特集

将来の車載電子プラットフォーム
Future In-Vehicle Electronic Platform
＊安則裕通

伊東真也

Hiromichi Yasunori

上村秀晶

松村雄高

石原

Hideaki Uemura

Shinya Ito章生

Akio Ishihara

Yutaka Matsumura

近年、クルマ及びクルマを取り巻く環境が急激に変化し出している。これまでの「走る」「曲がる」「止まる」に「つながる」が加わることで、クルマの価値の変化、すなわち単なる移動手段から移動＋社会端末へと発展し、付加価値がユーザー個人から社会全体の価値へ広がってくる可能性が出てきている。2030年代のクルマ社会に向け、新たな産業を生み出す社会端末となることで、経営資源としての価値が見いだされる可能性もある。そこで従来のクルマとしての機能価値に加え、新たな社会ニーズに対応するための基盤技術の構築が必要となってくる。本稿では当社が有する社会インフラ技術と車載技術を融合させ、コネクティッドカー社会に向けた新たな基盤技術として開発を推進している次世代の車載電子プラットフォーム（以下、電子 PF）について概説する。

Automobiles and the environment surrounding them have been rapidly changing. The value that vehicles offer will change
significantly as the concept of “connected” is added to the basic vehicle functions of “driving,” “turning,” and “stopping.” Inshort, vehicles will evolve from a simple means of transportation to a social terminal that provides mobility and various
related services. Thus, not only individual users, but also the whole society may benefit from the added value. As vehicles
are used as social terminals that will create new industries in the automobile society of the 2030s, new values may arise as
management resources. Therefore, it is necessary to build key technologies adaptable to the newly created social needs inaddition to the functional value of conventional vehicles. This paper outlines a next-generation in-vehicle electronic platformthat is currently being developed as a new key technology for a connected car society by integrating our social
infrastructure and in-vehicle technologies.
キーワード：CASE、コネクティッド、EV、電子プラットフォーム、アーキテクチャ

1.

緒

言

能定義、アーキテクチャ検討へ至るプロセスのアプローチ

クルマを取り巻く環境が変化しつつあるなかで、カーメーから着手し、カーメーカー・ユーザーの新たなニーズに応カーや車両開発の在り方も変化し、同時にサプライヤーの位える検討を開始している。以下、次世代の車載電子プラッ置付けも変わりつつある。そのため、さらに上位のクルマトフォーム（電子 PF）の検討について述べる。

社会からのアプローチが必要となってきており、我々も上位階層からの検討プロセスが必要となってきている（図1）。
当社では、クルマ目線の開発として、社会ニーズから機2.

アーキテクチャの検討

カーメーカーの新たなニーズとして CASE（C：コネク
ティッド、A：自動運転、S：シェア、E：電動化、EV ※1）
どのようなクルマ将来動向によるクルマ社会/クルマへのニーズ⇒ カーメーカー・ユーザーに提供できる将来車両コンセプト
る将来車両コンセプト

コンセプト
機能定義

課題・実現手法
コンセプトを実現する要件・機能⇒ 提供したいコト（インプット）を実現する方法をる方法を検討し、どういう機能にするか定義する

論理ｱｰｷﾃｸﾁｬ
物理ｱｰｷﾃｸﾁｬ
要求仕様

機能を実現する仕様への落とし込み⇒ 提供できるモノ（アウトプット）が実現できる構成を検討する- システム設計- ネットワーク設計 など
具体化

部品への落とし込み（強み・特徴出し）

ソリューション技術、要件が織り込まれた部品・製品仕様

図1 クルマ目線の開発プロセス

4実現構成

将来の車載電子プラットフォームがある。CASE について機能定義をした結果、クルマ単独では機能実現できず、社会インフラとの連携が不可欠となった。当社は、社会およびクルマの両方のインフラ技術を備えているため、カーメーカーからの期待に応えることができる。そのため社会インフラからクルマを一気通貫でつなぐアーキテクチャの検討として、以下の3つのインフラを検討した。
1）社会インフラと情報連携（コネクティッドインフラ）
2）社会インフラと電力連携（エネルギーインフラ）
3）車内の E&E ※2アーキテクチャ（車載インフラ）
2－1

コネクティッドインフラ

社会インフラとの情報連携として、コネクティッドはサービス、自動運転は交通情報、シェアは個人情報などがある。

サービスは日々増加、高機能化し、通信は大容量化すると各種機能差で車両のバリエーションが増加する。

想定される。交通情報はリアルタイム性が求められ、通信上記課題は領域と解決手段が異なるため、当社では『3は高速化すると想定される。個人情報は進化するハッキン

レイヤコンセプト』と称した E&E アーキテクチャの要件をグから守るためにセキュリティ更新すると想定される。大定義した。

容量化、高速化による通信速度の進化は、高速通信ユニッ＜対策1＞機器バリエーションが増加するボディ※8・イン

ト（（記号）NW-JB：NetWork-Junction Box）で対応し、「拡張性あるインフラ」をフォテインメント※9領域には、このユニットを更新することで、車両機能への影響を抑制実現することを対策とした。この対策を実現する領域をする。車外通信の速度やプロトコルの進化（例：LTE※3

か『カスタマイズレイヤ』と称す。

ら5G ※4）は、統合アンテナで対応し、このアンテナを変更＜対策2＞インフラ故障が許されない走行・安全領域には、することで、車内通信への影響を抑制する。セキュリティ「途絶えないインフラ」を実現することを対策とした。この進化は、統合アンテナおよび NW-JB の多層防御で対応の対策を実現する領域を『走行・安全レイヤ』と称す。

し、これらユニットを変更することで車両機能への影響を＜対策3＞ EV で変化するパワートレイン領域には、「EV・抑制する（図2）。

ガソリン車の仕様差を吸収するインフラ」を実現することを対策とした。この対策を実現する領域を『高圧レイヤ』と称す。

インフラ＜対策4＞上記3つのレイヤを組み替えることで車両バリ
統合アンテナ
５G/ITS/
GPS/Wi-Fi

提案製品：

HMI
NW-JB

Disp

ECU

ECU

ECU

ECU

エーションに柔軟に対応する（図3）。

カメラ

機器
サービス
ｲｰｻﾈｯﾄ

Lidar

LVDS

自動運転
ECU

CAN/FD

車外通信
NW-JB

自動運転
NW-JB

走行系
NW-JB

３レイヤ コンセプト
レイヤ

ECU

ECU

EV + 高級EV + 標準CONV + 標準

要求性能
拡張性

見た目

(様(様様々なニーズ)々なニ ズズ))カスタマ ズ
カスタマイズ装備

図2

車載通信ネットワーク

信頼性

シャシー

(自動運転)
()

走行 安全
走行・安全

パワトレ
高電圧性能

駆動方式

(電動化)

高圧通信の進化は、車両機能の進化に比べ速いと想定されるため、当社では車両機能から切り離して車載通信ネットワー
クを構築することでコネクティッドへの順応性を高める。
2－2

図33レイヤコンセプト

エネルギーインフラ

社会インフラとの電力連携としては、EV 用の充電や電力需給調整（VPP：Virtual Power Plant）がある。EV は急速充電やモータ出力の向上を求め、高電圧化すると想定される。高電圧バッテリ、DC/DC コンバータ ※5、高電圧

従来の機器接続は、電源は電源 BOX、通信はセントラルは電圧種類毎の部品組合せが必要に

GW ※10へ各々1か所からの接続としているため、機器の変なるため、それら部品を電池パッケージに内蔵することで更・追加をしようとすると電源 BOX、セントラル GW、電圧種類のバリエーションを抑制する。また、社会インフ各々へつなぐ W/H を含め広範囲の変更が発生する。カスラの電圧違いを電池パッケージで対応し、車内電源への影

タマイズレイヤでは、機器を自由に変更・追加しやすくす響を抑制する。

るため、車両のエリア毎に電源・通信を分配するユニット

2－3（（記号）PLB：Power & Lan Box）を配置するエリアアー

J/B、高電圧 W/H

2－3（1） カスタマイズレイヤ※6※7

車載インフラ

車内の E&E アーキテクチャとして、CASE 実現に向けてキテクチャ構想を採用した（図4）。これにより機器変更時今まで以上の課題が発生すると想定される。の電源・通信・W/H の変更を PLB が吸収し、変更を小範囲＜課題1＞各種サービスを実現するためにシステム・機器に抑える『拡張性あるインフラ』を実現する。のバリエーションが増加する。
＜課題2＞自動運転で、インフラ（電源・通信）が途絶えると事故につながる。

2－3（2） 走行・安全レイヤ
従来のクルマは、故障により電源や通信が途絶えるとシステムが停止し電気アシストのない状態でドライバが操舵＜課題3＞ EV の増加で車の構造が変わる。

（ステアリング）や制動（ブレーキ）で事故を回避する思＜課題4＞車格差、パワートレイン差（EV・ガソリン車）、想である。しかし、自動運転レベル3以上では故障時もシ2019 年 1 月・S E I テクニカルレビュー・第 194 号5

ステムが事故を回避する必要があり、電源や通信を途絶え

3.

次世代の電子 PF に向けた方針させないことが不可欠である。走行・安全レイヤでは、1

当社は、次世代のクルマ社会に向け、新たな生活スタイ

つの故障要因で電源や通信を途絶えさせないようにするた

ルや人々のつながり、新たな産業とのつながり等に貢献でめ、各故障に対し以下の仕組みを設けた（図4）。

きるコネクティッドインフラ、エネルギーインフラ、車載A） 電源機器（バッテリ、発電機など）の故障に対してインフラを提供していく。そのため、社会とクルマを「つは、サブバッテリによる電源冗長を設定。さらに、なげる」新たなプラットフォームが必要と考え、その基盤

GND ショート故障すると2つのバッテリは瞬間的に技術となるのが次世代電子 PF であると考える。実現に向け電圧低下しシステムが停止するため、瞬間的に異常ては当社の固有技術を融合し、次世代のクルマ社会の発展を検出し異常個所を切り離す高速遮断ユニットを2に貢献していく（図5）。

つのバッテリ間に設置。
B） 通信機器の故障に対しては、別経路で通信を継続できるバックアップ bus ※11による通信冗長を設定。
C） 重要機器（自動運転、走行系 ECU ※12）の故障に対しては、バックアップ用機器による機器冗長を設定。
D） W/Hの故障に対しては、冗長した各々の機器に冗長した各々の電源および通信を接続する経路冗長を設定。
上記4つの冗長設計を織り込むことで「途絶えないインフラ」を実現する。
2－3（3） 高圧レイヤ
今後増加する EV は、高電圧部品（バッテリ、モータ、インバータ、DC/DC コンバータ、高圧 J/B、高圧 W/H など）を搭載するためガソリン車と搭載スペースで大きな差が発生し、別開発となる。高圧レイヤでは、ガソリン車と

図5電子 PF の方針

EV の搭載スペースに大きな差がでないよう、高電圧部品の搭載に対し以下の仕組みを設けた（図4）。
・ガソリン車で排気管が配置されている車両の床下に高電圧部品を搭載する。そのため、バッテリ、DC/DCコンバータ、高電圧 J/B、高電圧 W/H を電池パッケー

4.

結言

経済産業省は、2030年代に向かって、第4次産業革命技術により、指数関数的に変化が生じる不確実な時代だからジに内蔵し、小型化、薄型化を図る
上記によりガソリン車と EV で搭載スペースの共用化を図

こそ、産業構造、就業構造も抜本的に変革される可能性がることで「EV・ガソリン車の仕様差を吸収するインフラ」あり、それゆえ、我が国の基本戦略の策定にあたっては、を実現する。

産業の横断的な課題への対応策を講じ、新たな経済社会シ2－3（4） 3レイヤコンセプトステムをいち早く構築する必要があると述べている。その車載インフラは、カスタマイズ、走行・安全、高圧の3つのレイヤの組み合わせにて CASE に対応する（図4）。

認識の基に、当社もクルマおよび、その周辺産業分野において革新的な技術・情報が利活用できる電子 PF の基盤技術を構築して、国内外での「移動」に関連する様々な社会的・構造的な課題に対し解決する策を講じていけるよう技術開発を推進していく。

各レイヤと電源･通信アーキの体系図
電源アーキ

機器

通信アーキ
モジュール
モジ

( )
(a)カスタマイズ
レイヤ

PLB

PLB

負荷

エリア
ア通信

ECU

機器
器冗長
12V
DC/DC

((b))
走行 安全
走行･安全
レイヤ

車外通信
NW-JB

走行系負荷
走行系負荷_sub

高速遮断
ユニット

電源
冗長

通信
冗長

安全系負荷
安全系負荷_sub

12V
DC/DC

ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ-bus

経路冗長

自動運転負荷_sub

ｲﾝﾊﾞｰﾀ
高圧
J/B

高圧BAT

ﾓｰﾀ

自動運転
NW-JB

メイン電源ライン
ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ電源ライン
高圧電源系ライン

急速充電DC
充電AC100V
非接触充電

6

高速通信系ライン
低速通信系ライン
ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ通信ライン
その他

PLB : Power&Lan Box NWJB : NetWork Junction Box

電池パッケージ

図4

統合アンテナ
5G / ITS

走行系
NW-JB

自動運転負荷

LiB

( )
(c)
高圧
レイヤ

・LTE は欧州電気通信標準協会（ETSI）の登録商標です。

HMI
NW-JB

エリア電源

アーキテクチャ（3レイヤコンセプト）

将来の車載電子プラットフォーム

用 語 集 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

執※1

安則

裕 通＊ ：㈱オートネットワーク技術研究所
室長

上村秀晶

：㈱オートネットワーク技術研究所
部長

石原章生

：㈱オートネットワーク技術研究所
主席

伊東真也

：㈱オートネットワーク技術研究所
グループ長

松村雄高

：㈱オートネットワーク技術研究所

EV

筆

Electric Vehicle の略。エンジンの代わりに電気モーター者 ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

で走る自動車。
※2

E&E

Electric & Electronic の略。自動車に搭載されている電気／電子部品。
※3

LTELong Term Evolution の略。欧州電気通信標準協会（ETSI）の規格名称で、通信速度は数100Mbps。
※45G

第5世代（Generation）の通信規格名称。LTE（4G）の次世代通信方式として世の中で開発されており、通信速度は数10Gbps。
※5

DC/DC コンバータ

1次側の直流電圧を2次側の直流電圧へ電圧変換するユニット。
※6

J/B

Junction/Box の略。各機器に接続する電線を分岐する接続箱。
※7ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
＊主執筆者

W/H

Wire/Harness の略。バッテリ、ECU、電装部品などを接続する電線。
※8

ボディ

ドア、エアコンなど自動車の快適性と利便性を向上する機器。
※9

インフォテインメント

ナビ、メーターなど自動車に関する情報を表示する機器。
※10

セントラル GW

自動車に搭載されている各々の通信ネットワークをつないで ECU を仲立ちし、信号のやり取りを整理する通信基地局の役割を担うユニット。
※11

bus

ネットワークにおいて、通信する経路。
※12

ECU

Electronic Control Unit の略。自動車に搭載されている機器を電子制御するコンピュータ。

2019 年 1 月・S E I テクニカルレビュー・第 194 号

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