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毫米波雷達不到2萬日元,豐田用於低價位小型車

2013/01/16 00:00

【日經BP社報導】豐田和本田今後將主要採用76GHz頻帶毫米波雷達作為汽車防碰撞系統使用的感測器(表1)。

其背景在於毫米波雷達的成本大幅下降。在實現相同功能的感測器方面,速霸陸採用立體攝影鏡頭,而豐田和本田選擇的是毫米波雷達。這一趨勢今後還將向其他汽車廠商擴展。

豐田演示正在開發中的防碰撞系統

       豐田計劃在2013年4月前推出新款「皇冠」的轎車版,該車的防碰撞系統使用1個毫米波雷達作為感測器(圖1)。豐田將該系統定位於「普及版」,估計採購雷達的成本不到2萬日元,與2006年上市的凌志品牌最高檔車型「LS」等採用的以往產品相比,價格降低了近一半。此次開發的系統首先將配備在屬於高檔車的皇冠上,今後還將在小型車等低價位車型上採用。

圖1:從碰撞前1秒多自動實施制動

豐田的防碰撞系統。

在即將碰撞時先發出警報提醒駕駛員注意。

當駕駛員踩下剎車踏板時,會增強制動力,即使與前方車輛的速度差高達60km/h,也可防止碰撞。當駕駛員未踩下剎車踏板時,則會減速30km/h左右,減輕碰撞時的傷害。

(本圖由《日經汽車技術》根據豐田的資料製作)

  皇冠的系統在本車即將與前方車輛發生碰撞時,駕駛員踩下剎車踏板的話,就會將制動力提高至約2倍來防止碰撞。

當本車與前方車輛的速度差為60km/h以下時可自動停止車輛。 

  本田的新一代防碰撞系統組合使用毫米波雷達和單眼攝影鏡頭。

該公司在2012年11月向新聞媒體展示了配備該系統的試製車輛(圖2)。

新系統的實用化時間未定,不過本田表示「將在不遠的將來推向市場」。

圖2:利用毫米波雷達和單眼攝影鏡頭來檢測行人
本田的防碰撞系統,將「雅哥」用作試製車。演示了檢測行人、在即將碰撞時自動停車的功能(a)。提高了毫米波雷達的靈敏度,可檢測行人等較小對象,最終通過單眼攝影鏡頭判斷是否為行人(b)。

本田的新一代防碰撞系統的特點是,採用比以往產品提高了解析度的毫米波雷達,可檢測行人等較小的對象物。

行人的形狀較複雜,只靠雷達有時很難識別,因此該系統輔助使用單眼攝影鏡頭。除車輛外,在檢測到行人時也會自動煞車,與對象物的速度差在60km/h以下時可防止碰撞。

2016年以後,歐洲汽車安全評估機構「Euro-NCAP」的評估項目將增加行人檢測技術,因此要想取得表示高評價的「五星」級別,就必須要實際支援該技術。

本田的系統就是基於這一點而開發的。

量產效果難以顯現
量產效果難以顯現

  兩公司決定重用毫米波雷達,其原因除了毫米波雷達優秀的耐環境性能之外,其成本今後也將更便宜。尤其是豐田,該公司長年在LS等車型上採用立體攝影鏡頭,根據相關經驗,豐田判斷毫米波雷達更勝一籌。 

  當下大雨及大雪時,立體攝影鏡頭對前方障礙物的檢測能力就會下降。雖然有的公司認為在這種環境下不該駕駛汽車,因此相關功能也會停止,但豐田與本田不這麼認為。毫米波雷達使用電波,不受雨雪影響,可通過障礙物反射來識別。 

  毫米波雷達的成本有望低於立體攝影鏡頭,因為立體攝影鏡頭在降低製造成本方面存在極限。豐田控制系統開發部第2控制系統開發室長宮越恒雄表示,採用立體攝影鏡頭時「必須要以高精度安裝兩個攝影元件,而安裝成本無法通過量產降低」。
利用CMOS技術使成本更低

   除了製造成本以外,從構件成本來看,目前,兩個攝影元件加在一起也要比毫米波雷達的收發元件便宜,但今後,二者的成本可能會接近同等水準。以SiGe基板製造的毫米波雷達收發元件現在經很有希望用低成本Si基板製造。 

  2012年10月,富士通研究所發表了利用CMOS技術來實現毫米波雷達收發元件的接近成果(圖3)。

並且還通過在多個CMOS功率放大器上形成薄的佈線進行連接,提高了功率放大器原來較低的輸出功率,解決了相關課題。

富士通研究所預計可在2017年前後量產使用CMOS技術的低價位毫米波雷達。

(記者:清水直茂,《日經汽車技術》)

圖3:預計2017年前後可用CMOS技術來實現毫米波雷達

富士通研究所在使用CMOS技術的同時還開發了可提高RF電路發送功率的技術(a)。

在樹脂上排列CMOS功率放大器的晶片進行佈線。

(照片由富士通研究所提供)

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■日文原文
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