JP6870273B2 - 通信制御装置、スイッチ装置、車外通信装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

通信制御装置、スイッチ装置、車外通信装置、通信制御方法および通信制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、通信制御装置、スイッチ装置、車外通信装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
従来、車載ネットワークにおけるセキュリティを向上させるための車載ネットワークシステムが開発されている。
たとえば、特許文献１（特開２０１３−１６８８６５号公報）には、以下のような車載ネットワークシステムが開示されている。すなわち、車載ネットワークシステムは、車載ネットワーク上で用いられる通信規約のうち前記車載ネットワーク上における実装に依拠する部分を定義する定義データを格納するメモリを備えた車載制御装置と、前記車載制御装置に対して前記定義データを発行する通信規約発行装置とを備える。前記通信規約発行装置は、前記車載制御装置を前記車載ネットワークに参加させる登録装置から、前記車載制御装置を前記車載ネットワークに参加させるよう要求する登録要求を受け取ると、前記登録装置に対する認証を実施した上で、前記車載ネットワークに上における実装に準拠した前記定義データを作成して前記登録装置に返信する。前記登録装置は、前記通信規約発行装置が送信した前記定義データを受け取り、受け取った前記定義データを前記メモリ上に格納するよう前記車載制御装置に対して要求する。そして、前記車載制御装置は、前記登録装置から定義データを受け取って前記メモリ上に格納し、前記定義データが定義する前記部分にしたがって、前記通信規約に準拠して前記車載ネットワークを用いて通信する。
特開２０１３−１６８８６５号公報
たとえば、特許文献１に記載の車載ネットワークが、車両の外部における外部ネットワークと接続される場合、外部ネットワークと通信するための車外通信装置が車両に設けられることがある。車外通信装置が外部ネットワークから受信した情報を車載ネットワークにおける対象装置へ送信する場合において、たとえば対象装置におけるバッファの空きが少ないと、対象装置はバッファに格納しきれない情報を破棄することがある。このような場合、車外通信装置は情報の再送を行うため、情報伝送の効率が低下してしまう。
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、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することが可能な通信制御装置、スイッチ装置、車外通信装置、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通信制御装置は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置と、を備える車載通信システムに用いられる通信制御装置であって、前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備える。
（５）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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキューと、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備える。
（７）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車外通信装置は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置であって、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備える。
（８）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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置とを備える車載通信システムに用いられる通信制御装置における通信制御方法であって、前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得するステップと、取得した前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む。
（９）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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキュー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、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得するステップと、取得した前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む。
（１０）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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置における通信制御方法であって、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得するステップと、取得した前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む。
（１１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信制御プログラムは、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置とを備える車載通信システムに用いられる通信制御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、前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、として機能させるためのプログラムである。
（１２）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、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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキューと、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信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、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、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通信制御装置として実現することができるだけでなく、通信制御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、通信制御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。
また、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。
また、本発明は、このような特徴的な処理部を備える車外通信装置として実現することができるだけでなく、車外通信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、車外通信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、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
図１は、本発明の第１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２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムの適用例を示す図である。 図３は、本発明の第１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４は、本発明の第１の実施の形態に係るバッファにおける通信データの格納形式の一例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおける車外通信装置の構成を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおける通信制御装置の構成を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおける通信制御装置が通信データの伝送の制限を決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムの適用例を示す図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムにおける車外通信装置の構成を示す図である。 図１０は、本発明の第２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１１は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムにおける通信制御装置の構成を示す図である。
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通信制御装置は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置と、を備える車載通信システムに用いられる通信制御装置であって、前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備える。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（２）好ましくは、前記キューの状態は、前記キューの空き状態、ならびに前記キューに格納される通信データのロス率およびスループットのうちの少なくともいずれか１つを含む。
このような構成により、キューに格納可能な通信データ量、キューに格納された通信データの中継処理の成功率、およびキューに格納された通信データの伝送速度を取得することができるので、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを正しく判断することができる。
（３）より好ましくは、前記キューの状態は、前記状態の予測値を含む。
このような構成により、将来における、キューに格納可能な通信データ量、キューに格納された通信データの中継処理の成功率、およびキューに格納された通信データの伝送速度を取得することができるので、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かをより早期に判断することができる。
（４）好ましくは、前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する。
このような構成により、たとえば、外部装置および車外通信装置間の通信速度、および外部装置が送信する通信データの許容遅延時間等を加味して通信データの伝送の制限を決定することができる。
（５）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキューと、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備える。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（６）好ましくは、前記キューの状態は、前記キューに格納される通信データの送信可否を含む。
このような構成により、車外通信装置から送信された通信データがキューからオーバーフローするか否かを簡易に正しく認識することができる。
（７）本発明の実施の形態に係る車外通信装置は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置であって、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備える。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（８）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置とを備える車載通信システムに用いられる通信制御装置における通信制御方法であって、前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得するステップと、取得した前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（９）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキュー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、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得するステップと、取得した前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（１０）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置における通信制御方法であって、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得するステップと、取得した前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（１１）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置とを備える車載通信システムに用いられる通信制御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、前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、として機能させるためのプログラムである。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（１２）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、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、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキューと、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、として機能させるためのプログラムである。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
（１３）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信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、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、として機能させるためのプログラムである。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
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。
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１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１を参照して、車載通信システム３０１は、車外通信装置１１１Ａと、スイッチ装置１５１とを備える。
車載通信システム３０１は、車両に搭載される。車両には、複数の機能部１１１が設けられる。
スイッチ装置１５１は、たとえばイーサネットケーブル１０により複数の機能部１１１と接続されており、自己に接続された複数の機能部１１１と通信を行うことが可能である。スイッチ装置１５１および機能部１１１間では、たとえば、イーサネット（登録商標）フレームを用いて情報のやり取りが行われる。
車外通信装置１１１Ａは、機能部１１１の１つであり、車両の外部における外部装置と通信可能である。
具体的には、たとえば、車外通信装置１１１Ａは、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）であり、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１６１と無線通信を行うことが可能である。
車外通信装置１１１Ａは、外部装置の一例であるサーバ１７１と無線基地局装置１６１を介して通信可能である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムの適用例を示す図である。
図２を参照して、車載通信システム３０１の適用例では、スイッチ装置１５１は、たとえば、車外通信装置１１１Ａ、センサ１１１Ｂ、運転支援装置１１１Ｃ、カメラ１１１Ｄ、ナビゲーション装置１１１Ｅおよびセントラルゲートウェイ１１１Ｆとイーサネットケーブル１０により接続される。
ここで、センサ１１１Ｂ、運転支援装置１１１Ｃ、カメラ１１１Ｄ、ナビゲーション装置１１１Ｅおよびセントラルゲートウェイ１１１Ｆは、機能部１１１の一例である。
スイッチ装置１５１は、ある機能部１１１から受信したイーサネットフレームをその宛先に応じて他の機能部１１１へ送信する。
より詳細には、スイッチ装置１５１は、受信したイーサネットフレームに含まれる送信元ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスに基づいて、当該イーサネットフレームを宛先の機能部１１１へ送信する。
制御デバイス１２２は、たとえば、エンジン制御デバイス、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御デバイス、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）制御デバイス、ブレーキ制御デバイス、シャーシ制御デバイス、ステアリング制御デバイスおよび計器表示制御デバイス等である。
セントラルゲートウェイ１１１Ｆは、たとえば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（登録商標）の規格に従うＣＡＮバス１１により各制御デバイス１２２と接続される。
セントラルゲートウェイ１１１Ｆは、たとえば、異なるＣＡＮバス１１にそれぞれ接続された制御デバイス１２２間における情報の中継処理を行い、また、スイッチ装置１５１および制御デバイス１２２間における情報の中継処理を行う。
センサ１１１Ｂは、たとえば、レーザーレーダであり、車両の周囲の物体を定期的に検知し、検知結果を示すセンサ情報を含むイーサネットフレームを作成する。センサ１１１Ｂは、作成したイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスを運転支援装置１１１ＣのＭＡＣアドレスに設定した後、当該イーサネットフレームをスイッチ装置１５１経由で運転支援装置１１１Ｃへ送信する。
カメラ１１１Ｄは、たとえば、車両の周囲の物体を定期的に撮影し、撮影結果を示すカメラ情報を含むイーサネットフレームを作成する。カメラ１１１Ｄは、作成したイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスを運転支援装置１１１ＣのＭＡＣアドレスに設定した後、当該イーサネットフレームをスイッチ装置１５１経由で運転支援装置１１１Ｃへ送信する。
ナビゲーション装置１１１Ｅは、たとえば、コンテンツ等を示す映像情報を要求するための映像情報要求をスイッチ装置１５１および車外通信装置１１１Ａ経由でサーバ１７１へ定期的に送信する。
サーバ１７１は、ナビゲーション装置１１１Ｅから映像情報要求を受信すると、受信した映像情報要求に従って、映像情報を含むＩＰパケットを無線基地局装置１６１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
車外通信装置１１１Ａは、サーバ１７１からＩＰパケットを受信すると、受信したＩＰパケットをイーサネットフレームに格納してスイッチ装置１５１経由でナビゲーション装置１１１Ｅへ送信する。
図３は、本発明の第１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３を参照して、スイッチ装置１５１は、スイッチ部５１と、処理部５２と、バッファ５３と、複数の通信ポート５４とを備える。
スイッチ装置１５１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１０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。
複数の通信ポート５４の各々は、イーサネットケーブル１０を介して複数の機能部１１１のうちのいずれか１つに接続されている。
また、複数の通信ポート５４は、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と対応付けられている。具体的には、たとえば、センサ１１１Ｂ、運転支援装置１１１Ｃ、カメラ１１１Ｄ、ナビゲーション装置１１１Ｅおよびセントラルゲートウェイ１１１Ｆは、たとえばＶＬＡＮ１に属している。また、車外通信装置１１１Ａは、たとえば、ＶＬＡＮ１と異なるＶＬＡＮ２に属している。
スイッチ部５１は、たとえば、Ｌ２（レイヤ２）スイッチであり、通信ポート５４のポート番号とＶＬＡＮとの対応関係を示すＶＬＡＮテーブルを保持する。
また、スイッチ部５１は、たとえば、通信ポート５４のポート番号と当該通信ポート５４を介して接続する機能部１１１のＭＡＣアドレスとの対応関係を示す接続テーブルを保持する。
また、スイッチ部５１は、たとえば、中継すべき情報の優先度を指定するための優先度テーブルを保持する。より詳細には、優先度テーブルは、たとえば、通信経路と優先度との対応関係を示し、ユーザにより設定される。通信経路は、たとえば送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスにより定まる。
具体的には、たとえば、センサ１１１Ｂから運転支援装置１１１Ｃへの通信経路Ｐ１には、最も高い優先度が割り当てられる。たとえば、カメラ１１１Ｄから運転支援装置１１１Ｃへの通信経路Ｐ２には、２番目に高い優先度が割り当てられる。たとえば、車外通信装置１１１Ａからナビゲーション装置１１１Ｅへの通信経路ＰＮには、最も低い優先度が割り当てられる。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るバッファにおける通信データの格納形式の一例を示す図である。
図４を参照して、バッファ５３には、通信データを格納するための複数のキューが設けられる。当該複数のキューのうちの１つのキューには、たとえば車外通信装置１１１Ａからの通信データが格納される。
具体的には、バッファ５３には、複数のキューの一例として、たとえば優先度に応じたＮ個の領域Ｒ［ｎ］（ここで、ｎは１からＮまでの整数である。）が設けられる。ｎのより小さい領域には、より優先度の高い通信データが格納される。言い換えると、ｎのより大きい領域には、より優先度の低い通信データが格納される。
スイッチ部５１は、機能部１１１からの通信データを他の機能部１１１へ中継する中継処理を行う。
具体的には、スイッチ部５１は、たとえば、センサ１１１Ｂから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における送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスから通信経路Ｐ１を特定する。
スイッチ部５１は、特定した通信経路Ｐ１、および優先度テーブルに基づいて、受信したイーサネットフレームの優先度が最も高い優先度であると認識し、当該イーサネットフレームを領域Ｒ［１］に格納する。
同様に、スイッチ部５１は、たとえば、カメラ１１１Ｄから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における送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスから通信経路Ｐ２を特定する。
スイッチ部５１は、特定した通信経路Ｐ２、および優先度テーブルに基づいて、受信したイーサネットフレームの優先度が２番目に高い優先度であると認識し、当該イーサネットフレームを領域Ｒ［２］に格納する。
また、スイッチ部５１は、たとえば、異なるＶＬＡＮにそれぞれ属する機能部１１１間において伝送される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に格納されたＩＰパケットから送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスを処理部５２へ出力する。
具体的には、スイッチ部５１は、たとえば、ナビゲーション装置１１１Ｅへ送信すべきイーサネットフレームを車外通信装置１１１Ａから受信すると、受信したイーサネットフレームから送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスを処理部５２へ出力する。
処理部５２は、たとえば、レイヤ３（Ｌ３）ルーティングおよびレイヤ４（Ｌ４）ルーティングを行うことによりスイッチ部５１の中継処理を制御する。
より詳細には、処理部５２は、たとえば、通信ポート５４のポート番号と当該ポート番号に対応するＩＰアドレスとの対応関係を示すルーティングテーブルを保持する。
たとえば、処理部５２は、スイッチ部５１から送信先ＩＰアドレスを受けると、受けた送信先ＩＰアドレスに対応するポート番号をルーティングテーブルから取得し、取得したポート番号をスイッチ部５１へ出力する。
スイッチ部５１は、処理部５２からポート番号を受けると、受けたポート番号に対応するＭＡＣアドレスを接続テーブルから取得する。
スイッチ部５１は、受信元の車外通信装置１１１ＡのＭＡＣアドレス、および接続テーブルから取得したＭＡＣアドレスすなわちナビゲーション装置１１１ＥのＭＡＣアドレスから通信経路ＰＮを特定する。
スイッチ部５１は、特定した通信経路ＰＮ、および優先度テーブルに基づいて、車外通信装置１１１Ａからのイーサネットフレームの優先度が最も低い優先度であると認識し、当該イーサネットフレームを領域Ｒ［Ｎ］に格納する。
スイッチ部５１は、バッファ５３に格納したイーサネットフレームにおいて、優先度のより高い領域に格納されたイーサネットフレームを優先的に宛先の機能部１１１へ送信する。
より詳細には、スイッチ部５１は、たとえば、領域Ｒ［１］にイーサネットフレームが格納されているか否かを確認し、イーサネットフレームが格納されている場合、当該イーサネットフレームから宛先ＭＡＣアドレスを取得する。そして、スイッチ部５１は、取得した宛先ＭＡＣアドレスに対応するポート番号を接続テーブルから取得し、当該イーサネットフレームを、取得したポート番号の通信ポート５４経由で宛先の機能部１１１へ送信する。
一方、スイッチ部５１は、たとえば、領域Ｒ［１］にイーサネットフレームが格納されていない場合、領域Ｒ［１］についての処理を終了する。
スイッチ部５１は、領域Ｒ［２］〜領域Ｒ［Ｎ］についても領域Ｒ［１］に対して行った処理と同様の処理を行う。
このように、優先度のより高い領域に格納されたイーサネットフレームが優先的に宛先の機能部１１１へ送信される。
また、スイッチ部５１には、たとえば、イーサネットフレームの送信数および受信数をそれぞれ計数するために、送信カウンタおよび受信カウンタが通信ポート５４ごとに設けられている。
また、スイッチ部５１は、たとえば、送信するイーサネットフレームのスループット（以下、送信スループットとも称する。）、および受信するイーサネットフレームのスループット（以下、受信スループットとも称する。）をＶＬＡＮごとに計測する。
［課題］
たとえば、領域Ｒ［Ｎ］における空きが少ない状態において車外通信装置１１１Ａから新たなイーサネットフレームが送信されてきた場合、スイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから受信したイーサネットフレームを領域Ｒ［Ｎ］に格納できないことがある。このような場合、スイッチ部５１は、当該イーサネットフレームをたとえば破棄する。
このようなイーサネットフレームの破棄が発生すると、車外通信装置１１１Ａはイーサネットフレームの再送を行うため、情報伝送の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。
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおける車外通信装置の構成を示す図である。
図５を参照して、車外通信装置１１１Ａは、車内通信部２１と、無線通信部２２と、通信制御装置１０１とを備える。
図５を参照して、車外通信装置１１１Ａにおける無線通信部２２は、無線基地局装置１６１と無線通信を行うことが可能である。より詳細には、無線通信部２２は、無線基地局装置１６１を介して外部装置たとえばサーバ１７１と通信を行うことが可能である。
なお、車外通信装置１１１Ａは、外部装置と無線通信する無線通信部２２を備える構成に限らず、外部装置と有線通信を行う有線通信部を備える構成であってもよい。
無線通信部２２は、たとえば、サーバ１７１から無線基地局装置１６１経由でＩＰパケットを受信すると、受信したＩＰパケットを車内通信部２１へ出力する。
車内通信部２１は、イーサネットケーブル１０を介してスイッチ装置１５１と通信を行うことが可能である。
車内通信部２１は、たとえば、無線通信部２２からＩＰパケットを受けると、受けたＩＰパケットをイーサネットフレームに格納し、当該イーサネットフレームをスイッチ装置１５１へ送信する。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおける通信制御装置の構成を示す図である。
図６を参照して、通信制御装置１０１は、取得部３１と、制御部３２とを備える。
図５および図６を参照して、取得部３１は、スイッチ装置１５１において自己の車外通信装置１１１Ａからの通信データを格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する。より詳細には、取得部３１は、たとえば、当該キューの空き状態を示す状態情報Ｓ１を取得する。
具体的には、取得部３１には、たとえば、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスの組が登録されている。
取得部３１は、たとえば、無線通信部２２が受信するＩＰパケットを監視し、登録されていない送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスを含むＩＰパケットを無線通信部２２が受信すると、当該ＩＰパケットから送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスを取得する。そして、取得部３１は、取得した送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスを登録する。
この例では、送信元ＩＰアドレスとしてのサーバ１７１のＩＰアドレス、および送信先ＩＰアドレスとしてのナビゲーション装置１１１ＥのＩＰアドレスの組が登録されている。
車内通信部２１は、たとえば、所定の情報取得タイミングが到来すると、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ１を要求するための状態要求を作成し、作成した状態要求を車内通信部２１経由でスイッチ装置１５１へ送信する。ここで、情報取得タイミングは、無線通信部２２がＩＰパケットを受信するタイミングであってもよいし、所定の周期ごとのタイミングであってもよいし、不定期なタイミングであってもよい。
再び図３を参照して、スイッチ装置１５１におけるスイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから状態要求を受信すると、状態要求の受信元の通信ポート５４のポート番号（以下、受信元ポート番号とも称する。）、および状態要求を処理部５２へ出力する。
処理部５２は、スイッチ部５１から受信元ポート番号および状態要求を受けると、受けた状態要求に従って状態情報Ｓ１を作成する。
より詳細には、処理部５２は、状態要求から送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスおよび受信元ポート番号を用いて優先度を特定する優先度特定処理を行う。
具体的には、処理部５２は、受信元ポート番号に対応するＭＡＣアドレスすなわち車外通信装置１１１ＡのＭＡＣアドレスをスイッチ部５１における接続テーブルから取得する。また、処理部５２は、送信先ＩＰアドレスに対応するポート番号をルーティングテーブルから取得し、取得したポート番号に対応するＭＡＣアドレスすなわちナビゲーション装置１１１ＥのＭＡＣアドレスをスイッチ部５１における接続テーブルから取得する。
処理部５２は、車外通信装置１１１ＡのＭＡＣアドレスおよびナビゲーション装置１１１ＥのＭＡＣアドレスから通信経路ＰＮを特定し、特定した通信経路ＰＮに対応する優先度すなわち最も低い優先度をスイッチ部５１における優先度テーブルから取得する。
処理部５２は、たとえば、特定した優先度に対応する領域Ｒ［Ｎ］の空き容量をバイト単位で取得し、取得した空き容量を示す状態情報Ｓ１を作成する。処理部５２は、作成した状態情報Ｓ１をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、スイッチ装置１５１から車内通信部２１経由で状態情報Ｓ１を受信すると、受信した状態情報Ｓ１を制御部３２へ出力する。
また、取得部３１は、たとえば、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送に関する伝送情報を取得する。
具体的には、取得部３１は、たとえば、外部装置が送信しようとする通信データの伝送量を示す伝送情報Ｔ１を取得する。ここで、外部装置は、登録されている送信元ＩＰアドレスを有する装置すなわちサーバ１７１である。
より詳細には、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ１を要求するための伝送量要求を作成し、作成した伝送量要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
再び図２を参照して、サーバ１７１は、車外通信装置１１１Ａから伝送量要求を受信すると、受信した伝送量要求に従って、たとえば、送信しようとする通信データ量をバイト単位で示す伝送情報Ｔ１を作成し、作成した伝送情報Ｔ１を車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、サーバ１７１から無線基地局装置１６１および無線通信部２２経由で伝送情報Ｔ１を受信すると、受信した伝送情報Ｔ１を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ１に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
より詳細には、制御部３２は、たとえば、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ１および伝送情報Ｔ１に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ１の示す領域Ｒ［Ｎ］の空き容量と伝送情報Ｔ１の示すサーバ１７１が送信しようとする通信データ量とを比較する。
制御部３２は、たとえば、領域Ｒ［Ｎ］の空き容量が、サーバ１７１が送信しようとする通信データ量より小さい場合、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
制御部３２は、上記伝送の制限を決定した場合、たとえばサーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信速度を下げる。
具体的には、制御部３２は、現在の通信速度より低い通信速度に設定することを要求するための設定要求ＳＲ１を無線通信部２２へ出力する。
無線通信部２２は、制御部３２から設定要求ＳＲ１を受けると、受けた設定要求ＳＲ１に従って、たとえば、現在の通信速度より通信速度が低くなるように無線基地局装置１６１との無線通信における変調方式および誤り訂正方式の組み合わせを新たに設定する。
そして、無線通信部２２は、新たに設定した組み合わせにより無線基地局装置１６１と無線通信を行う。
なお、制御部３２が無線通信部２２における無線通信の通信速度を下げる構成に限らず、制御部３２がサーバ１７１における通信データの送信速度を下げる構成であってもよい。
具体的には、制御部３２は、たとえば、現在の送信速度より低い送信速度に設定することを要求するための設定要求ＳＲ２を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。サーバ１７１は、たとえば、車外通信装置１１１Ａから設定要求ＳＲ２を受信すると、受信した設定要求ＳＲ２に従って、現在の送信速度より低くなるように新たな送信速度を設定し、新たに設定した送信速度で通信データを車外通信装置１１１Ａへ送信する。
また、制御部３２が無線通信部２２における無線通信の通信速度を下げる構成に限らず、制御部３２が車内通信部２１における通信データの送信速度を下げる構成であってもよい。
具体的には、制御部３２は、たとえば、現在の送信速度より低い送信速度に設定することを要求するための設定要求ＳＲ３を車内通信部２１へ出力する。車内通信部２１は、たとえば、設定要求ＳＲ３を制御部３２から受けると、受けた設定要求ＳＲ３に従って、現在の送信速度より低くなるように新たな送信速度を設定する。車内通信部２１は、たとえば、スイッチ装置１５１へ送信すべきイーサネットフレームを送信バッファに一時的に蓄積し、イーサネットフレームの送信を遅延させることにより、新たに設定した送信速度で送信バッファにおけるイーサネットフレームをスイッチ装置１５１へ送信する。
また、制御部３２が無線通信部２２における無線通信の通信速度を下げる構成に限らず、制御部３２がサーバ１７１からの通信データの送信を停止する構成であってもよい。
具体的には、制御部３２は、たとえば、通信データの送信停止をサーバ１７１に対して要求するための停止要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。サーバ１７１は、たとえば、車外通信装置１１１Ａから停止要求を受信すると、受信した停止要求に従って、通信データの車外通信装置１１１Ａへの送信を停止する。
［通信制御装置１０１の変形例１］
取得部３１は、たとえば、スイッチ装置１５１において自己の車外通信装置１１１Ａからの通信データを格納するためのキューに格納される通信データのロス率を示す状態情報Ｓ２を取得する。
具体的には、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ２を要求するための状態要求を作成し、作成した状態要求を車内通信部２１経由でスイッチ装置１５１へ送信する。
再び図３を参照して、スイッチ装置１５１におけるスイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから状態要求を受信すると、受信元ポート番号および状態要求を処理部５２へ出力する。
処理部５２は、スイッチ部５１から受信元ポート番号および状態要求を受けると、受けた状態要求に従って状態情報Ｓ２を作成する。
より詳細には、処理部５２は、状態要求から送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスおよび受信元ポート番号を用いて受信カウント値および送信カウント値を取得するカウント値取得処理を行う。
具体的には、処理部５２は、受信元ポート番号すなわち領域Ｒ［Ｎ］に格納されたイーサネットフレームの受信元のポート番号の通信ポート５４に対応する受信カウンタから受信カウント値を取得する。
また、処理部５２は、送信先ＩＰアドレスに対応するポート番号すなわち領域Ｒ［Ｎ］に格納されたイーサネットフレームの送信先のポート番号をルーティングテーブルから取得し、取得したポート番号の通信ポート５４に対応する送信カウンタから送信カウント値を取得する。
処理部５２は、たとえば、取得した受信カウント値および送信カウント値に基づいて、領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データのロス率を算出する。
具体的には、処理部５２は、たとえば、送信カウント値の単位時間当たりの増分を受信カウント値の単位時間当たりの増分で除した値すなわち成功率を算出し、１から成功率を減ずることにより領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データのロス率を算出する。
処理部５２は、たとえば、算出したロス率を示す状態情報Ｓ２を作成し、作成した状態情報Ｓ２をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、スイッチ装置１５１から車内通信部２１経由で状態情報Ｓ２を受信すると、受信した状態情報Ｓ２を制御部３２へ出力する。
また、取得部３１は、たとえば、外部装置が送信しようとする通信データの許容可能な遅延時間を示す伝送情報Ｔ２を取得する。ここで、外部装置は、サーバ１７１である。また、許容可能な遅延時間は、地図情報等のようにリアルタイム性を求められる通信データに対してはより短い時間が割り当てられる。一方、許容可能な遅延時間は、たとえば、ファームウェアのアップデート情報のようにリアルタイム性は求められないが重要な通信データに対してはより長い時間が割り当てられる。
より詳細には、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ２を要求するための許容遅延要求を作成し、作成した許容遅延要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
再び図２を参照して、サーバ１７１は、車外通信装置１１１Ａから許容遅延要求を受信すると、受信した許容遅延要求に従って伝送情報Ｔ２を作成し、作成した伝送情報Ｔ２を車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、サーバ１７１から無線基地局装置１６１および無線通信部２２経由で伝送情報Ｔ２を受信すると、受信した伝送情報Ｔ２を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、たとえば、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ２および伝送情報Ｔ２に基づいて外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ２の示すロス率が所定のしきい値Ｔｈ２１以上である場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ２２以上であるとき、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信速度を下げることを決定する。
一方、制御部３２は、たとえば、上記場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ２２より小さいとき、サーバ１７１からの通信データの送信を停止することを決定する。
［通信制御装置１０１の変形例２］
取得部３１は、たとえば、スイッチ装置１５１において自己の車外通信装置１１１Ａからの通信データを格納するためのキューに格納される通信データのスループットを示す状態情報Ｓ３を取得する。
具体的には、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ３を要求するための状態要求を作成し、作成した状態要求を車内通信部２１経由でスイッチ装置１５１へ送信する。
再び図３を参照して、スイッチ装置１５１におけるスイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから状態要求を受信すると、受信元ポート番号および状態要求を処理部５２へ出力する。
処理部５２は、スイッチ部５１から受信元ポート番号および状態要求を受けると、受けた状態要求に従って状態情報Ｓ３を作成する。
より詳細には、処理部５２は、状態要求から送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスおよび受信元ポート番号を用いて車内スループットおよび車内外スループットを取得するスループット取得処理を行う。
具体的には、処理部５２は、ＶＬＡＮテーブルに基づいて、受信元ポート番号に対応するＶＬＡＮがＶＬＡＮ１であると特定する。
また、処理部５２は、送信先ＩＰアドレスに対応するポート番号をルーティングテーブルから取得し、ＶＬＡＮテーブルに基づいて、取得したポート番号に対応するＶＬＡＮがＶＬＡＮ２であると特定する。
処理部５２は、たとえば、スイッチ部５１によって計測されたＶＬＡＮ１の送信スループットおよび受信スループットに基づいて、車内装置間で送受信される通信データのスループット（以下、車内スループットとも称する。）を算出する。
また、処理部５２は、たとえば、スイッチ部５１によって計測されたＶＬＡＮ２の送信スループットおよび受信スループットに基づいて、車外装置および車内装置間で送受信される通信データのスループット（以下、車内外スループットとも称する。）を算出する。
処理部５２は、算出した車内スループットおよび車内外スループットを示す状態情報Ｓ３を作成し、作成した状態情報Ｓ３をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、スイッチ装置１５１から車内通信部２１経由で状態情報Ｓ３を受信すると、受信した状態情報Ｓ３を制御部３２へ出力する。
また、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ２を要求するための許容遅延要求を作成し、作成した許容遅延要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
取得部３１は、許容遅延要求の応答として、サーバ１７１から無線基地局装置１６１および無線通信部２２経由で伝送情報Ｔ２を受信すると、受信した伝送情報Ｔ２を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、たとえば、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ３および伝送情報Ｔ２に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ３の示す車内外スループットと車内スループットとの差が所定のしきい値Ｔｈ３１以上である場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ３２以上であるとき、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信速度を下げることを決定する。
一方、制御部３２は、たとえば、上記場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ３２より小さいとき、サーバ１７１からの通信データの送信を停止することを決定する。
［通信制御装置１０１の変形例３］
取得部３１は、たとえば、スイッチ装置１５１において自己の車外通信装置１１１Ａからの通信データを格納するためのキューの空き状態の予測値を示す状態情報Ｓ４を取得する。
具体的には、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ４を要求するための状態要求を作成し、作成した状態要求を車内通信部２１経由でスイッチ装置１５１へ送信する。
再び図３を参照して、スイッチ装置１５１における処理部５２は、たとえば、バッファ５３における領域Ｒ［１］〜Ｒ［Ｎ］の空き容量の履歴を示す容量履歴情報を保持しており、所定周期ごとに容量履歴情報を更新する。
スイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから状態要求を受信すると、受信元ポート番号および状態要求を処理部５２へ出力する。
処理部５２は、スイッチ部５１から受信元ポート番号および状態要求を受けると、受けた状態要求に従って状態情報Ｓ４を作成する。
より詳細には、処理部５２は、状態要求から送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスおよび受信元ポート番号を用いて優先度特定処理を行う。
処理部５２は、たとえば、優先度特定処理によって特定した優先度に対応する領域Ｒ［Ｎ］の現在の空き容量、および容量履歴情報に基づいて、領域Ｒ［Ｎ］の将来の空き容量を予測し、予測結果を示す状態情報Ｓ４を作成する。処理部５２は、作成した状態情報Ｓ４をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、スイッチ装置１５１から車内通信部２１経由で状態情報Ｓ４を受信すると、受信した状態情報Ｓ４を制御部３２へ出力する。
また、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ１を要求するための伝送量要求を作成し、作成した伝送量要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
取得部３１は、伝送量要求の応答として、サーバ１７１から無線基地局装置１６１および無線通信部２２経由で伝送情報Ｔ１を受信すると、受信した伝送情報Ｔ１を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、たとえば、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ４および伝送情報Ｔ１に基づいてサーバ１７１から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ４の示す領域Ｒ［Ｎ］の空き容量の予測値と伝送情報Ｔ１の示すサーバ１７１が送信しようとする通信データ量とを比較する。
制御部３２は、たとえば、領域Ｒ［Ｎ］の空き容量の予測値が、サーバ１７１が送信しようとする通信データ量より小さい場合、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
［通信制御装置１０１の変形例４］
取得部３１は、たとえば、スイッチ装置１５１において自己の車外通信装置１１１Ａからの通信データを格納するためのキューに格納される通信データのロス率の予測値を示す状態情報Ｓ５を取得する。
具体的には、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ５を要求するための状態要求を作成し、作成した状態要求を車内通信部２１経由でスイッチ装置１５１へ送信する。
再び図３を参照して、スイッチ装置１５１における処理部５２は、たとえば、バッファ５３における領域Ｒ［１］〜Ｒ［Ｎ］のロス率の履歴を示すロス率履歴情報を保持しており、所定周期ごとにロス率履歴情報を更新する。
スイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから状態要求を受信すると、受信元ポート番号および状態要求を処理部５２へ出力する。
処理部５２は、スイッチ部５１から受信元ポート番号および状態要求を受けると、受けた状態要求に従って状態情報Ｓ５を作成する。
より詳細には、処理部５２は、状態要求から送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスおよび受信元ポート番号を用いてカウント値取得処理を行う。
処理部５２は、たとえば、カウント値取得処理によって取得した受信カウント値および送信カウント値に基づいて、領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データの現在のロス率を算出する。
処理部５２は、たとえば、算出したロス率、およびロス率履歴情報に基づいて、領域Ｒ［Ｎ］の将来のロス率を予測し、予測結果を示す状態情報Ｓ５を作成する。処理部５２は、作成した状態情報Ｓ５をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、スイッチ装置１５１から車内通信部２１経由で状態情報Ｓ５を受信すると、受信した状態情報Ｓ５を制御部３２へ出力する。
また、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ２を要求するための許容遅延要求を作成し、作成した許容遅延要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
取得部３１は、許容遅延要求の応答として、サーバ１７１から無線基地局装置１６１および無線通信部２２経由で伝送情報Ｔ２を受信すると、受信した伝送情報Ｔ２を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、たとえば、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ５および伝送情報Ｔ２に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ５の示すロス率の予測値が所定のしきい値Ｔｈ５１以上である場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ５２以上であるとき、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信速度を下げることを決定する。
一方、制御部３２は、たとえば、上記場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ５２より小さいとき、サーバ１７１からの通信データの送信を停止することを決定する。
［通信制御装置１０１の変形例５］
取得部３１は、たとえば、スイッチ装置１５１において自己の車外通信装置１１１Ａからの通信データを格納するためのキューに格納される通信データのスループットの予測値を示す状態情報Ｓ６を取得する。
具体的には取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ６を要求するための状態要求を作成し、作成した状態要求を車内通信部２１経由でスイッチ装置１５１へ送信する。
再び図３を参照して、スイッチ装置１５１における処理部５２は、たとえば、ＶＬＡＮごとの送信スループットおよび受信スループットの計測値の履歴を示すスループット履歴情報を保持しており、所定周期ごとにスループット履歴情報を更新する。
スイッチ部５１は、車外通信装置１１１Ａから状態要求を受信すると、受信元ポート番号および状態要求を処理部５２へ出力する。
処理部５２は、スイッチ部５１から受信元ポート番号および状態要求を受けると、受けた状態要求に従って状態情報Ｓ６を作成する。
より詳細には、処理部５２は、状態要求から送信先ＩＰアドレスを取得し、取得した送信先ＩＰアドレスおよび受信元ポート番号を用いてスループット取得処理を行う。
処理部５２は、たとえば、スループット取得処理によって算出した車内スループット、およびスループット履歴情報に基づいて将来の車内スループットを予測する。
また、処理部５２は、たとえば、スループット取得処理によって算出した車内外スループット、およびスループット履歴情報に基づいて将来の車内外スループットを予測する。
処理部５２は、車内スループットの予測値および車内外スループットの予測値を示す状態情報Ｓ６を作成し、作成した状態情報Ｓ６をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ａへ送信する。
再び図５および図６を参照して、通信制御装置１０１における取得部３１は、スイッチ装置１５１から車内通信部２１経由で状態情報Ｓ６を受信すると、受信した状態情報Ｓ６を制御部３２へ出力する。
また、取得部３１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ２を要求するための許容遅延要求を作成し、作成した許容遅延要求を無線通信部２２および無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
取得部３１は、許容遅延要求の応答として、サーバ１７１から無線基地局装置１６１および無線通信部２２経由で伝送情報Ｔ２を受信すると、受信した伝送情報Ｔ２を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、たとえば、取得部３１によって取得された状態情報Ｓ６および伝送情報Ｔ２に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ６の示す車内外スループットの予測値と車内スループットの予測値との差が所定のしきい値Ｔｈ６１以上である場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ６２以上であるとき、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ａへの通信速度を下げることを決定する。
一方、制御部３２は、たとえば、上記場合において、伝送情報Ｔ２の示す許容可能な遅延時間が所定のしきい値Ｔｈ６２より小さいとき、サーバ１７１からの通信データの送信を停止することを決定する。
［動作］
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７は、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムにおける通信制御装置が通信データの伝送の制限を決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。
図７を参照して、まず、通信制御装置１０１は、情報取得タイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１０２でＮＯ）。
そして、通信制御装置１０１は、情報取得タイミングが到来すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、サーバ１７１から伝送情報を取得する（ステップＳ１０４）。
次に、通信制御装置１０１は、スイッチ装置１５１から状態情報を取得する（ステップＳ１０６）。
次に、通信制御装置１０１は、取得した伝送情報および状態情報に基づいて、サーバ１７１から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する（ステップＳ１０８）。
次に、通信制御装置１０１は、新たな情報取得タイミングが到来するまで待機する（ステップＳ１０２でＮＯ）。
なお、上記ステップＳ１０４，Ｓ１０６の順番は、上記に限らず、順番を入れ替えてもよい。
また、通信制御装置１０１は、状態情報および伝送情報を同じ情報取得タイミングで取得する構成であるとしたが（ステップＳ１０２でＹＥＳ、ステップＳ１０４およびステップＳ１０６）、これに限定するものではない。通信制御装置１０１は、状態情報および伝送情報をそれぞれ異なるタイミングで取得する構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係る車載通信システムでは、通信制御装置１０１が車外通信装置１１１Ａの内部に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信制御装置１０１が車外通信装置１１１Ａの外部に設けられる構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信制御装置では、制御部３２は、取得部３１によって取得された状態情報および伝送情報に基づいてサーバ１７１から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３２は、状態情報に基づいて、当該通信データの伝送の制限を決定する構成であってもよい。具体的には、制御部３２は、たとえば、状態情報Ｓ１の示す領域Ｒ［Ｎ］の空き容量が所定のしきい値以下である場合、当該通信データの伝送の制限を決定する。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信制御装置では、制御部３２は、状態情報Ｓ１〜Ｓ６のいずれか１つを用いて通信データの伝送の制限を決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３２は、状態情報Ｓ１〜Ｓ６のうちの少なくとも２つを用いて通信データの伝送の制限を決定する構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、バッファ５３において、複数のキューが設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。バッファ５３において１つのキューが設けられる構成であってもよい。この場合、１つのキューの状態を示す状態情報が通信制御装置１０１へ送信される。
また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、車外通信装置１１１Ａからの通信データが領域Ｒ［Ｎ］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。キューには、車外通信装置１１１Ａからの通信データが少なくとも格納される構成であればよい。具体的には、車外通信装置１１１Ａからの通信データ、および車外通信装置１１１Ａ以外の機能部１１１からの通信データが領域Ｒ［Ｎ］に格納される構成であってもよい。
ところで、たとえば、特許文献１に記載の車載ネットワークが、車両の外部における外部ネットワークと接続される場合、外部ネットワークと通信するための車外通信装置が車両に設けられることがある。車外通信装置が外部ネットワークから受信した情報を車載ネットワークにおける対象装置へ送信する場合において、たとえば対象装置におけるバッファの空きが少ないと、対象装置はバッファに格納しきれない情報を破棄することがある。このような場合、車外通信装置は情報の再送を行うため、情報伝送の効率が低下してしまう。
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る通信制御装置は、複数の機能部１１１が車両に設けられ、機能部１１１の１つであり、車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置１１１Ａと、機能部１１１からの通信データを他の機能部１１１へ中継可能なスイッチ装置１５１と、を備える車載通信システム３０１に用いられる。取得部３１は、スイッチ装置１５１において車外通信装置１１１Ａからの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する。そして、制御部３２は、取得部３１によって取得された状態情報に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部１１１へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信制御装置では、キューの状態は、キューの空き状態、ならびにキューに格納される通信データのロス率およびスループットのうちの少なくともいずれか１つを含む。
このような構成により、キューに格納可能な通信データ量、キューに格納された通信データの中継処理の成功率、およびキューに格納された通信データの伝送速度を取得することができるので、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部１１１へ送信可能か否かを正しく判断することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信制御装置では、キューの状態は、状態の予測値を含む。
このような構成により、将来における、キューに格納可能な通信データ量、キューに格納された通信データの中継処理の成功率、およびキューに格納された通信データの伝送速度を取得することができるので、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部１１１へ送信可能か否かをより早期に判断することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る通信制御装置では、取得部３１は、さらに、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送に関する伝送情報を取得する。そして、制御部３２は、取得部３１によって取得された状態情報および伝送情報に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
このような構成により、たとえば、外部装置および車外通信装置１１１Ａ間の通信速度、および外部装置が送信する通信データの許容遅延時間等を加味して通信データの伝送の制限を決定することができる。
また、本発明の第１の実施の形態に係る車外通信装置は、複数の機能部１１１が車両に設けられ、機能部１１１の１つであり、車両の外部における外部装置と通信可能である。取得部３１は、機能部１１１からの通信データを他の機能部１１１へ中継可能なスイッチ装置１５１において車外通信装置１１１Ａからの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する。そして、制御部３２は、取得部３１によって取得された状態情報に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ａへの通信データの伝送の制限を決定する。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部１１１へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
次に、本発明の他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。
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る車載通信システムと比べて通信制御装置がスイッチ装置に設けられる車載通信システムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る車載通信システムと同様である。
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムの適用例を示す図である。
図８を参照して、車載通信システム３０２は、車外通信装置１１１Ｇと、スイッチ装置１５２とを備える。車外通信装置１１１Ｇは、機能部１１１の１つであり、たとえばサーバ１７１と通信可能である。
車載通信システム３０２におけるセンサ１１１Ｂ、運転支援装置１１１Ｃ、カメラ１１１Ｄ、ナビゲーション装置１１１Ｅ、セントラルゲートウェイ１１１Ｆ、制御デバイス１２２、無線基地局装置１６１およびサーバ１７１の動作は、図１に示す車載通信システム３０１におけるセンサ１１１Ｂ、運転支援装置１１１Ｃ、カメラ１１１Ｄ、ナビゲーション装置１１１Ｅ、セントラルゲートウェイ１１１Ｆ、制御デバイス１２２、無線基地局装置１６１およびサーバ１７１とそれぞれ同様である。
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムにおける車外通信装置の構成を示す図である。
図９を参照して、車外通信装置１１１Ｇは、図５に示す車外通信装置１１１Ａと比べて、通信制御装置１０１の代わりに、制限部２３を備える。
車外通信装置１１１Ｇにおける車内通信部２１および無線通信部２２の動作は、図５に示す車外通信装置１１１Ａにおける車内通信部２１および無線通信部２２とそれぞれ同様である。
図１０は、本発明の第２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１０を参照して、スイッチ装置１５２は、スイッチ部５１と、処理部５２と、バッファ５３と、複数の通信ポート５４と、通信制御装置１０２とを備える。
スイッチ装置１５２におけるスイッチ部５１、処理部５２およびバッファ５３の動作は、図３に示すスイッチ装置１５１におけるスイッチ部５１、処理部５２およびバッファ５３とそれぞれ同様である。スイッチ装置１５２における複数の通信ポート５４は、図３に示すスイッチ装置１５１における複数の通信ポート５４とそれぞれ同様である。
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムにおける通信制御装置の構成を示す図である。
図１１を参照して、通信制御装置１０２は、図６に示す通信制御装置１０１と比べて、取得部３１の代わりに取得部４１を備える。
通信制御装置１０２における制御部３２の動作は、図６に示す通信制御装置１０１における制御部３２と同様である。
図１０および図１１を参照して、取得部４１は、たとえば、キューに格納される通信データの送信可否を示す状態情報Ｓ７を取得する。
具体的には、取得部４１には、たとえば、車外通信装置１１１Ｇからの通信データが格納されるバッファ５３の監視領域として、領域Ｒ［Ｎ］が登録されている。
取得部４１は、たとえば、バッファ５３における各領域を監視する。取得部４１は、たとえば、所定の情報取得タイミングが到来すると、登録されている領域Ｒ［Ｎ］の空き容量をバイト単位で取得し、取得した空き容量と所定のしきい値Ｔｈ７１とを比較する。
取得部４１は、領域Ｒ［Ｎ］の空き容量が所定のしきい値Ｔｈ７１以下である場合、領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データの送信不可を示す状態情報Ｓ７を作成する。
一方、取得部４１は、領域Ｒ［Ｎ］の空き容量が所定のしきい値Ｔｈ７１より大きい場合、領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データの送信可能を示す状態情報Ｓ７を作成する。
なお、取得部４１は、領域Ｒ［Ｎ］の空き容量に基づいて状態情報Ｓ７を作成する構成に限らず、領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データのロス率およびスループット、ならびに空き容量の予測値、ロス率の予測値およびスループットの予測値に基づいて状態情報Ｓ７を作成する構成であってもよい。
取得部４１は、作成した状態情報Ｓ７を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、取得部４１から状態情報Ｓ７を受けると、受けた状態情報Ｓ７に基づいてサーバ１７１から車外通信装置１１１Ｇへの通信データの伝送の制限を決定する。
具体的には、制御部３２は、状態情報Ｓ７が領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データの送信可能を示す場合、サーバ１７１から車外通信装置１１１Ｇへの通信データの伝送制限が不要であると決定する。
一方、制御部３２は、状態情報Ｓ７が領域Ｒ［Ｎ］に格納される通信データの送信不可を示す場合、サーバ１７１から車外通信装置１１１Ｇへの通信データの伝送を制限すべきと決定し、伝送制限情報を作成する。そして、制御部３２は、作成した伝送制限情報をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ｇへ送信する。
再び図９を参照して、車外通信装置１１１Ｇにおける制限部２３は、車内通信部２１経由でスイッチ装置１５２から伝送制限情報を受信すると、受信した伝送制限情報に従って、サーバ１７１から車外通信装置１１１Ｇへの通信データの伝送制限を実行する。
具体的には、制限部２３は、たとえば、サーバ１７１から自己の車外通信装置１１１Ｇへの通信速度を下げたり、サーバ１７１における通信データの送信速度を下げたり、車内通信部２１における通信データの送信速度を下げたり、サーバ１７１からの通信データの送信を停止したりする。
［通信制御装置１０２の変形例］
再び図１０および図１１を参照して、取得部４１には、たとえば、車外通信装置１１１ＧからのＩＰパケットに含まれる送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスの組が登録されている。
取得部４１は、たとえば、スイッチ部５１が、車外通信装置１１１Ｇと接続する通信ポート５４経由で受信するイーサネットフレームを監視し、登録されていない送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスを含むイーサネットフレームをスイッチ部５１が受信すると、当該ＩＰパケットから送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスを取得する。そして、取得部４１は、取得した送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスを登録する。
この例では、送信元ＩＰアドレスとしてのサーバ１７１のＩＰアドレス、および送信先ＩＰアドレスとしてのナビゲーション装置１１１ＥのＩＰアドレスの組が登録されている。
取得部４１は、たとえば状態情報Ｓ１を取得する。具体的には、取得部４１は、たとえば、登録されている送信元ＩＰアドレス、および処理部５２におけるルーティングテーブルから受信元ポート番号を特定する。
取得部４１は、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ１を要求するための状態要求、および特定した受信元ポート番号を処理部５２へ出力し、当該状態要求の応答として状態情報Ｓ１を処理部５２から受ける。
なお、取得部４１は、状態情報Ｓ１の代わりに、状態情報Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５またはＳ６を取得してもよい。具体的には、取得部４１は、たとえば、登録されている送信先ＩＰアドレスを含む、状態情報Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５またはＳ６を要求するための状態要求、および受信元ポート番号を処理部５２へ出力し、当該状態要求の応答として対応の状態情報を処理部５２から受ける。
また、取得部４１は、たとえば、サーバ１７１が送信しようとする通信データの伝送量を示す伝送情報Ｔ１を取得する。
より詳細には、取得部４１は、たとえば、情報取得タイミングが到来すると、伝送情報Ｔ１を要求するための伝送量要求を作成する。そして、取得部４１は、作成した伝送量要求を、登録されている送信元ＩＰアドレスすなわちサーバ１７１のＩＰアドレスを宛先としてスイッチ部５１、車外通信装置１１１Ｇおよび無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。
取得部４１は、伝送量要求の応答として、サーバ１７１から無線基地局装置１６１、車外通信装置１１１Ｇおよびスイッチ部５１経由で伝送情報Ｔ１を受信すると、受信した伝送情報Ｔ１を制御部３２へ出力する。
なお、取得部４１は、伝送情報Ｔ１の代わりに、伝送情報Ｔ２を取得してもよい。具体的には、取得部４１は、伝送情報Ｔ２を要求するための許容遅延要求をサーバ１７１のＩＰアドレスを宛先としてスイッチ部５１、車外通信装置１１１Ｇおよび無線基地局装置１６１経由でサーバ１７１へ送信する。取得部４１は、許容遅延要求の応答として、サーバ１７１から無線基地局装置１６１、車外通信装置１１１Ｇおよびスイッチ部５１経由で伝送情報Ｔ２を受信すると、受信した伝送情報Ｔ２を制御部３２へ出力する。
制御部３２は、たとえば、取得部４１によって取得された状態情報Ｓ１および伝送情報Ｔ１に基づいて外部装置から車外通信装置１１１Ｇへの通信データの伝送の制限を決定する。
なお、制御部３２は、状態情報Ｓ４および伝送情報Ｔ１に基づいて上記通信データの伝送の制限を決定してもよい。また、制御部３２は、状態情報Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５またはＳ６と、伝送情報Ｔ２とに基づいて上記通信データの伝送の制限を決定してもよい。
制御部３２は、上記通信データの伝送を制限すべきと決定した場合、伝送制限情報を作成し、作成した伝送制限情報をスイッチ部５１経由で車外通信装置１１１Ｇへ送信する。
なお、本発明の第２の実施の形態に係る車載通信システムでは、通信制御装置１０２がスイッチ装置１５１の内部に設けられる構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信制御装置１０２がスイッチ装置１５１の外部に設けられる構成であってもよい。
また、本発明の第２の実施の形態に係る通信制御装置では、制御部３２は、状態情報Ｓ１〜Ｓ７のいずれか１つを用いて通信データの伝送の制限を決定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。制御部３２は、状態情報Ｓ１〜Ｓ７のうちの少なくとも２つを用いて通信データの伝送の制限を決定する構成であってもよい。
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部５１は、複数の機能部１１１が車両に設けられ、機能部１１１からの通信データを他の機能部１１１へ中継する中継処理を行う。１または複数のキューは、通信データを格納する。取得部４１は、機能部１１１の１つであって車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置１１１Ｇ、からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する。そして、制御部３２は、取得部４１によって取得された状態情報に基づいて、外部装置から車外通信装置１１１Ｇへの通信データの伝送の制限を決定する。
このような構成により、たとえば、状態情報に基づいて、通信データがキューにおいてオーバーフローしないように通信データを送信先の機能部１１１へ送信可能か否かを判断することができるので、通信データがオーバーフローする可能性のある場合に、通信データの伝送速度の制限、および通信データの伝送の停止等を行うことができる。これにより、たとえば、通信データの伝送速度を制限することで、通信データがオーバーフローする可能性を低下させることができ、また、通信データの不用な伝送を停止させることで、開放された帯域を他の通信データの伝送に利用することができる。したがって、車両外部から車載ネットワークへ情報を効率よく伝送することができる。
また、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置では、キューの状態は、当該キューに格納される通信データの送信可否を含む。
このような構成により、車外通信装置１１１Ｇから送信された通信データがキューからオーバーフローするか否かを簡易に正しく認識することができる。
その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る車載通信システムと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
なお、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る車載通信システムでは、通信制御装置は、車外通信装置およびスイッチ装置のいずれか一方に含まれる構成であるとしたが、これに限定するものではない。通信制御装置は、車外通信装置およびスイッチ装置等と別個の装置であり、かつ車外通信装置およびスイッチ装置等に接続される構成であってもよい。
また、本発明の第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る各装置の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。
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］
複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、
前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置と、
を備える車載通信システムに用いられる通信制御装置であって、
前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備え、
前記車両には、センサ、運転支援装置、カメラ、ナビゲーション装置またはセントラルゲートウェイが前記機能部として設けられ、
前記車外通信装置は、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）であり、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）または３Ｇ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が可能であり、
前記外部装置は、サーバであり、
前記車外通信装置は、前記無線基地局装置を介して前記サーバと通信を行い、
前記通信制御装置は、前記車外通信装置または前記スイッチ装置に設けられる、通信制御装置。
［付記２］
複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、
前記通信データを格納する１または複数のキューと、
前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備え、
前記車両には、センサ、運転支援装置、カメラ、ナビゲーション装置またはセントラルゲートウェイが前記機能部として設けられ、
前記車外通信装置は、ＴＣＵであり、ＬＴＥまたは３Ｇ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が可能であり、
前記外部装置は、サーバであり、
前記車外通信装置は、前記無線基地局装置を介して前記サーバと通信を行う、スイッチ装置。
［付記３］
複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置であって、
前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備え、
前記車両には、センサ、運転支援装置、カメラ、ナビゲーション装置またはセントラルゲートウェイが前記機能部として設けられ、
前記車外通信装置は、ＴＣＵであり、ＬＴＥまたは３Ｇ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が可能であり、
前記外部装置は、サーバであり、
前記車外通信装置は、前記無線基地局装置を介して前記サーバと通信を行う、車外通信装置。
１０ イーサネットケーブル
１１ ＣＡＮバス
２１ 車内通信部
２２ 無線通信部
２３ 制限部
３１ 取得部
３２ 制御部
４１ 取得部
５１ スイッチ部
５２ 処理部
５３ バッファ
５４ 通信ポート
１０１，１０２ 通信制御装置
１１１ 機能部
１１１Ａ，１１１Ｇ 車外通信装置
１１１Ｂ センサ
１１１Ｃ 運転支援装置
１１１Ｄ カメラ
１１１Ｅ ナビゲーション装置
１１１Ｆ セントラルゲートウェイ
１２２ 制御デバイス
１５１，１５２ スイッチ装置
１６１ 無線基地局装置
１７１ サーバ
３０１，３０２ 車載通信システム

Claims (12)

  1. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、
    前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置と、
    を備える車載通信システムに用いられる通信制御装置であって、
    前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備え、
    前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する、通信制御装置。
  2. 前記キューの状態は、前記キューの空き状態、ならびに前記キューに格納される通信データのロス率およびスループットのうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項１に記載の通信制御装置。
  3. 前記キューの状態は、前記状態の予測値を含む、請求項２に記載の通信制御装置。
  4. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、
    前記通信データを格納する１または複数のキューと、
    前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備え、
    前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する、スイッチ装置。
  5. 前記キューの状態は、前記キューに格納される通信データの送信可否を含む、請求項４に記載のスイッチ装置。
  6. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置であって、
    前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部とを備え、
    前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する、車外通信装置。
  7. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置とを備える車載通信システムに用いられる通信制御装置における通信制御方法であって、
    前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得するステップと、
    前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得するステップと、
    取得した前記状態情報および前記伝送情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む、通信制御方法。
  8. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、前記通信データを格納する１または複数のキュー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、
    前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得するステップと、
    前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得するステップと、
    取得した前記状態情報および前記伝送情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む、通信制御方法。
  9. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置における通信制御方法であって、
    前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得するステップと、
    前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得するステップと、
    取得した前記状態情報および前記伝送情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定するステップとを含む、通信制御方法。
  10. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置と、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置とを備える車載通信システムに用いられる通信制御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、
    前記スイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するためのキューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する、通信制御プログラム。
  11. 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、
    複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継する中継処理を行うスイッチ部と、
    前記通信データを格納する１または複数のキューと、
    前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するための前記キューの状態を示す状態情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する、通信制御プログラム。
  12. 複数の機能部が車両に設けられ、前記機能部の１つであり、前記車両の外部における外部装置と通信可能な車外通信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、
    前記機能部からの通信データを他の前記機能部へ中継可能なスイッチ装置において前記車外通信装置からの通信データであって前記外部装置から送信された情報を含む通信データを少なくとも格納するためのキュー、の状態を示す状態情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって取得された前記状態情報に基づいて、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送の制限を決定する制御部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記取得部は、さらに、前記外部装置から前記車外通信装置への通信データの伝送に関する伝送情報を取得し、
    前記制御部は、前記取得部によって取得された前記状態情報および前記伝送情報に基づいて前記制限を決定する、通信制御プログラム。
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