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2021年07月08日 | 开发支持无人驾驶辅助系统的脱手检测用ECU 并开始量产
2021-07-08
阿尔卑斯阿尔派株式会社（TOKYO:6770，代表取缔役社长:栗山 年弘，总部:东京都大田区，下称“阿尔卑斯阿尔派”）开发出脱手检测（HoD: Hands Off Detection）用ECU※1，该ECU可以通过精细辨别方向盘握法来为无人驾驶辅助系统提供支持。该产品已于2021年春开始量产，并计划将依次扩充搭载车型。随着无人驾驶辅助功能的提升，阿尔卑斯阿尔派还在着手下一代模块用途的开发，为人们的安全舒适出行作贡献。
研发背景
汽车行业的CASE(Connected, Autonomous, Shared & Services, Electric)技术创新正在加快。在Autonomous（无人驾驶）领域，可在特定条件下保持车道并自动跟随前车行驶的无人驾驶辅助系统正在普及。近年来，我们已开发出在高速公路行驶和低速行驶等有限条件下由系统执行全部驾驶任务的高度无人驾驶辅助系统并已开始销售。
在搭载这些功能的汽车上，为了安全顺畅地进行无人驾驶辅助与手动驾驶的切换，需要对驾驶员的驾驶状态进行检测和判断。其中一项就是判断驾驶员握持方向盘状态的脱手检测功能，通过与其他多种驾驶状态判断系统的关联，可进行安全驾驶主体的切换。随着无人驾驶辅助系统的发展，安全功能的搭载已规定在国际标准R79指南中，立法层面正在不断完善。
在无人驾驶辅助与手动驾驶的切换时机判断过程中，为了保证安全，需要对行驶状态和驾驶员的驾驶姿势随时进行检测。当判断无人驾驶辅助不宜继续时，需要提醒驾驶员迅速中止无人驾驶辅助并催促其立即恢复至手动操作。为了保证安全，需要满足比以前更高精度且更为多样的转向器握持检测要求。
研发内容
1. 系统配置
从性价比来看，方向盘触摸检测的主流是静电容量方式。ECU根据缠绕在方向盘上的专用静电容量传感器检测到的信息进行驾驶员触摸判定，将触摸判定结果传输至高级驾驶辅助系统(ADAS)。现有的脱手检测系统只支持１极单区规格，而我公司开发出4极多区规格（参见下图1）。通过对转向器和握持方式判定的细分化，实现了系统的高效切换和触摸判定的可靠性提升。
图1
2．我公司产品概述
在静电容量控制中，一方面需要维持对温湿度与电磁干扰的环境耐受性和传感器自身的触觉性能，另一方面还需要考虑对物理负荷的耐受性。进而还必须对不同用途的传感器材料进行个别优化控制。阿尔卑斯阿尔派从1990年代开始生产用于笔记本电脑和游戏机触摸屏的静电容量传感器，从2010年代开始生产静电容量触摸式IVI(In Vehicle Infotainment)的车载操作面板。从家用电器到车载领域，拥有各种传感器材料与环保型静电控制技术的业绩。运用这些知识，阿尔卑斯阿尔派开发出支持方向盘专用静电容量传感器的脱手检测用ECU，并已从2021年春开始向转向器厂家供货。
1）行业首创传感器4极支持（参见上图1）
将传感器电极分成4块，实现多种握持状态判定。与现有的传感器1极简单判定有无触摸相比，可掌握更为详细的驾驶状态。
2）独有的静电控制ASIC※2
开发出独有的静电控制ASIC，提高了耐久性与通用性，符合车载严格标准。
3）根据不同应用程序，提供优化算法
不同车型的转向器形状、传感器材料、EMC※3环境等条件各异，因此静电容量传感器检出的信息会有差异。对此类个别情况，可进行参数更改等个别优化后单独开发算法。
4）故障自诊功能
通过独有的故障判定来提高可靠性。符合汽车电子电气系统的功能安全国际标准ISO26262。
关于今后
预计到2025年度，无人驾驶辅助功能将更加强大，脱手检测功能的需求会扩大到全球。我们将基于本产品的开发业绩，向汽车厂家和转向器厂家提供方案和扩大销售。除了脱手检测用途之外，我们还会将静电容量技术应用至车室内外各类HMI(Human Machine Interface)系统，推进产品方案，为安全舒适的汽车出行作贡献。
※1 Electronic Control Unit的缩写。汽车发动机及电子控制嵌入式系统。
※2 专供特定用途的集成电路。
※3 Electromagnetic Compatibility的缩写。具有在抑制电子设备发出干扰的同时防止周围电气干扰导致误动作的特质。
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