ダウウェイ・ビークルのCEO、ジョニー・リュー氏による記事
公開日：2026年3月6日
要約（TL;DR）： 車両が電動化、インテリジェンス化、コネクティビティ化へと移行するにつれ、従来の分散型電子機器では対応しきれなくなってきています。E&Eアーキテクチャ概要図は、車両のハードウェア、ソフトウェア、通信ネットワークをマッピングしたエンジニアリング設計図として機能します。このガイドでは、分散型ネットワーク（100個以上のECU）から最新のゾーンアーキテクチャと高性能コンピュータ（HPC）への移行を追跡します。また、ソフトウェア定義車両（SDV）の構築に必要な特定のテクノロジー（MBSE、SOA、AUTOSAR）についても詳しく説明します。
1. ソフトウェア定義車両の可視化
自動車業界は、電動化、インテリジェンス、コネクティビティといった技術革新により急速に変化している。従来の分散型電子アーキテクチャでは、迅速なソフトウェアアップデート、膨大な計算能力、そして厳格なコスト管理といった新たな要求に対応できない。
車両の電子システムは極めて複雑です。従来の内燃機関（ICE）車は30～50個の電子制御ユニット（ECU）を使用していましたが、ハイエンドのスマート電気自動車では、パワートレイン、シャシー、スマートコックピット、自動運転など、100個以上のECUが使用されています。「1つの機能に1つのECU」という時代遅れのモデルでは、配線が冗長になり、コンピューティング能力が分散し、ハードウェアとソフトウェアが占有されてしまいます。また、無線（OTA）アップデートが阻害され、スマートドライビングやV2X（Vehicle-to-Everything）機能も妨げられます。
エンジニアは E&Eアーキテクチャ概要図 この問題を解決するには、この図表が車両の電子システムの「骨格」となります。この図表を習得することで、チームはリソースを共有し、機能を同期させ、コストを管理し、反復作業を加速させることができます。
2. 総観図は何を表していますか？
E&Eアーキテクチャの概略図は、単なる配線図以上のものです。コストとパフォーマンスの分析に基づいて、配電、信号ネットワーク、データルーティング、診断、耐障害性、エネルギー管理を網羅した完全な設計図です。
この図表を見ると、システムレベルの設計は3つの柱に基づいていることがわかります。
- ハードウェアを基盤として： 演算ユニット、センサー、アクチュエータの物理的な配置。
- ソフトウェアを中核に据える： 車両の機能を定義するオペレーティングシステム、ミドルウェア、およびアプリケーション。
- コミュニケーションを架け橋として： シームレスなデータ交換を可能にする高速ネットワーク。
3. 図表上で進化をたどる
概観図は明確な歴史を示している。物理的なレイアウトは簡素化される一方で、計算ロジックは大規模化していった。この変化は、4つの異なるエンジニアリング段階にわたって追跡することができる。
フェーズ1：分散アーキテクチャ（2015年以前）
- チャートの特徴： 「独立した機能」という考え方に基づいて構築された。各機能にはそれぞれ専用のECUが必要で、シンプルなCAN/LINバスを介して通信する。
- エンジニアリング上の課題： 配線は膨大だった。2007年型アウディQ7とポルシェ・カイエンには、6キロメートルを超える配線が搭載され、重量は70キログラム以上もあった。これはエンジンに次いで車体で最も重い部品だった。ECUの断片化により、テストの遅延、故障追跡の困難さ、そしてサプライヤーごとのプロトコルの違いによるOTAアップデートの不可能といった問題が発生した。
- 代表的な用途： 2010年以前の内燃機関車、例えば2010年型アウディA8（100個以上のECU）や2013年型VWラヴィダなど。初期の新エネルギー車も80～150個のECUを使用していた。
フェーズ2：ドメイン中心アーキテクチャ（2015年～2025年）
- チャートの特徴： 「機能集約」に基づいて構築されている。車両は特定のドメイン（パワートレイン、シャシー、スマートドライビング、インフォテインメント）に分割され、それぞれがドメイン制御ユニット（DCU）によって管理される。ECUの総数は30～80個に削減された。
- エンジニアリングのハイライト： 車載イーサネットはドメインのバックボーンとして機能し、中央ゲートウェイがドメイン間のトラフィックをルーティングします。これにより、配線ハーネスの重量が軽減され、ドメインレベルのOTAアップデートがサポートされます。
- 代表的な用途： フォルクスワーゲンのMEBプラットフォームのE3アーキテクチャ（3つの車載アプリケーションサーバー、ICAS）、BMW iNEXTの3ドメイン構成（BDC、SAS、MGU）、およびファーウェイのCCアーキテクチャ。
フェーズ3：地域別建築（2020年～2030年）
- チャートの特徴： 「位置情報集約」と「機能融合」を融合させたシステム。車両は、ゾーン制御ユニット（ZCU）によって管理される物理的なゾーン（左前、右前、後）に分割され、中央集権型の高性能コンピュータ（HPC）によって監視される。
- エンジニアリングのハイライト： 配線ハーネスは30%から50%縮小します。ZCUはローカルセンサー/アクチュエータへのアクセスと電源供給を担当し、HPCは複雑なクロスドメインコンピューティングを管理します。これにより、サービス指向アーキテクチャ（SOA）が導入され、ハードウェアとソフトウェアが完全に分離されます。
- 代表的な用途： Tesla Model 3/Y（中央コンピューティング＋ゾーンコントローラー）、Xpeng G9（X-HPスマート中央コンピューティング）、およびNIO ET5。
フェーズ4：中央コンピューティング＋ゾーンアクセス（未来）
- チャートの特徴： 「コンピューティングの集中化」に特化。車両には、中央頭脳として機能する超高性能コンピューティング（HPC）が1～3台のみ搭載される。ZCU（ゼロ制御ユニット）は、スマートジャンクションボックスやルーターへとダウングレードされる。
- エンジニアリング目標： スター型トポロジーのイーサネットによる、真のクラウド・エッジ・デバイス構成。スマートフォンのソフトウェアアップデート速度に匹敵し、ハードウェアコストを大幅に削減し、レベル4以上の自動運転とV2Xを完全に実現することを目指しています。
4. 設計図のレイヤーを解読する
専門的な概観図は、ボトムアップ型の階層構造を視覚的に表現します。各階層は独立性を保ちつつも、システムの拡張性を確保するために高度な連携を図ります。
- 物理層（ハードウェア）： 各チームは、コンピューティング能力と車載グレードのニーズに基づいて、チップ（MCU/SoC）、センサー（LiDAR、ミリ波レーダー、カメラ）、アクチュエータを選定します。ワイヤーハーネスの設計には、高電圧と低電圧を分離した「最短経路、最小限の冗長性」の原則が適用されます。また、コア安全機能への電力供給には、インテリジェント電源管理システム（IPMS）による分割冗長電源供給が採用されています。
- ネットワーク層（通信）： 混合通信構造を採用しています。1000BASE-T1/10GBASE-T1車載イーサネットは、高帯域幅タスク（スマートドライビングセンサーなど）を処理します。CAN FDは、中～高速のリアルタイム制御（パワートレイン/シャーシなど）を処理します。LINは、低速データ（ウィンドウ/照明など）を管理します。ゲートウェイは、ドメイン間ルーティング、プロトコル変更、およびOTAセキュリティを処理します。
- 機能レイヤー（コア機能）： 車両のニーズを実行可能なモジュールに分割します。これには、ドメイン間の連携（ADASとシャシーのドメインを連携させる自動緊急ブレーキなど）や、ISO 26262 ASIL-D規格を満たすための安全性が重要なシステムの二重冗長設計が含まれます。また、エンジニア向けの診断データを保存します。
- アプリケーション層（ユーザー価値）： ユーザーにとっての成果としては、シームレスなOTAソフトウェアアップデート（テスラがハードウェアに手を加えることなく自動駐車機能を追加するなど）、パーソナライズされた車両設定（「1台の車に1つの設定」）、そしてV2X車両・クラウド連携が挙げられます。
5. アーキテクチャを支える主要技術
概観図に描かれたシステムを構築するために、エンジニアは主に4つの技術的柱に依拠している。
- モデルベースシステムエンジニアリング（MBSE）： SysML/UMLツール（IBM Rational Rhapsody、Siemens Polarionなど）を使用して単一のデータソースを作成します。これにより、要件と設計およびテストが直接リンクされます。たとえば、MBSEシーケンス図では、LiDARのタイミングを「10ms 送信 -> 20ms ヒューズ -> 5ms コマンド -> 10ms 応答」のように厳密に定義できます。業界データによると、MBSEは開発サイクルを25～30%短縮し、早期のエラーを40%多く検出します。
- ドメイン制御ユニット（DCU）の開発： DCUには、SoCとMCUを組み合わせたコンピューティング構成が必要です。高性能SoCがデータ融合（Nvidia Orin、Horizon Robotics Journey 6）を処理し、MCU（Infineon TC397）がリアルタイム処理を実行します。BMWの自動運転DCU（hPAD）は、1つのMCU（TC397）+ 2つのCPU（Intel Denverton）+ 2つのSoC（Mobileye EyeQ5）を使用しています。ソフトウェアはAUTOSAR（BSW、RTOS、ASW）上で動作します。厳格な熱管理により、車載グレードの温度範囲（-40℃～125℃）でチップの安定性が維持されます。
- サービス指向アーキテクチャ（SOA）： SOAは、「車両加速」などの機能を、定義されたサービス品質（QoS）を持つ標準サービスとしてパッケージ化します。DDSやSOME/IPなどのプロトコルを使用して、動的なスケジューリングのためのサービスバスを構築します。アプリケーション層の「自動駐車」サービスは、基盤となるハードウェアを知らなくても、シャーシドメインの「操舵サービス」を呼び出すことができます。
- 安全性とセキュリティ設計： * 機能安全（ISO 26262）： ハードウェア冗長性（デュアルLiDAR/カメラ構成またはデュアルブレーキECU）のために、フォールトツリー解析（FTA）とFMEAを使用します。
- 情報セキュリティ（ISO/SAE 21434）： ハードウェアセキュリティモジュール（HSM）、TLS/DTLS通信暗号化、および侵入検知ソフトウェアを使用して、データおよびOTAアップデートの防御層を構築します。
6. エンジニアリング上のボトルネック：チャートの実現
E&E天気図を理論から量産へと移行させるには、大きな技術的ハードルが存在する。
- 課題1：要件が曖昧である。 車両レベルのニーズとEEA設計の間の乖離により、高額な後工程での手戻りが発生する。. 解決： ニーズを早期に確定し、アーキテクチャ拡張のためのインターフェースをオープンに保つために、厳格なMBSE連携メカニズムと部門横断的なレビューを確立する。
- 課題2：領域横断的な衝突。 異なるベンダーチームが接続されたドメインで作業すると、インターフェースの競合が発生する。. 解決： SOAを活用して、統一されたサービスインターフェースを強制的に適用し、ドメイン横断的な共同開発プラットフォームと早期統合テストを実行します。
- 課題3：ハードウェア／ソフトウェアの統合。 異なるサプライヤー間の互換性の低さが通信障害を引き起こす. 解決： 厳格なハードウェアインターフェース規格を設定し、モジュール設計によってソフトウェアを分離し、厳格な段階的統合テスト（単体テスト、統合テスト、システムテスト）を実施する。
- 課題4：テストカバレッジ。 従来のテストでは、マルチドメイン構成における無数のエッジケースを検証することはできません。. 解決： dSPACEやPrescanなどのツールを活用した「仮想シミュレーション＋実車」統合テストマトリックスを使用し、自動テストツールでサポートしながら、エラーを早期に発見する。
7．今後の動向
技術の進歩に伴い、天気図は今後も変化し続けるだろう。
- 超中央集権化： 中央集中型コンピューティングとゾーンアクセスが標準となる。中央集中型HPCは、レベル4以上の自動運転を実現するために、1000 TOPS（int8）を超える計算能力を持つようになるだろう。
- 標準化されたソフトウェアプラットフォーム： SOAは絶対的な標準となり、開発コストを大幅に削減し、反復開発を加速させる統一された車両オペレーティングシステムを構築する。
- 高度なインテリジェンスと接続性： EEAはAI、ビッグデータ、エッジコンピューティングとシームレスに統合されます。これにより、超低遅延でリアルタイムのスマートスケジューリング、予知保全、V2Xエコシステム統合が可能になります。
- セキュリティエコシステムの強化： 機能安全とサイバーセキュリティは融合し、極限的な物理的環境およびデジタル環境下でも安全に運用できる厳格な防御フレームワークへと発展するだろう。
8. 結論
E&Eアーキテクチャの開発は、車両が機械製品からスマートな電子機器へと移行することを示しています。自動車エンジニアや研究開発マネージャーにとって、E&Eアーキテクチャの概略図を習得することは不可欠です。その歴史、階層構造、そしてコアテクノロジー（MBSE、SOA、DCU）を理解することで、チームは統合におけるボトルネックを解消できます。集中化が進むにつれ、このアーキテクチャ設計図はソフトウェア定義型車両の基盤となります。
9. E&Eアーキテクチャ概要図に関するよくある質問
Q1：E&Eアーキテクチャの概観図とは何ですか？
簡潔な回答： これは、車両の電気・電子システム全体のアーキテクチャを図示した、高レベルの視覚的な図です。
詳細： これは、主要な電子部品がどのように構成され、接続されているかを視覚的にまとめたものです。その主な目的は、システムエンジニアや関係者に、車両の電子システム構造の全体像を単一の「大まかな」ビューで示すことです。この図には通常、以下の内容が表示されます。
- 電子制御ユニット（ECU）
- 通信ネットワーク（CAN、LIN、FlexRay、車載イーサネット）
- 機能領域（ADAS、インフォテインメント、パワートレイン、ボディ）
- データフローとシステム全体の階層構造
- 中央制御装置またはゾーン制御装置
Q2：車両開発において、視程図が重要なのはなぜですか？
簡潔な回答： 複数のエンジニアリングチームにまたがるハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク、配線の設計を調整する役割を担います。
詳細： 複数のエンジニアリングチームが同時にシステムを設計する必要があり、車両の機能はECU間でやり取りされるデータに完全に依存しています。OEMとサプライヤーは、この概要を参考に、ECUのハードウェア、ソフトウェアの展開、通信帯域幅、および物理的なハーネスの配線が、車両システム全体の設計と完全に整合していることを確認します。
Q3：この図表には通常どのような構成要素が含まれますか？
簡潔な回答： これには、ECU、センサー、アクチュエーター、通信ネットワーク、および機能領域が含まれます。
詳細： 標準的な概略図は、車両の電子システムの複数の統合レイヤーを視覚化したものです。通常、マッピングされる主要コンポーネントには以下が含まれます。
- 主要要素： ECU（電子制御ユニット）、各種センサー、アクチュエーター。
- コントロールの例： ABS/ブレーキECU、ADASコンピューティングプラットフォーム、インフォテインメントコントローラー、ボディコントロールモジュール（BCM）、およびゲートウェイECU。
- 通信ネットワーク： CAN、LIN、FlexRay、および高速車載イーサネット。
Q4：現代のアーキテクチャ（ドメイン／ゾーン）は、総観図にどのような影響を与えますか？
簡潔な回答： 彼らは、チャートのレイアウトを、数十個の分散したECUから、集中型のドメインと物理ゾーンへと変更する。
詳細： 現代の車両は、より高い演算能力、シームレスな接続性、そして厳格なサイバーセキュリティを必要とするため、そのアーキテクチャは集中化が進んでいます。この変化を視覚的に表した概略図を以下に示します。
- 旧来のアーキテクチャ（分散型）： 図には、太い配線ハーネスで接続された、数十個の独立した機能別ECUが表示されている。
- ドメインアーキテクチャ： 図表は、パワートレイン、ADAS（先進運転支援システム）、インフォテインメント、ボディエレクトロニクスなど、論理的にグループ化された機能を示しています。
- ゾーンアーキテクチャ： チャートは車両の物理的な位置（例：前方ゾーン、後方ゾーン、左/右ゾーン）ごとに整理され、すべて強力な中央演算ユニットにデータが送信されます。
Q5：自動車業界では、E&Eアーキテクチャのシノプティックチャートは誰が使用していますか？
簡潔な回答： OEMのシステムアーキテクト、ハードウェアエンジニア、ネットワークプランナー、配線ハーネス設計者は、これらの図表を参考にしています。
詳細： 現代の車両サブシステムは常にデータを共有しているため、複数の専門チームがこのアーキテクチャモデルを通じて連携する必要があります。主なユーザーは以下のとおりです。
- OEMシステムアーキテクト： 車両全体のアーキテクチャと機能配分を定義する。
- ハードウェアエンジニア： 特定のECU、センサー、およびコンピューティングプラットフォームを設計する。
- ネットワークエンジニア： 通信プロトコル、トポロジー、帯域幅制限を計画するため。
- 配線ハーネスエンジニア： ケーブルの物理的な配線経路、重量配分、および接続方法を決定するため。
- ソフトウェアアーキテクト： ソフトウェアの機能とサービスを適切なハードウェアノードに正確にマッピングするため。
概要クイックリファレンス
| 質問 | 要点 |
| それは何ですか？ | 車両の電子システムアーキテクチャを視覚的に分かりやすく示した図。 |
| なぜそれが重要なのか？ | ハードウェア、ソフトウェア、ネットワーク、配線設計をチーム間で調整する役割を担います。 |
| 内容はどのようなものですか？ | ECU、センサー、アクチュエーター、ネットワークプロトコル、および機能ドメイン。 |
| どのように進化しているのか？ | 分散したECUから、統合されたドメインおよびゾーンアーキテクチャへの移行。 |
| 誰がそれを使うのか？ | OEMシステムアーキテクト、ECUハードウェアエンジニア、ネットワークプランナー、ハーネス設計者。 |
