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カーエレクトロニクスセンサ技術

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  • 2021年12月21日: 好評につき完売、絶版とさせていただきます。

　「走る、曲がる、止まる」という自動車の基本機能に加え、「環境、安全、快適、情報、セキュリテ」などの社会的なニーズを実現する上で、1970年代の排気ガス規制をきっかけに始まった車のエレクトロニクス制御化は、今では車にとって切り離せない技術となった。エレクトロニクスによる制御の基本構成は、人間の頭脳に相当するコンピュータ、五感にあたるセンサ、そして手足となるアクチュエータである。
　コンピュータは4bitsから8→16→32bitsと半導体技術の飛躍的な進歩とともに高機能・高速化し、アクチュエータも小型化・高機能化・低コスト化・知能化しながら発展してきた。他方、センサは1970年代のベーン式エアフローセンサ、高温センサ、1980年代のカルマン渦エアフローセンサ、半導体圧力センサ、1990年代のヨーレートセンサ、半導体加速度センサなど現在のセンサの雛型が誕生し、以降マイクロマシニング等の加工技術の高度化、半導体技術の高密度化などの流れを受けながら著しい変革を遂げている。近い将来、自動車がユビキタス情報社会のネットワークに組み込まれることや運転者の多様化や高齢化に伴う操作の自動化が、ますます要求される。それに伴い、カーエレクトロニクス用センサの多様化が一層促進される。
　本書前半では、一見まとまりのない雑多な技術の集合と考えられがちなセンサ技術を、原点に立ち返って、センサ技術の全体像を明確にし、センサ機能の本質を見極めると、一見脈絡のない多彩な信号変換やデバイスの構造が、共通の原理や数少ない法則により支配されていることが明らかになることを説明する。この知識を背景にして既得の知見を整理することにより、センサの正しい選択や応用、信号処理を行う電子回路の設計が可能となる。他方、自動車においては特に信頼性が大切で、設計と生産の両面から、信頼性技術の基礎も紹介する。本書後半では、現在車で採用されているセンサの実例とセンサの設計や評価をする際の具体的なポイントを筆者の経験を踏まえながら説明し、信頼性に関しては、どのようにして車載用センサとしての信頼性を造りこんできたか、クレームをどのように解決してきたかを筆者独自の切り口でまとめた。本書は、これからセンサに取り組もうとされている入門者からベテランの方、更にセンサ事業にこれから参入されようとされる方まで広く役立つと信じる。

目次

第1章 カーエレクトロニクス用センサの現状と将来

  • 1. 自動車の電子化の現状
  • 2. カーエレクトロニクス用センサの市場規模
  • 3. 自動化システムにおけるセンシング技術
    • 3.1 自動車技術の発展とセンサ技術
    • 3.2 センサと車載ネットワーク
  • 4. これからの自動車と高度電子化
    • 4.1 これからの自動車で予想されるセンシング技術
    • 4.2 センシングのパラダイムシフトと高度電子化
  • 5. これからのセンサ技術
    • 5.1 マイクロ・ナノ技術とセンサ
    • 5.2 センシング対象の拡大:計量から認識へ
    • 5.3 センサ知能化

第2章 センサ技術入門

  • 1. センシング技術とセンサ
  • 2. 量の体系と信号変換
    • 2.1 量の体系
    • 2.2 量の変換
    • 2.3 示強変量と示容変量
    • 2.4 信号変換とエネルギー変換
  • 3. 受動的変換と能動的変換
    • 3.1 エネルギー変換形センサとエネルギー制御形センサ
    • 3.2 受動的センシングと能動的センサシング
  • 4. 変換を支配する物理法則とセンサの特性
    • 4.1 構造型センサと物性型センサ
  • 5. 物質成分センサとしての化学量センサ
    • 5.1 物質成分センサの要件:対象成分に対する感度と選択性
    • 5.2 分光分析法:成分に依存し、共通の構造を持つ分析手法
  • 6. センサの出力信号と伝送
    • 6.1 センサ出力信号によるセンサの分類
    • 6.2 アナログ出力かディジタル出力か
    • 6.3 電圧かインピーダンスか
    • 6.4 センサ出力信号の伝送
  • 7. センサ・インタフェース・エレクトロニクス技術
    • 7.1 センサの信号書類回路とノイズの分離
    • 7.2 EMC技術
    • 7.3 ディジタル・ノイズ・イミュニティ

第3章 基本的センサの原理と構造

  • 1. 物理量センサデバイス
    • 1.1 変換を支配する物理法則と物性力・変位センサ
    • 1.2 位置・角度センサ
    • 1.3 速度センサ、角速度センサ
    • 1.4 加速度・振動センサ
    • 1.5 流速・流量センサ
    • 1.6 温度センサ
    • 1.7 光・画像センサ
    • 1.8 磁気センサ
  • 2. 化学量・成分センサ
    • 2.1 多様性と成分選択性
    • 2.2 液体成分センサ
    • 2.3 気体成分センサ

第4章 信頼性技術の基礎

  • 1. 信頼性技術入門
    • 1.1 信頼度、故障率
    • 1.2 故障モード
    • 1.3 劣化と環境:ストレスと故障率
    • 1.4 MTBF:平均故障間時間
    • 1.5 MTTR:平均修理時間
    • 1.6 アベーラビリテイ
  • 2. 高信頼化設計技術
    • 2.1 劣化の制御:ディレーテイングと加速試験
    • 2.2 冗長化システム
    • 2.3 フェールセーフシステム:非対称故障率
  • 3. ノイズと信頼性
    • 3.1 ノイズと誤動作:アナログ回路の障害、ディジタル回路の障害
    • 3.2 ノイズ発生と伝搬
  • 4. EMC技術:ノイズ低減技術
    • 4.1 ノイズ対策技術
    • 4.2 グランド
    • 4.3 シールド
    • 4.4 フィルタ
    • 4.5 ソフトウェアによる障害対策

第5章 実用センサと応用システム

  • 1. 温度センサ
    • 1.1 吸気温センサ
    • 1.2 水温センサ
    • 1.3 外気温センサ
    • 1.4 燃料、油温センサ
    • 1.5 高温センサ
    • 1.6 EGR温度センサ
    • 1.7 その他温度センサ
  • 2. 圧力センサ
    • 2.1 微圧センサ
    • 2.2 低圧センサ
    • 2.3 中圧センサ
    • 2.4 高圧センサ
    • 2.5 超高圧センサ
    • 2.6 その他圧力センサ
  • 3. 位置センサ、角度センサ、液面レベルセンサ
    • 3.1 直線位置センサ
    • 3.2 回転位置 (角度) センサ
    • 3.3 燃料レベルセンサ
    • 3.4 その他センサ
  • 4. 距離センサ
    • 4.1 超音波
    • 4.2 カメラ
    • 4.3 レーザレーダ
    • 4.4 マイクロ波レーダ
    • 4.5 ミリ波レーダ
  • 5. 回転センサ
    • 5.1 電磁式回転センサ
    • 5.2 ホール式回転センサ
    • 5.3 MR式回転センサ
  • 6. 加速度センサ、振動センサ
    • 6.1 加速度センサ
    • 6.2 ヨーレートセンサ
    • 6.3 ノックセンサ
  • 7. トルクセンサ
    • 7.1 トルク (操舵力) センサ
  • 8. 流量センサ
    • 8.1 エアフローセンサ
    • 8.2 燃料流量センサ
  • 9. 電流センサ
    • 9.1 電流センサ
  • 10. 成分センサ
    • 10.1 燃料性状センサ
    • 10.2 水分検出センサ
  • 11. 気体センサ
    • 11.1 酸素センサ
    • 11.2 A/Fセンサ
    • 11.3 NOxセンサ
    • 11.4 空気質センサ
  • 12. 日射量センサ、照度センサ
    • 12.1 日射センサ
    • 12.2 受光センサ
  • 13. その他センサ
    • 13.1 雰囲気センサ
    • 13.2 乗員認識センサ
    • 13.3 コンパス
    • 13.4 非冷却型赤外線センサ

第6章 設計のポイント

  • 1. 仕様の特徴
  • 2. 性能
    • 2.1 基本性能の確認
    • 2.2 客先との仕様の確認は充分か
  • 3. 信頼性
    • 3.1 非標準品の確認
    • 3.2 問題点のフォロー
    • 3.3 未確認項目
    • 3.4 限界確認
  • 4. 工作性
    • 4.1 製造ラインへの適合
    • 4.2 組立て性
  • 5. コスト
    • 5.1 原価明細
    • 5.2 ミニマムコスト
  • 6. 部品、材料
    • 6.1 標準品
    • 6.2 相当品 (代替品)
    • 6.3 機能の明確化
    • 6.4 樹脂の採用に配慮
  • 7. 原価低減 (VA)
    • 7.1 VA手法
    • 7.2 VA事例

第7章 センサ評価のポイント

  • 1. 評価の概要
    • 1.1 評価に対する考え方
    • 1.2 評価の規格と内容
    • 1.3 評価のやり方
  • 2. 評価の盲点
    • 2.1 結果の予測
    • 2.2 不信
    • 2.3 再現性
    • 2.4 結果の信頼性
    • 2.5 弱点
    • 2.6 マスターサンプル
    • 2.7 評価の効率化
    • 2.8 評価の変化点
    • 2.9 創造的評価
  • 3. 今後の評価のあり方
    • 3.1 望ましい評価
    • 3.2 的確な評価

第8章 センサの信頼性

  • 1. 品質維持の手法
    • 1.1 部品の標準化
    • 1.2 部品の受入スクリーニング
  • 2. クレームの分析
    • 2.1 事例分析
    • 2.2 クレームの起点
  • 3. クレーム対処法
    • 3.1 M式S6法
    • 3.2 クレーム対処の五ゲン主義
    • 3.3 モデリング技術
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執筆者

東京大学 名誉教授
元 横河電機 常務取締役
理化学研究所 フロンティアリサーチシステムアドバイザリーカウンシル委員
山﨑 弘郎

ユニバーサル開発設計事務所 代表
近畿大学 理工学部 非常勤講師
元 三菱電機 技術担当部長
三谷 干城

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出版社

株式会社 トリケップス
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お問い合わせ

本出版物に関するお問い合わせは tech-seminar.jpのお問い合わせからお願いいたします。
(出版社への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

体裁・ページ数

B5判 200ページ

発行年月

2006年8月

販売元

tech-seminar.jp

価格

56,800円 (税別) / 62,480円 (税込)
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