全液晶仪表的现状及发展趋势浅谈

丁冠源 王淑琴 刘朝阳 关忠旭 蔡旭

摘 要 随着新能源汽车的飞速发展，汽车电子仪表逐渐从机械式向全液晶显示方向发展，全液晶仪表的外观极富美感，在控制系统上结合了传感器技术、CAN 总线技术、模拟电路技术等，通过与网络等外围设备相连接可根据个人需求定义相关功能。在图形处理和显示效果上，传统的指示灯被数字化取代，有助于简洁直观。随着汽车产业竞争日趋激烈，汽车仪表逐渐向数字化、智能化方向发展，可以预见全液晶显示仪表是汽车未来的发展方向。

关键词 全液晶仪表;CAN总线;数字化;智能化

前言

2010年到2017年中国汽车电子市场保持着较高增长速度，相应的汽车电子产品市场规模已经超过万亿。目前激烈的竞争市场对汽车的环保性、安全性、经济性以及智能化提出了很高的要求，车主需要更全面便捷的获取车辆运行的各种信息与工况，导致汽车仪表逐渐从机械式向全液晶显示方向发展[1]。

从目前来看中高端车型都逐渐采用全液晶仪表盘，例如沃尔沃V40、凯迪拉克XTS、雷克萨斯全新IS250、宝马7系等车型很早采用了液晶显示屏[2]。

图1为特斯拉全液晶显示仪表，与传统的机械式相比其优点有很多，如工作电压可低到3V以下，在不牺牲显示面积和清晰度的前提下能够降低功耗[3]。随着当前汽车多样化和个性化的需求不断扩大，汽车仪表逐步从传统的指示功能转变为更加注重使用感受。同时在液晶仪表上进行了多种集成，其智能化程度也越来越高[4]。

1全液晶仪表的现状

1.1 硬件技术现状

在对全液晶仪表的开发设计中，并不是单纯采用液晶面板替换原有仪表就达到原有的功能要求，它涉及一个相当复杂的电子集成系统。首先液晶仪表显示屏的外观应符合下列要求：透明玻璃或透明塑料件应无明显的气泡、夹杂物、波纹、斑点及划痕。并要求正面观察时，各种仪表数字、文字及符号等均应清晰完整，无折光及读数失真现象。

其次是稳定性，由于是电子仪表盘，因此相比传统的机械仪表在稳定性、抗干扰性以及可维修性上要复杂得多。一般而言仪表总成在设计时按低温-40℃，高温80℃的温度区间进行耐温性试验后，外观应无异常变化，结构件不允许出现变形、开裂等现象[5]。

此外在各种极端工况下液晶仪表总成需要在抗冲击和振動方面保持稳定，如能经受上下、左右、前后三个方向的定频振动试验及上下方向的扫频振动试验。此外液晶仪表在雨雪天气能够具备防尘和防水功能，当温差变化较大时其内部不应有影响读数和照明的水珠、水气和灰尘。

1.2 全液晶仪表的软件现状

在汽车电子控制系统中，液晶仪表是所有电子信号的集成，因此汽车控制仪表结合了许多软件和装置，如传感器技术、CAN 总线技术、模拟电路技术等。其中在控制系统方面CAN（控制器局部网）具有较高的稳定性、可靠性以及功能全面性等优点，并广泛应用在汽车控制仪表中。它是最重要的信号来源，主要以双绞线或光导纤维为通信介质的多主总线，应用在仪表管理和故障诊断系统中。在任何工况下能够监视整个 CAN 总线的工况，如车速、转速、压力、温度、里程、时间以及提示和报警信号等。

CAN总线的收发器有很多可选的产品，例如飞利浦公司生产的比较新型的收发器TJA1050，它采用了最新的EMC 技术。通过先进的绝缘硅（SOI）技术进行处理，比C250使用分离终端的抗电磁干扰性能提高了20dB。此外在汽车点火之后仍然保持不上电的状态。

2全液晶仪表的发展趋势

2.1 全液晶仪表的优点

由于液晶仪表取代了指针、数字等现有仪表盘上最具代表性的部分，因此可以由用户自己定义仪器系统，以此满足不同消费者的要求，通过与网络等外围设备相连接可以更加智能。在图形处理和显示效果上，传统的指示灯被数字化取代，有助于更加直观。随着汽车市场日趋竞争激烈，各大汽车主机厂都在全液晶仪表上开展了相关的研发，从目前来看全液晶仪表是目前为止最先进的汽车仪表，也是未来的发展方向与趋势。

2.2 全液晶仪表的缺点

虽然全液晶仪表具有上述种种优点，但是在价格方面全液晶仪表比机械式更加昂贵，在一定程度上增加了车主的购置成本，其次全液晶仪表的故障率理论上要比传统的仪表要高，这主要是因为采用电子和计算机软件进行控制的液晶仪表，当使用工况不当或功能相互冲突时，很容易死机，给车主的行车安全带来一定的隐患。

随着电子系统硬件和软件的不断发展，上述缺陷能够逐渐被解决，可以预计当电动汽车的关键技术被突破后，全液晶仪表是未来新能源汽车的首选。

3结束语

当前市场下对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求逐渐提高，而全液晶仪表在外观极富美感，随着汽车产业竞争日趋激烈，汽车产业逐渐向数字化、智能化方向发展，全液晶显示是汽车仪表未来的发展方向。

参考文献

[1] 陈新，张桂香，肖奇云.动汽车液晶数字仪表的设计[J].汽车工程，2013，（03）：272-276.

[2] 江学焕，张金亮，樊红莉，等.基于 CAN/LIN 双总线电动汽车数字仪表系统的设计[J].计算机工程与科学，2015，37（11）：2182-2187.

[3] 赵保华.CAN总线技术在汽车数字仪表中的应用研究[J].科技通报，2013，29（03）：196-200.

[4] 周桂成，秦贵和，陈筠翰，等.通用汽车仪表检测平台的设计与实现[J].计算机工程，2012，38（20）：228-231

[5] 刘关，晁海林，董玲俊.基于虚拟技术的汽车组合仪表测试系统设计[J].汽车电器，2010，（10）：49-52.