来源:中国汽车工业信息网

    1.电子仪表显示装置具有非常广阔的发展空间

　　当今世界，由于汽车排放、节能、安全和舒适性等使用性能不断提高，使得汽车电子控制程度也越来越高。汽车电子控制装置必须迅速、准确地处理各种信息，并通过电子仪表显示出使驾驶员及时了解并掌握汽车的运行状态，妥善处理各种情况。现在，汽车的故障诊断、全球导航和定位系统的大量、复杂的信息服务已开始大量装备到汽车上，汽车电子仪表作为信息显示终端能够完成这些任务。汽车电子仪表显示装置不仅具有能提供大量、复杂的信息的优点，而且还具有高精度和高可靠性、一表多用的功能、外形设计美观自由度高、满足小型、轻量化的要求等特点，因此电子仪表显示装置成为现代汽车的发展新潮流，具有非常广阔的发展空间。

　　随着电子技术的进步，新型传感器、新型电子显示器件的出现，汽车电子仪表显示装置得以迅速发展。现代汽车使用微机驱动的电子仪表系统日益普及。微机驱动的仪表板采用微机处理来自传感器的信息，并指挥仪表显示器。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，但其开发还不具备技术条件。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。现代汽车将会越来越多地装用各种用途的电子化仪表显示装置。造型新颖别致和功能强大的电子化仪表显示装置，将是今后车用仪表的发展趋势和潮流。

　　2.汽车仪表的功用与结构

　　为了保证安全行车，驾驶员通过视觉与听觉获取道路和交通状况等车外信息的同时，也需要获得汽车本身的有关信息，以便做出可行的判断，正确驾驶汽车。仪表便是驾驶员通过视觉了解汽车状态的必备部件。汽车仪表是汽车的关键零部件之一，集中、直观地反映汽车在行驶过程中的各种动态指标，如行驶速度、里程、电系状况、制动、压力、发动机转速、冷却液温度、燃油量、指示灯等状态。仪表板总成似一扇窗户，随时反映出车子内部机器的运行状态，同时它又是部分设备的控制中心和被装饰的对象，是轿车车厢内最引人注目的部件。可以这样说，仪表板总成既有技术的功能又有艺术的功能，它反映出各国轿车制作工艺和风格上的差异，是整车的代表作之一。

　　汽车仪表一般布置在前围板上。由于仪表是靠视觉了解汽车状态的装置，因此应具有良好的目视性，将仪表布置在正面的前围板上，就是为了驾驶员观察仪表时，避免视线从前方的路面移开，有利于安全行车。汽车仪表板集中了全车的仪表，显示了汽车的工作状况。不同汽车仪表板的仪表不尽相同，一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。在现代汽车上，汽车仪表还需要装置稳压器，专门用来稳定仪表电源的电压，抑制波动幅度，以保证汽车仪表的精确性。另外，大部分仪表显示的依据来自传感器，传感装置根据被监测对象的状态变化而改变其电阻值，通过仪表表述出来。

　　早期的汽车仪表驱动是机械式的，显示使用指针。如转速表和车速表，软轴通过仪表使仪表被驱动，带动指针偏转，显示车速与转速。目前这种仪表逐渐被电子化仪表所取代。除了机械仪表一旦出现故障则很难处理之外，另一主要原因是汽车装用的电子控制机构和相关的监控项目不断增加，同时采用电子化仪表可改进车辆认视性和汽车仪表的多样性。

　　电子显示式仪表的开发，始于本世纪60年代，但当时电子元器件达不到装车使用的水平。70车代后期，随着半导体技术及显示元器件技术不断进步，首先在时钟、收音机上使用了荧光显示管(VFD)和发光二极管 (LED)的电子显示装置。1978年电子显示仪表问世。90年代初期，世界上已有60种以上的车型使用电子仪表。今后，为了适应信息化社会的需要，汽车广泛需要各种信息显示仪表。随着高性能电子显示技术的发展，汽车仪表电子化的程度会越来越高。

　　3.现代轿车电子仪表显示装置的特点

　　现代轿车的仪表板总成一般分成两部分，一部分是指方向盘前的仪表板和仪表罩及平台，另一部分是指司机旁通道上的副仪表板。其中仪表板是安装指示器的主体，集中了全车的监察仪表，通过它们揭示出发动机的转速、油压、水温和燃油的储量，灯光和发电机的工作状态，车辆的现时速度和里程积累。有些仪表还设有变速档位指示，计时钟，环境温度表，路面倾斜表和地面高度表等。按照现时流行的款式，现代轿车多数将空调、音响等设备的控制部件安装在副仪表板上，以方便驾驶者的操作，同时也显得整车布局紧凑合理。

　　随着现代科学技术的发展，轿车仪表板用电子显示技术代替传统的机电式模拟仪表已成为发展的趋向。电子显示技术也就是薄型平面电子显示器技术，利用这种技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其它信息的变动。目前，平面仪表板主要采用真空萤光管显示、液晶显示、电致发光显示和高压驱动器集成电路等技术，具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗率低等优点。例如有些平面仪表板的速度里程表采用全数字集成电路，既提高了测试精度，又可将数字信息输入计算机内，实现了车速与里程的数据分析，使汽车具有更多的自控功能。其它如转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表均采用线性集成电路，方便配接各类电子传感器件。

　　轿车仪表板总成在车厢里处于中心的位置，非常引人注目，它的任何疵点都会令人感到浑身不舒服，因此汽车制造商是非常重视轿车仪表板总成的制作水平，从制作工艺上可以表现出制造公司的设计与工艺水平，从装饰风格上可以表现出这个国家或地区的文化传统。一种成功的轿车仪表板总成，既要融入轿车的整体，体现出它是轿车不可分割的一部分；又要体现出轿车的个性，使人看到仪表板就会想到车子的形象。正因如此，轿车仪表板总成的装饰材料是比较讲究的，一般轿车的仪表板总成是用PP(聚丙烯)材料做蒙皮，有些高级轿车的仪表板则是用真皮做蒙皮，令人感觉到一种华贵的气派。

　　利用电子显示技术，也就是薄型平面电子显示器技术做成的汽车平面仪表板显示数字及信息，十分清晰明了，取代了以往采用的模拟显示的车速和发动机转速表等，使驾驶者在开车的同时，仍然可以清楚地看到仪表数字及其他信息的变动。它具有测试反应速度快、指示准确、图形设计灵活、数字清晰、可视性能好、集成化程度高、可靠性强、功耗低等优点。由于没有运动部件，反应快，可靠性高，其布置灵活紧凑，并有最佳显示形式。一般除要求汽车仪表耐用、耐振、指示准确、读数方便，以及受温度、湿度的影响小之外，还要求轻巧、舒适、美观并具有良好的互换性。汽车电子仪表恰恰满足了这些要求。

　　显示和内照明器件不再用白炽灯泡，而是选用高效冷光源发光器件，导光系统更多体现出光学领域的新技术。CCD摄像后视系统，改用电子摄像显示后视系统，驾驶员的视野范围将更宽。自动导航和定位系统，它可能也是未来汽车仪表上不可缺少的部分，包括全球卫星定位系统和电子地图等。具备完善的通讯系统，将来汽车上的计算机系统会与公共互连网相连，以便充分共享信息资源，处理通讯作业将是汽车仪表计算机系统工作内容的一部分。此外汽车仪表的计算机系统具备对娱乐、空调等舒适性设备进行监管的功能，可自动控制这些设备或支持驾驶员远程操纵。

　　电子仪表有用电子显示器件和高压驱动器集成电路，既提高了测试精度，又可将数字信息输入汽车微机内，实现了车速与里程等参数的数据分析和计算，使汽车具有更多的自控功能。转速表、电压表、燃油表、油压表和水温表则采用线性集成电路，方便配接各类电子传感器件。汽车电子仪表将成为一个集感觉、识别、分析、信息库存、适应和控制六大功能于一体的，提供车辆行驶信息、保障安全驾驶的智能化系统。汽车电子依表面板，采用汽车微机采集处理不同传感器信号，不仅可把各种传感器检测到信息，如车速、发动机转速等原封不动地显示出来，而且还能把经微机处理、计算、分析后的信息，如燃油消耗和行车里程等综合信息显示出来。另外，带有诊断程序的汽车微机还能在汽车行驶过程中，根据发动机、传动系及行驶系等各机件的运行情况，及时显示出故障诊断的警告信息，驾驶员想检查时也能随时调出多重显示，或采用按钮开关实现有选择的显示。

　　目前，国内部分中、高档轿车，如一汽红旗世纪星，帕萨特、赛欧、奇瑞，长安世纪星等均配套使用步进电动机式汽车仪表。其它型号的轿车也正在配套该类型的仪表，步进电动式汽车仪表，将是未来一段时间内汽车仪表的主导产品。

　　4.现代汽车仪器仪表产业的发展主流

　　现代科技的进步，使仪器仪表的应用领域越来越广阔，越来越深入。这一切，无疑为仪器仪表的进一步发展提供了又一强大动力，展示了光明美好的前景。世界近二十年来，微电子技术、计算机技术、精密机械技术、高密封技术、特种加工技术、集成技术、薄膜技术、网络技术、纳米技术、激光技术、超导技术、生物技术等高新技术获得了迅猛发展。这一背景和形势，不断地向仪器仪表提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥控距离更远、使用更方便、成本更低廉、无污染等，同时也为仪器仪表科技产业的发展提供了强大的推动力，并成了仪器仪表进一步发展的物质、知识和技术基础。尤其需要指出的是，近十年来，由于包括纳米技术的精密机械的研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果、新型传感器技术与智能化技术研究成果，以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新科技成果的竞相问世，使得仪器仪表领域发生了根本性的变革。这些新成果，不仅成了现代仪器仪表及其产业赖以生存与发展的土壤、基础、支撑与动力，而且还正在迅速改变仪器仪表的工作原理与本质特征，并使其具备和拥有了传统仪器仪表根本无法企及与实现的众多的、全新的、超高的功能。可以说，现代仪器仪表产品已成为最具典型性的高科技产品。目前，它不但已经完全突破了传统的光、机、电的框架，向着计算机化、网络化、智能化、多功能化的方向迅速发展，而且由于大量采用高新科学技术的研究成果、跨学科的综合设计、高精尖的制造技术与严格科学的实际应用，因而使得它还正朝着更高速、更灵敏、更可靠、更简捷地获取被分析、检测、控制对象全方位信息的方向阔步前进。通过以上分析可以看出，高科技化不但是现代仪器仪表的主要特征，而且是振兴仪器仪表工业的必由之路，也是新世纪仪器仪表及其产业的发展主流。

　　伴随现场总线的问世，过程测控仪表发展历程出现了重大转折和难得机遇。目前，现场总线已成为全球自动化技术的热点。现场总线是用于现场智能化仪表与控制室之间的一种全数字化、双向、多站的通信系统。它的产生，既是广大用户的实际需求和制造厂商之间技术竞争的结果，也是计算机技术、通信技术和控制技术在工业控制领域相结合的产物。现场总线的出现，为仪器仪表的更新换代、产品升级以及实现进一步的高精度、高性能?特别是多参数在线实时测控与自动测控?、高稳定、高可靠、高适应性、多功能、低消耗等提供了巨大动力和发展空间。
在微电子技术飞速发展，现代车用仪表材料日新月异，以及车用仪表细微加工技术日趋成熟的今天，传统汽车仪表的概念受到了猛烈的冲击，无论其内涵还是外延都在悄悄地发生着质的变化，使人、车界面系统拓展。同时，伴随着汽车工业生产和经营规模化的形成，以及社会对环保、安全保障、人机一体化等方面提出的要求，汽车仪表的功能也发生了变化，从以前的单一功能变成集感觉、识别、情况分析、信息库、适应和控制为一体的多功能智能化系统。总之，汽车仪表正在不断融入当今各学科、各领域的新技术、新材料成果，将来会发展成功能多元化、机电一体化、系统工程化、高度电子化的行业。

　　当今，世界各国广泛开展IVHS智能车辆公路系统研究，各发达国家已在解决汽车仪表显示系统的难题方面进行了许多有意义的尝试，逐步形成了未来汽车仪表设计的新趋势。由技术领先的德国和日本汽车仪表企业制造的产品，已由传统的组合仪表板转变为汽车集成信息系统。据德国VDO公司最新技术资料显示，其仪表机芯正逐步发展为由微型电机驱动，结合专用大规模集成电路的单一化仪表机芯统一，通过调整电路参数以适应不同种类和量程的产品需求。这种集成技术将使汽车仪表在结构的通用化、模界化方面产生质的飞跃。从他们的技术和产品我们清楚的看到了仪表业的未来。

　　5.未来轿车电子仪表显示装置的发展方向

　　电子化仪表将逐步取代常规的机电仪表 传统仪表一般是机电式模拟仪表，只能驾驶员提供汽车运行中必要而又少量的数据信息，已远远不能满足现代汽车新技术、高速度的要求。汽车仪表的功能已不仅仅是单纯的指示，而是通过对汽车各部件参数的监测和微处理机配套，从而达到控制汽车各种运行工况的目的。随着现代电子技术的发展，多功能高精度、高灵敏度、读数直观的电子数字显示及图像显示的仪表已不断地在汽车上应用，汽车电子化仪表将逐步取代常规的机电仪表。

　　计算机终端显示器 未来汽车仪表发展趋势，就充分应用光技术和机、电一体化技术，并突出现代信息技术和网络技术的应用，其功能将极大拓宽，指示形式将演变成计算机终端显示器。随着显示器件，如液晶显示器件的性能，特别是工作温度范围的拓宽，在价格进一步降低的前提下，汽车仪表的功能将被极大地拓宽，形式将发生根本改变，外观上就是一个高清晰度的计算机显示器。

　　拓宽汽车仪表功能 汽车仪表的功能将不局限于现在的车速、里程、发动机转速、油量、水温、方向灯指示，可能增添一些功能，比如带ECU的汽车仪表智能化：能指示安全系统运行状态，如轮胎气压、制动装置、安全气囊、安全带等，这些信号传输形式，将不再是简单的开关接通和断开直流信号，而是包含反映这些安全装置工作状态较多信息的调制信号，供ECU读取，以便ECU能准确地综合判断这些安全装置的工作状态，并给出故障显示提醒驾驶员，或指导维修人员排除故障。将防盗系统纳入汽车仪表ECU的监管下，如车门、后行李箱等处防盗锁指纹识别开启系统，防撬振动报警装置，防盗点火起动装置等。

　　汽车仪表系统向综合信息系统的方向发展 汽车收音机、DVD光播放机和音响设备等构成乘员室配置部分。构成信息通信系统的主要部件有：漫游器、移动电话、电子邮件和国际互联网终端、视频或电子游戏中控台等。系统的主要功能有：导航、音响、通信、远程微机通信和信息处理等。这种仪表系统以液晶显示器为基础，车内通信与互联网相连，乘员室内各操纵件通过语音进行控制。

　　汽车仪表广泛应用电光学技术 仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面。随着现代汽车工业和电子技术的发展，汽车中各种系统和机构日趋复杂，汽车行驶和各部分工作状况的信息量显著增加。同时,出于对汽车环保、安全性、经济性、智能化要求的提高,驾驶员需要更多、更迅速地了解汽车运行的各种信息，使得汽车电子仪表向信息显示中心发展,它是驾驶员信息系统重要的组成部分,汽车电子仪表代替传统机械或电气机械式模拟仪表已成为发展的趋向。

　　随着超大规模集成电路的出现，微处理器及外围芯片有了迅速发展。集成技术的最新进展之一是将CPU和外围芯片，如程序存储器、数据存储器、并行、串行接口、定时/计数器、中断控制器及其他控制部件集成在一个芯片之中，制成单片微型计算机(简称单片机)。单片机具有高可靠性、高控制性能和高运行速度三个特点，与传统的机械产品相结合，能使传统的机械产品结构简化、控制智能化，从而构成新一代机、电一体化的产品，并使长期以来碰到的测量仪表中的误差修正和线性化处理等问题迎刃而解。无疑，单片机技术在汽车仪表行业领域的运用，将使仪表业发生根本性的变革。

　　我国汽车仪表技术水平发展和国际有很大距离，电子式仪表还处于起步阶段。为适应驾驶人员的视、读习惯，可在保持汽车仪表原有表面特征的条件下，对汽车仪表机芯进行全新研制开发。通过对汽车行驶过程中信号的合理采集和有效传递，选用专用线路板，采用单片机技术，来完成模拟量和开关量的采集、处理和控制计算,然后输出控制信号,由指示驱动机构的运行,将数字信号转换成模拟信号,带动仪表指针的偏转，使仪表精确、灵敏、平稳、有效指示汽车行驶状态的各种技术参数指标。同时，可通过调整配套性能参数指标的编程，来满足轿车、重型车、中型车、轻型车、微型车等各种车型仪表的电子化、智能化、集成化的配套需求。这样将有利于组织大批量生产,从而奠定高新技术规模化商业生产的基础;有利于加速我国汽车工业产品的升级换代，并有效替代进口,参与国际市场竞争，最终顺应汽车仪表行业规模发展的现实需求和必然趋势。