量范围在 25 rpm 至 3000 rpm 之间。 转速传感器信息还被动力传动系 ECM 用于设置和调整变速箱换档点。 可成对使用变速箱转速传感器。

压力传感器

  • 机具泵压力传感器

  • 机具泵负载感应压力传感器

  • 提升油缸缸盖端压力传感器(如有配备)

  • 提升油缸连杆端压力传感器(如有配备)

  • 转向泵油压力传感器


图 8g02571841

压力传感器向机具 ECM 发送指示系统压力的 PWM 信号。 信号的工作负载循环会按照系统压力成比例变化。 这些 PWM 信号都属于机具 ECM 的输入。

位置传感器

转向位置传感器(STIC 控制)



图 9g01444766

传感器的作用是向 ECM 告知操纵杆的位置。 操作员控制整个左右运动范围,传感器将此信号发送给 ECM。 传感器连续生成 PWM 信号。 信号的工作循环变化与操纵杆位置成正比。 参考图 3 了解至 ECM 的接线端和接头的说明。

转向滑阀位置传感器



图 10g03566490

传感器设计用于告诉 ECM 转向控制滑阀的位置。 传感器产生一个模拟电压信号。 当辅助转向系统为启动时,变速箱/底盘 ECM 将使用转向油缸位置传感器的信号来控制前轮的角度。 根据左操纵杆转向轴的位置,变速箱/底盘 ECM 激活到辅助转向电磁阀的输出。 ECM 监测转向油缸位置传感器的信号以便相应调整到电磁阀的输出电流。

机具 ECM 将使用转向油缸位置传感器的信号来控制主转向系统。

开关

钥匙开关



图 11g03003739
钥匙起动开关

钥匙起动开关是变速箱电子控制模块(ECM)的一个输入装置。 钥匙起动开关将起动发动机的尝试通知变速箱 ECM。 变速箱 ECM 随后启动空档起动功能。

在正常机器操作过程中,钥匙起动开关的起动端子是断开的。 当钥匙起动开关转到起动位置时,起动端子闭合至蓄电池正极。 变速箱 ECM 的接头触点 J2-1 上存在蓄电池正极电压。 当满足所有起动条件时,变速箱 ECM 向接头触点 J2-7 发送蓄电池正极信号。 接头触点 .J2-7 用于接合起动机进行发动机盘动的起动继电器。

注: 当钥匙起动开关处于接通位置时,接头触点 J1-1 将会收到一个蓄电池正极信号。 接头触点 J1-1 接收到蓄电池正极信号后,将会启用变速箱 ECM。

注: 第一次将钥匙起动开关转到起动位置后,开关不会从接通位置回到起动位置。 必须先将该开关转到断开位置。 然后才能将该开关转到起动位置。

向机具 ECM 发送一个输入,指示左扶手是否在升高位置。

向机具 ECM 发送一个输入,指示操作员是否就位。

输出

ECM 向输出装置发送电气信号以响应决定。 输出装置会产生操作或者向操作员或维修技师提供信息。 表 3 和 3 中列出了 ECM 的输出。

电磁阀

转向电磁阀



图 12g03566528

转向电磁阀位于转向控制阀上。 电磁阀是作为比例阀。 电磁阀调节液压以移动转向控制滑阀。 ECM 增加至电磁阀的 PWM 驱动,转向控制滑阀处的先导压力升高。 ECM 减小至电磁阀的 PWM 驱动,转向控制滑阀处的先导压力降低。

转向先导电磁阀



图 13g03566530

转向先导电磁阀充当转向先导接通/断开电磁阀。 当满足所有条件时,ECM 向转向先导电磁阀发送 PWM 驱动器信号。 此先导电磁阀向主转向电磁阀供应先导油压。

数据链路

Cat 数据链路

CAT 数据链路是 ECM 的输入和输出。 数据链路使用维修端口连接器与 Caterpillar 电子技师进行通信。 数据链路连接供产品链路使用。

注: 产品链路控制为机器提供全球定位系统。

数据链路是双向的。 双向链路使得 ECM 能够输入信息和输出信息。 数据链路由以下零件组成:内部 ECM 电路、相关线束线路、维修工具接头和 Product Link 的接头。 Cat 数据链路与 ECM 的触点 J1-10(线路 893-GN(绿))和触点 J1-20(线路 892-BR(褐))。

  • ECM 从 Cat ET 接收命令,从而改变操作模式。 Cat ET 将读取储存在 ECM 储存器内的维修代码。 Cat ET 将清除储存在 ECM 储存器内的维修代码。

  • ECM 向 Caterpillar ET 发送输入和输出信息。

注: 使用 Cat 数据链路的电子控制模块将具有模块标识符。 机器电子控制模块的 MID 是 039。

CAN 数据链路

与维修工具(Cat ET)和电子控制模块通信所需的数据链路。 仪表组和其他使用维修工具(Cat ET)通信协议的设备也需要数据链路。 为了广播所有的诊断信息,不使用数据链路。

Caterpillar Information System:

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C175-16 and C175-20 Locomotive Engines Engine Oil Pan - Remove
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New Power Train (Transmission) Software is Now Available for Certain 834K Wheel Dozers and 988K Wheel Loaders {7620} New Power Train (Transmission) Software is Now Available for Certain 834K Wheel Dozers and 988K Wheel Loaders {7620}
New Software Is Now Available for Cat® Product Link {7606, 7610, 7620} New Software Is Now Available for Cat® Product Link {7606, 7610, 7620}
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