自動車の組み込みシステム（ECU）とは? 導入が進む背景、主な種類について解説

自動車の組み込みシステム（ECU）とは

自動車の組み込みシステムとは、マイコンを中心とした各種入出力デバイスなどを備えている小型の組み込み型コンピュータを指します。

一般的にはECU（Electronic Control Unit/電子制御ユニット）と呼ばれ、自動車の「車載システム」というときは、主にこのECUのことを指します。

ECUは、エンジン、ドアロック、パワーウィンドウなどの機器類やシステムごとにあり、各所に指令を出す役割を担っています。

たとえば、車両の衝突時に衝撃数値が一定値を超えるとエアバッグを展開させるエアバッグECU、走行中のハンドル操作をサポートして少ない力での操作を可能にする電動パワーステアリングECUなどの種類があります。

各種センサーからの情報を処理し、最適な形で機器類やシステムを制御しているのが、ECUです。

これらのECUは、自動車の安全性や操作性、環境性能の向上に寄与するために搭載されています。

メーカーや車種によって、なんのECUがデフォルトで搭載されているかは異なります。

現在の自動車には、1台あたり100個程度のECUが搭載されていることが多いです。

自動車の組み込みシステム（ECU）の導入が進んだ背景

自動車の組み込みシステムは、排ガス規制対応のために開発されたエンジン制御専用の「Engine Control Unit/エンジンコントロールユニット」がはじまりでした。エンジンコントロールユニットは、エンジンを電子的に制御することによって、排ガスに含まれる有害物質を削減、回転数や外部環境に応じて燃料噴射量を調整可能にしました。

近年では、排ガス規制対応などの環境性能のみではなく、より安全で快適な走行性能が自動車に求められています。多機能で高度な自動車機能を実現するため、各機器・システムに対応したECUが次々と必要になり、導入スピードが加速しています。

ECUは自動車の進化に不可欠なシステムとして、ますます導入数が増えると予想されます。多くのセンサーによる情報を制御し、高性能なプロセッサが必要な自動運転ECUや運転支援ECUも開発が進んでいます。今後はECU間の連携をよりスムーズにするため、各ECUを統合した、統合ECUの導入も進んでいくでしょう。

自動車用組み込みシステム（ECU）の種類

ECUは、制御する箇所によって「パワートレイン系」「シャーシ系」「ボディ系」「情報系」「ADAS系」の5種類に分類されます。

ここでは後述するADAS系を除く4種類について解説します。

パワートレイン系ECU

パワートレイン系ECUとは、エンジンやトランスミッションなどのパワートレイン（動力源）を制御するECUです。

エンジンのECUは、エンジンの状態にあわせて燃料の最適な噴射や点火、吸気・排気の制御を行います。

運転性能を向上させるだけでなく、排ガス中の有害物質を除去するため、排ガス規制への対応が実現可能です。

トランスミッション（変速機）ECUは、運転状況に応じてシフトを自動調整し、快適な走行性能と燃費効率の向上に寄与します。

パワートレイン系ECUは、電気自動車の普及により将来的には需要減が予測されています。

しかし、統合ECUに組み込まれたり、モーター制御ECUなどの新たなパワートレイン系ECUが必要とされたりするなど、種類や構成を変えての需要は増加が見込まれるでしょう。

シャーシ系ECU

シャーシ系ECUとは、パワーステアリング、ブレーキ、アクセルなどの車体下部構造を制御するECUです。

シャーシは、自動車の基本性能を司る重要なシステムなため、ECUにより高度に制御することが求められます。

ブレーキやアクセルの操作を制御するブレーキECUには、以下の機能が搭載されています。

・急ブレーキの際の車輪のロックを防止するABS

・急発進や走行中のアクセルの急な踏み込みが原因で生じるスリップを防止するTCS（Traction Control System：駆動輪空転防止装置）

・衝突を回避する目的の緊急自動ブレーキシステムAEB（Autonomous Emergency Braking：衝突被害軽減ブレーキ装置）

近年では、アクセルの踏み間違えなどが原因の交通事故が社会問題となっていますが、ブレーキECUを利用すれば、非搭載車に比べて衝突リスクが大きく削減されることが報告されています。新車の自動ブレーキ搭載は2021年11月から、また輸入車の新車に関しては2024年7月から順次、義務化されました。

今後も技術改良が進められ、引き続き高い需要を維持するものと予想されています。

ボディ系ECU

ボディ系ECUとは、車体（ボディ）に搭載されたECUで、主に以下のようなものがあります。

・ドアECU（スライドドアやパワーウィンドウ、電動ミラーの開閉などを制御）

・エアコンECU（エアコン、換気システムなどを制御し、車内の温度を調節）

・ライトECU（ヘッドライト、室内灯などの点灯、消灯、調光を制御）

ほかにも、シート調整機能や盗難防止システム、セキュリティアラームなどを制御するボディ系ECUがあります。

ボディ系ECUは、車内空間の快適さや、利便性、安全性を向上させるためのものです。

市場は安定的に成長しており、今後も快適性やセキュリティ向上を目的としたECUの開発が進むと予測されます。

情報系ECU

情報系ECUはマルチメディア系ECUとも呼ばれ、自動車の車載情報システムを制御するECUです。

主に以下のようなシステムを制御する役割があります。

・カーナビゲーションシステム

・オーディオシステム

・車載通信システム

たとえば、カーナビECUでは、GPSセンサー、電子地図、画像処理システムを制御し、地図や音声で目的地までの情報を提供します。

今後も、スマートフォンやクラウドサービスとの連携が強化されたり、AIを活用したりすることにより、情報系ECUはますます発展することが期待されています。

5. ADAS（先進運転支援システム）系統合ECU

統合ECUは、自動車に搭載される複数のECUを統合したシステムで、ADAS（先進運転支援システム）やその関連ECUも含まれます。

ここでは、ADASおよびADAS系統合ECUについて解説します。

【ADAS（先進運転支援システム）とは】

ADAS（読み：エーダス）は「Advanced Driving Assistant System」の略称で、ドライバーの安全運転支援や使いやすさ向上を目的としたシステム全般のことです。

国土交通省が推奨する「ASV（Advanced Safety Vehicle：先進安全自動車）推進計画」を進めるためにも、ADAS技術は欠かせません。

具体的な機能には、前方車両と一定距離を保つACC、周囲の障害物を検知して自動ブレーキを制御するAEBSなどがあります。

これらのシステムにより、運転時の安全性と利便性が向上しています。

※参照元：ASV（先進安全自動車） | 自動車総合安全情報

【ADAS系統合ECUとは】

ADAS系統合ECUは、運転支援、周囲監視、自動運転機能などを担うECUを統合したシステムです。

従来、100個以上のECUが必要でしたが、統合ECUによりシステムが簡素化され、部品点数削減や車両の軽量化が可能になります。

これにより、車両全体の効率的な制御が実現し、さらに安全性や操作性が向上します。ADAS系統合ECUは、今後の車両の進化に不可欠な技術です。

動車業界の組み込みエンジニアの将来性が高い2つの理由

組み込みシステム（ECU）技術が進化し、自動車業界は大きな変革期を迎えています。

高度な技術が必要とされる自動車エンジニアは、各企業からの需要が増しているため、将来性が高いと言ってよいでしょう。

1. 「CASE」で自動車需要が拡大するため<

自動車業界は今、100年に1度といわれる大変革期を迎えており、「CASE」と呼ばれています。

「CASE」とは、「C：Connected（外部連携）」「A：Autonomous（自動運転）」「S：Shared & Service（シェアサービス化）」「E：Electrification（電動化）」の頭文字をつなげた造語です。

具体的には、

・C：自動車がインターネットに接続して外部の機器やサービスと連携

・A：自動運転技術が進化

・S：自動車が「所有」から「共有」へと変化

・E：自動車の電動化

といった変化が起きています。

これらの変化に対応できる組み込みエンジニアの需要が高まることが予想されます。

2. IT人材不足のため

経済産業省が2016年（平成28年）に公表した「IT人材の最新動向と将来推計に関する調査結果」によれば、ITに関する人材は2015年時点で約17万人が不足し、2030年には約59万人に人材不足が拡大すると予測されています。

そもそものIT人材が不足するなか、専門職である組み込みエンジニアの需要はさらに高まると考えられています。

組み込みエンジニアは運転システムを担い、命を預かる重要な職種です。高度な専門知識が求められるものの、最新技術を習得して経験を積めば、高い需要が見込まれます。

※参照元：IT人材の最新動向と将来推計に関する調査結果（p.6-7）

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まとめ

自動車の組み込みシステム「ECU」は、自動車の各機器を電子的に制御するためのシステムで、現在では自動車1台あたりに100個以上が搭載されています。

ECUは大きく5種類に分類され、自動車の走行性能や安全性、運転時の快適性の向上などに寄与しています。

自動車業界は現在、「CASE」と呼ばれる大変革期を迎えており、IT人材が決定的に不足しています。

エンジニアに対する需要は強く、転職後の将来性は明るいと考えられています。