(57)【要約】  スイッチ装置は、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ部と、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部とを備え、前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
2019167370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ部と、
前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、
前記監視部の監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部とを備え、
前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う、スイッチ装置。
【請求項２】
前記監視部は、前記動作監視処理において、前記対象プロトコルに従う所定のイーサネットフレームを前記対象機能部へ送信する、請求項１に記載のスイッチ装置。
【請求項３】
前記監視部は、前記動作監視処理において、送信した前記所定のイーサネットフレームに対する前記対象機能部からの応答フレームを監視する、請求項２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記スイッチ装置は、さらに、
前記動作監視処理において前記対象機能部の異常が検知された場合、使用するプロトコルを前記対象機能部に変更させる変更処理を行う変更部を備える、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。
【請求項５】
前記スイッチ装置は、さらに、
前記機能部ごとの前記対象プロトコルを示すテーブル情報を作成する作成部を備え、
前記変更部は、前記作成部によって作成された前記テーブル情報を用いて前記変更処理を行う、請求項４に記載のスイッチ装置。
【請求項６】
前記スイッチ装置は、さらに、
前記作成部によって作成された前記テーブル情報を保存する記憶部を備え、
前記作成部は、前記記憶部に保存されている前記テーブル情報を更新し、
前記変更部は、前記記憶部に保存されている前記テーブル情報を用いて前記変更処理を行う、請求項５に記載のスイッチ装置。
【請求項７】
前記車両は、自動運転を行う車両である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【請求項８】
車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ装置における監視方法であって、
前記イーサネットフレームにおける所定データを監視するステップと、
前記所定データの監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定するステップと、
特定した前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行うステップとを含む、監視方法。
【請求項９】
車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ装置において用いられる監視プログラムであって、
コンピュータを、
前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、
前記監視部による監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部、
として機能させるためのプログラムであり、
前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う、監視プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置、監視方法および監視プログラムに関する。
この出願は、２０１８年３月２日に出願された日本出願特願２０１８−３７４２９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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６８８６５号公報
【発明の概要】
【０００４】
（１）本開示のスイッチ装置は、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ部と、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部とを備え、前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【０００５】
（８）本開示の監視方法は、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ装置における監視方法であって、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視するステップと、前記所定データの監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定するステップと、特定した前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行うステップとを含む。
【０００６】
（９）本開示の監視プログラムは、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ装置において用いられる監視プログラムであって、コンピュータを、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、前記監視部による監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部、として機能させるためのプログラムであり、前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【０００７】
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たり、スイッチ装置を含むシステムとして実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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】図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が監視するイーサネットフレームの一部を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が作成するテーブル情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が、複数の機能部間の通信を監視する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
［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。
【００１１】
車載ＥＣＵの異常を検知するために、通信ゲートウェイから各種フレームを車載ＥＣＵへ送信し、当該車載ＥＣＵからの応答内容を確認する方法が考えられる。
【００１２】
しかしながら、この方法では、通信ゲートウェイから送信されるフレームによって通信ゲートウェイおよび車載ＥＣＵ間におけるトラフィックが増大し、また、通信ゲートウェイが車載ＥＣＵの応答内容の確認を完了するまでに時間を要する場合がある。
【００１３】
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ける異常を効率よく検知することが可能なスイッチ装置、監視方法および監視プログラムを提供することである。
【００１４】
［本開示の効果］
本開示によれば、車載ネットワークにおける異常を効率よく検知することができる。
【００１５】
［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。
【００１６】
（１）本発明の実施の形態に係るスイッチ装置は、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ部と、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、前記監視部の監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部とを備え、前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【００１７】
このような構成により、スイッチ装置は、各機能部が使用するプロトコルを認識することができるため、未使用のプロトコルの監視が不要となる。これにより、異常の監視処理をより短時間で行うことが可能となる。したがって、車載ネットワークにおける異常を効率よく検知することができる。
【００１８】
（２）好ましくは、前記監視部は、前記動作監視処理において、前記対象プロトコルに従う所定のイーサネットフレームを前記対象機能部へ送信する。
【００１９】
このような構成により、未使用のプロトコルを監視するための所定のイーサネットフレームの送信が不要となり、動作確認処理に用いるイーサネットフレームの種類を削減することができるため、トラフィックおよび処理時間の増大を抑制することができる。
【００２０】
（３）より好ましくは、前記監視部は、前記動作監視処理において、送信した前記所定のイーサネットフレームに対する前記対象機能部からの応答フレームを監視する。
【００２１】
このような構成により、スイッチ装置が、たとえば、使用中のプロトコルを用いた対象機能部との通信が不調または不能であることを検知することができる。
【００２２】
（４）好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記動作監視処理において前記対象機能部の異常が検知された場合、使用するプロトコルを前記対象機能部に変更させる変更処理を行う変更部を備える。
【００２３】
このような構成により、たとえば機能部において、特定のプロトコルの通信が不調または不能である場合、異なるプロトコルを使用して通信を継続させることができる。
【００２４】
（５）より好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記機能部ごとの前記対象プロトコルを示すテーブル情報を作成する作成部を備え、前記変更部は、前記作成部によって作成された前記テーブル情報を用いて前記変更処理を行う。
【００２５】
このような構成により、機能部において使用した実績があるプロトコルを特定することができるため、当該機能部において使用可能なプロトコルを容易に特定することができ、プロトコルの変更を効率よく行うことができる。
【００２６】
（６）より好ましくは、前記スイッチ装置は、さらに、前記作成部によって作成された前記テーブル情報を保存する記憶部を備え、前記作成部は、前記記憶部に保存されている前記テーブル情報を更新し、前記変更部は、前記記憶部に保存されている前記テーブル情報を用いて前記変更処理を行う。
【００２７】
このような構成により、スイッチ装置が、たとえば、機能部による新たなプロトコルの使用に応じて当該プロトコルを特定することができるため、機能部の異常を検知する精度を向上させることができる。
【００２８】
（７）好ましくは、前記車両は、自動運転を行う車両である。
【００２９】
このような構成により、車両において、より短時間で監視処理を行うことができるため、自動運転を安定して継続することができる。
【００３０】
（８）本発明の実施の形態に係る監視方法は、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ装置における監視方法であって、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視するステップと、前記所定データの監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定するステップと、特定した前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行うステップとを含む。
【００３１】
このような構成により、スイッチ装置は、各機能部が使用するプロトコルを認識することができるため、未使用のプロトコルの監視が不要となる。これにより、異常の監視処理をより短時間で行うことが可能となる。したがって、車載ネットワークにおける異常を効率よく検知することができる。
【００３２】
（９）本発明の実施の形態に係る監視プログラムは、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ装置において用いられる監視プログラムであって、コンピュータを、前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、前記監視部による監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部、として機能させるためのプログラムであり、前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【００３３】
このような構成により、スイッチ装置は、各機能部が使用するプロトコルを認識することができるため、未使用のプロトコルの監視が不要となる。これにより、異常の監視処理をより短時間で行うことが可能となる。したがって、車載ネットワークにおける異常を効率よく検知することができる。
【００３４】
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。
【００３５】
［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。
【００３６】
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、機能部１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃとを備える。車載通信システム３０１は、車両１に搭載される。
【００３７】
以下、機能部１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃの各々を、機能部１１１とも称する。
【００３８】
なお、車載通信システム３０１は、１つのスイッチ装置１０１を備える構成に限らず、複数のスイッチ装置１０１を備える構成であってもよい。
【００３９】
なお、車載通信システム３０１は、３つの機能部１１１を備える構成に限らず、２つ、４つ、または５つ以上の機能部１１１を備える構成であってもよい。
【００４０】
機能部１１１は、たとえば、自動運転ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）、運転支援装置およびセンサ等であり、スイッチ装置１０１と通信を行うことが可能である。これにより、車両１は、たとえば自動運転を行うことができる。
【００４１】
車両１の車載ネットワークにおける各スイッチ装置１０１および各機能部１１１の接続関係は、たとえば固定されている。
【００４２】
スイッチ装置１０１および機能部１１１は、たとえば、車載のイーサネット（登録商標）通信用のケーブル（以下、イーサネットケーブルとも称する。）１０により互いに接続されている。
【００４３】
スイッチ装置１０１および機能部１１１は、イーサネットケーブル１０を用いて互いに通信する。スイッチ装置１０１および機能部１１１間では、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．３に従うイーサネットフレームを用いて通信データのやり取りが行われる。
【００４４】
［課題］
イーサネットフレームを用いて通信データのやり取りを行う機能部についての異常の監視方法として、予め決められた管理フレームを定期的にスイッチ装置から機能部へ送信し、機能部からの応答を確認する方法がある。
【００４５】
しかしながら、当該方法では、たとえばｆｔｐ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ｈｔｔｐ（Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）またはＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等、各プロトコルまたは各ソフトウェアに対応した各種管理フレームを送信することから、通信データの輻輳が生じやすく、また、すべての管理フレームに対する応答内容を確認するまでに時間を要してしまう。
【００４６】
また、スイッチ装置に複数の機能部が接続されている場合、複数の機能部について同様の処理を行う必要があるため、時間を要してしまう。
【００４７】
これに対して、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、以下のような構成および動作により、上記課題を解決する。
【００４８】
［スイッチ装置の構成］
図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置の構成を示す図である。
【００４９】
図２を参照して、スイッチ装置１０１は、スイッチ部５１と、監視部５２と、記憶部５３と、複数の通信ポート５４と、特定部５５と、変更部５６と、作成部５７とを備える。
【００５０】
スイッチ部５１は、車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継する
【００５１】
より詳細には、スイッチ装置１０１は、たとえば、レイヤ２、およびレイヤ２よりも上位のレイヤ３に従って複数の機能部間のイーサネットフレームを中継することが可能である。
【００５２】
具体的には、スイッチ部５１は、たとえば、通信ポート５４のポート番号とＶＬＡＮのＩＤおよび接続先装置のＭＡＣアドレスとの対応関係を示すアドレステーブルを保持する。
【００５３】
スイッチ部５１は、たとえば、機能部１１１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を記憶部５３に保存するとともにイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスを確認する。
【００５４】
スイッチ部５１は、アドレステーブルを参照することにより、確認した宛先ＭＡＣアドレスに対応する通信ポート５４を特定する。
【００５５】
そして、スイッチ部５１は、当該イーサネットフレームを記憶部５３から取得し、取得したイーサネットフレームを、特定した通信ポート５４経由で宛先の機能部１１１へ送信する。
【００５６】
監視部５２は、上記イーサネットフレームにおける所定データを監視する。
【００５７】
図３は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が監視するイーサネットフレームの一部を示す図である。
【００５８】
図３は、イーサネットフレームにおけるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｃｏｌ）ヘッダおよびＴＣＰ／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ部分を示す。
【００５９】
図３を参照して、ＩＰヘッダの最初の１Ｂｙｔｅは、Ｖｅｒｓｉｏｎ／ＩＨＬ（ＩＮＴＥＲＮＥＴ  Ｈｅａｄｅｒ  Ｌｅｎｇｔｈ）である。Ｖｅｒｓｉｏｎは、ＩＰのバージョン情報であり、ＩＨＬは、ＩＰヘッダの長さを示す情報である。
【００６０】
ＩＰヘッダの次の１Ｂｙｔｅは、ＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）であり、データの優先度を示す情報である。
【００６１】
ＩＰヘッダの次の２Ｂｙｔｅは、Ｔｏｔａｌ  Ｌｅｎｇｔｈであり、データの長さを示す情報である。
【００６２】
ＩＰヘッダの次の２Ｂｙｔｅは、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎであり、識別子である。
【００６３】
ＩＰヘッダの次の２Ｂｙｔｅは、Ｆｌａｇ／Ｆｌａｇ  Ｏｆｆｓｅｔである。
【００６４】
ＩＰヘッダの次の１Ｂｙｔｅは、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｌｉｖｅ）であり、ネットワーク中にデータが存在できる時間を示す情報である。
【００６５】
ＩＰヘッダの次の１Ｂｙｔｅは、Ｐｒｏｔｃｏｌであり、使用するプロトコルを示す情報である。
【００６６】
ＩＰヘッダの次の２Ｂｙｔｅは、Ｈｅａｄｅｒ  Ｃｈｅｃｋｓｕｍであり、ＩＰヘッダの誤り検出に使用される。
【００６７】
ＩＰヘッダの次の４Ｂｙｔｅは、Ｓｏｕｒｃｅ  Ａｄｄｒｅｓｓであり、データの送信元のＩＰアドレスを示す情報である。
【００６８】
ＩＰヘッダの次の４Ｂｙｔｅは、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ａｄｄｒｅｓｓであり、データの送信先のＩＰアドレスを示す情報である。
【００６９】
ＩＰヘッダの次のデータは、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダである。ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダの最初の２Ｂｙｔｅは、Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐｏｒｔである。Ｓｏｕｒｃｅ  Ｐｏｒｔは、データの送信元で使用するポート番号を示す情報である。
【００７０】
ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダの次の２Ｂｙｔｅは、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｏｒｔであり、データの送信先で使用するポート番号を示す情報である。
【００７１】
監視部５２は、ＩＰヘッダのＰｒｏｔｃｏｌおよびＴＣＰ／ＵＤＰヘッダのＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｏｒｔを監視する。
【００７２】
具体的には、監視部５２は、記憶部５３に保存されたイーサネットフレームを確認し、イーサネットフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレス、ＩＰヘッダのＰｒｏｔｃｏｌの値およびＴＣＰ／ＵＤＰヘッダのＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｏｒｔの値を取得する。
【００７３】
以下、ＩＰヘッダのＰｒｏｔｃｏｌの値をプロトコル値とも称し、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダのＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｏｒｔの値をアプリケーション情報とも称する。
【００７４】
監視部５２は、取得した、送信元ＭＡＣアドレス、プロトコル値およびアプリケーション情報を監視結果として特定部５５へ出力する。
【００７５】
なお、監視部５２は、プロトコル値およびアプリケーション情報のうちの少なくともいずれか一方を取得する構成であってもよい。
【００７６】
特定部５５は、監視部５２から受けた監視結果に基づいて、イーサネットフレームの送信元の機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する。
【００７７】
より詳細には、特定部５５は、監視部５２から受けた送信元ＭＡＣアドレスおよびプロトコル値に基づいて、対象機能部が使用するＬ４（レイヤ４）プロトコルを特定する。
【００７８】
具体的には、特定部５５は、たとえば、監視部５２から受けた監視結果において、送信元ＭＡＣアドレスが機能部１１１ＡのＭＡＣアドレスであり、プロトコル値が６すなわち１６進数では０ｘ０６である場合、機能部１１１Ａが使用するＬ４プロトコルをＴＣＰと特定する。ここで、「０ｘ」で始まる数字は、「０ｘ」以降の数字が１６進数で表されていることを意味する。
【００７９】
特定部５５は、たとえば、監視部５２から受けた監視結果において、送信元ＭＡＣアドレスが機能部１１１ＡのＭＡＣアドレスであり、プロトコル値が１７すなわち１６進数では０ｘ１１である場合、機能部１１１Ａが使用するＬ４プロトコルをＵＤＰと特定する。
【００８０】
また、特定部５５は、監視部５２から受けた送信元ＭＡＣアドレスおよびアプリケーション情報に基づいて、対象機能部が使用するＬ７（レイヤ７）プロトコルを特定する。
【００８１】
具体的には、特定部５５は、たとえば、監視部５２から受けた監視結果において、送信元ＭＡＣアドレスが機能部１１１ＡのＭＡＣアドレスであり、アプリケーション情報が２０すなわち１６進数では０ｘ１４である場合、機能部１１１Ａが使用するＬ７プロトコルをｆｔｐと特定する。
【００８２】
特定部５５は、たとえば、監視部５２から受けた監視結果において、送信元ＭＡＣアドレスが機能部１１１ＡのＭＡＣアドレスであり、アプリケーション情報が８０すなわち１６進数では０ｘ５０である場合、機能部１１１Ａが使用するＬ７プロトコルをｈｔｔｐと特定する。
【００８３】
特定部５５は、特定した、対象機能部とＬ４プロトコルおよびＬ７プロトコルとの組み合わせを示すプロトコル情報を作成部５７へ出力する。
【００８４】
作成部５７は、特定部５５から受けたプロトコル情報に基づいて、機能部１１１ごとの対象プロトコルを示すテーブル情報を作成する。
【００８５】
図４は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が作成するテーブル情報の一例を示す図である。
【００８６】
図４を参照して、機能部１１１Ａが使用する対象プロトコルは、Ｌ４プロトコルがＴＣＰであり、Ｌ７プロトコルがｆｔｐまたはｈｔｔｐである。
【００８７】
機能部１１１Ｂが使用する対象プロトコルは、Ｌ４プロトコルがＵＤＰであり、Ｌ７プロトコルが所定のプロトコルである。
【００８８】
機能部１１１Ｃが使用する対象プロトコルは、Ｌ４プロトコルがＴＣＰであり、Ｌ７プロトコルがｆｔｐまたはｈｔｔｐである。
【００８９】
作成部５７は、作成済のテーブル情報における組み合わせと異なる内容のプロトコル情報を特定部５５から受けた場合、新たなプロトコル情報に基づいてテーブル情報を更新する。
【００９０】
作成部５７は、作成または更新したテーブル情報を記憶部５３に保存する。
【００９１】
監視部５２は、記憶部５３に保存されたテーブル情報を取得し、取得したテーブル情報を用いて、特定部５５が特定したプロトコルである対象プロトコル、すなわちテーブル情報の示すプロトコルに従う対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【００９２】
たとえば、監視部５２は、動作監視処理において、対象プロトコルに従う所定のイーサネットフレームを対象機能部へ送信する。
【００９３】
より詳細には、監視部５２は、たとえば管理用フレームを対象機能部へ送信し、対象機能部からの応答を確認する。具体的には、監視部５２は、対象機能部からの応答フレームを監視する。
【００９４】
具体的には、監視部５２は、たとえば、機能部１１１ＡがＴＣＰを使用している場合、３ｗａｙハンドシェイクによる動作監視を行う。
【００９５】
監視部５２は、ＳＹＮパケットを含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ａへ送信する。
【００９６】
機能部１１１Ａは、スイッチ装置１０１から送信されたＳＹＮパケットを含むイーサネットフレームを受信すると、応答フレームとして、ＳＹＮ  ＡＣＫパケットを含むイーサネットフレームを生成してスイッチ装置１０１へ送信する。
【００９７】
スイッチ装置１０１におけるスイッチ部５１は、スイッチ装置１０１から送信されたＳＹＮ  ＡＣＫパケットを含むイーサネットフレームを受信して、受信したイーサネットフレームを記憶部５３に保存する。
【００９８】
監視部５２は、記憶部５３に保存されたイーサネットフレームに含まれるＳＹＮ  ＡＣＫパケットを取得すると、ＡＣＫパケットを含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ａへ送信する。
【００９９】
監視部５２は、たとえばＳＹＮ  ＡＣＫパケットを取得できない場合等、３ｗａｙハンドシェイクに失敗した場合、対象機能部以外の機能部１１１である機能部１１１Ｂおよび機能部１１１Ｃへ異常を通知する。
【０１００】
より詳細には、監視部５２は、対象機能部の異常を示す異常通知を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ｂおよび機能部１１１Ｃへ送信する。また、監視部５２は、異常通知を変更部５６へ出力する。
【０１０１】
また、監視部５２は、たとえば、機能部１１１ＡがＵＤＰを使用している場合、Ｐｉｎｇによる接続確認を行う。
【０１０２】
より詳細には、監視部５２は、ＩＣＭＰのｅｃｈｏ  ｒｅｑｕｅｓｔを含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ａへ送信する。
【０１０３】
機能部１１１Ａは、スイッチ装置１０１から送信されたイーサネットフレームに含まれるｅｃｈｏ  ｒｅｑｕｅｓｔを受信すると、応答フレームとして、ｅｃｈｏ  ｒｅｐｌｙを含むイーサネットフレームを生成してスイッチ装置１０１へ送信する。
【０１０４】
スイッチ装置１０１は、機能部１１１Ａから送信されたｅｃｈｏ  ｒｅｐｌｙを含むイーサネットフレームを受信して、受信したイーサネットフレームを記憶部５３に保存する。
【０１０５】
監視部５２は、記憶部５３に保存されたイーサネットフレームに含まれるｅｃｈｏ  ｒｅｐｌｙを取得する。
【０１０６】
監視部５２は、ｅｃｈｏ  ｒｅｐｌｙを取得できない場合、対象機能部以外の機能部１１１である機能部１１１Ｂおよび機能部１１１Ｃへ異常を通知する。
【０１０７】
より詳細には、監視部５２は、対象機能部の異常を示す異常通知を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ｂおよび機能部１１１Ｃへ送信する。また、監視部５２は、異常通知を変更部５６へ出力する。
【０１０８】
また、監視部５２は、たとえば、機能部１１１Ａがｆｔｐを使用している場合、たとえば、ＴＣＰの場合と同様に３ｗａｙハンドシェイクによるセッション接続の確認を行う。
【０１０９】
また、監視部５２は、たとえば、機能部１１１Ａがｈｔｔｐを使用している場合、ステータス確認を行う。
【０１１０】
より詳細には、監視部５２は、機能部１１１Ａの状態を示すＨＴＴＰステータスコードを要求する旨のステータス要求を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ａへ送信する。
【０１１１】
機能部１１１Ａは、スイッチ装置１０１から送信されたイーサネットフレームに含まれるステータス要求を受信すると、応答フレームとして、ＨＴＴＰステータスコードを含むイーサネットフレームを生成してスイッチ装置１０１へ送信する。
【０１１２】
スイッチ装置１０１は、機能部１１１Ａから送信されたＨＴＴＰステータスコードを含むイーサネットフレームを受信して、受信したイーサネットフレームを記憶部５３に保存する。
【０１１３】
監視部５２は、記憶部５３に保存されたイーサネットフレームに含まれるＨＴＴＰステータスコードを取得する。
【０１１４】
監視部５２は、ＨＴＴＰステータスコードを取得できない場合、対象機能部以外の機能部１１１である機能部１１１Ｂおよび機能部１１１Ｃへ異常を通知する。
【０１１５】
より詳細には、監視部５２は、対象機能部の異常を示す異常通知を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ｂおよび機能部１１１Ｃへ送信する。また、監視部５２は、異常通知を変更部５６へ出力する。
【０１１６】
たとえば、変更部５６は、動作監視処理において、対象機能部の異常が検知された場合、使用するプロトコルを対象機能部に変更させる変更処理を行う。
【０１１７】
より詳細には、変更部５６は、監視部５２から異常通知を受けて、各機能部１１１が使用するプロトコルを変更させる。
【０１１８】
たとえば、変更部５６は、作成されたテーブル情報を用いて変更処理を行う。
【０１１９】
より詳細には、変更部５６は、監視部５２から異常通知を受けると、記憶部５３に保存されているテーブル情報を参照して、対象機能部の対象プロトコルを確認する。
【０１２０】
そして、変更部５６は、対象機能部が新たに使用すべき別のＬ４プロトコルまたはＬ７プロトコル（以下、変更プロトコルとも称する。）を選択し、対象機能部へ変更プロトコルの使用を要求する旨の変更通知Ｔ１を送信する。
【０１２１】
より詳細には、変更部５６は、変更通知Ｔ１を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して対象機能部へ送信する。
【０１２２】
具体的には、変更部５６は、機能部１１１Ｃとのｆｔｐによる通信が異常である場合、記憶部５３に保存されているテーブル情報を参照して、機能部１１１Ｃにおいてｆｔｐ以外に使用可能なプロトコルがｈｔｔｐであることを確認する。
【０１２３】
そして、変更部５６は、変更プロトコルとしてｈｔｔｐの使用を要求する旨の変更通知Ｔ１を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して機能部１１１Ｃへ送信する。
【０１２４】
また、変更部５６は、異常である対象機能部の通信相手の機能部１１１に、使用するプロトコルを変更させる。
【０１２５】
より詳細には、変更部５６は、記憶部５３に保存された、対象機能部のＭＡＣアドレスが送信元ＭＡＣアドレスであるイーサネットフレームを確認し、当該イーサネットフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを取得する。
【０１２６】
そして、変更部５６は、宛先ＭＡＣアドレスの機能部１１１（以下、相手機能部とも称する。）へ変更プロトコルの使用を要求する旨の変更通知Ｔ２を含むイーサネットフレームを生成し、生成したイーサネットフレームをスイッチ部５１を介して相手機能部へ送信する。
【０１２７】
［動作の流れ］
車載通信システム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
【０１２８】
図５は、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置が、複数の機能部間の通信を監視する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【０１２９】
図５を参照して、まず、スイッチ装置１０１は、機能部１１１から送信されたイーサネットフレームを受信する（ステップＳ１０１）。
【０１３０】
次に、スイッチ装置１０１は、受信したイーサネットフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレス、プロトコル値およびアプリケーション情報を取得する（ステップＳ１０２）。
【０１３１】
次に、スイッチ装置１０１は、取得した送信元ＭＡＣアドレス、プロトコル値およびアプリケーション情報に基づいて、対象機能部および対象プロトコルを特定する（ステップＳ１０３）。
【０１３２】
次に、スイッチ装置１０１は、特定した対象機能部および対象プロトコルを示すテーブル情報を作成または更新する（ステップＳ１０４）。
【０１３３】
次に、スイッチ装置１０１は、作成または更新したテーブル情報に従い、対象機能部へ対象プロトコルに基づいて管理用フレームを送信し（ステップＳ１０５）、対象機能部からの応答を待つ（ステップＳ１０６）。
【０１３４】
次に、スイッチ装置１０１は、対象機能部からの応答を確認できた場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、定期的に対象機能部へ対象プロトコルに基づいて管理用フレームを送信し（ステップＳ１０５）、対象機能部からの応答を待つ（ステップＳ１０６）。
【０１３５】
一方、スイッチ装置１０１は、対象機能部からの応答を確認できない場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、対象機能部以外の機能部１１１へ異常を通知する（ステップＳ１０７）。
【０１３６】
次に、スイッチ装置１０１は、テーブル情報を用いて、対象機能部が使用すべき新たなプロトコルを選択する（ステップＳ１０８）。
【０１３７】
次に、スイッチ装置１０１は、選択した新たなプロトコルの使用を要求する旨の変更通知Ｔ１を対象機能部へ送信する（ステップＳ１０９）。
【０１３８】
次に、スイッチ装置１０１は、対象機能部の通信相手の機能部１１１を検索する（ステップＳ１１０）。
【０１３９】
次に、スイッチ装置１０１は、対象機能部が使用する新たなプロトコルの使用を要求する旨の変更通知Ｔ２を対象機能部の通信相手の機能部１１１へ送信する（ステップＳ１１１）。
【０１４０】
次に、スイッチ装置１０１は、対象機能部へ変更後のプロトコルに従う管理用フレームを送信し（ステップＳ１０５）、対象機能部からの応答を待つ（ステップＳ１０６）。
【０１４１】
なお、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、監視部５２は、動作監視処理において、対象プロトコルに従う所定のイーサネットフレームを対象機能部へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。監視部５２は、動作監視処理において、プロトコルの別とは無関係の特定のフレームを対象機能部へ送信する構成であってもよい。
【０１４２】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、変更部５６は、対象機能部の異常が検知された場合、変更処理を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。変更部５６は、対象機能部の異常が検知されても変更処理を行わない構成であってもよい。
【０１４３】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、作成部５７は、対象機能部ごとの対象プロトコルを示すテーブル情報を作成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。作成部５７は、テーブル情報を作成しない構成であってもよい。この場合、変更部５６は、たとえば、動作監視処理において対象機能部の異常が検知された場合、対象機能部が使用するプロトコルを所定のプロトコルに変更する。
【０１４４】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、変更部５６は、変更プロトコルを選択し、対象機能部へ変更プロトコルの使用を要求する旨の変更通知を対象機能部へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。変更部５６は、単に使用プロトコルを変更する旨の変更通知を送信する構成であってもよい。この場合、変更部５６からの変更通知を受信した対象機能部は、たとえば、使用するプロトコルを他のプロトコルに変更する。
【０１４５】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、車両１は、自動運転を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。車両１は、自動運転を行わない構成であってもよい。
【０１４６】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、監視部５２は、動作監視処理において、対象機能部からの応答を確認し、当該応答を確認できない場合、対象機能部の異常を検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。監視部５２は、たとえば、機能部１１１からの応答フレームに含まれる、対象機能部の状態を示すＨＴＴＰステータスコードを確認し、当該ＨＴＴＰステータスコードが車載通信システム３０１において割り当てられていないコードである場合、対象機能部の異常を検知する構成であってもよい。
【０１４７】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置１０１は、記憶部５３を備える構成であるとしたが、これに限定するものではない。記憶部５３は、たとえば、スイッチ装置１０１の外部に設けられる構成であってもよい。
【０１４８】
ところで、車載ＥＣＵの異常を検知するために、通信ゲートウェイから各種フレームを車載ＥＣＵへ送信し、当該車載ＥＣＵからの応答内容を確認する方法が考えられる。
【０１４９】
しかしながら、この方法では、通信ゲートウェイから送信されるフレームによって通信ゲートウェイおよび車載ＥＣＵ間におけるトラフィックが増大し、また、通信ゲートウェイが車載ＥＣＵの応答内容の確認を完了するまでに時間を要する場合がある。
【０１５０】
これに対して、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、スイッチ部５１は、車両１に搭載される複数の機能部１１１間のイーサネットフレームを中継する。監視部５２は、イーサネットフレームにおける所定データを監視する。特定部５５は、監視部５２の監視結果に基づいて、イーサネットフレームの送信元の機能部１１１である対象機能部が使用するプロトコルを特定する。監視部５２は、特定部５５によって特定されたプロトコルである対象プロトコルに従う対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【０１５１】
このような構成により、スイッチ装置１０１は、各機能部１１１が使用するプロトコルを認識することができるため、未使用のプロトコルの監視が不要となる。これにより、異常の監視処理をより短時間で行うことが可能となる。
【０１５２】
したがって、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、車載ネットワークにおける異常を効率よく検知することができる。
【０１５３】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、監視部５２は、動作監視処理において、対象プロトコルに従う所定のイーサネットフレームを対象機能部へ送信する。
【０１５４】
このような構成により、未使用のプロトコルを監視するための所定のイーサネットフレームの送信が不要となり、動作確認処理に用いるイーサネットフレームの種類を削減することができるため、トラフィックおよび処理時間の増大を抑制することができる。
【０１５５】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、監視部５２は、動作監視処理において、送信した所定のイーサネットフレームに対する対象機能部からの応答フレームを監視する。
【０１５６】
このような構成により、スイッチ装置１０１が、たとえば、使用中のプロトコルを用いた対象機能部との通信が不調または不能であることを検知することができる。
【０１５７】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、変更部５６は、動作監視処理において対象機能部の異常が検知された場合、使用するプロトコルを対象機能部に変更させる変更処理を行う。
【０１５８】
このような構成により、たとえば機能部１１１において、特定のプロトコルの通信が不調または不能である場合、異なるプロトコルを使用して通信を継続させることができる。
【０１５９】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、作成部５７は、機能部１１１ごとの対象プロトコルを示すテーブル情報を作成する。変更部５６は、作成部５７によって作成されたテーブル情報を用いて変更処理を行う。
【０１６０】
このような構成により、機能部１１１において使用した実績があるプロトコルを特定することができるため、当該機能部１１１において使用可能なプロトコルを容易に特定することができ、プロトコルの変更を効率よく行うことができる。
【０１６１】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、記憶部５３は、作成部５７によって作成されたテーブル情報を保存する。作成部５７は、記憶部５３に保存されているテーブル情報を更新する。変更部５６は、記憶部５３に保存されているテーブル情報を用いて変更処理を行う。
【０１６２】
このような構成により、スイッチ装置１０１が、たとえば、機能部１１１による新たなプロトコルの使用に応じて当該プロトコルを特定することができるため、機能部１１１の異常を検知する精度を向上させることができる。
【０１６３】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置では、車両１は、自動運転を行う。
【０１６４】
このような構成により、車両１において、より短時間で監視処理を行うことができるため、自動運転を安定して継続することができる。
【０１６５】
また、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における監視方法では、まず、イーサネットフレームにおける所定データを監視する。次に、所定データの監視結果に基づいて、イーサネットフレームの送信元の機能部１１１である対象機能部が使用するプロトコルを特定する。次に、特定したプロトコルである対象プロトコルに従う対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行う。
【０１６６】
このような構成により、スイッチ装置１０１は、各機能部１１１が使用するプロトコルを認識することができるため、未使用のプロトコルの監視が不要となる。これにより、異常の監視処理をより短時間で行うことが可能となる。
【０１６７】
したがって、本発明の実施の形態に係るスイッチ装置における監視方法では、車載ネットワークにおける異常を効率よく検知することができる。
【０１６８】
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。
【０１６９】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
車両に搭載される複数の機能部間のイーサネットフレームを中継するスイッチ部と、
前記イーサネットフレームにおける所定データを監視する監視部と、
前記監視部の監視結果に基づいて、前記イーサネットフレームの送信元の前記機能部である対象機能部が使用するプロトコルを特定する特定部とを備え、
前記監視部は、前記特定部によって特定された前記プロトコルである対象プロトコルに従う前記対象機能部の動作を選択的に監視する動作監視処理を行い
前記イーサネットフレームにおける所定データは、ＩＰヘッダのＰｒｏｔｃｏｌフィールドの値およびＴＣＰ／ＵＤＰヘッダのＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｏｒｔフィールドの値のうちの少なくともいずれか一方であり、
前記プロトコルは、ＴＣＰ、ＵＤＰ、ｆｔｐおよびｈｔｔｐである、スイッチ装置。
【符号の説明】
【０１７０】
１  車両
１０  イーサネットケーブル
５１  スイッチ部
５２  監視部
５３  記憶部
５４  通信ポート
５５  特定部
５６  変更部
５７  作成部
１０１  スイッチ装置
１１１  機能部
３０１  車載通信システム
【図１】
2019167370.tif 000003
【図２】
2019167370.tif 000004
【図３】
2019167370.tif 000005
【図４】
2019167370.tif 000006
【図５】
2019167370.tif 000007
【国際調査報告】
2019167370.tif 000008
2019167370.tif 000009
2019167370.tif 000010
2019167370.tif 000011