CN111989898A - 车载通信系统、交换机装置、通信控制方法和通信控制程序 - Google Patents

车载通信系统、交换机装置、通信控制方法和通信控制程序 Download PDF

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Abstract

车载通信系统设有一个或多个交换机装置，以用于在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据。车载通信系统设有：检测单元，以用于检测关于功能单元的异常；以及改变单元，以用于当由检测单元检测到异常时，执行用于针对已检测到异常的功能单元改变将使用的协议的协议改变处理。

Description

车载通信系统、交换机装置、通信控制方法和通信控制程序
技术领域
本发明涉及车载通信系统、交换机装置、通信控制方法和通信控制程序。
本申请要求于2018年3月26日提交的日本专利申请No.2018-58761的优先权，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。
背景技术
专利文献1(日本特开专利公开No.2013-168865)公开了一种如下的车载网络系统。也就是说，车载网络系统包括：车载控制装置，其具有存储器，存储器中存储限定车载网络中使用的通信协议的一部分的定义数据，定义数据取决于车载网络上的实施；以及通信协议发出装置，其向车载控制装置发出定义数据。当通信协议发出装置从使车载控制装置能够参与到车载网络中的注册装置接收请求车载控制装置参与到车载网络中的注册请求时，通信协议发出装置执行用于注册装置的认证，基于车载网络上的实施生成定义数据，并且将定义数据返回至注册装置。注册装置接收从通信协议发出装置发送的定义数据，并且请求车载控制装置将接收到的定义数据存储在存储器中。然后，车载控制装置从注册装置接收定义数据，将定义数据存储在存储器中，并且基于由定义数据定义的通信协议的部分通过利用车载网络执行通信。
引文列表：
[专利文献]
专利文献1：日本特开专利公开No.2013-168865
发明内容
(1)本公开的车载通信系统包括一个或多个交换机装置，它们各自被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据。车载通信系统包括：检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
(6)本公开的交换机装置包括：交换机单元，其被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据；检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
(7)本公开的通信控制方法是用于在车载通信系统中执行的，车载通信系统包括：一个或多个交换机装置，它们各自被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据。通信控制方法包括步骤：检测关于功能单元的异常；以及当已检测到关于功能单元的异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
(8)本公开的通信控制程序，是用在交换机装置中的，交换机装置包括计算机，并且被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据。通信控制程序促使计算机用作：检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
本公开的一个模式不仅可以实现为包括这种特征处理单元的车载通信系统，还可以实现为用于促使计算机执行这种特征处理的步骤的程序。本公开的一个模式可以实现为实现车载通信系统的一部分或整体的半导体集成电路。
本公开的一个模式不仅可以实现为包括这种特征处理单元的交换机装置，还可以实现为以这种特征处理为步骤的方法。本公开的一个模式可以实现为实现交换机装置的一部分或整体的半导体集成电路。
附图说明
图1示出了根据本公开的实施例的车载通信系统的配置。
图2示出了根据本公开的实施例的交换机装置的配置。
图3示出了根据本公开的实施例的将由交换机装置使用的OAM帧的示例。
图4示出了一个序列，其中，根据本公开的实施例的交换机装置检测关于功能单元的异常；以及针对已检测到异常的功能单元执行改变处理。
图5是描述操作过程的流程图，根据本公开的实施例的交换机装置根据该操作过程确定存在/不存在TCP异常。
图6是描述操作过程的流程图，根据本公开的实施例的交换机装置根据该操作过程确定存在/不存在ping异常。
图7是描述操作过程的流程图，根据本公开的实施例的交换机装置根据该操作过程执行改变处理。
具体实施方式
现今，开发了用于改进车载网络中的安全性的车载网络系统。
【本公开要解决的问题】
专利文献1中公开的车载网络设有通信网关，其用于中继在车载ECU(电子控制单元)之间发送/接收的通信数据。
例如，作为一种检测专利文献1中描述的车载网络中的车载ECU的异常的方法，可以想到一种其中通信网关检测车载ECU的异常的方法。
然而，即使在已检测到车载ECU的异常时，如果车载ECU的恢复需要时间，异常状态就持续，这可以导致在驾驶支持或自动驾驶中使用的数据处理问题。
提出本公开以解决上述问题。本公开的目的是提供可以实现车载网络中的更稳定的处理的车载通信系统、交换机装置、通信控制方法和通信控制程序。
【本公开的效果】
根据本公开，可以在车载网络中实现更稳定的处理。
【本公开的实施例的描述】
首先，列出并描述本公开的实施例的内容。
(1)根据本公开的实施例的车载通信系统包括一个或多个交换机装置，它们各自被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据。车载通信系统包括：检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元之间的通信中使用的协议可以改变，并且其它功能单元可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，与异常功能单元的通信可以继续。因此，在车载网络中可以实现更稳定的处理。
(2)优选地，各个功能单元根据具有多个层的模型操作。当针对功能单元根据TCP(传输控制协议)的预定信息的发送/接收失败时，检测单元确定功能单元具有TCP异常。作为协议改变处理，改变单元促使被确定具有TCP异常的功能单元将使用的协议改变为在多个层中的同一层中使用的另一协议。
在该配置下，在使用TCP进行通信存在异常但是可以执行根据不同协议的通信的情况下，可以通过利用改变之后的协议继续与异常功能单元的通信。
(3)更优选地，各个功能单元根据具有多个层的模型操作。当不能从功能单元接收响应于由交换机装置发送至功能单元的ping(分组互联网探索器)的预定信息时，检测单元确定功能单元具有ping异常。作为协议改变处理，改变单元促使被确定为具有ping异常的功能单元以比由功能单元正使用的协议的等级更低的等级根据在多个层中的一层中使用的协议执行通信。
在该配置下，在在同一层中不能执行通信但是在不同的层中可以执行通信的情况下，可以通过利用改变之后的协议继续与异常功能单元的通信。
(4)优选地，检测单元检测通信异常，所述通信异常是在检测单元所属的交换机装置与另一交换机装置之间的通信路径中的异常。车载通信系统还包括：路径控制单元，其被配置为执行将已检测到通信异常的通信路径切换至经过不同的交换机装置的另一通信路径的路径改变处理。
在该配置下，可以经由不同的交换机装置发送数据，并且在避免具有通信异常的通信路径的同时可以继续通信。
(5)优选地，车辆是执行自动驾驶的车辆。
在该配置下，允许在车辆中继续功能单元之间的通信，从而可以稳定地继续自动驾驶。
(6)根据本公开的实施例的交换机装置包括：交换机单元，其被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据；检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元之间的通信中使用的协议可以改变，并且其它功能单元可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，可以继续与异常功能单元的通信。因此，在车载网络中可以实现更稳定的处理。
(7)根据本公开的实施例的通信控制方法，该方法是在车载通信系统中执行的，所述车载通信系统包括各自被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据的一个或多个交换机装置。通信控制方法包括步骤：检测关于功能单元的异常；以及当已检测到关于功能单元的异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元之间的通信中使用的协议可以改变，并且其它功能单元可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，可以继续与异常功能单元的通信。因此，在车载网络中可以实现更稳定的处理。
(8)根据本公开的实施例的通信控制程序，所述通信控制程序是用在交换机装置中的，交换机装置包括计算机，并且被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据。通信控制程序促使计算机用作：检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及改变单元，其被配置为，当由检测单元检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元之间的通信中使用的协议可以改变，并且其它功能单元可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，可以继续与异常功能单元的通信。因此，在车载网络中可以实现更稳定的处理。
下文中，将参照附图描述本公开的实施例。在图中，相同或相应部分由相同标号指示，并且不重复对其的描述。下面描述的实施例的至少一些部分可以根据需要组合在一起。
【配置和基本操作】
图1示出了根据本公开的实施例的车载通信系统的配置。
参照图1，车载通信系统301包括交换机装置101A、交换机装置101B、交换机装置101C以及功能单元111A、功能单元111B、功能单元111C、功能单元111D、功能单元111E、功能单元111F。车载通信系统301安装至车辆1。
下文中，交换机装置101A、101B、101C中的每一个还被称作交换机装置101，并且功能单元111A、111B、111C、111D、111E、111F中的每一个还被称作功能单元111。
在下文中，作为代表，将描述特定交换机装置101的操作，但是其它交换机装置101的操作也可以按照相同的方式执行。
以下，作为代表，将描述特定功能单元111的操作，但是其它功能单元111的操作也按照相同的方式执行。
车载通信系统301可以不一定设有三个交换机装置101，而是可以设有一个、两个、四个或更多个交换机装置101。
车载通信系统301可以不一定设有三个功能单元111，而是可以设有两个、四个、五个或更多个功能单元111。
例如，各个功能单元111是自动驾驶ECU(电子控制单元)、驾驶支持装置、传感器等，并且可以与交换机装置101通信。例如，这允许车辆1执行自动驾驶。
例如，车辆1的车载通信系统301中的交换机装置101与功能单元111之间的连接关系固定。
交换机装置101和功能单元111通过例如车载以太网(注册商标)通信线缆(下文中，还称作“以太网线缆”)10彼此连接。
例如，功能单元111根据具有多个层的模型(诸如OSI(开放系统互连)参考模型)操作。交换机装置101和功能单元111通过利用以太网线缆10彼此通信。例如，根据IEEE 802.3通过利用以太网帧在交换机装置101与功能单元111之间交流通信数据。
在车载通信系统301中，例如，功能单元111A、111B、功能单元111C、111C和功能单元111E、111F属于彼此不同的VLAN(虚拟局域网)。
【问题】
例如，在车载通信系统301中使用1000BASE-T1的情况下，交换机装置101可以利用OAM(运行管理维护帧)作出功能单元111的故障通知。
由于OAM帧是现有框架，因此可以在短时间内通知与故障相关的协议或层，而不用收紧通信带。
然而，功能单元111的恢复通常需要时间，这可以导致对在车辆1中执行的各种处理的影响增加。
与此相对，根据本公开的实施例的车载通信系统通过下面描述的配置和操作解决以上问题。
【交换机装置的配置】
图2示出了根据本公开的实施例的交换机装置的配置。
参照图2，交换机装置101包括交换机单元51、检测单元52、存储单元53、多个通信端口54、改变单元56和路径控制单元57。
更具体地说，图1所示的交换机装置101A包括交换机单元51A、检测单元52A、存储单元53A、多个通信端口54A、改变单元56A和路径控制单元57A。交换机装置101B包括交换机单元51B、检测单元52B、存储单元53B、多个通信端口54B、改变单元56B和路径控制单元57B。交换机装置101C包括交换机单元51C、检测单元52C、存储单元53C、多个通信端口54C、改变单元56C和路径控制单元57C。
交换机单元51中继安装至车辆1的多个功能单元111之间的以太网帧。
更具体地说，交换机单元51作为L2(层2)交换机操作，并且在属于同一VLAN的功能单元111之间中继以太网帧。
具体地说，例如，交换机单元51保存有地址表，所述地址表指示各个通信端口54的端口编号、VLAN ID和连接目的地装置的MAC地址之间的对应关系。
例如，当交换机单元51从功能单元111接收到以太网帧时，交换机单元51将接收到的以太网帧存储在存储单元53中，并且确认以太网帧的目的地MAC地址。
交换机单元51参照地址表指定与确认的目的地MAC地址对应的通信端口54。
然后，交换机单元51从存储单元53获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54将获取的以太网帧发送至目的地功能单元111。
另外，例如，交换机单元51作为L3(层3)交换机或者L4(层4)交换机操作，并且在属于不同的VLAN的功能单元111之间中继通信数据。
具体地说，例如，交换机单元51保存有网络表，所述网络表指示VLAN ID与网络地址之间的对应关系。例如，交换机单元51针对各个VLAN ID保存有ARP(地址解析协议)表，所述ARP表指示IP地址与MAC地址之间的对应关系。
例如，在交换机装置101A中，当交换机单元51A从功能单元111A接收到以太网帧时，交换机单元51A确认目的地MAC地址是交换机装置101A的MAC地址，并且从接收到的以太网帧中取出IP分组。
参照网络表，交换机单元51A指定与包括在IP分组中的目的地IP地址对应的VLAN的ID。
然后，参照与指定的VLAN ID对应的ARP表，交换机单元51A获取与目的地IP地址对应的VLAN的网关的MAC地址。
交换机单元51A创建包括获取的MAC地址作为目的地MAC地址并且包括IP分组的以太网帧，并且将以太网帧存储在存储单元53A中。
参照地址表，交换机单元51A指定与目的地MAC地址对应的通信端口54，即，连接至交换机装置101B的通信端口54。
然后，交换机单元51A从存储单元53A获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54将获取的以太网帧发送至交换机装置101B。
交换机装置101B用作用于从交换机装置101A发送的以太网帧的L2交换机，并且将以太网帧中继至功能单元111C。
检测单元52检测关于功能单元111的异常。以下，描述作为由检测单元52执行的异常检测的示例的异常检测1至异常检测3。下文中，已检测到异常的功能单元111还被称作异常功能单元。
【异常检测1】
例如，当针对功能单元111的根据TCP(传输控制协议)的预定信息的发送/接收失败时，检测单元52确定功能单元111具有TCP异常。
更具体地说，当图1所示的交换机装置101A通过利用TCP与功能单元111C通信时，交换机装置101A通过例如3方握手执行连接确认。
具体地说，交换机装置101A中的交换机单元51A产生以太网帧，并且将产生的以太网帧发送至交换机装置101B，所述以太网帧包括功能单元111C的IP地址作为目的地IP地址，并且包括其中TCP报头中的SYN标志位为“1”的IP分组(下文中，还称作“SYN分组”)。
交换机装置101B将从交换机装置101A发送的以太网帧中继至功能单元111C。
当功能单元111C经由交换机装置101B接收到包括从交换机装置101A发送的SYN分组的以太网帧时，功能单元111C产生以太网帧，并且将产生的以太网帧发送至交换机装置101B，以太网帧包括交换机装置101A的IP地址作为目的地IP地址，并且包括其中SYN标志位和ACK标志位为“1”的IP分组(下文中，还称作“SYN ACK分组”)。
交换机装置101B将从功能单元111C发送的以太网帧中继至交换机装置101A。
交换机装置101A中的交换机单元51A经由交换机装置101B接收包括从功能单元111C发送的SYN ACK分组的以太网帧，并且将接收到的以太网帧存储在存储单元53A。
一旦获取存储单元53A中存储的包括在以太网帧中的SYN ACK分组，交换机单元51A就产生以太网帧，并且将产生的以太网帧发送至交换机装置101B，所述以太网帧包括功能单元111C的IP地址作为目的地IP地址，并且包括其中TCP报头中的ACK标志位为“1”的IP分组(下文中，还称作“ACK分组”)。
交换机装置101B将从交换机装置101A发送的以太网帧中继至功能单元111C。
例如，当自SYN分组的发送过去预定时间之后交换机单元51A仍不能获取SYN ACK分组时，交换机单元51A确定3方握手失败。然后，交换机单元51A将功能单元111C的IP地址输出至检测单元52A，所述功能单元111C是执行了连接确认并且指示TCP异常的TCP异常通知的相对方。
一旦从交换机单元51A接收TCP异常通知，检测单元52A产生用于向作为异常功能单元的功能单元111C通知TCP异常的OAM帧。
图3示出根据本公开的实施例的由交换机装置使用的OAM帧的示例。
参照图3，OAM帧由12个符号形成，即，符号0至符号11。一个符号的数据串由8个比特构成。
保留的数据和各种预定数据存储在符号0和符号1中。
在符号2至符号9的消息(message)字段中，例如，用户可以设定任意数据。
CRC(循环冗余校验)(即，将用在错误检测中的数据串)存储在符号10和符号11中。
利用OAM帧中的消息字段，检测单元52A向连接至功能单元111C的交换机装置101B通知异常。
更具体地说，检测单元52A产生OAM帧，并且将OAM帧输出至交换机单元51A，所述OAM帧包括TCP异常通知和消息字段中的功能单元111C的IP地址。
参照网络表，交换机单元51A指定与包括在从检测单元52A接收到的OAM帧中的IP地址对应的VLAN的ID。
然后，参照对应于指明的VLAN ID的ARP表，交换机单元51A获取交换机装置101B的MAC地址，交换机装置101B是对应于IP地址的VLAN的网关。
交换机单元51A创建以太网帧，并且将以太网帧存储在存储单元53A中，所述以太网帧包括获取的MAC地址作为目的地MAC地址，并且包括OAM帧。
参照地址表，交换机单元51A指定对应于目的地MAC地址的通信端口54A，即，连接至交换机装置101B的通信端口54A。
然后，交换机单元51A从存储单元53A获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54A将获取的以太网帧发送至交换机装置101B。
交换机装置101B中的交换机单元51B接收从交换机装置101A发送的以太网帧，并且将接收到的以太网帧存储在存储单元53B中。
当由检测单元52已检测到异常时，改变单元56执行促使已检测到异常的功能单元111改变使用的协议的协议改变处理。
例如，作为协议改变处理，改变单元56B促使被确定具有TCP异常的功能单元111C将使用的协议改变为在多个层中的同一层中使用的另一协议。
更具体地说，当存储单元53B中存储的以太网帧中包括OAM帧时，改变单元56B获取TCP异常通知以及包括在OAM帧中的功能单元111C的IP地址。
例如，一旦获取TCP异常通知，改变单元56B产生IP分组，所述IP分组包括功能单元111C的另外获取的IP地址作为目的地IP地址，并且包括用于促使由功能单元111C使用的协议改变为UDP(用户数据报协议)的协议改变请求PC1。然后，改变单元56B将IP分组输出至交换机单元51B。
参照网络表，交换机单元51B指定与包括在从改变单元56B接收的IP分组中的IP地址对应的VLAN的ID。
然后，参照对应于指定的VLAN ID的ARP表，交换机单元51B获取功能单元111C的MAC地址，所述功能单元111C的MAC地址是与IP地址对应的功能单元111的MAC地址。
交换机单元51B创建以太网帧，并且将以太网帧存储在存储单元53B中，所述以太网帧包括获取的功能单元111C的MAC地址作为目的地MAC地址，并且包括IP分组。
参照地址表，交换机单元51B指定对应于目的地MAC地址的通信端口54B。
然后，交换机单元51B从存储单元53B获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54B将获取的以太网帧发送至功能单元111C。
一旦接收从交换机装置101B发送的以太网帧中包括的协议改变请求PC1，功能单元111C就将由功能单元111C使用的协议从TCP改变为UDP。
【异常检测示例2】
例如，当不能从功能单元111接收响应于通过交换机装置101发送至功能单元111的ping(分组互联网探索器)的预定信息时，检测单元52确定功能单元111具有ping异常。
更具体地说，例如，作为在L3中执行的连接确认方法，图1所示的交换机装置101A通过利用ping命令针对功能单元111C周期性地执行连接确认。
具体地说，交换机单元51A产生以太网帧，并且将产生的以太网帧发送至交换机装置101B，所述以太网帧包括功能单元111C的IP地址作为目的地IP地址，以及ICMP(互联网控制消息协议)的回声请求。
交换机装置101B将从交换机装置101A发送的以太网帧中继至功能单元111C。
一旦经由交换机装置101B接收从交换机装置101A发送的以太网帧中包括的回声请求，功能单元111C就产生以太网帧并且将以太网帧发送至交换机装置101B，产生的以太网帧包括交换机装置101A的IP地址作为目的地IP地址以及回声应答。
交换机装置101B将从功能单元111C发送的以太网帧中继至交换机装置101A。
交换机装置101A中的交换机单元51A经由交换机装置101B接收从功能单元111C发送的包括回声应答的以太网帧，并且将接收到的以太网帧存储在存储单元53A中。
交换机单元51A获取存储在存储单元53A中的包括在以太网帧中的回声应答。
例如，当交换机单元51A自回声请求的发送后过去预定时间之后仍不能获取回声应答时，或者当交换机单元51A自获取回声应答后过去预定时间之后仍不能从功能单元111C接收新的以太网帧时，交换机单元51A确定存在其中不能执行与功能单元111C的通信的ping异常。然后，交换机单元51A将指示ping异常的ping异常通知和用作连接确认的相对方的功能单元111的IP地址(即，异常功能单元的IP地址)输出至检测单元52A。
一旦从交换机单元51A接收ping异常通知，检测单元52A就产生用于向作为异常功能单元的功能单元111C通知ping异常的OAM帧。
利用OAM帧中的消息字段，检测单元52A向连接至功能单元111C的交换机装置101B通知异常。
更具体地说，检测单元52A产生在消息字段中包括ping异常通知和功能单元111C的IP地址的OAM帧，并且将OAM帧输出至交换机单元51A。
参照网络表，交换机单元51A指定与IP地址对应的VLAN的ID，所述IP地址包括在从检测单元52A接收的OAM帧中。
然后，参照对应于指定的VLAN ID的ARP表，交换机单元51A获取交换机装置101B的MAC地址，所述交换机装置101B是与IP地址对应的VLAN的网关。
交换机单元51A创建以太网帧，并且将以太网帧存储至存储单元53A中，所述以太网帧包括获取的MAC地址作为目的地MAC地址，并且包括OAM帧。
参照地址表，交换机单元51A指定对应于目的地MAC地址的通信端口54A，即，连接至交换机装置101B的通信端口54A。
然后，交换机单元51A从存储单元53A获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54A将获取的以太网帧发送至交换机装置101B。
交换机装置101B中的交换机单元51B接收从交换机装置101A发送的以太网帧，并且将接收的以太网帧存储至存储单元53B中。
当由检测单元52已检测到异常时，改变单元56执行促使已检测到异常的功能单元111改变使用的协议的协议改变处理。
更具体地说，当存储在存储单元53B中的以太网帧中包括OAM帧时，改变单元56B获取包括在OAM帧中的ping异常通知和功能单元111C的IP地址。
例如，作为改变处理，改变单元56B促使被确定具有ping异常的功能单元111以比由功能单元111正使用的协议的等级更低的等级根据在多个层中的一层中使用的协议执行通信。
一旦获取ping异常通知，改变单元56B就产生IP分组，该IP分组包括功能单元111C的另外获取的IP地址作为目的地IP地址，并且包括协议改变请求PC2，协议改变请求PC2用于促使由功能单元111C使用的协议改变为在作为较低等级层的L2中使用的协议。然后，改变单元56B将IP分组输出至交换机单元51B。
参照网络表，交换机单元51B指定与从改变单元56B接收的IP分组中包括的IP地址对应的VLAN的ID。
然后，参照对应于指定的VLAN ID的ARP表，交换机单元51B获取功能单元111C的MAC地址，即，与IP地址对应的功能单元111的MAC地址。
交换机单元51B创建以太网帧并且将以太网帧存储至存储单元53B中，所述以太网帧包括获取的功能单元111C的MAC地址作为目的地MAC地址，并且包括IP分组。
参照地址表，交换机单元51B指定对应于目的地MAC地址的通信端口54B。
然后，交换机单元51B从存储单元53B获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54B将获取的以太网帧发送至功能单元111C。
一旦接收从交换机装置101B发送的以太网帧中包括的协议改变请求PC2，功能单元111C就将由功能单元111C使用的协议改变为在L2中使用的协议。
【异常检测示例3】
例如，检测单元52检测通信异常，所述通信异常是检测单元52所属的交换机装置101与另一交换机装置101之间的通信路径中的异常。
更具体地说，例如，图1所示的交换机装置101A通过利用指示通信质量的SQI(信号质量指示器)监视针对功能单元111的通信路径中的通信质量。
例如，在交换机装置101A中，当交换机单元51A已接收到从交换机装置101B发送的以太网帧时，交换机单元51A基于接收的以太网帧计算SQI。
当计算的SQI为预定值或更小时，交换机单元51A确定存在通信异常，并且将指示通信异常的通信异常通知输出至检测单元52A。
此时，交换机单元51A从接收的以太网帧获取传输源MAC地址，并且将传输源MAC地址输出至检测单元52A。
检测单元52A产生OAM帧并且将产生的OAM帧和从交换机单元51A接收的传输源MAC地址输出至交换机单元51A，所述OAM帧在消息字段中包括从交换机单元51A接收到的通信异常通知。
交换机单元51A创建以太网帧并且将以太网帧存储在存储单元53A中，所述以太网帧包括从检测单元52A接收的传输源MAC地址作为目的地MAC地址，并且包括OAM帧。
参照地址表，交换机单元51A指定对应于目的地MAC地址的通信端口54A，即，连接至交换机装置101B的通信端口54A。
然后，交换机单元51A从存储单元53A获取以太网帧，并且经由指定的通信端口54A将获取的以太网帧发送至交换机装置101B。
交换机装置101B中的交换机单元51B接收从交换机装置101A发送的以太网帧，并且将接收的以太网帧存储在存储单元53B中。
更具体地说，当存储在存储单元53B中的以太网帧中包括OAM帧时，改变单元56B获取包括在OAM帧中的通信异常通知。
改变单元56B将获取的通信异常通知输出至路径控制单元57B。
路径控制单元57执行将已检测到通信异常的通信路径切换为经过不同的交换机装置101C的另一通信路径的路径改变处理。
更具体地说，一旦从改变单元56B接收通信异常通知，路径控制单元57B就从存储在存储单元53B中的以太网帧获取交换机装置101A的MAC地址作为传输源MAC地址。
然后，路径控制单元57B将指示以太网帧至交换机装置101A的发送被抑制的发送抑制请求输出至交换机单元51B。
例如，一旦从路径控制单元57B接收发送抑制请求，交换机单元51B就执行以下处理：在其中以太网帧的目的地MAC地址是交换机装置101A的MAC地址的从连接至交换机单元51B的功能单元111接收的太网帧中，将目的地MAC地址重写为交换机装置101C的MAC地址。
下文中，TCP异常通知、ping异常通知和通信异常通知中的每一个还被简单称作异常通知。
【操作流程】
车载通信系统301中的装置中的每一个包括计算机。计算机中的诸如CPU的算术处理单元从存储器(未示出)中读出包括下述序列图或流程图中的一部分或所有步骤的程序，并且执行程序。用于多个装置的程序可以从外部安装。用于多个装置的程序各自在正被存储在存储介质中的状态下分布。
图4示出这样的序列，其中：根据本公开的实施例的交换机装置检测关于功能单元的异常；并且针对已检测到异常的功能单元执行改变处理。图4代表性地示出在交换机装置101A和交换机装置101B中执行的处理。
参照图4，首先，交换机装置101A检测关于功能单元111的异常(步骤S101)。
接着，交换机装置101A产生包括指示各种类型的异常的异常通知的OAM帧(步骤S102)。
接着，交换机装置101A将产生的OAM帧发送至交换机装置101B(步骤S103)。
接着，交换机装置101B基于来自接收到的OAM帧的异常通知的类型确定异常的类型(步骤S104)。
接着，交换机装置101B根据确定的异常的类型执行协议改变处理或者路径改变处理(步骤S105)。
接着，当执行协议改变处理时，交换机装置101B将协议改变请求发送至已检测到异常的功能单元111(步骤S106)。
相似地，每当在交换机装置101A中检测到关于功能单元111的新异常时，交换机装置101A和交换机装置101B就执行步骤S101至步骤S106的操作。
图5是描述操作过程的流程图，根据本公开的实施例的交换机装置根据该操作过程确定存在/不存在TCP异常。图5示出图4所示的步骤S101至步骤S103的操作的细节。
参照图5，首先，当通过利用TCP执行与功能单元111的通信时，交换机装置101将SYN分组发送至功能单元111(步骤S201)。
接着，交换机装置101等待作为响应的SYN ACK分组(步骤S202)。
接着，当接收到SYN ACK分组时(步骤S202中的是)，交换机装置101将ACK分组发送至功能单元111(步骤S203)。
同时，当交换机装置101自SYN分组的发送后过去预定时间之后仍不能接收SYNACK分组时(步骤S202中的否)，交换机装置101产生包括TCP异常通知的OAM帧(步骤S204)，并且将OAM帧发送至另一交换机装置101(步骤S205)。
图6是描述操作过程的流程图，根据本公开的实施例的交换机装置根据该操作过程确定存在/不存在ping异常。图6示出图4所示的步骤S101至步骤S103的操作的细节。
参照图6，首先，交换机装置101将回声请求发送至功能单元111(步骤S301)。
接着，交换机装置101等待作为响应的回声应答(步骤S302)。
接着，当已接收到回声应答是(步骤S302中的是)，交换机装置101等待来自功能单元111的下一个以太网帧(步骤S303)。
接着，当从功能单元111接收到以太网帧时(步骤S303中的是)，交换机装置101等待来自功能单元111的新以太网帧(步骤S303)。
同时，当交换机装置101自回声请求的发送后过去预定时间之后仍不能接收回声应答时(步骤S302中的否)，或者当交换机装置101自回声请求的接收后过去预定时间之后仍不能从功能单元111接收新的以太网帧时(步骤S303中的否)，交换机装置101产生包括ping异常通知的OAM帧(步骤S304)，并且将OAM帧发送至另一交换机装置101(步骤S305)。
图7是描述操作过程的流程图，根据本公开的实施例的交换机装置根据该操作过程执行改变处理。图7示出图4所示的步骤S 104至步骤S106的操作的细节。
参照图7，首先，交换机装置101从另一交换机装置101接收包括异常通知的OAM帧(步骤S401)。
接着，交换机装置101基于异常通知的类型和包括在OAM帧中的IP地址确定异常的类型和异常功能单元(步骤S402)。
接着，当在OAM帧中包括TCP异常通知时(步骤S403中的是)，交换机装置101产生包括协议改变请求PC1的以太网帧(步骤S404)，并且将以太网帧发送至异常功能单元(步骤S405)。
同时，当在OAM帧中未包括TCP异常通知(步骤S403中的否)并且在OAM帧中包括ping异常通知时(步骤S406中的是)，交换机装置101产生包括协议改变请求PC2的以太网帧(步骤S407)，并且将以太网帧发送至异常功能单元(步骤S405)。
同时，当在OAM帧中未包括TCP异常通知(步骤S403中的否)并且在OAM帧中未包括ping异常通知时(步骤S406中的否)，即，当在OAM帧中包括通信异常通知时(步骤S408)，交换机装置101执行路径改变处理(步骤S409)。
根据本公开的实施例的车载通信系统中的交换机装置执行异常检测1至异常检测3。然而，本公开不限于此。交换机装置101可以执行异常检测1至异常检测3中的一部分。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中的交换机装置中，改变单元56B促使被确定具有TCP异常的功能单元111C将使用的协议改变为在多个层中的同一层中使用的另一协议。然而，本公开不限于此。改变单元56B可以促使被确定为具有TCP异常的功能单元111C以比由功能单元111C正使用协议的等级更低的等级根据在多个层中的一层使用的协议执行通信。
在根据本公开的实施例的车载通信系统的交换机装置中，改变单元56B促使被确定具有TCP异常的功能单元111C将使用的协议改变为在多个层中的同一层使用的另一协议。然而，本公开不限于此。检测单元52可以检测除TCP异常以外的异常，并且使用的协议可以被促使改变为在多个层中的同一层中使用的另一协议。
在根据本公开的实施例的车载通信系统的交换机装置中，改变单元56B促使被确定为具有ping异常的功能单元111C以比由功能单元111C使用的协议的等级低的等级根据在多个层中的一层中使用的协议执行通信。然而，本公开不限于此。检测单元52可以检测除ping异常以外的异常，并且通信可以被促使以比由功能单元111C使用的协议的等级低的等级根据在多个层中的一层中使用的协议被执行。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中，车辆1执行自动驾驶。然而，本公开不限于此。车辆1可以不必执行自动驾驶。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中，交换机装置101A检测关于功能单元111的异常，并且交换机装置101B执行协议改变处理。然而，本公开不限于此。例如，交换机装置101B可以检测关于功能单元111的异常，并且执行协议改变处理。在这种情况下，在交换机装置101B中，检测单元52B检测关于功能单元111的异常，并且改变单元56B执行协议改变处理。
同时，例如，作为专利文献1中描述的用于检测车载网络中的车载ECU的异常的方法，可以想到其中通信网关检测车载ECU的异常的方法。
然而，即使已检测到车载ECU的异常，如果车载ECU的恢复需要时间，则异常状态继续，这可以导致将用在驾驶支持或自动驾驶中的数据的处理的问题。
与其相反，在根据本公开的实施例的车载通信系统中，检测单元52检测关于功能单元111的异常。当由检测单元52已检测到异常时，改变单元56执行促使已检测到异常的功能单元111改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元111)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元111之间的通信中使用的协议可以改变，并且其他功能单元111可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，可以继续与异常功能单元的通信。
因此，在根据本公开的实施例的车载通信系统中，在车载网络中可以实现更稳定的处理。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中，各个功能单元111根据具有多个层的模型操作。当针对功能单元111的根据TCP的预定信息的发送/接收失败时，检测单元52确定功能单元111具有TCP异常。作为协议改变处理，改变单元56促使被确定具有TCP异常的功能单元111将使用的协议改变为在多个层中的同一层使用的另一协议。
在该配置下，在利用TCP的通信中存在异常但是可以根据不同的协议执行通信的情况下，可以通过使用改变后的协议继续与异常功能单元的通信。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中，功能单元111根据具有多个层的模型操作。当不能响应于通过交换机装置101发送至功能单元111的ping从功能单元111接收预定信息时，检测单元52确定功能单元111具有ping异常。作为协议改变处理，改变单元56促使被确定具有ping异常的功能单元111以比正由功能单元111使用的协议的等级低的等级根据在多个层中的一层中使用的协议执行通信。
在该配置下，在在同一层中不能执行通信但是在不同的层中可以执行通信的情况下，可以通过利用改变之后的协议继续与异常功能单元的通信。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中，检测单元52检测通信异常，所述通信异常是检测单元52所属的交换机装置101与另一交换机装置101之间的通信路径中的异常。路径控制单元57执行将已检测到通信异常的通信路径切换为经过不同的交换机装置101的另一通信路径的路径改变处理。
在该配置下，可以经由不同的交换机装置101发送数据，并且可以在避开具有通信异常的通信路径的同时继续通信。
在根据本公开的实施例的车载通信系统中，车辆1执行自动驾驶。
在该配置下，允许在车辆1中继续功能单元111之间的通信，从而可以稳定地继续自动驾驶。
在根据本公开的实施例的交换机装置中，交换机单元51在安装至车辆1的多个功能单元111之间中继数据。检测单元52检测关于功能单元111的异常。当由检测单元52已检测到异常时，改变单元56执行促使已检测到异常的功能单元111改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元111)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元111之间的通信中使用的协议可以被改变，并且其它功能单元111可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，可以继续与异常功能单元的通信。
因此，在根据本公开的实施例的交换机装置中，可以在车载网络中实现更稳定的处理。
在根据本公开的实施例的通信控制方法中，首先，检测关于功能单元111的异常。接着，当已检测到关于功能单元111的异常时，执行促使已检测到异常的功能单元111改变使用的协议的协议改变处理。
因此，由于促使由异常功能单元(已检测到异常的功能单元111)使用的协议改变的配置，在异常功能单元与另一功能单元111之间的通信中使用的协议可以被改变，并且其它功能单元111可以根据改变之后的协议与异常功能单元通信。因此，可以继续与异常功能单元的通信。
因此，在根据本公开的实施例的通信控制方法中，可以在车载网络中实现更稳定的处理。
上述实施例在所有方面都仅是示出性的，并且不应被认为是限制性的。本公开的范围由权利要求的范围而不是以上说明来限定，并且范围旨在包括等同于权利要求的范围的含义以及范围内的所有修改。
以上说明包括以下附加说明中的特征。
【附加说明1】
一种车载通信系统，包括：
交换机装置，其被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据；
检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及
改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理，其中
检测单元通过利用OAM帧向另一交换机装置通知所检测到的异常。
【附加说明2】
一种交换机装置，包括：
交换机单元，其被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据；
检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及
改变单元，其被配置为当由检测单元已检测到异常时执行促使已检测到异常的功能单元改变使用的协议的协议改变处理，其中，
检测单元通过利用OAM帧向另一交换机装置通知所检测到的异常。
标号列表
1 车辆
10 以太网线缆
51 交换机单元
52 检测单元
53 存储单元
54 通信端口
56 改变单元
57 路径控制单元
101 交换机装置
111 功能单元
301 车载通信系统

Claims (8)

1.一种车载通信系统，其包括一个或多个交换机装置，所述一个或多个交换机装置各自被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据，所述车载通信系统包括：
检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及
改变单元，其被配置为当由所述检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到所述异常的所述功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
2.根据权利要求1所述的车载通信系统，其中
各个功能单元根据具有多个层的模型操作，
当针对所述功能单元根据TCP(传输控制协议)的预定信息的发送/接收失败时，所述检测单元确定所述功能单元具有TCP异常，并且
作为所述协议改变处理，所述改变单元促使被确定具有所述TCP异常的所述功能单元将使用的所述协议改变为在所述多个层中的同一层中使用的另一协议。
3.根据权利要求1或2所述的车载通信系统，其中
各个功能单元根据具有多个层的模型操作，
当不能从所述功能单元接收响应于由所述交换机装置发送至功能单元的ping(分组互联网探索器)的预定信息时，所述检测单元确定所述功能单元具有ping异常，并且
作为所述协议改变处理，所述改变单元促使被确定具有所述ping异常的所述功能单元以比由所述功能单元使用的所述协议的等级低的等级根据在所述多个层中的一层中使用的协议执行通信。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车载通信系统，其中
所述检测单元检测通信异常，所述通信异常是在所述检测单元所属的所述交换机装置与另一交换机装置之间的通信路径中的异常，并且
所述车载通信系统还包括：
路径控制单元，其被配置为执行将已检测到所述通信异常的所述通信路径切换至经过不同的交换机装置的另一通信路径的路径改变处理。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的车载通信系统，其中
所述车辆是执行自动驾驶的车辆。
6.一种交换机装置，包括：
交换机单元，其被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据；
检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及
改变单元，其被配置为当由所述检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到所述异常的所述功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
7.一种在车载通信系统中执行的通信控制方法，所述车载通信系统包括各自被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据的一个或多个交换机装置，所述通信控制方法包括步骤：
检测关于功能单元的异常；以及
当检测到关于所述功能单元的异常时，执行促使已检测到所述异常的所述功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
8.一种在交换机装置中使用的通信控制程序，所述交换机装置包括计算机并且被配置为在安装至车辆的多个功能单元之间中继数据，所述通信控制程序促使所述计算机用作：
检测单元，其被配置为检测关于功能单元的异常；以及
改变单元，其被配置为当由所述检测单元已检测到异常时，执行促使已检测到所述异常的所述功能单元改变使用的协议的协议改变处理。
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