WO2020095490A1 - 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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vehicle
unit
switch
switch device
communication data
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岩田章人
田中秀幸
前田英樹
泉達也
萩原剛志
藪内靖弘
山崎康広
安藤博哉
川村俊雄
浦山博史
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyota Motor Corp
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    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

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. 2018-208356 for which it applied on November 5, 2018, and takes in those the indications of all here.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2013-168865 discloses the following in-vehicle network system. That is, the in-vehicle network system includes an in-vehicle control device including a memory that stores definition data that defines a part of the communication protocol used on the in-vehicle network that depends on the implementation on the in-vehicle network, and the in-vehicle control device. And a communication protocol issuing device for issuing the definition data.
  • the communication protocol issuing device When the communication protocol issuing device receives a registration request for requesting the in-vehicle control device to participate in the in-vehicle network from a registration device that causes the in-vehicle control device to participate in the in-vehicle network, the communication protocol issuing device authenticates the registration device.
  • the definition data that complies with the above implementation is created in the in-vehicle network and returned to the registration device.
  • the registration device receives the definition data transmitted by the communication protocol issuing device, and requests the vehicle-mounted control device to store the received definition data in the memory.
  • the in-vehicle control device receives the definition data from the registration device, stores the definition data in the memory, and communicates using the in-vehicle network in accordance with the communication protocol according to the portion defined by the definition data. ..
  • a switch device is a switch device mounted on a vehicle, and holds a switch unit that relays communication data between a plurality of functional units mounted on the vehicle and the communication data that should be relayed. And a control unit that determines the state of the storage unit and adjusts the throughput of the communication data transmitted from the functional unit for each application based on the determination result.
  • the communication control method is a switch control apparatus mounted on a vehicle, the switch control apparatus including a storage unit that holds communication data to be relayed. Relaying communication data between the functional units, and determining the state of the storage unit and adjusting the throughput of the communication data transmitted from the functional units for each application based on the determination result. ..
  • the communication control program according to the present disclosure is a switch control apparatus installed in a vehicle, the switch control apparatus including a storage unit that holds communication data to be relayed.
  • the state of the switch unit that relays communication data between the plurality of functional units and the storage unit is determined, and the throughput of the communication data transmitted from the functional unit is adjusted for each application based on the determination result. It is a program for functioning as a control unit.
  • 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 which realizes part or all of a switch device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the VID, MAC address, and IP address of each device in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an Ethernet frame transmitted in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the switch device in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the L2 switch processing unit in the switch device according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the L3 relay processing unit in the switch device according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing data stored in the storage unit of the L3 relay processing unit in the switch device according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a transmission path of an Ethernet frame subjected to L3 relay processing in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a delay time table held by the control unit in the switch device according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the usage amount of the storage unit and the delay time of the ACK frame in the switch device according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a communication data throughput adjustment sequence in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a window size table held by the control unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the relationship between the usage amount of the storage unit and the window size reduction amount in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a communication data throughput adjustment sequence in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a usage amount estimation table held by the control unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a flowchart that defines an operation procedure when the switch device adjusts the throughput of communication data transmitted from the in-vehicle device in the in-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart that defines an operation procedure when the switch device adjusts the throughput of communication data transmitted from the in-vehicle device in the in-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention.
  • an in-vehicle network system has been developed to improve security in the in-vehicle network.
  • the vehicle-mounted network described in Patent Document 1 is provided with a communication gateway that relays communication data transmitted and received between vehicle-mounted ECUs (Electronic Control Units).
  • vehicle-mounted ECUs Electronic Control Units
  • the communication gateway may receive a large amount of communication data from the vehicle-mounted ECU and become congested.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a switch device, a communication control method, and a communication control program that can realize a more stable communication environment in an in-vehicle network. Is.
  • a switch device is a switch device mounted on a vehicle, and should be relayed with a switch unit that relays communication data between a plurality of functional units mounted on the vehicle.
  • a storage unit that holds the communication data, and a control unit that determines the state of the storage unit and adjusts the throughput of the communication data transmitted from the functional unit for each application based on the determination result.
  • the throughput of communication data transmitted from the functional unit can be adjusted for each application according to the state of the storage unit. For example, when the switch device is in a congestion state, it is possible to selectively limit the transmission of communication data according to the priority of the application. As a result, the congestion state of the switch device can be alleviated without significantly reducing the communication data throughput related to the high-priority application, and the retention and transmission delay of the communication data in the switch device can be adjusted in a well-balanced manner. it can. Therefore, a more stable communication environment can be realized in the vehicle-mounted network.
  • the functional unit transmits the communication data when receiving an ACK from another functional unit, and the control unit adjusts the throughput by delaying the relay of the ACK by the switch unit. To do.
  • control unit delays the relay of the ACK, so that the transmission timing of the next communication data by the functional unit can be delayed.
  • the throughput can be adjusted for each application while using the existing processing.
  • the functional unit transmits the communication data in an amount according to the transmission size information received from another functional unit per unit time, and the control unit receives the communication data received by the switch unit.
  • the throughput is adjusted by changing the content of the transmission size information and relaying it to the switch unit.
  • control unit changes the content of the transmission size information and relays it to the switch unit, so that the functional unit can adjust the amount of communication data to be transmitted next.
  • the throughput can be adjusted for each application while using the existing processing.
  • the switch device further includes a plurality of communication ports, the switch unit transmits and receives the communication data via the communication port, and the control unit controls the communication data at the communication port.
  • the state is determined based on the transmission rate of
  • the state of the storage unit can be predicted in advance based on the transmission rate at the communication port, and the state of the storage unit can be determined based on the prediction result. Accordingly, for example, the throughput of communication data transmitted from the functional unit can be adjusted for each application before the storage unit actually runs short of capacity.
  • control unit compares the ACK received this time and the ACK received last time from the same functional unit, and determines whether to delay the relay of the ACK received this time according to the comparison result. To decide.
  • the functional unit when the functional unit cannot normally receive the communication data transmitted from the other functional unit, the functional unit sends a plurality of ACKs to the other functional unit to request the other functional unit to retransmit the communication data. May be sent consecutively. In this case, with the above configuration, it is possible to prevent the retransmission of communication data from being delayed.
  • a communication control method is a communication control method in a switch device mounted on a vehicle, the switch device including a storage unit for holding communication data to be relayed.
  • a step of performing is a communication control method in a switch device mounted on a vehicle, the switch device including a storage unit for holding communication data to be relayed.
  • the throughput of communication data transmitted from the functional unit can be adjusted for each application according to the state of the storage unit. For example, when the switch device is in a congestion state, it is possible to selectively limit the transmission of communication data according to the priority of the application. As a result, the congestion state of the switch device can be alleviated without significantly reducing the communication data throughput related to the high-priority application, and the retention and transmission delay of the communication data in the switch device can be adjusted in a well-balanced manner. it can. Therefore, a more stable communication environment can be realized in the vehicle-mounted network.
  • a communication control program is a communication control program in a switch device that is installed in a vehicle and includes a storage unit that holds communication data to be relayed. A state of the storage unit and a switch unit that relays communication data between a plurality of functional units mounted on the vehicle, and based on the determination result, a throughput of the communication data transmitted from the functional unit. It is a program that functions as a control unit that adjusts for each application.
  • the throughput of communication data transmitted from the functional unit can be adjusted for each application according to the state of the storage unit. For example, when the switch device is in a congestion state, it is possible to selectively limit the transmission of communication data according to the priority of the application. As a result, the congestion state of the switch device can be alleviated without significantly reducing the communication data throughput related to the high-priority application, and the retention and transmission delay of the communication data in the switch device can be adjusted in a well-balanced manner. it can. Therefore, a more stable communication environment can be realized in the vehicle-mounted network.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an in-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention.
  • an in-vehicle communication system 301 includes a switch device 101 and a plurality of in-vehicle devices 111.
  • the in-vehicle communication system 301 is mounted on the vehicle 1.
  • each of the vehicle-mounted devices 111A, 111B, 111C, 111D, and 111E is also referred to as a vehicle-mounted device 111.
  • the vehicle-mounted device 111 is an example of a functional unit.
  • the vehicle-mounted communication system 301 is not limited to the configuration including the five vehicle-mounted devices 111, and may have a configuration including two, three, four, or six or more vehicle-mounted devices 111.
  • the in-vehicle device 111 is, for example, an automatic driving ECU (Electronic Control Unit), an image sensor, a radar device, a navigation device, a TCU (Telematics Communication Unit), a central gateway (CGW), a human machine interface, etc. It is possible to communicate.
  • the in-vehicle device 111 is not limited to these specific examples, and may be another device mounted in the vehicle 1 and capable of communicating with the switch device 101.
  • the switch device 101 and the in-vehicle device 111 are connected to each other by, for example, the Ethernet (registered trademark) cable 10.
  • the connection relationship between the switch device 101 and each in-vehicle device 111 in the in-vehicle network of the vehicle 1 is fixed, for example.
  • the switch device 101 and the in-vehicle device 111 communicate with each other using an Ethernet cable. Communication data is exchanged between the switch device 101 and the in-vehicle device 111 by using, for example, an Ethernet frame according to IEEE802.3.
  • the in-vehicle device 111 has a function of one or a plurality of applications.
  • the in-vehicle device 111 transmits and receives information regarding its own application via the switch device 101.
  • the in-vehicle device 111 which is an image sensor, periodically captures an image of the surroundings of the vehicle 1 and creates image information indicating the capture result.
  • the in-vehicle device 111 which is a radar device, periodically creates detection information indicating a detection result of an object such as a pedestrian around the vehicle 1 by using millimeter waves. To do.
  • the in-vehicle device 111 which is an autonomous driving ECU, assists the automatic driving based on, for example, image information received from an image sensor and detection information received from a radar device.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the VID, MAC address, and IP address of each device in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • vehicle-mounted devices 111A, 111B, 111C and vehicle-mounted devices 111D, 111E belong to different VLANs (Virtual Local Area Networks).
  • the ID of the VLAN to which the in-vehicle devices 111A, 111B, 111C belong (hereinafter also referred to as VID) is 1.
  • the VID to which the in-vehicle devices 111D and 111E belong is 2.
  • the switch device 101 and the in-vehicle device 111 have a unique MAC (Media Access Control) address and IP (Internet Protocol) address.
  • MAC Media Access Control
  • IP Internet Protocol
  • the switch device 101 performs a relay process of relaying communication data between a plurality of vehicle-mounted devices 111 in the vehicle-mounted network.
  • IP packets are transmitted and received using IP packets according to the IP protocol, for example.
  • IP packet is stored and transmitted in an Ethernet frame which is an example of communication data.
  • the switch device 101 performs a relay process for relaying an Ethernet frame transmitted between the in-vehicle devices 111.
  • the switch device 101 operates according to a communication protocol having multiple layers. More specifically, the switch device 101 can function as an L2 (layer 2) switch, and relays an Ethernet frame between the vehicle-mounted devices 111 that belong to the same VLAN. The switch device 101 can also function as an L3 (layer 3) relay device, and relays Ethernet frames between the vehicle-mounted devices 111 that belong to different VLANs.
  • L2 layer 2
  • L3 layer 3
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an Ethernet frame transmitted in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • an Ethernet frame has an Ethernet header field, an IP header field, a TCP header field, a data field, and a CRC (Cyclic Redundancy Check) field.
  • the destination MAC address, the source MAC address, and the type are stored in the Ethernet header field.
  • An IP header, a source IP address, and a destination IP address are stored in the IP header field.
  • Arbitrary data and padding as needed are stored in the data field.
  • a CRC value is stored in the CRC field.
  • the TCP header field stores a destination port number, a source port number, a sequence number, an acknowledgment number, a header length and a session flag, a window size, a checksum, and an urgent pointer.
  • the header length and session flag fields include a header length, an NS (Nonce Sum) flag, a CWR (Congestion Window Reduced) flag, an ESE flag, an URG (Urgent) flag, an ACK (Acknowledgement) flag, and PSH.
  • a (Push) flag, an RST (Reset) flag, a SYN (Synchronize) flag, and a FIN (Fin) flag are stored.
  • the vehicle-mounted device 111B transmits an IP packet including image information or detection information to the vehicle-mounted device 111C
  • the IP packet includes IP-B and IP-C as the source IP address and the destination IP address, respectively. included.
  • the in-vehicle device 111B belongs to the same VLAN as itself and the in-vehicle device 111C, 1, MAC-C and MAC-B are written in the Ethernet frame as VID, destination MAC address and source MAC address, respectively.
  • the in-vehicle device 111B transmits the Ethernet frame storing the IP packet to the switch device 101.
  • the switching device 101 When the switch device 101 receives the Ethernet frame from the in-vehicle device 111B, the switching device 101 performs the layer 2 switch process on the received Ethernet frame to transmit the Ethernet frame to the in-vehicle device 111C.
  • the vehicle-mounted device 111B transmits an IP packet including image information or detection information to the vehicle-mounted device 111D
  • the IP packet includes IP-B and IP-D as a source IP address and a destination IP address. Are included respectively.
  • the MAC address of the switch device 101 which is the default gateway, that is, MAC-G and MAC-B are set as VID and destination MAC address. And the source MAC address in the Ethernet frame.
  • the in-vehicle device 111B transmits the Ethernet frame storing the IP packet to the switch device 101.
  • the switch device 101 Upon receiving the Ethernet frame from the vehicle-mounted device 111B, the switch device 101 transmits the Ethernet frame to the vehicle-mounted device 111D by performing layer 3 relay processing on the received Ethernet frame.
  • the in-vehicle device 111C or 111D receives the Ethernet frame via the switch device 101, the in-vehicle device 111C or 111D returns an Ethernet frame (hereinafter also referred to as an ACK frame) in which the ACK flag is set to 1 to the in-vehicle device 111B.
  • an Ethernet frame hereinafter also referred to as an ACK frame
  • the vehicle-mounted device 111B Upon receiving the ACK frame from the vehicle-mounted device 111C or 111D, the vehicle-mounted device 111B transmits the next Ethernet frame to the vehicle-mounted device 111C or 111D.
  • the in-vehicle device 111C or 111D notifies the in-vehicle device 111B of transmission size information regarding the amount of data that the in-vehicle device 111 can receive next.
  • the in-vehicle device 111B transmits an Ethernet frame having a data amount corresponding to the notified transmission size information per unit time.
  • the vehicle-mounted device 111C or 111D transmits an ACK frame in which transmission size information, for example, the window size is stored.
  • the in-vehicle device 111B receives the ACK frame and transmits an Ethernet frame having an upper limit of the data amount according to the window size stored in the ACK frame to the in-vehicle device 111C or 111D.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the switch device in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • the switch device 101 includes an L2 switch processing unit 60, an L3 relay processing unit 70, and communication ports 54A, 54B, 54C, 54D, 54E that are communication ports 54.
  • the switch device 101 is not limited to the configuration in which the five communication ports 54 are provided, and may have the configuration in which two, three, four, or six or more communication ports 54 are provided.
  • the communication port 54 is a terminal to which the Ethernet cable 10 can be connected, for example.
  • the communication port 54 may be a terminal of the integrated circuit.
  • Each of the plurality of communication ports 54 is connected to any one of the plurality of vehicle-mounted devices 111 via the Ethernet cable 10. Further, each of the plurality of communication ports 54 is associated with, for example, a VLAN.
  • the L2 switch processing unit 60 operates, for example, as an L2 switch and relays an Ethernet frame between the vehicle-mounted devices 111 belonging to the same VLAN.
  • the L3 relay processing unit 70 operates, for example, as an L3 switch and relays an Ethernet frame between the vehicle-mounted devices 111 belonging to different VLANs.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the L2 switch processing unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • the L2 switch processing unit 60 includes an L2 switch unit 61 and a storage unit 62.
  • the L2 switch unit 61 performs a layer 2 switch process on the Ethernet frame received via the communication port 54. Upon receiving the Ethernet frame to be relayed, the L2 switch unit 61 stores the received Ethernet frame in the storage unit 62.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the L3 relay processing unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • L3 relay processing unit 70 includes L3 relay unit 71, storage unit 72, control unit 73, and timer 74.
  • the L3 relay unit 71 performs layer 3 switch processing on the Ethernet frame received from the L2 switch unit 61.
  • the L3 relay unit 71 stores the received Ethernet frame in the storage unit 72.
  • the storage unit 72 is provided with a queue for each application, for example.
  • FIG. 7 is a diagram showing data stored in the storage unit of the L3 relay processing unit in the switch device according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the storage unit 72 is provided with a queue 72A corresponding to a certain application and a queue 72B corresponding to another application.
  • the L3 relay unit 71 identifies the corresponding application by referring to the source port number included in the Ethernet frame, allocates the Ethernet frame to the corresponding queue for each application, and stores the Ethernet frame in the storage unit 72.
  • the storage unit 72 may have a configuration in which three or more queues are provided.
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72, and adjusts the throughput of communication data transmitted from the in-vehicle device 111 for each application based on the determination result. Details of how the control unit 73 adjusts the throughput of communication data for each application will be described later.
  • the L2 switch unit 61 can perform relay processing according to Layer 2, for example, without passing through the L3 relay processing unit 70.
  • the L2 switch unit 61 has, for example, a plurality of terminals connected to the L3 relay processing unit 70 and the communication ports 54A, 54B, 54C, 54D, 54E, respectively.
  • a unique logical port number is assigned to each terminal.
  • the logical port numbers of the terminals connected to the L3 relay processing unit 70 and the communication ports 54A, 54B, 54C, 54D, 54E are # 0, # 1, # 2, # 3, # 4 and # 5, respectively. Is.
  • the L2 switch unit 61 holds, for example, an ARL table (Address Resolution Logic).
  • the contents of the ARL table are predetermined by the user, for example, based on the connection relationship fixed in the vehicle-mounted network as described above.
  • the ARL table indicates, for example, the correspondence relationship between the destination MAC address and the output destination.
  • the output destination is a logical port number.
  • the correspondence relationship between the MAC address of the vehicle-mounted device 111 and the logical port number of the terminal to which the vehicle-mounted device 111 is connected, the MAC address of its own switch device 101, and the L3 relay processing unit is included.
  • the L2 switch unit 61 stores the received Ethernet frame in the storage unit 62 and acquires the destination MAC address included in the Ethernet frame.
  • the L2 switch unit 61 acquires the logical port number corresponding to the acquired destination MAC address from the ARL table. Specifically, the L2 switch unit 61 acquires the acquired destination MAC for an Ethernet frame transmitted in the same VLAN such as an Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111B to the vehicle-mounted device 111C. Any one of # 1 to # 5 is acquired as the logical port number corresponding to the address.
  • the L2 switch unit 61 acquires a corresponding Ethernet frame from the storage unit 62, and transmits the acquired Ethernet frame from the terminal of the acquired logical port number to the in-vehicle device 111 via the communication port 54.
  • the L2 switch unit 61 corresponds to the acquired destination MAC address for an Ethernet frame transmitted between different VLANs such as an Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111A to the vehicle-mounted device 111E.
  • # 0 is acquired as the logical port number.
  • the L2 switch unit 61 acquires the corresponding Ethernet frame from the storage unit 62 and outputs the acquired Ethernet frame to the L3 relay processing unit 70.
  • the L3 relay unit 71 performs relay processing via the L2 switch processing unit 60. Specifically, the L3 relay unit 71 performs the relay process according to the layer 3 which is higher than the layer 2.
  • the L3 relay unit 71 performs layer 3 relay processing (hereinafter, also referred to as L3 relay processing) on the Ethernet frame received from the L2 switch processing unit 60.
  • L3 relay processing layer 3 relay processing
  • the L3 relay unit 71 receives the Ethernet frame from the L2 switch processing unit 60, and rewrites the destination MAC address and the source MAC address of the received Ethernet frame.
  • the L3 relay unit 71 holds, for example, table information TIA indicating a correspondence relationship between an IP address and a MAC address used for layer 3 relay processing.
  • the L3 relay unit 71 has a routing table indicating a correspondence relationship between a destination network to be relayed by itself, for example, a VLAN and a VID, and an ARP indicating a correspondence relationship between an IP address and a MAC address for each VID.
  • Holds table information TIA including the (Address Resolution Protocol) table.
  • the content of the table information TIA is predetermined by the user, for example, based on the connection relationship fixed in the vehicle-mounted network as described above.
  • the L3 relay unit 71 Upon receiving the Ethernet frame from the L2 switch processing unit 60, the L3 relay unit 71 stores the received Ethernet frame in the storage unit 72. Further, the L3 relay unit 71 acquires the destination IP address from the IP packet included in the received Ethernet frame and, for example, performs subnet mask calculation on the acquired destination IP address to specify the VLAN.
  • the L3 relay unit 71 refers to the routing table and acquires the VID corresponding to the specified VLAN.
  • the L3 relay unit 71 refers to the ARP table corresponding to the acquired VID, and acquires the MAC address corresponding to the destination IP address from the ARP table.
  • the L3 relay unit 71 acquires the Ethernet frame from the storage unit 72, acquires the VID, the destination MAC address, and the source MAC address in the acquired Ethernet frame, the acquired VID and MAC address, and the MAC of its own switch device 101. Each address is rewritten and output to the L2 switch processing unit 60.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a transmission path of an Ethernet frame subjected to L3 relay processing in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • the vehicle-mounted device 111A transmits, for example, an Ethernet frame whose destination is the vehicle-mounted device 111E.
  • the in-vehicle device 111A transmits, to the switch device 101, an Ethernet frame including 1, MAC-A, MAC-G, and IP-E as the VID, the source MAC address, the destination MAC address, and the destination IP address, respectively. To do.
  • the L3 relay processing unit 70 in the switch device 101 When receiving the Ethernet frame from the vehicle-mounted device 111A via the communication port 54A and the L2 switch processing unit 60, the L3 relay processing unit 70 in the switch device 101 performs the L3 relay processing on the received Ethernet frame based on the table information TIA. To do.
  • the L3 relay unit 71 receives the Ethernet frame from the L2 switch processing unit 60 and stores the received Ethernet frame in the storage unit 72. Then, the L3 relay unit 71 acquires the Ethernet frame from the storage unit 72, and rewrites the VID, the source MAC address, and the destination MAC address included in the acquired Ethernet frame to 2, MAC-G and MAC-E, respectively. .. The L3 relay unit 71 outputs the rewritten Ethernet frame to the L2 switch processing unit 60.
  • the L2 switch processing unit 60 Upon receiving the Ethernet frame from the L3 relay processing unit 70, the L2 switch processing unit 60 acquires the logical port number # 5 corresponding to the destination MAC address included in the received Ethernet frame based on the ARL table.
  • the L2 switch processing unit 60 transmits an Ethernet frame from the acquired terminal having the logical port number # 5 via the communication port 54E. As a result, the Ethernet frame is transmitted to the in-vehicle device 111E via the communication port 54E.
  • the priority is set according to the in-vehicle device 111 that is the source of the Ethernet frame, and the pause frame is transmitted to the in-vehicle device 111 having a low priority.
  • the frequency of Ethernet frames transmitted from the vehicle-mounted device 111 having a low priority can be reduced, and the Ethernet frame from the vehicle-mounted device 111 having a high priority can be preferentially relayed, so that the storage unit 72 overflows. It is possible to reduce the possibility that
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72. More specifically, the control unit 73 monitors the storage unit 72 regularly or irregularly and checks the state of the storage unit 72 by referring to the amount of data or the number of Ethernet frames held in the storage unit 72. judge. The control unit 73 monitors the L3 relay unit 71, and when the L3 relay unit 71 receives the Ethernet frame from the L2 switch processing unit 60, the control unit 73 refers to the amount of data held in the storage unit 72 or the number of Ethernet frames. By doing so, the state of the storage unit 72 may be determined.
  • the control unit 73 adjusts the throughput of communication data transmitted from the vehicle-mounted device 111 for each application based on the result of the determination.
  • the throughput of communication data is proportional to the window size divided by RTT (Round Trip Time).
  • Each device in the in-vehicle communication system 301 includes a computer including a memory, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads out a program including some or all of the steps of the following flowchart and sequence from the memory. Run.
  • the programs of these plural devices can be installed from the outside.
  • the programs of these plural devices are distributed in a state of being stored in a recording medium.
  • the switch device 101 increases the RTT between the in-vehicle devices 111 by delaying the relay of the ACK from the in-vehicle device 111 of the transmission destination, thereby adjusting the throughput of communication data for each application.
  • the switch device 101 delays the relay of the ACK frame received from the transmission destination vehicle-mounted device 111. More specifically, the control unit 73 delays the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71.
  • the priority of the application 1 is higher than that of the application 2, and the Ethernet frame F1 corresponding to the application 1 is relayed and transmitted to the in-vehicle device 111E with a higher priority than the Ethernet frame F2 corresponding to the application 2. It is necessary.
  • the control unit 73 determines the delay time of the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71 (hereinafter, also referred to as relay delay time) according to the state of the storage unit 72, and adjusts the timing of relaying the ACK frame. ..
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a delay time table held by the control unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • control unit 73 associates the amount of data held in the storage unit 72 (hereinafter, also referred to as the amount of use of the storage unit 72) C and the relay delay time T for each application.
  • a delay time table indicating the relationship is held, and the relay delay time is determined by referring to the delay time table.
  • the relay delay time T1 of the application 1 is 10 milliseconds and the relay delay time T2 of the application 2 is 20 milliseconds when the usage amount C1 of the storage unit 72 is 1000 kbytes or more and less than 1500 kbytes. is there. Further, for example, the relay delay time T1 of the application 1 is 15 milliseconds and the relay delay time T2 of the application 2 is 30 milliseconds when the usage amount C1 of the storage unit 72 is 1500 kbytes or more and less than 2000 kbytes.
  • the control unit 73 determines that it is necessary to delay the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71, and the usage amount C1 of the storage unit 72. Is less than 1000 kbytes, it is determined that it is not necessary to delay the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the relationship between the usage amount of the storage unit and the delay time of the ACK frame in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • the vertical axis represents the relay delay time (second)
  • the horizontal axis represents the usage amount (byte) of the storage unit.
  • the delay time table held by the control unit 73 shows that the relay delay time T corresponds to the usage amount C of the storage unit 72 when the usage amount C of the storage unit 72 is equal to or greater than a predetermined value C0. It is set so that the relay delay time T increases proportionally to the increase in the usage amount C of the storage unit 72 as the priority of the application decreases.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a communication data throughput adjustment sequence in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72 at a predetermined timing (step S11).
  • control unit 73 determines that it is necessary to delay the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71 as a result of determining the state of the storage unit 72, it sets the relay delay time T for each application. Specifically, the control unit 73 sets the relay delay time T by referring to the delay time table (step S12).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 corresponding to the application 1 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S13).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F2 corresponding to the application 2 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S14).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F1, it transmits the ACK frame ackF1 for the Ethernet frame F1 to the switch device 101 (step S15).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F2, it transmits the ACK frame ackF2 for the Ethernet frame F2 to the switch device 101 (step S16).
  • the switch device 101 when the switch device 101 receives the ACK frame ackF1, it suspends the transfer of the ACK frame ackF1 for the relay delay time T1 (step S17) and transmits it to the in-vehicle device 111A (step S18).
  • the in-vehicle device 111A receives the ACK frame ackF1
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 to be transmitted next to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S19).
  • the switch device 101 when the switch device 101 receives the ACK frame ackF2, it suspends the transfer of the ACK frame ackF2 for the relay delay time T2 (step S20) and transmits it to the in-vehicle device 111A (step S21).
  • the in-vehicle device 111A receives the ACK frame ackF2
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F2 to be transmitted next to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S22).
  • control unit 73 determines the state of the storage unit 72 at a predetermined timing after a predetermined time has elapsed from the timing at which the state of the storage unit 72 was previously determined (step S23).
  • step S24 if the control unit 73 determines that it is not necessary to delay the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71 as a result of determining the state of the storage unit 72, the setting of the relay delay time T is canceled (step S24). ).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 corresponding to the application 1 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S25).
  • the in-vehicle device 111E upon receiving the Ethernet frame F1, transmits an ACK frame ackF1 for the Ethernet frame F1 to the switch device 101 (step S26).
  • the switch device 101 transmits the ACK frame ackF1 to the in-vehicle device 111A without suspending the relay (step S27).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 corresponding to the application 2 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S28).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F2, it transmits the ACK frame ackF2 for the Ethernet frame F2 to the switch device 101 (step S29).
  • the switch device 101 transmits the ACK frame ackF2 to the in-vehicle device 111A without holding the relay (step S30).
  • the L3 relay unit 71 in the switch device 101 receives the ACK frame ackF1 via the L2 switch processing unit 60 in step S17
  • the L3 relay unit 71 stores the received ACK frame ackF1 in the storage unit 72.
  • the control unit 73 sets the set relay delay time T1 in the timer 74.
  • the control unit 73 receives a notification from the timer 74 that the relay delay time T1 has elapsed, and notifies the L3 relay unit 71 of the passage of the relay delay time T1. ..
  • the L3 relay unit 71 acquires the ACK frame ackF1 from the storage unit 72, rewrites the VID and the like included in the acquired ACK frame ackF1, and outputs the rewritten VID and the like to the L2 switch processing unit 60.
  • step S20 when the L3 relay unit 71 in the switch device 101 receives the ACK frame ackF2 via the L2 switch processing unit 60, the L3 relay unit 71 saves the received ACK frame ackF2 in the storage unit 72.
  • the control unit 73 sets the set relay delay time T2 in the timer 74.
  • the control unit 73 receives the notification from the timer 74 that the relay delay time T2 has elapsed, and notifies the L3 relay unit 71 of the passage of the relay delay time T2. ..
  • the L3 relay unit 71 acquires the ACK frame ackF2 from the storage unit 72, rewrites the VID and the like included in the acquired ACK frame ackF2, and outputs the rewritten VID and the like to the L2 switch processing unit 60.
  • the switch device 101 adjusts the timing of transmitting the ACK frame to the destination in-vehicle device 111 according to the usage amount of the storage unit 72.
  • the switch device 101 adjusts the data amount per unit time of the communication data to be transmitted next time by the in-vehicle device 111 of the transmission source by changing the content of the transmission size information received from the in-vehicle device 111 of the transmission destination. Adjust the communication data throughput for each application.
  • the switch device 101 changes the window size in the ACK frame received from the transmission destination vehicle-mounted device 111. More specifically, the control unit 73 causes the L3 relay unit 71 to change the window size in the ACK frame.
  • the control unit 73 determines the reduction amount of the window size according to the state of the storage unit 72, and adjusts the data amount of the Ethernet frame to be transmitted next time.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a window size table held by the control unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • control unit 73 holds a window size table indicating a correspondence relationship between the usage amount C of the storage unit 72 and the window size reduction amount W for each application.
  • the window size reduction amount W is determined, and the upper limit of the data amount of the Ethernet frame to be transmitted next time is adjusted.
  • the window size reduction amount W1 of the application 1 is 1000 bytes
  • the window size reduction amount W2 of the application 2 is 2000 bytes. It is a byte.
  • the window size reduction amount W1 of the application 1 is 1500 bytes and the window size reduction amount W2 of the application 2 is 3000 bytes. ..
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a relationship between the usage amount of the storage unit and the reduction amount of the window size in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • the vertical axis represents the window size reduction amount (byte)
  • the horizontal axis represents the storage unit usage amount (byte).
  • control unit 73 determines that the window size needs to be reduced when the usage amount C1 of the storage unit 72 is 1000 kbytes or more, and when the usage amount C1 of the storage unit 72 is less than 1000 kbytes. , Determine that the window size needs to be reduced.
  • the window size table held by the control unit 73 shows that when the usage amount C of the storage unit 72 is equal to or larger than a predetermined value C0, the reduction amount W of the window size becomes the usage amount C of the storage unit 72. It is set to be proportional and the lower the priority of the application, the larger the increase amount of the window size reduction amount W with respect to the increase of the usage amount C of the storage unit 72.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a communication data throughput adjustment sequence in the vehicle-mounted communication system according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72 at a predetermined timing (step S31).
  • control unit 73 determines that the window size needs to be reduced as a result of determining the state of the storage unit 72, it sets the window size reduction amount W for each application. Specifically, the control unit 73 determines the reduction amount W by referring to the window size table (step S32).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 corresponding to the application 1 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S33).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F1, it transmits the ACK frame ackF1 for the Ethernet frame F1 to the switch device 101 (step S34).
  • the switch device 101 when receiving the ACK frame ackF1, the switch device 101 rewrites the window size included in the TCP header field of the ACK frame ackF1 (step S35), and transmits the rewritten ACK frame ackF1 to the in-vehicle device 111A (step S36). ).
  • the switch device 101 transmits the Ethernet frame F1 to be transmitted next with the upper limit of the data amount specified by the window size included in the TCP header field of the ACK frame ackF1. Is transmitted to the in-vehicle device 111E via (step S37).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F2 corresponding to the application 2 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S38).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F2, it transmits the ACK frame ackF2 for the Ethernet frame F2 to the switch device 101 (step S39).
  • the switch device 101 when receiving the ACK frame ackF2, the switch device 101 rewrites the window size included in the TCP header field of the ACK frame ackF2 (step S40), and transmits the rewritten ACK frame ackF2 to the in-vehicle device 111A (step S41). ).
  • the switch device 101 transmits the Ethernet frame F2 to be transmitted next with the upper limit of the data amount specified by the window size included in the TCP header field of the ACK frame ackF1. Is transmitted to the in-vehicle device 111E via (step S42).
  • control unit 73 determines the state of the storage unit 72 at a predetermined timing after a predetermined time has elapsed from the timing at which the state of the storage unit 72 was previously determined (step S43).
  • control unit 73 determines that the window size does not need to be reduced as a result of determining the state of the storage unit 72, it cancels the setting of the window size reduction amount W (step S44).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 corresponding to the application 1 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S45).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F1, it sends an ACK frame ackF1 for the Ethernet frame F1 to the switch device 101 (step S46).
  • the switch device 101 when the switch device 101 receives the ACK frame ackF1, it transmits the ACK frame ackF1 to the in-vehicle device 111A without rewriting the window size included in the ACK frame ackF1 (step S47).
  • the in-vehicle device 111A transmits the Ethernet frame F1 corresponding to the application 2 to the in-vehicle device 111E via the switch device 101 (step S48).
  • the in-vehicle device 111E receives the Ethernet frame F2, it transmits an ACK frame ackF2 for the Ethernet frame F2 to the switch device 101 (step S49).
  • the switch apparatus 101 receives the ACK frame ackF2, it transmits the ACK frame ackF2 to the in-vehicle device 111A without rewriting the window size included in the ACK frame ackF2 (step S50).
  • the L3 relay unit 71 in the switch device 101 receives the ACK frame ackF1 via the L2 switch processing unit 60 in step S35, the L3 relay unit 71 saves the received ACK frame ackF1 in the storage unit 72.
  • the control unit 73 notifies the L3 relay unit 71 of the reduction amount W1 of the set window size.
  • the L3 relay unit 71 acquires the ACK frame ackF1 from the storage unit 72, rewrites the window size included in the ACK frame ackF1 according to the reduction amount W1, and rewrites the VID and the like included in the ACK frame ackF1 to the L2 switch processing unit 60. Output.
  • step S40 when the L3 relay unit 71 in the switch device 101 receives the ACK frame ackF2 via the L2 switch processing unit 60, the L3 relay unit 71 saves the received ACK frame ackF2 in the storage unit 72.
  • the control unit 73 notifies the L3 relay unit 71 of the set window size reduction amount W2.
  • the L3 relay unit 71 acquires the ACK frame ackF2 from the storage unit 72, rewrites the window size included in the ACK frame ackF2 according to the reduction amount W2, and rewrites the VID and the like included in the ACK frame ackF2 to the L2 switch processing unit 60. Output.
  • the switch device 101 adjusts the data amount of the Ethernet frame to be transmitted next by the vehicle-mounted device 111A according to the usage amount of the storage unit 72.
  • control unit 73 may determine the state of the storage unit 72 based on the transmission rate of communication data at the communication port 54.
  • control unit 73 regularly or irregularly monitors at least one of the communication ports 54, and determines the state of the storage unit 72 based on the transmission rate of communication data at the communication ports 54.
  • control unit 73 monitors each communication port 54 and determines the state of the storage unit 72 based on, for example, the transmission rate of the communication port having the highest average transmission rate (hereinafter, also referred to as the maximum transmission rate). ..
  • control unit 73 monitors each communication port 54 and determines the state of the storage unit 72 based on the average value of the transmission rate of each communication port.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a usage amount estimation table held by the control unit in the switch device according to the embodiment of the present invention.
  • the control unit 73 holds a usage amount estimation table showing a correspondence relationship between the maximum transmission rate and the usage amount of the storage unit 72 after a predetermined time.
  • the control unit 73 estimates the usage amount of the storage unit 72 after a predetermined time by referring to the usage amount estimation table.
  • the control unit 73 estimates that the estimated value of the usage amount of the storage unit 72 after a predetermined time is less than 500 kbytes, and the maximum transmission rate is 50 Mbps or more. In this case, it is estimated that the estimated value of the usage amount of the storage unit 72 after a predetermined time is 500 kbytes or more and less than 1000 kbytes, and when the maximum transmission rate is 75 Mbps or more, the estimated value of the usage amount of the storage unit 72 after the predetermined time is 1000 kbytes.
  • the above is less than 1500 kbytes, and if the maximum transmission rate is 100 Mbps or more, the estimated value of the usage amount of the storage unit 72 after a predetermined time is estimated to be 1500 kbytes or more and less than 2000 kbytes.
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72 based on the above estimation result, and adjusts the throughput of communication data for each application.
  • control unit 73 determines the relay delay time T by referring to the delay time table shown in FIG. 9 based on the estimated usage of the storage unit 72.
  • control unit 73 determines the reduction amount W of the window size by referring to the window size table shown in FIG. 12 based on the estimated use amount of the storage unit 72.
  • FIG. 16 is a flowchart that defines an operation procedure when the switch device adjusts the throughput of communication data transmitted from the in-vehicle device in the in-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention.
  • control unit 73 determines the state of storage unit 72 regularly or irregularly (step S102). Specifically, the control unit 73 monitors the storage unit 72 regularly or irregularly, and determines the state of the storage unit 72 based on the amount of data stored in the storage unit 72 or the number of Ethernet frames. .. Alternatively, the control unit 73 monitors the communication port 54 regularly or irregularly, and determines the state of the storage unit 72 based on the transmission rate of communication data at the communication port 54.
  • control unit 73 determines whether it is necessary to reduce the throughput of communication data based on the determination result of the state of the storage unit 72 (step S104). For example, by referring to the delay time table shown in FIG. 9 or the window size table shown in FIG. 12, it is determined whether the communication data throughput needs to be reduced.
  • control unit 73 sets the throughput reduction amount for each application (step S106). For example, the control unit 73 sets the relay delay time T or the window size reduction amount W for each application according to the state of the storage unit 72.
  • step S108 when the control unit 73 determines that it is not necessary to reduce the throughput of communication data (NO in step S104), the reduction in throughput is canceled (step S108). For example, the control unit 73 cancels the setting of the relay delay time T or the window size reduction amount W.
  • control unit 73 selects one of the delay of the transmission timing of the ACK frame and the change of the content of the transmission size information according to the state of the storage unit 72. It may be configured to perform only one or both.
  • one vehicle-mounted device 111 has two applications, and the switch device 101 transmits an Ethernet frame corresponding to each application to another vehicle-mounted device 111.
  • the configuration is such that the throughput of communication data is adjusted for each application, but the configuration is not limited to this.
  • the control unit 73 transmits communication data when an Ethernet frame corresponding to an application included in one vehicle-mounted device 111 and an Ethernet frame corresponding to an application included in another vehicle-mounted device 111 are further transmitted to another vehicle-mounted device 111.
  • the configuration may be such that the throughput is adjusted for each application.
  • the L3 relay processing unit 70 has the control unit 73, the control unit 73 determines the state of the storage unit 72, and based on the determination result,
  • the configuration is such that the throughput of communication data transmitted from the in-vehicle device is adjusted for each application, the present invention is not limited to this.
  • the control unit 73 determines the relay delay time T by referring to the delay time table shown in FIG. 9, and delays the transmission timing of the ACK frame by the L2 switch unit 61 in the L2 switch processing unit 60. By doing so, the communication data throughput may be adjusted for each application. Further, the control unit 73 determines the reduction amount W by referring to the window size table shown in FIG. 12 based on the above determination result, and causes the L2 switch unit 61 to change the content of the transmission size information, thereby performing communication. The configuration may be such that the data throughput is adjusted for each application.
  • control unit 73 determines the state of the storage unit 62 in the L2 switch processing unit 60, and delays the transmission timing of the ACK frame by the L3 relay unit 71 or the L2 switch unit 61 based on the determination result, thereby performing communication.
  • the configuration may be such that the data throughput is adjusted for each application.
  • control unit 73 determines the state of the storage unit 62 in the L2 switch processing unit 60, and causes the L3 relay unit 71 or the L2 switch unit 61 to change the content of the transmission size information based on the determination result, thereby performing communication.
  • the configuration may be such that the data throughput is adjusted for each application.
  • the switch device 101 when the switch device 101 transmits each Ethernet frame corresponding to two applications to the other vehicle-mounted device 111, the throughput of communication data for each application is increased.
  • the present invention is not limited to this.
  • the switch device 101 does not adjust the communication data throughput for one application and adjusts the communication data throughput only for the other application.
  • the switch device 101 may be configured to adjust the throughput of communication data for at least one application when transmitting each Ethernet frame corresponding to three or more applications to the other in-vehicle device 111. ..
  • the vehicle-mounted network described in Patent Document 1 is provided with a communication gateway that relays communication data transmitted and received between vehicle-mounted ECUs (Electronic Control Units).
  • vehicle-mounted ECUs Electronic Control Units
  • the communication gateway may receive a large amount of communication data from the vehicle-mounted ECU and become congested.
  • an overflow may occur in the storage unit of the L3 relay processing unit 70.
  • the in-vehicle device 111 has the functions of a plurality of applications, it is not possible to preferentially relay the Ethernet frame corresponding to the application with a high priority according to the priority of the application.
  • the switch device 101 is mounted on the vehicle 1.
  • the L3 relay unit 71 relays an Ethernet frame between the plurality of vehicle-mounted devices 111 mounted on the vehicle 1.
  • the storage unit 72 holds the Ethernet frame to be relayed.
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72, and adjusts the throughput of the Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111 for each application based on the determination result.
  • the throughput of the Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111 can be adjusted for each application according to the state of the storage unit 72.
  • the switch device 101 when the switch device 101 is in a congestion state, it is possible to selectively limit the transmission of the Ethernet frame according to the priority of the application.
  • the congestion state of the switch device 101 can be alleviated without significantly reducing the throughput of the Ethernet frame relating to the application having a high priority, and the retention and transmission delay of the Ethernet frame in the switch device 101 are adjusted in a well-balanced manner. be able to.
  • the switch device 101 can realize a more stable communication environment in the vehicle-mounted network.
  • the in-vehicle device 111 transmits an Ethernet frame when receiving an ACK frame from another in-vehicle device 111.
  • the control unit 73 adjusts the throughput by delaying the relay of the ACK frame by the L3 relay unit 71.
  • control unit 73 delays the relay of the ACK frame, so that the transmission timing of the next Ethernet frame by the vehicle-mounted device 111 can be delayed.
  • the throughput can be adjusted for each application while using the existing processing.
  • the vehicle-mounted device 111 transmits, per unit time, an Ethernet frame in an amount corresponding to the window size in the ACK frame received from another vehicle-mounted device 111.
  • the control unit 73 adjusts the throughput by changing the content of the window size in the ACK frame received by the L3 relay unit 71 and relaying it to the L3 relay unit 71.
  • control unit 73 changes the content of the window size in the ACK frame and relays it to the L3 relay unit 71, so that the amount of the Ethernet frame to be transmitted next by the in-vehicle device 111 can be adjusted.
  • the throughput can be adjusted for each application while using the existing processing.
  • the switch device 101 includes a plurality of communication ports 54.
  • the L3 relay unit 71 transmits / receives an Ethernet frame via the communication port 54.
  • the control unit 73 determines the state of the storage unit 72 based on the transmission rate of the Ethernet frame at the communication port 54.
  • the state of the storage unit 72 can be predicted in advance based on the transmission rate at the communication port 54, and the state of the storage unit 72 can be determined based on the prediction result.
  • the throughput of the Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111 can be adjusted for each application before the storage unit 72 actually runs short of capacity.
  • the switch device 101 relays an Ethernet frame between a plurality of vehicle-mounted devices 111 mounted on the vehicle 1.
  • the switch device 101 determines the state of the storage unit 72, and adjusts the throughput of the Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111 for each application based on the determination result.
  • the throughput of the Ethernet frame transmitted from the vehicle-mounted device 111 can be adjusted for each application according to the state of the storage unit 72.
  • the switch device 101 when the switch device 101 is in a congestion state, it is possible to selectively limit the transmission of the Ethernet frame according to the priority of the application.
  • the congestion state of the switch device 101 can be alleviated without significantly reducing the throughput of the Ethernet frame relating to the application having a high priority, and the retention and transmission delay of the Ethernet frame in the switch device 101 are adjusted in a well-balanced manner. be able to.
  • the communication control method according to the embodiment of the present invention can realize a more stable communication environment in the vehicle-mounted network.
  • the in-vehicle device 111 when the in-vehicle device 111 cannot normally receive the Ethernet frame, the in-vehicle device 111, which is the transmission source, transmits the ACK frame having the same Ethernet header field, IP header field, and TCP header field three times consecutively. Send to.
  • the onboard device 111 When the onboard device 111 receives the same ACK frame three times consecutively within a predetermined time, it retransmits the Ethernet frame transmitted last time.
  • the control unit 73 recognizes the ACK frame received last time regarding the application in the in-vehicle device. The ACK frame received this time is compared, and it is determined whether to delay the relay process of the ACK frame received this time according to the comparison result.
  • the control unit 73 receives the ACK frame previously received from the vehicle-mounted device and the ACK frame received this time.
  • the ACK frame received this time is relayed without delay regardless of the determination result of the state of the storage unit 72.
  • FIG. 17 is a flowchart defining an operation procedure when the switch device adjusts the throughput of communication data transmitted from the in-vehicle device in the in-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention.
  • control unit 73 monitors L3 relay unit 71 and waits until L3 relay unit 71 receives an ACK frame (NO in step S202).
  • the control unit 73 confirms whether or not a predetermined condition regarding the ACK frame is satisfied (step S204).
  • the predetermined condition is, specifically, The L3 relay unit 71 is an ACK frame that is the same as the ACK frame that the corresponding in-vehicle device 111 and the application received this time, and the Ethernet header field, the IP header field, and the TCP header field are the same as the ACK frame that is received this time. It is whether or not a certain ACK frame is received three times in succession at intervals of a predetermined time or less.
  • control unit 73 causes the L3 relay unit 71 to transmit the ACK frame received this time without delay regardless of the state of the storage unit 72 (step S206).
  • control unit 73 causes the L3 relay unit 71 to transmit the ACK frame received this time according to the throughput adjustment amount (step S208).
  • the control unit 73 compares the ACK frame received this time and the ACK frame received last time from the same vehicle-mounted device 111, and depending on the comparison result. Then, it is determined whether to delay the relay of the ACK frame received this time.
  • the in-vehicle device 111 When the in-vehicle device 111 cannot normally receive the Ethernet frame transmitted from the other in-vehicle device 111, the in-vehicle device 111 requests the other in-vehicle device 111 to retransmit the Ethernet frame to the other in-vehicle device 111. May be transmitted multiple times in succession. In this case, with the configuration of the switch device 101 according to the modification, it is possible to prevent the retransmission of the Ethernet frame from being delayed.
  • a switch device mounted on a vehicle A switch unit that relays communication data between a plurality of functional units mounted on the vehicle, A storage unit that holds the communication data to be relayed, A control unit that determines the state of the storage unit and, based on the determination result, adjusts the throughput of the communication data transmitted from the functional unit for each application, The control unit acquires the relay delay time by referring to a delay time table indicating the correspondence between the usage of the storage unit and the relay delay time for each application, and acquires the relay of the ACK frame by the switch unit.
  • a switching device that adjusts the throughput by delaying the relay delay time.
  • a switch device mounted on a vehicle A switch unit that relays communication data between a plurality of functional units mounted on the vehicle, A storage unit that holds the communication data to be relayed, A control unit that determines the state of the storage unit and, based on the determination result, adjusts the throughput of the communication data transmitted from the functional unit for each application, The control unit acquires the reduction amount by referring to a window size table indicating a correspondence relationship between the usage amount of the storage unit and the reduction amount of the window size for each application, and the ACK frame of the ACK frame received by the switch unit.

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Abstract

スイッチ装置は、車両に搭載されるスイッチ装置であって、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、中継すべき前記通信データを保持する記憶部と、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整す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、２０１８年１１月５日に出願された日本出願特願２０１８－２０８３５６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２０１３－１６８８６５号公報）には、以下のような車載ネットワークシステムが開示されている。すなわち、車載ネットワークシステムは、車載ネットワーク上で用いられる通信規約のうち前記車載ネットワーク上における実装に依拠する部分を定義する定義データを格納するメモリを備えた車載制御装置と、前記車載制御装置に対して前記定義データを発行する通信規約発行装置とを備える。前記通信規約発行装置は、前記車載制御装置を前記車載ネットワークに参加させる登録装置から、前記車載制御装置を前記車載ネットワークに参加させるよう要求する登録要求を受け取ると、前記登録装置に対する認証を実施した上で、前記車載ネットワークに上における実装に準拠した前記定義データを作成して前記登録装置に返信する。前記登録装置は、前記通信規約発行装置が送信した前記定義データを受け取り、受け取った前記定義データを前記メモリ上に格納するよう前記車載制御装置に対して要求する。そして、前記車載制御装置は、前記登録装置から定義データを受け取って前記メモリ上に格納し、前記定義データが定義する前記部分にしたがって、前記通信規約に準拠して前記車載ネットワークを用いて通信する。
特開２０１３－１６８８６５号公報
　（１）本開示のスイッチ装置は、車両に搭載されるスイッチ装置であって、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、中継すべき前記通信データを保持する記憶部と、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部とを備える。
　（６）本開示の通信制御方法は、車両に搭載されるスイッチ装置であって中継すべき通信データを保持する記憶部を備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するステップと、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整するステップとを含む。
　（７）本開示の通信制御プログラムは、車両に搭載されるスイッチ装置であって中継すべき通信データを保持する記憶部を備えるスイッチ装置における通信制御プログラムであって、コンピュータを、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部、として機能させるためのプログラムである。
　本開示の一態様は、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、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける各装置のＶＩＤ、ＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスの一例を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおいて伝送されるイーサネットフレームの一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ２スイッチ処理部の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ３中継処理部の構成を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ３中継処理部の記憶部に保存されるデータを示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける、Ｌ３中継処理されるイーサネットフレームの伝送経路の一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御部が保持している遅延時間テーブルの一例を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部の使用量とＡＣＫフレームの遅延時間との関係の一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける、通信データのスループット調整のシーケンスの一例を示す図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御部が保持しているウィンドウサイズテーブルの一例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部の使用量とウィンドウサイズの縮小量との関係の一例を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける、通信データのスループット調整のシーケンスの一例を示す図である。 図１５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御部が保持している使用量推測テーブルの一例を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおいて、スイッチ装置が車載デバイスから送信される通信データのスループットを調整する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１７は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおいて、スイッチ装置が車載デバイスから送信される通信データのスループットを調整する際の動作手順を定めたフローチャートである。
　従来、車載ネットワークにおけるセキュリティを向上させるための車載ネットワークシステムが開発されている。
　［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１に記載の車載ネットワークでは、車載ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）間で送受信される通信データを中継する通信ゲートウェイが設けられる。
　たとえば、通信ゲートウェイが車載ＥＣＵから多量の通信データを受信して輻輳状態となる場合がある。
　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より安定した通信環境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より安定した通信環境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、車両に搭載されるスイッチ装置であって、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、中継すべき前記通信データを保持する記憶部と、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部とを備える。
　このような構成により、記憶部の状態に応じて、機能部から送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。たとえば、スイッチ装置において輻輳状態となった場合に、アプリケーションの優先度に応じて通信データの送信を選択的に制限することができる。これにより、優先度が高いアプリケーションに関する通信データのスループットを大幅に低下させることなく、スイッチ装置の輻輳状態を緩和することができ、スイッチ装置における通信データの滞留および伝送遅延をバランス良く調整することができる。したがって、車載ネットワークにおいてより安定した通信環境を実現することができる。
　（２）好ましくは、前記機能部は、他の前記機能部からＡＣＫを受信すると前記通信データを送信し、前記制御部は、前記スイッチ部による前記ＡＣＫの中継を遅延させることにより前記スループットを調整する。
　このような構成により、制御部がＡＣＫの中継を遅延させることで、機能部による次の通信データの送信タイミングを遅延させることができる。これにより、既存の処理を利用しながら、スループットをアプリケーションごとに調整することができる。
　（３）好ましくは、前記機能部は、他の前記機能部から受信した送信サイズ情報に応じた量の前記通信データを単位時間あたりで送信し、前記制御部は、前記スイッチ部が受信した前記送信サイズ情報の内容を変更して前記スイッチ部に中継させることにより前記スループットを調整する。
　このような構成により、制御部が送信サイズ情報の内容を変更してスイッチ部に中継させることで、機能部が次に送信する通信データの量を調整することができる。これにより、既存の処理を利用しながら、スループットをアプリケーションごとに調整することができる。
　（４）好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、複数の通信ポートを備え、前記スイッチ部は、前記通信ポートを介して前記通信データを送受信し、前記制御部は、前記通信ポートにおける前記通信データの送信レートに基づいて前記状態を判定する。
　このような構成により、通信ポートにおける送信レートに基づいて記憶部の状態を事前に予測し、予測結果に基づいて記憶部の状態を判定することができる。これにより、たとえば、記憶部の容量が実際に不足する前に、機能部から送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。
　（５）好ましくは、前記制御部は、同じ前記機能部から今回受信した前記ＡＣＫおよび前回受信した前記ＡＣＫを比較し、比較結果に応じて、今回受信した前記ＡＣＫの中継を遅延させるか否かを決定する。
　たとえば、機能部は、他の機能部から送信される通信データを正常に受信できなかった場合に、当該他の機能部に通信データの再送を要求するために当該他の機能部へＡＣＫを複数回連続で送信する場合がある。この場合、上記の構成により、通信データの再送が遅延することを防ぐことができる。
　（６）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、車両に搭載されるスイッチ装置であって中継すべき通信データを保持する記憶部を備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するステップと、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整するステップとを含む。
　このような構成により、記憶部の状態に応じて、機能部から送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。たとえば、スイッチ装置において輻輳状態となった場合に、アプリケーションの優先度に応じて通信データの送信を選択的に制限することができる。これにより、優先度が高いアプリケーションに関する通信データのスループットを大幅に低下させることなく、スイッチ装置の輻輳状態を緩和することができ、スイッチ装置における通信データの滞留および伝送遅延をバランス良く調整することができる。したがって、車載ネットワークにおいてより安定した通信環境を実現することができる。
　（７）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、車両に搭載されるスイッチ装置であって中継すべき通信データを保持する記憶部を備えるスイッチ装置における通信制御プログラムであって、コンピュータを、前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部、として機能させるためのプログラムである。
　このような構成により、記憶部の状態に応じて、機能部から送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。たとえば、スイッチ装置において輻輳状態となった場合に、アプリケーションの優先度に応じて通信データの送信を選択的に制限することができる。これにより、優先度が高いアプリケーションに関する通信データのスループットを大幅に低下させることなく、スイッチ装置の輻輳状態を緩和することができ、スイッチ装置における通信データの滞留および伝送遅延をバランス良く調整することができる。したがって、車載ネットワークにおいてより安定した通信環境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。
　［構成および基本動作］
　図１は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムの構成を示す図である。
　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、複数の車載デバイス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。
　以下、車載デバイス１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄ，１１１Ｅの各々を、車載デバイス１１１とも称する。車載デバイス１１１は、機能部の一例である。なお、車載通信システム３０１は、５つの車載デバイス１１１を備える構成に限らず、２つ、３つ、４つまたは６つ以上の車載デバイス１１１を備える構成であってもよい。
　車載デバイス１１１は、たとえば、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）、画像センサ、レーダ装置、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）、およびヒューマンマシンインタフェース等であり、スイッチ装置１０１と通信を行うことが可能である。
　なお、車載デバイス１１１は、これらの具体例に限らず、車両１に搭載され、かつスイッチ装置１０１と通信可能な他のデバイスであってもよい。
　スイッチ装置１０１および車載デバイス１１１は、たとえば、イーサネット（登録商標）ケーブル１０により、互いに接続されている。車両１の車載ネットワークにおけるスイッチ装置１０１および各車載デバイス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および車載デバイス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および車載デバイス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通信データのやり取りが行われる。
［車載デバイス］
　車載デバイス１１１は、１または複数のアプリケーションの機能を有している。車載デバイス１１１は、自己のアプリケーションに関する情報を、スイッチ装置１０１を介して送受信する。
　車載デバイス１１１のアプリケーションの一例として、画像センサである車載デバイス１１１は、たとえば、車両１の周囲を周期的に撮影し、撮影結果を示す画像情報を作成する。
　車載デバイス１１１のアプリケーションの他の例として、レーダ装置である車載デバイス１１１は、たとえば、ミリ波を用いて、車両１の周囲における歩行者等の物体の検知結果を示す検知情報を周期的に作成する。
　車載デバイス１１１のアプリケーションの他の例として、自動運転ＥＣＵである車載デバイス１１１は、たとえば、画像センサから受けた画像情報およびレーダ装置から受けた検知情報に基づいて、自動運転を補助する。
　図２は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける各装置のＶＩＤ、ＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスの一例を示す図である。
　図２を参照して、車載ネットワークにおいて、たとえば、車載デバイス１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃと車載デバイス１１１Ｄ，１１１Ｅとは、互いに異なるＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）に属する。
　この例では、車載デバイス１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃの属するＶＬＡＮのＩＤ（以下、ＶＩＤとも称する。）は、１である。また、車載デバイス１１１Ｄ，１１１Ｅの属するＶＩＤは、２である。
　スイッチ装置１０１および車載デバイス１１１は、固有のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスおよびＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスを有する。
　［スイッチ装置］
　再び図１を参照して、スイッチ装置１０１は、車載ネットワークにおける複数の車載デバイス１１１間の通信データを中継する中継処理を行う。
　具体的には、車載ネットワークでは、たとえば、ＩＰ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、通信データの一例である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、各車載デバイス１１１間で伝送されるイーサネットフレームを中継する中継処理を行う。
　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ＶＬＡＮに属する車載デバイス１１１間の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ＶＬＡＮに属する車載デバイス１１１間のイーサネットフレームを中継する。
　図３は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおいて伝送されるイーサネットフレームの一例を示す図である。
　図３を参照して、イーサネットフレームは、イーサネットヘッダフィールドと、ＩＰヘッダフィールドと、ＴＣＰヘッダフィールドと、データフィールドと、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｃｈｅｃｋ）フィールドとを有する。
　イーサネットヘッダフィールドには、送信先ＭＡＣアドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、タイプとが格納される。ＩＰヘッダフィールドには、ＩＰヘッダと、送信元ＩＰアドレスと、送信先ＩＰアドレスとが格納される。データフィールドには、任意のデータと、必要に応じてパディングとが格納される。ＣＲＣフィールドには、ＣＲＣ値が格納される。
　ＴＣＰヘッダフィールドには、送信先ポート番号と、送信元ポート番号と、シーケンス番号と、確認応答番号と、ヘッダ長およびセッションフラグと、ウィンドウサイズと、チェックサムと、緊急ポインタとが格納される。
　ヘッダ長およびセッションフラグのフィールドには、ヘッダ長と、ＮＳ（Ｎｏｎｃｅ　Ｓｕｍ）フラグと、ＣＷＲ（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ　Ｗｉｎｄｏｗ　Ｒｅｄｕｃｅｄ）フラグと、ＥＳＥフラグと、ＵＲＧ（Ｕｒｇｅｎｔ）フラグと、ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フラグと、ＰＳＨ（Ｐｕｓｈ）フラグと、ＲＳＴ（Ｒｅｓｅｔ）フラグと、ＳＹＮ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅ）フラグと、ＦＩＮ（Ｆｉｎ）フラグとが格納される。
　たとえば、車載デバイス１１１Ｂが画像情報または検知情報を含むＩＰパケットを車載デバイス１１１Ｃへ送信する場合、このＩＰパケットには、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスとして、ＩＰ－ＢおよびＩＰ－Ｃがそれぞれ含まれる。
　車載デバイス１１１Ｂは、自己と車載デバイス１１１Ｃとが同じＶＬＡＮに属していることから、１、ＭＡＣ－ＣおよびＭＡＣ－Ｂを、ＶＩＤ、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。
　車載デバイス１１１Ｂは、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、車載デバイス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、当該イーサネットフレームを車載デバイス１１１Ｃへ送信する。
　また、たとえば、車載デバイス１１１Ｂが画像情報または検知情報を含むＩＰパケットを車載デバイス１１１Ｄへ送信する場合、このＩＰパケットには、送信元ＩＰアドレスおよび送信先ＩＰアドレスとして、ＩＰ－ＢおよびＩＰ－Ｄがそれぞれ含まれる。
　車載デバイス１１１Ｂは、自己と車載デバイス１１１Ｄとが異なるＶＬＡＮに属していることから、１、デフォルトゲートウェイであるスイッチ装置１０１のＭＡＣアドレスすなわちＭＡＣ－Ｇ、およびＭＡＣ－Ｂを、ＶＩＤ、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。
　車載デバイス１１１Ｂは、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、車載デバイス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３の中継処理を行うことで、当該イーサネットフレームを車載デバイス１１１Ｄへ送信する。
　そして、車載デバイス１１１Ｃまたは１１１Ｄは、スイッチ装置１０１を経由してイーサネットフレームを受信すると、ＡＣＫフラグを１に設定したイーサネットフレーム（以下、ＡＣＫフレームとも称する。）を車載デバイス１１１Ｂへ返信する。
　車載デバイス１１１Ｂは、車載デバイス１１１Ｃまたは１１１ＤからＡＣＫフレームを受信すると、次のイーサネットフレームを車載デバイス１１１Ｃまたは１１１Ｄへ送信する。
　車載デバイス１１１Ｃまたは１１１Ｄは、自己が次に受信可能なデータ量に関する送信サイズ情報を、車載デバイス１１１Ｂに通知する。車載デバイス１１１Ｂは、通知された送信サイズ情報に応じたデータ量のイーサネットフレームを単位時間あたりで送信する。
　具体的には、たとえば、車載デバイス１１１Ｃまたは１１１Ｄは、送信サイズ情報たとえばウィンドウサイズが格納されたＡＣＫフレームを送信する。車載デバイス１１１Ｂは、ＡＣＫフレームを受信して、ＡＣＫフレームに格納されたウィンドウサイズに応じたデータ量を上限とするイーサネットフレームを、車載デバイス１１１Ｃまたは１１１Ｄへ送信する。
　［スイッチ装置の構成］
　図４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおけるスイッチ装置の構成を示す図である。
　図４を参照して、スイッチ装置１０１は、Ｌ２スイッチ処理部６０と、Ｌ３中継処理部７０と、通信ポート５４である通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ，５４Ｅとを備える。
　なお、スイッチ装置１０１では、５つの通信ポート５４が設けられる構成に限らず、２つ、３つ、４つ、または６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。
　通信ポート５４は、たとえばイーサネットケーブル１０を接続可能な端子である。なお、通信ポート５４は、集積回路の端子であってもよい。
　複数の通信ポート５４の各々は、イーサネットケーブル１０を介して複数の車載デバイス１１１のうちのいずれか１つに接続されている。また、複数の通信ポート５４の各々は、たとえばＶＬＡＮと対応付けられている。
　Ｌ２スイッチ処理部６０は、たとえば、Ｌ２スイッチとして動作し、同じＶＬＡＮに属する車載デバイス１１１間のイーサネットフレームを中継する。
　Ｌ３中継処理部７０は、たとえば、Ｌ３スイッチとして動作し、異なるＶＬＡＮに属する車載デバイス１１１間のイーサネットフレームを中継する。
　図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ２スイッチ処理部の構成を示す図である。
　図５を参照して、Ｌ２スイッチ処理部６０は、Ｌ２スイッチ部６１と、記憶部６２とを含む。
　Ｌ２スイッチ部６１は、通信ポート５４を介して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。Ｌ２スイッチ部６１は、中継すべきイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームを記憶部６２に保存する。
　図６は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ３中継処理部の構成を示す図である。
　図６を参照して、Ｌ３中継処理部７０は、Ｌ３中継部７１と、記憶部７２と、制御部７３と、タイマ７４とを含む。
　Ｌ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ部６１から受信したイーサネットフレームに対してレイヤ３のスイッチ処理を行う。Ｌ３中継部７１は、中継すべきイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームを記憶部７２に保存する。記憶部７２には、たとえば、アプリケーションごとのキューが設けられている。
　図７は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置におけるＬ３中継処理部の記憶部に保存されるデータを示す図である。
　図７を参照して、記憶部７２には、あるアプリケーションに対応するキュー７２Ａと、別のアプリケーションに対応するキュー７２Ｂとが設けられている。Ｌ３中継部７１は、たとえば、イーサネットフレームに含まれる送信元ポート番号を参照することにより、対応のアプリケーションを特定し、イーサネットフレームをアプリケーションごとに対応のキューに振り分けて記憶部７２に保存する。なお、記憶部７２には３つ以上のキューが設けられている構成であってもよい。
　制御部７３は、記憶部７２の状態を判定し、判定結果に基づいて、車載デバイス１１１から送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する。制御部７３が通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する方法の詳細については後述する。
［レイヤ２のスイッチ処理］
　Ｌ２スイッチ部６１は、たとえば、レイヤ２に従って、Ｌ３中継処理部７０を介さずに中継処理を行うことが可能である。
　図５を参照して、Ｌ２スイッチ部６１は、たとえば、Ｌ３中継処理部７０および通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ，５４Ｅにそれぞれ接続され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、Ｌ３中継処理部７０および通信ポート５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ，５４Ｅ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。
　また、Ｌ２スイッチ部６１は、たとえば、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、たとえば、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、車載デバイス１１１のＭＡＣアドレスと当該車載デバイス１１１を接続先とする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Ｌ３中継処理部７０の論理ポート番号との対応関係が含まれる。
　Ｌ２スイッチ部６１は、通信ポート５４経由でイーサネットフレームを受信すると、受信したイーサネットフレームを記憶部６２に保存するとともに、当該イーサネットフレームに含まれる送信先ＭＡＣアドレスを取得する。
　Ｌ２スイッチ部６１は、取得した送信先ＭＡＣアドレスに対応する論理ポート番号をＡＲＬテーブルから取得する。具体的には、Ｌ２スイッチ部６１は、たとえば、車載デバイス１１１Ｂから車載デバイス１１１Ｃへ伝送されるイーサネットフレームのように、同一のＶＬＡＮ内で伝送されるイーサネットフレームに対しては、取得した送信先ＭＡＣアドレスに対応する論理ポート番号として、＃１～＃５のうちのいずれか１つを取得する。
　そして、Ｌ２スイッチ部６１は、対応のイーサネットフレームを記憶部６２から取得し、取得し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通信ポート５４経由で車載デバイス１１１へ送信する。
　一方、Ｌ２スイッチ部６１は、たとえば、車載デバイス１１１Ａから車載デバイス１１１Ｅへ伝送されるイーサネットフレームのように、異なるＶＬＡＮ間で伝送されるイーサネットフレームに対しては、取得した送信先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、Ｌ２スイッチ部６１は、対応のイーサネットフレームを記憶部６２から取得し、取得したイーサネットフレームをＬ３中継処理部７０へ出力する。
　［レイヤ３の中継処理］
　Ｌ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０を介して中継処理を行う。具体的には、Ｌ３中継部７１は、レイヤ２よりも上位のレイヤ３に従って中継処理行う。
　Ｌ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０から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（以下、Ｌ３中継処理とも称する。）を行う。
　詳細には、Ｌ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを書き換える。
　より詳細には、Ｌ３中継部７１は、たとえば、レイヤ３の中継処理に用いるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応関係を示すテーブル情報ＴＩＡを保持する。
　具体的には、Ｌ３中継部７１は、自己が中継対象とする送信先ネットワークたとえばＶＬＡＮとＶＩＤとの対応関係を示すルーティングテーブル、およびＶＩＤごとの、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応関係を示すＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブルを含むテーブル情報ＴＩＡを保持する。
　テーブル情報ＴＩＡの内容は、上述したように車載ネットワーク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。
　Ｌ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０からイーサネットフレームを受けると、受けたイーサネットフレームを記憶部７２に保存する。さらに、Ｌ３中継部７１は、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ＶＬＡＮを特定する。
　Ｌ３中継部７１は、ルーティングテーブルを参照し、特定したＶＬＡＮに対応するＶＩＤを取得する。
　そして、Ｌ３中継部７１は、取得したＶＩＤ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。
　Ｌ３中継部７１は、当該イーサネットフレームを記憶部７２から取得し、取得したイーサネットフレームにおけるＶＩＤ、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスを、取得したＶＩＤおよびＭＡＣアドレス、ならびに自己のスイッチ装置１０１のＭＡＣアドレスにそれぞれ書き換えてＬ２スイッチ処理部６０へ出力する。
　［Ｌ３中継処理の具体例］
　図８は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける、Ｌ３中継処理されるイーサネットフレームの伝送経路の一例を示す図である。
　図８を参照して、車載デバイス１１１Ａが、たとえば、車載デバイス１１１Ｅを宛先とするイーサネットフレームを送信する状況を想定する。
　この場合、車載デバイス１１１Ａは、ＶＩＤ、送信元ＭＡＣアドレス、送信先ＭＡＣアドレスおよび送信先ＩＰアドレスとして、１、ＭＡＣ－Ａ、ＭＡＣ－ＧおよびＩＰ－Ｅをそれぞれ含む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におけるＬ３中継処理部７０は、通信ポート５４ＡおよびＬ２スイッチ処理部６０経由で車載デバイス１１１Ａからイーサネットフレームを受信すると、テーブル情報ＴＩＡに基づいて、受信したイーサネットフレームに対してＬ３中継処理を行う。
　より詳細には、Ｌ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０からイーサネットフレームを受けて、受けたイーサネットフレームを記憶部７２に保存する。そして、Ｌ３中継部７１は、イーサネットフレームを記憶部７２から取得し、取得したイーサネットフレームに含まれるＶＩＤ、送信元ＭＡＣアドレスおよび送信先ＭＡＣアドレスを、２、ＭＡＣ－ＧおよびＭＡＣ－Ｅにそれぞれ書き換える。Ｌ３中継部７１は、書き換え後のイーサネットフレームをＬ２スイッチ処理部６０へ出力する。
　Ｌ２スイッチ処理部６０は、Ｌ３中継処理部７０からイーサネットフレームを受けると、ＡＲＬテーブルに基づいて、受けたイーサネットフレームに含まれる送信先ＭＡＣアドレスに対応する論理ポート番号＃５を取得する。
　Ｌ２スイッチ処理部６０は、取得した論理ポート番号＃５の端子から通信ポート５４Ｅ経由でイーサネットフレームを送信する。これにより、当該イーサネットフレームは、通信ポート５４Ｅ経由で車載デバイス１１１Ｅへ送信される。
　［課題］
　ところで、スイッチ装置１０１が車載デバイス１１１から多量の通信データたとえばイーサネットフレームを受信すると、たとえば、Ｌ３中継処理部７０の記憶部７２においてオーバーフローが生じる場合がある。
　記憶部７２のオーバーフローを解消するために、たとえば、スイッチ装置１０１から車載デバイス１１１へポーズフレームを送信することにより、車載デバイス１１１からイーサネットフレームが送信されてくる頻度を下げることが考えられる。
　たとえば、イーサネットフレームの送信元の車載デバイス１１１の別に応じて優先度を設定しておき、優先度の低い車載デバイス１１１へポーズフレームを送信する。
　これにより、優先度の低い車載デバイス１１１からイーサネットフレームが送信されてくる頻度を下げ、優先度の高い車載デバイス１１１からのイーサネットフレームを優先的に中継することができるため、記憶部７２がオーバーフロー状態となる可能性を低減することができる。
　しかしながら、車載デバイス１１１が複数のアプリケーションの機能を有している場合、アプリケーションの優先度に応じて、優先度の高いアプリケーションに対応するイーサネットフレームを優先的に中継することはできない。
　［スループットの調整］
　制御部７３は、記憶部７２の状態を判定する。より詳細には、制御部７３は、記憶部７２を定期的または不定期に監視し、記憶部７２が保持しているデータの量またはイーサネットフレームの数を参照することにより記憶部７２の状態を判定する。なお、制御部７３は、Ｌ３中継部７１を監視し、Ｌ３中継部７１がＬ２スイッチ処理部６０からイーサネットフレームを受信すると、記憶部７２が保持しているデータの量またはイーサネットフレームの数を参照することにより記憶部７２の状態を判定してもよい。
　制御部７３は、判定した結果に基づいて、車載デバイス１１１から送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する。通信データのスループットは、ウィンドウサイズをＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ　Ｔｒｉｐ　Ｔｉｍｅ）で除した値に比例する。
　［動作の流れ］
　車載通信システム３０１における各装置は、メモリを含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートおよびシーケンスの各ステップの一部または全部を含むプログラムを当該メモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
　［ＡＣＫフレームの中継保留］
　たとえば、スイッチ装置１０１は、送信先の車載デバイス１１１からのＡＣＫの中継を遅延させることにより、車載デバイス１１１間のＲＴＴを増大させることで通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する。
　たとえば、スイッチ装置１０１は、送信先の車載デバイス１１１から受信したＡＣＫフレームの中継を遅延させる。より詳細には、制御部７３は、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させる。
　再び図８を参照して、たとえば、車載デバイス１１１Ａが２つのアプリケーション１，２を有しており、各アプリケーションに対応するイーサネットフレームを車載デバイス１１１Ｅへ送信する状況を想定する。
　ここでは、アプリケーション１の優先度はアプリケーション２の優先度よりも高く、アプリケーション１に対応するイーサネットフレームＦ１はアプリケーション２に対応するイーサネットフレームＦ２よりも優先的に中継されて車載デバイス１１１Ｅへ送信される必要があるものとする。
　制御部７３は、記憶部７２の状態に応じて、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの送信タイミングの遅延時間（以下、中継遅延時間とも称する。）を決定し、ＡＣＫフレームを中継するタイミングを調整する。
　図９は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御部が保持している遅延時間テーブルの一例を示す図である。
　図９を参照して、たとえば、制御部７３は、記憶部７２が保持しているデータの量（以下、記憶部７２の使用量とも称する。）Ｃと中継遅延時間Ｔとのアプリケーションごとの対応関係を示す遅延時間テーブルを保持しており、遅延時間テーブルを参照することにより中継遅延時間を決定する。
　具体的には、たとえば、記憶部７２の使用量Ｃ１が１０００ｋバイト以上１５００ｋバイト未満の状態におけるアプリケーション１の中継遅延時間Ｔ１は１０ミリ秒であり、アプリケーション２の中継遅延時間Ｔ２は２０ミリ秒である。また、たとえば、記憶部７２の使用量Ｃ１が１５００ｋバイト以上２０００ｋバイト未満の状態におけるアプリケーション１の中継遅延時間Ｔ１は１５ミリ秒であり、アプリケーション２の中継遅延時間Ｔ２は３０ミリ秒である。
　すなわち、制御部７３は、記憶部７２の使用量Ｃ１が１０００ｋバイト以上の場合には、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させる必要があると判断し、記憶部７２の使用量Ｃ１が１０００ｋバイト未満の場合には、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させる必要がないと判断する。
　図１０は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部の使用量とＡＣＫフレームの遅延時間との関係の一例を示す図である。図１０において、縦軸は中継遅延時間（秒）を示し、横軸は記憶部の使用量（ｂｙｔｅ）を示す。
　図１０を参照して、制御部７３が保持する遅延時間テーブルは、記憶部７２の使用量Ｃが所定の値であるＣ０以上の場合において、中継遅延時間Ｔが記憶部７２の使用量Ｃに比例し、かつ、アプリケーションの優先度が低いほど記憶部７２の使用量Ｃの増加に対する中継遅延時間Ｔの増加量が大きくなるように設定されている。
　図１１は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける、通信データのスループット調整のシーケンスの一例を示す図である。
　図１１を参照して、まず、スイッチ装置１０１において、制御部７３は、所定のタイミングにおいて記憶部７２の状態を判定する（ステップＳ１１）。
　次に、制御部７３は、記憶部７２の状態を判定した結果、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させる必要があると判断すると、アプリケーションごとに中継遅延時間Ｔを設定する。具体的には、制御部７３は、遅延時間テーブルを参照することにより中継遅延時間Ｔを設定する（ステップＳ１２）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション１に対応するイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ１３）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション２に対応するイーサネットフレームＦ２を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ１４）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ１を受信すると、イーサネットフレームＦ１に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ１をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ１５）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ２を受信すると、イーサネットフレームＦ２に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ２をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ１６）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１の転送を中継遅延時間Ｔ１だけ保留し（ステップＳ１７）、車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ１８）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、次に送信すべきイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ１９）。
　一方、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２の転送を中継遅延時間Ｔ２だけ保留し（ステップＳ２０）、車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ２１）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、次に送信すべきイーサネットフレームＦ２を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ２２）。
　次に、制御部７３は、前回記憶部７２の状態を判定したタイミングから所定時間経過後の所定のタイミングにおいて記憶部７２の状態を判定する（ステップＳ２３）。
　次に、制御部７３は、記憶部７２の状態を判定した結果、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させる必要がないと判断すると、中継遅延時間Ｔの設定を解除する（ステップＳ２４）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション１に対応するイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ２５）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ１を受信すると、イーサネットフレームＦ１に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ１をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ２６）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１の中継を保留することなく、車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ２７）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション２に対応するイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ２８）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ２を受信すると、イーサネットフレームＦ２に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ２をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ２９）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２の中継を保留することなく、車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ３０）。
　より詳細には、ステップＳ１７において、スイッチ装置１０１におけるＬ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０を介してＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、受信したＡＣＫフレームａｃｋＦ１を記憶部７２に保存する。制御部７３は、Ｌ３中継部７１がＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、設定している中継遅延時間Ｔ１をタイマ７４にセットする。
　タイマ７４にセットした中継遅延時間Ｔ１が経過すると、制御部７３は、タイマ７４からの中継遅延時間Ｔ１が経過した旨の通知を受けて、中継遅延時間Ｔ１の経過をＬ３中継部７１に通知する。Ｌ３中継部７１は、制御部７３からの通知を受けて、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を記憶部７２から取得し、取得したＡＣＫフレームａｃｋＦ１に含まれるＶＩＤ等を書き換えてＬ２スイッチ処理部６０へ出力する。
　また、ステップＳ２０において、スイッチ装置１０１におけるＬ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０を介してＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、受信したＡＣＫフレームａｃｋＦ２を記憶部７２に保存する。制御部７３は、Ｌ３中継部７１がＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、設定している中継遅延時間Ｔ２をタイマ７４にセットする。
　タイマ７４にセットした中継遅延時間Ｔ２が経過すると、制御部７３は、タイマ７４からの中継遅延時間Ｔ２が経過した旨の通知を受けて、中継遅延時間Ｔ２の経過をＬ３中継部７１に通知する。Ｌ３中継部７１は、制御部７３からの通知を受けて、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を記憶部７２から取得し、取得したＡＣＫフレームａｃｋＦ２に含まれるＶＩＤ等を書き換えてＬ２スイッチ処理部６０へ出力する。
　このようにして、スイッチ装置１０１は、記憶部７２の使用量に応じて、ＡＣＫフレームを宛先の車載デバイス１１１へ送信するタイミングを調整する。
　［ウィンドウサイズの変更］
　たとえば、スイッチ装置１０１は、送信先の車載デバイス１１１から受信した送信サイズ情報の内容を変更することにより、送信元の車載デバイス１１１が次回送信する通信データの単位時間あたりのデータ量を調整することで通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する。
　たとえば、スイッチ装置１０１は、送信先の車載デバイス１１１から受信したＡＣＫフレームにおけるウィンドウサイズを変更する。より詳細には、制御部７３は、ＡＣＫフレームにおけるウィンドウサイズをＬ３中継部７１に変更させる。
　制御部７３は、記憶部７２の状態に応じてウィンドウサイズの縮小量を決定し、次回送信されるイーサネットフレームのデータ量を調整する。
　図１２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御部が保持しているウィンドウサイズテーブルの一例を示す図である。
　図１２を参照して、たとえば、制御部７３は、記憶部７２の使用量Ｃとウィンドウサイズの縮小量Ｗとのアプリケーションごとの対応関係を示すウィンドウサイズテーブルを保持しており、ウィンドウサイズテーブルを参照することにより、ウィンドウサイズの縮小量Ｗを決定し、次回送信されるイーサネットフレームのデータ量の上限を調整する。
　具体的には、たとえば、記憶部７２の使用量Ｃ１が１０００ｋバイト以上１５００ｋバイト未満の状態におけるアプリケーション１のウィンドウサイズの縮小量Ｗ１は１０００バイトであり、アプリケーション２のウィンドウサイズの縮小量Ｗ２は２０００バイトである。また、たとえば、記憶部７２の使用量Ｃ１が１５００ｋバイト以上２０００ｋバイト未満の状態におけるアプリケーション１のウィンドウサイズの縮小量Ｗ１は１５００バイトであり、アプリケーション２のウィンドウサイズの縮小量Ｗ２は３０００バイトである。
　図１３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における記憶部の使用量とウィンドウサイズの縮小量との関係の一例を示す図である。図１３において、縦軸はウィンドウサイズの縮小量（ｂｙｔｅ）を示し、横軸は記憶部の使用量（ｂｙｔｅ）を示す。
　すなわち、制御部７３は、記憶部７２の使用量Ｃ１が１０００ｋバイト以上の場合には、ウィンドウサイズを縮小させる必要があると判断し、記憶部７２の使用量Ｃ１が１０００ｋバイト未満の場合には、ウィンドウサイズを縮小させる必要があると判断する。
　図１３を参照して、制御部７３が保持するウィンドウサイズテーブルは、記憶部７２の使用量Ｃが所定の値Ｃ０以上の場合において、ウィンドウサイズの縮小量Ｗが記憶部７２の使用量Ｃに比例し、かつ、アプリケーションの優先度が低いほど記憶部７２の使用量Ｃの増加に対するウィンドウサイズの縮小量Ｗの増加量が大きくなるように設定されている。
　図１４は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおける、通信データのスループット調整のシーケンスの一例を示す図である。
　図１４を参照して、まず、スイッチ装置１０１において、制御部７３は、所定のタイミングにおいて記憶部７２の状態を判定する（ステップＳ３１）。
　次に、制御部７３は、記憶部７２の状態を判定した結果、ウィンドウサイズを縮小させる必要があると判断すると、アプリケーションごとにウィンドウサイズの縮小量Ｗを設定する。具体的には、制御部７３は、ウィンドウサイズテーブルを参照することにより縮小量Ｗを決定する（ステップＳ３２）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション１に対応するイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ３３）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ１を受信すると、イーサネットフレームＦ１に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ１をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ３４）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１のＴＣＰヘッダフィールドに含まれるウィンドウサイズを書き換え（ステップＳ３５）、書き換え後のＡＣＫフレームａｃｋＦ１を車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ３６）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１のＴＣＰヘッダフィールドに含まれるウィンドウサイズで指定されたデータ量を上限として、次に送信すべきイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ３７）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション２に対応するイーサネットフレームＦ２を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ３８）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ２を受信すると、イーサネットフレームＦ２に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ２をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ３９）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２のＴＣＰヘッダフィールドに含まれるウィンドウサイズを書き換え（ステップＳ４０）、書き換え後のＡＣＫフレームａｃｋＦ２を車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ４１）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１のＴＣＰヘッダフィールドに含まれるウィンドウサイズで指定されたデータ量を上限として、次に送信すべきイーサネットフレームＦ２を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ４２）。
　次に、制御部７３は、前回記憶部７２の状態を判定したタイミングから所定時間経過後の所定のタイミングにおいて記憶部７２の状態を判定する（ステップＳ４３）。
　次に、制御部７３は、記憶部７２の状態を判定した結果、ウィンドウサイズを縮小させる必要がないと判断すると、ウィンドウサイズの縮小量Ｗの設定を解除する（ステップＳ４４）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション１に対応するイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ４５）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ１を受信すると、イーサネットフレームＦ１に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ１をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ４６）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１に含まれるウィンドウサイズを書き換えることなく、車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ４７）。
　次に、車載デバイス１１１Ａは、アプリケーション２に対応するイーサネットフレームＦ１を、スイッチ装置１０１を介して車載デバイス１１１Ｅへ送信する（ステップＳ４８）。
　次に、車載デバイス１１１Ｅは、イーサネットフレームＦ２を受信すると、イーサネットフレームＦ２に対するＡＣＫフレームａｃｋＦ２をスイッチ装置１０１へ送信する（ステップＳ４９）。
　次に、スイッチ装置１０１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２に含まれるウィンドウサイズを書き換えることなく、車載デバイス１１１Ａへ送信する（ステップＳ５０）。
　より詳細には、ステップＳ３５において、スイッチ装置１０１におけるＬ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０を介してＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、受信したＡＣＫフレームａｃｋＦ１を記憶部７２に保存する。制御部７３は、Ｌ３中継部７１がＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、設定しているウィンドウサイズの縮小量Ｗ１をＬ３中継部７１に通知する。
　Ｌ３中継部７１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１を記憶部７２から取得し、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１に含まれるウィンドウサイズを縮小量Ｗ１に従って書き換えるとともに、ＡＣＫフレームａｃｋＦ１に含まれるＶＩＤ等を書き換えてＬ２スイッチ処理部６０へ出力する。
　また、ステップＳ４０において、スイッチ装置１０１におけるＬ３中継部７１は、Ｌ２スイッチ処理部６０を介してＡＣＫフレームａｃｋＦ２を受信すると、受信したＡＣＫフレームａｃｋＦ２を記憶部７２に保存する。制御部７３は、Ｌ３中継部７１がＡＣＫフレームａｃｋＦ１を受信すると、設定しているウィンドウサイズの縮小量Ｗ２をＬ３中継部７１に通知する。
　Ｌ３中継部７１は、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２を記憶部７２から取得し、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２に含まれるウィンドウサイズを縮小量Ｗ２に従って書き換えるとともに、ＡＣＫフレームａｃｋＦ２に含まれるＶＩＤ等を書き換えてＬ２スイッチ処理部６０へ出力する。
　このようにして、スイッチ装置１０１は、記憶部７２の使用量に応じて、車載デバイス１１１Ａが次に送信するイーサネットフレームのデータ量を調整する。
　［送信レートからの推測］
　スイッチ装置１０１では、制御部７３は、通信ポート５４における通信データの送信レートに基づいて、記憶部７２の状態を判定してもよい。
　より詳細には、制御部７３は、少なくともいずれか１つの通信ポート５４を定期的または不定期に監視し、通信ポート５４における通信データの送信レートに基づいて、記憶部７２の状態を判定する。
　たとえば、制御部７３は、各通信ポート５４を監視し、たとえば平均送信レートが最大である通信ポートの送信レート（以下、最大送信レートとも称する。）に基づいて、記憶部７２の状態を判定する。あるいは、制御部７３は、各通信ポート５４を監視し、各通信ポートの送信レートの平均値に基づいて、記憶部７２の状態を判定する。
　図１５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における制御部が保持している使用量推測テーブルの一例を示す図である。
　図１５を参照して、たとえば、制御部７３は、最大送信レートと所定時間後の記憶部７２の使用量との対応関係を示す使用量推測テーブルを保持している。制御部７３は、使用量推測テーブルを参照することにより、所定時間後の記憶部７２の使用量を推測する。
　具体的には、たとえば、制御部７３は、最大送信レートが５０Ｍｂｐｓ未満の場合、所定時間後の記憶部７２の使用量の推定値を５００ｋｂｙｔｅ未満であると推測し、最大送信レートが５０Ｍｂｐｓ以上の場合、所定時間後の記憶部７２の使用量の推定値を５００ｋｂｙｔｅ以上１０００ｋｂｙｔｅ未満であると推測し、最大送信レートが７５Ｍｂｐｓ以上の場合、所定時間後の記憶部７２の使用量の推定値を１０００ｋｂｙｔｅ以上１５００ｋｂｙｔｅ未満であると推測し、最大送信レートが１００Ｍｂｐｓ以上の場合、所定時間後の記憶部７２の使用量の推定値を１５００ｋｂｙｔｅ以上２０００ｋｂｙｔｅ未満であると推測する。
　制御部７３は、上記推測結果に基づいて記憶部７２の状態を判定し、通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する。
　より詳細には、制御部７３は、推測した記憶部７２の使用量に基づいて、図９に示す遅延時間テーブルを参照することにより中継遅延時間Ｔを決定する。あるいは、制御部７３は、推測した記憶部７２の使用量に基づいて、図１２に示すウィンドウサイズテーブルを参照することによりウィンドウサイズの縮小量Ｗを決定する。
　［動作の流れ］
　図１６は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおいて、スイッチ装置が車載デバイスから送信される通信データのスループットを調整する際の動作手順を定めたフローチャートである。
　図１６を参照して、制御部７３は、記憶部７２の状態を定期的または不定期に判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部７３は、記憶部７２を定期的または不定期に監視し、記憶部７２が保持しているデータの量またはイーサネットフレームの数に基づいて記憶部７２の状態を判定する。あるいは、制御部７３は、通信ポート５４を定期的または不定期に監視し、通信ポート５４における通信データの送信レートに基づいて記憶部７２の状態を判定する。
　次に、制御部７３は、記憶部７２の状態の判定結果に基づいて、通信データのスループットを低減する必要があるかを判断する（ステップＳ１０４）。たとえば、図９に示す遅延時間テーブルまたは図１２に示すウィンドウサイズテーブルを参照することにより、通信データのスループットを低減する必要があるかを判断する。
　次に、制御部７３は、通信データのスループットを低減する必要があると判断した場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、スループットの低減量をアプリケーションごとに設定する（ステップＳ１０６）。たとえば、制御部７３は、記憶部７２の状態に応じて中継遅延時間Ｔまたはウィンドウサイズの縮小量Ｗをアプリケーションごとに設定する。
　一方、制御部７３は、通信データのスループットを低減する必要がないと判断した場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、スループットの低減を解除する（ステップＳ１０８）。たとえば、制御部７３は、中継遅延時間Ｔまたはウィンドウサイズの縮小量Ｗの設定を解除する。
　なお、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、制御部７３は、記憶部７２の状態に応じて、ＡＣＫフレームの送信タイミングの遅延および送信サイズ情報の内容の変更のうち、いずれか一方のみを行う構成であってもよいし、両方を行う構成であってもよい。
　また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、１つの車載デバイス１１１が２つのアプリケーションを有しており、スイッチ装置１０１は、各アプリケーションに対応するイーサネットフレームを他の車載デバイス１１１へ送信する場合に通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であるとしたが、これに限定するものではない。
　制御部７３は、１つの車載デバイス１１１が有するアプリケーションに対応するイーサネットフレームと、他の車載デバイス１１１が有するアプリケーションに対応するイーサネットフレームとを、さらに他の車載デバイス１１１へ送信する場合に通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であってもよい。
　また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、Ｌ３中継処理部７０が制御部７３を有しており、制御部７３が、記憶部７２の状態を判定し、判定結果に基づいて、車載デバイスから送信される通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であるとしたが、これに限定するものではない。
　制御部７３が、上記判定結果に基づいて、図９に示す遅延時間テーブルを参照することにより中継遅延時間Ｔを決定し、Ｌ２スイッチ処理部６０におけるＬ２スイッチ部６１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させることにより、通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であってもよい。さらに、制御部７３が、上記判定結果に基づいて、図１２に示すウィンドウサイズテーブルを参照することにより縮小量Ｗを決定し、Ｌ２スイッチ部６１に送信サイズ情報の内容を変更させることにより、通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であってもよい。
　さらに、制御部７３が、Ｌ２スイッチ処理部６０における記憶部６２の状態を判定し、判定結果に基づいて、Ｌ３中継部７１またはＬ２スイッチ部６１によるＡＣＫフレームの送信タイミングを遅延させることにより、通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であってもよい。あるいは、制御部７３が、Ｌ２スイッチ処理部６０における記憶部６２の状態を判定し、判定結果に基づいて、Ｌ３中継部７１またはＬ２スイッチ部６１に送信サイズ情報の内容を変更させることにより、通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する構成であってもよい。
　また、本発明の実施の形態に係る車載通信システムでは、スイッチ装置１０１は、２つのアプリケーションに対応する各イーサネットフレームを他の車載デバイス１１１へ送信する場合に、いずれのアプリケーションについても通信データのスループットを調整する構成であるとしたが、これに限定するものではない。スイッチ装置１０１は、制御部７３が記憶部７２の状態を判定した結果、一方のアプリケーションについては通信データのスループットを調整せず、他方のアプリケーションについてのみ通信データのスループットを調整する構成であってもよい。また、スイッチ装置１０１は、３つ以上のアプリケーションに対応する各イーサネットフレームを他の車載デバイス１１１へ送信する場合に、少なくともいずれか１つのアプリケーションについて通信データのスループットを調整する構成であってもよい。
　ところで、特許文献１に記載の車載ネットワークでは、車載ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）間で送受信される通信データを中継する通信ゲートウェイが設けられる。
　たとえば、通信ゲートウェイが車載ＥＣＵから多量の通信データを受信して輻輳状態となる場合がある。
　具体的には、たとえば、車載ネットワークにおいて、スイッチ装置１０１が車載デバイス１１１から多量の通信データたとえばイーサネットフレームを受信すると、たとえば、Ｌ３中継処理部７０の記憶部においてオーバーフローが生じる場合がある。
　記憶部のオーバーフローを解消するために、たとえば、スイッチ装置１０１から車載デバイス１１１へポーズフレームを送信することにより、車載デバイスからイーサネットフレームが送信されてくる頻度を下げることが考えられる。
　しかしながら、車載デバイス１１１が複数のアプリケーションの機能を有している場合、アプリケーションの優先度に応じて、優先度の高いアプリケーションに対応するイーサネットフレームを優先的に中継することはできない。
　これに対して、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１０１では、車両１に搭載される。Ｌ３中継部７１は、車両１に搭載される複数の車載デバイス１１１間のイーサネットフレームを中継する。記憶部７２は、中継すべきイーサネットフレームを保持する。そして、制御部７３は、記憶部７２の状態を判定し、判定結果に基づいて、車載デバイス１１１から送信されるイーサネットフレームのスループットをアプリケーションごとに調整する。
　このような構成により、記憶部７２の状態に応じて、車載デバイス１１１から送信されるイーサネットフレームのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。たとえば、スイッチ装置１０１において輻輳状態となった場合に、アプリケーションの優先度に応じてイーサネットフレームの送信を選択的に制限することができる。これにより、優先度が高いアプリケーションに関するイーサネットフレームのスループットを大幅に低下させることなく、スイッチ装置１０１の輻輳状態を緩和することができ、スイッチ装置１０１におけるイーサネットフレームの滞留および伝送遅延をバランス良く調整することができる。
　したがって、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１０１では、車載ネットワークにおいてより安定した通信環境を実現することができる。
　また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１０１では、車載デバイス１１１は、他の車載デバイス１１１からＡＣＫフレームを受信するとイーサネットフレームを送信する。制御部７３は、Ｌ３中継部７１によるＡＣＫフレームの中継を遅延させることによりスループットを調整する。
　このような構成により、制御部７３がＡＣＫフレームの中継を遅延させることで、車載デバイス１１１による次のイーサネットフレームの送信タイミングを遅延させることができる。これにより、既存の処理を利用しながら、スループットをアプリケーションごとに調整することができる。
　また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１０１では、車載デバイス１１１は、他の車載デバイス１１１から受信したＡＣＫフレームにおけるウィンドウサイズに応じた量のイーサネットフレームを単位時間あたりで送信する。制御部７３は、Ｌ３中継部７１が受信したＡＣＫフレームにおけるウィンドウサイズの内容を変更してＬ３中継部７１に中継させることによりスループットを調整する。
　このような構成により、制御部７３がＡＣＫフレームにおけるウィンドウサイズの内容を変更してＬ３中継部７１に中継させることで、車載デバイス１１１が次に送信するイーサネットフレームの量を調整することができる。これにより、既存の処理を利用しながら、スループットをアプリケーションごとに調整することができる。
　また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１０１は、複数の通信ポート５４を備える。Ｌ３中継部７１は、通信ポート５４を介してイーサネットフレームを送受信する。そして、制御部７３は、通信ポート５４におけるイーサネットフレームの送信レートに基づいて記憶部７２の状態を判定する。
　このような構成により、通信ポート５４における送信レートに基づいて記憶部７２の状態を事前に予測し、予測結果に基づいて記憶部７２の状態を判定することができる。これにより、たとえば、記憶部７２の容量が実際に不足する前に、車載デバイス１１１から送信されるイーサネットフレームのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。
　本発明の実施の形態に係る通信制御方法では、まず、スイッチ装置１０１が、車両１に搭載される複数の車載デバイス１１１間のイーサネットフレームを中継する。次に、スイッチ装置１０１が、記憶部７２の状態を判定し、判定結果に基づいて、車載デバイス１１１から送信されるイーサネットフレームのスループットをアプリケーションごとに調整する。
　このような方法により、記憶部７２の状態に応じて、車載デバイス１１１から送信されるイーサネットフレームのスループットをアプリケーションごとに調整することができる。たとえば、スイッチ装置１０１において輻輳状態となった場合に、アプリケーションの優先度に応じてイーサネットフレームの送信を選択的に制限することができる。これにより、優先度が高いアプリケーションに関するイーサネットフレームのスループットを大幅に低下させることなく、スイッチ装置１０１の輻輳状態を緩和することができ、スイッチ装置１０１におけるイーサネットフレームの滞留および伝送遅延をバランス良く調整することができる。
　したがって、本発明の実施の形態に係る通信制御方法では、車載ネットワークにおいてより安定した通信環境を実現することができる。
　［スイッチ装置１０１の変形例１］
　再び図１を参照して、車載デバイス１１１は、イーサネットフレームを正常に受信できなかった場合、イーサネットフレームの再送を要求するために、同一のＡＣＫフレームを３回連続で送信元の車載デバイス１１１へ送信する。
　より詳細には、車載デバイス１１１は、イーサネットフレームを正常に受信できなかった場合、イーサネットヘッダフィールド、ＩＰヘッダフィールド、およびＴＣＰヘッダフィールドが同一であるＡＣＫフレームを３回連続で送信元の車載デバイス１１１へ送信する。
　車載デバイス１１１は、同一のＡＣＫフレームを所定時間内に３回連続で受信すると、前回送信したイーサネットフレームを再送する。
　このような構成においては、記憶部７２の状態に関わらず、送信元の車載デバイス１１１によるイーサネットフレームの再送は遅滞なく行われることが好ましい。
　そこで、変形例１に係るスイッチ装置１０１では、制御部７３は、たとえば、Ｌ３中継部７１が車載デバイス１１１からあるアプリケーションに関するＡＣＫフレームを受信すると、当該車載デバイスの当該アプリケーションに関して前回受信したＡＣＫフレームと今回受信したＡＣＫフレームとを比較し、比較結果に応じて、今回受信したＡＣＫフレームの中継処理を遅延させるか否かを決定する。
　より詳細には、制御部７３は、たとえば、Ｌ３中継部７１が車載デバイス１１１からあるアプリケーションに関するＡＣＫフレームを受信すると、当該車載デバイスから当該アプリケーションに関する前回受信したＡＣＫフレームの上記フィールドと今回受信したＡＣＫフレームの上記フィールドとが同一である場合、記憶部７２の状態の判定結果に関わらず、今回受信したＡＣＫフレームを遅延させることなく中継させる。
　図１７は、本発明の実施の形態に係る車載通信システムにおいて、スイッチ装置が車載デバイスから送信される通信データのスループットを調整する際の動作手順を定めたフローチャートである。
　図１７を参照して、制御部７３は、Ｌ３中継部７１を監視し、Ｌ３中継部７１がＡＣＫフレームを受信するまで待機する（ステップＳ２０２でＮＯ）。
　制御部７３は、Ｌ３中継部７１がＡＣＫフレームを受信すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、ＡＣＫフレームに関する所定条件を満たすか否かを確認する（ステップＳ２０４）上記所定条件とは、具体的には、Ｌ３中継部７１が、対応の車載デバイス１１１およびアプリケーションが今回受信したＡＣＫフレームと同一であるＡＣＫフレームであって、イーサネットヘッダフィールド、ＩＰヘッダフィールド、およびＴＣＰヘッダフィールドが今回受信したＡＣＫフレームと同一であるＡＣＫフレームを、所定時間以下の間隔で３回連続で受信したか否かである。
　制御部７３は、ＡＣＫフレームに関する上記所定条件を満たす場合（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、記憶部７２の状態に関わらず、今回受信したＡＣＫフレームをＬ３中継部７１に遅滞なく送信させる（ステップＳ２０６）。
　制御部７３は、ＡＣＫフレームに関する上記所定条件を満たさない場合（ステップＳ２０４でＮＯ）、今回受信したＡＣＫフレームをスループットの調整量に従ってＬ３中継部７１に送信させる（ステップＳ２０８）。
　以上のように、本発明の実施の形態の変形例に係るスイッチ装置１０１では、制御部７３は、同じ車載デバイス１１１から今回受信したＡＣＫフレームおよび前回受信したＡＣＫフレームを比較し、比較結果に応じて、今回受信したＡＣＫフレームの中継を遅延させるか否かを決定する。
　車載デバイス１１１は、他の車載デバイス１１１から送信されるイーサネットフレームを正常に受信できなかった場合に、当該他の車載デバイスにイーサネットフレームの再送を要求するために当該他の車載デバイス１１１へＡＣＫフレームを複数回連続で送信する場合がある。この場合、変形例に係るスイッチ装置１０１の構成によれば、イーサネットフレームの再送が遅延することを防ぐことができる。
　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく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］
　車両に搭載されるスイッチ装置であって、
　前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、
　中継すべき前記通信データを保持する記憶部と、
　前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記記憶部の使用量と中継遅延時間とのアプリケーションごとの対応関係を示す遅延時間テーブルを参照することにより前記中継遅延時間を取得し、前記スイッチ部によるＡＣＫフレームの中継を取得した前記中継遅延時間だけ遅延させることにより前記スループットを調整する、スイッチ装置。
　［付記２］
　車両に搭載されるスイッチ装置であって、
　前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、
　中継すべき前記通信データを保持する記憶部と、
　前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部とを備え、
　前記制御部は、前記記憶部の使用量とウィンドウサイズの縮小量とのアプリケーションごとの対応関係を示すウィンドウサイズテーブルを参照することにより前記縮小量を取得し、前記スイッチ部が受信したＡＣＫフレームのウィンドウサイズを取得した前記縮小量に応じて変更することにより前記スループットを調整する、スイッチ装置。
　１　車両
　１０　イーサネットケーブル
　５４　通信ポート
　６０　Ｌ２スイッチ処理部
　６１　Ｌ２スイッチ部
　６２　記憶部
　７０　Ｌ３中継処理部
　７１　Ｌ３中継部
　７２　記憶部
　７３　制御部
　７４　タイマ
　１０１　スイッチ装置
　１１１　車載デバイス
　３０１　車載通信システム

Claims (7)

  1. 　車両に搭載されるスイッチ装置であって、
    　前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、
    　中継すべき前記通信データを保持する記憶部と、
    　前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部とを備える、スイッチ装置。
  2. 　前記機能部は、他の前記機能部からＡＣＫを受信すると前記通信データを送信し、
    　前記制御部は、前記スイッチ部による前記ＡＣＫの中継を遅延させることにより前記スループットを調整する、請求項１に記載のスイッチ装置。
  3. 　前記機能部は、他の前記機能部から受信した送信サイズ情報に応じた量の前記通信データを単位時間あたりで送信し、
    　前記制御部は、前記スイッチ部が受信した前記送信サイズ情報の内容を変更して前記スイッチ部に中継させることにより前記スループットを調整する、請求項１または請求項２に記載のスイッチ装置。
  4. 　前記スイッチ装置は、さらに、複数の通信ポートを備え、
    　前記スイッチ部は、前記通信ポートを介して前記通信データを送受信し、
    　前記制御部は、前記通信ポートにおける前記通信データの送信レートに基づいて前記状態を判定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
  5. 　前記制御部は、同じ前記機能部から今回受信した前記ＡＣＫおよび前回受信した前記ＡＣＫを比較し、比較結果に応じて、今回受信した前記ＡＣＫの中継を遅延させるか否かを決定する、請求項２に記載のスイッチ装置。
  6. 　車両に搭載されるスイッチ装置であって、中継すべき通信データを保持する記憶部を備えるスイッチ装置における通信制御方法であって、
    　前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するステップと、
    　前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整するステップとを含む、通信制御方法。
  7. 　車両に搭載されるスイッチ装置であって中継すべき通信データを保持する記憶部を備えるスイッチ装置における通信制御プログラムであって、
    　コンピュータを、
    　前記車両に搭載される複数の機能部間の通信データを中継するスイッチ部と、
    　前記記憶部の状態を判定し、判定結果に基づいて、前記機能部から送信される前記通信データのスループットをアプリケーションごとに調整する制御部、
    　として機能させるための、通信制御プログラム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116762322A (zh) * 2021-01-26 2023-09-15 三菱电机株式会社 数据传送装置及数据传送方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114270893A (zh) * 2019-10-25 2022-04-01 住友电气工业株式会社 管理装置、车载系统、车辆、通信管理方法及通信管理程序
JP7643371B2 (ja) * 2022-02-16 2025-03-11 株式会社デンソー 中継装置、中継方法、通信装置及び通信方法
JP2024180067A (ja) * 2023-06-16 2024-12-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 車載中継装置、中継方法および中継プログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142774A1 (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Fujitsu Limited 中継装置および出力制御方法
JP2010213098A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp 優先制御装置および優先制御方法
WO2011074116A1 (ja) * 2009-12-18 2011-06-23 三菱電機株式会社 優先制御装置、車載装置および優先制御方法
JP2018070121A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 トヨタ自動車株式会社 車載ネットワークシステム
WO2018109976A1 (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 住友電気工業株式会社 スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4214793B2 (ja) * 2003-02-19 2009-01-28 日本電気株式会社 無線通信システム、サーバ、基地局、移動端末及びそれらに用いる再送タイムアウト時間決定方法
CN1836410A (zh) * 2003-08-20 2006-09-20 日本电气株式会社 会话中继设备和中继方法
JP4797900B2 (ja) * 2006-09-12 2011-10-19 三浦工業株式会社 鉄の定量方法
CN102204174A (zh) * 2008-11-04 2011-09-28 株式会社自动网络技术研究所 通信装置、中继装置、通信系统及通信方法
JP5533270B2 (ja) * 2010-05-28 2014-06-25 日本電気株式会社 ゲートウェイ装置およびゲートウェイ装置におけるパケットバッファ管理方法
JP5651615B2 (ja) 2012-02-16 2015-01-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 車載ネットワークシステム
US8948185B2 (en) * 2012-02-28 2015-02-03 Hitachi, Ltd. Relay node, control method of relay node and network system
US8812725B2 (en) * 2012-05-18 2014-08-19 Cisco Technology Inc. System and method for latency reduction in a network environment
WO2017163544A1 (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 日本電気株式会社 デバイス・ツー・デバイス通信を制御するための装置、基地局、無線端末、及びこれらの方法
JP6406365B2 (ja) * 2017-01-06 2018-10-17 住友電気工業株式会社 スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム
JP6808032B2 (ja) * 2017-05-25 2021-01-06 京セラ株式会社 リレー無線端末及び無線端末

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142774A1 (ja) * 2007-05-21 2008-11-27 Fujitsu Limited 中継装置および出力制御方法
JP2010213098A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Mitsubishi Electric Corp 優先制御装置および優先制御方法
WO2011074116A1 (ja) * 2009-12-18 2011-06-23 三菱電機株式会社 優先制御装置、車載装置および優先制御方法
JP2018070121A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 トヨタ自動車株式会社 車載ネットワークシステム
WO2018109976A1 (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 住友電気工業株式会社 スイッチ装置、通信制御方法および通信制御プログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116762322A (zh) * 2021-01-26 2023-09-15 三菱电机株式会社 数据传送装置及数据传送方法

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