見て、考えて、動く、ZFの製品・技術展示から見えたクルマの進化【人とくるまのテクノロジー展】

1880年代中盤にドイツでガソリンエンジン付きの自動車が発明されてから130年あまり。クルマは単なる移動手段から、所有する喜びや運転する楽しみなど、私たちの幅広い欲求を満たしてくれる存在へと進化してきました。楽しく便利なクルマですが、最近は特に環境や安全面での性能が強く求められる変革の時代を迎えています。そのような流れは、安全、効率、自動運転という自動車業界の「メガトレンド」と呼ばれています。

こうしたメガトレンドに対応し、個々の部品を統合して「システム」として自動車メーカーに提供する会社は「メガサプライヤー」と呼ばれています。その一社が自動車発祥の地、ドイツに本社を置くゼット・エフ・フリードリヒスハーフェンAG=ZF(AGはドイツ語で株式会社の意)です。

そんなZFが、「人とくるまのテクノロジー展」には、「See-Think-Act」(=見て、考えて、動かす)というテーマのもと、最新技術・製品を展示していました。楽しさ、利便性や快適性だけでなく、クルマをより高効率で安全なモノに進化させていく技術について見ていきましょう。

「See」:センサー
展示ブースで一番大きなスペースを割いていたのが、高度運転支援システム(ADAS)関連。ここでは、「See-Think-Act」に関連する最新の要素技術が紹介されていました。

まずSeeにあたる部分である各種センサー類。業界最小サイズの「S-Cam4.6」前方カメラは、アダプティブ・クルーズコントロール(ACC)、ヘッドライトコントロール、自動緊急ブレーキ(AEB)などに加え、信号、道路標識、大型動物や歩行者の認識・検知機能も可能にするそうです。検知角(FOV)も52度と100度のモデルがあり、FOV100は前を横断中の歩行者や自転車などの検知機能が強化されているとの事です。

その隣にあった「Tri-Cam」前方カメラは、クルマのすぐ近くから遠くまでの環境を正確に認識できるよう、広角と望遠を組み合わせた3つのレンズと撮像素子が一体ユニットに収められている複眼カメラです。FOVは28度、52度、150度の組み合わせと、50度、100度、150度が選べ、300m先のクルマ、120m先の歩行者を検知できる性能をもっており、まさに、広く遠くまで見渡せる「目」になるわけです。

画像という形で情報を得るカメラは文字や表示などの認識能力が高い一方、人間の目と同様に悪天候や夜間など視界の悪い状況では一般的に能力が低下します。そのような時に精度の高い物体検知が可能なのはレーダー。ZFの「77HGz AC1000 EVO」前方レーダーは、時速40kmを境にFOV100度/最長検知距離80mと同30度/200mに切り替える事ができるそうです。速い時は遠くを見て、遅い時は近くを幅広く見てくれるわけです。

レーダーとカメラ、双方の利点を組み合わせれば、クルマだけでなく歩行者や自転車を含むすべての交通環境を非常に高い精度で検知する事が可能になります。ACCの性能向上による利便性や、より安全なAEBなど、快適性と安全性、両面の向上に大きく貢献してくれそうです。

またクルマの安全性を強化し、自動運転の実現につなげるためには、前だけでなく360度にわたる周辺環境認識も必要です。ZFでは、フロントおよびリア用コーナーレーダー「77GHz AC1000 EVO」が前方レーダーやカメラと連携して、死角検知、車線変更支援、道路横断物体警告など各種の自動運転に向けた機能をサポートするそうです。


「Think」:AI

ADAS関連コーナーでひときわ高い位置に展示されていた部品がありました。これらのセンサーから送られる膨大な情報を瞬時に的確に処理する「頭脳」にあたる「ZF ProAI」と呼ばれるコンピューター。よく見るとアメリカの半導体企業、NVIDIAのロゴがありました。この車載用AIは、同社とZFとの共同開発によるものだそうです。

このAI、カメラやレーダーなどの車載センサーやクラウドから送られたデータを高速処理して周辺環境を正確に理解し、高度な運転支援機能の実現を可能にする優れものだそうです。ディープラーニングにより継続的に精度向上が図られるだけでなく、クラウド経由での更新やアップグレードによる機能追加が可能で、クルマを常に安全で効率の良いモノに進化させてくれます。

「Act」:動かす
これらのセンサーやAIで構成される最新のADASも、最終的にクルマを動かす機能と効率よく連携できなければ意味がありません。ZFは、ショックアブソーバやステアリング、サスペンション関連のメカニカルな部分に伝統的な強みを持っている事で知られています。

連続可変減衰力コントロールダンパー「CDC」は、カメラがスキャンした前方の路面状況に合わせて特性を変化させ、車体の上下動を減らしてくれます。乗り心地の悪化を防ぐと同時にクルマの安定性を確保してくれます。その他、自動運転に対応した電動パワーステアリングや後輪操舵システム「アクティブ・キネマティック・コントロール(AKC)」、軽量で引きずり抵抗の少ないブレーキシステムなども展示されていました。このような機械部品をクルマの「目」と「頭脳」に組み合わせる事で「See-Think-Act」が完成し、快適、便利で事故の少ない運転環境の実現につながりそうです。

メガトレンドに対応するもう一つの柱:電動化
このように、センサー、AI、アクチュエーターのすべてを統合・最適化することで先進的な安全や運転支援に関わるソリューションをワンストップで自動車メーカーに提供できる専門性がZFの強みと言えそうです。一方で、伝統的なもう一つの分野、ドライブライン(駆動系)においてもメガトレンドの一つである効率化に、電動化=Eモビリティを通して対応する製品が展示されていました。

日本で初めて公開された、新型のスポーツ用ハイブリッドトランスミッション。これは、ZFの8速デュアルクラッチ・トランスミッション「8DT」をベースに、ポルシェと共同で開発したハイブリッド・モジュールを組み込んだものです。ピーク出力100kW、通常出力55kW、トルク400Nmのモーターにより、電気駆動のみで新型「パナメーラ」を140km/hまで加速させるそうです。

この8DTは、内部のパワーロス低減やギヤの超ワイドレシオ化、状況に応じて各部への冷却や循環に関わるパワー供給をコントロールする新しいシステムの採用で高効率化が図られているとの説明がありました。さらに、独自開発のトランスミッションECUによって他の車載システムと連携し、シフトスピードのさらなる向上だけでなく、快適性や燃料消費の最適化も実現しているそうです。

また、電気自動車向けの電動ドライブモジュール「エレクトリック・ビークル・ドライブ(eVD2)」が2018年から量産される事が発表されました。150kWの最大出力と3,500Nmのトルクを発生する電気モーターに加え、ディファレンシャル、冷却システム、シングルスピードトランスミッションと制御用ソフトウェアを搭載したパワーエレクトロニクスから構成されているこのモジュール。軽量コンパクトなので、クルマの大きさやレイアウトなど様々なパッケージングに対応する柔軟性がありそうです。高級車だけでなく、前輪駆動のコンパクトカーから商用車まで、幅広いセグメントの電動化を実現してくれそうです。

交通事故死亡者/重傷者と排気ガスゼロの実現に向けて
こうした先端技術の提案を行っている自動車部品メーカー、ZFの目標は、交通事故死亡者/重傷者数と排出ガスゼロの実現だそうです。長い歴史で培ったエンジン、トランスミッション、サスペンション、ステアリング等のメカに関するノウハウを、最新のセンサーテクノロジーや安全技術と統合させているのが今回の展示から伝わってきました。Eモビリティと、安全性の向上に向けた高度な運転支援機能の開発していくそうです。

なお、環境や安全性能が強く求められる変革の時代にあっては、メガサプライヤーや自動車メーカーであっても、一社単独では開発にかけられる時間や予算といったリソースに限りがあり、そのスピードについていくことが困難になりつつあります。ZFでは、自社開発と同時に外部企業との提携も積極的に行っています。去年の9月に設立された「ツークンフト・ベンチャーズ」(ツークンフトはドイツ語で「未来」の意)という会社は、将来の自動車に重要となる新しい技術を開発しているベンチャー企業などを発掘し提携を進めているそうです。小規模でありながら高い技術力や創造性をもっている企業は大企業からの支援を得られる一方、ZFは製品・技術ラインナップを拡大する事ができるという事で、まさにwin-winの形です。

特に先進国において、CO2やNOXなどのエミッションに対する規制がますます進んでいます。一方、痛ましい交通事故のニュースが毎日のように報道される昨今。ZFの展示からは、そうした社会環境のもとで自動車が進むべき将来の姿を見られました。クルマは、その100年を超える歴史の中で様々な進化を遂げ、私たちの生活をより便利で快適で楽しいモノにしてくれました。現在のメガトレンドは、より安全で持続可能な社会の実現に向けた進化である事が最新の自動車技術から感じられました。もっと楽しく、便利で安全なクルマの登場に期待したいところです。

(Toru Ishikawa)

見て、考えて、動く、ZFの製品・技術展示から見えたクルマの進化【人とくるまのテクノロジー展】(http://clicccar.com/2017/06/02/477414/)

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