Hi!
Ich würde den Verteiler AVR die arbeit der 3 "AMP-AVRs" übernehmen lassen, das schafft der mit links!
Ein Mega8 hat 6 Analog-Digital Wandler an Board und für drei Schaltsignale (ich nehme an, du willst das Remote-Signal verwenden) sind noch genügend Pins frei.
Da das ganze nur für eine LCD-Anzeige ist, spielt Geschwindigkeit keine Rolle, wenn die Werte einmal pro Sekunde gelesen werden, reicht das schon vollkommen aus.
Als Display-Controller würde ich dir einen ATTiny2313 empfehlen, für den AVR an den Endstufen würde ich für die gesamte Arbeit nur einen ATMega8 nehmen.
I²C als Verbindung ist, wie mein Vorredner schon gesagt hat, denkbar schlecht. Der Bus wurde zum Verbinden von IC's auf einer Platine entworfen, die Reichweite sollte unter 60cm bleiben.
Wenn du ein geschirmtes Kabel verwendest, kannst du vielleicht auch mit RS232 arbeiten (also +-12V Pegel, nicht TTL!).

Du musst dir allerdings noch Gedanken zur Stromversorgung, dem Remote-Signal und den Sensoren machen! Im Auto herrschen extreme Bedingungen, nicht nur was Temperatur und Erschütterung betrifft, auch die EM-Störungen und das verseuchte Bordnetz machen Probleme!

MfG
Basti