前言

汽車儀表隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展而不斷改革技術，經歷了幾次變革，不管是從形態(tài)還是功能，都發(fā)生了巨大的變化。它已不再僅僅是一個提供轉速、車速的簡單元件，它能展示更多重要的汽車信息，甚至發(fā)出警告。集成和數(shù)字控制技術的普及，讓汽車儀表的功能前所未有的豐富，并且視覺效果也更加賞心悅目。這個方寸之地不但體現(xiàn)出工程師設計的技術實力，更能夠展示設計師的審美視角，可以為汽車OEM廠商提供更高的電子產品附加價值，與車型進行更完美的個性匹配，為消費者提供更加多樣性的選擇和個性化的駕駛體驗。

早期儀表

早期常規(guī)儀表包含了車速里程表、轉速表、機油壓力表、水溫表、燃油表、充電表等，之后汽車儀表還需要裝置穩(wěn)壓器，專門用來穩(wěn)定儀表電源的電壓，抑制波動幅度，以保證汽車儀表的精確性。僅就小小的指示燈設計來說，之前的梅賽德斯-奔馳E級車，就有多達41個，而在沃爾沃的S40上只有21個，這是數(shù)字上的差異，也是不同品牌對于車輛安全理解的不同，道理很簡單，更多的指示燈確實可以更精準的提示。

早期儀表盤

電氣式儀表

這類儀表增加了不少功能，汽車信息反饋也更多更及時地在顯示技術上不斷迭代，從真空熒光顯示屏（VFD），發(fā)展到采用液晶顯示器（LCD），小尺寸薄膜晶體管顯示器（TFT）由于可以實現(xiàn)CAN總線信號輸入，驅動儀表顯示信息，再加上顯示屏顯示的信息越來越清晰、快捷。

目前從市場的保有量來看，比較合理的方案是采用機械儀表結合數(shù)字儀表的方式，例如車速、轉速信息采用指針，指示燈信息采用LED燈點亮形式，而其他信息則采用TFT屏。因為車內面臨的環(huán)境非常惡劣，例如，夏季受到太陽直射時溫度可能達到70℃，而一旦開啟空調會迅速降至20℃-30℃，冬天也會有劇烈的溫差變化，溫差則導致元器件膨脹/收縮，發(fā)生損壞。由于成本及市場對新科技穩(wěn)定性的擔憂，目前電氣式儀表在市場上應用較廣泛。

電器式儀表盤

全數(shù)字儀表

全數(shù)字汽車儀表可謂是有了長足的進步與發(fā)展，它是一種網絡化、智能化的儀表，其功能更加強大，顯示內容更加豐富，線束鏈接更加簡單，更全面，更人性化地滿足了駕駛需求。

虛擬汽車儀表用屏幕取代了指針、數(shù)字等現(xiàn)有儀表盤上最具代表性的部分，其優(yōu)點是可以由用戶自己定義儀器系統(tǒng)，以滿足不同的要求，功能更加強大、靈活，更容易同網絡、外設及其他應用相連接。虛擬汽車儀表得益于更強大的圖形處理和顯示效果，更多的指示燈被擬物化設計，從而有效降低用戶的接受過程；多媒體娛樂信息和車輛基本信息也可以更符合邏輯的顯示出來，集中顯示有助于提升駕駛安全，駕駛員的視距也不必在多個位置頻繁切換；另外，簡化的設計，也可以將更多空間留給乘坐區(qū)域或者是儲物等等。可以說虛擬儀表是目前為止最先進的汽車儀表，也是未來的發(fā)展方向與趨勢。

目前，市場幾款虛擬儀表在方案及儀表效果上走在前沿，其中包含德賽西威的R1平臺虛擬儀表，以奧迪TT為代表的虛擬儀表，特斯拉的虛擬儀表。

奧迪汽車配備在全新TT和Q7車型上的Virtual Cockpit，儀表有一塊高達12.3英寸的顯示屏幕，而最重要的處理芯片則來自于英偉達（NVIDIA ）的Tegra 3系列最新Tegra30處理器芯片，它負責所有虛擬圖像的生成和處理，運行速度可達80億次/秒，以60fps的速度刷新，所以儀表看起來非常流暢。

奧迪的Virtual Cockpit儀表屏幕分辨率達到1440x540。可以切換很多種顯示布局，一種側重娛樂信息；一種側重駕駛信息；一種突出轉速強調運動風格等等。在系統(tǒng)層面，奧迪的儀表采用的是QNX的Neutrino實時系統(tǒng)。從軟件層面，這套系統(tǒng)已經非常成熟。

全數(shù)字儀表盤

德賽西威的R1平臺采用飛思卡爾XHY MCU+IMAX6 雙核GDC系統(tǒng)架構，支持12.3吋 TFT(最大支持分辨率可達1920x720)，具有高響應度、高亮度、高對比度等優(yōu)點；另一個亮點是采用非常穩(wěn)定可靠不易死機的QNX操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)卓越的2D/3D 圖形渲染能力，并根據(jù)駕駛情況動態(tài)顯示內容，酷炫的場景渲染，造就先進酷炫的用戶體驗；基于Kanzi?所見所得HMI開發(fā)理念，主題風格可靈活定制，彰顯個性與時尚。據(jù)了解到的信息，德賽西威T2平臺擁有強大的圖形處理能力和動畫效果，支持優(yōu)美旋轉菜單與滾動條效果實現(xiàn) ，還支持CAN總線、以太網。

德賽西威最新一代12.3吋TFT可配置虛擬儀表平臺R1外觀

特斯拉儀表采用LG 為其定制的液晶屏， 同樣也是12.3英寸，但分辨率僅為1280x480，這個儀表盤目前的顯示布局是固定的，只是特定模塊可以變換信息。特斯拉的儀表盤用的是Tegra 2處理器，用的是一個基于Linux底層的系統(tǒng)，據(jù)了解很可能就是Ubuntu。與QNX這樣的嵌入式系統(tǒng)不同，Ubuntu是個桌面系統(tǒng)，除PC外還廣泛應用于服務器。

抬頭顯示技術最早出現(xiàn)在飛機上，利用光學反射的原理，將重要的飛行相關資訊投射在一片玻璃上面。這片玻璃位于座艙前端，高度大致與飛行員的眼睛成水平，投射的文字和影像調整在焦距無限遠的距離上面，飛行員透過HUD往前方看的時候，能夠輕易的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起。借助HUD投射原理，汽車裝配HUD后可以使駕駛員不必低頭，就可以看到信息，從而避免分散對前方道路的注意力；其次駕駛員不必在觀察遠方的道路和近處的儀表之間調節(jié)眼睛，能夠有效地避免眼睛的疲勞。

HUD平視顯示由航空飛行設備改進而來

目前抬頭顯示只在小部分高端品牌車型上可以看到，其中包括寶馬5系Li/X5、標致3008/標致508、奧迪A6/奧迪A7、納智捷大7 SUV以及雷克薩斯GS。

寶馬X5的平視顯示屏HUD，能將重要的信息（如車輛速度、導航提醒等信息）投射到風窗玻璃上，通過風窗玻璃再將其反射給駕駛人，將有關信息顯示在前風窗玻璃的駕駛人平視范圍上，且顯示位置、顯示亮度可調，避免駕駛人低頭看儀表，從而縮短眼球對前方的視覺盲區(qū)時間，有助于交通安全性和駕駛舒適性。

HUD系統(tǒng)成像的關鍵是在光學和材料學方面，一種透明的高折射率鍍膜才是其真正的成像根基。這種膜并非單獨存在，它是特殊前風窗玻璃的表層功能部分，這種汽車風窗玻璃的生產主要采用浸漬法和網印法等。

由于它含有氧化的Ti和Si，所以它的折射率介于1.8～2.2之間，大于普通前風窗玻璃1.52的折射率，所以表面的反射率就可以增大，再經過多次光干涉就可在遠處成像。

寶馬X5的HUD投影載體膜就增加了膜厚，能支持整個可見光區(qū)域反射，從而實現(xiàn)HUD的多色彩顯示和與角度無關的均勻外觀。為了針對不同的光線效果進行補償，HUD可根據(jù)晴雨／光照傳感器自動調節(jié)亮度。自動調節(jié)亮度不會出現(xiàn)HUD亮度躍變的情況，產生不同光線效果的原因如下：環(huán)境條件，例如白天、夜晚、陽光、烏云、雨、雪和霧等；建筑情況，例如隧道、地下車庫等；駕駛人可通過滾花輪調節(jié)儀表照明的亮度；自車燈亮起后，根據(jù)儀表照明亮度設置確定HUD亮度。其亮度取決于調光輪設置、亮度調節(jié)及晴雨／光照傳感器。

從行業(yè)趨勢看，高清、集成、智能是汽車儀表及顯示技術的三大發(fā)展方向。基于供應商的集成能力和未來科技的發(fā)展，儀表盤將能夠顯示更多的安全和娛樂信息，汽車儀表也會集成入更多的主動安全、ADAS信息，與網絡的互動也變得更頻繁，系統(tǒng)變得越來越開放。和中控娛樂信息系統(tǒng)一體化融合，集成手勢控制，語音控制等操作功能。優(yōu)化HUD平視顯示技術，將安全信息與娛樂導航等信息更直觀安全傳遞給駕駛員，這將是下一代智能數(shù)字座艙的發(fā)展趨勢。