ADASアプリケーションの機能と安全性を向上させるための多様なソリューション

自律運転技術が進化し続ける中で、高度運転支援システム (ADAS) の役割と重要性は拡大しています。ADAS は運転体験を向上させるだけでなく、交通事故を減らし運転の安全性を向上させる上で重要な役割を果たしています。ADAS の機能と安全性をさらに強化するため、この分野ではさまざまな高度な技術とソリューションが導入されています。これらの革新的なソリューションは、センサー技術、データ処理・分析、人工知能 (AI)、ネットワーク接続など、さまざまな分野を包含しています。目標は、環境認識の精度を向上させ、データ処理を効率化し、ドライバーに信頼性の高い意思決定支援を提供することです。本記事では、これら多岐にわたる ADAS ソリューションを掘り下げるとともに、これらの技術進歩をサポートするために Murata が提供する関連ソリューションについても探ります。

ADASは、さまざまなセンサーと高度なデータ処理技術により、リアルタイムの環境認識、ドライバー支援、および自動運転機能を提供します。ADASの主な応用には、自動緊急ブレーキ (AEB)、車線逸脱警告 (LDW) および車線維持支援 (LKA)、アダプティブクルーズコントロール (ACC)、ブラインドスポットモニタリング (BSM)、交通標識認識 (TSR)、駐車支援 (PA) などがあり、自動車の自動化機能の幅広い範囲を網羅しています。

ADASのアーキテクチャは、センサー層、データ処理層、意思決定実行層の3つの主要部分で構成されています。センサー層には、カメラ、レーダー、LiDAR、および超音波センサーが含まれます。データ処理層には、電子制御ユニット（ECU）や高性能プロセッサーが含まれ、意思決定実行層にはソフトウェアアルゴリズムやアクチュエーターが含まれます。

ADASのアプリケーションとアーキテクチャは、先進技術によってより効率的な運転支援機能を実現し、ドライバーに安全で便利な運転体験を提供するとともに、将来の完全自動運転の基盤を築くことを目指しています。

ADASアプリケーションには、そのセンサー、データ処理、および意思決定機能をサポートするために、さまざまな電子部品と半導体デバイスが含まれています。ADASで一般的に使用される半導体デバイスと電子部品には、イメージセンサー、レーダー、LiDAR、超音波センサーのほか、データ処理のためのマイクロコントローラー（MCU）、マイクロプロセッサー（MPU）、グラフィックスプロセッサー（GPU）、アプリケーション固有集積回路（ASIC）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）があります。車載ネットワークチップやワイヤレス通信モジュールなどの通信デバイスも重要であり、さらに電源管理IC（PMIC）、電圧レギュレーター、DRAMやフラッシュメモリのようなメモリデバイスも不可欠です。これらの半導体技術の開発と革新は、ADAS機能のさらなる向上と普及を促進するでしょう。

安全性は、高度運転支援システム (ADAS) アプリケーションにおいて重要な考慮事項です。システムの信頼性と安全性を維持するには、コンデンサ、EMI保護、機能デバイスなどの専門的な電子部品とテクノロジーの統合が必要です。Murataはこれらの分野で優れており、Murataが提供できる関連ソリューションについて以下で紹介します。

村田製作所は、先進運転支援システム (ADAS) アプリケーション向けに特化した、電子部品の幅広いポートフォリオで知られています。特にADAS電子制御ユニット (ECU) に注目し、村田製作所はコンデンサ、EMI保護ソリューション、センサーを含む多様な部品を提供しています。

MurataのNFMシリーズセラミックコンデンサは、3端子低ESL（実効直列インダクタンス）チップ積層セラミックコンデンサ（EMIフィルタ）であり、自動車のパワートレインおよび安全装置に適しています。これらの低ESLコンデンサは、特に電力システムおよび安全制御装置での電力デカップリングに適しています。

村田製作所のNFMシリーズセラミックコンデンサは、低ESL（等価直列インダクタンス）で高周波特性が最適化されています。これらのコンデンサは、高速電子機器における電力デカップリングに最適です。低ESLコンデンサを使用することで、2端子コンデンサと同じ機能を維持しながら、部品数を減らすことができます。それらは効果的にノイズを低減し、AEC-Q200規格に準拠しています。

村田製作所は、車載ネットワークを進化させるさまざまな製品を提供しています。注目すべき製品には、ノイズ抑制部品であるコモンモードチョークコイル（CMCC）や、信号線と電力線を単一ケーブルで組み合わせるPower over Coax（PoC）技術向けのインダクタが含まれます。CMCCは高周波信号とノイズに対して異なる特性を利用し、高周波ノイズを抑制します。PoCフィルタは、同じケーブルを介して供給されるDC電力からAC制御信号を分離し、DC電力のみを通過させます。

EMIノイズ抑制フィルタ（EMCノイズ対策）の分野では、村田製作所がDL/PLシリーズのコモンモードチョークコイル/コモンモードノイズフィルタを発表しました。CMCCは差動伝送ラインに適用可能で、CAN/CAN-FD/100Base-T1/1000Base-T1/SerDes/A²B™などの車載用途に適しています。また、電源ラインのコモンモードノイズにも効果的です。

さらに、安全システム、CAN/FlexRay、CAN/CAN FD、車載Ethernet（100Mbps/1000Mbps）、およびSerDes（PoC）に適用可能な多数のEMIノイズ抑制フィルタ製品があります。これらの製品は多様なオプションを提供します。

村田製作所は、ADAS内のカメラインターフェースで使用されるPoC用に開発された複数の車載用PoCインダクタも導入しています。LQW-Fシリーズインダクタは、村田製作所の豊富な製品ラインナップの他の適切なインダクタとともに、部品を最小限に抑えた広帯域バイアスT回路を実現します。村田製作所の車載用PoCインダクタの包括的なラインナップには、LQW、LQH、LQM、およびBLMシリーズが含まれています。これらの電源ライン用インダクタは、1.6mm x 0.8mmから12mm角までの幅広いサイズで提供され、金属合金、フェライト積層、ワイヤ巻き型などの異なる製造プロセスを特徴としています。

その中で、金属合金インダクターは、2.0mm x 1.6mmから10mm角までさまざまなサイズの製品を提供しており、高電流および低損失を必要とする用途をサポートします。金属合金コアを使用するこれらのインダクターは、独自の製造プロセスと高品質で信頼性が高く、耐久性に優れた低コア損失材料の使用により、高効率を実現します。すべての製品はAEC-Q200規格を満たしています。

SCA3300加速度センサーはデジタル3軸加速度センサーであり、7.6 × 8.6 × 3.3mm (幅 × 長さ × 高さ) の寸法で性能が大幅に向上しています。測定範囲は1.5g、3.0g、6.0gから選択可能です。このセンサーは複数の自己診断機能を備え、優れたゼロバイアス安定性、低ノイズレベル、優れた振動耐性を特徴とし、統合されたSPIデジタルインターフェースを提供します。高度な機械的減衰特性を持ち、-40～125°Cの温度範囲で動作し、消費電流はわずか1mA（供給電圧3.0～3.6V）です。Murataの実績ある静電容量型3D-MEMS技術を活用し、業界の性能を大幅に向上させています。

ADASセンサーの分野では、カメラ、レーダー、LiDARを含む、村田製作所はコンデンサ、EMI対策、機能デバイスを網羅する包括的な製品ラインを提供しています。

自動車市場は現在、大きな変革を遂げており、その中でも自動運転が最も注目されるトレンドの一つです。その結果、自動運転を支援するLiDAR技術の需要が近年急増しています。村田製作所のシリコンコンデンサは、低ESL特性によってLiDARの検出範囲を拡大し、測定分解能の向上に寄与しています。

シリコンコンデンサは、その小型で薄型の特性により、レーザーダイオードの近くに配置することができます。また、レーザーダイオードに直接ワイヤーボンディングすることも可能で、コンデンサとレーザーダイオード間のループ寄生インピーダンスを低減します。この特性により、セラミックコンデンサと比較して、高出力（100W以上）かつ短時間（約1.5ナノ秒）の光パルスを発することが可能になります。

村田製作所の標準製品ラインには、WBSCシリーズのようなワイヤボンディングシリコンコンデンサが含まれており、ESLが50pH@SRF、厚さが250µmです。WLSCシリーズはESLが50pH@SRFで厚さが100µm、WASCシリーズはESLが6pH@SRFで、厚さが100µm/250µmのオプションを提供します。

センサーのEMI抑制には、前述の車載用PoCインダクタや金属合金インダクタを使用することができ、いずれも優れた性能を提供します。

自動車用タイミングデバイス（クリスタル共振子/セラミック共振子）に関して、MurataはADAS（カメラ）、ADAS（レーダー）、タイヤ空気圧監視システム（TPMS）、リモートキーレスエントリー（RKE）、Ethernet®、ワイヤレス充電器、NFC（キー）、インストルメントクラスター（一般）、インストルメントクラスター（デジタル）、パーキングアシスタンスシステム、サラウンドビューカメラシステム、ドライブレコーダー、電動/ハイブリッド車などの用途に対応した豊富な製品ラインを提供しています。

さらに、Murataは温度検出用のサーミスタ（温度センサー）も提供しており、部品の損傷、寿命の短縮、変形、焼損などの問題を防ぎます。これらのセンサーは環境温度の監視、ファン速度の制御、急速充電中の動作温度範囲の維持に使用できます。サーミスタはまた、過電流保護に使用され、組立エラー、部品の偶発的な損傷、工場自動化（PLC）における配線ミスによる短絡を防ぐために異常電流を抑制します。さらに、サーミスタは、半導体のような製品の温度特性曲線を補正するためにも使用でき、例えば半導体センサーの出力の変化、金属抵抗の物理的変化、およびLEDの定格変化などに対応します。

サーミスタは、自動車用途で広く使用されています。例えば、自動車電動化におけるインバーター、BMS（バッテリーマネジメントシステム）、OBC（オンボード充電器）、DC-DCコンバーター、エンジンECU、TCU（テレマティクスコントロールユニット）、IVI（車載インフォテインメント）、ADAS、APA（自動駐車アシスト）、LiDAR、レーダー、および自動車接続用途でのセンシングカメラなどです。また、自動車のボディ/シャシー/安全用途でも使用され、自動車照明、EPS（電動パワーステアリング）、PKE（パッシブキーレスエントリー）/TPMS（タイヤ圧監視システム）、ゲートウェイ、車内LANなどが含まれます。

Murataのサーミスタには、NTCサーミスタとPTCサーミスタ（POSISTOR）が含まれます。NTCサーミスタは、温度が上昇すると抵抗が減少するデバイスであり、PTCサーミスタは温度が上昇すると抵抗が増加するデバイスです。これにより、温度検出や回路電流の制限といった用途が可能になります。

村田製作所のNTC サーミスタは、高精度・高感度の端子を使用しており、サーフェスマウント型やリード型など、突入電流抑制、温度補償などさまざまな用途に対応するモデルがあり、シートタイプやリードタイプの製品シリーズとして提供されています。POSISTOR PTCサーミスタは、優れた信頼性と性能を持つセラミック材料で作られています。

村田製作所の包括的なサーミスタ製品ラインは、表面実装型やリード型などのさまざまなパッケージ形式を網羅しており、過電流保護、過熱保護、突入電流抑制といった多様な用途向けの製品を含んでいます。

自動車産業が進化する中、先進運転支援システム（ADAS）技術の向上を優先することが、機能性と安全性の改善において重要です。最先端のセンサー技術、強力なデータ処理能力、効果的な通信システムを取り入れることで、ADASシステムは周囲を正確に認識し、信頼性の高い意思決定支援を提供する能力をますます向上させています。

さらに、冗長設計の実装、高信頼性コンポーネントの使用、および包括的な安全対策の統合は、さまざまな運転条件においてADASシステムの安定性と安全性を確保するために不可欠です。本記事で紹介されているMurataソリューションの範囲は、自動車のADASアプリケーションにおける安全性と性能の厳しい要件を満たすのに十分な設備を備えています。

記載されている具体的な製品や追加情報についての詳細は、MurataおよびArrow Electronicsにお問い合わせいただき、専門的なガイダンスとサポートをお受けください。