CN110121862A - 交换装置、通信控制方法和通信控制程序 - Google Patents

交换装置、通信控制方法和通信控制程序 Download PDF

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Abstract

该交换装置安装在车辆上，且包括：保存单元，其用于保存待中继的通信数据；交换单元，其用于中继所述通信数据，和控制单元，其在应当发送到已经检测到错误的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述至少一个通信装置安装在所述车辆上且位于从所述主机交换装置到所述通信数据的发送源的路径上，停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述主机交换装置并请求保存应当发送到所述主机交换装置的通信数据。

Description

交换装置、通信控制方法和通信控制程序
技术领域
本发明涉及交换装置、通信控制方法和通信控制程序。
本申请要求基于2017年1月6日提交的日本专利申请No.2017-1309的优先权，且其公开内容整体并入本文。
背景技术
专利文件1(日本专利申请特开公开No.2013-168865)公开以下车载网络系统。换句话说，车载网络系统配备有车载控制装置和通信协议发出装置，车载控制装置具有用于存储定义数据的存储器，该定义数据定义包括在用在车载网络上的通信协议中的且取决于车载网络上的实施方式的部分，通信协议发出装置用于将定义数据发出到车载控制装置。在从用于使车载控制装置参与车载网络的登记装置接收到请求使车载控制装置参与车载网络的登记请求时，通信协议发出装置执行对登记装置的认证，创建符合车载网络上的实施方式的定义数据并将定义数据发送到登记装置作为答复。登记装置接收由通信协议发出装置发送的定义数据并请求车载控制装置将接收到的定义数据存储在存储器上。之后，车载控制装置从登记装置接收定义数据，将定义数据存储在存储器上，并且在符合通信协议时使用车载网络执行通信。
[现有技术文件]
[专利文件]
专利文件1:日本专利申请特开公开No.2013-168865
发明内容
(1)本公开的交换装置安装在车辆上，且包括：保存单元，其用于保存待中继的通信数据；交换单元，其用于中继所述通信数据，和控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存到所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
(8)本公开的在安装在车辆上并具有用于保存待中继的通信数据的保存单元的交换装置中的通信控制方法，所述通信控制方法包括以下步骤：中继所述通信数据，和在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
(9)本公开的用于在安装在车辆上并具有用于保存待中继的通信数据的保存单元的交换装置中使用的通信控制程序，所述通信控制程序使计算机用作：交换单元，其用于中继所述通信数据，和控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
本公开的实施例不仅能够被实现为配备有这些特征处理单元的交换装置，还能够被实现为配备有交换装置的车载通信系统。此外，本公开的实施例能够被实现为半导体集成电路，其实现部分或整个交换装置。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的车载通信系统的配置的图；
图2是示出根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU的配置的图；
图3是示出根据本发明的第一实施例的交换ECU中的由控制单元管理的通信路径表的示例的图；
图4是示出根据本发明的第一实施例的交换ECU中的由控制单元管理的异常表的示例的图；
图5是说明根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU检测装置的异常时的操作过程的流程图；
图6是说明根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU发送暂停帧时的操作过程的流程图；
图7是示出根据本发明的第一实施例的交换ECU的修改的示例中的由控制单元管理的通信路径表的示例的图；
图8是说明根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU的修改的示例发送暂停帧时的操作过程的流程图；
图9是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例1；
图10是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例2；
图11是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例3；和
图12是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例4。
具体实施方式
通常，用于改善车载网络中的安全性的车载网络系统已经得到发展。
[本发明要解决的问题]
专利文件1中描述的车载网络设置有通信网关，其用来中继将要在车载ECU(电子控制单元)之间发送和接收的通信数据。
例如，如果在经由通信网关从另一装置接收通信数据的车载ECU中已经发生异常，则由于车载ECU不能接收通信数据，因此，通信数据可能有时在通信路径的路上被丢弃。在此情况下，发生通信数据的重发，且浪费了车载网络中的通信频带。
本公开旨在解决上述问题且其目的是提供能够在车载网络中有效发送信息的交换装置、通信控制方法和通信控制程序。
[有利效果]
利用本公开，能够在车载网络中有效发送信息。
[本发明的实施例的描述]
首先，将列出和描述本发明的实施例的内容。
(1)根据本发明的一个实施例的交换装置包括：保存单元，其用于保存待中继的通信数据；交换单元，其用于中继所述通信数据，和控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存到所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
利用该配置，由于能够停止发送通信数据且能够针对通信装置执行通信数据的保存，因此，能够防止通信数据在通信路径的路上被丢弃。因此，由于能够防止通信数据的重发，因此能够抑制车载网络中的通信频带的浪费使用。因此，能够有效地在车载网络中发送信息。
(2)优选地,所述控制单元将所述停止请求数据发送到所述一个通信装置，所述一个通信装置能够与所述车辆外的外部装置通信。
利用该配置，例如，由于能够在外部装置和能够与外部装置通信的通信装置之间防止待收费的通信数据的重发，因此能够抑制通信成本增加。
(3)优选地，所述控制单元将所述停止请求数据发送到来自所述交换装置且位于所述路径上的第一个通信装置。
利用该配置，由于交换装置能够在不识别车载网络的连接关系的情况下指定停止请求数据的发送目的地，因此，交换装置能够通过执行简单处理来发送停止请求数据。
(4)优选地，所述控制单元定期地或不定期地发送所述停止请求数据且在检测到所述装置的异常被修复的情况下停止发送所述停止请求数据。
利用该配置，当通信装置尚未变得从交换装置接收到停止请求数据时，通信装置能够识别通信装置处于应当重新开始发送通信数据的状态。因此，通信装置能够简单地重新开始将通信数据发送到被修复的装置。
(5)优选地，即使待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中，但如果从所述通信装置发送的且待发送到尚未检测到异常的另一装置的通信数据也被保存在所述保存单元中，则所述控制单元不发送所述停止请求数据。
利用该配置，能够防止例如待从通信装置发送到其他装置的重要通信数据的发送变得停滞。
(6)优选地，交换装置还包括：检测单元，其用于检测直接连接到所述交换装置的所述装置的异常。
利用该配置，能够简化用于检测已经发生异常的装置的处理。
(7)优选地，交换装置还包括：检测单元，其用于检测经由至少一个通信装置连接到所述交换装置的装置的异常。
利用该配置，可以继续通信装置和交换装置之间的通信，而不管是否存在停止请求数据，其中，该通信装置设置在交换装置和已经检测到异常的装置之间。
(8)根据本发明的一个实施例的一种交换装置中的通信控制方法，所述交换装置安装在车辆上并具有用于保存待中继的通信数据的保存单元，所述通信控制方法包括以下步骤：中继所述通信数据，和在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
利用该配置，由于能够停止发送通信数据且能够针对通信装置执行通信数据的保存，因此，能够防止通信数据在通信路径的路上被丢弃。因此，由于能够防止通信数据的重发，因此能够抑制车载网络中的通信频带的浪费使用。因此，能够有效地在车载网络中发送信息。
(9)根据本发明的一个实施例的一种用于交换装置中使用的通信控制程序，所述交换装置安装在车辆上并具有用于保存待中继的通信数据的保存单元，所述通信控制程序是计算机程序，其用于使计算机用作：交换单元，其用于中继所述通信数据，和控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
利用该配置，由于能够停止发送通信数据且能够针对通信装置执行通信数据的保存，因此，能够防止通信数据在通信路径的路上被丢弃。因此，由于能够防止通信数据的重发，因此能够抑制车载网络中的通信频带的浪费使用。因此，能够有效地在车载网络中发送信息。
下面将参考附图描述本发明的实施例。附图中的相同或等效组件由相同附图标记表示且不重复其说明。此外，下述实施例的至少一部分可被任意组合。
<第一实施例>
[配置和基本操作]
图1是示出根据本发明的第一实施例的车载通信系统的配置的图。
参考图1，车载通信系统301配备有交换ECU 101和多个车载装置111。车载通信系统301安装在车辆1上。
交换ECU 101、车外通信装置111A、图像传感器111B、自主驾驶ECU 111C、雷达装置111D、导航装置111E、中央网关111F和多个车载控制装置111G是车载装置111的示例，又是通信装置的示例。
然而，车载装置111不限于这些具体示例，但可以是安装在车辆1上的且能够与交换ECU 101通信的其他装置。
交换ECU 101例如通过以太网(注册商标)线缆10连接到车外通信装置111A、图像传感器111B、自主驾驶ECU 111C、雷达装置111D、导航装置111E和中央网关111F。
交换ECU 101能够与连接到其的这些车载装置111通信。例如，通过使用以太网帧在交换ECU 101和车载装置111之间交换信息。
中央网关111F经由例如符合CAN(控制器局域网)(注册商标)标准的CAN总线11连接到多个车载控制装置111G。例如，通过使用符合CAN标准的消息在中央网关111F和车载控制装置111G之间交换信息。
车载控制装置111G的示例包括引擎控制装置、AT(自动换档)控制装置、HEV(混合动力电动车辆)控制装置、制动器控制装置、底盘控制装置、转向控制装置、仪表显示控制装置和盗窃检测装置。
中央网关111F例如在分别连接到不同CAN总线11的车载控制装置111G之间执行信息中继处理并且还在交换ECU 101和车载控制装置111G之间执行信息中继处理。待经由CAN总线11发送的信息在下文还称为CAN信息。
交换ECU 101执行用于中继从连接到其的车载装置111接收到的通信数据的中继处理。
更详细地，图像传感器111B、自主驾驶ECU 111C、雷达装置111D、导航装置111E和中央网关111F属于VLAN(虚拟局域网)1。此外，车外通信装置111A属于VLAN 2，其不同于VLAN 1。
交换ECU 101例如在属于同一VLAN的车载装置111之间中继以太网帧。
更具体地，交换ECU 101基于包括在接收到的以太网帧中的发送源MAC(介质访问控制)地址和目的地MAC地址将以太网帧发送到目的地车载装置111。
图像传感器111B是例如用于定期拍摄车辆1的周围环境的拍摄装置。图像传感器111B拍摄车辆1的周围环境并创建指示拍摄结果的图像信息并创建包括所创建的图像信息且具有作为目的地MAC地址的自主驾驶ECU 111C的MAC地址的以太网帧。图像传感器111B将所创建的以太网帧发送到交换ECU 101。
在从图像传感器111B接收到以太网帧时，交换ECU 101基于包括在接收到的以太网帧中的目的地MAC地址将以太网帧发送到自主驾驶ECU 111C。
雷达装置111D是例如使用毫米波的雷达装置并定期创建指示车辆1的周围环境中的对象(诸如，行人)的检测结果的检测信息。
雷达装置111D创建包括所创建的检测信息且具有作为目的地MAC地址的自主驾驶ECU 111C的MAC地址的以太网帧并将所创建的以太网帧发送到交换ECU 101。
在从雷达装置111D接收到以太网帧时，交换ECU 101基于包括在接收到的以太网帧中的目的地MAC地址将以太网帧发送到自主驾驶ECU 111C。
车外通信装置111A能够与服务器171通信，服务器171用作车辆1外的外部装置的示例。此外，车外通信装置111A位于从服务器171到交换ECU 101的通信数据路径上。
更具体地，车外通信装置111A是例如TCU(远程信息处理通信单元)且能够根据通信标准(诸如，LTE(长期演进)或3G)执行与无线基站装置161的无线通信。
车外通信装置111A能够经由无线基站装置161与服务器171通信。
服务器171经由无线基站装置161发送例如IP包到车外通信装置111A，IP包包括地图信息且具有作为目的地IP地址的导航装置111E的IP地址。
在从服务器171接收到IP包时，车外通信装置111A将接收到的IP包发送到例如用作默认网关的交换ECU 101。
更具体地，车外通信装置111A创建包括IP包并具有作为目的地MAC地址的交换ECU101的MAC地址的以太网帧,并将以太网帧发送到交换ECU 101。
交换ECU 101例如在属于不同VLAN的车载装置111之间中继IP包。
更详细地，在从车外通信装置111A接收到以太网帧时，交换ECU101从接收到的以太网帧获取IP包。
交换ECU 101基于所获取的IP包的目的地IP地址指定IP包的目的地是导航装置111E,并将IP包发送到导航装置111E。
尽管根据本发明的实施例的车载通信系统被配置为设置有中央网关111F，但系统的配置不限于该配置。车载通信系统301还可被配置为不设置有中央网关111F。在此情况下，例如，交换ECU 101中继待经由CAN总线11发送的CAN信息。
图2是示出根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU的配置的图。
参考图2，交换ECU 101配备有交换单元51、控制单元(检测单元)52、缓冲器(保存单元)53和多个通信端口54。
交换ECU 101用作交换装置。更详细地，交换ECU 101中的通信端口54是例如以太网线缆10能够连接到的端子。通信端口54可以是集成电路的端子。
多个通信端口54中的每一个经由以太网线缆10连接到多个车载装置111中的任一个。此外，例如，使多个通信端口54中的每一个对应于VLAN。
交换单元51执行用于中继通信数据的中继处理。缓冲器53保存待中继的通信数据。
更详细地，交换单元51作为例如L2交换器进行操作,并在属于同一VLAN的车载装置111之间中继以太网帧。
更具体地，交换单元51保存地址表，该地址表指示例如通信端口54的端口号、VLAN的ID、以及连接目的地装置的MAC地址之间的对应关系。
例如，在从图像传感器111B接收到以太网帧时，交换单元51将接收到的以太网帧存储在缓冲器53中且确认以太网帧的目的地MAC地址。
交换单元51通过参考地址表指定与确认的目的地MAC地址对应的通信端口54。交换单元51在此指定连接到自主驾驶ECU 111C的通信端口54。
之后，交换单元51从缓冲器53获取以太网帧并经由指定的通信端口54将所获取的以太网帧发送到自主驾驶ECU 111C。
例如，在从雷达装置111D接收到以太网帧时，交换单元51将接收到的以太网帧存储在缓冲器53中且确认以太网帧的目的地MAC地址。
交换单元51通过参考地址表指定与确认的目的地MAC地址对应的通信端口54，即，连接到自主驾驶ECU 111C的通信端口54。
之后，交换单元51从缓冲器53获取以太网帧并经由指定的通信端口54将所获取的以太网帧发送到自主驾驶ECU 111C。
此外，交换单元51作为例如L3交换器和L4交换器进行操作，并在属于不同VLAN的车载装置111之间中继通信数据。
更具体地，交换单元51保存网络表，该网络表指示例如VLAN的ID与网络地址之间的对应关系。此外，交换单元51保存ARP(地址解析协议)表，该ARP(地址解析协议)表指示例如用于VLAN的每个ID的IP地址和MAC地址之间的对应关系。
在从车外通信装置111A接收到以太网帧时，交换单元51确认目的地MAC地址是其自己的MAC地址且从接收到的以太网帧中提取IP包。
交换单元51通过参考网络表指定与包括在IP包中的目的地IP地址对应的VLAN的ID。
然后，交换单元51通过参考与指定的VLAN的ID对应的ARP表来获取与目的地IP地址对应的MAC地址。
交换单元51创建以太网帧并将其存储在缓冲器53中，该以太网帧包括作为目的地MAC地址的所获取的MAC地址且还包括IP包。
交换单元51通过参考地址表指定与目的地MAC地址对应的通信端口54，即，连接到导航装置111E的通信端口54。
之后，交换单元51从缓冲器53获取以太网帧并经由指定的通信端口54将所获取的以太网帧发送到导航装置111E。
图3是示出根据本发明的第一实施例的交换ECU中的控制单元所管理的通信路径表的示例的图。
参考图3，控制单元52保存例如通信路径表Tab1。控制单元52监控在交换单元51中的中继处理，从而获取将要在交换单元51中中继的通信数据的通信路径，并在通信路径表Tab1中登记通信路径。
更具体地，在确认例如交换单元51已经将经由与图像传感器111B对应的通信端口54从图像传感器111B接收到的以太网帧存储在缓冲器53中时，控制单元52确认在缓冲器53中存储的以太网帧的目的地MAC地址，即，自主驾驶ECU 111C的MAC地址。
然后，控制单元52参考保存在交换单元51中的地址表并从上述对应的通信端口54的端口号获取图像传感器111B的MAC地址。控制单元52在通信路径表Tab1中将图像传感器111B的MAC地址和自主驾驶ECU 111C的MAC地址分别登记为“接收源MAC地址”和“发送目的地MAC地址”。
类似的，在确认例如交换单元51已经将从雷达装置111D接收到的以太网帧存储在缓冲器53中时，控制单元52在通信路径表Tab1中将雷达装置111D的MAC地址和自主驾驶ECU111C的MAC地址分别登记为“接收源MAC地址”和“发送目的地MAC地址”。
类似的，在确认例如交换单元51已经将从车外通信装置111A接收到的以太网帧存储在缓冲器53中时，控制单元52在通信路径表Tab1中将车外通信装置111A的MAC地址和导航装置111E的MAC地址分别登记为“接收源MAC地址”和“发送目的地MAC地址”。
当缓冲器53中存储的以太网帧被发送到目的地车载装置111时，控制单元52从通信路径表Tab1中删除与以太网帧对应的通信路径。
然而，控制单元52不限于这样的配置：在完成通过登记的通信路径的通信之后，控制单元52立即删除通信路径，但是控制单元52还可被配置为测量从上一次通信起经过的时间且从通信路径表Tab1中删除测量的经过的时间变得等于或大于预定超时时间的通信路径。
此外，尽管使用“接收源MAC地址”和“发送目的地MAC地址”登记通信路径，但不限于该方法，还可使用接收源通信端口54的端口号和发送目的地通信端口54的端口号来登记通信路径。
再次参考图2，控制单元52例如检测直接连接到交换ECU 101的车载装置111的异常。
更具体地，控制单元52例如参考由交换单元51保存的地址表且定期经由交换单元51将用于存在确认的存在确认信息发送到直接连接到交换ECU 101的车载装置111。
控制单元52判定在这样的车载装置111中尚未发生异常：控制单元52已经能够经由交换单元51从该车载装置111接收到对存在确认信息的响应。另一方面，控制单元52判定在这样的车载装置111中已经发生异常：控制单元52尚不能够经由交换单元51从该车载装置111接收到对存在确认信息的响应。
图4是示出根据本发明的第一实施例的交换ECU中的控制单元所管理的异常表的示例的图。
参考图4，控制单元52例如保存异常表Tab2。控制单元52在异常表Tab2中登记已经检测到异常的车载装置111的MAC地址。
在该示例中，控制单元52例如检测到导航装置111E中已经发生异常且将导航装置111E的MAC地址登记在异常表Tab2中。
再次参考图2，如果待发送到已经检测到异常的车载装置111的通信数据被保存在缓冲器53中，则控制单元52发送停止请求数据，该停止请求数据请求停止向交换ECU 101发送通信数据并请求将待发送到交换ECU 101的通信数据保存到一个通信装置中，该通信装置位于从交换ECU 101到通信数据的发送源的路径上并安装在车辆1上。
更详细地，控制单元52例如定期将停止请求数据从交换ECU 101发送到位于到通信数据的发送源的路径上的通信装置，通信装置是来自交换ECU 101的第一个通信装置。
更具体地，控制单元52例如将用作停止请求数据的示例的暂停(Pause)帧发送到车外通信装置111A。
更详细地，控制单元52比较通信路径表Tab1与异常表Tab2并执行用于确认是否存在在通信路径表Tab1中被登记为“发送目的地MAC地址”且还被登记在异常表Tab2中的MAC地址(下文还称为不可接收地址)的确认处理。
在确认存在不可接收地址时，控制单元52判定将待发送到已经检测到异常的车载装置111的通信数据存储在缓冲器53中。
在该示例中，控制单元52将导航装置111E的MAC地址确认为不可接收地址。
控制单元52通过参考通信路径表Tab1指定发送源车载装置111。更具体地，控制单元52指定与通信路径表Tab1中的“发送目的地MAC地址”的项目中的不可接收地址对应的MAC地址(下文还称为暂停请求目的地地址)。
在该示例中，控制单元52将车外通信装置111A的MAC地址指定为暂停请求目的地地址。
然后，控制单元52参考保存在交换单元51中的地址表并获取与指定的车外通信装置111A的MAC地址对应的端口号。
控制单元52例如定期创建暂停帧、将所创建的暂停帧输出到交换单元51、并将所获取的端口号通知给交换单元51。
在从控制单元52接收到暂停帧时，交换单元51经由具有从控制单元52通知的端口号的通信端口54将接收到的暂停帧发送到车外通信装置111A。
例如，如果检测到导航装置111E的异常被修复，则控制单元52停止发送暂停帧。
更详细地，控制单元52例如判定导航装置111E中的异常继续，直到控制单元52变得能够经由交换单元51从导航装置111E接收到对被定期发送的存在确认信息的响应。
然后，当控制单元52变得能够从导航装置111E接收到对存在确认信息的响应时，控制单元52判定导航装置111E已经被从异常中修复，停止向车外通信装置111A发送暂停帧并从异常表Tab2中删除车外通信装置111A的MAC地址。
再次参考图1，车外通信装置111A具有缓冲器(未示出)；在从交换ECU 101接收到暂停帧时，根据接收到的暂停帧，车外通信装置111A将经由无线基站装置161从服务器171接收到的IP包存储在缓冲器中。
在定期从交换ECU 101接收到暂停帧时，车外通信装置111A继续将IP包存储在缓冲器中。然后，当车外通信装置111A不再从交换ECU 101接收到暂停帧时，车外通信装置111A将存储在缓冲器中的IP包顺序地发送到交换ECU 101。
此外，例如，已经在服务器171和导航装置111E之间建立了通信连接，并且接收确认被执行。
更具体地，每次当导航装置111E从服务器171接收到IP包时，导航装置111E就将ACK发送到服务器171。
在从导航装置111E接收到ACK时，服务器171识别出导航装置111E已经安全接收到所发送的IP包。
另一方面，如果即使在已经经过预定的超时时间之后也不能从导航装置111E接收到ACK，则服务器171识别出导航装置111E尚未接收到所发送的IP包并重新发送IP包。
例如，如果导航装置111E由于发生异常不能发送ACK，则车外通信装置111A可代替导航装置111E在预定的超时时间内将ACK发送到服务器171。
这能防止IP包从服务器171到导航装置111E的重发，从而可以抑制通信负载的增加以及无线基站装置161与车外通信装置111A之间的通信成本的增加。
尽管控制单元52被配置为执行监控直到已经发生异常的导航装置111E被自动修复，但其配置不限于该配置。控制单元52例如还可被配置为通过将用于重置导航装置111E的修复指令发送到导航装置111E来强制修复导航装置111E。此外，控制单元52还可被配置为例如导通和关断导航装置111E的电源而不是发送修复指令。
此外，尽管控制单元52操作为检测导航装置111E的异常并将暂停帧发送到用作待发送到导航装置111E的通信数据的发送源的车外通信装置111A，但控制单元52的操作不限于此操作。控制单元52还可被配置为检测另一车载装置111中的异常并将暂停帧发送到用作待发送到该另一车载装置111的通信数据的发送源的通信装置。
更具体地，控制单元52还可被配置为检测自主驾驶ECU 111C的异常并将暂停帧发送到图像传感器111B和雷达装置111D，即，用作待发送到自主驾驶ECU 111C的通信数据的发送源的通信装置。
[操作流程]
车载通信系统301中的每一个装置配备有计算机，并且计算机中的算数处理单元(如，CPU)读取程序并执行程序，该程序包括来自存储器(未示出)的以下时序图或流程图的部分步骤或所有步骤。能够从外部安装多个装置的程序中的每一个。多个装置的程序中的每一个以存储在记录介质上的状态分布。
图5是说明根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU检测装置异常时的操作过程的流程图。
参考图5，首先，交换ECU 101待机，直到到达每个预定时间段发送的存在确认信息的发送定时(在步骤S 102为否)。
然后，当到达存在确认信息的发送定时时(在步骤S102为是)，交换ECU 101将存在确认信息发送到连接到其的每个车载装置111(在步骤S104)。
接着，如果存在对存在确认信息的响应不再从其到达的车载装置111(在步骤S106为是)，则交换ECU 101判定在车载装置111中已经发生异常且将车载装置111的MAC地址登记在异常表Tab2中(在步骤S108)。
接着，交换ECU 101将修复指令发送到车载装置111(在步骤S110)。
接着，如果不存在响应未从其到达的车载装置111(在步骤S106为否)、或在修复指令发送到车载装置111之后(在步骤S110)，交换ECU 101执行下面的处理。
换句话说，如果存在响应已经变得从其到达的车载装置111(在步骤S112为是)，则交换ECU 101判定车载装置111已经被修复并从异常表Tab2中删除被修复的车载装置111的MAC地址(在步骤S114)。
接着，如果不存在响应已经变得从其到达的车载装置111(在步骤S 112为否)、或在从异常表Tab2中删除(在步骤S114)被修复的车载装置111的MAC地址之后(在步骤S114)，交换ECU 101待机，直到到达存在确认信息的新的发送定时(在步骤S102为否)。
上述步骤S108和S 110的顺序不限于上述顺序，而是可改变该顺序。
图6是说明根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU发送暂停帧时的操作过程的流程图。
参考图6，假设交换ECU 101正在监控通信路径表Tab1和异常表Tab2的情况。
首先，交换ECU 101待机，直到到达每个预定时间段发送的暂停帧的发送定时(在步骤S202为否)。
然后，当到达暂停帧的发送定时时(在步骤S202为是)，交换ECU 101比较通信路径表Tab1和异常表Tab2(在步骤S204)。
接着，如果存在不可接收地址(在步骤S206为是)，则交换ECU101从通信路径表Tab1获取与不可接收地址对应的暂停请求目的地地址并将暂停帧发送到具有获取的暂停请求目的地地址的车载装置111(在步骤S208)。
接着，如果不存在不可接收地址(在步骤S206为否)、或在发送暂停帧之后(在步骤S208)，交换ECU 101待机，直到到达暂停帧的新的发送定时(在步骤S202为否)。
[交换ECU 101的修改示例]
再次参考图1，例如，假设以下情况：其中车载控制装置111G经由无线基站装置161、车外通信装置111A、交换ECU 101和中央网关111F从服务器171接收用于更新其自身固件的通信数据。
再次参考图2，例如，即使待发送到已经检测到异常的车载装置111的通信数据被保存在缓冲器53中，但如果已经从车外通信装置111A发送的且待发送到其中尚未检测到异常的另一车载装置111的通信数据也被保存在缓冲器53中，则控制单元52不发送停止请求数据。
图7是示出根据本发明的第一实施例的交换ECU的修改的示例中的控制单元所管理的通信路径表的示例的图。
参考图7，与通信路径表Tab1相比，在通信路径表Tab3中，车外通信装置111A的MAC地址和中央网关111F的MAC地址也被分别登记为“接收源MAC地址”和“发送目的地MAC地址”。
控制单元52例如比较通信路径表Tab3和异常表Tab2(见图4)，并执行用于确认是否存在不可接收地址的确认处理。
然后，控制单元52将导航装置111E的MAC地址确认为不可接收地址且判定待发送到已经检测到异常的导航装置111E的通信数据被保存在缓冲器53中。
参考通信路径表Tab3，控制单元52将车外通信装置111A的MAC地址指定为与“发送目的地MAC地址”的项目中的不可接收地址(即，导航装置111E的MAC地址)对应的暂停请求目的地地址。
此外，在“接收源MAC地址”的项目中，控制单元52确认除了与导航装置111E的MAC地址对应的车外通信装置111A的MAC地址外，是否已经登记了车外通信装置111A的MAC地址(下文还称为第二暂停请求目的地地址)。
在该示例中，控制单元52确认已经登记了第二暂停请求目的地地址。与第二暂停请求目的地地址对应的“发送目的地MAC地址”是中央网关111F的MAC地址。
基于确认结果，控制单元52判定已经从车外通信装置111A发送的且待发送到尚未检测到异常的中央网关111F的通信数据被保存在缓冲器53中，且然后确定不将暂停帧发送到车外通信装置111A。
图8是说明根据本发明的第一实施例的车载通信系统中的交换ECU的修改的示例发送暂停帧时的操作过程的流程图。
参考图8，假设交换ECU 101正在监控通信路径表Tab3和异常表Tab2的情况。
首先，交换ECU 101待机，直到到达每个预定时间段发送的暂停帧的发送定时(在步骤S302为否)。
然后，当到达暂停帧的发送定时时(在步骤S302为是)，交换ECU101比较通信路径表Tab3和异常表Tab2(在步骤S304)。
接着，如果存在不可接收地址且不存在第二暂停请求目的地地址(在步骤S306为是且在步骤308为否)，交换ECU 101从通信路径表Tab3获取与不可接收地址对应的暂停请求目的地地址并将暂停帧发送到具有获取的暂停请求目的地地址的车载装置111(在步骤S310)。
另一方面，如果不存在不可接收地址(在步骤S306为否)，以及如果存在不可接收地址且存在第二暂停请求目的地地址(在步骤S306为是且在步骤308为是)、或在发送暂停帧之后(在步骤S310)，交换ECU 101待机，直到到达暂停帧的新的发送定时(在步骤S302为否)。
在根据本发明的第一实施例的交换ECU 101中，尽管控制单元52被配置为经由交换单元51与另一通信装置和另一车载装置111通信，但控制单元52的配置不限于该配置。控制单元52还可被配置为使用与以太网线缆10和CAN总线11不同的专用通信路径与另一通信装置和另一车载装置111中的至少任一个通信。
此外，在根据本发明的第一实施例的交换ECU中，尽管控制单元52被配置为定期创建和发送暂停帧，但控制单元52的配置不限于该配置。控制单元52还可被配置为不定期地创建和发送暂停帧或还可被配置为仅创建和发送暂停帧一次。
此外，尽管根据本发明的第一实施例的车载通信系统被配置为设置有多个车载装置111，但系统的配置不限于该配置，系统还可被配置为设置有一个车载装置111。
而且，尽管根据本发明的第一实施例的车载通信系统被配置为设置有多个通信装置，但系统的配置不限于该配置。系统还可被配置为设置有一个通信装置。
而且，尽管根据本发明的第一实施例的车载通信系统被配置为使用以太网线缆10检测车载装置111的异常，但系统的配置不限于该配置。车载通信系统301还可被配置为使用连接在交换ECU 101和每个车载装置111之间的专用通信线路检测车载装置111的异常。
然而，专利文件1中描述的车载网络设置有用于中继将要在车载ECU之间发送和接收的通信数据的通信网关。
例如，如果在经由通信网关从另一装置接收通信数据的车载ECU中已经发生异常，则由于车载ECU不能接收通信数据，因此，通信数据可能有时在通信路径的路上被丢弃。在此情况下，发生通信数据的重发，且浪费了车载网络中的通信频带。
另一方面，根据本发明的第一实施例的交换ECU安装在车辆1上。缓冲器53保存待中继的通信数据。交换单元51中继通信数据。然后，如果待发送到已经检测到异常的车载装置111的通信数据被存储在缓冲器53中，则控制单元52发送用作停止请求数据的示例的暂停帧，该停止请求数据请求停止发送通信数据到交换ECU 101并请求将待发送到交换ECU101的通信数据保存到至少一个通信装置，该至少一个通信装置位于从交换ECU 101到通信数据的发送源的路径上并安装在车辆1上。
利用该配置，由于能够停止通信数据的发送以及能够针对通信装置执行通信数据的保存，因此，能够防止通信数据在通信路径的路上被丢弃。因此，由于能够防止通信数据的重发，因此能够抑制对车载网络中的通信频带的浪费使用。因此，能够有效地在车载网络中发送信息。
此外，在根据本发明的第一实施例的交换ECU 101中，控制单元52将暂停帧发送到能够与车辆1外的外部装置通信的通信装置。
利用该配置，由于能够在外部装置和能够与外部装置通信的通信装置之间防止例如待收费的通信数据的重发，因此能够抑制通信成本增加。
此外，在根据本发明的第一实施例的交换ECU中，控制单元52将暂停帧发送到来自交换ECU 101并位于上述路径上的第一个通信装置。
利用该配置，由于交换ECU 101能够在不识别车载网络的连接关系情况下指定暂停帧的发送目的地，因此，交换ECU 101能够通过执行简单处理来发送暂停帧。
而且，在根据本发明的第一实施例的交换ECU中，控制单元52定期地或不定期地发送暂停帧。之后，如果检测到车载装置111的异常被修复，则控制单元52停止发送暂停帧。
利用该配置，当通信装置尚未变得从交换ECU 101接收到暂停帧时，通信装置能够识别通信装置处于应当重新开始发送通信数据状态。因此，通信装置能够简单地重新开始将通信数据发送到被修复的车载装置111。
此外，在根据本发明的第一实施例的交换ECU中，即使待发送到已经检测到异常的车载装置111的通信数据被保存在缓冲器53中，但如果从通信装置发送的且待发送到尚未检测到异常的另一车载装置111的通信数据也被保存在缓冲器53中，则控制单元52不发送暂停帧。
利用该配置，能够防止例如待从通信装置发送到其他装置的重要通信数据的发送变得停滞。
更进一步地，在根据本发明的第一实施例的交换ECU中，控制单元52检测直接连接到交换ECU 101的车载装置111的异常。
利用该配置，能够简化用于检测已经发生异常的车载装置111的处理。
接着，将参考附图在下面描述本发明的另一实施例。附图中的相同或等效组件由相同附图标记表示且不重复其说明。
<第二实施例>
与根据第一实施例的车载通信系统不同，该实施例涉及配备有多个交换ECU的车载通信系统。除了以下说明，该车载通信系统类似于根据第一实施例的车载通信系统。
[配置和基本操作]
图9是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例1。
参考图9，车载通信系统302配备有均用作交换ECU 101的交换ECU 101A、101B、101C和101D，以及均用作车载装置111的车载装置111K、111L和111M。车载通信系统302安装在车辆1上。
例如，假设以下情况：其中通过使用车载装置111K作为目的地来正在从服务器171发送通信数据。
在发送示例1中，交换ECU 101B用作交换装置。更详细地，交换ECU 101B中的控制单元52例如检测直接连接到交换ECU 101B的车载装置111的异常。
更具体地，例如，当在交换ECU 101C中发生异常时，交换ECU 101B检测到交换ECU101C的异常并将暂停帧发送到交换ECU 101A。
在从交换ECU 101B接收到暂停帧时，交换ECU 101A根据接收到的暂停帧将经由无线基站装置161和车载装置111A从服务器171接收到的通信数据存储在缓冲器53中。
如上所述，由于交换ECU 101B在本文中被配置为检测直接连接到其的车载装置111(即，交换ECU 101C)的异常，因此可简化用于检测已经发生异常的车载装置111的处理。
尽管在发送示例1中交换ECU 101B被配置为检测交换ECU 101C的异常，但配置不限于该配置。交换ECU 101C还可被配置为将其自身的异常通知给交换ECU 101B。
图10是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例2。
参考图10，例如，假设以下情况：其中通过使用车载装置111K作为目的地来正在从服务器171发送通信数据。在发送示例2中，交换ECU 101A用作交换装置。
[问题]
如图9中所示，在已经检测到异常的交换ECU 101C直接连接到交换装置(即，交换ECU 101B)的配置中，例如经由交换ECU 101A和交换ECU 101B的从交换ECU 101D到车载装置111M的通信路径被中断。
另一方面，交换ECU 101A中的控制单元52例如检测经由至少一个通信装置连接到交换ECU 101A的车载装置111的异常。
更详细地，例如，提前固定车载通信系统302中的各种装置之间的连接关系。
再次参考图2，控制单元52例如保存指示连接关系的连接信息并基于连接信息经由交换单元51将存在确认信息发送到交换ECU 101C和车载装置111K至111M。控制单元52基于响应于存在确认信息的接收结果检测车载装置111的异常。
在发送示例2中，控制单元52例如检测交换ECU 101C的异常。然后，控制单元52经由交换单元51将暂停帧发送到车外通信装置111A。
在从交换ECU 101A接收到暂停帧时，车外通信装置111A根据接收到的暂停帧将经由无线基站装置161从服务器171接收到的通信数据存储在缓冲器53中。
如上所述，由于交换ECU 101A在本文中被配置为检测经由交换ECU 101B连接到其的车载装置111(即，交换ECU 101C)的异常，因此可以继续交换ECU 101A和101B之间的通信，从而可以继续使用例如经由交换ECU 101A和交换ECU 101B的从交换ECU 101D到车载装置111M的通信路径。
尽管在发送示例2中交换ECU 101A被配置为检测交换ECU 101C的异常，但配置不限于该配置。交换ECU 101B还可被配置为检测交换ECU 101C的异常且将检测结果通知给交换ECU 101A，或者交换ECU 101C还可被配置为将其自身的异常通知给交换ECU 101A。
图11是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例3。
参考图11，例如，假设以下情况：其中通过使用服务器171作为目的地来正在从车载装置111K发送通信数据。
在发送示例3中，交换ECU 101B用作交换装置。更详细地，交换ECU 101B中的控制单元52例如检测直接连接到交换ECU 101B的车载装置111的异常。
更具体地，例如，当交换ECU 101A中发生异常时，交换ECU 101B检测到交换ECU101A的异常并将暂停帧发送到交换ECU 101C。
在从交换ECU 101B接收到暂停帧时，交换ECU 101C根据接收到的暂停帧将从车载装置111K接收到的通信数据存储在缓冲器53中。
如上所述，由于交换ECU 101B在本文中被配置为检测直接连接到其的车载装置111(即，交换ECU 101A)的异常，因此可简化用于检测已经发生异常的车载装置111的处理。
尽管在发送示例3中交换ECU 101B被配置为检测交换ECU 101A的异常，但配置不限于该配置。交换ECU 101A还可被配置为将其自身的异常通知给交换ECU 101B。
图12是示出根据本发明的第二实施例的车载通信系统中的暂停帧的发送示例4。
参考图12，例如，假设以下情况：其中通过使用服务器171作为目的地来正在从车载装置111K发送通信数据。在发送示例4中，交换ECU 101C用作交换装置。
[问题]
如图11中所示，在已经检测到异常的交换ECU 101A直接连接到交换装置(即，交换ECU 101B)的配置中，例如经由交换ECU 101C和交换ECU 101B的从车载装置111L到车载装置111M的通信路径被中断，如图9中所示的情况。
另一方面，交换ECU 101C中的控制单元52例如检测经由至少一个通信装置连接到交换ECU 101C的车载装置111的异常，如图10中所示的情况。
更详细地，例如，当交换ECU 101A中发生异常时，交换ECU 101C检测到交换ECU101A的异常并将暂停帧发送到车载装置111K。
在从交换ECU 101C接收到暂停帧时，车载装置111K根据接收到的暂停帧将寻址到服务器171的通信数据存储在缓冲器中。
如上所述，由于交换ECU 101C在本文中被配置为检测经由交换ECU 101B连接到其的车载装置111(即，交换ECU 101A)的异常，因此可以继续交换ECU 101C和101B之间的通信，从而可以继续使用例如经由交换ECU 101C和交换ECU 101B的从车载装置111L到车载装置111M的通信路径。
在根据本发明的第二实施例的车载通信系统中，能够适当地组合发送示例1至发送示例4中的部分或所有组件和操作。
此外，在根据第一实施例和第二实施例的交换ECU中，尽管控制单元52被配置为将停止请求数据发送到直接连接到交换ECU 101B的通信装置，但控制单元52的配置不限于该配置。控制单元52还可被配置为将停止请求数据发送到经由至少一个通信装置连接到交换ECU 101的另一通信装置。
更具体地，在图9所示的车载通信系统302中，交换ECU 101B中的控制单元52将停止请求数据发送到经由交换ECU 101A连接到交换ECU 101B的车外通信装置111A。
如上所述，由于交换ECU 101B被配置为将停止请求数据发送到经由交换ECU 101A连接到交换ECU 101B的车外通信装置111A，因此可以继续交换ECU 101A和101B之间的通信，从而可以继续使用例如经由交换ECU 101A和交换ECU 101B的从交换ECU 101D到车载装置111M的通信路径。
此外，在根据第一实施例和第二实施例的交换ECU中，尽管控制单元52被配置为将停止请求数据发送到一个通信装置，但控制单元52的配置不限于该配置。控制单元52还可被配置为将停止请求数据发送到位于从交换ECU 101到通信数据的发送源的路径上并安装在车辆1上的多个通信装置。
更具体地，在图9所示的车载通信系统302中，交换ECU 101B中的控制单元52将停止请求数据发送到交换ECU 101A和车外通信装置111A。
如上所述，在根据本发明的第二实施例的交换ECU中，控制单元52检测经由至少一个通信装置连接到交换ECU 101的车载装置111的异常。
利用该配置，可以继续通信装置和交换ECU 101之间的通信，而不管是否存在暂停帧的发送，其中，该通信装置设置在交换ECU 101和已经检测到异常的车载装置111之间。
由于其他配置和操作类似于根据第一实施例的车载通信系统中的配置和操作，因此不重复其详细描述。
能够适当地组合根据本发明的第一实施例和第二实施例的相应装置的部分或所有组件和操作。
假设在所有方面中上述实施例仅是示例且不理解为限制。本发明的范围不由上述描述而由随附权利要求限定且包括与权利要求等效的含义和范围内的所有改变。
上述描述包括附在以下补充说明中的特征。
[补充说明1]
一种安装在车辆上的交换装置，其配备有：
保存单元，其用于保存待中继的通信数据；
交换单元，其用于执行用于中继所述通信数据的中继处理，和
控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存到所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上，其中
所述交换装置是交换ECU,
所述装置是导航装置,
所述通信装置是车外通信装置，以及
所述停止请求数据是暂停帧。
[附图标记的描述]
1 车辆
10 以太网线缆
11 CAN总线
51 交换单元
52 控制单元(检测单元)
53 缓冲器(保存单元)
54 通信端口
101 交换装置
111 车载装置
111A 车外通信装置
111B 图像传感器
111C 自主驾驶ECU
111D 雷达装置
111E 导航装置
111F 中央网关
111G 车载控制装置
161 无线基站装置
171 服务器
301、302 车载通信系统

Claims (9)

1.一种安装在车辆上的交换装置，包括：
保存单元，其用于保存待中继的通信数据；
交换单元，其用于中继所述通信数据，和
控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存到所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
2.根据权利要求1所述的交换装置，其中，所述控制单元将所述停止请求数据发送到所述一个通信装置，所述一个通信装置能够与所述车辆外的外部装置通信。
3.根据权利要求1或2所述的交换装置，其中，所述控制单元将所述停止请求数据发送到来自所述交换装置且位于所述路径上的第一个通信装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的交换装置，其中，所述控制单元定期地或不定期地发送所述停止请求数据并且在检测到所述装置的异常被修复的情况下停止发送所述停止请求数据。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的交换装置，其中，即使待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中，但如果从所述通信装置发送的且待发送到尚未检测到异常的另一装置的通信数据也被保存在所述保存单元中，则所述控制单元不发送所述停止请求数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的交换装置，还包括：
检测单元，其用于检测直接连接到所述交换装置的所述装置的异常。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的交换装置，还包括：
检测单元，其用于检测经由至少一个通信装置连接到所述交换装置的装置的异常。
8.一种交换装置中的通信控制方法，所述交换装置安装在车辆上并具有用于保存待中继的通信数据的保存单元，所述通信控制方法包括：
中继所述通信数据，和
在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
9.一种用于在交换装置中使用的通信控制程序，所述交换装置安装在车辆上并具有用于保存待中继的通信数据的保存单元，所述通信控制程序使计算机用作：
交换单元，其用于中继所述通信数据，和
控制单元，其用于在待发送到已经检测到异常的装置的通信数据被保存在所述保存单元中的情况下将停止请求数据发送到至少一个通信装置，所述停止请求数据请求停止将通信数据发送到所述交换装置并请求保存待发送到所述交换装置的通信数据，并且所述一个通信装置位于从所述交换装置到所述通信数据的发送源的路径上并安装在所述车辆上。
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