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汽车仪表技术演绎三大新趋势

行业聚焦点中国仪表网2007年09月27日 08:18人气:4337

目前汽车仪表有两种技术,一是传统的模拟显示,目前在中国市场上应用份额还较大,但大多数用在前期引进的车型或货车、微型车上等;二是数字式仪表,目前与我国合资或外商独资的企业如德科、马瑞利、芜湖西门子VDO、伟世通、博世等,都以数字式仪表为主。数字式仪表采用步进电机结构形式,所有传感器的模拟或数字信号全部转化成驱动步进电机的数字信号,由中央处理器CPU处理完后,将驱动信号输送到各自的步进电机式指示仪表并使之工作,这种用全数字技术驱动的指示仪表精度高、统一机芯结构成本低。他还强调,全数字式汽车仪表,尤其是步进电动机式汽车仪表显示装置,是当今和未来一段时间汽车仪表显示装置的主导技术,有着十分广阔的市场前景。
  我国的汽车仪表显示装置与国外发达国家相比,技术水平有相当大的差距。如当今国外发达国家普遍使用全数字式汽车仪表显示装置,而且绝大部分是步进电动机式汽车仪表,并准备向更高方向发展。虽然国内汽车仪表界一致看好全数字式汽车仪表,但国内本土企业开发还不具备技术条件。

  赛迪顾问半导体事业部李树也表示,仪表的发展趋势是数字化仪表。数字仪表IC主要包括液晶显示驱动、D/A转换等。最近富士通展示了一款三维的GPS就集成了数字仪表显示功能,这也表明汽车半导体厂商开始关注并发力这一领域。

  为适应汽车网络化的趋势,汽车仪表进行通信也成为必然。施麟范指出,以前传统方式是把传感器信号直接传输给仪表,现在传感器信号经发动机控制系统(EMS)处理后,应用CAN协议编成代码给仪表,目前很多新车型已开始应用。仪表CPU将有一块专门区域进行编译处理,有两种处理方式,一是编译器到国外购买,如大众、通用、福特等主要汽车公司,多委托专业公司进行编译,采用专用的芯片,这样做一来是为保密,二来是为提高可靠性,以减少软件的测试麻烦。二是仪表厂自己做编译,但整车厂会告知什么代码做什么工作。

  目前国内主要是外商独资、合资的仪表企业可提供具备这些功能的仪表设备。国内本土企业由于面临没有测试设备、测试成本高、测试软件工程师比较缺乏等问题,因而存在进入壁垒。

  施麟范还表示,适应车载网络化需要仪表CPU有编译软件,但要第三方来做。仪表网络化一个最主要的问题是整机厂没有这样的东西,开发要国外厂商来支持。一个是软件,一个是机会,虽然从技术角度来说并不难,但国内企业如何得到整车厂的认可,这是一个问题。

汽车仪表带动显示方式和照明方式革新

  数字仪表大行其道之际,也带动了仪表显示方式和照明方式的革新。业内人士介绍说,仪表显示方式由传统的机械指针式向阴极射线管(CRT)、液晶显示(LCD)、激光模拟指针显示等多种形式发展。 同时,仪表的照明系统运用了诸如长寿命、低功耗、照度均匀、发热量低的微型高亮度发光二极管(LED)、等离子体(PDP)以及电致发光(EL)等多种新型照明方式。西门子VDO汽车电子(芜湖)有限公司副总朱光伟介绍说,仪表照明方式已逐步采用LED,一般仪表会应用四五十个LED,而采用不同颜色LED组合的仪表其总成本会相差10%-20%左右。李树也表示,在仪表显示领域,液晶屏的背光将渐渐采用高亮度LED来做,因为它具有诸多优势。

  另一方面,由于现代汽车正逐步采用ABS、ASR、安全气囊、发动机电控喷射技术等,各种信息数据的处理正在不断增加,对所需各项行驶信息的精度和信息种类也提出了更高要求,这就需要开发与汽车仪表同步匹配的、以各种新型材料制成的高技术、高精度和高灵敏度传感器,并实现传感器与汽车仪表同时规模经济生产和产品配套系列化。

  随着技术发展的日新月异和制造成本的逐步降低,电子式汽车仪表按照其不同功能和用途具有多种形式,它们正按照各自的功能特色而应用于不同档次的汽车。并且,随着未来技术对汽车仪表提出更高要求,必将引发汽车仪表业市场格局的大洗牌。

  汽车仪表发展要具备总线功能
  未来汽车仪表将成为多功能信息显示中心,把驾驶员需求的更多信息及时地显示出来,如故障诊断、地形图显示、导航及各种信息,作为信息显示中心是大势所趋。西门子VDO(芜湖)汽车电子有限公司研发部经理席强表示,要适应这种趋势,对汽车仪表提出许多要求,一是要求仪表具备更宽的带宽及更强的数据处理能力来支撑这些功能,因此,MOST、32bit MCU等技术将很快地应用于未来的产品中。其二是显示技术的进步,如段码LCD显示向TFT-LCD等更高层次显示技术发展,对显示处理能力要求更高,当然这也需要更强的MCU。三是平衡成本。无论如何车身将会有多个总线并存,如现在的高速CAN和低速CAN,以及遥控车窗、雨刮、座椅调节器的LIN等,在这种拓扑结构中,仪表此时一般作为网关,进行信息交互。同时未来车身将会走两三个总线,遥控车窗、雨刮、座椅调节器走LIN,发动机ECU走CAN,仪表此时可作为网关,进行信息交互。随着时间的推移,网络技术的快速发展,CAN的技术会升级,但是仪表作为整车的一个节点一定不会改变。

  埃泰克汽车电子(芜湖)有限公司研发部经理葛莹补充说,采用CAN总线的整车日渐增加,仪表作为显示中心,已成为CAN网络中重要的成员,所有与驾驶员有关的信息,数据都会在仪表中显示。

  上海德科电子仪表有限公司技术经理范忠良解释说,目前的CAN总线,可有效支持分布式控制或实时控制,该总线的通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光纤。CAN总线可以将发动机控制模块、变速器控制模块、多媒体控制模块、气囊控制模块、空调控制模块、巡航控制模块、车身控制模块(包括照明指示和车窗、刮雨器等)、防抱死制动系统(ABS)、防滑控制系统(ASR)等众多控制模块整合在一起,对于仪表也是一个可以控制的节点。

  因而仪表内部要使用支持CAN的主芯片,并且采用CAN的收发器,使之可以和整车进行通讯交流。
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