953K Track-Type Loader Machine Systems Caterpillar


Electronic Control (Power Train System)

Usage:

953K JNR

电子控制模块

机器 ECM



图 1g03677936
机器控制 ECM 位于机器右侧,驾驶室内的侧检修面板上。


图 2g01309473
ECM 接头和触点

机器 ECM 基于输入信息和存储器信息确定行动。 当机器 ECM 接收到输入信息后,ECM 向输出装置发送对应的响应。 机器 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。 ECM 通过 Cat 数据链路向 Caterpillar 电子技师 (Cat ET) 发送信息。

注: ECM 不可维修。 如果 ECM 损坏,必须进行更换。 如果诊断出故障,请更换 ECM。

ECM 上拉电压

为了帮助诊断由 ECM 控制的特定类型的电路,将一个内部"上拉电压"连接到 ECM 开关和传感器信号输入触点。 通过一个电阻器将超出正常值的电压从内部连接到 ECM 信号输入电路。

在正常工作期间,开关或传感器信号将会把电路保持在较低或特定的信号振幅,但是,诸如部件断电、断开连接或开路等电路状况会致使 ECM 上拉电压将电路电压拉高。 这种情况将导致 ECM 触点处出现电压高于正常值的情况。 这会导致 ECM 激活受影响电路的 FMI 03(电压高于正常值)诊断代码。

具有上拉电压的 ECM 输入电路类型包括:

  • 脉冲宽度调制(PWM)传感器输入电路

  • 开关至接地输入开关输入电路

  • 有源模拟(电压)输入信号电路

  • 无源模拟(电阻)输入信号电路

ECM 下拉电压

为了帮助诊断由 ECM 控制的电路,将一个内部"下拉电压"连接到 ECM 开关和蓄电池型输入电路。

在正常操作过程中,允许连接电压源的开关触点将使电路保持高电压状态。 当遇到诸如开关断电、开关电路断开连接或开路等电路状况时,ECM 下拉电压将拉低电路电压。 这种情况将会导致 ECM 触点电压低于正常值的情况。 结果,ECM 将会激活相关电路的 FMI 04(电压低于正常值) 诊断代码。

插针位置

表 1
机器 ECM 接头触针 J1(MID 039)触针说明(1) 
编号(2)  类型  功能 
钥匙接通  钥匙开关 "R" 端子 
差速器速度 -  液压压力传感器(左前驱动) 
差速器速度 -  液压压力传感器(右前驱动) 
差速器速度 -  液压压力传感器(左后驱动) 
差速器速度 -  液压压力传感器(右后驱动) 
12  2A 接通/断开快速  快速连接器压力阀 
13  蓄电池 -  蓄电池负极 
14  SWB 1  A/C 恒温器 
21  5VDC 传感器回路  5V 电源传感器回路 
22  模拟通道 1  液压油温度 
23  蓄电池 -  蓄电池负极 
24  STB  A/C 手动模式 
25  SWB 3  空调控制输入开关 
28  STG  倾斜驾驶室信号 2 (N/C) 
29  模拟通道 2  辅助驾驶室空气温度 
30  模拟通道 3  臂杆开关 (N/C) 
31  蓄电池 +  蓄电池正极 
33  接地开关(STG)  停车制动器开关(N/C) 
34  STG  停车制动器开关(N/O) 
35  STG  倾斜驾驶室信号 2 (N/C) 
36  模拟操作 1   
37  模拟输入  燃油油位发送器 
38  蓄电池 +  蓄电池正极 
39  蓄电池 +  蓄电池正极  
40  SWG 8  行驶速度 
41  SWG 9  行驶速度范围开关 (N/O) 
42  STG  快速连接器开关(N/C) 
43  STG  快速连接器开关(N/O) 
44  8VDC 传感器电源  +8V 传感器电源 
45  *VDC 传感器回路  8 伏传感器回路 
47  蓄电池 +  蓄电池正极  
48  PWM 驱动器  左泵前进电磁阀 
49  PWM 驱动器  左泵后退电磁阀 
50  接通/断开 (PWM) 驱动器回路  静液压泵电磁阀回路 
51  PWM 驱动器  右泵前进电磁阀 
52  PWM 驱动器  右泵后退电磁阀 
53  模拟通道 4  驾驶室空气温度传感器 
54  接通/断开 (PWM) 驱动器回路  比例驱动器回路 
55  接通/断开 (PWM) 驱动器回路  马达电磁阀回路 
56  蓄电池 -  10V 传感器回路 
57  蓄电池 -  蓄电池负极 
58  PWM 驱动器  铲斗提升电磁阀 
59  PWM 驱动器  铲斗下降电磁阀 
60  PWM 驱动器  铲斗电磁阀回路 
61  PWM 驱动器  后倾电磁阀 
62  PWM 驱动器  卸载电磁阀 
65  PWM 驱动器  左马达传感器 
66  PWM 驱动器  右马达传感器 
67  PWM 驱动器  裂土器上升电磁阀 
68  PWM 驱动器  裂土器下降电磁阀 
69  PHS 电源  +10V 电源 
70  蓄电池 -  蓄电池负极 
(1) 未列出的触点为不用的触点。
(2) 没有列出不使用的接头触点。

表 2
机器 ECM 触针说明 J2(1) 
编号(2)  类型  功能 
空档起动输入  钥匙开关起动 
2A 接通/断开标准  机具锁定电磁阀 
2A 接通/断开快速  静液压超越电磁阀 
负载回路  倒车警报/机具锁定/静液压电磁阀回路 
2A 接通/断开标准  连接器分离电磁阀 
2A 接通/断开标准  停车制动器电磁阀 
2A 接通/断开空档起动  起动继电器 
负载回路  停车制动器/起动继电器回路 
10  300mA 吸电流驱动器  开关至继电器 
12  300mA 吸电流驱动器  空调继电器线圈 
15  STG PWM  左转向踏板传感器 
16  STG PWM  右转向踏板传感器 
19  300mA 吸电流驱动器  空调开关至制冷剂开关 
21  300mA 吸电流驱动器  电动水阀执行器 
22  数字回路  数字开关 / 传感器回路 
24  PWM 输入  提升位置传感器 
25  PWM 输入  机具控制倾斜油缸位置 
26  STG PWM  速度方向行驶杆 X 轴 
27  STG PWM  行车制动器踏板位置传感器 
32  STG PWM  速度方向行驶杆 Y 轴 
33  PWM 输入  铲斗倾斜传感器 
34  PWM 输入  铲斗提升/下降传感器 
35  PWM 输入  辅助压力 
40  STG PWM  右履带速度信号 A 
41  STG PWM  右履带速度信号 B 
42  STG PWM  左履带速度信号 A 
43  STG PWM  左履带速度信号 B 
46  STG  机具切断开关(N/O) 
47  STG  机具切断开关(N/C) 
48  PWM 输入  裂土器位置传感器 
50  PWM 输入  泵排放信号 
51  PWM 输入  拇指轮 1 输出 
54  SWG 29  安全带开关 (N/O) 
55  SWG 30  安全带开关 (N/C) 
61  模拟输入  充油滤清器旁通开关 
64  CAN B+  铲刀控制 CAN 0 + 
65  CAN B -  铲刀控制 CAN 0 - 
67  CAN A +  CAN A 数据链路 + 
68  CAN A -  CAN A 数据链路 - 
(1) 仅当所有必要条件都具备时,ECM 才对激活的输入作出响应。
(2) 没有列出不使用的接头触点。

输入

机器具有多种不同类型的输入装置。 ECM 接收来自输入设备的机器状态信息并确定所需要的正确输出动作,以便根据内存和软件参数控制机器的工作。 机器利用以下类型的输入:开关型和传感器型。

开关向 ECM 的开关输入提供信号。 可能的开关输出列出如下:开路信号、接地信号和蓄电池正极信号。

传感器向 ECM 提供持续变化的电气信号。 至 ECM 的传感器输入可能是几种不同类型的电气信号之一,比如:脉冲宽度调制 (PWM) 信号、电压信号和频率输入信号。 70 针接头表中列出了至 ECM 的各种可能输入。

输入向 ECM 提供传感器或开关信息。

传感器

传感器向 ECM 发送操作员意向或状态更改的信息。 传感器信号随着操作员输入的更改或状态的更改而相应变化。 ECM 使用以下类型的传感器信号。

频率 - 传感器产生的信号和频率 (hz) 随着状态的更改而变化。

脉冲宽度已调整 - 传感器产生信号。 该传感器信号的工作负载循环随着工况变化而改变。 这个频率信号的频率恒定。

模拟 - ECM 测量具体控制状态的电压。

变速箱控制杆



图 3g01361740

电子液压控制系统的两个轴操纵手柄作为操作界面。 使用操纵杆以发出方向和速度指令。 操纵杆的横向位移控制机器的前进和倒退方向。 操纵杆的纵向位移提供速度控制。 操纵手柄 (1) 的速度传感器提供 500 Hz PWM 信号,操纵手柄 F/N/R 传感器 (2) 提供 500 Hz PWM 信号。

转速传感器(发动机)



图 4g03784262
转速传感器(发动机)

发动机转速传感器是 ECM 的一个输入装置。 此传感器告知 ECM 发动机的转速。 发动机传感器产生信号。 传感器信号的频率将随发动机转速变化而变化。 信号频率是飞轮上每个轮齿一个脉冲。

转速传感器

转速传感器(左履带)

转速传感器(右履带)



图 5g03784264

履带转速传感器融入静液压驱动马达。 传感器发送两个 90 度异相矩形波信号,频率与振幅保持不变时的马达转速成正比。 这些信号用于计算履带转速和旋转方向。 传感器需要规管 8 伏电源。

踏板位置传感器

  • 行车制动器踏板

  • 左转向踏板(踏板转向配置)

  • 右转向踏板(踏板转向配置)


图 6g00904530

这些位置传感器会通知 ECM 由操作员控制的踏板位置。 位置传感器输出脉冲宽度调制信号。 信号的工作负载循环会按照踏板位置成比例变化。 这些 PWM 信号都属于 ECM 的输入。 ECM 会利用这些信号确定踏板的位置。 这些信号的频率恒定在约 500 Hz。 ECM 向传感器提供 8 伏电源。

踏板的位置传感器不断向 ECM 通知踏板位置。 ECM 会利用此信号的工作负载循环确定踏板的位置。 ECM 使用踏板位置控制传输的制动。

如果踏板踩下超过指定点,ECM 将施加停车制动器。 随着踩下踏板,传感器的工作循环减少。

行驶压力传感器



图 7g01339834

此传感器是模拟传感器,通知 ECM 静液压变速箱驱动回路内的静液压机油压力。 ECM 测量驱动回路中压力相关的电压。 此信息用于保持机器运行过程中驱动回路内的最佳压力。

燃油油位发送器



图 8g03799621

此传感器是一个模拟传感器,用于通知 ECM 燃油箱的油位。 ECM 测量与油箱内燃油油位相关的电压。

开关

开关向 EMC 输入发送打开信号、接地信号或者蓄电池正极信号。 开关可断开或闭合。

  • 开关断开时,没有信号发送至相应的 ECM 输入。 “无信号” 状况也称为 “浮动”。

  • 当开关闭合时,向 ECM 的相应输入装置提供接地信号或正极蓄电池信号。

开关(停车制动器)

停车制动器开关有一个常开触点和一个常闭触点。 触点向 ECM 提供接地输入开关。 当 ECM 确定停车制动器开关已经启用而且机器已经运转,ECM 将使马达完全上行冲程而且 ECM 将使泵完全减冲程。 然后,ECM 将使用停车制动器。 该开关是一个瞬时开关,按下开关触发停车制动器的启用。

速度范围开关(踏板转向配置)

速度范围开关是一个瞬时闭合触点,将开关接地输入供至 ECM。 按下兔行位置增大速度,按下龟行位置降低速度。

速度范围开关(操纵手柄转向配置)



图 9g03677500

两个速度范围开关均有一个常开触点,以向 ECM 提供开关接地输入。 这指示开关位置。

喇叭



图 10g03677550


图 11g03681150

此开关激活喇叭。

输出

电磁阀

电磁阀(停车制动器)



图 12g03108176

停车制动器电磁阀用于分离制动器。 通过弹簧可使用制动器,通过压力释放制动器。 当操作员启用停车制动器开关时,ECM 分离释放液压压力和已施加的制动器的停车制动器电磁阀。 当电磁阀接合时,制动器释放。 空档互锁处于激活状态时,电磁阀始终为断电状态。 必须释放空档互锁且变速箱操纵手柄不在空档,以使停车制动器电磁阀接合。 在以下条件,电磁阀将不通电:

  • 停车制动器锁定配置为锁定状态。

  • 尝试进行失速测试

  • 尝试进行电子压力超越标定。

变速箱先导电源电磁阀

变速箱先导电源电磁阀为静液压泵、马达以及停车制动器电磁阀提供液压先导油。 如果已清除空档互锁,ECM 仅将变速箱先导电源电磁阀通电。 如果变速箱先导供油没有接通,则变速箱将不会有油,机器无法移动。 发生需要机器关机的故障期间,ECM 还将分离此电磁阀。

电磁阀(泵和马达的排量控制)



图 13g03121438

左传动泵前进电磁阀

左传动泵倒退电磁阀

右传动泵倒退电磁阀

右传动泵前进电磁阀

右驱动马达的比例电磁阀

左驱动马达的比例电磁阀

ECM 负责输出传动泵的四个电磁阀。 ECM 使用这些电磁阀改变泵的排量,控制机器的速度和方向。 ECM 负责输出驱动马达的两个电磁阀。 ECM 使用这些电磁阀改变马达排量,控制机器速度。 ECM 向适当的电磁阀施加电流。 此电流基于以下设备的信息:

  • 操纵手柄前进档/空档/倒档位置

  • 操纵手柄转向位置的状态

  • 停车制动开关

  • 发动机转速传感器

  • 左履带转速传感器

  • 右履带转速传感器

  • 制动踏板

电磁阀为减压阀。 这些电磁阀都是比例式电磁阀。 ECM 采用脉冲宽度调制信号(PWM)改变发送到电磁阀的电流。 电流使电磁阀的压力输出发生改变。 压力的大小将控制泵和马达的旋转斜盘角度。

继电器

起动继电器(磁力开关)



图 14g00785967

起动继电器是用来控制起动马达的通/断电磁阀。 当继电器不通电时,起动马达不运行。 当继电器通电时,起动马达运行。

倒车警报



图 15g00391203
倒车警报

倒车警报是 ECM 的一个输出。 倒车警报警告附近的人们机器正在倒车。 当操作员选择倒档位置时,ECM 将倒车警报通电。

Caterpillar Information System:

953K Track-Type Loader Machine Systems Location of Components (Power Train System)
953K Track-Type Loader Machine Systems General Information (Power Train System)
525D, 535D, 545D and 555D Wheel Skidders C7.1 Engine Supplement Crankshaft Front Seal - Remove and Install
953K Track-Type Loader Machine Systems Electronic Control (Fan Hydraulic System)
953K Track-Type Loader Machine Systems Location of Components (Fan Hydraulic System)
Track Link Assembly has been Discontinued on Certain D10 Track Type Tractors {4169, 4171} Track Link Assembly has been Discontinued on Certain D10 Track Type Tractors {4169, 4171}
953K Track-Type Loader Machine Systems General Information (Fan Hydraulic System)
Procedure to Install Tie-off Retrofit on Certain 990H, 990K Wheel Loaders and 844H, 844K Wheel Dozers {0679, 1122, 7323} Procedure to Install Tie-off Retrofit on Certain 990H, 990K Wheel Loaders and 844H, 844K Wheel Dozers {0679, 1122, 7323}
953K Track-Type Loader Machine Systems Brake System
C7.1 Engines and Generator Sets ARD Is Disabled
992K Wheel Loader Systems Brake Accumulator - Charged
A New Heavy-Duty Fender Package is Now Available for Certain 621H, 621K, 623H, 623K, 627H, and 627K Wheel Tractor-Scrapers {7252} A New Heavy-Duty Fender Package is Now Available for Certain 621H, 621K, 623H, 623K, 627H, and 627K Wheel Tractor-Scrapers {7252}
D6N Track-Type Tractor Machine Systems Hydraulic Control Valve - Disassemble
Slope Assist Setup and Calibration on Certain D3K2, D4K2, D5K2, D6K, and D6K2 Track-Type Tractors {1408, 7220} Slope Assist Setup and Calibration on Certain D3K2, D4K2, D5K2, D6K, and D6K2 Track-Type Tractors {1408, 7220}
953K Track-Type Loader Machine Systems General Information (Undercarriage)
953K Track-Type Loader Machine Systems Location of Components (Undercarriage)
953K Track-Type Loader Machine Systems Track Roller Frame
953K Track-Type Loader Machine Systems Equalizer Bar
C7.1 Engines and Generator Sets ARD Loss of Combustion
Procedure to Install 468-3730 Ride Control Kit on Certain 990K Wheel Loader {0679, 1435, 5004, 5051, 5077, 7050} Procedure to Install 468-3730 Ride Control Kit on Certain 990K Wheel Loader {0679, 1435, 5004, 5051, 5077, 7050}
844K Wheel Dozer Systems Selector and Pressure Control Valve (Transmission)
C7.1 Engines and Generator Sets ARD Temperature Is Low
An Improved Front Idler Yoke Is Now Available For Certain D7E Track-Type Tractors {4151} An Improved Front Idler Yoke Is Now Available For Certain D7E Track-Type Tractors {4151}
994K Wheel Loader Machine Systems Steering Neutralizer Valve - Remove and Install
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