車両バス

車両バスは、車両（自動車、バス、電車、産業用または農業用車両、船舶、航空機など）内のコンポーネントを相互接続する特殊な内部通信ネットワークです。電子工学において、バスは複数の電気または電子デバイスを接続するデバイスです。メッセージ配信の保証、メッセージの競合なし、配信時間の最短化、低コスト、EMFノイズ耐性、冗長ルーティングなどの特性などの車両制御の特殊要件により、あまり一般的ではないネットワーク プロトコルの使用が必須です。プロトコルには、Controller Area Network（CAN）、Local Interconnect Network （LIN）などがあります。従来のコンピュータ ネットワーク技術（ EthernetやTCP/IPなど）は、 Avionics Full-Duplex Switched EthernetなどのARINC 664の実装が使用される航空機を除いて、ほとんど使用されていません。Avionics Full-Duplex Switched Ethernet（AFDX）を使用する航空機には、Boeing 787、Airbus A400M、Airbus A380などがあります。列車では一般的にイーサネット・コンシステント・ネットワーク（ECN）が使用されています。1996年以降に米国で販売されたすべての車両には、車両の電子制御装置にアクセスするためのオンボード診断コネクタの搭載が義務付けられています。

背景

車両ネットワーク技術の発展の主な原動力は、エレクトロニクス業界全般における進歩と、自動車を環境に優しいものにするために特に米国で課せられた政府規制でした。

自動車の排出ガス規制が厳格化され、車載コンピュータ機器の助けなしには必要な制御レベルを達成することは不可能になりました。車載電子機器は、車両の性能、乗員の快適性、製造の容易さ、そしてコスト効率の向上にも大きく貢献しています。

かつては、自動車に搭載されている電子機器といえばカーラジオくらいでしたが、今では車のほぼすべてのコンポーネントに何らかの電子機能が搭載されています。今日の自動車に搭載されている代表的な電子モジュールには、エンジン制御ユニット（ECU）、トランスミッション制御ユニット（TCU）、アンチロック・ブレーキ・システム（ABS）、ボディ制御モジュール（BCM）などがあります。

電子制御モジュールは通常、センサー（速度、温度、圧力など）からの入力を取得し、それに基づいて計算を行います。モジュールが決定した動作（冷却ファンのオン、ギアチェンジなど）を実行するために、様々なアクチュエータが使用されます。車両の通常運転中、モジュール間でデータを交換する必要があります。例えば、エンジンはトランスミッションにエンジン回転数を伝える必要があり、トランスミッションはギアシフトが発生したことを他のモジュールに伝える必要があります。こうした迅速かつ確実なデータ交換の必要性から、データ交換の媒体として車両ネットワークが開発されました。

自動車業界は、各モジュールを他のすべてのモジュールに配線することの複雑さにすぐに気づきました。このような配線設計は複雑になるだけでなく、特定の車両に搭載されているモジュールに応じて変更する必要がありました。例えば、アンチロックブレーキモジュールを搭載していない車両と搭載している車両では、配線方法が異なることになります。

この問題に対する業界の答えは、車両内に中央ネットワークを構築することでした。モジュールをネットワークに「プラグイン」することで、ネットワーク上に設置された他のモジュールと通信できるようになります。この設計は製造と保守が容易になり、車両全体の配線構造に影響を与えることなくオプションを追加・削除できる柔軟性も備えています。各モジュールは車両ネットワーク上のノードとして機能し、それぞれの機能に関連する特定のコンポーネントを制御し、必要に応じて標準プロトコルを使用して他のモジュールと通信します。

ネットワーク自体は目新しいものではありませんでしたが、車両への適用は目新しいものでした。車両用ネットワークには、次のような要件が求められました。

  • 低コスト
  • 外部ノイズに対する耐性
  • 過酷な環境での動作能力
  • 全体的な堅牢性と信頼性

車載ネットワークはデータスループットに対する要求は控えめであったものの、車載コンピューティングの需要増加により、モジュール間の高速通信を実現するために、これらのネットワークは変化を続けています。制御エリアネットワークには、ホストからコントローラへの伝送とコンピュータ間の相互接続のための受信機と送信機が含まれます。

プロトコル、物理メディア、コネクタ

車両には様々なメーカーが様々なネットワークタイプとプロトコルを採用しています。多くの企業が標準的な通信プロトコルの導入を推進していますが、まだ決定されていません。

プロトコル

一般的な車両バス プロトコルには次のものがあります。

物理的な伝送媒体

車両ネットワークにおける物理伝送メディアの使用例:

コネクタ

  • OBD-2（16ピン）

さらに、多くの大手自動車メーカーは、独自の車両バス規格を使用したり、CAN などのオープン プロトコルに独自のメッセージを重ねたりしています。

  • J1939（9ピン）

商用車には、SAE J1939プロトコルに準拠したCANベースの通信をサポートするタイプIまたはタイプIIコネクタが搭載されています。[3]

プロトコルの使用

車両メッセージングプロトコル
プロトコル/バージョン開始年/終了年メーカー車両の種類
フレックスレイ2008年ですか？BMW車
フレックスレイ2008年ですか？フォルクスワーゲン車
フレックスレイ2008年ですか？ダイムラーAG車
フレックスレイ—ゼネラルモーターズ車
できる1986ボッシュ多くの
ほとんど?フォード、BMW、ダイムラー、GM車
J1850—GM車
J18502008年ですか？クライスラー車
J1850—フォード車
装甲兵員輸送車—フォード車
ISO-9141-I/-II2008年ですか？フォード車
バン2000年ですか？PSAプジョー・シトロエン車
バン2008年ですか？ルノー車
J19392005年～現在多くの大型トラック（クラス5～8）
J1708/15871985年～現在ボルボAB、ほとんどの米国トラックメーカー大型トラック（クラス5～8）

参考文献

  1. ^ Philips, EH (2007年2月5日). 「電動ジェット機」. Aviation Week & Space Technology .
  2. ^ 「MiG-35多機能戦闘機」 .国防アップデート. イスラエル. 2009年. 2007年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年3月17日閲覧。
「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vehicle_bus&oldid=1243047030」より取得