丰田 C-HR 拆解调研:ADAS (先进驾驶辅助系统)

采用毫米波雷达与单眼摄像头的Toyota Safety Sense P

2018/04/09

概要

丰田 C-HR 车辆拆解调研

  丰田C-HR是2016年12月14日上市的SUV全球战略车型。采用的平台是从2015年上市的第4代普锐斯开始采用的新平台“TNGA” (TNGA-C平台) 缩短轴距后的平台。安全配置方面,除了全系标配SRS安全气囊、SRS侧面安全气囊、SRS窗帘式安全气囊以外,还全系标配Toyota Safety Sense P,其中囊括了减轻碰撞伤害制动系统等多项安全功能。

  本报告将主要解析C-HR配套的电子件中的安全性能件,介绍丰田的最新ADAS系统。

 此次丰田C-HR车辆拆解调研于2018年1月作为广岛产业振兴机构的标杆活动实施。MarkLines与广岛产业振兴机构签署了出版权相关协议,销售其标杆报告。

 
 
 
 
 

历史拆解报告
丰田 第4代普锐斯
第4代丰田普锐斯的拆解调研(上) (2016年2月) 
第4代丰田普锐斯的拆解调研(中) (2016年3月) 
第4代丰田普锐斯的拆解调研(下) (2016年3月) 
第4代丰田普锐斯的拆解调研:132个零部件照片集锦 (2016年5月)
BMW i3
电池系统 (2017年4月)
CFRP驾乘座舱模块 (2017年4月)
铝制底盘骨架 (2017年10月)
丰田皇冠
(Ⅰ) 直喷2.5L引擎 “GR-FSE” (2016年5月) 
(Ⅱ) 与雷克萨斯车通用的FR豪华车用底盘技术 (2016年6月) 
(Ⅲ) 车身结构与隔音吸音材料 (2016年9月)
(Ⅳ) 丰田皇冠车辆拆解调研:图片集锦 (2016年9月)
大发Move (2015年3月刊登)
(上) 供应商名单及底盘/座椅/电气件
(中) 追求小型轻量化的涡轮发动机与三轴齿轮系CVT
(下) 车身结构采用精简的直线性骨架
日产Serena
自动驾驶技术ProPILOT (2017年2月)
大众帕萨特
1.4L汽油涡轮发动机 (2016年10月)


Toyota Safety Sense P (Lexus Safety System+)

  “Toyota Safety Sense P”由电装负责开发,2015年8月实施兰德酷路泽的车型微改时首次采用。“Toyota Safety Sense C”的激光雷达改为毫米波雷达,由以下四项功能构成。C-HR采用大陆制造的装置。

 

Toyota Safety Sense P的功能
预防碰撞安全系统   通过毫米波雷达与单眼摄像头检测前进道路上的前方车辆与行人,如系统预测将发生碰撞,将发出警报,敦促驾驶员采取避让措施。时速介于约30km/h至80km/h范围行驶时,如果驾驶员踩下制动踏板,就会启动辅助功能,如果没有踩下制动踏板,自动制动器介于约10km/h至80km/h时速范围内时会启动,减速至约30km/h。此外,还具备行人检测功能,不包括在Toyota Safety Sense C中。
雷达巡航控制   具备全车速追踪功能,利用使用毫米波雷达与单眼摄像头的系统,与前方车辆的时速进行同步。
车道偏离警示   单眼摄像头识别道路上的白线,如果驾驶员未打开方向指示灯就将偏离车道时,会通过蜂鸣器与显示屏的显示发出警报。还将通过控制电动助力转向器,辅助驾驶员的转向操作,使之能更轻松地避免偏离车道。
自动远光灯   识别前方车辆及反向车辆等,自动切换远近光灯的系统。


前方毫米波雷达

(资料:丰田)

  C-HR为了实现ADAS功能,采用毫米波雷达与单眼摄像头的组合。毫米波雷达安装在车辆前端中央的车牌背面,单眼摄像头安装在挡风玻璃上。搭载77GHz的毫米波雷达,有效监测远处的前行车辆,不易受到雨、雾、降雪等周边环境的影响。

 

 

  该毫米波雷达是大陆制造的76-77GHz雷达,由天线主板与控制主板两者构成。

 

  天线主板上的RF前端由、恩智浦 (NXP) 制造的发射器 (TX)、接收器 (RX)、VCO (压控振荡器) 三个芯片设备构成。

 

  控制主板以恩智浦制造的车载用MCU [SC5773] (32bit Power Architecture) 为主进行各类控制,内部电源区块以德州仪器 (Texas Instruments) 制造的电源IC [TPS65310A-Q1] 为主,生成内部电源,通信区块由2个英飞凌 (Infineon) 制造的High Speed CAN收发器IC [TLE8250] 为主,具备2套CAN通信系统。

  毫米波雷达方面,在检测行人的SRR (Short Range Radar,短程雷达) 用途方面,广泛采用24/26GHz频率 (UWB、4GHz) 的准毫米波雷达,但为了避免干扰与卫星的通信,将信号发射功率控制在低范围内,使其无法检测远距离信号。因此,高感度的77GHz雷达率先开始应用至高级车。与24GHz频率的毫米波雷达相比,其特征是检测距离长达200m以上,可实现狭角的LRR (Long Range Radar,远程雷达)。C-HR为了提高ADAS的性能,也采用77GHz频率的毫米波雷达。

 



前方单眼摄像头

  Toyota Safety Sense P系统中另一个重要的设备是单眼摄像头。该单眼摄像头安装于室内镜前方的挡风玻璃内侧。

 

  该装置由大陆制造,搭载125万像素 (推算) 的摄像头。

  摄像头系统整体的控制由ST Micro公司制造的32bit微控制器进行,图像处理方面,在德州仪器制造的DSP (digital signal processor) 上采用大陆自主开发的图像处理技术。

  多数大型整车厂都在采用Mobileye的图像处理技术,而丰田、梅赛德斯、斯巴鲁则与各自的供应商构建了独有的技术。



后方毫米波雷达

  车身后保险杠的左右两侧各安装了1台后方毫米波雷达。利用24GHz频率的雷达,提供在变道时辅助确认后方情况的盲区监控 (BSM) 功能、以及倒车时检测死角、引起驾驶员注意的后方路口交通警报 (RCTA) 功能。

盲区监控 (BSM) 后方路口交通警报 (RCTA)

(资料:丰田)

 

  通过雷达检测行驶在相邻车道的车辆。除了不容易从车外后视镜看到的后侧方区域的车辆以外,还能监控相邻车道后方最远约60m距离,并检测突然接近的车辆。如果检测到车辆,就会打开安装于车外后视镜的LED指示灯。届时,如果驾驶员还对方向指示灯进行操作,LED指示灯就会闪烁,进一步引起驾驶员的注意。

后保险杠侧面的配套部分 盲区监控器 (BSM)

 

  该装置是大陆制造的24GHz雷达,由天线主板与控制主板这两个主板构成。BSM装置的反面采用电波吸收材料封装,表面采用树脂模塑。天线主板安装在树脂模塑的一面。

盲区监控器 (BSM) 装置的结构 毫米波收发信号主板 (正面) 毫米波收发信号主板 (反面)

 

  天线正面的毫米波接收器IC采用英飞凌制造的BGT24AR4,发射器IC同样采用英飞凌制造的BGT24AT2。

 

 该雷达产品大致由个4功能区块构成。

  • RF前端
    用于发射器 (TX) 以及接收器 (RX) 的半导体设备均采用英飞凌产品。TX使用的BGT24AT2通过整合VCO (压控振荡器),减少了零部件个数。
  • 控制区块
    该雷达产品整体的系统控制采用恩智浦的32bit微控制器。
  • 内部电源区块 
    主要由德州仪器制造的电源IC构成电源线路。
  • 通信区块
    凭借2个英飞凌制造的High Speed CAN发射器IC,形成2套CAN通信系统。

 

 采用后方雷达的盲区显示采取的方式是,使用1个LED,通过导光体,照亮显示部位。

盲区监控器 (BSM) 的构成零部件


声纳

  C-HR的车辆前端、后端各采用4个声纳传感器,合计共有8个。在入库等低速(时速约10km/h以下)驾驶时,超声波传感器能检测车辆前方两个角以及车辆后方接近的障碍物。系统将与障碍物的距离以及位置显示在多信息显示屏上,同时通过蜂鸣器通知驾驶员。

C-HR的前保险杠内 声纳传感器 (红圈内 4处) 配备8个声纳传感器 (资料:丰田)
声纳 声纳

 

泊车辅助模块

  用于C-HR的超声波传感器是法雷奥的传感器产品。8个传感器与名为“Park Assist Module (泊车辅助模块)”的装置相连接,作为不具备泊车辅助功能的间隙声纳&倒车声纳警报功能来使用。

 



组合仪表

  C-HR的组合仪表以机械式仪表为主,在仪表中央配有高精度4.2英寸TFT彩色液晶屏。液晶模块由中国信利 (TRULY) 制造。

 

 主板采用双面封装主板,机械式仪表也安装在该主板上,形成单个模块。

 

  仪表主板反面安装了用于移动机械式仪表的步进电机、控制液晶模块显示的微控制器、其他必要的电源线路、扬声器等。用于控制液晶的微控制器采用瑞萨制造的V850系列32位微控制器。 



导航仪

  C-HR的导航仪现在可选3种产品。均采用电装天产品 (原富士通天)。


T-Connect导航 9英寸产品

T-Connect导航 7英寸产品

入门级导航 7英寸产品

(资料:丰田)

  本次拆解调查的对象车型采用的是“入门级导航 7英寸”产品。

导航仪装置 外观 导航仪装置 内部
导航仪控制主板 (正面) 导航仪控制主板 (反面)

 

  该入门级导航仪产品由电源主板、控制主板、CD驱动这3个功能部位构成。与高级版主要不同之处是,日本地面数字电视采用1Seg播放方式、以及不兼容T-Connect。

  导航仪功能的主控制器采用恩智浦制造的iMX6处理器。iMX6与需要高速设计的DDR、闪存共同搭载在模块化的主板上。

 

整体

  丰田C-HR采用的安全功能零部件与顶配版车型相比,可以说功能方面并不差。虽然与控制系统的协作较少,但具备了追踪定位功能和车道偏离警报、盲区监控、后方路口交通警报等基本的功能。此外,其功能还将扩大至其他各款车型,以降低成本,未来或成为C-HR级别车辆的标配。

 

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关键词:
拆解、丰田、C-HR、Toyota Safety Sense P、ADAS、毫米波雷达、摄像头

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