CANバスの詳細に入る前に、CANがそもそもいつ、なぜ発明されたのかという設計原理と歴史的背景を理解しておくと役立ちます。そうすることで、CANが今日の自動車業界にどのように適合し、どのように操作できるのかを示すことができます。
CANバスの歴史
CANバスが導入される以前は、車両機能がどのように制御されていたかを見ていきましょう。
ヨーロッパでは、CANは自動車部品のティア1サプライヤーであるボッシュによって先駆的に開発され、1991年にメルセデス・ベンツが多くの電子機能を搭載した高級車に導入しました。2000年代にはヨーロッパと日本で広く普及しました。アメリカでは、CANバスは1990年代後半から2000年代後半にかけて人気を博しました。CANバスの詳細については、こちらの記事をご覧ください。
CANバス以前
自動車は、黎明期から大きく進化を遂げてきた。
これは、1950年代のフォルクスワーゲン・ビートルの、実際の機械式跳ね上げ式方向指示器とダッシュボードの写真です。
CANバスが広く普及する以前は、自動車のすべてのアクチュエーターを必要なすべてのセンサーに配線する必要があった。
運転席にエンジン温度を表示する計器には、エンジンブロック内のセンサーに専用の配線が接続されています。そのため、車全体に膨大な数の配線が必要となり（車種によっては配線の総延長が8キロメートルにも達し、重量が45キログラムを超える場合もあります）、エンジンコントローラーなど、他の多くのセンサーとの接続を必要とする集中制御デバイスの設置も困難になります。例えば、車両の車輪速度は、ABS、エンジンマネジメント、ナビゲーション、ダッシュボードなど、多くの異なる制御システムで必要とされます。
上の写真は、1997年式GMコルベットC5のCANバス以前のステアリングコラムで、ヘッドライト、ウインカー、ハイビーム/ロービーム、ワイパー制御（速度設定付き）、クルーズコントロールに必要な配線がすべて備わっている様子を示しています。
CANバスはどのようにして自動車配線を簡素化したのか
CANバスの最初の用途は、エンジンマネジメント（真空作動式点火タイミング制御システムなどを置き換える）やアンチロックブレーキシステム（ABS）などの重要なシステムの複雑化を簡素化することでした。そのため、CANは当初から高い信頼性と安全性が求められる相互接続プロトコルとして設計されました。
CANバスでは、センサーとアクチュエーター間のポイントツーポイントのアナログ接続が、高速（当初は1Mビット）のシリアル通信バスに置き換えられます。
最新のエンジン配線ハーネスについてはこちらの画像をご覧ください。その隣には、最新の車両バス構成の概念図が示されています。CANについてさらに詳しく知りたい場合は 、こちらの論文をご覧ください。
CANバスの利点
CANバス接続デバイスは、安全性が極めて重要で高い信頼性が求められる動作を前提にゼロから設計されているだけでなく、低コストで製造できる必要もありました。そのため、イーサネットとは異なり非常にシンプルなプロトコルを採用し、MOSTとは異なり複雑な光ファイバーや同軸ケーブルを使用し、低消費電力の16ビットおよび32ビットマイクロコントローラと安価で大量生産可能なチップセットで実装できる必要がありました。今日では、車載コントローラにCANバスのサポートを追加するコストは、専用の配線をもう1本敷設するコストよりも安くなければなりません。
下の画像は、さまざまな入出力機能を実行できる、非常にコスト効率の良いCAN対応ボードを示しています。
その他の自動車バス規格
過去20年間で、自動車バスシステムにおいて、他にもいくつかのドメイン固有のネットワーク規格が導入されてきました。概要については こちらをご覧ください。
このブログシリーズでは、分かりやすさを優先してCANバスを中心に解説します。
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