この技術記事は、PROMETO社の機能安全およびサイバーセキュリティ担当シニア・コンサルタントであるJürgen Belz氏との共著です。
標準化機構を含めた多くの組織で車載用電子機器の機能安全とセキュリティに関する課題がますます注視される中、車載機器設計者にとって重要なのは、機能的に安全な車載電動パワートレインを実現することです。機能安全、サイバーセキュリティ、高電圧安全機能は、最近の電気自動車の設計、開発、量産において重要な役割を果たしています。
機能安全
最近の自動車に実装されるソフトウェアのコードは...
自動車の設計にワイヤレスBMSを導入すると、重く高価でメンテナンスを要する配線が不要になり、ハイブリッド車および電気自動車（HEV/EV）の信頼性と効率を高めることができます。TIのワイヤレスBMS向けソリューションは、設計の複雑さを軽減し、信頼性を高め、車体重量を軽くすることで走行距離の延長を支援します。
TIでは、自動車メーカーのワイヤレスBMS開発期間の短縮を目的として、業界トップの機能安全性認証機関であるTÜV SÜDに対し、TIのワイヤレスBMS機能安全コンセプトの定量的および定性的なエラー検知性能について...
自動車業界ではメーカーもサプライヤも、自律性、電動化、コネクティビティを実現するために、新しい機能・性能を追加するソフトウェアの研究開発を精力的に行っています。しかし、多数の電子制御ユニット（ECU）を追加してこれらの機能を実現できたとしても、その結果、複雑さが増し、コストアップになったのでは持続可能な取り組みとはいえません。
多数の車載ECUを一元的に管理して効率的に運用する方法には、ドメイン型アーキテクチャを採用するか...
クルマの電動化が進むにつれて、高精度のバッテリ監視機能を使用し、最高レベルの機能安全を実現することが重要になります。そこで、バッテリ監視機能の精度を向上させるために、自動車のバッテリ管理システム (BMS) は効率的に動作し、EV に搭載している個別のバッテリ・セルの性能をリアルタイムで監視する必要があります。
電気自動車 (EV) やハイブリッド車 (HV) の一般的な構成で、バッテリ管理ユニット (BMU) は 12V バッテリから電力を受け取ります。自動車が駐車している状態や電源がオフになっているときでも...
この記事では、電子制御モジュール設計に関する設計課題への対処に有効な、モータ・ドライバICに内蔵された個別のアナログ機能について説明します。
自動車の車両電子システムは電動モータを使用して、最適な位置にシートを調整したり、トランクを楽に開けられるようにしたりして、乗員の乗り心地の良さや便利さを高めます。
このような用途では、アルファベットの「H」の形に並べられたMOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ...
TI独自の高度に統合された窒化ガリウム（GaN）ソリューションは、エントリレベルから高級モデルまでのハイブリッド車/電気自動車の充電の高速化と走行距離の延長に役立ち、普及率向上へのハードルを下げることができます。
TIでは電気自動車やハイブリッド車の電源管理用に高効率の集積回路を作成することで、お客様がより効率が高く手頃な価格の車両を設計し、排気ガスを減らしてクリーンな環境作りに貢献できるようにします。
走行距離の不安や、充電ステーションを探す手間、充電のための長い停車時間などから、ドライバーは従来型の自動車からハイブリッド車や電気自動車...
今、すべてが電気だけで走る完全な電気自動車（EV）の時代を目指し、利用可能な技術、市場や環境に対する規制、インフラの構築などさまざまな面からの取り組みが一斉に行われています。国際エネルギー機関のレポート「Global EV Outlook 2020」によれば、プラグイン・ハイブリッド車（PHV）を含む電気自動車の販売台数は、2019年に世界全体で過去最高の210万台に達し、路上を走るこれらの車の累計は720万台となっています。
しかし、EVは年率40%もの成長を遂げているものの...
何十年もの間、内燃エンジン (ICE) は車だけでなく冷暖房システムをも動かしています。自動車産業の電動化が進み、小型燃焼エンジンを搭載したハイブリッド電気自動車 (HEV) やエンジン無搭載の完全電気自動車 (EV) への移行が進むにつれて、暖房、換気、空調 (HVAC) システムはどのような仕組みになっていくのでしょうか。
このホワイトペーパーでは、48V、400V、または 800V のHEV/EV に搭載される新しい冷暖房制御モジュールについて説明します。その次に、これらのモジュール...
この記事では、次世代の車載アーキテクチャ向けの電圧ボード・ネットについて考察します。自動運転機能が普及し、快適で便利な各種機能やインフォテインメントなどの人気も高まる中、車の内部で必要となる電気エネルギーが急増しています。現在の車両では、センサやアクチュエータに加え、センサの情報を読み取りアクチュエータを制御する電子制御ユニット（ECU）が増え続けています。また、ハイブリッド車や電気自動車の需要の高まりから、電力効率が重要な設計目標になります。なぜなら、効率が向上すれば車の走行距離が伸びるからです...
車載用カメラ・テクノロジの解像度、ダイナミック・レンジ、フレーム・レートの向上に伴って、特定の使用用途の要件に合った電源アーキテクチャの構築が必要になっています。この記事では、車載用カメラ・モジュールの電源に適用できる次の3つの考え方を見ていきます。
この記事では、データ処理機能を持たず、生のビデオ・データを別の電子制御ユニットに出力する小型カメラ・モジュールに焦点を当てます。このようなモジュールは...
機能安全設計は、正しく行うために厳密であること、文書化に加えて、時間も要します。 このホワイトペーパーでは、工場のフロア用に設計する場合でも、高速道路の自動車用に設計する場合でも、機能安全設計する際にICを簡単に見つけて使用できるようにする方法について説明します。
ホワイトペーパーを読む 「車載および産業における機能安全認証の合理化」（日本語PDF）
...車載システムの進化が続く中、電力をさらに必要とするアプリケーションの数がますます増えています。高電力システムを設計するエンジニアは、低ドロップアウト（LDO）レギュレータから、効率が高く熱特性も良いDC/DC降圧コンバータに切り替えようとします。しかし、DC/DC降圧コンバータはLDOレギュレータに比べて電磁干渉（EMI）がかなり大きくなります。
EMIは、AM/FMラジオ受信機や運転アシスト・センサといった感度の高いコンポーネントに影響する場合があり、実際に多量のEMIは正常なシステムの動作を低下させたり...
電気自動車およびハイブリッド電気自動車（EV/HEV）が主流として受け入れられるには信頼性が不可欠ですが、信頼性を高めるには、車内のバッテリ・セルの測定精度が向上しなければなりません。測定精度のレベルを上げるには、データを取得する際や取得したデータをメイン・プロセッサに伝送する際の妨げとなる、高レベルのノイズへの対策が必要です。バッテリ・セルの電圧、温度、電流を高い精度で測定するだけでは不十分であり、これらを同期させることが要求されます。
図1：バッテリ・セルのモニタリングを要する電気自動車...
内燃エンジン（ICE）は、19世紀頃から存在している機械システムです（図1）。燃料だけで何千馬力もの力を生み出し、止まっている状態の車を3秒以内でおよそ時速96キロに加速することを考えると、その働きは驚異的です。しかし、その恩恵をいつまでも受けられるわけではありません。アメリカやEU、中国といった各国政府の規制強化により、輸出車の排ガスを最低レベルにすることが求められています。自動車産業はそれに応えて、電気自動車（EV）に加え、従来のICEの内部に電気サブシステムを組み込んだハイブリッド電気自動車...
運転手と歩行者の安全は、現在、そしてこれからの車両を設計するエンジニアにとって最重要課題です。それは、自動運転であっても半自動運転であっても同じです。最近の統計によると、交通事故のうち73%以上が、特に商用車の場合に、死角、携帯電話の使用、運転手の疲労や不注意が原因で生じています。また、車線逸脱警告や自動緊急ブレーキといった先進運転支援システム（ADAS）を車に搭載することで、事故の確率を80%以上も減らせることが研究でわかっています。これらのシステムが、運転手がよく起こすミスを効果的に防ぐことができるからです...
自動車業界は、快適な運転体験を創出することに注力していますが、そのために燃費や製造コストを犠牲にするわけにはいきません。新しいオーディオ技術を組み込むことでユーザー体験を拡大し、安全を確保するために、OEMはオーディオ・システムのアーキテクチャの刷新に取り組んでいます。
マイク、アンプ、スピーカーに加えて高度なデジタル信号処理を使用する手法は、背景雑音の低減、クリアな車内会話、緊急通話および高忠実度ハンズフリー通話の実現に有効です。車載オーディオ設計を変える、オーディオに関する4つのトレンドを紹介します...
この記事では、お客様からよく寄せられる質問とそれに対する回答をまとめています。
図1のような標準的なLEDリア・ライトは、テール・ランプ、ブレーキ・ランプ、方向指示器といった複数の表示灯機能で構成されています。ランプの形やデザインに基づいて、複数のLEDドライバとLEDプリント基板（PCB）を使用してそれぞれの表示灯機能が実装されます。さらに、リア・ライトの各ランプは、車体制御モジュール（BCM）により個別に点灯/消灯します。
図1：リア・ライトとBCMとの接続
このような車載リア・ライト・システムで重要な設計要件の1つが、LEDの断線や短絡、または単独のLEDの短絡といった障害を検出する診断ソリューションです。これらの障害事象をBCMが検出し、エンジン・チェック・ライトを通して運転手に知らせる必要があります。
BCMは、制御ラインの電流を測定することでリア・ライト・モジュールの障害を検出します。BCMが高精度の電流感知ソリューションを使わずに障害を検出できるように…
車載ヘッド・ユニットなどの車載インフォテインメント・システムで最大の成長分野の1つとなっているのが高品質オーディオです。特にオーディオ/ビデオ・ブリッジング（AVB）に注目が集まっています。この記事では、クロック供給ソリューションを通じてeAVBを最適化することにより、車内での高速データ転送を実現する方法について説明します。
Ethernet AVB（eAVB）規格
AVBの実装は、IEEE（米国電気電子学会）が定める802.1AS、802.1Qat、802.1Qav、802.1BA、802...
少ない部品数で高機能の車載アプリケーションを作ることができたら、重量とコストのどちらも削減できて、信頼性も向上するでしょう。これが、電気自動車（EV）とハイブリッド電気自動車（HEV）の設計にコンボボックス・アーキテクチャを組み込もうとする意図です。
コンボボックス・アーキテクチャとは
コンボボックス・アーキテクチャとは、オンボード・チャージャ（OBC）、高電圧DC/DC（HV DCDC）、インバータ、配電ユニット（PDU）といったパワートレイン最終製品を一体化したものです。図1に示すように、機械部分...
