開(kāi)發(fā)支持無(wú)人駕駛輔助系統的脫手檢測用ECU并開(kāi)始量產(chǎn)

阿爾卑斯阿爾派株式會(huì )社（TOKYO:6770，代表取締役社長(cháng):栗山 年弘，總部:東京都大田區，下稱(chēng)“阿爾卑斯阿爾派”）開(kāi)發(fā)出脫手檢測（HoD: Hands Off Detection）用ECU※1，該ECU可以通過(guò)精細辨別方向盤(pán)握法來(lái)為無(wú)人駕駛輔助系統提供支持。該產(chǎn)品已于2021年春開(kāi)始量產(chǎn)，并計劃將依次擴充搭載車(chē)型。隨著(zhù)無(wú)人駕駛輔助功能的提升，阿爾卑斯阿爾派還在著(zhù)手下一代模塊用途的開(kāi)發(fā)，為人們的安全舒適出行作貢獻。

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研發(fā)背景

汽車(chē)行業(yè)的CASE(Connected, Autonomous, Shared & Services, Electric)技術(shù)創(chuàng )新正在加快。在A(yíng)utonomous（無(wú)人駕駛）領(lǐng)域，可在特定條件下保持車(chē)道并自動(dòng)跟隨前車(chē)行駛的無(wú)人駕駛輔助系統正在普及。近年來(lái)，我們已開(kāi)發(fā)出在高速公路行駛和低速行駛等有限條件下由系統執行全部駕駛任務(wù)的高度無(wú)人駕駛輔助系統并已開(kāi)始銷(xiāo)售。

在搭載這些功能的汽車(chē)上，為了安全順暢地進(jìn)行無(wú)人駕駛輔助與手動(dòng)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。其中一項就是判斷駕駛員握持方向盤(pán)狀態(tài)的脫手檢測功能，通過(guò)與其他多種駕駛狀態(tài)判斷系統的關(guān)聯(lián)，可進(jìn)行安全駕駛主體的切換。隨著(zhù)無(wú)人駕駛輔助系統的發(fā)展，安全功能的搭載已規定在國際標準R79指南中，立法層面正在不斷完善。

在無(wú)人駕駛輔助與手動(dòng)駕駛的切換時(shí)機判斷過(guò)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(shí)進(jìn)行檢測。當判斷無(wú)人駕駛輔助不宜繼續時(shí)，需要提醒駕駛員迅速中止無(wú)人駕駛輔助并催促其立即恢復至手動(dòng)操作。為了保證安全，需要滿(mǎn)足比以前更高精度且更為多樣的轉向器握持檢測要求。

研發(fā)內容

1. 系統配置

從性?xún)r(jià)比來(lái)看，方向盤(pán)觸摸檢測的主流是靜電容量方式。ECU根據纏繞在方向盤(pán)上的專(zhuān)用靜電容量傳感器檢測到的信息進(jìn)行駕駛員觸摸判定，將觸摸判定結果傳輸至高級駕駛輔助系統(ADAS)?，F有的脫手檢測系統只支持１極單區規格，而我公司開(kāi)發(fā)出4極多區規格（參見(jiàn)下圖1）。通過(guò)對轉向器和握持方式判定的細分化，實(shí)現了系統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(jué)性能，另一方面還需要考慮對物理負荷的耐受性。進(jìn)而還必須對不同用途的傳感器材料進(jìn)行個(gè)別優(yōu)化控制。阿爾卑斯阿爾派從1990年代開(kāi)始生產(chǎn)用于筆記本電腦和游戲機觸摸屏的靜電容量傳感器，從2010年代開(kāi)始生產(chǎn)靜電容量觸摸式IVI(In Vehicle Infotainment)的車(chē)載操作面板。從家用電器到車(chē)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(jì)。運用這些知識，阿爾卑斯阿爾派開(kāi)發(fā)出支持方向盤(pán)專(zhuān)用靜電容量傳感器的脫手檢測用ECU，并已從2021年春開(kāi)始向轉向器廠(chǎng)家供貨。

1）行業(yè)首創(chuàng )傳感器4極支持（參見(jiàn)上圖1）

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

2）獨有的靜電控制ASIC※2

開(kāi)發(fā)出獨有的靜電控制ASIC，提高了耐久性與通用性，符合車(chē)載嚴格標準。

3）根據不同應用程序，提供優(yōu)化算法

不同車(chē)型的轉向器形狀、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(huì )有差異。對此類(lèi)個(gè)別情況，可進(jìn)行參數更改等個(gè)別優(yōu)化后單獨開(kāi)發(fā)算法。

4）故障自診功能

通過(guò)獨有的故障判定來(lái)提高可靠性。符合汽車(chē)電子電氣系統的功能安全國際標準ISO26262。

關(guān)于今后

預計到2025年度，無(wú)人駕駛輔助功能將更加強大，脫手檢測功能的需求會(huì )擴大到全球。我們將基于本產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)業(yè)績(jì)，向汽車(chē)廠(chǎng)家和轉向器廠(chǎng)家提供方案和擴大銷(xiāo)售。除了脫手檢測用途之外，我們還會(huì )將靜電容量技術(shù)應用至車(chē)室內外各類(lèi)HMI(Human Machine Interface)系統，推進(jìn)產(chǎn)品方案，為安全舒適的汽車(chē)出行作貢獻。

※1　Electronic Control Unit的縮寫(xiě)。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機及電子控制嵌入式系統。

※2　專(zhuān)供特定用途的集成電路。

※3　Electromagnetic Compatibility的縮寫(xiě)。具有在抑制電子設備發(fā)出干擾的同時(shí)防止周?chē)姎飧蓴_導致誤動(dòng)作的特質(zhì)。

【銷(xiāo)售計劃】

開(kāi)始量產(chǎn)：2021年春

月產(chǎn)能力：4萬(wàn)個(gè)（預計2022年）

開(kāi)發(fā)據點(diǎn)：古川開(kāi)發(fā)中心（宮城縣大崎市）　

生產(chǎn)據點(diǎn)：古川第２工廠(chǎng)（宮城縣大崎市）

【主要規格】