開(kāi)發(fā)支持無(wú)人駕駛輔助系統(tǒng)的脫手檢測(cè)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(zhǎng):栗山 年弘，總部:東京都大田區(qū)，下稱“阿爾卑斯阿爾派”）開(kāi)發(fā)出脫手檢測(cè)（HoD: Hands Off Detection）用ECU※1，該ECU可以通過(guò)精細(xì)辨別方向盤(pán)握法來(lái)為無(wú)人駕駛輔助系統(tǒng)提供支持。該產(chǎn)品已于2021年春開(kāi)始量產(chǎn)，并計(jì)劃將依次擴(kuò)充搭載車型。隨著無(wú)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(kāi)發(fā)，為人們的安全舒適出行作貢獻(xiàn)。

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(wú)人駕駛）領(lǐng)域，可在特定條件下保持車道并自動(dòng)跟隨前車行駛的無(wú)人駕駛輔助系統(tǒng)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(tǒng)執(zhí)行全部駕駛?cè)蝿?wù)的高度無(wú)人駕駛輔助系統(tǒng)并已開(kāi)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(wú)人駕駛輔助與手動(dòng)駕駛的切換，需要對(duì)駕駛員的駕駛狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和判斷。其中一項(xiàng)就是判斷駕駛員握持方向盤(pán)狀態(tài)的脫手檢測(cè)功能，通過(guò)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(wú)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(jī)判斷過(guò)程中，為了保證安全，需要對(duì)行駛狀態(tài)和駕駛員的駕駛姿勢(shì)隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)判斷無(wú)人駕駛輔助不宜繼續(xù)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(fù)至手動(dòng)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(cè)要求。

研發(fā)內(nèi)容
1. 系統(tǒng)配置

從性價(jià)比來(lái)看，方向盤(pán)觸摸檢測(cè)的主流是靜電容量方式。ECU根據(jù)纏繞在方向盤(pán)上的專用靜電容量傳感器檢測(cè)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(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)。現(xiàn)有的脫手檢測(cè)系統(tǒng)只支持１極單區(qū)規(guī)格，而我公司開(kāi)發(fā)出4極多區(qū)規(guī)格（參見(jiàn)下圖1）。通過(guò)對(duì)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。

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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(duì)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(duì)物理負(fù)荷的耐受性。進(jìn)而還必須對(duì)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(jī)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(jī)。運(yùn)用這些知識(shí)，阿爾卑斯阿爾派開(kāi)發(fā)出支持方向盤(pán)專用靜電容量傳感器的脫手檢測(cè)用ECU，并已從2021年春開(kāi)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(jiàn)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(jiǎn)單判定有無(wú)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(kāi)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(huì)有差異。對(duì)此類個(gè)別情況，可進(jìn)行參數(shù)更改等個(gè)別優(yōu)化后單獨(dú)開(kāi)發(fā)算法。

4）故障自診功能

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

關(guān)于今后
預(yù)計(jì)到2025年度，無(wú)人駕駛輔助功能將更加強(qiáng)大，脫手檢測(cè)功能的需求會(huì)擴(kuò)大到全球。我們將基于本產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)業(yè)績(jī)，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(cè)用途之外，我們還會(huì)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(xiě)。汽車發(fā)動(dòng)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(xiě)。具有在抑制電子設(shè)備發(fā)出干擾的同時(shí)防止周圍電氣干擾導(dǎo)致誤動(dòng)作的特質(zhì)。