WO2018230069A1 - 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

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

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WO2018230069A1
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port
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switch device
switch
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小川明紘
浦山博史
高山浩一
萩原剛志
藪内靖弘
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住友電気工業株式会社
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a switch device, a communication control method, and a communication control program.
  • This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2017-116855 for which it applied on June 14, 2017, and takes in those the indications of all here.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2016-12932 discloses the following station-side device. That is, the station-side apparatus includes active (active) OSUs 1 to N, standby (standby) OSU N + 1, and a control unit.
  • the control unit transmits management information of the ONU linked to the logical line to and from the network management system (NMS).
  • NMS network management system
  • a logical line is defined by a fixed combination of an optical line unit and a passive optical network.
  • the OSU acquires management information associated with the actual line.
  • a real line represents an actual combination of an optical line unit and a passive optical network.
  • the control unit uses the mapping information to mutually convert the line associated with the management information between the logical line and the actual line.
  • JP 2016-12932 A Japanese Patent Laid-Open No. 2015-88815
  • the switch device of the present disclosure is a switch device that includes a plurality of first communication ports that relay data in an in-vehicle network and can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, respectively, and corresponds to the first communication port
  • a plurality of first communication circuits that can be communicated with the functional unit via the corresponding first communication port, one or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits,
  • the connection destination of the first communication port can be switched between the corresponding first communication circuit and the second communication circuit, and when a predetermined condition is satisfied, the target is controlled by controlling the switching unit.
  • a control unit that switches the connection destination of the target port that is the first communication port to the second communication circuit.
  • the communication control method of the present disclosure is a switching device that relays data in an in-vehicle network, and corresponds to a plurality of first communication ports that can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, and the first communication port.
  • a plurality of first communication circuits that can be communicated with the functional unit via the corresponding first communication port, one or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits,
  • a communication control method in a switch device including a switching unit capable of switching a connection destination of the first communication port between the corresponding first communication circuit and the second communication circuit, and whether or not a predetermined condition is satisfied And determining that the predetermined condition is satisfied, the switching unit is controlled to switch the connection destination of the target port, which is the target first communication port, to the second communication circuit. And a step to change.
  • the communication control program of the present disclosure is a switch device that relays data in an in-vehicle network, and corresponds to a plurality of first communication ports that can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, and the first communication port.
  • a plurality of first communication circuits that can be communicated with the functional unit via the corresponding first communication port, one or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits,
  • a communication control program used in a switch device including a switching unit capable of switching a connection destination of the first communication port between the corresponding first communication circuit and the second communication circuit, the computer having a predetermined condition When satisfying the above, a control unit that switches the connection destination of the target port that is the target first communication port to the second communication circuit by controlling the switching unit. Is a program to function.
  • One aspect of the present disclosure can be realized not only as a switch device including such a characteristic processing unit but also as an in-vehicle communication system including the switch device. Further, one embodiment of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes part or all of the switch device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an application example of the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the switch device in the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the L2 switch IC in the switch device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a switching unit in the switch device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a changeover switch in the changeover unit according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an ARL table held by the switch unit in the switch device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart defining an operation procedure when the switch device in the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention performs the redundant switching process.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the switch device in the in-vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the L2 switch IC in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a switching unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a changeover switch in the changeover unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a priority table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an ARL table held by the switch unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an ARL table held by the switch unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the ARL table held by the switch unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a flowchart defining an operation procedure when the switch device in the in-vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention performs the redundant switching process.
  • FIG. 22 is a flowchart defining an operation procedure when the switch device in the in-vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention performs the reconnection process.
  • FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a switch device according to the third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of the switching unit in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a changeover switch in the changeover unit according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a modified example of the switch device according to the third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a switching unit in a modification of the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating an example of a priority table held by the MPU in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating an example of the ARL table held by the switch unit in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • a switch device that relays data transmitted and received between the functional units may be provided.
  • a communication circuit for communicating with the functional unit cannot be used in the switch device, communication between the switch device and the functional unit is disconnected, and data transmission / reception between the functional units is not performed normally.
  • Patent Document 1 does not disclose such redundancy.
  • the present disclosure has been made in order to solve the above-described problem, and an object of the present disclosure is to provide a switch device, a communication control method, and a communication device capable of realizing more stable operation of a switch device that relays data in an in-vehicle network. It is to provide a communication control program.
  • a switch device is a switch device that includes a plurality of first communication ports that relay data in an in-vehicle network and can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, respectively.
  • a plurality of first communication circuits provided corresponding to one communication port and capable of communicating with the functional unit via the corresponding first communication port; and one or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits.
  • the first communication port is switched by switching the connection destination of the first communication port corresponding to the first communication circuit to the second communication circuit. That is, since the functional unit connected to the target port can communicate with the second communication circuit via the target port, appropriate redundancy of the communication circuit can be realized. Thereby, since the said function part can continue communication with a switch apparatus, it can prevent that the transmission / reception of the data between the said function part and another function part cannot be performed normally. Therefore, a more stable operation of the switch device that relays data can be realized in the in-vehicle network.
  • the predetermined condition is that an abnormality has occurred in the first communication circuit
  • the target port is the first communication port corresponding to the first communication circuit in which the abnormality has occurred.
  • the functional unit connected to the first communication port corresponding to the first communication circuit, that is, the target port Since communication with the second communication circuit can be performed via the target port, communication with the switch device can be continued.
  • the control unit switches the connection destination of the target port to the second communication circuit, if the second communication circuit is already connected to another first communication port, the target It is determined which of the port and the other first communication port should be connected to the second communication circuit.
  • the connection between the second communication circuit and the other first communication port is maintained, or the connection destination of the second communication circuit is changed from the other first communication port to the target port. Or switch to That is, it is possible to prevent the first communication port connected to the second communication circuit from being fixed.
  • control unit performs the determination according to the priority of each of the plurality of first communication ports.
  • a first communication port with a higher priority can be connected to the second communication circuit, so that transmission / reception of data from a functional unit connected to the first communication port with a higher priority is performed. Can reduce the possibility of failure to be performed normally.
  • the switch device further includes a second communication port different from the plurality of first communication ports, and the second communication circuit communicates with another device via the second communication port.
  • the switching unit is further capable of switching the presence or absence of connection between the second communication port and the second communication circuit, and the priority of the second communication port is set to the lowest.
  • the second communication port and the second communication circuit are connected to enable communication between the other device and the switch device.
  • the connection destination of the second communication circuit can be automatically switched to a target port with a higher priority.
  • the switch device further includes a second communication port different from the plurality of first communication ports, and the second communication circuit can communicate with another device via the second communication port. It is.
  • the second communication circuit can be used for communication with other devices in addition to the redundant switching use of the first communication circuit.
  • a communication control method is a switch device that relays data in an in-vehicle network, and includes a plurality of first communication ports that can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, A plurality of first communication circuits provided corresponding to one communication port and capable of communicating with the functional unit via the corresponding first communication port; and one or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits.
  • a communication control method in a switch device comprising: a communication circuit; and a switching unit that can switch a connection destination of each first communication port between the corresponding first communication circuit and the second communication circuit, and a predetermined condition If it is determined that the predetermined condition is satisfied, the connection unit of the target port that is the target first communication port is determined by controlling the switching unit. And a step of switching to the second communication circuit.
  • the first communication port is switched by switching the connection destination of the first communication port corresponding to the first communication circuit to the second communication circuit. That is, since the functional unit connected to the target port can communicate with the second communication circuit via the target port, appropriate redundancy of the communication circuit can be realized. Thereby, since the said function part can continue communication with a switch apparatus, it can prevent that the transmission / reception of the data between the said function part and another function part cannot be performed normally. Therefore, a more stable operation of the switch device that relays data can be realized in the in-vehicle network.
  • a communication control program is a switch device that relays data in an in-vehicle network, and includes a plurality of first communication ports that can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, A plurality of first communication circuits provided corresponding to one communication port and capable of communicating with the functional unit via the corresponding first communication port; and one or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits.
  • a communication control program used in a switch device including a communication circuit and a switching unit capable of switching a connection destination of each first communication port between the corresponding first communication circuit and the second communication circuit,
  • the connection unit of the target port which is the target first communication port is switched to the second communication circuit by controlling the switching unit. That the control unit is a program for functioning as a.
  • the first communication port is switched by switching the connection destination of the first communication port corresponding to the first communication circuit to the second communication circuit. That is, since the functional unit connected to the target port can communicate with the second communication circuit via the target port, appropriate redundancy of the communication circuit can be realized. Thereby, since the said function part can continue communication with a switch apparatus, it can prevent that the transmission / reception of the data between the said function part and another function part cannot be performed normally. Therefore, a more stable operation of the switch device that relays data can be realized in the in-vehicle network.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • the in-vehicle communication system 301 includes a switch device 101 and a plurality of functional units 111.
  • the in-vehicle communication system 301 is mounted on the vehicle 1.
  • the functional unit 111 is, for example, an automatic driving ECU (Electronic Control Unit), a sensor, a navigation device, a TCU (Telematics Communication Unit), a central gateway (CGW), a human machine interface, a camera, and the like, and communicates with the switch device 101. Is possible.
  • connection relationship between the switch device 101 and each functional unit 111 in the in-vehicle network 12 of the vehicle 1 is fixed, for example.
  • the switch device 101 and the functional unit 111 are connected to each other by, for example, an in-vehicle Ethernet (registered trademark) communication cable (hereinafter also referred to as an Ethernet cable).
  • an in-vehicle Ethernet (registered trademark) communication cable hereinafter also referred to as an Ethernet cable.
  • the switch device 101 and the function unit 111 communicate with each other using an Ethernet cable.
  • Information is exchanged between the switch device 101 and the functional unit 111 using, for example, an Ethernet frame conforming to IEEE 802.3.
  • FIG. 2 is a diagram showing an application example of the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an automatic driving ECU 111A, a sensor 111B, and a navigation device 111C as specific examples of the functional unit 111.
  • the in-vehicle communication system 301 is not limited to the configuration including the three functional units 111 and may be configured to include two or four or more functional units 111.
  • the automatic driving ECU 111A, the sensor 111B, and the navigation device 111C belong to different subnets.
  • IP Internet Protocol
  • the switch device 101 relays data in the in-vehicle network 12. Specifically, the switch device 101 relays an Ethernet frame transmitted between the automatic driving ECU 111A, the sensor 111B, and the navigation device 111C.
  • the switch device 101 operates according to a communication protocol having a plurality of layers. More specifically, the switch device 101 can function as an L2 (layer 2) switch and relays an Ethernet frame transmitted between the functional units 111 belonging to the same subnet.
  • L2 layer 2
  • the switch device 101 relays an Ethernet frame transmitted between the automatic operation ECU 111A and the sensor 111B.
  • the switch device 101 can also function as an L3 (layer 3) relay device, and relays Ethernet frames between the functional units 111 belonging to different subnets.
  • L3 layer 3
  • the switch device 101 relays an Ethernet frame transmitted between the autonomous driving ECU 111A and the navigation device 111C and an Ethernet frame transmitted between the sensor 111B and the navigation device 111C.
  • the sensor 111B periodically senses an object around its own vehicle 1, creates an IP packet including sensor information indicating the sensing result, and stores the IP packet in the Ethernet frame.
  • the IP packet includes, for example, the IP address of the sensor 111B and the IP address of the automatic operation ECU 111A as the source IP address and the destination IP address, respectively.
  • the Ethernet (Media Access Control) MAC address and the own MAC address of the autonomous driving ECU 111A are set as the destination MAC address and the source MAC address respectively. Write to the frame.
  • the sensor 111B transmits an Ethernet frame storing an IP packet including sensor information to the switch device 101.
  • the switch device 101 When the switch device 101 receives the Ethernet frame from the sensor 111B, the switch device 101 performs layer 2 switch processing on the received Ethernet frame, thereby transmitting the Ethernet frame to the automatic operation ECU 111A.
  • the automatic driving ECU 111A acquires sensor information from, for example, an Ethernet frame received from the sensor 111B via the switch device 101, and controls driving of the vehicle 1 based on the acquired sensor information.
  • the automatic driving ECU 111A periodically transmits, for example, status information indicating the status of automatic driving of the own vehicle 1 to the navigation device 111C.
  • the automatic operation ECU 111A creates, for example, an IP packet including status information and stores it in the Ethernet frame.
  • the IP packet includes, for example, the IP address of the automatic operation ECU 111A and the IP address of the navigation device 111C as a source IP address and a destination IP address, respectively.
  • the automatic operation ECU 111A uses the MAC address of the switch device 101, which is the default gateway, and the own MAC address as the transmission destination MAC address and the transmission source MAC address, respectively. Write to an Ethernet frame.
  • the automatic operation ECU 111A transmits an Ethernet frame storing an IP packet including status information to the switch device 101.
  • the switch device 101 When the switch device 101 receives the Ethernet frame from the automatic operation ECU 111A, the switch device 101 transmits the Ethernet frame to the navigation device 111C by performing layer 3 relay processing on the received Ethernet frame.
  • the navigation device 111C acquires the situation information from the Ethernet frame received from the automatic driving ECU 111A via the switch device 101, displays the automatic driving situation of the vehicle 1 indicated by the obtained situation information on the display device, and notifies the driver. To do.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the switch device in the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the switch device 101 includes an MPU (Micro Processing Unit) (control unit) 51, an L2 switch IC (Integrated Circuit) 52, a switching unit 53, a communication port (first communication port) 54A, 54B, 54C.
  • MPU Micro Processing Unit
  • L2 switch IC Integrated Circuit
  • each of the communication ports 54A, 54B, and 54C is also referred to as a communication port 54.
  • the communication port 54 is a terminal to which an Ethernet cable can be connected, for example.
  • the switch device 101 is not limited to the configuration in which the three communication ports 54 are provided, and may have a configuration in which two or four or more communication ports 54 are provided.
  • the plurality of communication ports 54 can be connected to a plurality of functional units in the vehicle 1, respectively.
  • the communication ports 54A, 54B, and 54C are connected to the automatic operation ECU 111A, the sensor 111B, and the navigation device 111C via Ethernet cables, respectively.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the L2 switch IC in the switch device according to the first embodiment of the present invention.
  • the L2 switch IC 52 includes a switch unit 24, communication circuits (first communication circuits) 25 ⁇ / b> A, 25 ⁇ / b> B, 25 ⁇ / b> C, and a spare communication circuit (second communication circuit) 26.
  • first communication circuits first communication circuits
  • second communication circuit spare communication circuit
  • each of the communication circuits 25A, 25B, and 25C is also referred to as a communication circuit 25.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a switching unit in the switch device according to the first embodiment of the present invention.
  • switching unit 53 includes changeover switches 21A, 21B, and 21C.
  • each of the changeover switches 21A, 21B, and 21C is also referred to as a changeover switch 21.
  • the plurality of communication circuits 25 are provided corresponding to the plurality of communication ports 54, respectively.
  • the communication circuits 25A, 25B, and 25C in the L2 switch IC 52 are provided corresponding to the change-over switches 21A, 21B, and 21C in the switching unit 53, respectively.
  • the changeover switches 21A, 21B, and 21C are provided corresponding to the communication ports 54A, 54B, and 54C, respectively.
  • the switching unit 53 can switch the connection destination of each communication port 54 between the corresponding communication circuit 25 and the standby communication circuit 26.
  • the changeover switch 21 in the changeover unit 53 sets the connection destination of the communication port 54 connected to itself to the communication circuit 25 corresponding to the communication port 54 or the standby communication circuit 26. It can be switched.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a changeover switch in the changeover unit according to the first embodiment of the present invention.
  • changeover switch 21 has a first end connected to communication port 54, a second end connected to communication circuit 25, and a third end connected to standby communication circuit 26. .
  • the changeover switch 21 When the changeover switch 21 receives a normal connection command from the MPU 51, it electrically connects the first end and the second end.
  • the changeover switch 21 electrically connects the first end and the third end.
  • the state where the first end and the second end are electrically connected is also referred to as a normal connection state.
  • the state where the first end and the third end are electrically connected is also referred to as a redundant connection state.
  • the communication circuit 25 can communicate with the functional unit 111 via the corresponding communication port.
  • the changeover switches 21A, 21B, and 21C are set to the normal connection state by the MPU 51.
  • the communication circuits 25A, 25B, and 25C can communicate with the automatic driving ECU 111A, the sensor 111B, and the navigation device 111C via the communication ports 54A, 54B, and 54C, respectively.
  • the standby communication circuit 26 can communicate with the functional unit 111 via the communication port 54. More specifically, for example, when the operation of the communication circuit 25A is abnormal, the changeover switch 21A is set to the redundant connection state by the MPU 51. In this case, the standby communication circuit 26 can communicate with the automatic driving ECU 111A via the communication port 54A.
  • the standby communication circuit 26 can communicate with the sensor 111B via the communication port 54B. Further, when the changeover switch 21C is set in the redundant connection state by the MPU 51, the standby communication circuit 26 can communicate with the navigation device 111C via the communication port 54C.
  • the communication circuit 25 in the L2 switch IC 52 receives an electric signal from the function unit 111 connected via the corresponding changeover switch 21 and the communication port 54, the communication circuit 25 demodulates the electric signal in accordance with a predetermined modulation method to generate a symbol string. And the generated symbol string is converted into a bit string.
  • the converted bit string indicates an Ethernet frame.
  • the communication circuit 25 performs a CRC (Cyclic Redundancy Check) check and a filtering process on the generated bit string, that is, the Ethernet frame, and then outputs the Ethernet frame to the switch unit 24.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the communication circuit 25 converts a bit string indicating the received Ethernet frame into a symbol string in accordance with a predetermined modulation method.
  • the communication circuit 25 generates an electric signal by modulating a carrier wave in accordance with the symbol in order from the first symbol in the converted symbol string, and the generated electric signal is transmitted to the corresponding changeover switch 21 and the communication port 54. It is transmitted to the function unit 111 connected via the network.
  • the standby communication circuit 26 operates in the same manner as the communication circuit 25 when communicating with the functional unit 111 via any one of the changeover switches 21A, 21B, and 21C.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an ARL table held by the switch unit in the switch device according to the first embodiment of the present invention.
  • the switch unit 24 performs layer 2 switch processing. More specifically, the switch unit 24 has a plurality of terminals connected to the communication circuits 25A, 25B, 25C, the spare communication circuit 26, and the MPU 51, for example. Each terminal is assigned a unique logical port number.
  • the logical port numbers of the terminals connected to the MPU 51, the communication circuit 25A, the communication circuit 25B, the communication circuit 25C, and the standby communication circuit 26 are # 0, # 1, # 2, # 3, and # 4, respectively. .
  • terminals assigned with logical port numbers of # 1, # 2, and # 3 are also referred to as normal terminals.
  • a terminal to which the logical port number of # 4 is assigned is also referred to as a first spare terminal.
  • the switch unit 24 holds, for example, an ARL table (Address Resolution Logic) shown in FIG.
  • the contents of the ARL table are determined in advance by the user, for example, based on the connection relationship fixed in the in-vehicle network 12 as described above.
  • the ARL table indicates the correspondence between the transmission destination MAC address and the output destination.
  • the output destination is a logical port number.
  • the correspondence between the MAC address of the functional unit 111 and the terminal to which the functional unit 111 is connected that is, the logical port number of the normal terminal, and the MAC address of the switch device 101 and the MPU 51
  • the correspondence relationship with the logical port number is included.
  • the switch unit 24 When the switch unit 24 receives the Ethernet frame from the communication circuit 25, the switch unit 24 refers to the transmission destination MAC address included in the received Ethernet frame.
  • the switch unit 24 acquires an output destination corresponding to the referred transmission destination MAC address from the ARL table, and outputs the received Ethernet frame to the acquired output destination.
  • the switch unit 24 sets the referenced transmission destination MAC address. Any one of # 1 to # 3 is acquired as the corresponding logical port number.
  • the switch unit 24 transmits the Ethernet frame received from the communication circuit 25 to the function unit 111 via the other communication circuit 25, the changeover switch 21, and the communication port 54 from the terminal of the acquired logical port number.
  • an Ethernet frame transmitted between different subnets such as an Ethernet frame transmitted from the autonomous driving ECU 111A to the navigation device 111C
  • the switch unit 24 performs logic corresponding to the referred transmission destination MAC address.
  • # 0 is acquired as the port number.
  • the switch unit 24 outputs the Ethernet frame received from the communication circuit 25 to the MPU 51.
  • the switch unit 24 when the switch unit 24 receives the Ethernet frame from the MPU 51, the switch unit 24 refers to the transmission destination MAC address included in the received Ethernet frame.
  • the switch unit 24 acquires an output destination corresponding to the referenced transmission destination MAC address from the ARL table, and outputs the Ethernet frame received from the MPU 51 to the acquired output destination.
  • the MPU 51 performs layer 3 relay processing. More specifically, when receiving an Ethernet frame from the L2 switch IC 52, the MPU 51 performs L3 relay processing for rewriting the transmission destination MAC address and the transmission source MAC address of the received Ethernet frame.
  • the MPU 51 holds, for example, a routing table indicating a correspondence relationship between the transmission destination network and the transmission interface. Further, the MPU 51 holds, for example, an ARP (Address Resolution Protocol) table indicating a correspondence relationship between an IP address and a MAC address for each transmission interface.
  • ARP Address Resolution Protocol
  • the MPU 51 When the MPU 51 receives the Ethernet frame from the L2 switch IC 52, the MPU 51 acquires the transmission destination IP address from the IP packet included in the received Ethernet frame, and transmits it, for example, by performing subnet mask calculation on the acquired transmission destination IP address. Identify the destination network.
  • the MPU 51 refers to the routing table and identifies the transmission interface corresponding to the identified destination network.
  • the MPU 51 refers to the ARP table corresponding to the specified transmission interface, and acquires the MAC address corresponding to the transmission destination IP address from the ARP table.
  • the MPU 51 rewrites the transmission destination MAC address and the transmission source MAC address of the Ethernet frame with the acquired MAC address and the MAC address of its own switch device 101, and outputs the rewritten Ethernet frame to the L2 switch IC 52.
  • the predetermined condition C1 is that an abnormality has occurred in the communication circuit 25, for example.
  • the target port is, for example, a communication port 54 corresponding to the communication circuit 25 in which an abnormality has occurred.
  • the MPU 51 monitors the communication state at each normal terminal in the switch unit 24 of the L2 switch IC 52, and detects a communication abnormality in the switch unit 24 based on the monitoring result.
  • the MPU 51 performs, for example, failure detection and intrusion detection at each normal terminal.
  • the failure detection is, for example, detecting a physical failure in which a signal is not received at at least one of the normal terminals.
  • Intrusion detection for example, is that the communication rate is abnormally large in at least one of the normal terminals, and the count value of the reception counter is abnormally large due to unauthorized access such as a DoS (Denial of Service) attack. It is to detect a logical abnormality.
  • DoS Delivery of Service
  • the MPU 51 detects a communication abnormality at the terminal of the logical port number # 3, the MPU 51 performs the following processing.
  • the MPU 51 outputs, for example, a redundant connection command to the changeover switch 21C (see FIG. 5) in the changeover unit 53, and changes the changeover switch 21C from the normal connection state to the redundant connection state.
  • Ethernet frame transmitted from the navigation device 111C is received by the switch unit 24 via the communication port 54C, the changeover switch 21C, and the standby communication circuit 26.
  • the MPU 51 confirms the communication state at the terminal of the logical port number # 4, that is, the first spare terminal. Specifically, the MPU 51 confirms, for example, whether normal link-up and normal Ethernet frame transmission / reception have been performed.
  • the MPU 51 can confirm that the communication state at the first spare terminal is normal, for example, in the ARL table (see FIG. 7), the output destination corresponding to the MAC address of the navigation device 111C is changed from # 3 to # 3. Rewrite to 4.
  • the Ethernet frame having the MAC address of the navigation device 111C as the transmission destination MAC address is transmitted from the switch unit 24 to the navigation device 111C via the standby communication circuit 26, the changeover switch 21C, and the communication port 54C.
  • the MPU 51 recognizes that the redundancy switching has failed and records the failure in the redundancy switching in, for example, an error log.
  • the switch device includes a computer, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads and executes a program including a part or all of each step of the flowchart shown below from a memory (not shown).
  • the program of this apparatus can be installed from the outside.
  • the program of this device is distributed in a state stored in a recording medium.
  • FIG. 8 is a flowchart that defines an operation procedure when the switch device in the in-vehicle communication system according to the first embodiment of the present invention performs the redundant switching process.
  • MPU 51 in switch device 101 monitors the communication state at each normal terminal until it detects a normal terminal with an abnormal communication state (NO in step S104) (step S102).
  • the MPU 51 When the MPU 51 detects a normal terminal having an abnormal communication state (YES in step S104), the MPU 51 outputs a redundant connection command to the changeover switch 21 corresponding to the normal terminal in which the abnormality is detected, that is, the changeover switch 21 corresponding to the target port. (Step S106).
  • the MPU 51 confirms the communication state at the first spare terminal (step S108).
  • Step S110 when the confirmed communication state is normal (YES in Step S110), the MPU 51 rewrites the logical port number of the normal terminal in which an abnormality is detected in the ARL table with the logical port number of the first spare terminal (Step S110). S112).
  • step S110 if the confirmed communication state is abnormal (NO in step S110), the MPU 51 records in the error log that the redundancy switching has failed (step S114).
  • the MPU 51 may rewrite the VALN table together with the rewriting of the ARL table in step S112.
  • the predetermined condition C1 is that the communication circuit 25 is abnormal.
  • the predetermined condition C1 may be other conditions such as, for example, that the communication circuit cannot be temporarily used due to maintenance of the communication circuit, and that the usage time of the communication circuit has exceeded a predetermined service life.
  • a switch device that relays data transmitted and received between the functional units may be provided.
  • a communication circuit for communicating with the functional unit cannot be used in the switch device, communication between the switch device and the functional unit is disconnected, and data transmission / reception between the functional units is not performed normally.
  • Patent Document 1 does not disclose such redundancy.
  • the switch device includes a plurality of communication ports 54 that relay data in the in-vehicle network 12 and can be connected to a plurality of functional units 111 in the vehicle 1, respectively.
  • the plurality of communication circuits 25 are provided corresponding to the plurality of communication ports 54 and can communicate with the functional unit 111 via the corresponding communication ports 54.
  • one spare communication circuit 26 is provided in the switch device 101.
  • the switching unit 53 can switch the connection destination of each communication port 54 between the corresponding communication circuit 25 and the standby communication circuit 26.
  • the MPU 51 switches the connection destination of the target port, which is the target communication port 54, to the standby communication circuit 26 by controlling the switching unit 53.
  • the function unit 111 can continue communication with the switch device 101, so that data transmission / reception between the function unit 111 and the other function unit 111 can be prevented from being performed normally. Therefore, a more stable operation of the switch device that relays data can be realized in the in-vehicle network.
  • the predetermined condition C1 is that an abnormality has occurred in the communication circuit 25.
  • the target port is the communication port 54 corresponding to the communication circuit 25 in which an abnormality has occurred.
  • the function unit 111 connected to the communication port 54 corresponding to the communication circuit 25, that is, the target port is Since communication with the standby communication circuit 26 can be performed via the port, communication with the switch device 101 can be continued.
  • the present embodiment relates to a switch device including a plurality of spare communication circuits, as compared with the switch device according to the first embodiment.
  • the contents other than those described below are the same as those of the switch device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the switch device in the in-vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • the switch device 102 includes an MPU (control unit) 61, an L2 switch IC 62, a switching unit 63, and communication ports (first communication ports) 54A, 54B, and 54C.
  • the operation of the communication ports 54A, 54B, 54C in the switch device 102 is the same as that of the communication ports 54A, 54B, 54C in the switch device 101 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the L2 switch IC in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • the L2 switch IC 62 includes a switch unit 24, communication circuits 25 ⁇ / b> A, 25 ⁇ / b> B, and 25 ⁇ / b> C, and spare communication circuits 26 ⁇ / b> J and 26 ⁇ / b> K that are spare communication circuits 26.
  • the operations of the switch unit 24, the communication circuit 25, and the standby communication circuit 26 in the L2 switch IC 62 are the same as those of the switch unit 24, the communication circuit 25, and the standby communication circuit 26 in the L2 switch IC 52 shown in FIG.
  • the switch device 102 is not limited to the configuration in which the two spare communication circuits 26 are provided, and may be a configuration in which three or more spare communication circuits 26 are provided.
  • the logical port numbers of the terminals connected to the MPU 61, the communication circuit 25A, the communication circuit 25B, the communication circuit 25C, the spare communication circuit 26J, and the spare communication circuit 26K are # 0, # 1, # 2, and # 3, respectively. , # 4 and # 5.
  • the terminal to which the logical port number of # 5 is assigned is also referred to as a second spare terminal.
  • FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a switching unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • switching unit 63 includes changeover switches 22A, 22B, and 22C.
  • each of the changeover switches 22A, 22B, and 22C is also referred to as a changeover switch 22.
  • the communication circuits 25A, 25B, and 25C in the L2 switch IC 62 are provided corresponding to the change-over switches 22A, 22B, and 22C in the switching unit 63, respectively.
  • the changeover switches 22A, 22B, and 22C are provided corresponding to the communication ports 54A, 54B, and 54C, respectively.
  • the switching unit 63 can switch the connection destination of each communication port 54 between the corresponding communication circuit 25 and the plurality of spare communication circuits 26.
  • the changeover switch 22 in the switching unit 63 sets the connection destination of the communication port 54 connected to itself to the communication circuit 25 corresponding to the communication port 54, or the standby communication circuit 26J. , 26K can be switched.
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the changeover switch in the changeover unit according to the second embodiment of the present invention.
  • the changeover switch 22 includes a first end connected to the communication port 54, a second end connected to the communication circuit 25, a third end connected to the standby communication circuit 26J, And a fourth end connected to the communication circuit 26K.
  • the change-over switch 22 When the change-over switch 22 receives a normal connection command from the MPU 61, it electrically connects the first end and the second end.
  • the changeover switch 22 when the changeover switch 22 receives the first redundant connection command from the MPU 61, the changeover switch 22 electrically connects the first end and the third end.
  • the changeover switch 22 when the changeover switch 22 receives the second redundant connection command from the MPU 61, the changeover switch 22 electrically connects the first end and the fourth end.
  • a state in which the first end and the second end are electrically connected in the changeover switch 22 is also referred to as a normal connection state.
  • a state in which the first end and the third end are electrically connected is also referred to as a first redundant connection state.
  • the state in which the first end and the fourth end are electrically connected is also referred to as a second redundant connection state.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • the MPU 61 holds a changeover switch state table indicating the correspondence between the communication port 54 and the state of the corresponding changeover switch 22.
  • the communication circuits 25A, 25B, and 25C are operating normally, all the switches 22A to 22C are in the normal connection state.
  • the MPU 61 when switching the connection destination of the target port to the standby communication circuit 26, the MPU 61, when the standby communication circuit 26 is already connected to another communication port 54, the target port and the other Which communication port 54 is to be connected to the standby communication circuit 26 is determined.
  • the MPU 61 makes the above determination according to the priority of each of the plurality of communication ports 54, for example.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a priority table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • the MPU 61 holds a priority table indicating the correspondence between the communication port 54 and the switching priority.
  • the switching priorities of the communication ports 54A, 54B, and 54C are 3, 2, and 1, respectively.
  • the higher the numerical value of the switching priority the higher the priority.
  • the priority of the communication port 54A connected to the automatic driving ECU 111A is the highest, and the priority of the communication port 54C connected to the navigation device 111C is the lowest.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an ARL table held by the switch unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • the MPU 61 performs failure detection and intrusion detection at each normal terminal. For example, when the MPU 61 detects a communication abnormality at the terminal of the logical port number # 1, the MPU 61 performs the following processing.
  • the MPU 61 refers to, for example, the changeover switch state table shown in FIG. 13 and confirms that both the spare communication circuits 26J and 26K are unused.
  • the MPU 61 outputs a first redundant connection command to the changeover switch 22A in the switching unit 63, and causes the changeover switch 22A to transition from the normal connection state to the first redundant connection state.
  • the MPU 61 rewrites the “corresponding changeover switch state” corresponding to the “communication port 54A” to “first redundant connection state”.
  • the MPU 61 confirms the communication state at the terminal of the logical port number # 4, that is, the first spare terminal, and can confirm that the communication state at the first spare terminal is normal, as shown in FIGS.
  • the output destination corresponding to the MAC address of the automatic operation ECU 111A is rewritten from # 1 to # 4.
  • the MPU 61 is not limited to the configuration for confirming whether or not the spare communication circuits 26J and 26K are used based on the changeover switch state table, but by directly confirming the state of the spare communication circuits 26J and 26K, the spare communication circuits 26J and 26K.
  • the structure which confirms the presence or absence of use of may be sufficient.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the ARL table held by the switch unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • MPU 61 performs failure detection and intrusion detection at the terminal of logical port number # 2 and the terminal of logical port number # 3, for example.
  • the MPU 61 detects a communication abnormality at the terminal of the logical port number # 3, the MPU 61 performs the following processing.
  • the MPU 61 refers to, for example, the changeover switch state table shown in FIG. 15 and confirms that the standby communication circuit 26K is unused.
  • the MPU 61 outputs a second redundant connection command to the changeover switch 22C in the changeover unit 63, and causes the changeover switch 22C to transition from the normal connection state to the second redundant connection state.
  • the MPU 61 rewrites the “corresponding changeover switch state” corresponding to the “communication port 54C” to the “second redundant connection state”.
  • the MPU 61 confirms the communication state at the terminal of the logical port number # 5, that is, the second spare terminal, and can confirm that the communication state at the second spare terminal is normal, as shown in FIG. 16 and FIG.
  • the output destination corresponding to the MAC address of the navigation device 111C is rewritten from # 3 to # 5.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the ARL table held by the switch unit in the switch device according to the second embodiment of the present invention.
  • MPU 61 changes the connection destination of spare communication circuit 26 to another communication port 54 in a state where spare communication circuit 26 is connected to communication port 54, for example. Can be switched to.
  • the MPU 61 performs failure detection and intrusion detection at the terminal of the logical port number # 2, for example.
  • the MPU 61 detects a communication abnormality at the terminal of the logical port number # 2, the MPU 61 performs the following processing.
  • the MPU 61 refers to, for example, the changeover switch state table shown in FIG. 17 and confirms that both the standby communication circuits 26J and 26K are in use.
  • the MPU 61 compares the switching priority of the target port with the switching priority of the communication port 54 electrically connected to the standby communication circuit 26.
  • the target port is the communication port 54 corresponding to the terminal of the logical port number # 2, that is, the communication port 54B.
  • the MPU 61 refers to the changeover switch state table shown in FIG. 17 and confirms that the communication ports 54 electrically connected to the standby communication circuits 26J and 26K are the communication ports 54A and 54C, respectively.
  • the MPU 61 refers to the priority table shown in FIG. 14 and recognizes that the target port having the switching priority 2 is higher in priority than the communication port 54C and lower in priority than the communication port 54A.
  • the MPU 61 disconnects the electrical connection between the communication port 54C, which is a communication port 54 having a lower priority than the target port (hereinafter also referred to as a low priority communication port), and the standby communication circuit 26K. At the same time, it is determined that the target port and the spare communication circuit 26K should be electrically connected, and a reconnection process is performed.
  • the MPU 61 outputs a normal connection command to the changeover switch 22C in the switching unit 63, and transitions the changeover switch 22C from the second redundant connection state to the normal connection state, whereby the low priority communication port, that is, the communication port 54C. And the spare communication circuit 26K are disconnected.
  • the MPU 61 outputs the second redundant connection command to the changeover switch 22B in the switching unit 63, and makes the changeover switch 22B transition from the normal connection state to the second redundant connection state, whereby the target port, that is, the communication port 54B and the standby communication are switched.
  • the circuit 26K is electrically connected.
  • the MPU 61 rewrites the “corresponding changeover switch state” corresponding to the “communication port 54C” that is the low-priority communication port to the “normal connection state” and the “communication port” that is the target port
  • the “corresponding changeover switch state” corresponding to “port 54B” is rewritten to “second redundant connection state”.
  • the MPU 61 confirms the communication state at the terminal of the logical port number # 5, that is, the second spare terminal, and can confirm that the communication state at the second spare terminal is normal, as shown in FIG. 18 and FIG.
  • the output destination corresponding to the MAC address of the sensor 111B is rewritten from # 2 to # 5
  • the output destination corresponding to the MAC address of the navigation device 111C is rewritten from # 5 to NULL, for example.
  • the switch unit 24 When the switch unit 24 performs layer 2 switch processing, when the output destination corresponding to the transmission destination MAC address included in the Ethernet frame to be output is NULL in the ARL table, the output destination of the Ethernet frame does not exist. And the Ethernet frame is discarded, for example.
  • FIG. 21 is a flowchart defining an operation procedure when the switch device in the in-vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention performs the redundant switching process.
  • MPU 61 in switch device 102 monitors the communication state at each normal terminal until it detects a normal terminal with an abnormal communication state (NO in step S204) (step S202).
  • step S208 when the MPU 61 detects a normal terminal whose communication state is abnormal and the spare communication circuit 26J is unused (YES in step S204 and YES in step S206), the changeover switch corresponding to the normal terminal in which the abnormality is detected 22, that is, the first redundant connection command is output to the changeover switch 22 corresponding to the target port (step S208).
  • the MPU 61 detects a normal terminal whose communication state is abnormal, and when the spare communication circuit 26J is in use and the spare communication circuit 26K is not used (YES in step S204, NO in step S206, and step S210). YES), a second redundant connection command is output to the changeover switch 22 corresponding to the target port (step S212).
  • the MPU 61 compares the switching priority of the communication port 54 corresponding to the normal terminal in which the abnormality is detected, that is, the switching priority of the target port and the switching priority of each communication port 54 electrically connected to the standby communication circuits 26J and 26K. .
  • step In S216, YES when the switching priority of the target port is the lowest, that is, when the switching priority of the target port is smaller than the switching priority of the communication port 54 electrically connected to the standby communication circuits 26J and 26K (step In S216, YES), the redundancy switching process is terminated.
  • the MPU 61 performs a reconnection process (step S218).
  • the MPU 61 performs reconnection processing (step S218), or outputs the first redundant connection command or the second redundant connection command to the changeover switch 22 corresponding to the normal terminal in which the abnormality is detected (step S208 and step S208). S212), the following processing is performed.
  • the MPU 71 confirms the communication state of the target spare terminal, that is, the spare terminal that is the connection target of the target port (step S220).
  • step S224 when the confirmed communication state is normal (YES in step S222), the MPU 61 rewrites the ARL table (step S224).
  • the MPU 61 sets the logical port number of the normal terminal that detected the abnormality in the ARL table as the logical port of the first spare terminal. Rewrite the number.
  • the MPU 61 sets the logical port number of the normal terminal in which the abnormality is detected as the logical port number of the second spare terminal in the ARL table. rewrite.
  • the MPU 61 rewrites the logical port number of the target spare terminal to NULL in the ARL table, and sets the logical port number of the normal terminal that has detected the abnormality to the logical port number of the target spare terminal. Rewrite the number.
  • the MPU 61 records in the error log that the redundancy switching has failed (step S226).
  • steps S206 and S208 and the steps S210 and S212 is not limited to the above, and the order may be changed.
  • FIG. 22 is a flowchart defining an operation procedure when the switch device in the in-vehicle communication system according to the second embodiment of the present invention performs the reconnection process.
  • FIG. 22 shows details of the operation in step S218 of FIG.
  • the MPU 61 in the switch device 102 when the changeover switch 22 corresponding to the low priority communication port is in the first redundant connection state (YES in step S302), the changeover switch 22 corresponding to the target port.
  • the first redundant connection command is output to (step S304).
  • the MPU 61 outputs the second redundant connection command to the changeover switch 22 corresponding to the target port (step S302). S306).
  • the MPU 61 outputs a normal connection command to the changeover switch 22 corresponding to the low priority communication port (step S308).
  • a plurality of spare communication circuits 26 are provided.
  • the switch device 102 may have a configuration in which one spare communication circuit 26 is provided.
  • the switch device according to the second exemplary embodiment of the present invention is configured to perform the third redundant switching
  • the switch device 101 may be configured not to perform the third redundancy switching. Specifically, when both of the standby communication circuits 26J and 26K are in use, the MPU 61, even if an abnormality occurs in the communication circuit 25, the communication port 54 connected to the standby communication circuits 26J and 26K, and the concerned It is not determined which of the communication ports 54 corresponding to the communication circuit 25 should be connected to the standby communication circuits 26J and 26K.
  • the MPU 61 is configured to make the above determination according to the priority of each of the plurality of communication ports 54.
  • the present invention is not limited to this. is not.
  • the MPU 61 may be configured to make the above determination according to the amount of communication at each communication port 54 or the like.
  • the switch device includes a plurality of communication ports 54 that relay data in the in-vehicle network 12 and can be connected to the plurality of functional units 111 in the vehicle 1, respectively.
  • the plurality of communication circuits 25 are provided corresponding to the communication port 54 and can communicate with the functional unit 111 via the corresponding communication port 54.
  • a plurality of spare communication circuits 26 are provided in the switching device 102.
  • the switching unit 63 can switch the connection destination of each communication port 54 between the corresponding communication circuit 25 and the plurality of spare communication circuits 26.
  • the MPU 61 controls the switching unit 63 to switch the connection destination of the target port, which is the target communication port 54, to the standby communication circuit 26.
  • the switch device when the MPU 61 switches the connection destination of the target port to the spare communication circuit 26, the spare communication circuit 26 is already connected to another communication port 54. In this case, it is determined which of the target port and the other communication port 54 should be connected to the standby communication circuit 26.
  • the connection between the spare communication circuit 26 and the other communication port 54 is maintained, or the connection destination of the spare communication circuit 26 is changed from the other communication port 54 to the target port. Or switch to That is, it is possible to prevent the communication port 54 connected to the standby communication circuit 26 from being fixed.
  • the MPU 61 makes the above determination according to the priority of each of the plurality of communication ports 54.
  • a communication port 54 having a higher priority can be connected to the standby communication circuit 26, so that data can be transmitted / received from the functional unit 111 connected to the communication port 54 having a higher priority. It is possible to reduce the possibility of not being performed normally.
  • the present embodiment relates to a switch device including a spare communication port as compared with the switch device according to the first embodiment.
  • the contents other than those described below are the same as those of the switch device according to the first embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • the switch device 103 includes an MPU (control unit) 51, an L2 switch IC 52, a switching unit 73H, communication ports (first communication ports) 54A, 54B, and 54C, and standby communication ports (first communication ports). 2 communication ports) 55.
  • the operation of the MPU 51, L2 switch IC 52 and communication ports 54A, 54B, 54C in the switch device 103 is the same as that of the MPU 51, L2 switch IC 52 and communication ports 54A, 54B, 54C in the switch device 101 shown in FIG.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a switching unit in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • the switching unit 73H includes changeover switches 21A, 21B, 21C and a changeover switch 23H.
  • selector switches 21A, 21B, and 21C in the selector 73H are the same as those of the selector switches 21A, 21B, and 21C in the selector 53 shown in FIG.
  • the switching unit 73H can switch the connection destination of the communication ports 54A to 54C between the corresponding communication circuit 25 and the spare communication circuit 26, and determines whether or not the spare communication port 55 and the spare communication circuit 26 are connected. Switching is possible.
  • FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a changeover switch in the changeover unit according to the third embodiment of the present invention.
  • the changeover switch 23H has a first end connected to the standby communication circuit 26, a second end connected to the changeover switches 21A, 21B, and 21C, and a first end connected to the backup communication port 55. 3 ends.
  • the change-over switch 23H has a redundant connection state in which the first end and the second end are electrically connected by manual operation by a user or a mechanic, and an inspection in which the first end and the third end are electrically connected.
  • the connection state can be switched at any time.
  • the standby communication circuit 26 can communicate with another device, specifically, an inspection tool via the backup communication port 55, for example.
  • the standby communication port 55 is a communication port that is not used while the vehicle 1 is traveling, for example.
  • the user or a mechanic connects the inspection tool terminal and the spare communication port 55, for example, during maintenance of the vehicle 1, and operates the changeover switch 23H to bring the changeover switch 23H into a connection state at the time of inspection.
  • the inspection tool and the standby communication circuit 26 can communicate with each other.
  • the inspection tool communicates with the MPU 51 via the standby communication port 55, the changeover switch 23H, the standby communication circuit 26, and the switch unit 24 in accordance with, for example, the DoIP (Diagnostics over IP) communication standard.
  • An error log is acquired or firmware used by the MPU 51 is updated.
  • the changeover switch 23H is configured to be manually operated, but is not limited thereto.
  • FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a modified example of the switch device according to the third exemplary embodiment of the present invention.
  • switch device 104 which is a modification of switch device 103, has MPU (control unit) 71 and switching unit 73A instead of MPU 51 and switching unit 73H, as compared to switch device 103 shown in FIG. Is provided.
  • the operation of the L2 switch IC 52 and the communication ports 54A, 54B, 54C in the switch device 104 is the same as that of the L2 switch IC 52 and the communication ports 54A, 54B, 54C in the switch device 101 shown in FIG.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a switching unit in a modification of the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • switching unit 73A includes changeover switches 21A, 21B, and 21C and a changeover switch 23A.
  • selector switches 21A, 21B, and 21C in the selector 73A are the same as those of the selector switches 21A, 21B, and 21C in the selector 53 shown in FIG.
  • switching unit 73A can switch the connection destination of communication ports 54A to 54C between corresponding communication circuit 25 and standby communication circuit 26, and The presence or absence of connection with the standby communication circuit 26 can be switched.
  • the changeover switches 21A to 21C in the switching unit 73A receive the normal connection command and the redundant connection command from the MPU 71, and transition to the normal connection state and the redundant connection state, respectively.
  • the changeover switch 23A receives the redundancy connection instruction and the inspection connection instruction from the MPU 71, and transitions to the redundancy connection state and the inspection connection state, respectively.
  • the changeover switches 21A, 21B, and 21C are set to the normal connection state by the MPU 71.
  • the changeover switch 23A is set to a connection state during inspection by the MPU 71.
  • the communication circuits 25A, 25B, and 25C can communicate with the automatic driving ECU 111A, the sensor 111B, and the navigation device 111C through the communication ports 54A, 54B, and 54C, respectively.
  • the spare communication circuit 26 can communicate with the inspection tool via the spare communication port 55.
  • the terminal of the inspection tool and the standby communication port 55 are not connected, but the connection state during the inspection of the changeover switch 23A is maintained while the vehicle 1 is traveling.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • MPU 71 holds a changeover switch state table indicating the correspondence between the communication port 54 and the state of the corresponding changeover switch 21, and the correspondence between the standby communication port 55 and the changeover switch 23A.
  • the states of the changeover switches 21A to 21C are all in the normal connection state, and the state of the changeover switch 23A is the connection state at the time of inspection.
  • the MPU 71 switches the connection destination of the target port to the spare communication circuit 26
  • the spare communication circuit 26 is already connected to the spare communication port 55
  • either the target port or the spare communication port 55 is used as the spare communication circuit 26. Determine whether to connect to.
  • the MPU 71 makes a determination according to the priority of each of the plurality of communication ports 54 and the standby communication port 55, for example.
  • FIG. 29 is a diagram showing an example of a priority table held by the MPU in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • MPU 71 holds a priority table indicating the correspondence relationship between communication port 54 and backup communication port 55 and switching priority.
  • the priority of the standby communication port 55 is set to the lowest.
  • the switching priorities of the communication ports 54A, 54B, and 54C are 3, 2, and 1, respectively.
  • the switching priority of the standby communication port 55 is zero.
  • the higher the numerical value of the switching priority the higher the priority.
  • the communication port 54A connected to the automatic operation ECU 111A has the highest priority
  • the standby communication port 55 connected to the inspection tool has the lowest priority
  • FIG. 30 is a diagram illustrating an example of a changeover switch state table held by the MPU in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram showing an example of an ARL table held by the switch unit in the switch device according to the third embodiment of the present invention.
  • the inspection tool terminal and the standby communication port 55 are not connected to the traveling vehicle 1 as described above, the MAC address of the inspection tool and the output destination are as shown in the ARL table shown in FIG. Correspondence is not included in the ARL table.
  • the MPU 71 detects a communication abnormality at the terminal of the logical port number # 3 (see FIG. 4), the MPU 71 performs the following processing.
  • the MPU 71 refers to the switch state table shown in FIG. 28, for example, and confirms that the standby communication circuit 26 is waiting for communication with the inspection tool.
  • the MPU 71 compares the switching priority of the target port with the switching priority of the backup communication port 55 electrically connected to the backup communication circuit 26.
  • the target port is the communication port 54 corresponding to the terminal of the logical port number # 3, that is, the communication port 54C.
  • the MPU 71 refers to the priority table shown in FIG. 29, and since the switching priority of the target port is 1 and the switching priority of the standby communication port 55 is zero, the target port has priority over the backup communication port 55. Recognize that the degree is high.
  • the MPU 71 should disconnect the electrical connection between the spare communication port 55, which is a low priority communication port, and the spare communication circuit 26, and electrically connect the target port and the spare communication circuit 26. Is determined, and reconnection processing is performed.
  • the MPU 71 outputs a redundancy connection command to the changeover switch 23A in the switching unit 73A, and causes the changeover switch 23A to transition from the inspection connection state to the redundancy connection state.
  • the electrical connection between the port 55 and the standby communication circuit 26 is disconnected.
  • the MPU 71 outputs a redundant connection command to the changeover switch 21C in the changeover unit 73A, and changes the changeover switch 21C from the normal connection state to the redundant connection state, so that the target port, that is, the communication port 54C and the standby communication circuit 26 are switched. Connect electrically.
  • the MPU 71 rewrites the “corresponding changeover switch state” corresponding to the “preliminary communication port 55” which is the low priority communication port to the “redundant connection state” and is the target port.
  • the “corresponding changeover switch state” corresponding to “communication port 54C” is rewritten to “redundant connection state”.
  • the MPU 71 confirms the communication state at the terminal of the logical port number # 4, that is, the first spare terminal, and can confirm that the communication state at the first spare terminal is normal, as shown in FIG. 7 and FIG.
  • the output destination corresponding to the MAC address of the navigation device 111C is rewritten from # 3 to # 4.
  • the change-over switch 23A may be configured to be manually switchable. With such a configuration, even when the connection destination of the standby communication circuit 26 is switched to the communication port 54 by the MPU 71, the connection destination of the backup communication circuit 26 can be manually switched to the backup communication port 55.
  • the inspection tool and the MPU 71 can communicate with each other.
  • the switch device includes the plurality of communication ports 54 and the standby communication port 55.
  • the spare communication circuit 26 can communicate with another device such as an inspection tool via the spare communication port 55.
  • the switching unit 73A can switch presence / absence of connection between the standby communication port 55 and the standby communication circuit 26. Then, the priority of the standby communication port 55 is set to the lowest.
  • the spare communication port 55 and the spare communication circuit 26 are connected to enable communication between the inspection tool and the switch device 104. Can no longer be used, the connection destination of the standby communication circuit 26 can be automatically switched to a target port with a higher priority.
  • the switch device includes a plurality of communication ports 54 and a spare communication port 55.
  • the standby communication circuit 26 can communicate with another device such as an inspection tool via the standby communication port 55.
  • the standby communication circuit 26 can be used for communication with an inspection tool in addition to redundant switching for the communication circuit 25.
  • a switch device comprising a plurality of first communication ports that relay data in an in-vehicle network and can be connected to a plurality of functional units in a vehicle, A plurality of first communication circuits provided corresponding to the first communication ports and capable of communicating with the functional unit via the corresponding first communication ports; One or a plurality of second communication circuits different from the plurality of first communication circuits; A switching unit capable of switching a connection destination of each first communication port between the corresponding first communication circuit and the second communication circuit; When a predetermined condition is satisfied, the control unit is configured to control the switching unit to switch the connection destination of the target port that is the target first communication port to the second communication circuit, The switch device is capable of switching a connection destination of the second communication circuit to another first communication port in a state where the second communication circuit is connected to the first communication port.

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Abstract

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、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートを備えるスイッチ装置であって、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替部と、所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部とを備える。

Description

スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム
　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。
　この出願は、２０１７年６月１４日に出願された日本出願特願２０１７－１１６８５５号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
　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
　（１）本開示のスイッチ装置は、車載ネットワークにおけるデータを中継し、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートを備えるスイッチ装置であって、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替部と、所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部とを備える。
　（７）本開示の通信制御方法は、車載ネットワークにおけるデータを中継するスイッチ装置であって、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートと、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替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、所定条件を満たすか否かを判断するステップと、前記所定条件を満たすと判断した場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替えるステップとを含む。
　（８）本開示の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するスイッチ装置であって、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートと、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替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、コンピュータを、所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部、として機能させるためのプログラムである。
　本開示の一態様は、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され得るだけでなく、スイッチ装置を備える車載通信システムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、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され得る。
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スイッチ装置におけるＬ２スイッチＩＣの構成を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置における切替部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切替部における切替スイッチ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スイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図８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が冗長切り替え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スイッチ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スイッチ装置におけるＬ２スイッチＩＣ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スイッチ装置における切替部の構成を示す図である。 図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る切替部における切替スイッチの構成を示す図である。 図１３は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。 図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する優先度テーブルの一例を示す図である。 図１５は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。 図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図１７は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。 図１８は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図１９は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。 図２０は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。 図２１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が冗長切り替え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２２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がつなぎ替え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２３は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の構成を示す図である。 図２４は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置における切替部の構成を示す図である。 図２５は、本発明の第３の実施の形態に係る切替部における切替スイッチの構成を示す図である。 図２６は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例の構成を示す図である。 図２７は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例における切替部の構成を示す図である。 図２８は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。 図２９は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する優先度テーブルの一例を示す図である。 図３０は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。 図３１は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
　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。
　［本開示が解決しようとする課題］
　複数の機能部が設けられた車両において、機能部間において送受信されるデータを中継するスイッチ装置が設けられることがある。このスイッチ装置において機能部と通信するための通信回路を使用できない場合、スイッチ装置と機能部との通信が切断され、機能部間におけるデータの送受信が正常に行われなくなる。システムの冗長化により、スイッチ装置のより安定した動作を実現可能な技術が望まれるが、特許文献１にはこのような冗長化については開示されていない。
　本開示は、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いて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現する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。
　［本開示の効果］
　本開示によれば、車載ネットワークにおいて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現することができる。
　［本願発明の実施形態の説明］
　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、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートを備えるスイッチ装置であって、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替部と、所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部とを備える。
　このような構成により、第１通信回路を使用できない等の所定条件を満たす場合に、第１通信回路に対応する第１通信ポートの接続先を第２通信回路へ切り替えることで、第１通信ポートすなわち対象ポートに接続される機能部は、対象ポートを介して第２通信回路と通信することができるので、通信回路の適切な冗長化を実現することができる。これにより、当該機能部はスイッチ装置との通信を継続することができるので、当該機能部と他の機能部間におけるデータの送受信が正常に行われなくなることを防ぐことができる。したがって、車載ネットワークにおいて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現することができる。
　（２）好ましくは、前記所定条件は、前記第１通信回路に異常が発生したことであり、前記対象ポートは、異常の発生した前記第１通信回路に対応する前記第１通信ポートである。
　このような構成により、第１通信回路に異常が発生し、第１通信回路が使用不能になっても、第１通信回路に対応する第１通信ポートすなわち対象ポートに接続される機能部は、対象ポートを介して第２通信回路と通信することができるので、スイッチ装置との通信を継続することができる。
　（３）好ましくは、前記制御部は、前記対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える際、前記第２通信回路がすでに他の前記第１通信ポートに接続されている場合、前記対象ポートおよび前記他の第１通信ポートのいずれを前記第２通信回路に接続すべきかの判断を行う。
　このような構成により、たとえば、判断結果に基づいて、第２通信回路と他の第１通信ポートとの接続を維持したり、第２通信回路の接続先を他の第１通信ポートから対象ポートに切り替えたりすることができる。すなわち、第２通信回路に接続される第１通信ポートが固定されてしまうことを防ぐことができる。
　（４）より好ましくは、前記制御部は、前記複数の第１通信ポートの各々の優先度に応じて前記判断を行う。
　このような構成により、たとえば、より高い優先度の第１通信ポートを第２通信回路に接続させることができるので、より高い優先度の第１通信ポートに接続される機能部からのデータの送受信が正常に行われなくなる可能性を低減することができる。
　（５）より好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記複数の第１通信ポートと異なる第２通信ポートを備え、前記第２通信回路は、前記第２通信ポートを介して他の装置と通信可能であり、前記切替部は、さらに、前記第２通信ポートと前記第２通信回路との接続の有無を切り替え可能であり、前記第２通信ポートの優先度が最も低く設定される。
　このような構成により、たとえば、各第１通信回路が正常に動作する場合に第２通信ポートと第２通信回路とを接続させることで他の装置とスイッチ装置との通信を可能とし、第１通信回路が使用できなくなった場合に、第２通信回路の接続先をより優先度の高い対象ポートに自動的に切り替えることができる。
　（６）好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記複数の第１通信ポートと異なる第２通信ポートを備え、前記第２通信回路は、前記第２通信ポートを介して他の装置と通信可能である。
　このような構成により、第２通信回路を、第１通信回路の冗長切替用途に加えて、他の装置との通信用途に用いることができる。
　（７）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するスイッチ装置であって、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートと、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替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、所定条件を満たすか否かを判断するステップと、前記所定条件を満たすと判断した場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替えるステップとを含む。
　このような構成により、第１通信回路を使用できない等の所定条件を満たす場合に、第１通信回路に対応する第１通信ポートの接続先を第２通信回路へ切り替えることで、第１通信ポートすなわち対象ポートに接続される機能部は、対象ポートを介して第２通信回路と通信することができるので、通信回路の適切な冗長化を実現することができる。これにより、当該機能部はスイッチ装置との通信を継続することができるので、当該機能部と他の機能部間におけるデータの送受信が正常に行われなくなることを防ぐことができる。したがって、車載ネットワークにおいて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現することができる。
　（８）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、車載ネットワークにおけるデータを中継するスイッチ装置であって、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートと、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替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、コンピュータを、所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部、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、第１通信回路を使用できない等の所定条件を満たす場合に、第１通信回路に対応する第１通信ポートの接続先を第２通信回路へ切り替えることで、第１通信ポートすなわち対象ポートに接続される機能部は、対象ポートを介して第２通信回路と通信することができるので、通信回路の適切な冗長化を実現することができる。これにより、当該機能部はスイッチ装置との通信を継続することができるので、当該機能部と他の機能部間におけるデータの送受信が正常に行われなくなることを防ぐことができる。したがって、車載ネットワークにおいて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現することができる。
　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、スイッチ装置１０１と、複数の機能部１１１とを備える。車載通信システム３０１は、車両１に搭載される。
　機能部１１１は、たとえば、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）、センサ、ナビゲーション装置、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）、セントラルゲートウェイ（ＣＧＷ）、ヒューマンマシンインタフェース、およびカメラ等であり、スイッチ装置１０１と通信を行うことが可能である。
　車両１の車載ネットワーク１２におけるスイッチ装置１０１および各機能部１１１の接続関係は、たとえば固定されている。
　スイッチ装置１０１および機能部１１１は、たとえば、車載のイーサネット（登録商標）通信用のケーブル（以下、イーサネットケーブルとも称する。）により互いに接続されている。
　スイッチ装置１０１および機能部１１１は、イーサネットケーブルを用いて互いに通信する。スイッチ装置１０１および機能部１１１間では、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．３に従うイーサネットフレームを用いて情報のやり取りが行われる。
　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には、機能部１１１の具体例として、自動運転ＥＣＵ１１１Ａ、センサ１１１Ｂおよびナビゲーション装置１１１Ｃが示される。
　なお、車載通信システム３０１は、３つの機能部１１１を備える構成に限らず、２つまたは４つ以上の機能部１１１を備える構成であってもよい。
　車載ネットワーク１２において、たとえば、自動運転ＥＣＵ１１１Ａおよびセンサ１１１Ｂとナビゲーション装置１１１Ｃとは、互いに異なるサブネットに属する。
　車載ネットワーク１２では、たとえば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルに従って、ＩＰパケットを用いて情報の送受信が行われる。ＩＰパケットは、イーサネットフレームに格納されて伝送される。
　スイッチ装置１０１は、車載ネットワーク１２におけるデータを中継処理する。具体的には、スイッチ装置１０１は、自動運転ＥＣＵ１１１Ａ、センサ１１１Ｂおよびナビゲーション装置１１１Ｃ間で伝送されるイーサネットフレームを中継する。
　詳細には、スイッチ装置１０１は、複数のレイヤを有する通信プロトコルに従って動作する。より詳細には、スイッチ装置１０１は、Ｌ２（レイヤ２）スイッチとして機能することが可能であり、同じサブネットに属する機能部１１１間で伝送されるイーサネットフレームを中継する。
　この例では、スイッチ装置１０１は、自動運転ＥＣＵ１１１Ａおよびセンサ１１１Ｂ間で伝送されるイーサネットフレームを中継する。
　また、スイッチ装置１０１は、Ｌ３（レイヤ３）中継装置としても機能することが可能であり、異なるサブネットに属する機能部１１１間のイーサネットフレームを中継する。
　この例では、スイッチ装置１０１は、自動運転ＥＣＵ１１１Ａとナビゲーション装置１１１Ｃとの間で伝送されるイーサネットフレーム、およびセンサ１１１Ｂとナビゲーション装置１１１Ｃとの間で伝送されるイーサネットフレームを中継する。
　より詳細には、センサ１１１Ｂは、たとえば、自己の車両１の周辺における物体を定期的にセンシングし、センシング結果を示すセンサ情報を含むＩＰパケットを作成してイーサネットフレームに格納する。
　このＩＰパケットには、たとえば、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスとして、センサ１１１ＢのＩＰアドレスおよび自動運転ＥＣＵ１１１ＡのＩＰアドレスがそれぞれ含まれる。
　センサ１１１Ｂは、自己と自動運転ＥＣＵ１１１Ａとが同じサブネットに属していることから、自動運転ＥＣＵ１１１ＡのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスおよび自己のＭＡＣアドレスを、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスとしてそれぞれイーサネットフレームに書き込む。
　センサ１１１Ｂは、センサ情報を含むＩＰパケットを格納したイーサネットフレームをスイッチ装置１０１へ送信する。
　スイッチ装置１０１は、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対してレイヤ２のスイッチ処理を行うことで、イーサネットフレームを自動運転ＥＣＵ１１１Ａへ送信する。
　自動運転ＥＣＵ１１１Ａは、たとえば、センサ１１１Ｂからスイッチ装置１０１経由で受信したイーサネットフレームからセンサ情報を取得し、取得したセンサ情報に基づいて、自己の車両１の運転の制御を行う。
　また、自動運転ＥＣＵ１１１Ａは、たとえば、自己の車両１の自動運転の状況を示す状況情報を定期的にナビゲーション装置１１１Ｃへ送信する。
　より詳細には、自動運転ＥＣＵ１１１Ａは、たとえば、状況情報を含むＩＰパケットを作成してイーサネットフレームに格納する。
　このＩＰパケットには、たとえば、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスとして、自動運転ＥＣＵ１１１ＡのＩＰアドレスおよびナビゲーション装置１１１ＣのＩＰアドレスがそれぞれ含まれる。
　自動運転ＥＣＵ１１１Ａは、自己とナビゲーション装置１１１Ｃとが異なるサブネットに属していることから、デフォルトゲートウェイであるスイッチ装置１０１のＭＡＣアドレス、および自己のＭＡＣアドレスを、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスとしてそれぞれイーサネットフレームに書き込む。
　自動運転ＥＣＵ１１１Ａは、状況情報を含むＩＰパケットを格納したイーサネットフレームをスイッチ装置１０１へ送信する。
　スイッチ装置１０１は、自動運転ＥＣＵ１１１Ａ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対してレイヤ３の中継処理を行うことで、イーサネットフレームをナビゲーション装置１１１Ｃへ送信する。
　ナビゲーション装置１１１Ｃは、たとえば、自動運転ＥＣＵ１１１Ａからスイッチ装置１０１経由で受信したイーサネットフレームから状況情報を取得し、取得した状況情報の示す車両１の自動運転の状況を表示装置に表示してドライバに通知する。
　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１０１は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）（制御部）５１と、Ｌ２スイッチＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）５２と、切替部５３と、通信ポート（第１通信ポート）５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃとを備える。
　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。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、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。
　複数の通信ポート５４は、車両１における複数の機能部にそれぞれ接続可能である。この例では、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃは、それぞれ自動運転ＥＣＵ１１１Ａ，センサ１１１Ｂ，ナビゲーション装置１１１Ｃにイーサネットケーブルを介して接続される。
　図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ２スイッチＩＣの構成を示す図である。
　図４を参照して、Ｌ２スイッチＩＣ５２は、スイッチ部２４と、通信回路（第１通信回路）２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと、予備通信回路（第２通信回路）２６とを含む。以下、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの各々を、通信回路２５とも称する。
　図５は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置における切替部の構成を示す図である。
　図５を参照して、切替部５３は、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを含む。以下、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの各々を、切替スイッチ２１とも称する。
　図３～図５を参照して、複数の通信回路２５は、複数の通信ポート５４にそれぞれ対応して設けられる。
　より詳細には、Ｌ２スイッチＩＣ５２における通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、切替部５３における切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃにそれぞれ対応して設けられる。
　切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃにそれぞれ対応して設けられる。
　切替部５３は、各通信ポート５４の接続先を、対応の通信回路２５と予備通信回路２６とで切り替え可能である。
　より詳細には、切替部５３における切替スイッチ２１は、ＭＰＵ５１の制御に従って、自己に接続された通信ポート５４の接続先を、当該通信ポート５４に対応する通信回路２５にするか、予備通信回路２６にするかを切り替え可能である。
　図６は、本発明の第１の実施の形態に係る切替部における切替スイッチの構成を示す図である。
　図６を参照して、切替スイッチ２１は、通信ポート５４に接続された第１端と、通信回路２５に接続された第２端と、予備通信回路２６に接続された第３端とを有する。
　切替スイッチ２１は、ＭＰＵ５１から通常接続命令を受けると、第１端と第２端とを電気的に接続する。
　一方、切替スイッチ２１は、ＭＰＵ５１から冗長接続命令を受けると、第１端と第３端とを電気的に接続する。
　以下、切替スイッチ２１において、第１端と第２端とが電気的に接続された状態を、通常接続状態とも称する。また、第１端と第３端とが電気的に接続された状態を、冗長接続状態とも称する。
　再び図３～図５を参照して、通信回路２５は、対応の通信ポートを介して機能部１１１と通信可能である。
　通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが正常に動作している場合、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、ＭＰＵ５１によって通常接続状態に設定される。この場合、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃをそれぞれ介して自動運転ＥＣＵ１１１Ａ，センサ１１１Ｂ，ナビゲーション装置１１１Ｃと通信可能である。
　予備通信回路２６は、通信ポート５４を介して機能部１１１と通信可能である。より詳細には、たとえば、通信回路２５Ａの動作が異常である場合、切替スイッチ２１Ａは、ＭＰＵ５１によって冗長接続状態に設定される。この場合、予備通信回路２６は、通信ポート５４Ａを介して自動運転ＥＣＵ１１１Ａと通信可能となる。
　同様に、切替スイッチ２１ＢがＭＰＵ５１によって冗長接続状態に設定された場合、予備通信回路２６は、通信ポート５４Ｂを介してセンサ１１１Ｂと通信可能となる。また、切替スイッチ２１ＣがＭＰＵ５１によって冗長接続状態に設定された場合、予備通信回路２６は、通信ポート５４Ｃを介してナビゲーション装置１１１Ｃと通信可能となる。
　図３および図４を参照して、切替スイッチ２１Ａ～２１Ｃが通常接続状態に設定されている場合におけるＭＰＵ５１およびＬ２スイッチＩＣ５２の動作について説明する。
　Ｌ２スイッチＩＣ５２における通信回路２５は、たとえば、対応の切替スイッチ２１および通信ポート５４を介して接続された機能部１１１から電気信号を受信すると、所定の変調方式に従って電気信号を復調することによりシンボル列を生成し、生成したシンボル列をビット列に変換する。ここで、変換後のビット列はイーサネットフレームを示す。
　通信回路２５は、生成したビット列すなわちイーサネットフレームに対して、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）チェックおよびフィルタ処理等を行った後、当該イーサネットフレームをスイッチ部２４へ出力する。
　また、通信回路２５は、スイッチ部２４からイーサネットフレームを受けると、所定の変調方式に従って、受けたイーサネットフレームを示すビット列をシンボル列に変換する。
　通信回路２５は、変換後のシンボル列における先頭のシンボルから順に、当該シンボルに応じて搬送波を変調することにより電気信号を生成し、生成した電気信号を、対応の切替スイッチ２１および通信ポート５４を介して接続された機能部１１１へ送信する。
　また、予備通信回路２６は、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのうちのいずれか１つを介して機能部１１１と通信を行う場合、通信回路２５と同様に動作する。
　［レイヤ２のスイッチ処理］
　図７は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
　図４および図７を参照して、スイッチ部２４は、レイヤ２のスイッチ処理を行う。より詳細には、スイッチ部２４は、たとえば、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ、予備通信回路２６およびＭＰＵ５１にそれぞれ接続する複数の端子を有する。各端子には、固有の論理ポート番号が割り当てられている。
　この例では、ＭＰＵ５１、通信回路２５Ａ、通信回路２５Ｂ、通信回路２５Ｃおよび予備通信回路２６に接続された端子の論理ポート番号は、それぞれ＃０、＃１、＃２、＃３および＃４である。
　以下、＃１、＃２、＃３の論理ポート番号が割り当てられた端子を、通常端子とも称する。また、＃４の論理ポート番号が割り当てられた端子を、第１の予備端子とも称する。
　また、スイッチ部２４は、たとえば、図７に示すＡＲＬテーブル（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｌｏｇｉｃ）を保持している。
　ＡＲＬテーブルの内容は、上述したように車載ネットワーク１２において固定されている接続関係に基づいて、たとえばユーザにより予め定められている。
　ＡＲＬテーブルは、送信先ＭＡＣアドレスと出力先との対応関係を示す。ここで、出力先は、論理ポート番号である。
　具体的には、ＡＲＬテーブルには、機能部１１１のＭＡＣアドレスと当該機能部１１１を接続先とする端子すなわち通常端子の論理ポート番号との対応関係、および自己のスイッチ装置１０１のＭＡＣアドレスとＭＰＵ５１の論理ポート番号との対応関係が含まれる。
　スイッチ部２４は、通信回路２５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に含まれる送信先ＭＡＣアドレスを参照する。
　スイッチ部２４は、参照した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルから取得し、受信したイーサネットフレームを、取得した出力先へ出力する。
　具体的には、スイッチ部２４は、たとえば、センサ１１１Ｂから自動運転ＥＣＵ１１１Ａへ伝送されるイーサネットフレームのように、同一のサブネット内で伝送されるイーサネットフレームに対しては、参照した送信先ＭＡＣアドレスに対応する論理ポート番号として、＃１～＃３のうちのいずれか１つを取得する。
　そして、スイッチ部２４は、通信回路２５から受けたイーサネットフレームを、取得した論理ポート番号の端子から他の通信回路２５、切替スイッチ２１および通信ポート５４経由で機能部１１１へ送信する。
　一方、スイッチ部２４は、たとえば、自動運転ＥＣＵ１１１Ａからナビゲーション装置１１１Ｃへ伝送されるイーサネットフレームのように、異なるサブネット間で伝送されるイーサネットフレームに対しては、参照した送信先ＭＡＣアドレスに対応する論理ポート番号として、＃０を取得する。
　そして、スイッチ部２４は、通信回路２５から受けたイーサネットフレームをＭＰＵ５１へ出力する。
　また、スイッチ部２４は、ＭＰＵ５１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に含まれる送信先ＭＡＣアドレスを参照する。
　スイッチ部２４は、参照した送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先をＡＲＬテーブルから取得し、ＭＰＵ５１から受けたイーサネットフレームを、取得した出力先へ出力する。
　［レイヤ３の中継処理］
　再び図３を参照して、ＭＰＵ５１は、レイヤ３の中継処理を行う。より詳細には、ＭＰＵ５１は、Ｌ２スイッチＩＣ５２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の送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを書き換えるＬ３中継処理を行う。
　より詳細には、ＭＰＵ５１は、たとえば、送信先ネットワークと送出インタフェースとの対応関係を示すルーティングテーブルを保持している。また、ＭＰＵ５１は、たとえば、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応関係を示すＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブルを送出インタフェースごとに保持している。
　ＭＰＵ５１は、Ｌ２スイッチＩＣ５２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に含まれるＩＰパケットから送信先ＩＰアドレスを取得し、たとえば、取得した送信先ＩＰアドレスに対してサブネットマスク計算を行うことにより送信先ネットワークを特定する。
　ＭＰＵ５１は、ルーティングテーブルを参照し、特定した送信先ネットワークに対応する送出インタフェースを特定する。
　そして、ＭＰＵ５１は、特定した送出インタフェースに対応するＡＲＰテーブルを参照し、送信先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを当該ＡＲＰテーブルから取得する。
　ＭＰＵ５１は、イーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、それぞれ取得したＭＡＣアドレス、および自己のスイッチ装置１０１のＭＡＣアドレスに書き換え、書き換え後のイーサネットフレームをＬ２スイッチＩＣ５２へ出力する。
　［切替部５３の制御］
　図３および図４を参照して、ＭＰＵ５１は、所定条件Ｃ１を満たす場合、切替部５３を制御することにより、対象の通信ポート５４である対象ポートの接続先を予備通信回路２６へ切り替える。
　ここで、所定条件Ｃ１は、たとえば通信回路２５に異常が発生したことである。また、対象ポートは、たとえば異常の発生した通信回路２５に対応する通信ポート５４である。
　より詳細には、ＭＰＵ５１は、たとえば、Ｌ２スイッチＩＣ５２のスイッチ部２４における各通常端子における通信状態を監視し、監視結果に基づいて、スイッチ部２４における通信の異常を検知する。
　具体的には、ＭＰＵ５１は、たとえば、各通常端子における故障検知および侵入検知を行う。
　ここで、故障検知は、たとえば、各通常端子のうちの少なくともいずれか１つにおいて信号が受信されない等の物理的な故障を検知することである。
　侵入検知は、たとえば、各通常端子のうちの少なくともいずれか１つにおいて、通信レートが異常に大きい、およびＤｏＳ（Ｄｅｎｉａｌ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）攻撃等の不正アクセスにより受信カウンタのカウント値が異常に大きい等の論理的な異常を検知することである。
　ＭＰＵ５１は、たとえば、論理ポート番号＃３の端子において通信の異常を検知した場合、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ５１は、たとえば、冗長接続命令を切替部５３における切替スイッチ２１Ｃ（図５参照）へ出力し、切替スイッチ２１Ｃを通常接続状態から冗長接続状態へ遷移させる。
　このような構成により、ナビゲーション装置１１１Ｃから送信されたイーサネットフレームは、通信ポート５４Ｃ、切替スイッチ２１Ｃおよび予備通信回路２６経由でスイッチ部２４において受信される。
　ＭＰＵ５１は、論理ポート番号＃４の端子すなわち第１の予備端子における通信状態を確認する。具体的には、ＭＰＵ５１は、たとえば、正常なリンクアップ、および正常なイーサネットフレームの送受信が行われた否かを確認する。
　ＭＰＵ５１は、第１の予備端子における通信状態が正常であることを確認できた場合、たとえば、ＡＲＬテーブル（図７参照）において、ナビゲーション装置１１１ＣのＭＡＣアドレスに対応する出力先を、＃３から＃４に書き換える。
　このような構成により、ナビゲーション装置１１１ＣのＭＡＣアドレスを送信先ＭＡＣアドレスとして有するイーサネットフレームは、スイッチ部２４から予備通信回路２６、切替スイッチ２１Ｃおよび通信ポート５４Ｃ経由でナビゲーション装置１１１Ｃへ送信される。
　一方、ＭＰＵ５１は、第１の予備端子における通信状態が正常であることが確認できなかった場合、冗長切り替えに失敗したと認識し、冗長切り替えに失敗したことをたとえばエラーログに記録する。
　［動作の流れ］
　スイッチ装置は、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、以下に示す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読み出して実行する。この装置のプログラムは、外部からインストールすることができる。この装置のプログラムは、記録媒体に格納された状態で流通する。
　図８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が冗長切り替え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８を参照して、まず、スイッチ装置１０１におけるＭＰＵ５１は、通信状態が異常な通常端子を検知するまで（ステップＳ１０４でＮＯ）、各通常端子における通信状態を監視する（ステップＳ１０２）。
　そして、ＭＰＵ５１は、通信状態が異常な通常端子を検知すると（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、異常を検知した通常端子に対応する切替スイッチ２１すなわち対象ポートに対応する切替スイッチ２１へ冗長接続命令を出力する（ステップＳ１０６）。
　次に、ＭＰＵ５１は、第１の予備端子における通信状態を確認する（ステップＳ１０８）。
　次に、ＭＰＵ５１は、確認した通信状態が正常である場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ＡＲＬテーブルにおける、異常を検知した通常端子の論理ポート番号を第１の予備端子の論理ポート番号に書き換える（ステップＳ１１２）。
　一方、ＭＰＵ５１は、確認した通信状態が異常である場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、冗長切り替えに失敗したことをエラーログに記録する（ステップＳ１１４）。
　なお、たとえば、スイッチ装置１０１においてＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）の中継が行われる場合、ＭＰＵ５１は、上記ステップＳ１１２において、ＡＲＬテーブルの書き換えとともに、ＶＡＬＮテーブルの書き換えを行ってもよい。
　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、所定条件Ｃ１は、通信回路２５に異常が発生したことであるとしたが、これに限定するものではない。所定条件Ｃ１は、たとえば、通信回路のメンテナンス等によって当該通信回路が一時的に使用できないこと、および通信回路の使用時間が所定の耐用時間を超えたこと等の他の条件であってもよい。
　ところで、複数の機能部が設けられた車両において、機能部間において送受信されるデータを中継するスイッチ装置が設けられることがある。このスイッチ装置において機能部と通信するための通信回路を使用できない場合、スイッチ装置と機能部との通信が切断され、機能部間におけるデータの送受信が正常に行われなくなる。システムの冗長化により、スイッチ装置のより安定した動作を実現可能な技術が望まれるが、特許文献１にはこのような冗長化については開示されていない。
　これに対して、本発明の第１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、車両１における複数の機能部１１１にそれぞれ接続可能な複数の通信ポート５４を備える。複数の通信回路２５は、複数の通信ポート５４に対応して設けられ、対応の通信ポート５４を介して機能部１１１と通信可能である。スイッチ装置１０１では、１つの予備通信回路２６が設けられる。切替部５３は、各通信ポート５４の接続先を、対応の通信回路２５と予備通信回路２６とで切り替え可能である。そして、ＭＰＵ５１は、所定条件Ｃ１を満たす場合、切替部５３を制御することにより、対象の通信ポート５４である対象ポートの接続先を予備通信回路２６へ切り替える。
　このような構成により、通信回路２５を使用できない等の所定条件Ｃ１を満たす場合に、当該通信回路２５に対応する通信ポート５４の接続先を予備通信回路２６へ切り替えることで、当該通信回路２５すなわち対象ポートに接続される機能部１１１は、対象ポートを介して予備通信回路２６と通信することができるので、通信回路２５の適切な冗長化を実現することができる。これにより、機能部１１１はスイッチ装置１０１との通信を継続することができるので、機能部１１１と他の機能部１１１間におけるデータの送受信が正常に行われなくなることを防ぐことができる。したがって、車載ネットワークにおいて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現することができる。
　また、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置では、所定条件Ｃ１は、通信回路２５に異常が発生したことである。そして、対象ポートは、異常の発生した通信回路２５に対応する通信ポート５４である。
　このような構成により、通信回路２５に異常が発生し、当該通信回路２５が使用不能になっても、当該通信回路２５に対応する通信ポート５４すなわち対象ポートに接続される機能部１１１は、対象ポートを介して予備通信回路２６と通信することができるので、スイッチ装置１０１との通信を継続することができる。
　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スイッチ装置と比べて、複数の予備通信回路を備えるスイッチ装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るスイッチ装置と同様である。
　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スイッチ装置の構成を示す図である。
　図９を参照して、スイッチ装置１０２は、ＭＰＵ（制御部）６１と、Ｌ２スイッチＩＣ６２と、切替部６３と、通信ポート（第１通信ポート）５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃとを備える。
　スイッチ装置１０２における通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの動作は、図３に示すスイッチ装置１０１における通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ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スイッチ装置におけるＬ２スイッチＩＣの構成を示す図である。
　図１０を参照して、Ｌ２スイッチＩＣ６２は、スイッチ部２４と、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと、予備通信回路２６である予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋとを含む。
　Ｌ２スイッチＩＣ６２におけるスイッチ部２４、通信回路２５および予備通信回路２６の動作は、図４に示すＬ２スイッチＩＣ５２におけるスイッチ部２４、通信回路２５および予備通信回路２６とそれぞれ同様である。
　なお、スイッチ装置１０２では、２つの予備通信回路２６が設けられる構成に限らず、３つ以上の予備通信回路２６が設けられる構成であってもよい。
　この例では、ＭＰＵ６１、通信回路２５Ａ、通信回路２５Ｂ、通信回路２５Ｃ、予備通信回路２６Ｊおよび予備通信回路２６Ｋに接続された端子の論理ポート番号は、それぞれ＃０、＃１、＃２、＃３、＃４および＃５である。以下、＃５の論理ポート番号が割り当てられた端子を、第２の予備端子とも称する。
　図１１は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置における切替部の構成を示す図である。
　図１１を参照して、切替部６３は、切替スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを含む。以下、切替スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの各々を、切替スイッチ２２とも称する。
　図９～図１１を参照して、Ｌ２スイッチＩＣ６２における通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、切替部６３における切替スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃにそれぞれ対応して設けられる。
　切替スイッチ２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃにそれぞれ対応して設けられる。
　切替部６３は、各通信ポート５４の接続先を、対応の通信回路２５と複数の予備通信回路２６とで切り替え可能である。
　より詳細には、切替部６３における切替スイッチ２２は、ＭＰＵ６１の制御に従って、自己に接続された通信ポート５４の接続先を、当該通信ポート５４に対応する通信回路２５にするか、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋにするかを切り替え可能である。
　図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る切替部における切替スイッチの構成を示す図である。
　図１２を参照して、切替スイッチ２２は、通信ポート５４に接続された第１端と、通信回路２５に接続された第２端と、予備通信回路２６Ｊに接続された第３端と、予備通信回路２６Ｋに接続された第４端とを有する。
　切替スイッチ２２は、ＭＰＵ６１から通常接続命令を受けると、第１端と第２端とを電気的に接続する。
　一方、切替スイッチ２２は、ＭＰＵ６１から第１冗長接続命令を受けると、第１端と第３端とを電気的に接続する。
　また、切替スイッチ２２は、ＭＰＵ６１から第２冗長接続命令を受けると、第１端と第４端とを電気的に接続する。
　以下、切替スイッチ２２において、第１端と第２端とが電気的に接続された状態を、通常接続状態とも称する。第１端と第３端とが電気的に接続された状態を、第１冗長接続状態とも称する。また、第１端と第４端とが電気的に接続された状態を、第２冗長接続状態とも称する。
　図１３は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。
　図１３を参照して、ＭＰＵ６１は、通信ポート５４と対応の切替スイッチ２２の状態との対応関係を示す切替スイッチ状態テーブルを保持する。通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが正常に動作している場合、切替スイッチ２２Ａ～２２Ｃの状態は、すべて通常接続状態である。
　再び図９を参照して、ＭＰＵ６１は、たとえば、対象ポートの接続先を予備通信回路２６へ切り替える際、予備通信回路２６がすでに他の通信ポート５４に接続されている場合、対象ポートおよび当該他の通信ポート５４のいずれを予備通信回路２６に接続すべきかの判断を行う。
　より詳細には、ＭＰＵ６１は、たとえば、複数の通信ポート５４の各々の優先度に応じて上記判断を行う。
　図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する優先度テーブルの一例を示す図である。
　図１４を参照して、ＭＰＵ６１は、通信ポート５４と切替優先度との対応関係を示す優先度テーブルを保持する。この例では、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの切替優先度は、それぞれ３，２，１である。ここで、切替優先度の数値が大きいほど優先度が高くなる。
　したがって、自動運転ＥＣＵ１１１Ａに接続される通信ポート５４Ａの優先度が最も高く、また、ナビゲーション装置１１１Ｃに接続される通信ポート５４Ｃの優先度が最も低い。
　［１つ目の冗長切替］
　図１５は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。
　図１６は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
　図９～図１１、図１５および図１６を参照して、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが正常に動作している状況を想定する。この状況において、スイッチ部２４は、図７に示すＡＲＬテーブルを保持する。
　ＭＰＵ６１は、各通常端子における故障検知および侵入検知を行う。ＭＰＵ６１は、たとえば、論理ポート番号＃１の端子において通信の異常を検知した場合、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ６１は、たとえば、図１３に示す切替スイッチ状態テーブルを参照し、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの両方が未使用であることを確認する。
　そして、ＭＰＵ６１は、たとえば、第１冗長接続命令を切替部６３における切替スイッチ２２Ａへ出力し、切替スイッチ２２Ａを通常接続状態から第１冗長接続状態へ遷移させる。
　これにより、通信回路２５Ａと通信ポート５４Ａとの電気的な接続が切断され、かつ予備通信回路２６Ｊと通信ポート５４Ａとが電気的に接続される。
　また、ＭＰＵ６１は、図１５に示すように、「通信ポート５４Ａ」に対応する「対応の切替スイッチの状態」を「第１冗長接続状態」に書き換える。
　ＭＰＵ６１は、論理ポート番号＃４の端子すなわち第１の予備端子における通信状態を確認し、第１の予備端子における通信状態が正常であることを確認できた場合、図７および図１６に示すように、自動運転ＥＣＵ１１１ＡのＭＡＣアドレスに対応する出力先を、＃１から＃４に書き換える。
　なお、ＭＰＵ６１は、切替スイッチ状態テーブルに基づいて予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの使用の有無を確認する構成に限らず、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの状態を直接確認することにより予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの使用の有無を確認する構成であってもよい。
　［２つ目の冗長切替］
　図１７は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。
　図１８は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
　図９～図１１、図１７および図１８を参照して、ＭＰＵ６１は、たとえば、論理ポート番号＃２の端子、および論理ポート番号＃３の端子における故障検知および侵入検知を行う。
　ＭＰＵ６１は、たとえば、論理ポート番号＃３の端子において通信の異常を検知した場合、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ６１は、たとえば、図１５に示す切替スイッチ状態テーブルを参照し、予備通信回路２６Ｋが未使用であることを確認する。
　そして、ＭＰＵ６１は、たとえば、第２冗長接続命令を切替部６３における切替スイッチ２２Ｃへ出力し、切替スイッチ２２Ｃを通常接続状態から第２冗長接続状態へ遷移させる。
　これにより、通信回路２５Ｃと通信ポート５４Ｃとの電気的な接続が切断され、かつ予備通信回路２６Ｋと通信ポート５４Ｃとが電気的に接続される。
　また、ＭＰＵ６１は、図１７に示すように、「通信ポート５４Ｃ」に対応する「対応の切替スイッチの状態」を「第２冗長接続状態」に書き換える。
　ＭＰＵ６１は、論理ポート番号＃５の端子すなわち第２の予備端子における通信状態を確認し、第２の予備端子における通信状態が正常であることを確認できた場合、図１６および図１８に示すように、ナビゲーション装置１１１ＣのＭＡＣアドレスに対応する出力先を、＃３から＃５に書き換える。
　［３つ目の冗長切替］
　図１９は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。
　図２０は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
　図９～図１１、図１９および図２０を参照して、ＭＰＵ６１は、たとえば、予備通信回路２６が通信ポート５４に接続されている状態において、予備通信回路２６の接続先を他の通信ポート５４に切り替え可能である。
　より詳細には、ＭＰＵ６１は、たとえば、論理ポート番号＃２の端子における故障検知および侵入検知を行う。
　ＭＰＵ６１は、たとえば、論理ポート番号＃２の端子において通信の異常を検知した場合、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ６１は、たとえば、図１７に示す切替スイッチ状態テーブルを参照し、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの両方が使用中であることを確認する。
　そして、ＭＰＵ６１は、たとえば、対象ポートの切替優先度と予備通信回路２６に電気的に接続された通信ポート５４の切替優先度とを比較する。ここで、対象ポートは、論理ポート番号＃２の端子に対応する通信ポート５４すなわち通信ポート５４Ｂである。
　ＭＰＵ６１は、図１７に示す切替スイッチ状態テーブルを参照し、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋに電気的に接続された通信ポート５４が、それぞれ通信ポート５４Ａ，５４Ｃであることを確認する。
　ＭＰＵ６１は、図１４に示す優先度テーブルを参照し、切替優先度が２の対象ポートが、通信ポート５４Ｃより優先度が高く、かつ通信ポート５４Ａより優先度が低いことを認識する。
　ＭＰＵ６１は、認識結果に基づいて、対象ポートより低い優先度の通信ポート５４（以下、低優先通信ポートとも称する。）である通信ポート５４Ｃと予備通信回路２６Ｋとの電気的な接続を切断し、かつ対象ポートと予備通信回路２６Ｋとを電気的に接続すべきと判断し、つなぎ替え処理を行う。
　より詳細には、ＭＰＵ６１は、通常接続命令を切替部６３における切替スイッチ２２Ｃへ出力し、切替スイッチ２２Ｃを第２冗長接続状態から通常接続状態へ遷移させることで、低優先通信ポートすなわち通信ポート５４Ｃと予備通信回路２６Ｋとの電気的な接続を切断する。
　また、ＭＰＵ６１は、第２冗長接続命令を切替部６３における切替スイッチ２２Ｂへ出力し、切替スイッチ２２Ｂを通常接続状態から第２冗長接続状態へ遷移させることで、対象ポートすなわち通信ポート５４Ｂと予備通信回路２６Ｋとを電気的に接続する。
　また、ＭＰＵ６１は、図１９に示すように、低優先通信ポートである「通信ポート５４Ｃ」に対応する「対応の切替スイッチの状態」を「通常接続状態」に書き換えるとともに、対象ポートである「通信ポート５４Ｂ」に対応する「対応の切替スイッチの状態」を「第２冗長接続状態」に書き換える。
　ＭＰＵ６１は、論理ポート番号＃５の端子すなわち第２の予備端子における通信状態を確認し、第２の予備端子における通信状態が正常であることを確認できた場合、図１８および図２０に示すように、センサ１１１ＢのＭＡＣアドレスに対応する出力先を、＃２から＃５に書き換えるとともに、ナビゲーション装置１１１ＣのＭＡＣアドレスに対応する出力先を、＃５からたとえばＮＵＬＬに書き換える。
　スイッチ部２４は、レイヤ２のスイッチ処理を行う場合において、出力対象のイーサネットフレームに含まれる送信先ＭＡＣアドレスに対応する出力先がＡＲＬテーブルにおいてＮＵＬＬであるとき、当該イーサネットフレームの出力先が存在しないと認識し、当該イーサネットフレームをたとえば破棄する。
　［動作の流れ］
　図２１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が冗長切り替え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２１を参照して、まず、スイッチ装置１０２におけるＭＰＵ６１は、通信状態が異常な通常端子を検知するまで（ステップＳ２０４でＮＯ）、各通常端子における通信状態を監視する（ステップＳ２０２）。
　そして、ＭＰＵ６１は、通信状態が異常な通常端子を検知し、かつ予備通信回路２６Ｊが未使用である場合（ステップＳ２０４でＹＥＳおよびステップＳ２０６でＹＥＳ）、異常を検知した通常端子に対応する切替スイッチ２２すなわち対象ポートに対応する切替スイッチ２２へ第１冗長接続命令を出力する（ステップＳ２０８）。
　一方、ＭＰＵ６１は、通信状態が異常な通常端子を検知し、予備通信回路２６Ｊが使用中であり、かつ予備通信回路２６Ｋが未使用である場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ、ステップＳ２０６でＮＯおよびステップＳ２１０でＹＥＳ）、対象ポートに対応する切替スイッチ２２へ第２冗長接続命令を出力する（ステップＳ２１２）。
　また、ＭＰＵ６１は、通信状態が異常な通常端子を検知し、かつ予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの両方が使用中である場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ、ステップＳ２０６でＮＯおよびステップＳ２１０でＮＯ）、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ６１は、異常を検知した通常端子に対応する通信ポート５４すなわち対象ポートの切替優先度と予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋに電気的に接続された各通信ポート５４の切替優先度とを比較する。
　次に、ＭＰＵ６１は、対象ポートの切替優先度が最低の場合、すなわち対象ポートの切替優先度が予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋに電気的に接続された通信ポート５４の切替優先度より小さい場合（ステップＳ２１６でＹＥＳ）、冗長切り替え処理を終了する。
　一方、ＭＰＵ６１は、対象ポートの切替優先度が最低でない場合（ステップＳ２１６でＮＯ）、つなぎ替え処理を行う（ステップＳ２１８）。
　次に、ＭＰＵ６１は、つなぎ替え処理を行うか（ステップＳ２１８）、または異常を検知した通常端子に対応する切替スイッチ２２へ第１冗長接続命令もしくは第２冗長接続命令を出力すると（ステップＳ２０８およびステップＳ２１２）、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ７１は、対象の予備端子すなわち対象ポートの接続対象となった予備端子における通信状態を確認する（ステップＳ２２０）。
　次に、ＭＰＵ６１は、確認した通信状態が正常である場合（ステップＳ２２２でＹＥＳ）、ＡＲＬテーブルを書き換える（ステップＳ２２４）。
　より詳細には、ＭＰＵ６１は、未使用の予備通信回路２６Ｊと対象ポートとを電気的に接続した場合、ＡＲＬテーブルにおいて、異常を検知した通常端子の論理ポート番号を第１の予備端子の論理ポート番号に書き換える。
　また、ＭＰＵ６１は、未使用の予備通信回路２６Ｋと対象ポートとを電気的に接続した場合、ＡＲＬテーブルにおいて、異常を検知した通常端子の論理ポート番号を、第２の予備端子の論理ポート番号に書き換える。
　また、ＭＰＵ６１は、つなぎ替え処理を行った場合、ＡＲＬテーブルにおいて、対象の予備端子の論理ポート番号をＮＵＬＬに書き換えるとともに、異常を検知した通常端子の論理ポート番号を、対象の予備端子の論理ポート番号に書き換える。
　一方、ＭＰＵ６１は、確認した通信状態が異常である場合（ステップＳ２２２でＮＯ）、冗長切り替えに失敗したことをエラーログに記録する（ステップＳ２２６）。
　なお、上記ステップＳ２０６，Ｓ２０８と上記ステップＳ２１０，Ｓ２１２との順番は、上記に限らず、順番を入れ替えてもよい。
　図２２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がつなぎ替え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２２は、図２１のステップＳ２１８における動作の詳細を示している。
　図２２を参照して、まず、スイッチ装置１０２におけるＭＰＵ６１は、低優先通信ポートに対応する切替スイッチ２２が第１冗長接続状態である場合（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、対象ポートに対応する切替スイッチ２２へ第１冗長接続命令を出力する（ステップＳ３０４）。
　一方、ＭＰＵ６１は、低優先通信ポートに対応する切替スイッチ２２が第２冗長接続状態である場合（ステップＳ３０２でＮＯ）、対象ポートに対応する切替スイッチ２２へ第２冗長接続命令を出力する（ステップＳ３０６）。
　次に、ＭＰＵ６１は、低優先通信ポートに対応する切替スイッチ２２へ通常接続命令を出力する（ステップＳ３０８）。
　なお、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置では、複数の予備通信回路２６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。スイッチ装置１０２では、１つの予備通信回路２６が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スイッチ装置は、３つ目の冗長切替を行う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、３つ目の冗長切替を行わない構成であってもよい。具体的には、ＭＰＵ６１は、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋの両方が使用中である場合、通信回路２５に異常が発生しても、予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋに接続される通信ポート５４、および当該通信回路２５に対応する通信ポート５４のいずれを予備通信回路２６Ｊ，２６Ｋに接続すべきかの判断を行わない。
　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、ＭＰＵ６１は、複数の通信ポート５４の各々の優先度に応じて、上記判断を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。ＭＰＵ６１は、たとえば、各通信ポート５４における通信量等に応じて上記判断を行う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は、車載ネットワーク１２におけるデータを中継し、車両１における複数の機能部１１１にそれぞれ接続可能な複数の通信ポート５４を備える。複数の通信回路２５は、通信ポート５４に対応して設けられ、対応の通信ポート５４を介して機能部１１１と通信可能である。スイッチ装置１０２では、複数の予備通信回路２６が設けられる。切替部６３は、各通信ポート５４の接続先を、対応の通信回路２５と当該複数の予備通信回路２６とで切り替え可能である。そして、ＭＰＵ６１は、所定条件Ｃ１を満たす場合、切替部６３を制御することにより、対象の通信ポート５４である対象ポートの接続先を予備通信回路２６へ切り替える。
　このような構成により、通信回路２５を使用できない等の所定条件Ｃ１を満たす場合に、当該通信回路２５に対応する通信ポート５４の接続先を予備通信回路２６へ切り替えることで、当該通信ポート５４すなわち対象ポートに接続される機能部１１１は、対象ポートを介して予備通信回路２６と通信することができるので、通信回路２５の適切な冗長化を実現することができる。これにより、機能部１１１はスイッチ装置１０２との通信を継続することができるので、機能部１１１と他の機能部１１１間におけるデータの送受信が正常に行われなくなることを防ぐことができる。したがって、車載ネットワークにおいて、データを中継するスイッチ装置のより安定した動作を実現することができる。
　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、ＭＰＵ６１は、対象ポートの接続先を予備通信回路２６へ切り替える際、予備通信回路２６がすでに他の通信ポート５４に接続されている場合、対象ポートおよび当該他の通信ポート５４のいずれを予備通信回路２６に接続すべきかの判断を行う。
　このような構成により、たとえば、判断結果に基づいて、予備通信回路２６と上記他の通信ポート５４との接続を維持したり、予備通信回路２６の接続先を上記他の通信ポート５４から対象ポートに切り替えたりすることができる。すなわち、予備通信回路２６に接続される通信ポート５４が固定されてしまうことを防ぐことができる。
　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、ＭＰＵ６１は、複数の通信ポート５４の各々の優先度に応じて上記判断を行う。
　このような構成により、たとえば、より高い優先度の通信ポート５４を予備通信回路２６に接続させることができるので、より高い優先度の通信ポート５４に接続される機能部１１１からのデータの送受信が正常に行われなくなる可能性を低減することができる。
　その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るスイッチ装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
　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３の実施の形態＞
　本実施の形態は、第１の実施の形態に係るスイッチ装置と比べて、予備の通信ポートを備えるスイッチ装置に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係るスイッチ装置と同様である。
　図２３は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の構成を示す図である。
　図２３を参照して、スイッチ装置１０３は、ＭＰＵ（制御部）５１と、Ｌ２スイッチＩＣ５２と、切替部７３Ｈと、通信ポート（第１通信ポート）５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃと、予備通信ポート（第２通信ポート）５５とを備える。
　スイッチ装置１０３におけるＭＰＵ５１、Ｌ２スイッチＩＣ５２および通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの動作は、図３に示すスイッチ装置１０１におけるＭＰＵ５１、Ｌ２スイッチＩＣ５２および通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃとそれぞれ同様である。
　図２４は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置における切替部の構成を示す図である。
　図２４を参照して、切替部７３Ｈは、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃと、切替スイッチ２３Ｈとを含む。
　切替部７３Ｈにおける切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの構成および動作は、図５に示す切替部５３における切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃとそれぞれ同様である。
　切替部７３Ｈは、たとえば、通信ポート５４Ａ～５４Ｃの接続先を、対応の通信回路２５と予備通信回路２６とで切り替え可能であり、かつ予備通信ポート５５と予備通信回路２６との接続の有無を切り替え可能である。
　図２５は、本発明の第３の実施の形態に係る切替部における切替スイッチの構成を示す図である。
　図２５を参照して、切替スイッチ２３Ｈは、予備通信回路２６に接続された第１端と、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに接続された第２端と、予備通信ポート５５に接続された第３端とを有する。
　切替スイッチ２３Ｈは、ユーザまたは整備士等の手動操作によって、第１端と第２端とを電気的に接続する冗長時接続状態、および第１端と第３端とを電気的に接続する検査時接続状態を切り替え可能である。
　図４および図２３～図２５を参照して、予備通信回路２６は、たとえば、予備通信ポート５５を介して他の装置、具体的には検査ツールと通信可能である。
　より詳細には、予備通信ポート５５は、たとえば、車両１の走行中に使用しない通信ポートである。
　ユーザまたは整備士が、たとえば、車両１の整備時などにおいて、検査ツールの端子と予備通信ポート５５とを接続し、かつ切替スイッチ２３Ｈを操作して切替スイッチ２３Ｈを検査時接続状態にする。これにより、検査ツールと予備通信回路２６とが通信可能な状態となる。
　この状態において、検査ツールは、たとえば、ＤｏＩＰ（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ　ｏｖｅｒ　ＩＰ）の通信規格に従って、予備通信ポート５５、切替スイッチ２３Ｈ、予備通信回路２６およびスイッチ部２４経由でＭＰＵ５１と通信を行うことにより、ＭＰＵ５１からエラーログを取得したり、ＭＰＵ５１が用いるファームウェアを更新したりする。
　［スイッチ装置１０３の変形例］
　スイッチ装置１０３では、切替スイッチ２３Ｈは手動で操作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。
　図２６は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例の構成を示す図である。
　図２６を参照して、スイッチ装置１０３の変形例であるスイッチ装置１０４は、図２３に示すスイッチ装置１０３と比べて、ＭＰＵ５１および切替部７３Ｈの代わりに、ＭＰＵ（制御部）７１および切替部７３Ａを備える。
　スイッチ装置１０４におけるＬ２スイッチＩＣ５２および通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの動作は、図３に示すスイッチ装置１０１におけるＬ２スイッチＩＣ５２および通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃとそれぞれ同様である。
　図２７は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の変形例における切替部の構成を示す図である。
　図２７を参照して、切替部７３Ａは、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃと、切替スイッチ２３Ａとを含む。
　切替部７３Ａにおける切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃの構成および動作は、図５に示す切替部５３における切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃとそれぞれ同様である。
　図２６および図２７を参照して、切替部７３Ａは、たとえば、通信ポート５４Ａ～５４Ｃの接続先を、対応の通信回路２５と予備通信回路２６とで切り替え可能であり、かつ予備通信ポート５５と予備通信回路２６との接続の有無を切り替え可能である。
　より詳細には、切替部７３Ａにおける切替スイッチ２１Ａ～２１Ｃは、ＭＰＵ７１から通常接続命令および冗長接続命令を受けて、通常接続状態および冗長接続状態へそれぞれ遷移する。
　また、切替スイッチ２３Ａは、ＭＰＵ７１から冗長時接続命令および検査時接続命令を受けて、冗長時接続状態および検査時接続状態へそれぞれ遷移する。
　通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが正常に動作している場合、切替スイッチ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは、ＭＰＵ７１によって通常接続状態に設定される。また、切替スイッチ２３Ａは、ＭＰＵ７１によって検査時接続状態に設定される。
　この場合、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃは、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃをそれぞれ介して自動運転ＥＣＵ１１１Ａ，センサ１１１Ｂ，ナビゲーション装置１１１Ｃと通信可能である。また、予備通信回路２６は、予備通信ポート５５を介して検査ツールと通信可能である。
　たとえば、車両１の走行中では、検査ツールの端子と予備通信ポート５５とが接続されることはないが、車両１の走行中でも切替スイッチ２３Ａの検査時接続状態は維持される。
　図２８は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。
　図２８を参照して、ＭＰＵ７１は、通信ポート５４と対応の切替スイッチ２１の状態との対応関係、および予備通信ポート５５と切替スイッチ２３Ａの状態との対応関係を示す切替スイッチ状態テーブルを保持する。通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが正常に動作している場合、切替スイッチ２１Ａ～２１Ｃの状態は、すべて通常接続状態であり、かつ切替スイッチ２３Ａの状態は、検査時接続状態である。
　ＭＰＵ７１は、たとえば、対象ポートの接続先を予備通信回路２６へ切り替える際、予備通信回路２６がすでに予備通信ポート５５に接続されている場合、対象ポートおよび予備通信ポート５５のいずれを予備通信回路２６に接続すべきかの判断を行う。
　より詳細には、ＭＰＵ７１は、たとえば、複数の通信ポート５４および予備通信ポート５５の各々の優先度に応じて判断を行う。
　図２９は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する優先度テーブルの一例を示す図である。
　図２９を参照して、ＭＰＵ７１は、通信ポート５４および予備通信ポート５５と切替優先度との対応関係を示す優先度テーブルを保持する。
　たとえば、予備通信ポート５５の優先度が最も低く設定される。具体的には、通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃの切替優先度は、それぞれ３，２，１である。また、予備通信ポート５５の切替優先度は、ゼロである。ここで、切替優先度の数値が大きいほど優先度が高くなる。
　したがって、自動運転ＥＣＵ１１１Ａに接続される通信ポート５４Ａの優先度が最も高く、また、検査ツールに接続される予備通信ポート５５の優先度が最も低い。
　［１つ目の冗長切替］
　図３０は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＭＰＵが保持する切替スイッチ状態テーブルの一例を示す図である。
　図３１は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置におけるスイッチ部が保持するＡＲＬテーブルの一例を示す図である。
　図２６～図３１を参照して、通信回路２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃが正常に動作し、車両１が走行している状況を想定する。この状況において、スイッチ部２４は、図７に示すＡＲＬテーブルを保持する。
　ここで、上述したように走行中の車両１では検査ツールの端子と予備通信ポート５５とが接続されていないので、図７に示すＡＲＬテーブルのように、検査ツールのＭＡＣアドレスと出力先との対応関係がＡＲＬテーブルに含まれない。
　ＭＰＵ７１は、たとえば、論理ポート番号＃３の端子（図４参照）において通信の異常を検知した場合、以下の処理を行う。
　すなわち、ＭＰＵ７１は、たとえば、図２８に示すスイッチ状態テーブルを参照し、予備通信回路２６が検査ツールとの通信用に待機していることを確認する。
　そして、ＭＰＵ７１は、たとえば、対象ポートの切替優先度と予備通信回路２６に電気的に接続された予備通信ポート５５の切替優先度とを比較する。ここで、対象ポートは、論理ポート番号＃３の端子に対応する通信ポート５４すなわち通信ポート５４Ｃである。
　ＭＰＵ７１は、図２９に示す優先度テーブルを参照し、対象ポートの切替優先度が１であり、かつ予備通信ポート５５の切り替え優先度がゼロであるので、対象ポートが、予備通信ポート５５より優先度が高いことを認識する。
　ＭＰＵ７１は、認識結果に基づいて、低優先通信ポートである予備通信ポート５５と予備通信回路２６との電気的な接続を切断し、かつ対象ポートと予備通信回路２６とを電気的に接続すべきと判断し、つなぎ替え処理を行う。
　より詳細には、ＭＰＵ７１は、冗長時接続命令を切替部７３Ａにおける切替スイッチ２３Ａへ出力し、切替スイッチ２３Ａを検査時接続状態から冗長時接続状態へ遷移させることで、低優先通信ポートすなわち予備通信ポート５５と予備通信回路２６との電気的な接続を切断する。
　また、ＭＰＵ７１は、冗長接続命令を切替部７３Ａにおける切替スイッチ２１Ｃへ出力し、切替スイッチ２１Ｃを通常接続状態から冗長接続状態へ遷移させることで、対象ポートすなわち通信ポート５４Ｃと予備通信回路２６とを電気的に接続する。
　また、ＭＰＵ７１は、図３０に示すように、低優先通信ポートである「予備通信ポート５５」に対応する「対応の切替スイッチの状態」を「冗長時接続状態」に書き換えるとともに、対象ポートである「通信ポート５４Ｃ」に対応する「対応の切替スイッチの状態」を「冗長接続状態」に書き換える。
　ＭＰＵ７１は、論理ポート番号＃４の端子すなわち第１の予備端子における通信状態を確認し、第１の予備端子における通信状態が正常であることを確認できた場合、図７および図３１に示すように、ナビゲーション装置１１１ＣのＭＡＣアドレスに対応する出力先を、＃３から＃４に書き換える。
　なお、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置では、切替スイッチ２３Ａは、手動でも切り替え可能な構成であってもよい。このような構成により、ＭＰＵ７１によって予備通信回路２６の接続先が通信ポート５４に切り替えられた場合においても、予備通信回路２６の接続先を手動で予備通信ポート５５に切り替えることができるので、検査時において検査ツールとＭＰＵ７１とを通信させることができる。
　以上のように、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置は、複数の通信ポート５４と、予備通信ポート５５とを備える。予備通信回路２６は、予備通信ポート５５を介して他の装置たとえば検査ツールと通信可能である。切替部７３Ａは、さらに、予備通信ポート５５と予備通信回路２６との接続の有無を切り替え可能である。そして、予備通信ポート５５の優先度が最も低く設定される。
　このような構成により、たとえば、各通信回路２５が正常に動作する場合に予備通信ポート５５と予備通信回路２６とを接続させることで検査ツールとスイッチ装置１０４との通信を可能とし、通信回路２５が使用できなくなった場合に、予備通信回路２６の接続先をより優先度の高い対象ポートに自動的に切り替えることができる。
　また、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置では、複数の通信ポート５４と、予備通信ポート５５とを備える。そして、予備通信回路２６は、予備通信ポート５５を介して他の装置たとえば検査ツールと通信可能である。
　このような構成により、予備通信回路２６を、通信回路２５の冗長切替用途に加えて、検査ツールとの通信用途に用いることができる。
　その他の構成および動作は第１の実施の形態に係るスイッチ装置と同様であるため、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～第３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、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、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、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートを備えるスイッチ装置であって、
　前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、
　前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、
　各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替部と、
　所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部とを備え、
　前記制御部は、前記第２通信回路が前記第１通信ポートに接続されている状態において、前記第２通信回路の接続先を他の前記第１通信ポートに切り替え可能である、スイッチ装置。
　１　車両
　１２　車載ネットワーク
　２１，２２　切替スイッチ
　２３Ａ，２３Ｈ　切替スイッチ
　２４　スイッチ部
　２５　通信回路（第１通信回路）
　２６　予備通信回路（第２通信回路）
　５１　ＭＰＵ（制御部）
　５２　Ｌ２スイッチＩＣ
　５３　切替部
　５４　通信ポート（第１通信ポート）
　５５　予備通信ポート（第２通信ポート）
　６１　ＭＰＵ（制御部）
　６２　Ｌ２スイッチＩＣ
　６３　切替部
　７１　ＭＰＵ（制御部）
　７３Ｈ，７３Ａ　切替部
　１０１，１０２，１０３，１０４　スイッチ装置
　１１１　機能部
　３０１　車載通信システム

Claims (8)

  1. 　車載ネットワークにおけるデータを中継し、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートを備えるスイッチ装置であって、
    　前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、
    　前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、
    　各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替部と、
    　所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部とを備える、スイッチ装置。
  2. 　前記所定条件は、前記第１通信回路に異常が発生したことであり、
    　前記対象ポートは、異常の発生した前記第１通信回路に対応する前記第１通信ポートである、請求項１に記載のスイッチ装置。
  3. 　前記制御部は、前記対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える際、前記第２通信回路がすでに他の前記第１通信ポートに接続されている場合、前記対象ポートおよび前記他の第１通信ポートのいずれを前記第２通信回路に接続すべきかの判断を行う、請求項１または請求項２に記載のスイッチ装置。
  4. 　前記制御部は、前記複数の第１通信ポートの各々の優先度に応じて前記判断を行う、請求項３に記載のスイッチ装置。
  5. 　前記スイッチ装置は、さらに、前記複数の第１通信ポートと異なる第２通信ポートを備え、
    　前記第２通信回路は、前記第２通信ポートを介して他の装置と通信可能であり、
    　前記切替部は、さらに、前記第２通信ポートと前記第２通信回路との接続の有無を切り替え可能であり、
    　前記第２通信ポートの優先度が最も低く設定される、請求項４に記載のスイッチ装置。
  6. 　前記スイッチ装置は、さらに、前記複数の第１通信ポートと異なる第２通信ポートを備え、
    　前記第２通信回路は、前記第２通信ポートを介して他の装置と通信可能である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  7. 　車載ネットワークにおけるデータを中継するスイッチ装置であって、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートと、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替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、
    　所定条件を満たすか否かを判断するステップと、
    　前記所定条件を満たすと判断した場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替えるステップとを含む、通信制御方法。
  8. 　車載ネットワークにおけるデータを中継するスイッチ装置であって、車両における複数の機能部にそれぞれ接続可能な複数の第１通信ポートと、前記第１通信ポートに対応して設けられ、対応の前記第１通信ポートを介して前記機能部と通信可能な複数の第１通信回路と、前記複数の第１通信回路と異なる１または複数の第２通信回路と、各前記第１通信ポートの接続先を、対応の前記第１通信回路と前記第２通信回路とで切り替え可能な切替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、
    　コンピュータを、
    　所定条件を満たす場合、前記切替部を制御することにより、対象の前記第１通信ポートである対象ポートの接続先を前記第２通信回路へ切り替える制御部、
    として機能させるための、通信制御プログラム。
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