現代自動車を支えるセンサー技術:ECU統合・排ガス制御・自動運転への進化
自動車におけるセンサーの役割
「物理量を検出し電気信号に変換するデバイス」。現代車は**数十〜数百個のセンサー**でエンジン、シャシ、ボディ、インフォテインメント、ADAS/自動運転を統合制御。過酷環境(振動・温度・EMC・寿命)対応が前提。
ECU(電子制御ユニット)アーキテクチャ
- MCU+メモリ+ペリフェラル(ADC/CAN/LIN/FlexRay/Ethernet)をPCB実装
- センサー→ECU→アクチュエータ(リレー/インジェクタ/スロットル/ブレーキ等)の制御ループ
- 車載ネットワーク(CAN/LIN/FlexRay/Ethernet)でECU間通信、配線削減・故障診断統合
主要センサー群と機能
| カテゴリ | 代表センサー | 制御対象 |
|---|---|---|
| エンジン | クランク角、カム角、エアフロー、酸素(O2)、ノック、水温、油圧/油温、燃圧 | 燃料噴射、点火時期、バルブタイミング、アイドル制御 |
| 排ガス | NOx、PM、O2(上流/下流)、EGR温度、尿素SCR温度/圧力 | 触媒効率監視、EGR制御、DPF再生、SCR噴射 |
| シャシ/ボディ | 車速、ホイールスピード(ABS)、ヨーレート、横/縦G、ステアリング角、ブレーキ圧、サスストローク、タイヤ空気圧(TPMS) | ESC、ABS、EPS、アクティブサス、TPMS警告 |
| 環境/快適 | 外気温、日射、湿度、雨量、室内温度/CO2、キー近接、ドア開、ワイパー水位 | オートエアコン、オートライト/ワイパー、キーレス、快適制御 |