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车载液晶屏普及太慢?汽车用液晶仪表应用广泛
发表时间:2019-02-22  浏览次数:

汽车用液晶仪表是取代机械式指针仪表的一种新的显示方式,因为极富科技感,近年来在高端车上多有应用,目前也有向中低端车型渗透的趋势。

由于仪表是安全件,要显示车辆行驶中的关键状态信息,在软硬件要求上会更高,而产业链的发展,以及市场的进程,目前都处在一个相对比较混乱的阶段。

液晶屏的尺寸五花八门,显示方式各异,各种报警,响应参数都层次不齐。这已经严重阻碍了液晶仪表的正常发展,行业遏需一个统一的标准出台。

2017年前后,工业和信息化部下达了行业标准制修订计划,由中国汽车技术研究中心组织国内的整车生产企业、 液晶仪表生产企业、检测机构等共同开展标准的制定。参与标准起草的主要单位有:中国汽车技术研究中心、江苏新通达电子科技股份有限公司、德赛西威汽车电子股份有限公司等单位。

2019年2月2日,在春节前夕发布了由仪表分标委组织制定的汽车行业标准《汽车用液晶仪表》征求意见稿。

一、TFT首当其冲

与液晶仪表常相伴的是中控液晶显示,比如特斯拉、小鹏汽车、比亚迪等车型都有堪比电脑大屏的出现,但相对中控系统和舒适娱乐系统等产品,仪表的安全等级和液晶屏的要求都要高,在座舱电子中技术含量最重。

比如说因仪表于行车安全之重要,要考虑到可能的死机黑屏下,如何避免驾驶员盲开,如何充分发挥液晶屏的优势在显示报警上给客户更清晰更方便的提示,如何在追求亮度和提高液晶屏的寿命之间进行取舍等。

《汽车用液晶仪表》旨在从行业需求出发,既考虑标准的先进性,又要避免不成熟的、验证不充分的指标在标准中出现,避免增加不必要的成本支出。

标准定义的对象为汽车液晶仪表总成,也就是总成所涉及、所表现的功能的对应要求,包含各种表的参数显示信息(基本功能)、声音报警信息、显示符号信息等。仪表种类兼顾了乘用车、商用车和电动车常用的仪表,包括车速表、里程表、转速表、燃油表、温度表、机油压力表、电压表、电流表、 SOC 表、续驶里程表、尿素液位表及气压表。

液晶仪表形式包含全液晶仪表和组合液晶仪表。组合液晶仪表的液晶表部分执行本标准,指针表部分执行QC/T 727。727未覆盖的指针表重新定义,也就是要考虑SOC表、续驶里程表、尿素液位表及气压表的相应要求。

显示方式只给出常用的指针式和数字式,其他如渐变式、光柱式、光带式等由企业自定。大客车仪表只考虑显示和报警基本功能,其他整合在一起的功能不予考虑。转速表区别发动机转速和电机转速。涉及的液晶屏:TFT 液晶屏(主流液晶屏)。

在基本性能要求方面,对液晶屏的尺寸、连接器、基本误差、数字显示下的刷新要求、开机响应时间,声音报警和符号报警的显示方式也都给予了定义。最后就是仪表的工作稳定性、耐久性验证,包括不同温差下的各功能状态,显示效果等。

二、硬件外观要求

标准中对汽车液晶仪表的定义是:至少由一块液晶屏构成、通过信息显示和报警等方式向驾驶者综合反映车辆状况的仪表总成,包括全液晶仪表和组合液晶仪表。

全液晶仪表是不带有物理指针、主要通过液晶屏向驾驶者显示数字、符号等信息的液晶仪表总成。组合液晶仪表同时带有传统指针仪表盘、液晶屏及其它显示的仪表总成。

所谓的液晶屏,即利用液晶的光电效应,把电场、光线等变化转换成可视信号来显示信息的显示器件。包括段码液晶屏、点阵液晶屏、 TFT液晶屏等。

仪表的启动时间(不带开机画面)为从上电开始到屏幕稳定显示车辆信息的时间。响应时间是当信号从下限值到上限值(或上限值到下限值) 阶跃变化时指针或数字平稳地指示到上限值对应的位置所需要的时间。

在外观上,透明玻璃或透明塑料件不应有影响读数的气泡、夹杂物、波纹、斑点及划痕。保护层应均匀,无明显的气泡、斑点、锈蚀及脱落等缺陷。液晶屏应无破裂,无变形,各组件配合良好无松动、脱落、无可见异物等。

分度线、指针、数字、文字及符号等应清晰完整,无折光及读数失真现象。照明效果应能看清各种仪表的分度线、指针、数字及文字符号,不应有强光刺目的现象。

信号指示灯亮时,仪表上各种指示信号、符号、图案及颜色应清晰完整,无窜光现象。当信号指示灯熄灭时,信号状态应与点亮时有明显区别。仪表的车速信息、报警信息应在车辆行驶过程中保持清晰可见。

商用车上至少以下重要报警信息必须在液晶屏外有显示:制动系统气压、 ABS故障、转向信号。

乘用车上至少以下重要报警信息必须在液晶屏外有显示:ABS故障、转向信号、TPMS报警。对于液晶屏的尺寸,也给出了推荐性的标准。7寸以上的屏幕最低刷新率:屏幕25Hz, 指针50Hz。

此外,裸屏液晶仪表表面硬度应不低于3H/500G(铅笔硬度)。

三、显示要求

在仪表的显示上,各项参数显示也都详细要求。-30℃下,仪表启动时间应不超过5s。

指针(包括虚拟和物理指针)显示表单位及分度应符合如下规定:

1)车速表、里程表、发动机转速表、燃油表、温度表、机油压力表、电压表、电流表的单位及分度应符合QC/T 727的规定。

2)电机转速表的单位及分度参照QC/T 727的发动机转速表。

3)尿素液位表的单位一般以%表示,不应少于三个分度: 0(空) ―25%——50%―1(满)。

4)SOC表的单位一般以%表示,应不少于四个分度: 0―25%―50%―75%―100%。

5)气压表(储气罐压力)的单位及分度参照QC/T 727的机油压力表。

数字显示表单位及分度应符合如下规定:

1)续航里程表单位为km。里程变化超过10km应有更新。

2)车速表单位为km/h。车速变化超过1km/h应有更新。

3)尿素液位表的单位一般以%表示。 液位实际变化超过5%应有更新。

4)燃油表单位以%表示:液位实际变化超过5%应有更新。

5)发动机、 电机转速表单位为r/min。转速变化最大超过100r/min应有更新。

6)电压表单位为V。 燃油车电压变化超过0.5V、电动车电压变化超过1V应有更新。

7)电流表单位为A。电流变化超过0.5A应有更新。

8)SOC表的单位为%,电量实际变化超过5%应有更新。

9)气压表单位为MPa,气压实际变化超过5MPa应有更新。

注:其他显示方式由供需双方协商确定。

仪表中心点亮度应不低于300 cd/m²。亮度均匀性应达到80%。液晶屏表面亮度对比度(全白亮度与全黑亮度的比值) 应不低于500:1。更多显示要求可参考QC/T 727的相关规定。

四、性能要求

仪表在显示上,要符合车规的一些要求,比如各种工况下性能指标、功能的完整性、可靠性。

在耐温性方面,耐温储存性能要达到-40℃的环境条件下,保持24h,在85℃的环境温度下,保持48h。在室温下恢复2h后,液晶屏的启动、响应、显示等要符合正常规定下的要求。同样在-30℃和80℃的环境下,能正常工作。

除了耐温要求,还会有耐湿热循环性能、耐盐雾性能、耐振动性能、自由跌落性能、防护性能、耐化学性能的要求,仪表正面防护等级应达到IP54。在电磁环境、静电、辐射、异常电压等环境下,也要满足要求。

仪表经70℃下连续工作200h、室温下放置2h,再按图1连续工作 300个温度循环后,显示功能应正常,亮度下降不超过50%。

为了检验液晶仪表的性能,标准同时也涵盖了测试方法。

比如测试仪表关键的启动时间,将仪表放入-30℃低温箱2小时后,接试验电压,测量仪表从电源打开到能正常显示信息时的时间。试验如在低温箱外进行,应将样品从低温箱内取出后在5min 内完成。响应时间试验则是将仪表置于试验台架上,接试验电压, 使信号从下限值到上限值阶跃变化,测量显示变化需要的时间。

基本误差试验按照QC/T 727的规定测试,光色、耐温性等测试则是沿用传统的国标标准进行测试。

有下列情况之一者,对仪表进行型式试验:

a) 新的仪表试制定型鉴定;

b) 正式生产后,如结构、材料、工艺有较大改变而影响仪表性能时;

c) 成批或大量生产的仪表,每两年不少于一次;

d) 仪表停产一年以上,再恢复生产时;

e) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。

f) 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。

注:电磁抗扰性试验仅适于 a)、 b)(电路更改时)

做型式检验的样品从出厂检验合格的同一批样品中抽取,数量不得少于15只。先按出厂检验项目进行复检,复检合格后将样品分成4组。仪表的型式检验项目应全部符合规定的要求。如有一项不合格,可重新抽取加倍数量的样品就该不合格项目进行复查,如仍有不合格时,则该批样品判为不合格,但对耐久性试验不合格时不应重新抽取,直接判为不合格。