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自動車メーカーが新たなソフトウエア基盤として整備する“ビークルOS"は、高い処理性能を持つ統合ECU(電子制御ユニット)への搭載が前提になる。統合ECUでは、これまでのECUとはソフト開発の手法が異なり、IT業界の手法に近づく。ITの本場、米国シリコンバレー流のノウハウを取り入れる動きが始まっている。

 米国シリコンバレーに本社を置く新興電気自動車(EV)メーカーのテスラ(Tesla)は、2019年に中央処理型の統合ECU(電子制御ユニット)を採用した(図1)。自動車業界でこうしたECUの採用が本格化するのは2025年ごろと予想されており、テスラは6年も先行したことになる。

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図1 テスラ「モデル3」と統合ECU
(a)テスラのEV「モデル3」。(b)モデル3が搭載する統合ECUは、自動運転用とメディアコントロール用の2枚の基板を内蔵し、水冷方式を採用する。(撮影:日経BP テスラ分解調査チーム)

 ここへ来て、ドイツ・フォルクスワーゲン(Volkswagen、VW)やトヨタ自動車も、統合ECUを前提とする“ビークルOS"の開発を加速している。VWは「vw.OS」の車載コンピューターとして、「HPC(High Performance Computer)」と呼ぶ統合ECUを、車両1台当たり3~5個搭載する計画である。

 とはいえ、統合ECUに対するVWやトヨタのアプローチは、テスラに比べると緩やかである。テスラは一気に中央処理型の統合ECUに移行する「破壊的アプローチ」、VWやトヨタは段階的にECUを統合する「持続的アプローチ」を採る。これには、過去のクルマ開発の歴史が関係している。

崩せないコストの壁

 「もともと、統合ECUの検討は約20年前からあった」。こう話すのは、アイシン精機執行役員でソフト開発のトップを務める電子センタープレジデント電子商品本部長の植中裕史氏である(図2)。高性能なプロセッサーを使う統合ECUはコストが高く、さまざまな車種のバリエーションに対応しにくいという課題があったという。

図2 アイシン精機執行役員の植中裕史氏
図2 アイシン精機執行役員の植中裕史氏
グループ横断型のソフト開発組織「電子センター」のトップを務める。(写真:アイシン精機)
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 例えば、「高級車用に統合ECUを開発しても、それは大衆車向けには高すぎて使えなかった」(同氏)。大衆車から高級車まで幅広い車種を取りそろえるVWやトヨタのような自動車メーカーは、必要最小限の機能しか持たない安価なマイコンベースのECUを分散配置する手法を選んだ。これなら、必要な機能に応じてECUを追加配置することで、幅広い車種に対応できる。

 テスラが高価な統合ECUをいち早く採用できたのは、「過去のしがらみがなく、車種のバリエーションも高級車のみで少なかったからではないか」(同氏)。VWやトヨタもコネクテッドや自動運転を背景に統合ECUに向かうものの、過去のECU資産とのコスト比較が常に発生する。その結果、「現在でも、一気に統合ECUに移行するのは難しい」(同氏)とする。

 VWやトヨタが現在採用するのは、パワートレーンやボディーなど領域(ドメイン)ごとにドメインECUを配置する「ドメインアーキテクチャー」である。今後、コネクテッドと自動運転を連携させるような大規模なシステムを実現するためには、より大規模な統合ECU(セントラルECU)が必要だが、「すべてがこれに置き換わるわけではない」(同氏)。

 特に、センサーやアクチュエーターの制御を伴うシステムの場合、統合ECUに機能を取り込むことが難しい。例えば、「アクチュエーターの動きをセンサーで検知しながらリアルタイムに制御するようなシステムでは、ECUをアクチュエーターの近くに配置しないと通信が成り立たないことがある」(同氏)。いわゆる“反射神経"に相当する部分は、マイコンベースの従来型ECUを必要とする。