デンソーテン、無線通信を活用した「車載ワイヤーハーネスレス統合技術」を共同開発 車両の軽量化など環境負荷低減に貢献

車載ワイヤーハーネスレス統合技術のイメージ

　神戸大学、ATR（国際電気通信基礎技術研究所）、デンソーテンの3者は3月22日、車両内の信号通信に使用しているワイヤーハーネスを無線通信に置き換え、無線通信の不調時には有線の電力線通信でバックアップする「車載ワイヤーハーネスレス統合システム」の共同研究を行ない、車両内で無線通信の有効性が確認できたと発表した。

　電子機器同士をつなぎ合わせるワイヤーハーネスは、車両の電子化・高機能化にともない年々増加しているが、今後の自動運転化への対応で、その配線量・重量が劇的に増加すると予想され、車両重量増によるCO2排出量の増加や配線スペース増加による車室空間の圧迫が懸念されているという。

　その中で車両内の無線通信は、電波干渉による通信速度の低下や途絶など通信品質に課題があり、通信信頼性を担保する必要があった。そこで3者はその解決策として、短パルスで電波干渉に強い無線通信方式であるUWB（Ultra Wideband）を使用しつつ、電波干渉を防ぎ、無線通信間の混線を低減する独自の無線通信アルゴリズムを開発。また、無線が正しく通信できなかった場合にも、各電子機器が正しく連携し動作できるように、有線通信でバックアップする冗長システムを構成した。

　この有線通信は、クルマにとって必須である電源線に通信データを載せる電力線通信方式PLC（Power Line Communication）によって、有線資源を有効活用していて、従来のワイヤーハーネスをこの「車載ワイヤーハーネスレス統合システム」へ置き換えることで、車両の軽量化による走行時のCO2排出量削減や、省スペース（車室空間の確保）、省資源、工場組み立てなどの生産コストダウン、ワイヤーハーネス取りまわしのための設計工数削減など、多くの効果が期待できるという。

　なお、この研究は総務省戦略的情報通信研究開発推進事業（SCOPE）に採択されているほか、この技術は自動車に留まらず、航空機、宇宙航空機、船舶など、さまざまなモビリティへの応用が期待されるとしている。

3者の役割

　神戸大学は、有線/無線連携パケットスケジューリングアルゴリズムを開発。混線を防ぐために、制御に影響を与えない範囲でデータを集約し、通信量を減らすスケジューリング（パケットの優先順を制御）を実現し、送信パケット数16％削減を達成した。

　ATRは、車両の電源線に適したPLCを開発し、通信速度2Mbpsを達成。走行状態に応じて車内の電圧が目まぐるしく変化する難しい環境下で、データの伝搬状況に応じて適切な周波数を選択できる機能を実装した。

　デンソーテンは、車載環境に適したUWB干渉評価・対策技術を開発。さまざまな走行状態でノイズによる影響を測定し、通信品質を評価。ノイズ干渉に耐える通信技術を開発することで、強力なUWB干渉下におけるデータ損失率0.1％以下を達成した。

研究概要

テーマ：車載ワイヤーハーネスレス統合システムに関する研究
実施時期：令和3年5月～令和5年3月まで
実車評価の対象範囲：ヘッドランプやワイパーなどのボディ系ワイヤーハーネスを対象に無線への置き換えを検討。車両への搭載が想定される位置で、UWB/PLCの性能評価を実施。
実車評価の成果：屋内の試験室で、路面走行環境を再現するシャーシダイナモを利用し、様々な走行状態で通信状況を計測。UWB/PLCとも車載化で想定される通信品質を達成できることを確認。
今後の見通し：飛行機や船舶など、広くモビリティへの応用も視野に入れ研究を継続。