Alps Alpine ontwikkelt multi-zone hands-off detectie ECU

Alps Alpine heeft een elektronische regeleenheid (ECU)1 ontwikkeld voor hands-off-detectie om autonome rijsystemen te ondersteunen door onderscheid te maken tussen variaties in de greep van een bestuurder op het stuur. Door dit te doen, kunnen de rijhulpsystemen van een voertuig bepalen wanneer er moet worden geschakeld tussen autonoom rijden en handmatig rijden, en de bestuurder dienovereenkomstig waarschuwen.

Het bedrijf zei dat het al in het voorjaar van 2021 met massaproductie begon en het plan is om de implementatie geleidelijk uit te breiden naar een reeks voertuigmodellen, en de ontwikkeling voor modellen van de volgende generatie is al aan de gang.

Technologische innovatie wint aan snelheid binnen de automotive domeinen van connected cars, autonoom rijden, delen en services en elektrificatie. Bij autonoom rijden wordt steeds meer gebruik gemaakt van systemen die een voertuig in staat stellen om onder bepaalde omstandigheden de voorligger automatisch te volgen en toch op de rijstrook te blijven. Een recent ontwikkeld, geavanceerd autonoom rijsysteem dat nu op de markt is, voert alle rijtaken uit in beperkte scenario's, zoals tijdens het rijden op een snelweg of bij lage snelheden.

Voertuigen die met deze functies zijn uitgerust, moeten de rijstatus van een bestuurder kunnen detecteren en beoordelen om veilig en soepel te kunnen schakelen tussen automatisch en handmatig rijden. Een aspect is hands-off-detectie, een functie voor het bepalen van de status van de greep van de bestuurder op het stuur die samenwerkt met andere systemen voor het beoordelen van de rijstatus, zodat veilig kan worden geschakeld tussen door de bestuurder bestuurde en systeemgestuurde modi. Veiligheidsvoorzieningen zijn noodzakelijk gezien de voortdurende verfijning van autonome rijhulpsystemen en de wetgeving vordert. Bepalingen onder de internationale R79-regelgeving zijn een voorbeeld.

Om het juiste moment te bepalen om te schakelen tussen autonoom rijden en handmatig rijden, is een constante monitoring van de rijstatus van het voertuig en de rijhouding van de bestuurder vereist om de veiligheid te garanderen. Als voortzetting van de autonoom rijdende assistentie ongepast wordt geacht, moet de bestuurder snel worden gewaarschuwd dat de assistentie moet worden uitgeschakeld en moet hij worden aangespoord om onmiddellijk terug te gaan naar handmatig rijden. Veiligheidsgaranties vereisen een veel nauwkeurigere detectie van diverse variaties van de greep van de bestuurder op het stuur.

De nieuwe hands-off detectie-ECU van Alpine maakt gebruik van capacitieve detectie voor aanraakdetectie op het stuur vanwege de kosten en functionele prestaties. Gegevens die zijn verkregen via een speciale capacitieve sensor, die om het stuur is gewikkeld, wordt gebruikt om te bepalen of de bestuurder het aanraakt en geeft de beoordeling door aan een geavanceerd rijhulpsysteem (ADAS). Waar bestaande hands-off detectiesystemen monozoneopstellingen zijn, met een enkele elektrode, heeft Alps Alpine een multizoneconfiguratie met vier elektroden ontwikkeld (zie diagram). Door het stuurwiel en de grippatronen in kleinere secties te verdelen, is een efficiënte systeemwisseling mogelijk en een grotere betrouwbaarheid van de aanraakbeoordeling.

Het bedrijf heeft zijn ervaring gebruikt met het produceren van aanraakpanelen voor notebook-pc's en gameconsoles in de jaren negentig en bedieningspanelen voor auto's voor capacitieve aanraakgevoelige infotainmentsystemen in voertuigen (IVI) in de jaren 2010. Gebruikmakend van deze kennis heeft het de hands-off detectie-ECU ontwikkeld voor gebruik met een speciale capacitieve stuursensor. De leveringen aan stuurwielfabrikanten begonnen in het voorjaar van 2021. De ECU houdt rekening met de noodzaak van veerkracht tegen fysieke stress bij het gebruik van capacitieve controle en om weerstand te behouden tegen omgevingsfactoren - temperatuur, vochtigheid en elektromagnetische ruis - en het gevoel van de sensor zelf.

De sensorelektrode in de ECU is verdeeld in vier secties om identificatie van verschillende griptoestanden mogelijk te maken. Dit maakt een meer gedetailleerde beoordeling van de rijstatus mogelijk dan een basisbepaling van aanraken/niet aanraken die wordt bereikt met behulp van een bestaande sensor met één elektrode. Alps Alpine heeft een originele capacitieve controle-ASIC ontwikkeld met verbeterde duurzaamheid en veelzijdigheid om te voldoen aan strikte automobielnormen. Het ontwerp van het stuurwiel, het sensormateriaal en de elektromagnetische compatibiliteitscondities variëren van model tot model, wat leidt tot afwijking in de gegevens die via de capacitieve sensor worden verkregen. Om tegemoet te komen aan de afzonderlijke omstandigheden, zei Alps Alpine een oorspronkelijk ontwikkeld algoritme te kunnen leveren dat individuele optimalisatie zoekt, bijvoorbeeld met parameterwijzigingen.