JP2018160815A - スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことが可能なスイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供する。【解決手段】スイッチ装置は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。

従来、高品質サービスを提供するためにシステムの二重化（冗長化）を行うための技術が開発されている。

たとえば、特許文献１（特開２０１６−１２９３２号公報）には、以下のような局側装置が開示されている。すなわち、局側装置は、運用系（現用）ＯＳＵ１〜Ｎと待機系（予備）ＯＳＵ Ｎ＋１と、制御部とを備える。制御部は、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）との間で、論理回線に紐付けられたＯＮＵの管理情報を伝達する。論理回線は、光回線ユニットと受動的光ネットワークとの固定的な組み合わせにより定義される。一方、ＯＳＵは、実回線に紐付けられた管理情報を取得する。実回線は、光回線ユニットおよび受動的光ネットワークの実際の組み合わせを示す。制御部は、マッピング情報を用いて、管理情報に紐付けられた回線を、論理回線と実回線との間で相互に変換する。

特開２０１６−１２９３２号公報 特開２０１５−８８８１５号公報

たとえば、特許文献１に記載の冗長構成を車載ネットワークに適用する構成が考えられる。しかしながら、車両では、スペースに制約があるため、エンジンおよびモータ等の雑音源と信号線とが近接し、雑音源の動作に応じて通信環境が急激に悪化することがある。また、信号線が予期せずに断線することがある。

このような場合、通信が困難になることがあり、好ましくない。車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことが可能な技術が求められる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことが可能なスイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わるスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部とを備える。

（５）上記課題を解決するために、この発明の他の局面に係わるスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶する記憶部と、他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部とを備える。

（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御方法は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知するステップと、前記通信障害を検知した場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信するステップとを含む。

（１１）上記課題を解決するために、この発明の他の局面に係わる通信制御方法は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートと、記憶部とを備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、前記記憶部は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶し、前記データを受信するステップと、他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定するステップとを含む。

（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部、として機能させるためのプログラムである。

（１３）上記課題を解決するために、この発明の他の局面に係わる通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートと記憶部とを備えるスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、前記記憶部は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶し、コンピュータを、他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部、として機能させるためのプログラムである。

本発明は、このような特徴的な処理部を備えるスイッチ装置として実現することができるだけでなく、スイッチ装置を備える車載通信システムとして実現することができる。また、本発明は、スイッチ装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。

本発明によれば、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成の概要を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る車載ネットワークにおいて送受信されるイーサネットフレームの構成の一例を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る車載ネットワークにおいて送受信されるＶＬＡＮタグ付きイーサネットフレームの構成の一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの比較例の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の構成を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるポート部の構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が通信障害の検知を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１３は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置がイーサネットフレームを受信する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置がイーサネットフレームの中継処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１５は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が第１障害時処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１６は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が第２障害時処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部とを備える。

このように、通信障害を検知すると障害情報を対象スイッチ装置へ送信する構成により、障害情報を受信した対象スイッチ装置は、障害情報に基づいて、障害情報の送信元のスイッチ装置と上記他のスイッチ装置との間において通信障害が発生したことを認識したり、障害情報に基づいて、通信障害の際に使用すべき通信ポートを認識したりすることができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

（２）好ましくは、前記処理部は、前記対象スイッチ装置へ送信すべき前記データに前記障害情報を含めて前記対象スイッチ装置へ送信する。

このような構成により、対象スイッチ装置へ送信すべきデータと別個に障害情報を対象スイッチ装置へ送信する場合と比べて、情報の送信回数を減らすことができるので、車載ネットワークにおける伝送効率を下げることなく冗長切り替えをより速く行うことができる。

（３）好ましくは、前記処理部は、ＩＰパケットにおけるチェックサムの計算対象領域以外の領域に前記障害情報を含めて送信する。

このような構成により、チェックサムの再計算を回避しながら障害情報を対象スイッチ装置へ送信することができるので、スイッチ装置における処理負荷の増大を防ぎながら冗長切り替えをより速く行うことができる。

（４）好ましくは、前記処理部は、前記通信障害の検知後、前記対象スイッチ装置へ送信すべき最初のフレームに前記障害情報を含めて送信する際に、前記フレームに認証情報を含める。

このような構成により、対象スイッチ装置は、受信したフレームに含まれる認証情報に基づいて当該フレームが正規のフレームであると認識することができるので、セキュリティを確保しながら冗長切り替えをより速く行うことができる。

（５）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶する記憶部と、他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部とを備える。

このように、宛先アドレス情報および使用ポート情報に基づいて、切り替え先の通信ポートを決定する構成により、決定したポートから上記データをすぐに送信することができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

（６）より好ましくは、前記障害情報は、前記通信障害の発生箇所を含み、前記使用ポート情報は、前記発生箇所ごとの前記障害時ポートを示す。

このような構成により、通信障害がいずれの通信経路で発生した場合においても、スイッチ装置は、障害情報に基づいて通信障害の発生箇所を認識し、認識結果に基づいて障害時ポートを使用ポート情報から迅速に取得することができる。

（７）より好ましくは、前記処理部は、他のスイッチ装置を介さずに自己のスイッチ装置の前記通信ポートに接続される対象機器へ前記データを送信する場合、前記障害情報を除いた前記データを送信する。

このような構成により、通信障害の発生の有無に関わらず、対象機器では、障害情報を含まないデータを受信することができるので、特別な仕様変更を施すことなく対象機器を車載ネットワークに接続することができる。

（８）より好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、自己のスイッチ装置が受信したデータのうちの所定条件を満たすデータである非対象データを破棄するフィルタ部を備え、前記フィルタ部は、前記障害情報を含む前記非対象データを破棄しない。

このような構成により、たとえば、冗長切り替え後の通信経路が、通信障害が発生していない状況において使用すべきでない通信経路であり、フィルタ部が、当該通信経路を伝送する非対象データを破棄するように設定されていても、通信障害が発生したときに、障害情報を含む非対象データが破棄されることを防ぐことができる。これにより、障害情報が破棄されて車載ネットワークにおける冗長切り替えを行えなくなってしまうことを防ぐことができる。

（９）より好ましくは、前記フィルタ部は、前記非対象データを含む破棄すべきデータを示す通常時破棄情報、および前記非対象データを含む破棄すべきでないデータを示す障害時破棄情報を保持し、前記フィルタ部は、自己のスイッチ装置が前記障害情報を含む前記非対象データを受信した後、前記通常時破棄情報の代わりに前記障害時破棄情報を用いて、データを破棄するか否かを判断する。

このように、通信障害が発生したときに、破棄すべきデータを示す通常時破棄情報から破棄すべきでないデータを示す障害時破棄情報に切り替える構成により、障害情報を含む非対象データが破棄されることを簡易に防ぐことができる。

（１０）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知するステップと、前記通信障害を検知した場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信するステップとを含む。

このように、通信障害を検知すると障害情報を対象スイッチ装置へ送信する構成により、障害情報を受信した対象スイッチ装置は、障害情報に基づいて、障害情報の送信元のスイッチ装置と上記他のスイッチ装置との間において通信障害が発生したことを認識したり、障害情報に基づいて、通信障害の際に使用すべき通信ポートを認識したりすることができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

（１１）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートと、記憶部とを備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、前記記憶部は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶し、前記データを受信するステップと、他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定するステップとを含む。

このように、宛先アドレス情報および使用ポート情報に基づいて、切り替え先の通信ポートを決定する構成により、決定したポートから上記データをすぐに送信することができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

（１２）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部、として機能させるためのプログラムである。

このように、通信障害を検知すると障害情報を対象スイッチ装置へ送信する構成により、障害情報を受信した対象スイッチ装置は、障害情報に基づいて、障害情報の送信元のスイッチ装置と上記他のスイッチ装置との間において通信障害が発生したことを認識したり、障害情報に基づいて、通信障害の際に使用すべき通信ポートを認識したりすることができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

（１３）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートと記憶部とを備えるスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、前記記憶部は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶し、コンピュータを、他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部、として機能させるためのプログラムである。

このように、宛先アドレス情報および使用ポート情報に基づいて、切り替え先の通信ポートを決定する構成により、決定したポートから上記データをすぐに送信することができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成の概要を示す図である。

図１を参照して、車載通信システム３０１は、スイッチ装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄと、車載機器１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄとを備える。車載通信システム３０１は、対象車両１に搭載される。

以下、スイッチ装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの各々をスイッチ装置１０１とも称する。また、車載機器１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄの各々を車載機器１１１とも称する。

なお、対象車両１では、４つのスイッチ装置１０１が搭載される構成に限らず、３つまたは５つ以上のスイッチ装置１０１が搭載される構成であってもよい。また、対象車両１では、４つの車載機器１１１が搭載される構成に限らず、２つ、３つまたは５つ以上の車載機器１１１が搭載される構成であってもよい。

車載ネットワーク１２は、たとえば、スイッチ装置１０１Ａ〜１０１Ｄの４つのスイッチ装置１０１により形成されるリング型のネットワークトポロジを有する。車載ネットワーク１２では、たとえば、スイッチ装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄは、それぞれ車載機器１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄに接続される。

スイッチ装置１０１と車載機器１１１との間、およびスイッチ装置１０１と他のスイッチ装置１０１との間は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルにより物理的に接続される。

車載機器１１１は、たとえば、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、カメラ、レーダ装置およびナビゲーション装置等である。

ＴＣＵは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）または３Ｇ等の通信規格に従って無線基地局装置と無線通信を行うことにより、対象車両１の外部におけるサーバ等と通信を行うことが可能である。

自動運転ＥＣＵは、対象車両１の自動運転制御を行う。カメラは、対象車両１の周囲の画像または映像を撮影する。レーダ装置は、たとえばミリ波レーダであり、対象車両１の周囲における物体を検知する。ナビゲーション装置は、たとえば、ＴＣＵ経由で対象車両１の外部におけるマップサーバからマップ情報を受信し、受信したマップ情報の示すマップを表示する。

車載機器１１１間において、たとえば、ＩＰ／ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）およびＩＰ／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の通信プロトコルに従って、ＩＰパケットの送受信が行われる。

また、スイッチ装置１０１と車載機器１１１との間、およびスイッチ装置１０１と他のスイッチ装置１０１との間において、たとえば、イーサネットの通信プロトコルに従って、ＩＰパケットを含むイーサネットフレームの送受信が行われる。

より詳細には、スイッチ装置１０１は、車載機器１１１間で送受信されるＩＰパケットを中継する。

車載機器１１１Ａ〜１１１Ｄは、たとえば同じサブネットに属している。スイッチ装置１０１は、２つの車載機器１１１間で送受信されるＩＰパケットに対してＬ２スイッチとして機能し、当該ＩＰパケットを中継する。

なお、車載機器１１１Ａ〜１１１Ｄの一部は、異なるサブネットに属してもよい。この場合、スイッチ装置１０１は、異なるサブネットに属する２つの車載機器１１１間で送受信されるＩＰパケットに対してＬ３スイッチとして機能し、当該ＩＰパケットを中継する。

［イーサネットフレームの構成］
図２は、本発明の実施の形態に係る車載ネットワークにおいて送受信されるイーサネットフレームの構成の一例を示す図である。

図２を参照して、イーサネットフレームは、アドレス領域と、タイプ領域と、ペイロード領域と、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）領域とを含む。以下、図２に示すイーサネットフレームを基本フレームとも称する。

アドレス領域は、送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを格納するための領域である。

タイプ領域は、たとえばペイロード領域に格納される上位層プロトコルを示すＩＤを格納するための領域である。

ＦＣＳ領域は、アドレス領域、タイプ領域およびペイロード領域に格納されたデータに基づくＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）値を格納するための領域である。

図３は、本発明の実施の形態に係る車載ネットワークにおいて送受信されるＶＬＡＮタグ付きイーサネットフレームの構成の一例を示す図である。

図３を参照して、ＶＬＡＮタグ付きイーサネットフレームは、アドレス領域と、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）タグ領域と、タイプ領域と、ペイロード領域と、ＦＣＳ領域とを含む。以下、図３に示すＶＬＡＮタグ付きイーサネットフレームを単にタグフレームとも称する。

タグフレームにおけるアドレス領域、タイプ領域およびペイロード領域およびＦＣＳ領域に格納されるデータは、図２に示す基本フレームにおけるアドレス領域、タイプ領域およびペイロード領域に格納されるデータとそれぞれ同様である。

ＶＬＡＮタグ領域は、たとえばタイプ識別子およびＶＬＡＮ ＩＤ等を格納するための領域である。

ＦＣＳ領域は、アドレス領域、ＶＬＡＮタグ領域、タイプ領域およびペイロード領域に格納されたデータに基づくＣＲＣ値を格納するための領域である。

ペイロード領域に格納されるＩＰパケットのヘッダには、たとえば当該ＩＰパケットのペイロードに含まれるデータに基づくＩＰチェックサムが格納される。

また、ＩＰヘッダには、フラグフィールドおよびフラグオフセットフィールドが含まれる。フラグフィールドおよびフラグオフセットフィールドの詳細は後述する。

［フローデータ］
再び図１を参照して、スイッチ装置１０１は、たとえば車載ネットワーク１２におけるフローデータを中継する。

詳細には、車載機器１１１は、たとえば、サイズの大きいデータを他の車載機器１１１へ送信する場合、当該データを複数に分割する。車載機器１１１によって分割されたデータをそれぞれ含む複数のＩＰパケットによりフローデータが構成される。車載機器１１１は、フローデータをスイッチ装置１０１経由で他の車載機器１１１へ送信する。

より詳細には、ＩＰヘッダにおけるフラグフィールドは、フローデータを構成するＩＰパケットのうちの、途中のＩＰパケットであることを示すフラグ（以下、途中フラグとも称する。）が含まれる。

途中フラグがゼロの場合、当該ＩＰパケットは、フローデータのうちの最後のＩＰパケット（以下、最終ＩＰパケットとも称する。）であるか、または分割されたデータを含まないＩＰパケットである。

途中フラグが１の場合、当該ＩＰパケットは、フローデータのうちの最終ＩＰパケット以外のＩＰパケット、具体的には１番目のＩＰパケット（以下、先頭ＩＰパケットとも称する。）および２番目のＩＰパケット等である。

フラグオフセットフィールドは、当該ＩＰパケットに格納されるデータの位置を示す値を含む。たとえば、先頭ＩＰパケットでは、フラグオフセットフィールドの値はゼロである。

したがって、途中フラグが１であり、かつフラグオフセットフィールドの値がゼロの場合、当該ＩＰパケットは先頭ＩＰパケットである。また、途中フラグが１であり、かつフラグオフセットフィールドの値がゼロ以外の場合、当該ＩＰパケットは、フローデータから最終ＩＰパケットを除いたうちの２番目以降のＩＰパケット（以下、中間ＩＰパケットとも称する。）である。また、途中フラグがゼロであり、かつフラグオフセットフィールドの値がゼロ以外の場合、当該ＩＰパケットは、最終ＩＰパケットである。

図４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。

図４を参照して、スイッチ装置１０１は、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃを備える。以下、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの各々を通信ポート５４とも称する。

なお、スイッチ装置１０１では、３つの通信ポート５４が設けられる構成に限らず、２つまたは４つ以上の通信ポート５４が設けられる構成であってもよい。

スイッチ装置１０１における通信ポート５４は、たとえばイーサネットケーブルを接続可能な端子である。なお、通信ポート５４は、集積回路の端子であってもよい。

スイッチ装置１０１Ａは、自己の通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃをそれぞれ介してスイッチ装置１０１Ｄ，スイッチ装置１０１Ｂ，車載機器１１１Ａと接続される。

スイッチ装置１０１Ｂは、自己の通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃをそれぞれ介してスイッチ装置１０１Ａ，スイッチ装置１０１Ｃ，車載機器１１１Ｂと接続される。

スイッチ装置１０１Ｃは、自己の通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃをそれぞれ介してスイッチ装置１０１Ｂ，スイッチ装置１０１Ｄ，車載機器１１１Ｃと接続される。

スイッチ装置１０１Ｄは、自己の通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃをそれぞれ介してスイッチ装置１０１Ｃ，スイッチ装置１０１Ａ，車載機器１１１Ｄと接続される。

車載ネットワーク１２の接続トポロジは、固定されている、言い換えると予め定まっている。以下、スイッチ装置１０１Ａ，１０１Ｂ間の通信経路、スイッチ装置１０１Ｂ，１０１Ｃ間の通信経路、スイッチ装置１０１Ｃ，１０１Ｄ間の通信経路およびスイッチ装置１０１Ｄ，１０１Ａ間の通信経路を、それぞれ通信経路ＡＢ、ＢＣ、ＣＤおよびＤＡと定義する。

また、スイッチ装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１ＤのＭＡＣアドレスは、たとえば、それぞれＭＡＣ−ＳＷＡ，ＭＡＣ−ＳＷＢ，ＭＡＣ−ＳＷＣ，ＭＡＣ−ＳＷＤである。車載機器１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１ＤのＭＡＣアドレスは、たとえば、それぞれＭＡＣ−ＥＣＵＡ，ＭＡＣ−ＥＣＵＢ，ＭＡＣ−ＥＣＵＣ，ＭＡＣ−ＥＣＵＤである。

［課題］
図５は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの比較例の構成を示す図である。

図５を参照して、車載通信システム３０１の比較例である車載通信システム９０２は、図１に示す車載通信システム３０１と比べて、スイッチ装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの代わりに、それぞれスイッチ装置９０１Ａ，９０１Ｂ，９０１Ｃ，９０１Ｄを備える。以下、スイッチ装置９０１Ａ，９０１Ｂ，９０１Ｃ，９０１Ｄの各々をスイッチ装置９０１とも称する。

スイッチ装置９０１は、たとえば、他のスイッチ装置９０１との通信障害を検知すると、ネットワーク管理用フレーム（Ｂｒｉｄｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を用いて通信経路を切り替える。

より詳細には、スイッチ装置９０１は、プロポーザル（Ｐｒｏｐｏｓａｌ）およびアグリーメント（Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）をやり取りするハンドシェイクを通信ポート５４ごとに行うことにより通信経路を切り替える。

具体的には、スイッチ装置９０１Ａは、スイッチ装置９０１Ｄとの通信障害を検知すると、自己の通信ポート５４Ｂを介してプロポーザルをスイッチ装置９０１Ｂへ送信する。

次に、スイッチ装置９０１Ｂは、自己の通信ポート５４Ａを介してスイッチ装置９０１Ａからプロポーザルを受信すると、自己の通信ポート５４Ａを介してアグリーメントをスイッチ装置９０１Ａへ送信する。

次に、スイッチ装置９０１Ｂは、自己の通信ポート５４Ｂを介してプロポーザルをスイッチ装置９０１Ｃへ送信する。

次に、スイッチ装置９０１Ｃは、自己の通信ポート５４Ａを介してスイッチ装置９０１Ｂからプロポーザルを受信すると、自己の通信ポート５４Ａを介してアグリーメントをスイッチ装置９０１Ｂへ送信する。

次に、スイッチ装置９０１Ｃは、自己の通信ポート５４Ｂを介してプロポーザルをスイッチ装置９０１Ｄへ送信する。

次に、スイッチ装置９０１Ｄは、自己の通信ポート５４Ａを介してスイッチ装置９０１Ｃからプロポーザルを受信すると、自己の通信ポート５４Ａを介してアグリーメントをスイッチ装置９０１Ｃへ送信する。

このようにして、通信経路ＡＢ、ＢＣおよびＣＤにより構成される通信経路が確立した後、スイッチ装置９０１Ａからスイッチ装置９０１Ｄへのデータ転送が、スイッチ装置９０１Ｂおよび９０１Ｃ経由で行われる。

通信経路の切り替えにおいて、２つのスイッチ装置９０１間におけるハンドシェイク動作が順番に伝搬するので、通信経路の切り替えに要する時間が長くなってしまう。このため、通信障害を検知してからデータ伝送を再開するまでの時間が長くなり、車載ネットワーク１２における伝送効率が低下してしまう。

そこで、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。

［スイッチ装置１０１の構成］
図６は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の構成を示す図である。

図６を参照して、スイッチ装置１０１は、検知部２１と、記憶部２３と、スイッチ部（処理部）２４と、ポート部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃとを備える。

ポート部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃにそれぞれ対応して設けられる。以下、ポート部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの各々をポート部２５とも称する。

スイッチ装置１０１は、たとえば、通常時モードおよび検知時モードで動作することが可能である。スイッチ装置１０１は、たとえばデフォルトで通常時モードで動作し、自己が通信障害を検知すると、通常時モードから検知時モードへ切り替える。

図７は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるポート部の構成を示す図である。

図７を参照して、ポート部２５は、受信部３１と、フィルタ部３２と、送信部３３とを含む。

図７を参照して、ポート部２５における送信部３３は、スイッチ部２４からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームを対応の通信ポート５４経由で宛先の車載機器１１１または他のスイッチ装置１０１へ送信する。

受信部３１は、たとえば、バッファを有し、車載機器１１１または他のスイッチ装置１０１から対応の通信ポート５４経由でイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームを当該バッファに保存し、保存したイーサネットフレームをフィルタ部３２へ出力する。

また、受信部３１は、たとえば、受信データの伝送速度が所定の制限値より大きい場合、伝送速度の低下要求を送信部３３経由で接続先の車載機器１１１または他のスイッチ装置１０１へ送信することにより、受信データの伝送速度を制限する。

フィルタ部３２は、たとえば、自己のスイッチ装置１０１が受信したデータのうちの所定条件を満たすデータである非対象データを破棄する。

詳細には、フィルタ部３２は、受信部３１からイーサネットフレームを受けると、所定条件に基づいて、受けたイーサネットフレームをスイッチ部２４へ出力するか、または破棄するかを判断する。

より詳細には、フィルタ部３２は、たとえば、ユーザによって設定されたＡＣＬ（Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌｉｓｔ）に従って、イーサネットフレームをスイッチ部２４へ出力するか、または破棄するかを判断する。

たとえば、車載通信システム３０１においてスイッチ装置１０１Ｂまたは車載機器１１１Ｂからスイッチ装置１０１Ｃまたは車載機器１１１Ｃへ伝送されるイーサネットフレームは、各通信経路に障害がない場合、通信経路ＢＣを経由して伝送されるように定められている（図４参照）。

したがって、スイッチ装置１０１Ａは、各通信経路に障害がない場合、上記イーサネットフレームを自己の通信ポート５４Ｂにおいて受信することはない。

スイッチ装置１０１ＡにおけるＡＣＬは、たとえば、セキュリティ向上を目的として、上記イーサネットフレームを通信ポート５４Ｂから受信した場合に不正なイーサネットフレームとして破棄すべき旨を示すリスト要素を含む。

同様に、たとえば、スイッチ装置１０１Ａまたは車載機器１１１Ａからスイッチ装置１０１Ｄまたは車載機器１１１Ｄへ伝送されるイーサネットフレームは、各通信経路に障害がない場合、通信経路ＤＡを経由して伝送されるように定められている。

したがって、スイッチ装置１０１Ｂ、１０１Ｃおよび１０１Ｄは、各通信経路に障害がない場合、上記イーサネットフレームを自己の通信ポート５４Ａにおいて受信することはない。

スイッチ装置１０１ＢにおけるＡＣＬは、たとえば、セキュリティ向上を目的として、上記イーサネットフレームを通信ポート５４Ａから受信した場合に不正なイーサネットフレームとして破棄すべき旨を示すリスト要素ＬＢを含む。

同様に、スイッチ装置１０１ＣにおけるＡＣＬは、たとえば、セキュリティ向上を目的として、上記イーサネットフレームを通信ポート５４Ａから受信した場合に不正なイーサネットフレームとして破棄すべき旨を示すリスト要素ＬＣを含む。

同様に、スイッチ装置１０１ＤにおけるＡＣＬは、たとえば、セキュリティ向上を目的として、上記イーサネットフレームを通信ポート５４Ａから受信した場合に不正なイーサネットフレームとして破棄すべき旨を示すリスト要素ＬＤを含む。

再び図６を参照して、検知部２１は、通信ポート５４に接続される他のスイッチ装置１０１との通信障害を検知する。

より詳細には、検知部２１は、ポート部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃにおける信号、データの送受信、データの受信品質、ポート部２５の状態および接続先の他のスイッチ装置１０１の状態等を監視する。

検知部２１は、たとえば、ポート部２５の接続先の他のスイッチ装置１０１とのリンク断の発生、当該他のスイッチ装置１０１との通信品質の低下、ポート部２５の故障および接続先の他のスイッチ装置１０１の故障等を検知すると、通信障害が発生したと判断する。

検知部２１は、判断した通信経路を示す通信障害検知情報を作成し、作成した通信障害検知情報をスイッチ部２４へ出力する。

スイッチ部２４は、Ｌ２スイッチであり、車載ネットワーク１２におけるデータ、具体的にはＩＰパケットを中継する。

以下では、たとえば、通信経路ＤＡにおいて通信障害が発生した場合において、スイッチ装置１０１Ａが、車載機器１１１Ａから車載機器１１１Ｄへ伝送されるべきイーサネットフレームを車載機器１１１Ａから受信した状況におけるスイッチ装置１０１Ａ〜１０１Ｄの動作について説明する。

［スイッチ装置１０１Ａの動作］
図８は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。

図８を参照して、スイッチ装置１０１Ａにおける記憶部２３は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき通信ポート５４（以下、通常時ポートとも称する。）と通信障害時に使用すべき４つの通信ポート５４である障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶する。ここで、使用ポート情報は、たとえば、発生箇所ごとの障害時ポートを示す。

具体的には、記憶部２３は、使用ポート情報の一例である、送信先ＭＡＣアドレスと出力先との対応関係を示すＡＲＬテーブルＴａｂＡを記憶する。通常時ポートは、出力先における「通常時」の項目に示される。発生箇所ごとの４つの障害時ポートは、出力先における「経路ＣＤ障害時」、「経路ＤＡ障害時」、「経路ＡＢ障害時」および「経路ＢＣ障害時」の項目に示される。

再び図６を参照して、スイッチ部２４は、検知部２１によって通信障害が検知された場合、通信障害の発生箇所を示す障害情報を、通信障害の検知された他のスイッチ装置１０１とは別のスイッチ装置１０１である対象スイッチ装置、言い換えると、当該他のスイッチ装置１０１に接続される通信ポート５４すなわち通信障害の発生した通信ポート５４と異なる通信ポート５４に接続されるスイッチ装置１０１である対象スイッチ装置へ送信する。

具体的には、スイッチ部２４は、通信経路ＤＡにおいて通信障害が発生したことを示す通信障害検知情報を検知部２１から受けると、通信経路ＤＡにおいて通信障害が発生したことを認識するとともに、自己のスイッチ装置１０１のモードを通常時モードから検知時モードへ切り替える。

そして、スイッチ部２４は、記憶部２３が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＡにおける参照先を、出力先における「通常時」の項目から「経路ＤＡ障害時」の項目に変更する。

スイッチ部２４は、たとえば、車載機器１１１Ａから車載機器１１１Ｄへ伝送されるべきＩＰパケットを格納したイーサネットフレームをポート部２５から受けると、受けたイーサネットフレームに障害情報が含まれないことを確認し、第１障害時処理を行う。

より詳細には、スイッチ部２４は、受けたイーサネットフレームにおけるアドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスを確認する。

この例では、スイッチ部２４は、車載機器１１１ＤのＭＡＣアドレスであるＭＡＣ−ＥＣＵＤを確認する。また、車載機器１１１Ａから送信されたイーサネットフレームは、たとえば図２に示すフォーマットを有する基本フレームである。

スイッチ部２４は、記憶部２３が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＡを参照し、「経路ＤＡ障害時」の項目において、ＭＡＣ−ＥＣＵＤに対応する「通信ポート５４Ｂ」をＡＲＬテーブルＴａｂＡから取得する。

スイッチ部２４は、たとえば、各通信ポート５４の接続先の装置を示す接続先情報を保持しており、接続先情報に基づいて、「通信ポート５４Ｂ」の接続先がスイッチ装置１０１Ｂであることを認識する。

また、スイッチ部２４は、たとえば、対象スイッチ装置へ送信すべきデータに障害情報を含め、かつＩＰパケットにおけるチェックサムの計算対象領域以外の領域に障害情報を含める。

より詳細には、スイッチ部２４は、たとえば、ポート部２５から受けた基本フレームに対して、ＩＰパケットにおけるチェックサムの計算対象領域以外の領域の一例であるＶＬＡＮタグ領域（図３参照）を付加することにより、当該基本フレームをタグフレームに変換する。

そして、スイッチ部２４は、通信経路ＤＡを示す障害情報を作成し、作成した障害情報をＶＬＡＮタグ領域に格納する。

なお、スイッチ部２４は、障害情報をＶＬＡＮタグ領域に格納する構成に限らず、ＩＰパケットにおけるチェックサムの計算対象領域以外の領域の一例であるタイプ領域に障害情報を格納する構成であってもよい。しかしながら、タイプ領域は予約済みであることが多いので、障害情報をＶＬＡＮタグ領域に格納する構成が好ましい。

また、スイッチ部２４は、たとえば、通信障害の検知後、対象スイッチ装置へ送信すべき最初のイーサネットフレームに障害情報を含めて送信する際に、当該フレームに認証情報を含める。

より詳細には、スイッチ部２４は、ＡＲＬテーブルＴａｂＡにおける参照先を「通常時」の項目から「経路ＤＡ障害時」の項目に変更した後、対象スイッチ装置へ送信すべき最初のタグフレーム（以下、検知後先頭フレームとも称する。）に対して、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ部２４は、たとえば、認証情報の一例である、受信時刻を示すタイムスタンプを作成し、作成したタイムスタンプを検知後先頭フレームにおけるＩＰパケットのペイロードに格納する。

そして、スイッチ部２４は、ＩＰパケットにおけるチェックサムの再計算を行い、計算結果をＩＰパケットのヘッダに格納する。

また、スイッチ部２４は、検知後先頭フレームを送信した後、対象スイッチ装置へ送信すべき２番目以降のタグフレーム（以下、検知後非先頭フレームとも称する。）に対してはタイムスタンプをタグフレームに格納しない。

このような構成により、検知後非先頭フレームにおいて、ＩＰパケットにおけるチェックサムの再計算を回避することができるので、スイッチ装置１０１Ａにおける処理負荷の増大を防ぐことができる。

スイッチ部２４は、タグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信元ＭＡＣアドレスを、自己のスイッチ装置１０１ＡのＭＡＣアドレスすなわちＭＡＣ−ＳＷＡに書き換えた後、取得した出力先すなわち「通信ポート５４Ｂ」に対応するポート部２５Ｂへ当該タグフレームを出力する。

ポート部２５Ｂは、スイッチ部２４からタグフレームを受けると、受けたタグフレームを対象スイッチ装置すなわちスイッチ装置１０１Ｂへ送信する。

また、検知時モードと異なり、通常時モードでは、スイッチ部２４は、たとえば、ポート部２５から障害情報を含まないイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームにおけるアドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスを確認する。

スイッチ部２４は、記憶部２３が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＡを参照し、「通常時」の項目において、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルＴａｂＡから取得する。

そして、スイッチ部２４は、当該イーサネットフレームにおけるアドレス領域に格納された送信元ＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＳＷＡに書き換えた後、取得した出力先の通信ポート５４に対応するポート部２５へ当該イーサネットフレームを出力する。

［スイッチ装置１０１Ｂの動作］
再び図７を参照して、スイッチ装置１０１Ｂにおけるポート部２５Ａでは、受信部３１は、スイッチ装置１０１Ａからタグフレームを受信すると、受信したタグフレームをフィルタ部３２へ出力する。

フィルタ部３２は、たとえば、障害情報を含む非対象データを破棄しない。詳細には、フィルタ部３２は、たとえば、ＡＣＬの内容に関わらず、非対象データを破棄しない。

より詳細には、フィルタ部３２は、障害情報を含まない、車載機器１１１Ａから車載機器１１１Ｄへ伝送されるイーサネットフレームについては、上述のリスト要素ＬＢに従って破棄するが、車載機器１１１Ａから車載機器１１１Ｄへ伝送されるイーサネットフレームであっても障害情報を含むタグフレームを破棄せずに、スイッチ部２４へ出力する。

具体的には、フィルタ部３２は、受信部３１からタグフレームを受けると、受けたタグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレス、ならびに上述のリスト要素ＬＢに基づいて、タグフレームを破棄すべきと仮判断する。

そして、フィルタ部３２は、タグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認すると、タグフレームを破棄すべきでないと判断し、タグフレームをスイッチ部２４へ出力する。

なお、フィルタ部３２は、ＡＣＬの内容に関わらず非対象データを破棄しない構成に限らず、ＡＣＬの内容に応じて、非対象データを破棄するか否かを判断する構成であってもよい。

詳細には、フィルタ部３２は、非対象データを含む破棄すべきデータを示す通常時破棄情報、および非対象データを含む破棄すべきでないデータを示す障害時破棄情報を保持する。そして、フィルタ部３２は、自己のスイッチ装置１０１が障害情報を含む非対象データを受信した後、通常時破棄情報の代わりに障害時破棄情報を用いて、データを破棄するか否かを判断する。

より詳細には、フィルタ部３２は、たとえば、通常時破棄情報の一例である、上述のリスト要素ＬＢを含む通常時用のＡＣＬと、障害時破棄情報の一例である障害時用のＡＣＬとを保持する。異常時用のＡＣＬは、たとえば、スイッチ装置１０１Ａまたは車載機器１１１Ａからスイッチ装置１０１Ｄまたは車載機器１１１Ｄへ伝送されるイーサネットフレームを通信ポート５４Ａから受信した場合に正常なイーサネットフレームとして処理すべき旨を示すリスト要素ＬＢ２を含む。

フィルタ部３２は、受信部３１からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認するまで、通常時用のＡＣＬに従って、受信部３１から受けるイーサネットフレームをスイッチ部２４へ出力するか、または破棄するかを判断する。

具体的には、フィルタ部３２は、車載機器１１１Ａから車載機器１１１Ｄへ伝送されるイーサネットフレームを受信部３１から受けた場合、上述のリスト要素ＬＢに従って当該イーサネットフレームを破棄する。

そして、フィルタ部３２は、受信部３１から受けたイーサネットフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認すると、障害時用のＡＣＬに従って、受信部３１から受けるイーサネットフレームをスイッチ部２４へ出力するか、または破棄するかを判断する。

具体的には、フィルタ部３２は、車載機器１１１Ａから車載機器１１１Ｄへ伝送されるイーサネットフレームを受信部３１から受けた場合、上述のリスト要素ＬＢ２に従って、当該イーサネットフレームを破棄せずにスイッチ部２４へ出力する。

図９は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。

図９を参照して、スイッチ装置１０１Ｂにおける記憶部２３は、使用ポート情報の一例であるＡＲＬテーブルＴａｂＢを記憶する。ＡＲＬテーブルＴａｂＢの見方は、図８に示すＡＲＬテーブルＴａｂＡと同様である。

再び図６を参照して、スイッチ部２４は、他のスイッチ装置１０１間の通信障害の発生箇所を示す障害情報を含むデータを自己のスイッチ装置１０１Ｂが受信した場合、当該データに含まれる宛先アドレス情報、および使用ポート情報に基づいて、当該データの送信に使用すべき自己のスイッチ装置１０１Ｂの通信ポート５４を決定する。

詳細には、スイッチ部２４は、ポート部２５からタグフレームを受けて、受けたタグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認すると、第２障害時処理を行う。

より詳細には、スイッチ部２４は、ＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認した後、最初のタグフレームすなわち検知後先頭フレームに対して、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ部２４は、たとえば、検知後先頭フレームにおけるＩＰパケットのペイロード領域に格納されたタイムスタンプに基づいて、検知後先頭フレームの認証を試みる。ここでは、スイッチ部２４は、検知後先頭フレームの認証に成功する。

一方、スイッチ部２４は、たとえば、検知後先頭フレームの認証に失敗すると、当該検知後先頭フレームを破棄する。また、スイッチ部２４は、検知後非先頭フレームに対しては認証を行わない。

スイッチ部２４は、タグフレームにおける障害情報に基づいて、通信経路ＤＡにおいて通信障害が発生したことを認識し、記憶部２３が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＢにおける参照先を、出力先における「通常時」の項目から「経路ＤＡ障害時」の項目に変更する。

スイッチ部２４は、タグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスすなわちＭＡＣ−ＥＣＵＤを確認する。

スイッチ部２４は、記憶部２３が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＢを参照し、「経路ＤＡ障害時」の項目において、ＭＡＣ−ＥＣＵＤに対応する「通信ポート５４Ｂ」をＡＲＬテーブルＴａｂＢから取得する。

スイッチ部２４は、たとえば、各通信ポート５４の接続先の装置を示す接続先情報を保持しており、接続先情報に基づいて、「通信ポート５４Ｂ」の接続先がスイッチ装置１０１Ｃであることを認識する。

スイッチ部２４は、タグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信元ＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＳＷＢに書き換えた後、取得した出力先すなわち「通信ポート５４Ｂ」に対応するポート部２５Ｂへ当該タグフレームを出力する。

ポート部２５Ｂは、スイッチ部２４からタグフレームを受けると、受けたタグフレームをスイッチ装置１０１Ｃへ送信する。

［スイッチ装置１０１Ｃの動作］
スイッチ装置１０１Ｃの動作は、スイッチ装置１０１Ｂの動作と同様であるので、簡単に説明する。

再び図７を参照して、スイッチ装置１０１Ｃにおけるポート部２５Ａでは、フィルタ部３２は、受信部３１経由でスイッチ装置１０１Ｂからタグフレームを受信すると、以下の処理を行う。

すなわち、フィルタ部３２は、アドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレス、上述のリスト要素ＬＣ、ならびにＶＬＡＮタグ領域に格納された障害情報に基づいて、タグフレームを破棄すべきでないと判断し、タグフレームをスイッチ部２４へ出力する。

図１０は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。

図１０を参照して、スイッチ装置１０１Ｃにおける記憶部２３は、使用ポート情報の一例であるＡＲＬテーブルＴａｂＣを記憶する。ＡＲＬテーブルＴａｂＣの見方は、図８に示すＡＲＬテーブルＴａｂＡと同様である。

再び図６を参照して、スイッチ部２４は、ポート部２５からタグフレームを受けて、受けたタグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認すると、第２障害時処理を行う。

より詳細には、スイッチ部２４は、ＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認した後、最初のタグフレームすなわち検知後先頭フレームに対して、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ部２４は、たとえば、検知後先頭フレームにおけるＩＰパケットのペイロード領域に格納されたタイムスタンプに基づいて、検知後先頭フレームの認証を試みる。そして、スイッチ部２４は、検知後先頭フレームの認証に成功する。

スイッチ部２４は、受けたタグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に格納された障害情報に基づいて、通信経路ＤＡにおいて通信障害が発生したことを認識し、ＡＲＬテーブルＴａｂＣにおける参照先を、出力先における「通常時」の項目から「経路ＤＡ障害時」の項目に変更する。

スイッチ部２４は、タグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスすなわちＭＡＣ−ＥＣＵＤを確認し、「経路ＤＡ障害時」の項目において、ＭＡＣ−ＥＣＵＤに対応する「通信ポート５４Ｂ」をＡＲＬテーブルＴａｂＣから取得する。

スイッチ部２４は、たとえば、各通信ポート５４の接続先の装置を示す接続先情報を保持しており、接続先情報に基づいて、「通信ポート５４Ｂ」の接続先がスイッチ装置１０１Ｄであることを認識する。

スイッチ部２４は、タグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信元ＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＳＷＣに書き換えた後、取得した出力先すなわち「通信ポート５４Ｂ」に対応するポート部２５Ｂへ当該タグフレームを出力する。

ポート部２５Ｂは、スイッチ部２４からタグフレームを受けると、受けたタグフレームをスイッチ装置１０１Ｄへ送信する。

［スイッチ装置１０１Ｄの動作］
再び図７を参照して、スイッチ装置１０１Ｄにおけるポート部２５Ａでは、フィルタ部３２は、受信部３１経由でスイッチ装置１０１Ｃからタグフレームを受信すると、以下の処理を行う。

すなわち、フィルタ部３２は、アドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレス、上述のリスト要素ＬＤ、ならびにＶＬＡＮタグ領域に格納された障害情報に基づいて、タグフレームを破棄すべきでないと判断し、タグフレームをスイッチ部２４へ出力する。

図１１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。

図１１を参照して、スイッチ装置１０１Ｄにおける記憶部２３は、使用ポート情報の一例であるＡＲＬテーブルＴａｂＤを記憶する。ＡＲＬテーブルＴａｂＤの見方は、図８に示すＡＲＬテーブルＴａｂＡと同様である。

再び図６を参照して、スイッチ部２４は、たとえば、他のスイッチ装置１０１を介さずに自己のスイッチ装置１０１Ｄの通信ポート５４に接続される対象機器へデータを送信する場合、障害情報を除いた当該データを送信する。

より詳細には、スイッチ部２４は、ポート部２５からタグフレームを受けて、受けたタグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認すると、第２障害時処理を行う。

より詳細には、スイッチ部２４は、ＶＬＡＮタグ領域に障害情報が格納されていることを確認した後、最初のタグフレームすなわち検知後先頭フレームに対して、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ部２４は、たとえば、検知後先頭フレームにおけるＩＰパケットのペイロード領域に格納されたタイムスタンプに基づいて、検知後先頭フレームの認証を試みる。そして、スイッチ部２４は、検知後先頭フレームの認証に成功する。

スイッチ部２４は、受けたタグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域に格納された障害情報に基づいて通信経路ＤＡにおいて通信障害が発生したことを認識し、ＡＲＬテーブルＴａｂＤにおける参照先を、出力先における「通常時」の項目から「経路ＤＡ障害時」の項目に変更する。

そして、スイッチ部２４は、タグフレームにおけるアドレス領域に格納された送信先ＭＡＣアドレスすなわちＭＡＣ−ＥＣＵＤを確認し、「経路ＤＡ障害時」の項目において、ＭＡＣ−ＥＣＵＤに対応する「通信ポート５４Ｃ」をＡＲＬテーブルＴａｂＤから取得する。

スイッチ部２４は、たとえば、各通信ポート５４の接続先の装置を示す接続先情報を保持しており、接続先情報に基づいて、「通信ポート５４Ｃ」の接続先が車載機器１１１Ｄであることを認識する。

スイッチ部２４は、「通信ポート５４Ｃ」の接続先が他のスイッチ装置１０１でなく車載機器１１１Ｄであることから、タグフレームにおけるＶＬＡＮタグ領域を削除し、当該タグフレームを基本フレームに変換する。

また、スイッチ部２４は、基本フレームにおけるＩＰパケットのペイロードからタイムスタンプを削除する。そして、スイッチ部２４は、ＩＰパケットにおけるチェックサムの再計算を行い、計算結果をＩＰパケットのヘッダに格納する。

スイッチ部２４は、基本フレームにおけるアドレス領域に格納された送信元ＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＳＷＤに書き換えた後、取得した出力先すなわち「通信ポート５４Ｃ」に対応するポート部２５Ｃへ当該基本フレームを出力する。

ポート部２５Ｃは、スイッチ部２４から基本フレームを受けると、受けた基本フレームを対象機器すなわち車載機器１１１Ｄへ送信する。

［動作の流れ］
車載通信システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１２は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が通信障害の検知を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

図１２を参照して、スイッチ装置１０１のモードが通常時モードである状況を想定する。

まず、スイッチ装置１０１は、自己のポート部２５の接続先の他のスイッチ装置１０１との通信障害を検知するまでポート部２５の監視を継続し（ステップＳ１０２でＮＯ）、当該通信障害を検知すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、検知時モードへ遷移する（ステップＳ１０４）。

図１３は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置がイーサネットフレームを受信する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図１３を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、車載機器１１１または他のスイッチ装置１０１からイーサネットフレームを受信するまで待機する（ステップＳ２０２でＮＯ）。

そして、スイッチ装置１０１は、車載機器１１１または他のスイッチ装置１０１からイーサネットフレームを受信すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームが、ＡＣＬに基づく破棄対象であり、かつ障害情報を含まない場合（ステップＳ２０４でＹＥＳおよびステップＳ２０６でＮＯ）、当該イーサネットフレームを破棄する（ステップＳ２０８）。

一方、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームが、ＡＣＬに基づく破棄対象でないか（ステップＳ２０４でＮＯ）、またはＡＣＬに基づく破棄対象であるが障害情報を含む場合（ステップＳ２０４でＹＥＳおよびステップＳ２０６でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームの中継処理を行う（ステップＳ２１０）。

図１４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置がイーサネットフレームの中継処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１４は、図１３のステップＳ２１０における動作の詳細を示している。

図１４を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームが障害情報を含まず、かつ自己のモードが通常時モードである場合（ステップＳ３０２でＮＯおよびステップＳ３０４でＮＯ）、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける送信先ＭＣＡアドレスを確認し、「通常時」の項目において、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先を自己の記憶部２３におけるＡＲＬテーブルから取得する（ステップＳ３０６）。

次に、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける送信元ＭＡＣアドレスを自己のＭＡＣアドレスに書き換えた後、取得した出力先から当該イーサネットフレームを送信する（ステップＳ３０８）。

一方、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームが障害情報を含む場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、第２障害時処理を行う（ステップＳ３１０）。

一方、スイッチ装置１０１は、自己のモードが検知時モードである場合（ステップＳ３０２でＮＯおよびステップＳ３０４でＹＥＳ）、第１障害時処理を行う（ステップＳ３１２）。

図１５は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が第１障害時処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１５は、図１４のステップＳ３１２における動作の詳細を示している。

図１５を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける障害情報に基づいて、ＡＲＬテーブルの参照先を、「通常時」の項目から障害発生箇所に対応する項目に変更する（ステップＳ４０２）。

次に、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける送信先ＭＣＡアドレスを確認し、変更後の項目において、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先を自己の記憶部２３におけるＡＲＬテーブルから取得する（ステップＳ４０４）。

次に、スイッチ装置１０１は、取得した出力先の通信ポート５４が他のスイッチ装置１０１に接続される場合（ステップＳ４０６でＮＯ）、受信したイーサネットフレームに障害情報を付加する（ステップＳ４０８）。

次に、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームが、ＡＲＬテーブルの参照先を変更した後、対象スイッチ装置へ送信すべき最初のイーサネットフレームすなわち検知後先頭フレームである場合（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームに認証情報を付加する（ステップＳ４１２）。

次に、スイッチ装置１０１は、取得した出力先の通信ポート５４が車載機器１１１に接続されるか（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームが検知後非先頭フレームであるか（ステップＳ４１０でＮＯ）、または認証情報をイーサネットフレームに付加すると（ステップＳ４１２）、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける送信元ＭＡＣアドレスを自己のＭＡＣアドレスに書き換えた後、取得した出力先から当該イーサネットフレームを送信する（ステップＳ４１４）。

図１６は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置が第２障害時処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１６は、図１４のステップＳ３１０における動作の詳細を示している。

図１６を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームが検知後先頭フレームである場合（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームにおける認証情報に基づいて当該イーサネットフレームを認証する（ステップＳ５０４）。

次に、スイッチ装置１０１は、認証に失敗すると（ステップＳ５０６でＮＯ）、受信したイーサネットフレームを破棄し、第２障害時処理を終了する。

次に、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームが検知後非先頭フレームであるか（ステップＳ５０２でＮＯ）、または認証に成功すると（ステップＳ５０６でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームにおける障害情報に基づいて、ＡＲＬテーブルの参照先を、「通常時」の項目から障害発生箇所に対応する項目に変更する（ステップＳ５０８）。

次に、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける送信先ＭＣＡアドレスを確認し、変更後の項目において、確認した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先を自己の記憶部２３におけるＡＲＬテーブルから取得する（ステップＳ５１０）。

次に、スイッチ装置１０１は、取得した出力先の通信ポート５４が車載機器１１１に接続され、かつ受信したイーサネットフレームが検知後先頭フレームである場合（ステップＳ５１２でＹＥＳおよびステップＳ５１４でＹＥＳ）、受信したイーサネットフレームから障害情報および認証情報を削除する（ステップＳ５１６）。

一方、スイッチ装置１０１は、取得した出力先の通信ポート５４が車載機器１１１に接続され、かつ受信したイーサネットフレームが検知後非先頭フレームである場合（ステップＳ５１２でＹＥＳおよびステップＳ５１４でＮＯ）、受信したイーサネットフレームから障害情報を削除する（ステップＳ５２２）。

次に、スイッチ装置１０１は、取得した出力先の通信ポート５４が他のスイッチ装置１０１に接続されるか（ステップＳ５１２でＮＯ）、受信したイーサネットフレームから障害情報および認証情報を削除するか（ステップＳ５１６）、または受信したイーサネットフレームから障害情報を削除すると（ステップＳ５２２）、以下の処理を行う。

すなわち、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームにおける送信元ＭＡＣアドレスを自己のＭＡＣアドレスに書き換えた後、取得した出力先から当該イーサネットフレームを送信する（ステップＳ５１８）。

なお、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部２４は、通信障害の発生箇所を示す障害情報を対象装置へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ部２４は、対象スイッチ装置が通信障害の際に使用すべき通信ポート５４を示す障害情報を当該対象スイッチ装置へ送信する構成であってもよい。

具体的には、たとえば、車載通信システム３０１において、図８〜図１１にそれぞれ示すＡＲＬテーブルＴａｂＡ〜ＴａｂＤを保持する記憶装置が設けられている。また、スイッチ装置１０１Ａ〜１０１Ｄは、ＡＲＬテーブルＴａｂＡ〜ＴａｂＤをそれぞれ保持しない。

スイッチ装置１０１Ａ〜１０１Ｄは、車載ネットワーク１２において通信障害が発生しない場合、「通常時」の通信ポート５４についての情報を記憶装置が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＡ〜ＴａｂＤからそれぞれ取得して使用する。

たとえば、スイッチ装置１０１Ａが通信経路ＤＡにおいて通信障害を検知すると、スイッチ装置１０１Ａは、「経路ＤＡ障害時」の通信ポート５４についての情報（以下、障害時ポート情報とも称する。）を記憶装置が保持するＡＲＬテーブルＴａｂＡ〜ＴａｂＤから取得する。

スイッチ装置１０１Ａは、ＡＲＬテーブルＴａｂＡから取得した障害時ポート情報を使用するとともに、ＡＲＬテーブルＴａｂＢ〜ＴａｂＤから取得した障害時ポート情報を障害情報としてそれぞれスイッチ装置１０１Ｂ〜１０１Ｄ宛に送信する。

また、車載通信システム３０１において、ＡＲＬテーブルＴａｂＡ〜ＴａｂＤを集中的に保持する記憶装置を設ける構成に限らず、スイッチ装置１０１が、ＡＲＬテーブルＴａｂＡ〜ＴａｂＤをすべて保持する構成であってもよい。

また、スイッチ部２４は、通信障害の発生箇所、および対象スイッチ装置が通信障害の際に使用すべき通信ポート５４の両方を示す障害情報を当該対象スイッチ装置へ送信する構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、ＡＲＬテーブルは、送信先ＭＡＣアドレスと通常時ポートと４つの障害時ポートとの対応関係を示す構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＡＲＬテーブルは、送信先ＭＡＣアドレスと通常時ポートと２つ、３つまたは５つ以上の障害時ポートとの対応関係を示す構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、ＡＲＬテーブルにおいて、通信障害の発生箇所が通信経路により特定される構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信障害の発生箇所が、スイッチ装置１０１の識別子および通信ポート５４の識別子により特定される構成であってもよい。具体的には、通信経路ＡＢは、たとえば、スイッチ装置１０１Ａの識別子、およびスイッチ装置１０１Ａにおける通信ポート５４Ｂの識別子により特定される。

また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、データおよび障害情報が同じイーサネットフレームに格納されて伝送される構成であるとしたが、これに限定するものではない。データおよび障害情報が別個のイーサネットフレームに格納されて伝送される構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、障害情報は、ＶＬＡＮタグ領域またはタイプ領域に格納される構成であるとしたが、これに限定するものではない。障害情報は、たとえばＩＰチェックサムの計算対象領域であるＩＰパケットのペイロードに格納される構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、スイッチ部２４は、通信障害の検知後、検知後先頭フレームにタイムスタンプを含める構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ部２４は、たとえば通信のセキュリティが確保されている場合において、検知後先頭フレームにタイムスタンプを含めない構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、障害情報は、通信障害の発生箇所を示す構成であるとしたが、これに限定するものではない。障害情報は、たとえば、通信障害の発生を示す構成であってもよい。具体的には、たとえば、車載通信システム３０１において３つのスイッチ装置１０１が設けられる場合において、使用ポート情報は、たとえば、通常時ポートと通信障害が発生したときに用いる障害時ポートとを示す。このような構成により、通信障害の発生の有無に基づいて、障害時ポートを正しく決定することが可能である。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、イーサネットフレームを宛先の車載機器１１１へ送信する場合、障害情報を含むＶＬＡＮタグ領域をタグフレームから削除して基本フレームへ変換した後、基本フレームを車載機器１１１へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ装置１０１は、障害情報を含むタグフレームのまま宛先の車載機器１１１へ送信する構成であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、フィルタ部３２を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ装置１０１は、たとえば通信のセキュリティが確保されている場合において、フィルタ部３２を備えない構成であってもよい。

ところで、たとえば、特許文献１に記載の冗長構成を車載ネットワークに適用する構成が考えられる。しかしながら、車両では、スペースに制約があるため、エンジンおよびモータ等の雑音源と信号線とが近接し、雑音源の動作に応じて通信環境が急激に悪化することがある。また、信号線が予期せずに断線することがある。

このような場合、通信が困難になることがあり、好ましくない。車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことが可能な技術が求められる。

これに対して、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車載ネットワーク１２におけるデータを中継し、複数の通信ポート５４を備える。検知部２１は、通信ポート５４に接続される他のスイッチ装置１０１との通信障害を検知する。そして、スイッチ部２４は、検知部２１によって通信障害が検知された場合、通信障害の発生箇所、および当該他のスイッチ装置１０１とは別のスイッチ装置１０１である対象スイッチ装置が通信障害の際に使用すべき通信ポート５４の少なくともいずれか一方を示す障害情報を対象スイッチ装置へ送信する。

このように、通信障害を検知すると障害情報を対象スイッチ装置へ送信する構成により、障害情報を受信した対象スイッチ装置は、障害情報に基づいて、障害情報の送信元のスイッチ装置１０１と上記他のスイッチ装置１０１との間において通信障害が発生したことを認識したり、障害情報に基づいて、通信障害の際に使用すべき通信ポートを認識したりすることができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置１０１と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部２４は、対象スイッチ装置へ送信すべきデータに障害情報を含めて対象スイッチ装置へ送信する。

このような構成により、対象スイッチ装置へ送信すべきデータと別個に障害情報を対象スイッチ装置へ送信する場合と比べて、情報の送信回数を減らすことができるので、車載ネットワーク１２における伝送効率を下げることなく冗長切り替えをより速く行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部２４は、ＩＰパケットにおけるチェックサムの計算対象領域以外の領域に障害情報を含めて送信する。

このような構成により、チェックサムの再計算を回避しながら障害情報を対象スイッチ装置へ送信することができるので、スイッチ装置１０１における処理負荷の増大を防ぎながら冗長切り替えをより速く行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部２４は、通信障害の検知後、対象スイッチ装置へ送信すべき最初のイーサネットフレームに障害情報を含めて送信する際に、イーサネットフレームに認証情報を含める。

このような構成により、対象スイッチ装置は、受信したフレームに含まれる認証情報に基づいて当該イーサネットフレームが正規のイーサネットフレームであると認識することができるので、セキュリティを確保しながら冗長切り替えをより速くに行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、記憶部２３は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき通信ポート５４と通信障害時に使用すべき少なくとも１つの通信ポート５４である障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶する。そして、スイッチ部２４は、他のスイッチ装置１０１間の通信障害を示す障害情報を含むデータを自己のスイッチ装置１０１が受信した場合、当該データに含まれる宛先アドレス情報、および使用ポート情報に基づいて、当該データの送信に使用すべき自己のスイッチ装置１０１の通信ポート５４を決定する。

このように、宛先アドレス情報および使用ポート情報に基づいて、切り替え先の通信ポート５４を決定する構成により、決定したポートから上記データをすぐに送信することができるので、障害情報の送信元のスイッチ装置１０１と情報をやり取りすることなく通信経路を切り替えることができる。したがって、車載ネットワークにおける冗長切り替えをより速く行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、障害情報は、通信障害の発生箇所を含む。そして、使用ポート情報は、発生箇所ごとの障害時ポートを示す。

このような構成により、通信障害がいずれの通信経路で発生した場合においても、スイッチ装置１０１は、障害情報に基づいて通信障害の発生箇所を認識し、認識結果に基づいて障害時ポートを使用ポート情報から迅速に取得することができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部２４は、他のスイッチ装置１０１を介さずに自己のスイッチ装置１０１の通信ポート５４に接続される対象機器へデータを送信する場合、障害情報を除いたデータを送信する。

このような構成により、通信障害の発生の有無に関わらず、対象機器では、障害情報を含まないデータを受信することができるので、特別な仕様変更を施すことなく対象機器を車載ネットワーク１２に接続することができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、フィルタ部３２は、自己のスイッチ装置１０１が受信したデータのうちの所定条件を満たすデータである非対象データを破棄する。そして、フィルタ部３２は、障害情報を含む非対象データを破棄しない。

このような構成により、たとえば、冗長切り替え後の通信経路が、通信障害が発生していない状況において使用すべきでない通信経路であり、フィルタ部３２が、当該通信経路を伝送する非対象データを破棄するように設定されていても、通信障害が発生したときに、障害情報を含む非対象データが破棄されることを防ぐことができる。これにより、障害情報が破棄されて車載ネットワーク１２における冗長切り替えを行えなくなってしまうことを防ぐことができる。

また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、フィルタ部３２は、非対象データを含む破棄すべきデータを示す通常時破棄情報、および非対象データを含む破棄すべきでないデータを示す障害時破棄情報を保持する。そして、フィルタ部３２は、自己のスイッチ装置１０１が障害情報を含む非対象データを受信した後、通常時破棄情報の代わりに障害時破棄情報を用いて、データを破棄するか否かを判断する。

このように、通信障害が発生したときに、破棄すべきデータを示す通常時破棄情報から破棄すべきでないデータを示す障害時破棄情報に切り替える構成により、障害情報を含む非対象データが破棄されることを簡易に防ぐことができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、
前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、
前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置に接続される前記通信ポートと異なる前記通信ポートに接続される前記スイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部とを備え、
前記スイッチ装置は、前記データを含むイーサネットフレームを中継し、
前記通信障害は、前記他のスイッチ装置とのリンク断、前記他のスイッチ装置との通信品質の低下、自己の前記通信ポートの故障または前記他のスイッチ装置の故障であり、
前記障害情報は、前記通信障害の発生した通信経路、または前記通信障害の発生した通信経路に応じた、通信障害時に使用すべき前記通信ポートを示す障害時ポート情報を示す、スイッチ装置。

［付記２］
車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、
宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶する記憶部と、
他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部とを備え、
前記スイッチ装置は、前記データを含むイーサネットフレームを中継し、
前記宛先アドレス情報は、送信先ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを示し、
前記通信障害は、前記他のスイッチ装置とのリンク断、前記他のスイッチ装置との通信品質の低下、自己の前記通信ポートの故障または前記他のスイッチ装置の故障である、スイッチ装置。

１ 対象車両
１２ 車載ネットワーク
２１ 検知部
２３ 記憶部
２４ スイッチ部（処理部）
２５ ポート部
３１ 受信部
３２ フィルタ部
３３ 送信部
５４ 通信ポート
１０１ スイッチ装置
１１１ 車載機器
３０１ 車載通信システム
９０１ スイッチ装置
９０２ 車載通信システム

Claims (13)

1. 車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、
   前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、
   前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部とを備える、スイッチ装置。
2. 前記処理部は、前記対象スイッチ装置へ送信すべき前記データに前記障害情報を含めて前記対象スイッチ装置へ送信する、請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記処理部は、ＩＰパケットにおけるチェックサムの計算対象領域以外の領域に前記障害情報を含めて送信する、請求項１または請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記処理部は、前記通信障害の検知後、前記対象スイッチ装置へ送信すべき最初のフレームに前記障害情報を含めて送信する際に、前記フレームに認証情報を含める、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
5. 車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置であって、
   宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶する記憶部と、
   他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部とを備える、スイッチ装置。
6. 前記障害情報は、前記通信障害の発生箇所を含み、
   前記使用ポート情報は、前記発生箇所ごとの前記障害時ポートを示す、請求項５に記載のスイッチ装置。
7. 前記処理部は、他のスイッチ装置を介さずに自己のスイッチ装置の前記通信ポートに接続される対象機器へ前記データを送信する場合、前記障害情報を除いた前記データを送信する、請求項５または請求項６に記載のスイッチ装置。
8. 前記スイッチ装置は、さらに、
   自己のスイッチ装置が受信したデータのうちの所定条件を満たすデータである非対象データを破棄するフィルタ部を備え、
   前記フィルタ部は、前記障害情報を含む前記非対象データを破棄しない、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
9. 前記フィルタ部は、前記非対象データを含む破棄すべきデータを示す通常時破棄情報、および前記非対象データを含む破棄すべきでないデータを示す障害時破棄情報を保持し、
   前記フィルタ部は、自己のスイッチ装置が前記障害情報を含む前記非対象データを受信した後、前記通常時破棄情報の代わりに前記障害時破棄情報を用いて、データを破棄するか否かを判断する、請求項８に記載のスイッチ装置。
10. 車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、
    前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知するステップと、
    前記通信障害を検知した場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信するステップとを含む、通信制御方法。
11. 車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートと、記憶部とを備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、
    前記記憶部は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶し、
    前記データを受信するステップと、
    他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定するステップとを含む、通信制御方法。
12. 車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートを備えるスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記通信ポートに接続される他のスイッチ装置との通信障害を検知する検知部と、
    前記検知部によって前記通信障害が検知された場合、前記通信障害の発生箇所、および前記他のスイッチ装置とは別のスイッチ装置である対象スイッチ装置が前記通信障害の際に使用すべき通信ポートの少なくともいずれか一方を示す障害情報を前記対象スイッチ装置へ送信する処理部、
    として機能させるための、通信制御プログラム。
13. 車載ネットワークにおけるデータを中継し、複数の通信ポートと記憶部とを備えるスイッチ装置において用いられる通信制御プログラムであって、
    前記記憶部は、宛先アドレス情報と通常時に使用すべき前記通信ポートと通信障害時に使用すべき少なくとも１つの前記通信ポートである障害時ポートとの対応関係を示す使用ポート情報を記憶し、
    コンピュータを、
    他のスイッチ装置間の通信障害を示す障害情報を含む前記データを自己のスイッチ装置が受信した場合、前記データに含まれる宛先アドレス情報、および前記使用ポート情報に基づいて、前記データの送信に使用すべき自己の前記スイッチ装置の前記通信ポートを決定する処理部、
    として機能させるための、通信制御プログラム。

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