ゾーンアーキテクチャー：自動車設計における5つの変革

ゾーンアーキテクチャーは、カーエレクトロニクス設計の新時代を切り開くものです。車両の機能をロケーションゾーンでグループ化し、各ゾーンは車両の特定のセクションに設置されたデバイスに責任を持ち、ゾーン接続はローカルに設置されたゾーンコントローラまたはゲートウェイ経由で行う必要があります。この新しいアプローチは、次世代自動車で処理する必要があるデータの大幅な増加を理由として不可欠になる、最新のコンピューティングパワーと高速通信を活用するものです。では、この新しいアーキテクチャーは、自動車設計にどのような革命をもたらすのでしょうか？

車両の機能は、ライトやセンサー、モーター、制御装置など、車両内の場所ごとにグループ化されています。各ロケーションをゾーンと言い、担当コンポーネントの近くに配置されたゲートウェイによって制御されます。各コンポーネントとコントローラーをつなぐ個々のケーブルは短くし、複雑さと重量を最小限に抑えています。各ゾーンのゲートウェイは、車両の中心にあるセントラルコンピューティングクラスターに接続されています。その結果、ゾーン間の通信は小型の高速ネットワーキングケーブルで行えるようになり、車両全体に敷設されるケーブルの量とサイズを大幅に削減することができます。

従来、自動車のケーブルハーネスは、高価で製造に手間のかかるコンポーネントでした。新しいテクノロジーの採用によって、ケーブルハーネスのコンポーネントは高度化して飽和状態になり、ケーブルハーネスの複雑性が高まっています。従来は電力を供給する1つのコンポーネントとして設計され、車両の長さ方向に伸びていましたが、データと制御信号の要件により、ハーネスの形状は複雑になり、製造と設置の両方にコストがかかるようになりました。

ゾーンアーキテクチャーは、ケーブルハーネスの複雑性を軽減し、ハーネスの取り付けを簡素化します。ハーネスを車体全体に張り巡らせるのではなく、各ゾーンをモジュール方式で設置することできます。

モジュラーアセンブリーはまた、標準化の新時代をもたらします。セントラルコンピューティングクラスターとゾーンゲートウェイ間の接続は、異なる車種やタイプ間で変更することなく、各ゲートウェイにモジュール方式でデバイスを追加し、バリエーションを持たせることが可能です。つまり、ゾーンアーキテクチャーのハードウェアは普遍的なものであり、製造時間とリソースを大幅に削減し、生産中のさまざまな車両で容易にカスタマイズできるようになります。

従来の電気制御装置（ECU）は現在の車両において1つの機能を実行するように設計されていますが、それとは異なり、ソフトウェア駆動型の機能によって、ゾーンゲートウェイは必要に応じて新しい機能に迅速に対応し、更新することができます。また、ゾーンアーキテクチャーでは、センサやモーターといった個々のコンポーネントをより効率的に統合し、プラグアンドプレイ機能でそれらを交換・追加できるようになります。

プラグアンドプレイ機能により、修理やアップデートに複雑な対処は必要なく、ディーラーネットワーク内で簡単に行えます。車両を5G携帯電話ネットワークに接続することで、ソフトウェアをリモートで更新できるようになりますが、この機能は既に一部のメーカーで採用されています。ショップで整備する時間を確保したり、整備中の代車を確保したり、さまざまな面で不便であった時代は終わりを迎えています。オーバーネットワークによる修理は、電話をかけるだけで済むようになります。

ゾーンアーキテクチャーへの移行を主導するのはソフトウェアになりますが、メーカーがこのコンセプトを実現するには、物理的な構造が重要な役割を果たすことになります。よりスマートな配線、より簡単なアセンブリー、普遍的なハードウェア、高度なモジュール性などは、ゾーンアーキテクチャーが車両設計に革命をもたらす方法のほんの一部に過ぎません。

Molexは、自動車用コネクティビティにおける数十年にわたる経験を、次世代のゾーンアーキテクチャー向けのソリューション開発に活用しています。ゾーンアーキテクチャーと自動車製造における数多くの意味については車両アーキテクチャー：革新の転換点をご覧ください。