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[導讀]通過4極多區規格來精細辨別方向盤握法,為安全出行作貢獻

阿爾卑斯阿爾派株式會社,開發出脱手檢測(HoD: Hands Off Detection)用ECU※1,該ECU可以通過精細辨別方向盤握法來為無人駕駛輔助系統提供支持。該產品已於2021年春開始量產,並計劃將依次擴充搭載車型。隨着無人駕駛輔助功能的提升,阿爾卑斯阿爾派還在着手下一代模塊用途的開發,為人們的安全舒適出行作貢獻。

◆   ◆   ◆

研發背景

汽車行業的CASE(Connected, Autonomous, Shared & Services, Electric)技術創新正在加快。在Autonomous(無人駕駛)領域,可在特定條件下保持車道並自動跟隨前車行駛的無人駕駛輔助系統正在普及。近年來,我們已開發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的高度無人駕駛輔助系統並已開始銷售。

在搭載這些功能的汽車上,為了安全順暢地進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進行檢測和判斷。其中一項就是判斷駕駛員握持方向盤狀態的脱手檢測功能,通過與其他多種駕駛狀態判斷系統的關聯,可進行安全駕駛主體的切換。隨着無人駕駛輔助系統的發展,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。

在無人駕駛輔助與手動駕駛的切換時機判斷過程中,為了保證安全,需要對行駛狀態和駕駛員的駕駛姿勢隨時進行檢測。當判斷無人駕駛輔助不宜繼續時,需要提醒駕駛員迅速中止無人駕駛輔助並催促其立即恢復至手動操作。為了保證安全,需要滿足比以前更高精度且更為多樣的轉向器握持檢測要求。

研發內容

1. 系統配置

從性價比來看,方向盤觸摸檢測的主流是靜電容量方式。ECU根據纏繞在方向盤上的專用靜電容量傳感器檢測到的信息進行駕駛員觸摸判定,將觸摸判定結果傳輸至高級駕駛輔助系統(ADAS)。現有的脱手檢測系統只支持1極單區規格,而我公司開發出4極多區規格(參見下圖1)。通過對轉向器和握持方式判定的細分化,實現了系統的高效切換和觸摸判定的可靠性提升。

圖1

2.我公司產品概述

在靜電容量控制中,一方面需要維持對温濕度與電磁干擾的環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荷的耐受性。進而還必須對不同用途的傳感器材料進行個別優化控制。阿爾卑斯阿爾派從1990年代開始生產用於筆記本電腦和遊戲機觸摸屏的靜電容量傳感器,從2010年代開始生產靜電容量觸摸式IVI(In Vehicle Infotainment)的車載操作面板。從家用電器到車載領域,擁有各種傳感器材料與環保型靜電控制技術的業績。運用這些知識,阿爾卑斯阿爾派開發出支持方向盤專用靜電容量傳感器的脱手檢測用ECU,並已從2021年春開始向轉向器廠家供貨。

1)行業首創傳感器4極支持(參見上圖1)

將傳感器電極分成4塊,實現多種握持狀態判定。與現有的傳感器1極簡單判定有無觸摸相比,可掌握更為詳細的駕駛狀態。

2)獨有的靜電控制ASIC※2

開發出獨有的靜電控制ASIC,提高了耐久性與通用性,符合車載嚴格標準。

3)根據不同應用程序,提供優化算法

不同車型的轉向器形狀、傳感器材料、EMC※3環境等條件各異,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,可進行參數更改等個別優化後單獨開發算法。

4)故障自診功能

通過獨有的故障判定來提高可靠性。符合汽車電子電氣系統的功能安全國際標準ISO26262。

關於今後

預計到2025年度,無人駕駛輔助功能將更加強大,脱手檢測功能的需求會擴大到全球。我們將基於本產品的開發業績,向汽車廠家和轉向器廠家提供方案和擴大銷售。除了脱手檢測用途之外,我們還會將靜電容量技術應用至車室內外各類HMI(Human Machine Interface)系統,推進產品方案,為安全舒適的汽車出行作貢獻。

※1 Electronic Control Unit的縮寫。汽車發動機及電子控制嵌入式系統。

※2 專供特定用途的集成電路。

※3 Electromagnetic Compatibility的縮寫。具有在抑制電子設備發出干擾的同時防止周圍電氣干擾導致誤動作的特質。

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開始量產:2021年春

月產能力:4萬個(預計2022年)

開發據點:古川開發中心(宮城縣大崎市)

生產據點:古川第2工廠(宮城縣大崎市)

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