ステアリングを持っているか筋肉振動で検知、125℃対応のフィルムコンデンサーも：オートモーティブワールド2019

[齊藤由希，MONOist]

　村田製作所は、「第11回 国際カーエレクトロニクス技術展」（2019年1月16〜18日、東京ビッグサイト）において、ドライバーがステアリングを握っているかどうかなどを検知する圧電セラミックセンサーや、125℃まで動作保証の車載用高耐熱フィルムコンデンサーを展示した。

圧電セラミックセンサーでステアリングに触っていることを検知する様子。筋肉振動を検出するため、誤検知が起きにくい（クリックして拡大）

　現在、自動車メーカー各社が販売するさまざまなモデルに車線維持支援機能が搭載されている。高い精度で車線をトレースして操舵を制御するが、あくまで運転支援であり、ドライバーがステアリングから手を離すことは想定されていない。そのため、ドライバーがステアリングから一定時間、手を離すと警告する機能も併せて採用されている。また、システムの要請に応じてドライバーが運転に復帰する必要があるレベル3の自動運転では、ステアリングに手を添えているかどうかなどの情報から、手動運転に切り替えられるかをシステムで判別することも求められる。

　ステアリングに手を添えているかどうかを検知する方法としては、ドライバーによる操作のトルクを電動パワーステアリングのモーターで検出するタイプが主流で、一部のモデルでは静電容量式タッチセンサーをステアリングの外周に配置する形が採用され始めたという。村田製作所の説明員はこれらの方式について、「直線を走行中は操作トルクが少なくなるのでセンシングに課題がある。静電容量式は、手袋を着用していたり、水分が付着したりすると検知が難しくなる」と述べた。

　圧電セラミックセンサーは、こうした既存の検知方式の課題を解決できるという。同センサーは生体荷重や筋肉振動によって人が触れていることを検知する。物体がステアリングに接触しているだけの状態とも区別が可能だという。筋肉振動はセンサーからある程度離れた場所に触れても検知できるため、ステアリング全周にセンサーを取り付ける必要はない。手袋を着用していても検知可能だ。また、SN比（信号雑音比）が高いことから、走行中の振動の影響も受けにくいという。「圧電セラミックセンサーはこなれた技術なので、静電容量式と比較してもコスト競争力はある」（村田製作所の説明員）。

HMI向けのタッチセンサーのデモ（クリックして拡大）

　また、同展示会では、圧電セラミックセンサーの技術を自動車のインテリアにも応用して提案した。HMI（ヒューマンマシンインタフェース）でタッチ操作の需要が拡大することに対応する。会場に設けたデモンストレーションでは、押す強さによって操作感が変わる様子を紹介した。

　「広い面積でタッチ操作機能を持たせるには圧電セラミックフィルムタイプで、従来のメカスイッチからの置き換えは民生向けにリリース済みのICタイプで対応したいと考えている」（村田製作所の説明員）

熱硬化性樹脂の採用で耐熱性向上

熱硬化性樹脂の採用で耐熱性を向上したフィルムコンデンサー（クリックして拡大）

　動作保証温度を125℃まで高めた車載用高耐熱フィルムコンデンサーは、指月電機製作所との共同開発によるもの。従来のフィルムコンデンサーがポリプロピレン（PP）を使用しているのに対し、展示した製品は熱硬化性樹脂を採用したことで耐熱性を高めた。「場合によっては135℃でも使用できる」（村田製作所の説明員）という。

　これまでに他社品で150℃まで対応したフィルムコンデンサーはあったが、ショートモードで短絡して故障するため、インバーターなどシステム全体で安全性を確保できないのが課題だった。今回展示したフィルムコンデンサーは、自己回復機能によるオープンモードでの故障と、高温対応を両立した点が特徴だとしている。

　フィルムコンデンサーの動作保証温度を引き上げることにより、冷却機構の簡易化や、基板密度の向上などインバーターの小型化が図れる。また、エアコン用コンプレッサーや車載充電器、DC-DCコンバーターなどの大電流化といったニーズにも対応することが可能になる。