汽車儀表向多功能信息中心演變

1、汽車儀表向多功能信息中心演變汽車儀表作為汽車行駛狀態(tài)的顯示器，受到越來越多廠商的關(guān)注。汽車總線技術(shù)的不斷升級，也要求汽車儀表適應(yīng)這一趨勢，此外，顯示材料及技術(shù)的不斷突破，也為汽車儀表的發(fā)展提供了廣闊空間。汽車儀表要具備總線功能未來汽車儀表將成為多功能信息顯示中心，把駕駛員需求的更多信息及時地顯示出來，如故障診斷、地形圖顯示、導(dǎo)航及各種信息，作為信息顯示中心是大勢所趨。西門子VDO（蕪湖）汽車電子有限公司研發(fā)部經(jīng)理席強(qiáng)表示，要適汽車儀表作為汽車行駛狀態(tài)的顯示器，受到越來越多廠商的關(guān)注。汽車總線技術(shù)的不斷升級，也要求汽車儀表適應(yīng)這一趨勢，此外，顯示材料及技術(shù)的不斷突破，也為汽車儀表的發(fā)展提供了廣闊

2、空間。汽車儀表要具備總線功能未來汽車儀表將成為多功能信息顯示中心，把駕駛員需求的更多信息及時地顯示出來，如故障診斷、地形圖顯示、導(dǎo)航及各種信息，作為信息顯示中心是大勢所趨。西門子VDO（蕪湖）汽車電子有限公司研發(fā)部經(jīng)理席強(qiáng)表示，要適應(yīng)這種趨勢，對汽車儀表提出許多要求，一是要求儀表具備更寬的帶寬及更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力來支撐這些功能，因此，MOST、32bitMCU等技術(shù)將很快地應(yīng)用于未來的產(chǎn)品中。其二是顯示技術(shù)的進(jìn)步，如段碼LCD顯示向TFT-LCD等更高層次顯示技術(shù)發(fā)展，對顯示處理能力要求更高，當(dāng)然這也需要更強(qiáng)的MCU。三是平衡成本。無論如何車身將會有多個總線并存，如現(xiàn)在的高速CAN和低速CAN

3、，以及遙控車窗、雨刮、座椅調(diào)節(jié)器的LIN等，在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，儀表此時一般作為網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行信息交互。同時未來車身將會走兩三個總線，遙控車窗、雨刮、座椅調(diào)節(jié)器走LIN，發(fā)動機(jī)ECU走CAN，儀表此時可作為網(wǎng)關(guān)，進(jìn)行信息交互。隨著時間的推移，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，CAN的技術(shù)會升級，但是儀表作為整車的一個節(jié)點(diǎn)一定不會改變。埃泰克汽車電子（蕪湖）有限公司研發(fā)部經(jīng)理葛瑩補(bǔ)充說，采用CAN總線的整車日漸增加，儀表作為顯示中心，已成為CAN網(wǎng)絡(luò)中重要的成員，所有與駕駛員有關(guān)的信息，數(shù)據(jù)都會在儀表中顯示。上海德科電子儀表有限公司技術(shù)經(jīng)理范忠良解釋說，目前的CAN總線，可有效支持分布式控制或?qū)崟r控制，該總線的通信

4、介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纖。CAN總線可以將發(fā)動機(jī)控制模塊、變速器控制模塊、多媒體控制模塊、氣囊控制模塊、空調(diào)控制模塊、巡航控制模塊、車身控制模塊（包括照明指示和車窗、刮雨器等）、防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、防滑控制系統(tǒng)（ASR）等眾多控制模塊整合在一起，對于儀表也是一個可以控制的節(jié)點(diǎn)。因而儀表內(nèi)部要使用支持CAN的主芯片，并且采用CAN的收發(fā)器，使之可以和整車進(jìn)行通訊交流。新型顯示器件將被用于汽車儀表隨著汽車電子半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，多功能、高精度、高靈敏度、讀數(shù)直觀的電子數(shù)字顯示及圖像顯示的儀表已不斷應(yīng)用于汽車。儀表的照明系統(tǒng)運(yùn)用了諸如長壽命、低功耗、照度均勻、發(fā)熱量低的LED、VFD以及

5、電致發(fā)光（EL）等多種新型照明方式。席強(qiáng)表示，如今LED應(yīng)景成為儀表照明的主流，產(chǎn)品也進(jìn)入成熟期，一般來講LED的壽命在8000小時以上，可實(shí)現(xiàn)儀表的全壽命工作。從可靠性、成本及各供應(yīng)商的路線圖來看，LED照明在汽車儀表中至少可以應(yīng)用到2010年。其他新的顯示技術(shù)如OLED目前也有一些廠商在研究，但從成本、可靠性、供貨穩(wěn)定性等方面考量，其在短時間內(nèi)還不會大規(guī)模應(yīng)用。范忠良告訴記者，隨著顯示器件，如液晶顯示器件的性能，特別是工作溫度范圍的拓寬，在價格進(jìn)一步降低的前提下，利用電子顯示技術(shù)，也就是薄型平面電子顯示器技術(shù)做成的汽車平面儀表板顯示數(shù)字及信息，十分清晰明了，它代替了以往采用的模擬顯示的車速

6、和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表等，使駕駛者在開車的同時，仍然可以清楚地看到儀表數(shù)字及其他信息的變動。大液晶屏的顯示，需要采用TFT液晶，增加點(diǎn)陣顯示驅(qū)動芯片和相應(yīng)的主芯片資源，同時由于價格的問題，也可能會采用新興的OLED的顯示，增加顯示的視角和色彩對比度。顯示信息將更多更全面未來汽車儀表發(fā)展趨勢，應(yīng)充分應(yīng)用光技術(shù)和機(jī)、電一體化技術(shù)，并突出現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，其功能將極大拓寬，指示形式將演變成計(jì)算機(jī)終端顯示器。范忠良表示，未來的汽車儀表應(yīng)具有測試反應(yīng)速度快、指示準(zhǔn)確、圖形設(shè)計(jì)靈活、數(shù)字清晰、可視性能好、集成化程度高、可靠性強(qiáng)、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。由于沒有運(yùn)動部件，反應(yīng)快、可靠性高、布置靈活緊湊，并有最佳顯

7、示形式。一般除要求汽車儀表耐用、耐振、指示準(zhǔn)確、讀數(shù)方便，以及受溫度、濕度的影響小之外，還要求輕巧、舒適、美觀并具有良好的互換性。同時，顯示屏和全球定位結(jié)合，準(zhǔn)確地告知車子行駛的狀態(tài)、車子的行駛路線、何時轉(zhuǎn)彎，以及周圍的停車場、加油站等的位置。在傳感器發(fā)達(dá)的將來，甚至行駛中與鄰車的車距，與行人需要保持的安全距離、限速信息，都會在儀表的顯示屏中增加。相關(guān)鏈接汽車儀表主要組成部分電子儀表是汽車電子產(chǎn)品中半導(dǎo)體器件的最大應(yīng)用領(lǐng)域，一般汽車的常規(guī)儀表有車速里程表、轉(zhuǎn)速表、機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表、充電表等。傳感器是汽車電子組合儀表中較重要的一種半導(dǎo)體器件，大部分電子組合儀表顯示的依據(jù)來自傳感器，傳感

8、器裝置根據(jù)被監(jiān)測對象的狀態(tài)變化而改變其電阻值，通過儀表指示出來。目前國內(nèi)生產(chǎn)汽車電子組合儀表的企業(yè)較多，如西門子VDO（蕪湖）汽車電子有限公司、上海德科電子儀表有限公司、東風(fēng)汽車電子儀表股份公司、南京汽車儀表廠等，其市場競爭激烈，市場集中度較低，格局尚不十分穩(wěn)定。精彩觀點(diǎn)西門子VDO（蕪湖）汽車電子有限公司研發(fā)部經(jīng)理席強(qiáng)：汽車儀表供應(yīng)商要靈活把握市場需求首先，無論乘用車還是商用車，他們的關(guān)鍵功能的要求是一致的，在中國市場上，同時還要面對成本控制的要求。除了共性之外，由于不同的市場需求，不同的駕駛員提示信息要求，乘用車和商用車除要求儀表具有高精度與高可靠性之外，對儀表還有其他不同的要求。在中國市

9、場上，乘用車對汽車儀表的要求首先是造型美觀、裝飾性強(qiáng)；二是合理足夠的信息反饋；三是更符合工機(jī)工程要求。此外，乘用車單一品種的產(chǎn)量較大，對同一款車的配置型號相對較少，功能的一致性較強(qiáng)。相對乘用車，商用車對汽車儀表功能的要求要高于外觀要求，同時也存在著人機(jī)工程學(xué)的需求。應(yīng)該看到，單一品種的商用車的產(chǎn)量相對乘用車較小，要求儀表設(shè)計(jì)自由度與靈活性更高。西門子VDO針對商用車搭建了CBCU平臺，這是一個基于總線技術(shù)的現(xiàn)場可配置的車身電子信息交換平臺，可在裝配線上現(xiàn)場對儀表編程，根據(jù)需要靈活配置儀表的顯示內(nèi)容、信號源、信號類型等參數(shù)，來滿足商用車儀表的不同需求。在汽車儀表的市場格局上，一方面是國際性大公司

10、在中高端市場上強(qiáng)者恒強(qiáng)；另一方面中國本土廠商經(jīng)過多年打拼占據(jù)了一定的市場份額，顯現(xiàn)出新的潛力。他們一是與國際性大公司聯(lián)合，爭取更多的市場、更多的資源；二是以低成本搶奪低端市場。從技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)域來看，中國本土廠商在技術(shù)上處于跟進(jìn)狀態(tài)，還有待提升。歐美及日韓車系有不同的設(shè)計(jì)類型與風(fēng)格，不同風(fēng)格對技術(shù)要求有差異。歐系廠商關(guān)注的是可靠性、易操作性，而日韓車系比較追求造型，中國本土汽車品牌更傾向于日系風(fēng)格。至于整車廠方面，各個汽車廠商對產(chǎn)品的規(guī)劃程度不一，合資企業(yè)一般有明確的路線圖，有明確的產(chǎn)品發(fā)展方向，通過基于總線技術(shù)建立不同的電子產(chǎn)品平臺，以降低開發(fā)風(fēng)險，儀表是這個平臺的一個組成部分；而中國本土汽車

11、品牌，在技術(shù)儲備與產(chǎn)品發(fā)展路線把握方面還有待提高，這就要求汽車儀表供應(yīng)商靈活把握。西門子VDO將以先進(jìn)的技術(shù)為基礎(chǔ)，通過優(yōu)秀的項(xiàng)目管理能力，更加靈活務(wù)實(shí)地滿足中國市場的需求。同時，面對越來越多的成本壓力，西門子VDO通過應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)及設(shè)計(jì)理念，更精細(xì)的項(xiàng)目管理，新材料新工藝的市場化應(yīng)用，零部件國產(chǎn)化等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)成本控制，而不是通過簡單地減少材料或降低可靠性來實(shí)現(xiàn)。汽車總線是未來國內(nèi)汽車廠商在汽車電子領(lǐng)域的技術(shù)熱點(diǎn)之一，但在歐洲美洲等已經(jīng)得到了廣泛而成功的應(yīng)用。汽車儀表應(yīng)適應(yīng)這一走勢。西門子VDO的儀表中大部分具備總線功能，國內(nèi)儀表業(yè)也在跟隨這一路線。目前國內(nèi)儀表業(yè)在總線應(yīng)用層開發(fā)領(lǐng)域取得

12、了很多新進(jìn)展，但在如何產(chǎn)業(yè)化、如何保證可靠性，提高診斷等功能方面還需加強(qiáng)。單純從硬件上來講，汽車儀表總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)有兩種方式：一是總線控制器直接集成到MCU中；二是單獨(dú)的總線控制器，再加驅(qū)動IC，這兩種可靠性差別不大，廠商在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時主要考慮成本。對主機(jī)廠來說，主要的工作難點(diǎn)集中在網(wǎng)絡(luò)管理、測試及診斷等方面。（李映）上海德科電子儀表有限公司技術(shù)經(jīng)理范忠良：汽車儀表向六方面發(fā)展汽車儀表是汽車中不可缺少的組成部分，負(fù)責(zé)記錄汽車的各種數(shù)據(jù)。其新的發(fā)展方向如下：方向一，網(wǎng)絡(luò)通信。汽車儀表將來不一定只是一個從屬的節(jié)點(diǎn)，而是一個自己也可以“說話”的節(jié)點(diǎn)。提出說話的請求，由發(fā)動機(jī)控制單元判斷，然后給予“說

13、話”的權(quán)利。網(wǎng)絡(luò)的使用可以減少線束，同時具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、通信可靠性和實(shí)時性，而且簡單實(shí)用，網(wǎng)絡(luò)成本低。特別適用于汽車計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動大的工業(yè)環(huán)境。方向二，信息顯示中心。儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行信息交流的重要接口和界面。隨著更好的人機(jī)交流，更多的安全性的要求體現(xiàn)在儀表上，便于客戶了解整車目前的狀態(tài)，汽車電子控制裝置必須迅速、準(zhǔn)確地處理各種信息，并通過電子儀表顯示出來，使駕駛員及時了解并掌握汽車的運(yùn)行狀態(tài)，妥善處理各種情況。方向三，更大的記憶容量。儀表可能不單單只記錄里程的信息，同時還要記錄其他別的信息，比如發(fā)動機(jī)的信息狀態(tài)，上次車門關(guān)閉時很多保留狀態(tài)的信息，駕駛

14、者不同的舒適性要求，車子處于什么狀態(tài)，空調(diào)如何調(diào)節(jié)等。這就要求增加EEPROM的容量，或者要求主芯片整合的EEPROM的容量足夠大。方向四，低功耗及高整合度。在要求低功耗、節(jié)能的大環(huán)境下，汽車儀表也要節(jié)能：一個是靜態(tài)電流，一個可能是整體的功耗，所以電源的模式可能會從LDO的形勢下，變成DC-DC，同樣在靜態(tài)的條件下，要求關(guān)閉所有的外部器件，甚至是主芯片的電源，從而也要求有可靠的復(fù)位電路。儀表的功能會越來越復(fù)雜，但是整合度會要求越來越高，從而增加儀表的安全可靠性。儀表內(nèi)可能只有主芯片和電源芯片，驅(qū)動芯片整合在主芯片中，或者整合在液晶等器件中。方向五，傳感器運(yùn)用。對于抗干擾能力較強(qiáng)，對環(huán)境要求比較

15、高的傳感器，可能會安裝在汽車儀表內(nèi)，從而方便信號的處理和傳輸。方向六，個性化設(shè)置。儀表整體背光色彩的變化，調(diào)節(jié)屬于自己喜歡的顏色。采用三原色的LED做背光，客戶可以根據(jù)自己的喜愛進(jìn)行調(diào)節(jié)，在設(shè)計(jì)中可能增加LED的驅(qū)動，同時要做好散熱的準(zhǔn)備。個性化體現(xiàn)在不同的面板、不同的造型方面。根據(jù)不同的客戶，不同的消費(fèi)群，有不同的內(nèi)飾件，儀表作為內(nèi)飾件之一，在面板上面也能體現(xiàn)個性。埃泰克汽車電子（蕪湖）有限公司研發(fā)部經(jīng)理葛瑩：儀表已成CAN總線重要一員由于汽車排放、節(jié)能、安全和舒適性等使用性能不斷提高，使得汽車電子控制程度也越來越高。汽車電子控制裝置必須迅速、準(zhǔn)確地處理各種信息，并通過汽車電子儀表顯示出來，

16、使駕駛員及時了解并掌握汽車的運(yùn)行狀態(tài)，妥善處理各種情況。汽車電子儀表也正向“綜合信息系統(tǒng)”的方向發(fā)展，其功能將不局限于現(xiàn)在的車速、里程、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、油量、水溫、方向燈指示，還可能增添一些功能，如能指示安全系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，如輪胎氣壓、制動裝置、安全氣囊等，這對汽車儀表技術(shù)提出了更高要求。由于現(xiàn)代汽車正逐步采用ABS、ASR、安全氣囊、發(fā)動機(jī)電控噴射技術(shù)等，各種信息數(shù)據(jù)的處理正在不斷增加，對所需各項(xiàng)行駛信息的精度和信息種類也提出了更高要求。汽車上的電子控制單元（ECU）部件數(shù)量越來越多，造成信息、數(shù)據(jù)交換量的增加，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，智能儀表的開發(fā)成為必然。采用CAN總線的整車日漸增加，儀表作為顯示中心，成為CAN網(wǎng)絡(luò)中重要的成員，所有與駕駛員有關(guān)的信息，數(shù)據(jù)都會在儀表中顯示。這就帶動了儀表顯示技術(shù)的發(fā)展，以前的儀表的顯示屏僅是一塊小的字段顯示屏，顯示里程累計(jì)、里程小計(jì)、時鐘等信息，隨著汽車電子模塊的發(fā)展，用戶對汽車的智能化、人性化、方便性提出新的要求，同時汽車廠家的成本壓力也非常巨大。很多原來由獨(dú)立顯示屏顯示的信息現(xiàn)在也要求在顯示屏上進(jìn)行顯示。包括自動變速箱信息、輪胎胎壓、倒車?yán)走_(dá)距離等信息。出于人性化的要求，對報警信息需要