全液晶儀表的現狀及發展趨勢淺談

丁冠源 王淑琴 劉朝陽 關忠旭 蔡旭

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

關鍵詞 全液晶儀表;CAN總線;數字化;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，相應的汽車電子產品市場規模已經超過萬億。目前激烈的競爭市場對汽車的環保性、安全性、經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，導致汽車儀表逐漸從機械式向全液晶顯示方向發展[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，與傳統的機械式相比其優點有很多，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的指示功能轉變為更加注重使用感受。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全液晶儀表的現狀

1.1 硬件技術現狀

在對全液晶儀表的開發設計中，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，它涉及一個相當復雜的電子集成系統。首先液晶儀表顯示屏的外觀應符合下列要求：透明玻璃或透明塑料件應無明顯的氣泡、夾雜物、波紋、斑點及劃痕。并要求正面觀察時，各種儀表數字、文字及符號等均應清晰完整，無折光及讀數失真現象。

其次是穩定性，由于是電子儀表盤，因此相比傳統的機械儀表在穩定性、抗干擾性以及可維修性上要復雜得多。一般而言儀表總成在設計時按低溫-40℃，高溫80℃的溫度區間進行耐溫性試驗后，外觀應無異常變化，結構件不允許出現變形、開裂等現象[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定，如能經受上下、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部不應有影響讀數和照明的水珠、水氣和灰塵。

1.2 全液晶儀表的軟件現狀

在汽車電子控制系統中，液晶儀表是所有電子信號的集成，因此汽車控制儀表結合了許多軟件和裝置，如傳感器技術、CAN 總線技術、模擬電路技術等。其中在控制系統方面CAN（控制器局部網）具有較高的穩定性、可靠性以及功能全面性等優點，并廣泛應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纖維為通信介質的多主總線，應用在儀表管理和故障診斷系統中。在任何工況下能夠監視整個 CAN 總線的工況，如車速、轉速、壓力、溫度、里程、時間以及提示和報警信號等。

CAN總線的收發器有很多可選的產品，例如飛利浦公司生產的比較新型的收發器TJA1050，它采用了最新的EMC 技術。通過先進的絕緣硅（SOI）技術進行處理，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。

2全液晶儀表的發展趨勢

2.1 全液晶儀表的優點

由于液晶儀表取代了指針、數字等現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，以此滿足不同消費者的要求，通過與網絡等外圍設備相連接可以更加智能。在圖形處理和顯示效果上，傳統的指示燈被數字化取代，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的研發，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。

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

3結束語

當前市場下對汽車環保、安全性、經濟性、智能化要求逐漸提高，而全液晶儀表在外觀極富美感，隨著汽車產業競爭日趨激烈，汽車產業逐漸向數字化、智能化方向發展，全液晶顯示是汽車儀表未來的發展方向。

參考文獻

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

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

[3] 趙保華.CAN總線技術在汽車數字儀表中的應用研究[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計與實現[J].計算機工程，2012，38（20）：228-231

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