全液晶儀表的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢淺談

丁冠源 王淑琴 劉朝陽 關(guān)忠旭 蔡旭

摘 要 隨著新能源汽車的飛速發(fā)展，汽車電子儀表逐漸從機械式向全液晶顯示方向發(fā)展，全液晶儀表的外觀極富美感，在控制系統(tǒng)上結(jié)合了傳感器技術(shù)、CAN 總線技術(shù)、模擬電路技術(shù)等，通過與網(wǎng)絡(luò)等外圍設(shè)備相連接可根據(jù)個人需求定義相關(guān)功能。在圖形處理和顯示效果上，傳統(tǒng)的指示燈被數(shù)字化取代，有助于簡潔直觀。隨著汽車產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈，汽車儀表逐漸向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，可以預(yù)見全液晶顯示儀表是汽車未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 全液晶儀表;CAN總線;數(shù)字化;智能化

前言

2010年到2017年中國汽車電子市場保持著較高增長速度，相應(yīng)的汽車電子產(chǎn)品市場規(guī)模已經(jīng)超過萬億。目前激烈的競爭市場對汽車的環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟性以及智能化提出了很高的要求，車主需要更全面便捷的獲取車輛運行的各種信息與工況，導(dǎo)致汽車儀表逐漸從機械式向全液晶顯示方向發(fā)展[1]。

從目前來看中高端車型都逐漸采用全液晶儀表盤，例如沃爾沃V40、凱迪拉克XTS、雷克薩斯全新IS250、寶馬7系等車型很早采用了液晶顯示屏[2]。

圖1為特斯拉全液晶顯示儀表，與傳統(tǒng)的機械式相比其優(yōu)點有很多，如工作電壓可低到3V以下，在不犧牲顯示面積和清晰度的前提下能夠降低功耗[3]。隨著當前汽車多樣化和個性化的需求不斷擴大，汽車儀表逐步從傳統(tǒng)的指示功能轉(zhuǎn)變?yōu)楦幼⒅厥褂酶惺?。同時在液晶儀表上進行了多種集成，其智能化程度也越來越高[4]。

1全液晶儀表的現(xiàn)狀

1.1 硬件技術(shù)現(xiàn)狀

在對全液晶儀表的開發(fā)設(shè)計中，并不是單純采用液晶面板替換原有儀表就達到原有的功能要求，它涉及一個相當復(fù)雜的電子集成系統(tǒng)。首先液晶儀表顯示屏的外觀應(yīng)符合下列要求：透明玻璃或透明塑料件應(yīng)無明顯的氣泡、夾雜物、波紋、斑點及劃痕。并要求正面觀察時，各種儀表數(shù)字、文字及符號等均應(yīng)清晰完整，無折光及讀數(shù)失真現(xiàn)象。

其次是穩(wěn)定性，由于是電子儀表盤，因此相比傳統(tǒng)的機械儀表在穩(wěn)定性、抗干擾性以及可維修性上要復(fù)雜得多。一般而言儀表總成在設(shè)計時按低溫-40℃，高溫80℃的溫度區(qū)間進行耐溫性試驗后，外觀應(yīng)無異常變化，結(jié)構(gòu)件不允許出現(xiàn)變形、開裂等現(xiàn)象[5]。

此外在各種極端工況下液晶儀表總成需要在抗沖擊和振動方面保持穩(wěn)定，如能經(jīng)受上下、左右、前后三個方向的定頻振動試驗及上下方向的掃頻振動試驗。此外液晶儀表在雨雪天氣能夠具備防塵和防水功能，當溫差變化較大時其內(nèi)部不應(yīng)有影響讀數(shù)和照明的水珠、水氣和灰塵。

1.2 全液晶儀表的軟件現(xiàn)狀

在汽車電子控制系統(tǒng)中，液晶儀表是所有電子信號的集成，因此汽車控制儀表結(jié)合了許多軟件和裝置，如傳感器技術(shù)、CAN 總線技術(shù)、模擬電路技術(shù)等。其中在控制系統(tǒng)方面CAN（控制器局部網(wǎng)）具有較高的穩(wěn)定性、可靠性以及功能全面性等優(yōu)點，并廣泛應(yīng)用在汽車控制儀表中。它是最重要的信號來源，主要以雙絞線或光導(dǎo)纖維為通信介質(zhì)的多主總線，應(yīng)用在儀表管理和故障診斷系統(tǒng)中。在任何工況下能夠監(jiān)視整個 CAN 總線的工況，如車速、轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、里程、時間以及提示和報警信號等。

CAN總線的收發(fā)器有很多可選的產(chǎn)品，例如飛利浦公司生產(chǎn)的比較新型的收發(fā)器TJA1050，它采用了最新的EMC 技術(shù)。通過先進的絕緣硅（SOI）技術(shù)進行處理，比C250使用分離終端的抗電磁干擾性能提高了20dB。此外在汽車點火之后仍然保持不上電的狀態(tài)。

2全液晶儀表的發(fā)展趨勢

2.1 全液晶儀表的優(yōu)點

由于液晶儀表取代了指針、數(shù)字等現(xiàn)有儀表盤上最具代表性的部分，因此可以由用戶自己定義儀器系統(tǒng)，以此滿足不同消費者的要求，通過與網(wǎng)絡(luò)等外圍設(shè)備相連接可以更加智能。在圖形處理和顯示效果上，傳統(tǒng)的指示燈被數(shù)字化取代，有助于更加直觀。隨著汽車市場日趨競爭激烈，各大汽車主機廠都在全液晶儀表上開展了相關(guān)的研發(fā)，從目前來看全液晶儀表是目前為止最先進的汽車儀表，也是未來的發(fā)展方向與趨勢。

2.2 全液晶儀表的缺點

雖然全液晶儀表具有上述種種優(yōu)點，但是在價格方面全液晶儀表比機械式更加昂貴，在一定程度上增加了車主的購置成本，其次全液晶儀表的故障率理論上要比傳統(tǒng)的儀表要高，這主要是因為采用電子和計算機軟件進行控制的液晶儀表，當使用工況不當或功能相互沖突時，很容易死機，給車主的行車安全帶來一定的隱患。

隨著電子系統(tǒng)硬件和軟件的不斷發(fā)展，上述缺陷能夠逐漸被解決，可以預(yù)計當電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)被突破后，全液晶儀表是未來新能源汽車的首選。

3結(jié)束語

當前市場下對汽車環(huán)保、安全性、經(jīng)濟性、智能化要求逐漸提高，而全液晶儀表在外觀極富美感，隨著汽車產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈，汽車產(chǎn)業(yè)逐漸向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，全液晶顯示是汽車儀表未來的發(fā)展方向。

參考文獻

[1] 陳新，張桂香，肖奇云.動汽車液晶數(shù)字儀表的設(shè)計[J].汽車工程，2013，（03）：272-276.

[2] 江學(xué)煥，張金亮，樊紅莉，等.基于 CAN/LIN 雙總線電動汽車數(shù)字儀表系統(tǒng)的設(shè)計[J].計算機工程與科學(xué)，2015，37（11）：2182-2187.

[3] 趙保華.CAN總線技術(shù)在汽車數(shù)字儀表中的應(yīng)用研究[J].科技通報，2013，29（03）：196-200.

[4] 周桂成，秦貴和，陳筠翰，等.通用汽車儀表檢測平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程，2012，38（20）：228-231

[5] 劉關(guān)，晁海林，董玲俊.基于虛擬技術(shù)的汽車組合儀表測試系統(tǒng)設(shè)計[J].汽車電器，2010，（10）：49-52.