クルマで使われているセンサーの歴史について書いてみた。

皆さんこんにちは。ジーボです。現代のクルマでは多くのセンサーが使用されています、2013年時点での普通車1台におけるセンサーの個数は約125個と言われていました。最近では自動ブレーキや車線逸脱防止装置などの登場で更にセンサーの数は増加しています。そしてこれからも自動運転に向けてセンサの数は増え続けていくことでしょう。

そもそもセンサーは5つの種類に分けられます。光で検出するセンサー、過電流で検出するセンサー、接触で検出するセンサー、超音波で検出するセンサー画像で検出するセンサーです。これらが適材適所で使用され、機能しています。

クルマはこれらのセンサー信号をECU(エレクトリック・コントロール・ユニット)で集約しています。このECUも1台の車に約70個搭載されています。

ECUはセンサーからの情報を処理し、制御命令がパワーデバイスを通してモーターなどのアクチュエーター(電気エネルギーを運動に変換する装置)で実行されることによってクルマは安全に走っています。

この為、たったひとつのセンサーの不具合で走行不能になることもありえます。エアコンなどのセンサーであれば、多少の我慢ですみますが、エンジン関係のセンサが故障すると、路上で立ち往生ということにもなりかねません。

スタートは排ガス規制対策から

センサーが大量に使われるようになったのはEFI(電子制御燃料噴射装置)が使われ出した1970年代中盤と言われています。最初は排ガス問題をクリアする為や燃費の向上などが目的でしたが、時代とともにクルマに対する要求が増加し、基本性能、安全性、快適性、利便性の向上など、要求が高まるにつれてセンサの数も増加していきました。

今では自動ブレーキや運転サポートシステム、将来的には自動運転へとクルマは進歩していきますが、これらの進歩においてもセンサーは重要な役割をになっています。自動運転はセンサー技術の集大成ができて、可能になるテクノロジーと言っても過言ではありません。

最先端では

自動運転で使用されているセンサ技術について現在最も進んでいるクルマの一つとしてテスラのオートパイロットを例に見てみましょう。

テスラのオートパイロットのキモとなるのはカメラとレーダーと超音波センサーです。モデルSではカメラが8台搭載されており、メインフォワードカメラ、ナローフォワードカメラ、ワイドフォワードカメラ、リアフェーシングサイドカメラ、フォワードフェーシングサイドカメラ、リアビューカメラの6つに振り分けられています。これらのカメラの最長認識距離は50m~250mとなっています。

さらに激しい雨や降雪時など視界が悪くなる時に活躍するレーダーが最長視認距離160m、そして主に車線などを認識する超音波センサーが最長視認距離8mとなっています。

これらのセンサーからの情報をもとにオートパイロットが働きます。また、最新型では中央のECUが強化され、先代の40倍の処理能力をもつコンピュータがその役割を担っています。

テスラのオートパイロットはこれらのセンサーから送られてくる先行車や周りの状況の情報をもとにアクセルやブレーキ、ステアリングを操作して自動運転をしています。

これからのクルマのキーテクノロジー

今のクルマにとってセンサーはなくてはならない存在ですが、センサー自身も時代と共に進歩してきています。

例えばエンジンの吸気空気量を正確に測定する空気量センサーは初期には機械式のベーンセンサーでした。それが熱式エアフロメーターになり、半導体式吸気圧センサーへと進歩してきています。

また、スピードの変化を検出する加速度センサーも初期の金属抵抗体からシリコン半導体へ変えることでひずみ感度を50倍近くあげました。

このようにセンサーの進歩は素材の進歩とともに進んできたとも言えます。

では、センサーは今後、どのように進歩していくのでしょうか?

センサは何らかの変化を電気信号に変換して機能しているものがほとんどです。その電気信号は微弱だったり、余計な情報が入っていたりすることが多い為、電気信号をよりクリアーにし、情報の質を高めることがおこなわれるでしょう。

そして次にセンサーから送られてきた信号をコンピューターで制御するのではなく、センサー側にマイクロコンピューターを搭載するインテリジェント化がおこなわれると思います。

更にセンサー自身が自己診断や自動補正、データー記憶などができる多機能化が進むでしょう。

いずれにしても今後はクルマだけではなく、私たちの日常生活の身近なところでセンサが使われていくことでしょう。

最後までお読みいただきありがとうございました。

では、またの機会にお会いしましょう。

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