ADAS(先進運転支援システム)の開発で必要とされる
フィルムヒーター技術

NISSHAでは、ADASの実現に必要なフィルムヒーターを開発しています。

昨今では「完全自動運転」を実現するために、様々な取り組みや技術開発が進展しています。

実際に、国土交通省発表の自動運転の実現に向けたロードマップ(2017)では、2025年をめどに

  • 高速道路での完全自動運転
  • 限定された地域での無人自動運転移動サービス

を始動させるといった、具体的な目標が掲げられています。

この自動運転の実現にあたり、盛んになっているのが自動車の運転をサポートする「ADAS(Advanced Driving Assistant System|エーダス)」の開発です。
ADASはブレーキアシストシステムやABS(Anti-lock Braking System)、前方衝突警告など、ドライバーをサポートするシステムの総称であり、将来的には完全自動運転システムにも組み込まれると期待されています。

時間や天候、路面の変化など刻々と変わる走行環境においてADASを正常に機能させるためには、車両の走行状況を正確に把握する必要があります。

そのためにレーダーやカメラなどの各種センサーが重要な役割を担っており、これらセンサーの性能がますます問われるようになってきています。

この記事では、ADASそのものに関する解説に加えて、ADASの実現に必要不可欠なセンサーの開発動向や各種センサーの性能を最大限に発揮させるためのフィルムヒーター技術について解説します。

ADAS(エーダス)はAdvanced Driver-Assistance Systemsの略称で、先進運転支援システムと呼ばれています。ドライバーに代わって自動車を制御するなど、運転を支援するシステムを総称してADASと呼びます。

ADASは自動車の安全性と利便性を向上させるために開発されたシステムです。具体的には下記のような機能があります。

  • 前方の車両に追従する走行制御
  • 衝突被害軽減ブレーキ
  • 交通標識の認識
  • 障害物の検知
  • 車線逸脱防止警告

ADAS搭載車両が増えることで、交通事故の低減につながります。完全自動運転の実現のためには、ADASの機能向上に加えて、ADASを普及させることが必要不可欠です。

車両の安全性や利便性、快適性向上を目的に、現在も新たな機能が開発され続けています。

ADASにおけるセンサーの役割

ADASを正常に作動させるためには、走行状況を把握しなければなりません。
走行状況を把握するためには様々なセンサーが必要になります。

例えば、カメラやLiDAR、ミリ波レーダー、GPS、慣性計測ユニットなどが一般的に挙げられます。
これらのセンサーで取得した情報をうまく組み合わせることで、ADASを実現しています。

ADAS用センサーの開発動向

ADASに用いられる各種センサーは、自動車メーカーの協力を得てセンサーメーカーが開発し、年々進化を続けています。特に盛んであるのが、LiDARの開発です。
LiDARはLight Detection And Rangingの略称で、光を用いて物体の検知や距離測定を行うことが可能です。ADASの中心的な役割を担うセンサーです。

従来のLiDARはモータで駆動する方式ですが、現在は、MEMS方式、受光素子分割方式、光フェイズドアレイ方式など多様な方式の研究開発が進められています。

MEMS方式

微細なアクチュエータであるMEMSでミラーを走査する方式で、小型、低コスト化が実現できます。

受光素子分割方式

レーザー光を受光する部分を分割することで、小型、低コストを実現可能です。

光フェイズドアレイ方式

規則正しい光源から光の位相を変えて共振点を作ることで、光の方向を制御できます。

また、各センサーから得られた情報を組み合わせることで、単一のセンサーでは得られない情報の取得を狙いとする「センサーフュージョン」に関する技術開発も進められています

センサーの機能を担保するカバーパーツの役割

機能精度や耐久性など、車載部品の厳しいスペックを満たすためにはセンサーを保護するカバーパーツの役割が重要です。

カバーパーツの大きな役割には、センサーの機能を担保することと、センサーを保護することが有ります。機能を担保するためには、光や電波を用いるセンサーの場合、カバーパーツには透明性や電波透過性が求められます。

またセンサーの保護という観点では、車両の外側に取り付けられるセンサーは風雨にさらされることも多いため、カバーパーツにも耐久性が求められます。

従来は、低吸水性や耐薬品性の観点から、エンジニアリングプラスチックであるPPS(ポリフェレニレンサルファイド)が用いられていました。
近年は、レーダーの汎用化に伴い、PBT(ポリブチレンテレフタレート)が主流になっています。そのうえで、多くのメーカーは製造工程を工夫し、低コスト化の実現へと取り組んでいます。

透過性の悪化を解消するヒーター技術

保護部品の材料が優れていて電波透過性に影響がなかったとしても、天候の影響で性能が悪化してしまう可能性があります。その解消手段の一つとしてヒーター技術が注目を浴びています。

天候による電波透過性の悪化

ADASで用いられるセンサーの多くは、雨や雪、霧などの天候の影響を受けてしまいます。

特に、電波透過性型センサーの場合、雪が付着するだけで極端に精度が落ちてしまうため、速やかに雪を除去する必要があります。

雪を除去する手段の一つとして、センサーの表面にヒーターを設置する案が採用されています。

ヒーターに必要とされる機能

エンジン始動直後からADASを正常に作動させる必要があるため、センサーの表面に取り付けるヒーターには2つの機能が求められます

一つは急速加熱性、もう一つは透明性です。加熱時間が長いと、雪を除去する時間が長くなり、ADASが正常に作動しない期間が延びてしまいます。
また、透明性についてはセンサーの精度に影響を与えるため、できる限り透明である必要があります。

また、センサーは自動車の外部など人目につきやすい場所に搭載されていることもあります。
ヒーターが車両の魅力的な外観を損なわないように、ヒーターにも柔軟性が必要とされます。

NISSHAが開発するフィルムヒーター

NISSHAでは、ADASに用いられる各種センサーに最適なフィルムヒーターを開発しています。

フィルムヒーターは2種類あり、一つは視認性と急速加熱の両立を実現した透明フィルムヒーター。もう一つは、素早い昇温と高い形状自由度を実現したワイヤー埋め込み型のフィルムヒーターです。

透明フィルムヒーター

NISSHAの透明フィルムヒーターは加熱効率に優れた独自の透明導電膜を使用しています。電源起動から60秒でおよそ40°C昇温し、寒冷地でも速やかにデバイスを活用できます。

また、ヒーター膜の全光線透過率は85%と透明性が高く、視認性を確保できるため、フロントカメラや電子ミラー用カメラ・ディスプレイといった用途に適しています。

厚みも100μmと薄く、液晶とバックライトの間、またはタッチパネルと液晶の間というように、モニターのモジュール構成の中に組み込むことも可能です。

ワイヤー埋め込み型フィルムヒーター

NISSHAのワイヤー埋め込み型フィルムヒーターは銅などのワイヤーをフィルム上にパターニングしたフィルムヒーターです。

形状の自由度が高く、デザインに合わせて自在に設計可能でありながら、独自のワイヤーパターン設計技術により高い電波透過性を確保しています。

そのためヘッドランプやLiDARなどの外装はもちろん、特にデザイン性が問われる内装用途にも適しています。

用途に応じて適切なフィルムヒーターを採用することで、車載センサーに対する外部からの悪影響を最小限に抑えることができます。

NISSHAでは、これらのフィルムヒーターについてデザインから成形品組み込みまで、ワンストップで対応可能です。
ADASの機能を最大限に生かすためのヒーター部品についてご興味をお持ちの方は、NISSHAのフィルムヒーターがお役に立てると考えています。まずは一度、お気軽にご相談ください。

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