数位仪表板的演进与趋势

Coupe Digital Instrument Cluster

演进历程

机械仪表板

在汽车设计的早期阶段,像大众特Model T与大众Santana等车款均采用机械仪表板,主要依赖机械连杆或钢索驱动的模拟仪表。里程表透过齿轮机构运作,而速度表则使用旋转磁铁的原理。
机械仪表板结构简单且耐用,但功能非常有限。由于缺乏感测能力,显示内容仅限于速度、燃油量和引擎温度。此外,机械式仪表缺乏客制化,每个仪表的功能与外观均固定不变。而且,随着零件老化,准确性难以维持,无法满足现代汽车系统日益复杂的需求。

电子仪表板

电子仪表板的发展始于20世纪末,受惠于IC芯片与传感器技术的进步。电子仪表板引入了数字–模拟转换器与微控制器,用于显示行车计算机、油耗资讯与车辆诊断数据。例如,1980年代的真空荧光显示器(VFD)能实时呈现引擎数据。
这类仪表板具备更高的准确性、更快的反应速度与更灵活的设计。电子系统不仅实现了更紧密的结构,也带来了多功能显示。由钢索驱动机制转向传感器的过程,还降低了维修需求。然而,早期电子仪表板存在数据闪烁与分辨率不足的问题,出现市场重新偏向机械式系统。

数位仪表板

随着薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)与有机发光二极管(OLED)的技术发展,数字仪表板应运而生,全面升级了汽车界面设计。如今,它们已经成为现代车辆的主流,例如Tesla Model S与Mercedes-Benz的MBUX系统,实现了完全图形化的灵活性与动态客制化。
数字仪表板能显示导航地图、ADAS警示与车辆诊断数据,同时透过优化信息优先级来降低驾驶分心。现代趋势则包括整合AR抬头显示器与全景式显示屏,强化驾驶与车辆的互动。值得注意的是,全球汽车数字仪表板市场预计将从2024年的27.6亿美元成长至2029年的46.2亿美元,年复合增长率约为8%。随着汽车数字化架构的普及,数字仪表板已成为自驾与智能连接生态系统的重要关键。

A Digital Race Car Dash

技术趋势

整合先进驾驶辅助系统(ADAS)

数字仪表板整合ADAS功能,改变驾驶者与安全系统的互动方式。车道偏移警示、自适应巡航控制与盲点监测等功能,透过在驾驶者视线范围内显示相关信息,降低了干扰。例如,车道维持辅助可以在仪表板上显示视觉警示与修正轨迹线,避免驾驶者频繁查看其他显示屏。
此外,自适应巡航控制实时反馈车距与速度调整,系统内的数据管道利用LiDAR光达与雷达提供精准信息。例如,Tesla的Autopilot功能透过数字仪表板投影周边实时环境,让复杂的ADAS数据以更直观的方式呈现给驾驶者。此类整合大幅缩短反应时间,提升行车安全性。

增强现实(AR)功能

AR技术正提升数字仪表板的功能性,让其更具沉浸感与情境感知。例如,AR导航可在仪表板上投影逐步导航指引,比传统GPS地图减少认知负荷。Audi的AR强化版e-tron车型可在驾驶者视线内显示车道标记、速限与危险物警示。
透过与车辆传感器和云端地图的实时整合,AR系统提供动态且精准的信息。此外,在低能见度的情况下,AR系统还能显示行人或障碍物的轮廓。这些应用有效提高了安全性与便利性,同时降低了驾驶错误的机率。

语音与手势控制

数字仪表板中的语音与手势控制功能提升了互动效率,并确保行车安全。例如,BMW的手势控制功能允许驾驶者通过挥手接听电话或旋转手指调整音量,无需实体触控。同样地,Mercedes的MBUX系统可处理语音指令,用于调整车内设定或搜寻目的地。此类系统基于AI自然语言处理技术,能适应不同口音与口语指令。
然而,在嘈杂环境中保证操作准确性仍具挑战性。例如,若系统准确率为70%,每10次操作中可能出现3次失败。因此,结合波束成形麦克风与机器学习算法,是提升准确性的必要方向。

客制化与个性化

数字仪表板现在提供深度客制化选项,让驾驶者能依照偏好自定义界面。用户可重新排列小工具、优先显示如油耗资讯等数据,甚至透过动态设定切换运动模式或经济驾驶模式的主题设计。例如,Tesla允许驾驶者全面自定义仪表板布局,包括实时能耗数据的位置等。
此外,客制化设定可云端同步,实现在不同车辆间自动更新。要实现这些功能,需要HMI(人机接口)设计、实时数据处理与图形处理技术的支持。许多驾驶者对个性化仪表板的满意度很高,显示出客制化设计在提升数字仪表板实用性上的价值。

未来展望

发展趋势

  • 采用高分辨率显示技术,提升视觉清晰度。
  • 最新的抬头显示器技术将信息投影至挡风玻璃上。
  • 使用OLED与MicroLED技术,提供更高亮度与对比度。
  • 与智能型手机与云端服务的连接能力。
  • 实时数据分析,用于预测性维护与性能监控。
  • 强化驾驶员监测系统,提升安全功能。
  • 多显示屏设计,包括乘客专属屏幕。
  • 整合自驾系统,提升情境感知能力。
  • 使用永续材料,推动环保设计。
  • 提供OTA(无线软件更新)功能,不断提升车辆特性。
  • 根据驾驶情况与用户偏好自适应界面设计。

潜在挑战与FIC的机遇

开发汽车数字仪表板可能面临一些挑战。首先,整合LCD显示器与相关软件的成本较高,可能影响车辆定价。此外,新技术的采用速度在各市场间存在差异,可能推迟其普及。安全性也是一项关注重点。数字仪表板必须提供清晰且实时的信息,同时避免分散驾驶者注意力。最后,在极端温度与震动条件下的可靠性,以及与车辆其他系统的整合复杂度,也对设计与制造过程构成挑战。
然而,大众电脑在此市场仍拥有机遇。透过加大研发投资,大众电脑可开发具有成本效益、符合安全标准且可在多种环境中稳定运行的解决方案。与汽车制造商及供货商建立合作伙伴关系,能加速数字仪表板在新车型中的部署。此外,专注于提供客制化设计,能让大众电脑更贴近市场需求与法规要求。同时,大众计算机在软硬件整合方面的专业经验,将促进产品在提升驾驶体验与保障安全性与功能性方面的卓越表现。