某型叉车小时计显示异常原因分析与研究.pdf

12工程机械与维修TECHNOLOGY&MAINTENANCE技术维修1 故障现象据市场反馈，某型叉车偶然出现小时计显示断码、乱码以及不显示的异常状态。整车重新启动后，有时能恢复正常，有时无法恢复正常。对于无法恢复正常的仪表重新更换小时计后故障消失。经过多次反复测试发现，此故障多出现在整车启动瞬间或者按喇叭过程中，待重新启动或者喇叭松开后，液晶屏显示状态如上所述，时好时坏。液晶屏显示状况如图 1 所示。2 原因分析2.1 插针连接不可靠具体表现为小时计与其连接底板上的电路板在连接处的插针连接不可靠，机械振动造成插针连接处出现断续，影响信号输入与输出，导致小时间不显示现象。2.2 启动瞬间压降较大具体原因包括：整车启动瞬间系统电源降低明显，低于小时计最低限制。整车启动后为发电机发电，存在电源波动。整车负载非纯电阻负载，感性以及容性负载断电瞬间存在较大浪涌电压或电流。以上原因既可能导致小时计的电源电路采用的限流功率电阻损坏，小时计电源电路失效，也可能造成小时计液晶 IC 复位，小时计液晶芯片存在最低工作电压。以上因素均会导致小时计乱码或断码的现象发生。2.3 外界电磁干扰外界的电磁瞬间干扰会引起小时计液晶 IC 复位，信号传输错误则导致液晶进入 SYS-DIS（液晶系统时钟关闭）状态。车上的喇叭接通后对电源产生较大的噪声干扰，小时计硬件对特定频谱的干扰无法完全抑制，干扰信号通过电源线藕合到小时计显示控制信号线，导致小时计的控制信号传输数据出现紊乱。以上因素均可能导致小时计的乱码或者断码的现象发生。2.4 小时计本体故障小时计液晶 IC 部分单元受损，同样会导致上述故障现象发生。3 故障排查3.1 小时计不显示小时计不显示的故障原因分析可能为小时计与电路板连接不牢靠。详细核查某个故障件的底板，排查电路板上单片机控制小时计液晶显示的相关端口是否存在虚焊的现象。对故障件的电路板重新补焊后，故障消除，小时计即可正常显示。为确定故障点，对恢复正常的故障件，可以通过采用人为增设二极管，将故障再现。3.2 小时计乱码、断码3.2.1 排查整车电压波动的影响对出现小时计故障的车辆进行检测，测试启动瞬间的电池电压压降，经多次采样数据，发现启动瞬间电池电压降到 5.9V，仪表内部的小时计模块供电电压降到3.0V。而仪表的设计正常工作电压为（916）V，小时计的正常工作电压为 5V。启动瞬间压降时间较短，是否会对仪表和小时计造成影响呢？单独使用液晶检测工装对小时计的液晶进行反复多次的测试，当电压降至 3V 时，液晶可以显示，仅亮度减弱，并没有出现小时计断码，乱码等现象，由此排除了启动瞬间电压波动导致小时计乱码、断码的可能性。启动瞬间压降如图 2 所示。某型叉车小时计显示异常原因分析与研究王月娥 高文倩 姚育波（安徽合力股份有限公司，安徽合肥 230601）摘要：针对叉车小时计显示异常等故障现象进行原因分析、故障排查，采用优化硬件设计以及增加 PCB 板过程加工等方式进行优化改进，改进后使用效果良好。关键词：叉车；小时计；原因分析；故障排查；改进方案图1 液晶屏显示状态a 异常状态b 正常状态CM&M 2023.04133.2.2 排查外界电磁干扰的因素模拟外接干扰信号对故障小时计的影响，具体方法如下：对于故障小时计的底板，在不断电的情况下对其进行测试，将故障小时计的通讯线断开，将工装件通讯线接入故障小时计。对故障小时计发送“Lcd on（液晶显示）”，“Lcd off（液晶关闭）”等相关指令，仍然显示乱码，从而排除从通讯线发送的干扰造成的小时计故障。再对故障小时计执行全复位的初始化命令，此时故障小时计显示回到初始化的状态，显示正常。由此可以确定，此小时计的 IC 芯片单元正常，产生故障的原因为系统在出现复位时，复位信号干扰小时计，导致小时计显示乱码或者断码。再次测试整车按压喇叭时的干扰信号，经测试发现，车上喇叭(12V/4A）接通后对整车电源产生大量的噪声干扰。现有仪表硬件对特定频谱的干扰无法完全抑制，干扰信号通过电源线藕合到小时计显示控制信号线，造成小时计的控制信号传输数据出现紊乱，从而导致小时计显示的乱码或者断码。小时计显示控制端口电压波形如图 3 所示。4 治理方案4.1 针对虚焊造成小时计无显示的治理增加小时计的焊接插针长度，修改插针为双向限位结构，便于生产焊接和焊接定位。增大线路板插针焊接焊盘，便于焊接，降低插针虚焊概率。小时计焊接插针优化前后对比如图 4 所示。小时计焊接盘优化前后对比如图 5 所示。采用自动锡膏搅拌机替代锡膏的人工搅拌，避免因冲击锡粉和温升过大对锡膏品质的影响。采用锡膏自动印刷机替代人工刷锡膏过程，自动清洗钢网，提升SMT过程的焊接质量。优化元器件的防潮处理措施，对当天为能使用完毕的电子器件，及时放入防潮柜，降低其电子器件管脚的氧化概率。4.2 针对信号干扰造成小时计断码、乱码的治理提升液晶屏本身的抗干扰能力，将裸片改为封装片，提高芯片自身的抗干扰能力。小时计封装改进如图 6 所示。对小时计的信号端口增加滤波电容，抑制干扰信号。增加液晶屏上拉电阻、降低信号干扰。改进电源电路，使用 TVS 及自恢复保险代替限流电阻，提高了电源抗冲击能力。对改进后的仪表小时计进行批量测试，并送到第三方检测机构进行抗电磁干扰测试，测试通过。小时计显示控制端口优化前后对比如图 7 所示。4.3 软件优化每次发送显示数据指令前，增加系统初始化指令，系统即可自动初始化并进行正常显示。经测试及现场验证，此更改对正常显示效果无影响。5 改进效果按照上述方案治理后，对产品进行试验验证，再未出现小时计显示断码、乱码以及不显示的状态。同步将这些产品投放到市场，未出现类似故障现象。参考文献1 曾亿圣,高文倩.电压浪涌对叉车液晶屏仪表的危害及改进方 法 J.工程机械与维修,2018(5):104-105.2 余红刚,郭颖,冀京京,等.点阵屏故障检测装置研究 J.产业 与科技论坛,2017,16(19):64-65.3 梁皓.R914型挖掘机小时计故障排除J.工程机械与维修,2010 (8):170.4 胡宏秋,张中尧.用S7-200实现工作小时计J.工程机械,2007 (4):9-11+1.图2 启动瞬间压降图4 小时计焊接插针优化前后对比图6 小时计封装改进图7 小时计显示控制端口优化前后对比图5 小时计焊接盘优化前后对比图3 小时计显示控制端口电压波形a 电池端5.9V压降a 旧焊接插针a 小时计裸片a 电压波形优化前a 旧焊接盘 b 小时计端3.0V压降b 新的焊接插针b 小时计封装片b 电压波形优化后b 新焊接盘