車の大きなインフォテインメント画面が突然真っ暗になったにもかかわらず、エンジンはスムーズに回転し続けていると想像してみてください。画面上の「A/C」ボタンをタップします。温度設定は変わりませんが、コンプレッサーの音がはっきりと聞こえます。多くの車所有者がこの種の切断を経験しています。
ここで何が起こっているのかを理解するには、まず、よく混同される 2 つのコンポーネント、ECU と MCU を区別する必要があります。
ECU は完全な制御ボードですが、MCU はそのボード上にある特定のチップです。
電子制御ユニット (ECU)
ECUとはエレクトロニック・コントロール・ユニットの略です。これは、プラスチックのケース内に-回路、チップ、インターフェイスを備えた完全な回路基板-が収められています。 1 つはエンジンの横、もう 1 つはトランスミッションの横、そして他のいくつかは車のドアの中に押し込まれています。
MCU の謎を解く: MCU とは何ですか?
MCUはマイクロコントローラーユニットの略です。それはECUの「内部」のコアチップです。 MCU は、CPU、メモリ、入出力インターフェイスを爪ほどの大きさの単一チップに統合します。すべての ECU には少なくとも 1 つの MCU チップが含まれています。
たとえて言えば、ECU が完全なコンピューター システム (マザーボード、電源、筐体を含む) である場合、MCU はそのシステム内の CPU チップです。
1 台の車両には数十、場合によっては数百の ECU が搭載されており、各 ECU には少なくとも 1 つの MCU が搭載されています。
従来の車両は、各機能が独立した ECU に割り当てられる分散アーキテクチャを利用しています。エンジン、トランスミッション、エアコン、ウィンドウには個別のユニットがあり、それぞれが自律的に動作します。-平均的なファミリーカーには、通常 70 ～ 100 個の ECU が搭載されています。ハイエンドモデルにはさらに多くの機能があります。-たとえば、2015 BMW 7 シリーズでは、約 140 個の ECU が使用されていました。
各 ECU には、処理タスクを処理するための内部 MCU チップが含まれています。したがって、車両内の MCU の数は、ECU の数にほぼ対応します。
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これらの ECU には明確に定義された役割があります。エンジン ECU は燃料噴射と点火を管理します。 A/C ECU はコンプレッサーとブロワーファンを制御します。ボディ ECU はウィンドウ、ドアロック、ワイパーを処理します。各 ECU 内の MCU は、センサー データの収集、計算の実行、コマンドの発行など、そのモジュール固有の制御ロジックの実行を担当します。
コックピット ドメイン コントローラーには、Android の大型ディスプレイに電力を供給する SoC (システム オン チップ) と並んで、独立した MCU もあります。最新のスマート コックピットでは、大型ディスプレイの背後にあるボードは「コックピット ドメイン コントローラー」として知られています。このボードには 2 つのコア チップが搭載されています。1 つは Android を実行して大型ディスプレイとアプリケーションを処理する SoC (System{2}}on- Chip) で、もう 1 つは通信と低レベルの制御タスク専用の別個の MCU (Microcontroller Unit) です。-
Android SoC は車両の CAN バスと直接通信できません。大型ディスプレイで「A/C を 24 度に設定」をタップすると、まずコマンドがコックピット MCU に送信されます。 MCU はそれを CAN バスが認識する形式に変換し、A/C ECU に転送します。逆に、A/C ECU からフィードバックされた温度やファン速度などのデータは、同じ MCU を介して大型ディスプレイに送信されます。
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これに加えて、コックピット MCU は、電源投入/スリープ シーケンスとステアリング ホイール コントロールという 2 つの機能を管理します。{0}
「スタート」ボタンを押すと、コックピット MCU が最初に起動し、さまざまなモジュールの電源が順番に投入されます。車をロックして立ち去ると、コックピット MCU が最後にスリープ モードに入り、必要なシステムがシャットダウンされます。ステアリング ホイールのボタンからの信号-（音量、トラックのスキップ、音声コマンドなど）-も、転送される前にこの MCU を通過します。
したがって、MCU のファームウェアの更新によりエアコンが一時的に誤動作する場合、問題は A/C ECU ではなくコックピット MCU にあります。
多くの自動車所有者がこのシナリオに遭遇しています。ディーラーで OTA アップデートまたはソフトウェア フラッシュを行った後、大型ディスプレイの A/C ボタンが反応しなくなり、温度を調整できなくなります。それでも、エアコンのコンプレッサーは動作し続け、ファンは空気を送り続けます。
理由は簡単です。点滅プロセス中、コックピット MCU は「フラッシュ モード」に入り、CAN メッセージの送受信を一時停止します。ディスプレイ上でタップされた温度調整コマンドは送信できないため、A/C ECU がコマンドを受信することはありません。同様に、A/C ECU からのステータス更新も送信できないため、ディスプレイに表示できません。一方、A/C ECU 内の MCU は正常に動作し続けます-コンプレッサーやファンなどのハードウェア コンポーネントは意図したとおりに動作し続けます-が、大型ディスプレイはそれらの制御を失います。
点滅が完了し、コックピット MCU が再起動すると、バス通信が回復し、大型ディスプレイによる制御が通常に戻ります。
これは重要な点を示しています。スマート コックピットは、Android ボックスと組み合わせた単なる大型ディスプレイよりもはるかに複雑です。スクリーンの後ろにある MCU は、コックピットと車両全体の間の通信を促進するハブとして機能します。大型ディスプレイが「顔」であるのに対し、MCUは「神経系」として機能します。
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業界は、「1 つの機能、1 つの ECU」モデルから、「ECU のクラスターを管理する 1 つのドメイン コントローラー」アプローチに移行しています。
従来の分散アーキテクチャでは、ECU の数が膨大になるため、ワイヤハーネスの全長は 4 キロメートルを超え、重量は 50 ～ 70 キログラムになります。現在のトレンドでは、コックピット ドメイン、インテリジェント ドライビング ドメイン、ボディ ドメインをカバーするドメイン コントローラに複数の ECU を統合することが求められています。{4}将来的には、このアーキテクチャは、ゾーン コントローラーと組み合わせた集中型コンピューティング プラットフォームに向けて進化する予定です。
ECU の総数は減少していますが、MCU チップの需要は依然として減少していません。ドメイン コントローラには、リアルタイム制御と通信ゲートウェイ機能のための MCU が依然として必要です。{0} MCU は交換されません。むしろ、その実装方法が単に変化しているだけです。
