随着汽车智能化、网联化的快速发展，消费者对汽车的认知也逐渐从“单一的交通工具”向“第三空间”转变，座舱因为具有移动的空间属性，自然也得到重塑的机会。同时，5G、人工智能、大数据、人机交互、汽车芯片与操作系统等技术的进步将推动智能座舱未来的发展，甚至引发变革。

目前，各大主机厂、供应商均将视线聚焦在智能座舱领域，欲提前布局，占据智能座舱生态圈内的优势领地。在很多车型的座舱设计中，座舱已不再是车机加仪表这样的形态，而是能够将各种零部件整合起来，提供给用户一种多模态的交互方式，一种可进化的拟人助理，以便为驾驶员和乘客提供多元化的服务和极具情感化的用车体验。

什么是“座舱”？对于乘驾人员而言，座舱就是目光所及、耳朵所听、触觉所至的一切可以交互的内饰或零部件，包括座椅、灯光、空调、方向盘、车机、仪表、平视显示器(Head Up Display，HUD，又称抬头显示系统)等。而“智能座舱域”其实就是用现有的科技手段去整合上述这些座舱内可交互的内饰或零部件。并且使用一片高性能的SoC芯片，运行人机交互、组合仪表、信息娱乐等多个系统，驱动多个显示器，实现“一芯多屏”的技术方案。智能座舱域的主要构成如图1所示。

图1 智能座舱域的主要构成

在智能座舱域架构HUD系统是具代表性的技术之一。早期HUD是应用在航空器上的飞行辅助仪器。所谓平视就是飞行员不需要低头就能够看到他需要的重要资讯，来降低飞行员因低头与抬头间忽略外界环境快速变化所产生延迟，图2所示为战斗机上的HUD图像。

图2 战斗机HUD图像

由于随着汽车行驶安全问题的日益突出(有据统计，车辆行驶过程中，驾驶员低头或者转移视线查看各种仪表显示屏幕而引发生事故的概率是正常行驶状态下的23倍)，因此，HUD系统也越来越多地被应用在汽车上。汽车上的HUD系统利用光学反射原理，将重要的行车信息以虚拟图像形式实时地显示驾驶员的视野中，如图3所示。

图3 汽车上HUD图像

这样使得驾驶员不必低头，就可以看到行车信息，从而避免分散对前方道路的注意力，消除了潜在的行车隐患；而且由于投影时虚像落在车正前方，驾驶员调整目视焦距的时间将缩短，极大地增强行车安全和改进驾驶体验。

一、HUD的分类

目前市面上的车载平视显示系统主要有三种类型：直接反射式(Combiner HUD，简称C-HUD)、挡风玻璃式(WindshieldHUD，简称W-HUD)与增强现实型(Augmented Reality，简称AR-HUD)。其中C-HUD与飞机上的HUD结构相似，都是将一块透明树脂玻璃放入驾驶员眼前，将投影信息投影至透明树脂玻璃上。W-HUD与AR-HUD均采用挡风玻璃作为显示屏幕，将HUD安装在仪表台下，成为整车的组成部分，由于每个车型挡风玻璃的不同，因此适配性不高，需要根据不同车型专门进行设计。接下来对三种不同的车载平视显示系统进行详细介绍：

图4 mini搭载C-HUD显示系统

1.直接反射式

(C-HUD)如图4所示，C-HUD是在汽车仪表台上放置一块透明树脂玻璃作为投影介质，是一个独立于汽车配件的显示系统，同一个C-HUD设备在不同车型上都可以达到很好的适配性，安装十分便利。由于其设计较为简单，开发成本也较低导致其售价也比较合理，受到了广大HUD用户的喜爱。由于它独立于车身结构，也造成了许多局限性，因为不能阻碍驾驶员的视线原因，导致C-HUD的显示区域较小，大约为6~8inch(1inch=2.54cm)大小，投影距离约为1.7～1.9m，区域较小导致显示的内容受到限止；C-HUD放置在汽车仪表台上，相对于人眼观测位置也较低，导致驾驶员在行驶过程中无法很好同时获取仪表信息和外界景物信息，如果发生交通事故，放置在仪表台上的物体掉落都会对驾驶员造成一定的风险，由于许多的弊端，C-HUD已经趋于淘汰，汽车厂商也开始将目光投入到与汽车可以融为一体的W-HUD和AR-HUD上。

2.挡风玻璃式

图5 上海大众搭载W-HUD显示系统

(W-HUD)如图5所示，W-HUD通过挡风玻璃作为投影介质对投影信息进行显示。挡风玻璃通常是由内外两层玻璃组成，中间附有PVB夹层，将投影信息直接投射至挡风玻璃上，其玻璃内外折射率与厚度不同导致投影显示会经常伴有重影，故如何解决W-HUD投影的重影问题是系统的一大重点。W-HUD使用挡风玻璃作为投影介质，视场大小和投影显示面积与C-HUD比较都有了很大的提升，W-HUD投影显示尺寸可以达到7~12inch，投影距离约为2.5m。

3.增强现实式

图6 奔驰S级AR-HUD显示系统

(AR-HUD)如图6所示，AR-HUD与W-HUD在硬件上是很类似的，都是基于影像源(picture generation unit简称PGU)，走光学路线，将汽车挡风玻璃作为投影介质进行图像显示，但支撑ARHUD的是更好的AR算法、软件平台，才可以实现更大的视场角，做到多面的呈现，给驾驶员以实景融合的感觉。

目前市面上的AR-HUD，普遍采用的是7°~10°的视场角，10m的虚像距离，但如果采用15m的虚像距离，就不会有失焦的风险，给驾驶人员更多(至少1s)的反应时间，从而实现安全性上的提升。不同视场角(FOV)的差异：FOV为10°，且目视识别(VID)为10m内时，AR-HUD只能显示仪表盘的信息、实现简单的导航功能、辅助驾驶的预警功能，投影只能覆盖到车头前方，在体验上非常有限。当FOV为20°，且VID达15m以上时，AR-HUD才能真正做到覆盖3个车道，如图7所示。

图7 传统HUD与AR-HUD投射视场角和距离对比

如应用在大众MEB平台的ID系列纯电动车上，该车型上的AR-HUD由两部分组成，分别是上面AR-HUD的AR层和下面传统HUD的标识层。

指示/标识层：在前挡风玻璃上显示与实景无关的车速、交通标志(例如限速)、部分导航信息等。

AR层：具有特色的增强现实功能，显示的虚拟图像可跟随前车、行人、路口等不断变化的实景而改变位置与大小，以提供比W-HUD更直观、更丰富、更高效的交互信息，如图8所示。

图8 大众ID·4电动汽车AR-HUD系统信息显示示意图

将C-HUD、W-HUD和AR-HUD进行对比。C-HUD原理老旧，价格低，逐渐被淘汰；现在主流应用是W-HUD，其技术更加繁复，效果比C-HUD更好；而作为终极方案的ARHUD，有更大的投影范围，可包含更多的内容，并与AR技术完美融合。上述3种类型的HUD性能对比如图9所示。应用的车型如图10所示。

图9 3种HUD性能对比

图10 3种HUD系统应用的车型

二、HUD的结构及工作原理

图11所示HUD系统投射结构原理图(W-HUD系统为例)。

图11 HUD系统投射结构原理图

HUD系统有两大关键部件组成，其一是投影单元(内部集成了投影仪、平面反射镜、自由曲面反射镜、调节电机及控制单元，控制单元与车辆数据总线连接，获取车况、路况、导航等信息，并在投影仪输出图像)；其二是显示投影的挡风玻璃。

HUD的原理类似于幻灯片投影，由投影仪(PGU)发出图像源，一般是TFT或DLP投影显示屏。经过“平面反射镜”反射到“自由曲面反射镜”(旋转的)上，再经“自由曲面反射镜”反射到风挡玻璃。驾驶员可以近似于平视的视觉查看HUD所显示的内容(实际上人眼看到的是位于眼前虚拟影像，看起来是影像信息悬浮在前方的路上)。

投影单元(PGU)技术具体有TFT-LCD投影、MEMS激光投影、DLP投影和LCOS投影，前3种的专利申请高峰已过，技术也日渐成熟，如图12所示。

图12 全球HUD投影技术专利数演变

传统LCD投影技术：主要是将液晶屏显示内容通过反射改变光源角度，最终在挡风玻璃上成像。其缺点在于光线经过液晶后亮度会有一定程度的衰减，并且因为液晶之间有一定的距离，故其分辨率与清晰度存在缺陷与不足。

MEMS激光投影技术：使用具有较高功率的红、绿、蓝(三基色)激光器为光源。激光在机器内经过相应的光学元件和处理芯片的整合与扫描后投就在显示屏上。其技术优势在于色域空间大、色饱和度高、分辨率高。

DLP投影技术：是一种以数字微镜装置作为成像器件，通过调节反射光实现投射图像的投影技术。其技术优势在于投影效果亮度高、分辨率高、成像逼真，而且在AR-HUD体系设计中，具有温升控制功能的DLP投影技术相比LCD投影技术更具优势。

LCOS投影技术：LCOS硅基液晶技术属于新型反射式MicroLCD投影技术，是一种基于反射模式的微型矩阵液晶显示技术，采用涂有液晶硅的CMOS集成电路芯片作为基片，像素尺寸大小为微米级别。LCOS数据容量大于上述3种技术。LCOS投影优点在于其更优越的亮度、分辨率、对比度，且在信息显示上比DLP投影技术更灵活方便。

以上4种投影技术各有各的优势和缺点，如图13所示。

图13 4种投影技术比较

汽车前风窗玻璃是HUD图像传输路径上的一个关键环节。对于普通的前风窗玻璃，在成像过程中，图像在前风窗玻璃内外两个表面的反射都会进入人眼，从而产生主像和副像，也就是重影，如图14所示。

图14 重影的起因

为了得到更清晰的图像，需要对前风窗玻璃做特殊处理，将前风窗夹层玻璃中间的PVB(聚乙烯醇缩丁醛)膜设计成楔形，即呈现上厚下薄的状态，使主像和副像重叠在一条直线上，从而得到清晰的图像，这是W-HUD前风窗玻璃的主流设计方案，如图15所示。

图15 非HUD汽车玻璃与HUD汽车玻璃对比

前风窗玻璃PVB膜片的楔形角要根据显示单元和成像单元的布置、前风窗玻璃的角度及眼椭圆的位置进行计算，所以不同车型的膜片均有所不同，这种楔形PVB膜片属于专用产品。

除了清晰度的要求，HUD显示图像还要避免出现图像畸形、偏移或旋转等缺陷，这就要求前风窗玻璃的型面精度要高，型面的一致性要好，进而对玻璃成型工艺也提出了更高的挑战。HUD系统要求前风窗玻璃在显示区域的面轮廓度要达到±1.0mm，一致性要达到0.3mm/100mm。目前可以通过压制成型工艺满足这一要求。

三、HUD系统关键技术

HUD系统开关键发技术主要集中在系统零件布置、玻璃成型、眼盒范围调整和环境光影响等方面。

1.HUD系统零件安装技术

HUD系统的显示单元通常都布置在驾驶人侧仪表台区域，如图16所示。

图16 仪表台驾驶侧区域布置

通常此区域内布置有仪表台骨架、仪表台横梁、除霜风道、除霜格栅、吹面风管、线束、组合仪表等零部件，如此高度集成的区域对HUD的布置提出了更高的要求。从HUD显示单元体积来看，由于仪表台驾驶区域布置空间有限，所以要求其体积尽可能小，以确保不影响其他零件布置，同时不打断吹面和除霜感模式的转换，对仪表台整体刚度和模态性能的要求，其HUD显示单元的重量尽可能轻，并且安装点要布置合理，以避免行驶过程中的异响和抖动。HUD显示单元的体积和重量在一定程度上影响着HUD系统在汽车上的应用，这也推动着HUD往小型化的方向不断发展。

2.玻璃成型技术

玻璃成型也是HUD系统当前的技术难点之一，主要包括成型工艺、楔形角的控制和检测手段等。

普通前风窗玻璃的成型工艺是重力成型。该成型工艺的模具简单，工艺窗口大，而且一次可以成型两片玻璃，生产效率较高。重力成型工艺是将玻璃原片加热到熔融状态，然后利用玻璃自身的重力弯曲成型，在成型的过程中加以温度的控制，使玻璃片弯曲成设计的曲面。由于重力成型的模具并没有型腔控制成型曲面，所以玻璃原片成型后的型面偏差达到±3mm，仅能满足普通前风窗玻璃的使用要求。对于精密的HUD系统来说，要求HUD区域玻璃型面的精度满足±1.0mm，因此现有重力成型工艺无法满足要求。较大的偏差和较差的一致性会导致图像旋转、弯曲、偏移等各种缺陷的产生，如图17所示。

图17 图像缺陷与汽车挡风玻璃制造关系

为了满足HUD系统显示图像要求，让成型过程中的玻璃型面得到更精准的控制，需要使用压制成型工艺。压制成型的模具具有与玻璃曲面一致的型腔，因此可以更好地控制型面偏差，大大提高了玻璃型面的精度和一致性。通常，压制成型的玻璃在HUD区域的型面偏差可控制在±1.0mm，一致性可控制在0.3mm/100mm。

压制成型工艺每次只能成型一片玻璃，因此对于前风窗夹层玻璃中前后两片玻璃的一致性控制也是工艺难点。如果两片玻璃的型面相差太大，就会引起后续合片时的裂片、型面超差等缺陷。在玻璃热弯生产线上，通常是依次将前后两片玻璃做配对夹层，尽可能确保两片玻璃的一致性。

除了玻璃成型工艺的要求外，用于HUD的前风窗玻璃还需严格控制玻璃PVB膜的楔形角精度。楔形PVB膜片的楔形角很小，一般在0.4x103~0.7x103rad，相当于0.023°~0.040°，在夹层玻璃合片过程中，极易出现角度超差。因此要求在合片工艺中严格控制楔形角度，并且对玻璃总成的楔形角度进行100%全检。通常在生产线末端，利用红外线检测仪对玻璃的截面进行不同点的厚度检测，将点连线计算出实际的楔形角度，角度超差的玻璃不能流转到下一工序。

HUD系统对前风窗玻璃的检测也提出了更高的要求。首先需要使用精密的激光检测探头进行检测，其次对HUD成像区域的检测密度也有特殊要求，HUD区域的检测探头密度远远高于其他区域。而且，用于HUD的前风窗玻璃还需要进行成像检测，使用专用的成像检查设备模拟实车投影成像，图像满足要求的前风窗玻璃才能合格。

3.眼盒与驾驶员视线追踪

人眼、HUD设备、道路三点一线还有一个极其不稳定的因素，就是眼睛的位置。驾驶员的高矮、坐姿、头部位置等等都会影响眼睛的位置和视线的方向。所谓“眼盒(EYEBOX)”就是驾驶员坐在驾驶座时保持不动时，眼睛在车身坐标中的统计分布范围。以AR-HUD设计为例，眼盒所示范围就是驾驶员驾驶时无论将眼睛移动在任何位置时，都能够接收到完整投影图像的区域，眼盒的视野范围只与垂直方向和左右方向有关，与水平前后方向无关。就是眼睛可移动的区域，如果眼睛位于这块区域内则能够看清整个图像，反之出了这块区域，则无法看全整个图像。

图18 人眼处于眼盒不同位置处虚像显示示意图

图18(a)为左右晃动时驾驶员视野中可看到的虚像范围，图18(b)为上下晃动时驾驶员视野中可看到的虚像范围。由图18可以看出，当视野范围向左、向右、向上、向下进行大幅度偏移时，朝哪个方向移动就会造成该方向图像缺失。当眼盒范围越大时，所看到的虚像范围也就越大，驾驶员行驶过程中也就不会被眼盒范围所局限。

一个好的HUD设计，会有一个合适的眼盒大小与位置，以下两个技术方案，即通过眼动追踪+图像位置实时自动调节，可以保证良好的现实显示效果。

(1)HUD本身设计可视范围要大，以满足单个眼睛在任何位置都能够清晰地看到完整的虚像，该矩形区域的大小，根据HUD制造厂的经验，在10m的投影状态下，眼盒的尺寸一般要求是130×50mm，水平方向是130mm，竖直方向是50mm。眼盒设置示意图如图19所示。

图19 眼盒位置示意图

图20 HUD系统投射虚像与眼盒位置自适应调整流程图

这点对光学设计方面有一定挑战性。应使HUD系统投射的虚像与眼盒位置具有一定的自适应调节能力，调整步骤如图20所示：整车周边数据输入，其中包括眼点位置、前风挡玻璃、前围钣金、仪表板横梁等安装信息；再通过光学分析软件逆向建模、系统优化；计算眼盒的矫正因子，然后通过移动旋转反射镜片位置，以得到合适驾驶员眼盒视觉的投射虚像，如图21所示。

图21 虚像自适应眼盒位置调整示意图

(2)采用多焦面反射镜面设计的AR-HUD系统。上述通过移动旋转反射镜片位置，以适应驾驶员眼盒范围。但是，根据人眼的视觉特性，驾驶员眼睛的聚焦位置会随着车速变化而自然地前后移动。而传统的AR-HUD通常为定焦结构，系统只配备了一块图像生成单元来显示全部内容。长时间观看后，由于画面的纵深感、立体感差，驾驶员会感到视线模糊甚至眩晕。合理的AR-HUD应投影多个不同深度的虚像，一个焦面显示近景信息，用于显示更多替代仪表的信息，如时速、里程等；而另一个焦面则用于显示远景信息，可以提供更丰富、更大面积的现实增强信息，如驾驶辅助信息。远近景相互结合，将不同位置的真实物体与HUD虚拟影像在视觉上具有融合效果，如图22所示(如前面提到的大众MEB平台的ID系列纯电动车采用了双焦面3D显示方案)。双焦面AR-HUD通过使用两块PGU构建两套独立且物距不同的光路，以实现双焦面显示效果。

图22 双焦面AR-HUD投射虚像

如图23所示，为双焦面ARHUD反射成像单元内部光路结构示意图。系统采用了两块像源PGU1和PGU2。PGU1发出的光线经过自由曲面反射主镜M1的反射直接投射至挡风玻璃上。而PGU2发出的光线则先经过平面镜M2进行一次光路的折叠，这样可增加物距，可投射出一个与PGU1相比视距更远、画面更大的虚像。

图23 双焦面AR-HUD内部光路结构示意图

4.克服环境光对HUD系统显示亮度的影响

汽车HUD需要保证在白天和晚上都能正常工作，考虑到白天的车外环境亮度可达到15000cd/m2，而晚上的车外环境亮度又会低至3cd/m2，为了能够使驾驶员无论白天还是晚上都可以清晰地、不刺眼地看到虚像，这就要求HUD虚像亮度还要有非常高的动态调节范围。以环境最大亮度为15000cd/m2来计算，挡风玻璃的透过率一般为80%左右，那么驾驶员在车内看到的环境亮度为12000cd/m2，取HUD虚像对比度值为1.2(在人眼能够清晰分辨图像时，虚像对比度值值要达到1.2)，计算可得汽车HUD虚像亮度为2400cd/m2。考虑到图像亮度在光路中的损失，两块反射镜的反射效率约为92%，挡风玻璃反射效率为20%，可计算出源图像的亮度约为13044cd/m2。同理可计算出晚上源图像亮度约为2.6cd/m2。

由此可见，在晴朗的白天时，汽车HUD对源图像的亮度要求很高，在晚上时，源图像的亮度又要能够降到很低，其亮度动态调节比值约为5016∶1，这对源图像的显示技术提出了很高的要求。现有的解决方案是使HUD系统具备自适应调光功能，同时在前风窗玻璃上镀膜以增加反射光。下面是雷克萨斯通过自动与手动两种调整HUD显示亮度的方法。

(1)自动亮度调节功能

根据内置亮度控制传感器检测到的环境亮度，抬头显示装置的亮度自动切换至适合于任何情况的亮度。环境亮度低于70lx(黄昏)时，变光控制根据前照灯是否点亮而变化。如图24是通过亮度调整功能工作的HUD显示屏亮度调整条。

图24 雷克萨斯自动控制抬显亮度

(2)手动亮度调节功能

可通过操作组合仪表总成显示屏和方向盘装饰盖开关调节抬头显示装置的亮度，如图25所示。

图25 雷克萨斯手动控制抬显亮度

四、HUD与ADAS融合控制

高级驾驶辅助系统(ADAS)是智能座舱域中必不可少的组成部分。ADAS利用传感器为汽车提供数据，把汽车行驶过程中的信息进行运算分析，根据模型进行预判，从而提示驾驶员规避有可能发生的意外，提高汽车驾驶的安全性。按功能将ADAS分为以下三大类。

(1)主动控制类：这类系统能够主动对车辆进行控制，从而预防危险，包括自适应巡航(ACC)、自动紧急制动(AEB)、车道保持(LKA)、自动泊车(APA)、智能大灯控制(AFL)等。

(2)预警类：这类系统通过发出预警消息来提示驾驶员进行操作，通常不会控制车辆，包括前方防撞预警(FCW)、车道偏离预警(LDW)、行人碰撞预警(PCW)、驾驶员疲劳检测预警等。

(3)辅助类：主要用于提高驾驶的舒适性，包括盲点监测(BSD)、自适应远光(ADB)、夜视(NV)、泊车辅助(PA)、全景泊车(SVC)、注意力检测(DMS)、平视显示(HUD)、交通标志识别(TSR)、行人检测(PDS)等。

传感器是ADAS的技术核心，常用ADAS系统传感器包括以下三类。

(1)环境感知类：用于感知车辆行驶过程中道路、行人、障碍物、交通标志等，包括毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达、摄像头、红外传感器、温度传感器、光传感器等。

(2)驾驶意图感知类：用于识别驾驶员的操作并判断其操作意图，包括挡位传感器、加速踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、制动压力传感器、转向盘转角传感器等。

(3)车辆状态传感器：主要用于识别车辆姿态，包括车速传感器、轮速传感器、车身高度传感器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等。

AR-HUD型的控制单元接入车辆数据总线，获取车速、导航、智能驾驶等信息，并在图像生成单元输出图像。将信息直接显示在真实道路上。AR-HUD系统的架构图和系统框图如图26所示。实现这一特性需要通过前视摄像头对前方的路况进行解析建模，得到对象的位置、距离、大小，再把HUD需要显示的信息精准地投影到对应的位置，这就需要强大先进的ADAS的运算能力支持。

图26 HUD融入ADAS系统架构图与系统框图

随着域控制技术应用，ADAS正在从单个技术独立发展转变为整合式主动安全系统的开发，多项技术可以共用传感器、控制系统等平台。一旦车辆装备了摄像监控或监控预警等ADAS系统，就可以通过共用传感器和域ECU，以较低的成本集成其他安全驾驶辅助技术的应用。

HUD作为汽车智能座舱融合ADAS系统的比较好的组成方案，其零部件的组成功能如图27所示。

图27 雷克萨斯HUD系统零部件功能

五、HUD技术应用场景

随着汽车HUD系统的不断发展，目前HUD系统的应用已不仅限于高档轿车和跑车，显示内容也不再是单一油量、温度、里程、车速等信息，而是随车辆智能化的发展趋势，呈现出内容丰富的多功能信息。如导航信息显示、预警信息显示、驾驶辅助信息显示、生态系统服务信息显示等。

1.车速显示

车速显示是HUD最基本的显示功能，在限速无处不在的城市道路上，时刻掌控行驶速度，对每个驾驶人来说都至关重要，如图28所示。

图28 限速与车速显示

2.导航信息显示

导航信息的显示是非常实用的功能。目前，W-HUD系统可以显示基础的导航信息，如图29所示。AR-HUD可以将导航地图拟合实际行车路线，在复杂路口给出精确的导航，提供更及时、更准确的转弯指示，如图30所示。

图29 HUD系统导航指示场景

图30 AR-HUD系统导航指示

3.预警信息显示

HUD系统还可以实现预警信息显示，提醒驾驶员及时发现横窜的行人以及周围的障碍物，确保安全驾驶。如图31所示，宝马汽车的HUD系统显示前车车距过小的报警信息；奥迪的红外夜视系统不但能看清物体，还能识別行人并特别标注，提醒驾驶员注意。

图31 HUD系统预警信息显示

4.驾驶辅助信息显示

AR-HUD可以显示主动车道保持、前车距离、自适应巡航等信息。如图32所示，通过AR增加投影，将现实信息与实时交通状态融合，增强驾驶辅助功能。

图32 HUD系统驾驶辅助信息显示

5.车辆生态服务信息显示

车辆生态服务信息主要基于位置的服务(LocationBasedServices，LBS)作用，显示附近与车辆生活服务类的信息：如图33所示。

图33 HUD系统生态服务信息显示

(1)餐饮、购物、休闲类的消费引导。

(2)加油站、充电桩，停车场等汽车服务的提示。

六、HUD故障诊断

汽车故障诊断的思路根据不同的故障有所不同。下面以雷克萨斯车型HUD系统故障诊断为例。

图34 雷克萨斯HUD系统图

1.首先要熟悉雷克萨斯车型HUD系统电路原理，系统图如图34所示。HUD控制与车辆其他系统控制采用CAN总线进行通信。所以诊断性检查以故障码检查和ECU定格数据检查的思路进行。

2.故障码诊断，可以直观检查故障码所指示的相关传感器、执行器、布线和ECU故障，HUD系统故障码表如图35所示。有故障码输出，则按故障码诊断程序进行。

图35 抬头显示系统故障码表

3.ECU数据检查，当故障发生后检查ECU的状况(输入信号、输出信号)可以通过检查ECU的数据确定故障原因。当诊断代码被记录下来后，定格数据就是ECU的实时数据。故障是根据故障信号系统是开路还是短路，以及冻结帧的类型进行判断的。

图36 故障症状

4.无故障码输出，则可按故障症状表进行检查，故障症状表如图36所示。故障症状表有助于确定故障症状的原因。如果列出多个可疑部位，则在表中“可疑部位”栏中，症状的可能原因按照可能性大小顺序列出。按照所列顺序检查可疑部位，以检查各症状。必要时更换零件，验证故障排除结果。在检查可疑部位前，应先检查与此系统相关的电源熔丝和继电器。