阿爾卑斯阿爾派株式會社，開發(fā)出脫手檢測(HoD: Hands Off Detection)用ECU※1，該ECU可以通過精細(xì)辨別方向盤握法來為無人駕駛輔助系統(tǒng)提供支持。該產(chǎn)品已于2021年春開始量產(chǎn)，并計(jì)劃將依次擴(kuò)充搭載車型。隨著無人駕駛輔助功能的提升，阿爾卑斯阿爾派還在著手下一代模塊用途的開發(fā)，為人們的安全舒適出行作貢獻(xiàn)。

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研發(fā)背景

汽車行業(yè)的CASE(Connected, Autonomous, Shared & Services, Electric)技術(shù)創(chuàng)新正在加快。在Autonomous(無人駕駛)領(lǐng)域，可在特定條件下保持車道并自動跟隨前車行駛的無人駕駛輔助系統(tǒng)正在普及。近年來，我們已開發(fā)出在高速公路行駛和低速行駛等有限條件下由系統(tǒng)執(zhí)行全部駕駛?cè)蝿?wù)的高度無人駕駛輔助系統(tǒng)并已開始銷售。

在搭載這些功能的汽車上，為了安全順暢地進(jìn)行無人駕駛輔助與手動駕駛的切換，需要對駕駛員的駕駛狀態(tài)進(jìn)行檢測和判斷。其中一項(xiàng)就是判斷駕駛員握持方向盤狀態(tài)的脫手檢測功能，通過與其他多種駕駛狀態(tài)判斷系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，可進(jìn)行安全駕駛主體的切換。隨著無人駕駛輔助系統(tǒng)的發(fā)展，安全功能的搭載已規(guī)定在國際標(biāo)準(zhǔn)R79指南中，立法層面正在不斷完善。

在無人駕駛輔助與手動駕駛的切換時機(jī)判斷過程中，為了保證安全，需要對行駛狀態(tài)和駕駛員的駕駛姿勢隨時進(jìn)行檢測。當(dāng)判斷無人駕駛輔助不宜繼續(xù)時，需要提醒駕駛員迅速中止無人駕駛輔助并催促其立即恢復(fù)至手動操作。為了保證安全，需要滿足比以前更高精度且更為多樣的轉(zhuǎn)向器握持檢測要求。

研發(fā)內(nèi)容

1. 系統(tǒng)配置

從性價比來看，方向盤觸摸檢測的主流是靜電容量方式。ECU根據(jù)纏繞在方向盤上的專用靜電容量傳感器檢測到的信息進(jìn)行駕駛員觸摸判定，將觸摸判定結(jié)果傳輸至高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)?，F(xiàn)有的脫手檢測系統(tǒng)只支持1極單區(qū)規(guī)格，而我公司開發(fā)出4極多區(qū)規(guī)格(參見下圖1)。通過對轉(zhuǎn)向器和握持方式判定的細(xì)分化，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高效切換和觸摸判定的可靠性提升。

圖1

2.我公司產(chǎn)品概述

在靜電容量控制中，一方面需要維持對溫濕度與電磁干擾的環(huán)境耐受性和傳感器自身的觸覺性能，另一方面還需要考慮對物理負(fù)荷的耐受性。進(jìn)而還必須對不同用途的傳感器材料進(jìn)行個別優(yōu)化控制。阿爾卑斯阿爾派從1990年代開始生產(chǎn)用于筆記本電腦和游戲機(jī)觸摸屏的靜電容量傳感器，從2010年代開始生產(chǎn)靜電容量觸摸式IVI(In Vehicle Infotainment)的車載操作面板。從家用電器到車載領(lǐng)域，擁有各種傳感器材料與環(huán)保型靜電控制技術(shù)的業(yè)績。運(yùn)用這些知識，阿爾卑斯阿爾派開發(fā)出支持方向盤專用靜電容量傳感器的脫手檢測用ECU，并已從2021年春開始向轉(zhuǎn)向器廠家供貨。

1)行業(yè)首創(chuàng)傳感器4極支持(參見上圖1)

將傳感器電極分成4塊，實(shí)現(xiàn)多種握持狀態(tài)判定。與現(xiàn)有的傳感器1極簡單判定有無觸摸相比，可掌握更為詳細(xì)的駕駛狀態(tài)。

2)獨(dú)有的靜電控制ASIC※2

開發(fā)出獨(dú)有的靜電控制ASIC，提高了耐久性與通用性，符合車載嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。

3)根據(jù)不同應(yīng)用程序，提供優(yōu)化算法

不同車型的轉(zhuǎn)向器形狀、傳感器材料、EMC※3環(huán)境等條件各異，因此靜電容量傳感器檢出的信息會有差異。對此類個別情況，可進(jìn)行參數(shù)更改等個別優(yōu)化后單獨(dú)開發(fā)算法。

4)故障自診功能

通過獨(dú)有的故障判定來提高可靠性。符合汽車電子電氣系統(tǒng)的功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)ISO26262。

關(guān)于今后

預(yù)計(jì)到2025年度，無人駕駛輔助功能將更加強(qiáng)大，脫手檢測功能的需求會擴(kuò)大到全球。我們將基于本產(chǎn)品的開發(fā)業(yè)績，向汽車廠家和轉(zhuǎn)向器廠家提供方案和擴(kuò)大銷售。除了脫手檢測用途之外，我們還會將靜電容量技術(shù)應(yīng)用至車室內(nèi)外各類HMI(Human Machine Interface)系統(tǒng)，推進(jìn)產(chǎn)品方案，為安全舒適的汽車出行作貢獻(xiàn)。

※1　Electronic Control Unit的縮寫。汽車發(fā)動機(jī)及電子控制嵌入式系統(tǒng)。

※2　專供特定用途的集成電路。

※3　Electromagnetic Compatibility的縮寫。具有在抑制電子設(shè)備發(fā)出干擾的同時防止周圍電氣干擾導(dǎo)致誤動作的特質(zhì)。

【銷售計(jì)劃】

開始量產(chǎn)：2021年春

月產(chǎn)能力：4萬個(預(yù)計(jì)2022年)

開發(fā)據(jù)點(diǎn)：古川開發(fā)中心(宮城縣大崎市)

生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)：古川第2工廠(宮城縣大崎市)

【主要規(guī)格】