汽車儀表向多功能信息轉(zhuǎn)變
1 引言
汽車總線技術(shù)的不斷升級,也要求汽車儀表適應(yīng)這一趨勢珠校,此外讥啤,顯示材料及技術(shù)的不斷突破,也為汽車儀表的發(fā)展提供了廣闊空間修扁。 汽車儀表作為汽車行駛狀態(tài)的顯示器诀烫,受到越來越多廠商的關(guān)注。
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峡逆,把駕駛員需求的更多信息及時地顯示出來勃拢,如故障診斷、地形圖顯示念弧、導(dǎo)航及各種信息后涛,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)理席強表示依播,要適應(yīng)這種趨勢口愁,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的數(shù)據(jù)處理能力來支撐這些功能娶架,因此爽咒,MOST、32bit MCU等技術(shù)將很快地應(yīng)用于未來的產(chǎn)品中窿侈。其二是顯示技術(shù)的進步炼幔,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史简,當然這也需要更強的MCU乃秀。三是平衡成本。無論如何車身將會有多個總線并存圆兵,如現(xiàn)在的高速CAN和低速CAN跺讯,以及遙控車窗、雨刮、座椅調(diào)節(jié)器的LIN等刀脏,在這種拓撲結(jié)構(gòu)中局荚,儀表此時一般作為網(wǎng)關(guān),進行信息交互愈污。同時未來車身將會走兩三個總線耀态,遙控車窗、雨刮暂雹、座椅調(diào)節(jié)器走LIN首装,發(fā)動機ECU走CAN,儀表此時可作為網(wǎng)關(guān)衔耕,進行信息交互赊偿。隨著時間的推移,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展悬鲜,CAN的技術(shù)會升級绅鉴,但是儀表作為整車的一個節(jié)點一定不會改變。
埃泰克汽車電子(蕪湖)有限公司研發(fā)部經(jīng)理葛瑩補充說躺潘,采用CAN總線的整車日漸增加真稚,儀表作為顯示中心,已成為CAN網(wǎng)絡(luò)中重要的成員毕亲,所有與駕駛員有關(guān)的信息农帝,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)理范忠良解釋說项蝉,目前的CAN總線舆飒,可有效支持分布式控制或?qū)崟r控制,該總線的通信介質(zhì)可以是雙絞線白找、同軸電纜或光纖能真。CAN總線可以將發(fā)動機控制模塊、變速器控制模塊扰柠、多媒體控制模塊粉铐、氣囊控制模塊、空調(diào)控制模塊卤档、巡航控制模塊蝙泼、車身控制模塊(包括照明指示和車窗、刮雨器等)劝枣、防抱死制動系統(tǒng)(ABS)汤踏、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)點舔腾。
因而儀表內(nèi)部要使用支持CAN的主芯片溪胶,并且采用CAN的收發(fā)器搂擦,使之可以和整車進行通訊交流。
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)展哗脖,多功能瀑踢、高精度、高靈敏度懒熙、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)用于汽車档价。儀表的照明系統(tǒng)運用了諸如長壽命、低功耗囤乎、照度均勻、發(fā)熱量低的LED揖帕、VFD以及電致發(fā)光(EL)等多種新型照明方式敢薄。席強表示,如今LED應(yīng)景成為儀表照明的主流挎茂,產(chǎn)品也進入成熟期艇线,一般來講LED的壽命在8000小時以上,可實現(xiàn)儀表的全壽命工作热轨。從可靠性游鹿、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年梨耽。
其他新的顯示技術(shù)如OLED目前也有一些廠商在研究义誓,但從成本、可靠性统岭、供貨穩(wěn)定性等方面考量蟋定,其在短時間內(nèi)還不會大規(guī)模應(yīng)用。
范忠良告訴記者草添,隨著顯示器件驶兜,如液晶顯示器件的性能,特別是工作溫度范圍的拓寬远寸,在價格進一步降低的前提下抄淑,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)字及信息驰后,十分清晰明了肆资,它代替了以往采用的模擬顯示的車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速表等,使駕駛者在開車的同時倡怎,仍然可以清楚地看到儀表數(shù)字及其他信息的變動迅耘。
大液晶屏的顯示,需要采用TFT液晶监署,增加點陣顯示驅(qū)動芯片和相應(yīng)的主芯片資源颤专,同時由于價格的問題纽哥,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衙猾。
顯示信息將更多更全面
未來汽車儀表發(fā)展趨勢柬激,應(yīng)充分應(yīng)用光技術(shù)和機、電一體化技術(shù)斧与,并突出現(xiàn)代信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用行忘,其功能將極大拓寬,指示形式將演變成計算機終端顯示器筋劣。
范忠良表示牡徘,未來的汽車儀表應(yīng)具有測試反應(yīng)速度快、指示準確正脸、圖形設(shè)計靈活式伶、數(shù)字清晰、可視性能好鄙叼、集成化程度高贡金、可靠性強、功耗低等優(yōu)點群娃。由于沒有運動部件衅侥,反應(yīng)快、可靠性高劫瞳、布置靈活緊湊倘潜,并有最佳顯示形式。一般除要求汽車儀表耐用柠新、耐振窍荧、指示準確、讀數(shù)方便恨憎,以及受溫度蕊退、濕度的影響小之外,還要求輕巧憔恳、舒適瓤荔、美觀并具有良好的互換性。同時钥组,顯示屏和全球定位結(jié)合输硝,準確地告知車子行駛的狀態(tài)、車子的行駛路線程梦、何時轉(zhuǎn)彎点把,以及周圍的停車場、加油站等的位置乞贡。在傳感器發(fā)達的將來氢碰,甚至行駛中與鄰車的車距克酿,與行人需要保持的安全距離、限速信息申广,都會在儀表的顯示屏中增加限匕。
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)儀表有車速里程表东六、轉(zhuǎn)速表困荤、機油壓力表、水溫表待讲、燃油表捎鹤、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)體器件殃烤,大部分電子組合儀表顯示的依據(jù)來自傳感器瞒礼,傳感器裝置根據(jù)被監(jiān)測對象的狀態(tài)變化而改變其電阻值,通過儀表指示出來致驶。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)汽車電子有限公司箱靴、上海德科電子儀表有限公司腺逛、東風(fēng)汽車電子儀表股份公司、南京汽車儀表廠等衡怀,其市場競爭激烈棍矛,市場集中度較低,格局尚不十分穩(wěn)定抛杨。
精彩觀點
西門子VDO(蕪湖)汽車電子有限公司研發(fā)部經(jīng)理席強:
汽車儀表供應(yīng)商要靈活把握市場需求
首先够委,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怖现,在中國市場上茁帽,同時還要面對成本控制的要求。除了共性之外屈嗤,由于不同的市場需求潘拨,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饶号,對儀表還有其他不同的要求铁追。
在中國市場上,乘用車對汽車儀表的要求首先是造型美觀对轴、裝飾性強溺硼;二是合理足夠的信息反饋;三是更符合工機工程要求亮史。此外邪涕,乘用車單一品種的產(chǎn)量較大茄溢,對同一款車的配置型號相對較少,功能的一致性較強皂计。相對乘用車演侍,商用車對汽車儀表功能的要求要高于外觀要求,同時也存在著人機工程學(xué)的需求辉九。應(yīng)該看到色递,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)計自由度與靈活性更高祷书。西門子VDO針對商用車搭建了CBCU平臺粪趋,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)場對儀表編程舔艾,根據(jù)需要靈活配置儀表的顯示內(nèi)容磺浙、信號源、信號類型等參數(shù)徒坡,來滿足商用車儀表的不同需求撕氧。
在汽車儀表的市場格局上,一方面是國際性大公司在中高端市場上強者恒強喇完;另一方面中國本土廠商經(jīng)過多年打拼占據(jù)了一定的市場份額伦泥,顯現(xiàn)出新的潛力。他們一是與國際性大公司聯(lián)合锦溪,爭取更多的市場不脯、更多的資源;二是以低成本搶奪低端市場刻诊。從技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)域來看防楷,中國本土廠商在技術(shù)上處于跟進狀態(tài),還有待提升则涯。
歐美及日韓車系有不同的設(shè)計類型與風(fēng)格复局,不同風(fēng)格對技術(shù)要求有差異。歐系廠商關(guān)注的是可靠性是整、易操作性赚朱,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)格以叛。
至于整車廠方面谁班,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疼喝,有明確的產(chǎn)品發(fā)展方向诊乐,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)險我值,儀表是這個平臺的一個組成部分晰等;而中國本土汽車品牌然怕,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)商靈活把握歉莫。
西門子VDO將以先進的技術(shù)為基礎(chǔ)鱼灶,通過優(yōu)秀的項目管理能力,更加靈活務(wù)實地滿足中國市場的需求张绊。同時信高,面對越來越多的成本壓力,西門子VDO通過應(yīng)用先進的技術(shù)及設(shè)計理念涛贯,更精細的項目管理诽嘉,新材料新工藝的市場化應(yīng)用,零部件國產(chǎn)化等技術(shù)手段來實現(xiàn)成本控制弟翘,而不是通過簡單地減少材料或降低可靠性來實現(xiàn)虫腋。
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)熱點之一,但在歐洲美洲等已經(jīng)得到了廣泛而成功的應(yīng)用稀余。汽車儀表應(yīng)適應(yīng)這一走勢悦冀。西門子VDO的儀表中大部分具備總線功能,國內(nèi)儀表業(yè)也在跟隨這一路線睛琳。目前國內(nèi)儀表業(yè)在總線應(yīng)用層開發(fā)領(lǐng)域取得了很多新進展雏门,但在如何產(chǎn)業(yè)化、如何保證可靠性掸掏,提高診斷等功能方面還需加強。單純從硬件上來講宙帝,汽車儀表總線技術(shù)實現(xiàn)有兩種方式:一是總線控制器直接集成到MCU中丧凤;二是單獨的總線控制器,再加驅(qū)動IC步脓,這兩種可靠性差別不大晰奉,廠商在進行方案設(shè)計時主要考慮成本。對主機廠來說空崇,主要的工作難點集中在網(wǎng)絡(luò)管理措抒、測試及診斷等方面。
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居绸,負責(zé)記錄汽車的各種數(shù)據(jù)精克。其新的發(fā)展方向如下:
方向一,網(wǎng)絡(luò)通信因登。汽車儀表將來不一定只是一個從屬的節(jié)點硅魁,而是一個自己也可以“說話”的節(jié)點。提出說話的請求步鸣,由發(fā)動機控制單元判斷枯昂,然后給予“說話”的權(quán)利醇帅。網(wǎng)絡(luò)的使用可以減少線束,同時具有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性霸瘾、通信可靠性和實時性隐听,而且簡單實用,網(wǎng)絡(luò)成本低唆涝。特別適用于汽車計算機控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣找都、電磁輻射強和振動大的工業(yè)環(huán)境。
方向二石抡,信息顯示中心檐嚣。儀表是駕駛員與汽車進行信息交流的重要接口和界面。隨著更好的人機交流啰扛,更多的安全性的要求體現(xiàn)在儀表上嚎京,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隐解、準確地處理各種信息鞍帝,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行狀態(tài)煞茫,妥善處理各種情況帕涌。
方向三,更大的記憶容量续徽。儀表可能不單單只記錄里程的信息蚓曼,同時還要記錄其他別的信息,比如發(fā)動機的信息狀態(tài)袒忿,上次車門關(guān)閉時很多保留狀態(tài)的信息价烘,駕駛者不同的舒適性要求,車子處于什么狀態(tài)蓖桅,空調(diào)如何調(diào)節(jié)等稻漏。這就要求增加EEPROM的容量,或者要求主芯片整合的EEPROM的容量足夠大舍稽。
方向四俗运,低功耗及高整合度。在要求低功耗发液、節(jié)能的大環(huán)境下帜贝,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焊辈,所以電源的模式可能會從LDO的形勢下革哄,變成DC-DC,同樣在靜態(tài)的條件下,要求關(guān)閉所有的外部器件庭叙,甚至是主芯片的電源劲阎,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)雜鸠真,但是整合度會要求越來越高悯仙,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吠卷,驅(qū)動芯片整合在主芯片中锡垄,或者整合在液晶等器件中。
方向五祭隔,傳感器運用货岭。對于抗干擾能力較強,對環(huán)境要求比較高的傳感器疾渴,可能會安裝在汽車儀表內(nèi)千贯,從而方便信號的處理和傳輸。
方向六搞坝,個性化設(shè)置搔谴。儀表整體背光色彩的變化,調(diào)節(jié)屬于自己喜歡的顏色桩撮。采用三原色的LED做背光逸渤,客戶可以根據(jù)自己的喜愛進行調(diào)節(jié),在設(shè)計中可能增加LED的驅(qū)動仆腐,同時要做好散熱的準備骂间。
個性化體現(xiàn)在不同的面板、不同的造型方面鉴凸。根據(jù)不同的客戶贷弧,不同的消費群,有不同的內(nèi)飾件糙官,儀表作為內(nèi)飾件之一,在面板上面也能體現(xiàn)個性筒啄。
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
由于汽車排放鱼催、節(jié)能、安全和舒適性等使用性能不斷提高贤方,使得汽車電子控制程度也越來越高见毒。汽車電子控制裝置必須迅速、準確地處理各種信息献甘,并通過汽車電子儀表顯示出來吴攒,使駕駛員及時了解并掌握汽車的運行狀態(tài),妥善處理各種情況砂蔽。汽車電子儀表也正向“綜合信息系統(tǒng)”的方向發(fā)展洼怔,其功能將不局限于現(xiàn)在的車速署惯、里程、發(fā)動機轉(zhuǎn)速镣隶、油量极谊、水溫、方向燈指示安岂,還可能增添一些功能轻猖,如能指示安全系統(tǒng)運行狀態(tài),如輪胎氣壓域那、制動裝置咙边、安全氣囊等,這對汽車儀表技術(shù)提出了更高要求次员。
由于現(xiàn)代汽車正逐步采用ABS败许、ASR、安全氣囊翠肘、發(fā)動機電控噴射技術(shù)等肩蹬,各種信息數(shù)據(jù)的處理正在不斷增加,對所需各項行駛信息的精度和信息種類也提出了更高要求档广。汽車上的電子控制單元(ECU)部件數(shù)量越來越多深酗,造成信息、數(shù)據(jù)交換量的增加悄针,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用汁恍,智能儀表的開發(fā)成為必然。
采用CAN總線的整車日漸增加铛邦,儀表作為顯示中心窃征,成為CAN網(wǎng)絡(luò)中重要的成員,所有與駕駛員有關(guān)的信息紫鳄,數(shù)據(jù)都會在儀表中顯示芳潦。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灸蛤,顯示里程累計鹃漩、里程小計、時鐘等信息险毁,隨著汽車電子模塊的發(fā)展制圈,用戶對汽車的智能化、人性化畔况、方便性提出新的要求鲸鹦,同時汽車廠家的成本壓力也非常巨大。很多原來由獨立顯示屏顯示的信息現(xiàn)在也要求在顯示屏上進行顯示。包括自動變速箱信息馋嗜、輪胎胎壓齐板、倒車雷達距離等信息。出于人性化的要求嵌戈,對報警信息需要有具體的文字來提醒駕駛員覆积,使駕駛員對當前的報警狀態(tài)一目了然。
大屏幕熟呛、點陣屏在儀表上應(yīng)用可以滿足用戶的這種要求宽档,國內(nèi)的Audi A6、Bora庵朝、PQ35都有中文提示吗冤,目前我們正在為奇瑞開發(fā)中文點陣顯示的儀表。
TFT的廣泛使用以及技術(shù)的進步使得TFT顯示技術(shù)很快會應(yīng)用在儀表上改阳,用于顯示導(dǎo)航信息沐虐、倒車雷達成像,并可提升整個儀表的檔次骚目,提高駕乘樂趣阴些,給駕駛者更加清晰、舒適的視覺享受冷沿。
新的顯示技術(shù)還包括HUD(抬頭顯示技術(shù))佣深,即將一些重要信息顯示在前擋風(fēng)玻璃上,駕駛員不必低頭看儀表病唁,所有的關(guān)鍵信息都在玻璃上投影出來吉蔬,提高駕駛的安全性。
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