古い車の近代化改修 スマホでヘッドアップディスプレイ (失敗編)

うちの車は古い安物なのでヘッドアップディスプレイ (HUD) が装備されていません。走行中に速度を確認する際には、視線をインパネのメーターまで下げる必要があります。また、前方の道路を見てから速度計に目を移し、再び前方に戻すたびにピント合わせが必要ですが、視力が衰えたオッサンには、このピント合わせが難しくなってきています。

最近のやや高級な車には、ダッシュボード下にHUD(投影機)が埋め込まれており、フロントガラスに情報を投影する仕組みがあります。これらのHUDには凹面鏡やレンズ、ミラーが使用されており、HUDから運転手の眼までの実距離よりも焦点距離が大幅に伸ばされているため遠景とHUDを見比べる際にピントの合わせが少なくて済むように設計されています。

HUDを後付けしようとすると、ダッシュボード下に投影器を埋め込むことはできないため、カーブが計算された凹面鏡型のハーフミラー(リフレクタ,コンバイナ)をフロントガラスの手前に配置し、それに投影する方法が最適です。しかし、ハーフミラーは透明度が高くはないため、視界に邪魔物があるように感じることが多くなります。さらに、見る位置(運転手のアタマの位置)がズレると意図通りに映像が見えない可能性があります。ハーフミラーのリフレクタが凹面鏡になっているものは、良質な設計であれば焦点距離が延びてピント合わせが少なくて済むかもしれませんが、安価なものはその効果を期待しない方が良いでしょう。

フロントガラスの手前にリフレクタ,コンバイナがあることを邪魔だと感じる場合、フロントガラスに投影するタイプもあります。しかし、HUDの投影が想定されていない通常ののガラスでは、表と裏の表面で複数回の反射が発生し、投影された映像が多重に見えることがあります。また、ダッシュボード上に置く後付HUDは、フロントガラスに投影するまでに焦点距離を伸ばす仕組みがないため、遠景と投影映像の見比べる際にピントの合わせ直しが必要になります。このため、インパネ内のメーターまで大きく視線を下げる必要がなくなる以外のメリットはほとんど得られません。

後付HUDは製品によって異なりますが、デジタルのLEDとGPSによる速度表示、OBDなどで取得した複数のデータ表示、スマートフォンのアプリ画面の表示、Android Autoなどを利用したスマートフォンの画面表示、Bluetoothを通じたスマートフォンの情報表示などがあります。

Android Autoの投影タイプとしてはHUDWAYのHUDWAY Driveが有名ですが、その価格は高価です。一方、中華の類似製品は大幅に安価で提供されていますが、時には意味不明なほど高価に設定されていることもあります。上のリンクと同じ筐体を使用したHUD製品が複数のブランドから販売されています。リフレクターが前方の視界を遮らないようにするため、運転手の目線でダッシュボードからボンネットまでが見える範囲にリフレクターを設置する必要があります(保安基準)。
スマートフォンアプリで限られた情報を投影するタイプの製品も多く出回っています。これはC3というモデルですが、姉妹モデルとしてC1とC2があります。これらのモデルにはそれぞれナビ表示対応の有無などの違いがありますが、筐体以外に大きな違いはないようです。リフレクターが前方の視界を遮らないように、運転手の目線でダッシュボードからボンネットが見える範囲にリフレクターを設置する必要があります(保安基準)。
今回は、スマートフォン画面をフロントガラスに投影するために、試しにハーフミラーのシートだけを購入してみました。ただし、このハーフミラーシートをフロントガラスに貼ると、運転手の前方の視界を遮る障害物となり、透過率が低いため保安基準を満たさない可能性が高いです。日本で公道を走行する際には、このシートを剥がしておく必要があるでしょう。

車の近代化改修 スマホでHUD 1
今回購入したハーフミラーのシートです。ハーフミラーは透明度が高くないとは予想していましたが、やはり暗め(黒っぽい)です。

車の近代化改修 スマホでHUD 2
今回はスマートフォンの画面を映します。緊急地震速報の通知画面が黄色で目立つのでテスト用に利用することにしました。

車の近代化改修 スマホでHUD 3
スマートフォンをダッシュボードに置こうとしたところ、車が停まっている状態でも滑ってしまい、意図した位置に留めることができませんでした。そこで、滑り止めシートを使うことにしました。

車の近代化改修 スマホでHUD 4
運転席側のダッシュボードの上、フロントガラスに近い場所にスマートフォンを置きました。この画像は、ハンドルの上から斜め下を覗き込む形(近め)で撮影しています。シャッターが閉まった暗い車庫内では、スマートフォンの画面がフロントガラスに鮮明に映っています。

車の近代化改修 スマホでHUD 5
次に、運転手の目線の位置から撮影しました。スマートフォンの画面がフロントガラスに映っているのは前の写真と同じですが、撮影距離が遠いため、何が映っているのかは見えにくくなっています。

車の近代化改修 スマホでHUD 6
スマートフォンのHUDアプリ「HUDWAY Go」や「Sygic GPS Navigation & Maps」を使って速度と地図表示を試しました。暗い車庫内では、速度の数字は見えますが、フロントガラスの表面(表裏)による反射で多重に見えるため、非常に見づらいです。さらに、地図は全く見えません。

車の近代化改修 スマホでHUD 7
購入したハーフミラーシートをフロントガラスに貼ってみました。速度の数値は白飛びするほど明るくなり、地図も見えています。しかし、スマートフォンが遠いため、地図の内容はよく分かりません。

車の近代化改修 スマホでHUD 8
屋外の昼間の明るい時間に試しました。太陽は斜め後ろにあり、影響はほぼないはずですが、ハーフミラーシートをフロントガラスに貼ってもスマートフォンの画面が投影されているとは思えないほど、ほぼ見えません。もちろん、フロントガラスに直接投影した場合は全く見えません。これでは全く役に立ちません。

ちなみに、このハーフミラーシートは糊で貼り付けるのではなく静電気でガラスに吸着させるものなので簡単に貼ったり剥がしたりできます。ガラスに貼る面はツルツルではなく若干ベタッとした感触があります。貼るのは簡単ですが、気泡が入りやすく、ホコリも挟まりやすいです。どちらもかなり目立つので、上手く貼らないといけません。これはスマートフォンの画面保護フィルムと同様です。ただし、車種によってはフロントガラスの傾斜がきつく、ガラス下部に貼るのが難しい場合があります。

結果

周囲が暗い夜間であれば、スマートフォンの画面でもHUD(ヘッドアップディスプレイ)の情報が確認できることがあります。しかし、その場合でも速度表示の数字を大きくしないと、何が表示されているのか見えにくいと思われます。HUDアプリでは、文字の大きさを調整できる機能があり、地図も黒地に白で道を強調表示することができます。
それでも昼間は全く見えないため、夜に運転することがほぼない「がとらぼ」の人には意味がありません。
ハーフミラーシートを使用すると、フロントガラスに直接投影する場合のように多重に見えることはありません。また、フロントガラスより反射率が高いためはっきりと見えやすいのですが、スマートフォンの画面の輝度では暗すぎて昼間は何も見えません。仮に見えたとしても、画面に情報がごちゃごちゃと表示されていると(視力が良くない限り)ほぼ読み取ることができません。

さらに、フロントガラスにハーフミラーを貼ることは、おそらく保安基準に違反するため走行時に使用できません。フロントガラスとハーフミラーシートを組み合わせた場合の可視光線透過率は、間違いなく保安基準の70%を下回るはずです。

このハーフミラーシートを購入したのは5月の連休頃でしたが、まったく使い物にならないことが判明したため、記事にしませんでした。しかし、最近HUDのGPS速度計を購入したので、今回記事にしました。HUD速度計は次回で。

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車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた

車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた

うちの車は古く、「がとらぼ」の人が初めて夏に乗ったときにもクーラーが大して効いてなかった記憶があります。それから放置期間を含めて8年、一度もエアコンのメンテナンスを行っていませんでした。先日、暑い日に乗ったところ、全く冷たい風が出ず、しかし車は温度を下げようとして全力でエアコンを動かすのでゴーゴーと風の音ばかりがうるさい状態でした。そこでエアコンのオイルと冷媒のガスを追加することにしました。
本来であれば真空引きしてオイルも可能な限り入れ替えるべきですが、乗り潰すつもりの車なので自分で追加するだけにします。

車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた 1
エアコン用のオイルとガスは車種によって使用できる種類が異なります。ネットで車の型番と共に検索すればどの種類を使えば良いかは簡単に知ることができますが、実際に車のボンネットを開けてエンジンルーム内のどこかに貼ってあるシールを確認する方が確実です。
うちの車はボンネットの裏面にシールが貼ってあり、オイルはND-OIL 8、冷媒ガスはHFC134aと書かれていました。ND-OIL 8というのは分かりにくいですが、PAGオイルだとのことです。おおまかには、エンジン車はPAGオイル、ハイブリッドやEV車はPOEオイルを使用するようです。ガスもおおまかには134a(旧)か1234yf(新)が使用されます。1990年代までの旧車だとCFC-12(R-12)というものもあります。オイルもガスも種類によって特徴が異なるため、指定されたものを使わなければなりません。
使用する冷媒ガスの充填量も書かれているので、その容量以下で必要な量を用意します。旧車や外車は大量に充填するものが多いようですが、最近の国産車だと多くは必要ないようです。

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車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた 2
オイルとガスを充填するためのホース(簡易ゲージ付き)、ガス(大きい缶)、オイル(小さい缶、少量のガスを含む)です。
このホースは、写真の右下側のカプラを車に接続し、左上の「ひねる」ハンドルが付いている側に缶を接続します。

車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた 3
左の大きい缶が冷媒ガス200gで、右側がオイルと少量のガスが入っています。
オイルの缶には目立つように書かれていませんが、缶のラベルにはPAGオイルであることとHFC-134aガスが含まれていることが記載されています。

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オイルとガスの缶の一番上の中央部分は滑らかで密閉されており、その側面にはネジ山が切ってあります。

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充填用のホースの缶を接続する側には、中央に先端が尖ったピンが飛び出ています。ここに缶を刺すとその瞬間にガスやオイルが吹き出してしまうため、ピンの反対側のハンドルをいっぱいまで緩めてピンを引っ込めます。

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完全にピンが引っ込んだことを確認します。

エアコンオイルの追加

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缶の口をねじ込みます。今回は先にオイルを入れてから後でガスを追加する予定なので、オイル缶を取り付けました。まだピンを刺さないようにします。

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エンジンルーム内のパイプのどこかに「L」(低圧)と書かれたキャップと「H」(高圧)と書かれたキャップがあるので「L」のキャップを見つけて半時計回りに回して外します。キャップは無くしたり汚したりしないようにします。

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キャップを外した状態です。キャップを外してもガスは漏れないようになっています。

車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた 10
充填ホースのエンジン側に接続するカプラは、一番外の輪を根元側に5〜10mmほど引き下げることで嵌めることができます。外すときも同様に、一番外の輪を引き下げます。
カプラはエンジンを止めた状態で接続します。ゲージには高い値が出ますが、エンジン停止中でコンプレサーが回っていないので異常ではありません。しかし、写真ではそれほど高い値ではないのはガスがすっかり抜けている可能性があります。

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エンジンを止めたままで、ネジ込んだ缶を少し緩めると、ホースの中の空気が車からのガスに押されて「プシュー」と漏れてきます。ホース内の空気が抜ける程度に漏れ出たことを確認したら、缶を再び締め込みます。適度以上にきつく締める必要はありません。
エンジンをかけて、エアコンをオンにし、最低温度、風量最大にします。内気循環の方が良いという話もありますが、要はエアコンのコンプレッサーがよく回るようにすれば良いのです。このとき、アクセルとブレーキペダルに角材を挟んで、アイドリングより回転を上げておきます。1000〜2000回転程度。
エンジンがかかった状態で、ガス充填ホースのピンのハンドルを時計回りにいっぱいまで回し、ピンの先端が缶の口に穴を開けます。ピンが缶に穴を開けると感触が判るという人もいますが、「がとらぼ」の人にはほとんど判りませんでした。再びピンのハンドルを逆にいっぱいまで回して緩めます。このとき、オイルの缶は逆さにしてオイルがホースに流れ出やすくします。(次のガス缶は逆さにはしません)
オイルとガスが噴出すると、缶の温度が下ります。また、ゲージの針も低い値を指す筈です。
缶が空になると、冷たくなっていた缶が再び元の温度に戻ってきます。缶を軽く振って液体が無くなっているようであれば、オイルの充填は完了です。
エンジンを停止し、カプラを外し、エンジン内のパイプのLキャップを嵌めます。充填ホースに取り付けていた缶を外します。

エアコンガスの追加

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充填用ホースのピンが完全に引っ込んだ状態で冷媒ガスの缶を充填用ホースに取り付けます。(オイルと同じ要領です。)
エンジン内の低圧バルブのキャップを外し、充填ホースのカプラを接続します。ゲージが高い値を示すことを確認し、缶のねじ込みを少し緩めてホース内の空気を抜きます。(エアパージ)
冷媒ガスの缶は上向きにしてエンジンルーム内で安定する位置に置きます。

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エンジンをかけてエアコンをオンにします。最低温度、風量最大、内気循環、アクセル1000〜2000回転程度。
充填ホースのピンのハンドルをいっぱいまで締め込み、缶に穴を開けます。そして逆にいっぱいまで緩めてガスが出るようにします。このとき、冷媒ガスの缶は縦に振ったり逆さにしないようにします。これは、ガスが液体の状態で流出しないようにするためですが、神経質になる必要はないかもしれません。

車の原状回復 涼しい風が出ないのでエアコンオイルとガスを補充してみた 14
液体だった冷媒がガスになって缶から出ることによって缶が非常に冷たくなります。缶より一回り以上大きな何かの容器に50℃程度のやや温かいお湯を用意し、冷媒ガスの缶の下半分が浸かるようにします。これで、何もしないよりはガスの充填が速くなります。缶が冷たくなく缶を軽くゆさぶって液体が残っていないようであれば充填完了です。熱いエンジンに触れないよう注意して低圧パイプを触り、冷たくなっていることを確認します。充填ホースのカプラを外し、忘れずにLキャップを取り付けます。
終わりです。
もしも、ガス缶に液体の状態で残っている場合は、冷媒ガスを空気中に放出するのは違法なので車の整備屋さんやガスステーションに持って行って処理してもらいます。このとき、充填ホースのハンドルを締め込みピンをいっぱいまで押し込んだ状態で塞いでおきますが、徐々に漏れるかもしれないので早めに処理してもらってください。

今回は、車の低圧パイプ側だけに接続する簡易充填ホースにおまけのゲージが付いたものを使用しましたが、低圧ゲージだけを見ても入れすぎが判りません。本来はマニホールドゲージという3本のホースと2つのゲージが付いた器具を使用し、高圧のゲージでも充填状態を見るのが正しい方法のようです。今回はガスが殆ど抜けているという「根拠のない予想」で200gのガス1缶とオイル缶の少しのガスを入れましたが、これはうちの車で充填できるガス量の半分以上なので予想どおりにガスが多く抜けていなければ入れすぎです。入れ過ぎはコンプレッサーだけでなくコンデンサ、レシーバタンク、エキスパンションバルブ、エバポレータ、配管のつなぎ目などの負荷を高くして時間をかけて壊す可能性があります。

「充填ホースにゲージが付いてるんだからそれで圧力を見れば入れすぎ判るんじゃないの?」と思われるかもしれませんが、判らないんですよ?エアコン稼働状態でガスを補充しますが、低圧側は吸ってる状態なので本来の圧力よりだいぶ下がります。しかも低い値のままを指すことが殆どです。それでゲージが50psi(適正と入れすぎの境)を超えるようだともうとんでもなく入れすぎだと思われます。ご注意ください。

結果

かなり冷えるようになりました。エアコンの吹き出し口から出る風が「温かい風」から「明らかな冷風」になりました。また、車内が冷えてくると適度にコンプレッサが停止する時間が発生するようになりました。(正常)
ただし、吹き出し口から出る風が冷たすぎて、かざした手が痛いというほどではありません。もう少しガスを多く足しても良かったのかもしれませんが、これ以上は入れすぎが判らないため今回はこれで終わりとします。

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