WO2021152918A1

WO2021152918A1 - 検知システム、検知装置および検知方法

Info

Publication number: WO2021152918A1
Application number: PCT/JP2020/038089
Authority: WO
Inventors: 櫻澤聡; 加藤勇夫; 三好孝典; 畑洋一; 朝夷名巧
Original assignee: 住友電気工業株式会社
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2021-08-05
Also published as: DE112020006651T5; US20230022272A1; CN114930176A; JPWO2021152918A1; US11979482B2

Abstract

検知システムは、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、前記信号計測部による前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備える。

Description

検知システム、検知装置および検知方法

　本開示は、検知システム、検知装置および検知方法に関する。
　この出願は、２０２０年１月３１日に出願された日本出願特願２０２０－１４８６６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２０１１－２２０５５号公報）には、以下のようなインパルス応答測定方法が開示されている。すなわち、インパルス応答測定方法は、第１のサンプリングクロック周波数を有する同期信号を用いて、被測定系に入力する任意波形の入力信号を生成する入力信号生成ステップと、第２のサンプリングクロック周波数を有する同期信号を用いて、前記被測定系から出力される被測定信号の離散値系への変換を行う信号変換ステップと、前記第１のサンプリングクロック周波数と前記第２のサンプリングクロック周波数との周波数比に応じて前記入力信号の周波数特性を示す関数の逆関数である逆フィルタの位相を少なくとも補正する逆フィルタ補正ステップと、を有し、補正後の前記逆フィルタを用いて前記被測定系のインパルス応答を計測する。

　また、特許文献２（特開平３－６４６７号公報）には、以下のようなインパルス応答の測定方法が開示されている。すなわち、インパルス応答の測定方法は、線形時間不変な連続時間の被測定系に対する非インパルスの任意波形入力信号と該入力信号の逆フィルタとを用いて上記被測定系の離散的インパルス応答を測定する方法において、該入力信号は、全ての離散周波数において平坦なスペクトルを有し、位相特性が連続でかつ離散周波数の自乗に比例し、さらに標本数の１／２の離散周波数における該入力信号の離散的フーリエ変換が１＋ｊ０となるような波形である。

　また、特許文献３（特開平８－１４５８４６号公報）には、以下のような光周波数領域反射測定方法が開示されている。すなわち、光周波数領域反射測定方法は、光周波数領域反射測定において、光周波数掃引光源から直接光受信器に至る参照光と、光周波数掃引光源から被測定光部品内部で反射した後に光受信器に至る信号光との光路長差が、被測定光部品の長さのＮ倍以上となるように参照光路もしくは信号光路に遅延光ファイバを挿入することにより、光周波数掃引光源の出力光が高次の変調側帯波成分を含むときに、（Ｎ－１）次以下の変調側帯波成分に起因して発生するビート信号が占める周波数帯域を各々分離する。

　また、特許文献４（特開平７－９５６８４号公報）には、以下のような音響特性補正装置が開示されている。すなわち、音響特性補正装置は、測定用信号としてＴＳＰ信号を出力する測定用信号発生手段と、この発生された測定用信号をスピーカで再生してマイクで収音した信号を入力して前記ＴＳＰ信号の逆フィルタ特性との畳み込み演算による時間圧縮をしてインパルス応答を求める逆フィルタ手段と、この求められたインパルス応答を周波数変換して音場を含めた再生系の応答特性の測定特性情報を得る周波数変換手段と、音場を含めた再生系の応答特性の希望特性を操作者の操作に基づいて設定する希望特性設定手段と、前記希望特性と前記測定特性に基づいて当該希望特性を実現するための応答特性の補正特性を演算する補正特性演算手段と、再生しようとする音響信号に対して前記演算された補正特性を畳み込み演算により付与する補正特性付与手段とを具備してなる音響特性補正装置であって、前記逆フィルタ手段と前記補正特性付与手段が共通の畳み込み演算器を利用して畳み込み演算を行なう。

特開２０１１－２２０５５号公報特開平３－６４６７号公報特開平８－１４５８４６号公報特開平７－９５６８４号公報

　本開示の検知システムは、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、前記信号計測部による前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備える。

　本開示の検知装置は、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部とを備える。

　本開示の検知方法は、検知システムにおける検知方法であって、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力するステップと、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測するステップと、前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出するステップと、算出した前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知するステップとを含む。

　本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える検知システムとして実現され得るだけでなく、検知システム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、検知システムにおける処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える検知装置として実現され得るだけでなく、検知装置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、検知装置における処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現され得る。

図１は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。図２は、本開示の第１の実施の形態に係る車載装置群の構成を示す図である。図３は、本開示の第１の実施の形態に係る伝送線の構成を示す図である。図４は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力装置の構成を示す図である。図５は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の一例を示す図である。図６は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の周波数の時間変化の一例を示す図である。図７は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の他の例を示す図である。図８は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の他の例を示す図である。図９は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の他の例を示す図である。図１０は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の他の例を示す図である。図１１は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の他の例を示す図である。図１２は、本開示の第１の実施の形態に係る検知装置の構成を示す図である。図１３は、本開示の第１の実施の形態に係る信号計測部により計測される応答信号の一例を示す図である。図１４は、本開示の第１の実施の形態に係る信号計測部により出力される計測用信号の、逆特性を有する信号の一例を示す図である。図１５は、本開示の第１の実施の形態に係る算出部により算出されるインパルス応答の一例を示す図である。図１６は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される周波数特性の一例を示す図である。図１７は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される周波数特性の他の例を示す図である。図１８は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部による応答波形の算出に用いられるパルス信号の波形の一例を示す図である。図１９は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される応答波形の一例を示す図である。図２０は、本開示の第１の実施の形態に係る記憶部に保存される参照波形の一例を示す図である。図２１は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される応答波形の一例を示す図である。図２２は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される差分波形の一例を示す図である。図２３は、本開示の第１の実施の形態に係る検知装置が伝送線に関する異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。図２４は、本開示の第１の実施の形態に係る検知システムにおける異常検知処理のシーケンスの一例を示す図である。図２５は、本開示の第２の実施の形態に係る車載装置群の構成を示す図である。図２６は、本開示の第２の実施の形態に係る検知装置の構成を示す図である。図２７は、本開示の第２の実施の形態に係る検知装置が伝送線に関する異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。図２８は、本開示の第３の実施の形態に係る車載装置群の構成を示す図である。図２９は、本開示の第３の実施の形態に係る検知装置の構成を示す図である。

　従来、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技術が開発されている。

　［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１～４に記載の技術を超えて、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することが可能な技術が望まれる。

　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、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することが可能な検知装置、管理装置、検知方法および検知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、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することが可能である。

　［本開示の実施形態の説明］
　最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

　（１）本開示の実施の形態に係る検知システムは、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、前記信号計測部による前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備える。

　このように、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力し、計測対象からの応答信号に基づいて、計測対象のインパルス応答を算出する構成により、たとえばＴＤＲ（Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）およびネットワークアナライザを用いる構成と比べて、簡易な構成でインパルス応答の算出および異常の検知を行うことができる。また、たとえばネットワークアナライザを用いる構成と比べて、高いＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ－Ｎｏｉｓｅ）比で応答信号を計測することができるので、計測機器等の校正を容易に行うことができる。また、たとえば計測用信号としてインパルス信号を用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができ、その結果、非線形ノイズを分離し、高い再現性でより正確に計測対象に関する異常を検知することができる。したがって、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することができる。

　（２）好ましくは、前記検知部は、前記インパルス応答と、所定の信号である参照信号の波形情報とに基づいて、前記参照信号に対する前記計測対象の応答波形を算出し、算出した前記応答波形に基づいて、前記計測対象における異常発生位置を特定する。

　このような構成により、計測対象において発生した異常に対する対処を行うことができる。具体的には、たとえば、計測対象の一例である伝送線に関する異常が発生した場合に、特定した異常発生位置を迂回する伝送路を用いて通信を継続することができる。

　（３）好ましくは、前記検知部は、前記インパルス応答の周波数特性と、前記信号計測部による前記応答信号の過去の計測結果に基づく前記インパルス応答の周波数特性との比較結果に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する。

　このような構成により、たとえば周波数特性における位相およびインピーダンスの変化に基づいて、測定対象の静電容量の変化を計測対象における異常として検知することができる。また、計測対象の経年劣化に基づく周波数特性の変化を考慮して、より正確に計測対象に関する異常を検知することができる。

　（４）好ましくは、前記信号出力部は、前記計測用信号の出力についてのタイミングを前記信号計測部へ通知し、前記信号計測部は、前記信号出力部から通知された前記タイミングを用いて、前記信号出力部と同期して前記応答信号を計測する。

　このような構成により、適切なタイミングで計測対象からの応答信号を計測することができるため、処理負荷を低減することができるとともに、より正確に計測対象からの応答信号を計測することができる。

　（５）好ましくは、前記計測対象は、伝送路であり、前記検知部は、前記計測対象に関する異常として、前記伝送路への新たな機器の接続を検知する。

　このような構成により、伝送路への新たな機器の接続を検知した場合に、伝送路を用いた通信を停止する等のセキュリティ対策を行うことができる。

　（６）本開示の実施の形態に係る検知装置は、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部とを備える。

　このように、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力し、計測対象からの応答信号を計測する構成により、たとえば、応答信号の計測結果に基づいて、計測対象のインパルス応答を算出するとともに、算出したインパルス応答に基づいて計測対象に関する異常を検知することができる。これにより、たとえばＴＤＲおよびネットワークアナライザを用いる構成と比べて、簡易な構成でインパルス応答の算出および異常の検知を行うことができる。また、たとえばネットワークアナライザを用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができるので、計測機器等の校正を容易に行うことができる。また、たとえば計測用信号としてインパルス信号を用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができ、その結果、非線形ノイズを分離し、高い再現性でより正確に計測対象に関する異常を検知することができる。したがって、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することができる。

　（７）本開示の実施の形態に係る検知方法は、検知システムにおける検知方法であって、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力するステップと、前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測するステップと、前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出するステップと、算出した前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知するステップとを含む。

　このように、所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力し、計測対象からの応答信号に基づいて、計測対象のインパルス応答を算出する方法により、たとえばＴＤＲおよびネットワークアナライザを用いる構成と比べて、簡易な構成でインパルス応答の算出および異常の検知を行うことができる。また、たとえばネットワークアナライザを用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができるので、計測機器等の校正を容易に行うことができる。また、たとえば計測用信号としてインパルス信号を用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができ、その結果、非線形ノイズを分離し、高い再現性でより正確に計測対象に関する異常を検知することができる。したがって、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することができる。

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

　＜第１の実施の形態＞
　［構成および基本動作］
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。

　図１を参照して、通信システム５０１は、ゲートウェイ装置２０と、複数の車載通信機３０と、複数の車載装置群４０とを備える。

　通信システム５０１は、たとえば車両１に搭載される。なお、通信システム５０１は、ホームネットワークまたはファクトリーオートメーションに用いられもよい。

　車載ネットワーク１２は、ゲートウェイ装置２０および伝送線１３，１４を含む。

　複数の車載通信機３０は、それぞれ対応の伝送線１４を介してゲートウェイ装置２０と接続される。伝送線１４は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルである。

　車載通信機３０は、たとえば、車両１の外部における装置と通信する。具体的には、車載通信機３０は、たとえば、ＴＣＵ（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ）、近距離無線端末装置、およびＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）無線機である。

　複数の車載装置群４０は、それぞれ対応の伝送線１３を介してゲートウェイ装置２０と接続される。伝送線１３は、たとえば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）（登録商標）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ　Ｏｒｉｅｎｔｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）（登録商標）、イーサネット、およびＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の規格に従う伝送線である。

　図２は、本開示の第１の実施の形態に係る車載装置群の構成を示す図である。

　図２を参照して、車載装置群４０は、伝送線１３の一例である、ＣＡＮの規格に従う対応のバスを介してゲートウェイ装置２０と接続されている。

　車載装置群４０は、検知システム４０１と、伝送線１３に接続された複数の制御装置１０１とを含む。車載装置群４０は、バス型のトポロジを有している。

　ゲートウェイ装置２０、車載通信機３０および制御装置１０１は、車載装置の一例である。

　制御装置１０１は、伝送線１３を介して、車載ネットワーク１２に接続された他の車載装置と通信を行う。たとえば、制御装置１０１は、各種情報を含む信号を伝送線１３経由でゲートウェイ装置２０へ送信する。

　制御装置１０１は、たとえばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）である。なお、車載装置群４０は、複数の制御装置１０１を含む構成に限らず、１つの制御装置１０１を含む構成であってもよい。また、車載装置群４０は、車載装置として、伝送線１３に接続された、アクチュエータおよびセンサ等の機器を含む構成であってもよい。

　伝送線１３は、たとえば系統別に設けられる。具体的には、伝送線１３は、たとえば、駆動系バス、シャーシ／安全系バス、ボディ／電装系バスおよびＡＶ／情報系バスである。

　駆動系バスには、制御装置１０１の一例であるエンジン制御装置、ＡＴ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）制御装置およびＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）制御装置が接続されている。エンジン制御装置、ＡＴ制御装置およびＨＥＶ制御装置は、エンジン、ＡＴ、およびエンジンとモータとの切替をそれぞれ制御する。

　シャーシ／安全系バスには、制御装置１０１の一例であるブレーキ制御装置、シャーシ制御装置およびステアリング制御装置が接続されている。ブレーキ制御装置、シャーシ制御装置およびステアリング制御装置は、ブレーキ、シャーシおよびステアリングをそれぞれ制御する。

　ボディ／電装系バスには、制御装置１０１の一例である計器表示制御装置、エアコン制御装置、盗難防止制御装置、エアバック制御装置およびスマートエントリ制御装置が接続されている。計器表示制御装置、エアコン制御装置、盗難防止制御装置、エアバック制御装置およびスマートエントリ制御装置は、計器、エアコン、盗難防止機構、エアバック機構およびスマートエントリをそれぞれ制御する。

　ＡＶ／情報系バスには、制御装置１０１の一例であるナビゲーション制御装置、オーディオ制御装置、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｏｌｌ　Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）（登録商標）制御装置および電話制御装置が接続されている。ナビゲーション制御装置、オーディオ制御装置、ＥＴＣ制御装置および電話制御装置は、ナビゲーション装置、オーディオ装置、ＥＴＣ装置および携帯電話をそれぞれ制御する。

　ゲートウェイ装置２０は、たとえば、セントラルゲートウェイ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｇａｔｅｗａｙ：ＣＧＷ）であり、他の車載装置と通信を行うことが可能である。

　ゲートウェイ装置２０は、たとえば、車両１において、異なる伝送線１３に接続された車載装置群４０間でやり取りされる情報、各車載通信機３０間でやり取りされる情報、車載装置群４０および車載通信機３０間でやり取りされる情報を中継する中継処理を行う。

　［検知システム］
　検知システム４０１は、信号出力装置２００と、検知装置３００とを含む。信号出力装置２００および検知装置３００は、伝送線１５を介して互いに接続される。

　信号出力装置２００および検知装置３００は、伝送線１３に接続される。より詳細には、たとえば、信号出力装置２００は、伝送線１３におけるゲートウェイ装置２０側の第１端の近傍に接続され、検知装置３００は、伝送線１３におけるゲートウェイ装置２０とは反対側の第２端に接続される。

　図３は、本開示の第１の実施の形態に係る伝送線の構成を示す図である。図３は、伝送線１３の構成を示している。

　図３を参照して、伝送線１３は、コネクタ２３Ａ，２３Ｂと、コネクタ３３と、複数のコネクタ４３と、主ライン１３Ａと、主ライン１３Ａから引き出される複数の副ライン１３Ｂとを含む。伝送線１３は、バス型の伝送路である。コネクタ２３Ａは、主ライン１３Ａの第１端に接続される。コネクタ２３Ｂは、主ライン１３Ａの第２端に接続される。すなわち、主ライン１３Ａは、コネクタ２３Ａとコネクタ２３Ｂとを結ぶ。コネクタ３３，４３の各々は副ライン１３Ｂに接続される。ゲートウェイ装置２０および信号出力装置２００は、コネクタ２３Ａに接続される。検知装置３００は、コネクタ２３Ｂに接続される。複数の制御装置１０１は、コネクタ４３にそれぞれ接続される。コネクタ３３は、使用されていない予備のコネクタである。コネクタ３３は、開放端である。

　検知システム４０１は、計測対象の一例である伝送線１３に関する異常を検知する。伝送線１３は、伝送路の一例である。伝送線１３は、たとえば線形時不変系（Ｌｉｎｅａｒ　Ｔｉｍｅ　Ｉｎｖａｒｉａｎｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）である。

　［信号出力装置］
　図４は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力装置の構成を示す図である。

　図４を参照して、信号出力装置２００は、信号出力部２１０と、記憶部２３０とを含む。信号出力部２１０は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプロセッサによって実現される。記憶部２３０は、たとえば不揮発性メモリである。

　信号出力部２１０は、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。たとえば、信号出力部２１０は、周波数が所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。具体的には、信号計測部３２０は、時刻ｔの関数として表される計測用信号Ｓ（ｔ）を伝送線１３へ出力する。計測用信号は、後述する信号計測部３２０における応答信号の計測に用いられる信号である。

　より詳細には、信号出力部２１０は、定期的または不定期に、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。計測用信号は、たとえば正弦波信号である。

　図５は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の一例を示す図である。図５において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　図６は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の周波数の時間変化の一例を示す図である。図６において、縦軸は周波数であり、横軸は時間である。

　図６を参照して、たとえば、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が線形的かつ連続的に増加する正弦波であるＴＳＰ信号（Ｔｉｍｅ　Ｓｔｒｅｔｃｈｅｄ　Ｐｕｌｓｅ）を計測用信号として伝送線１３へ出力する。

　より詳細には、記憶部２３０は、ＴＳＰ信号のデジタルデータであるＴＳＰデータを記憶している。

　また、信号出力部２１０は、デジタル－アナログ変換回路を含む。信号出力部２１０は、たとえば所定周期に従う出力タイミングにおいて、記憶部２３０からＴＳＰデータを取得し、取得したＴＳＰデータをデジタル－アナログ変換回路によりアナログ変換することにより生成されるＴＳＰ信号を伝送線１３へ出力する。

　なお、信号出力部２１０は、図６に示すような時間変化をするＴＳＰ信号以外の信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　図７～１１は、本開示の第１の実施の形態に係る信号出力部により出力される計測用信号の他の例を示す図である。図７～１１において、縦軸は周波数であり、横軸は時間である。

　図７を参照して、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が線形的かつ連続的に減少する正弦波信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　また、図８を参照して、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が指数関数的かつ連続的に増加する正弦波であるＬｏｇ－ＳＳ（Ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃ　Ｓｗｅｐｔ　Ｓｉｎｅ）信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　また、図９を参照して、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が指数関数的かつ連続的に減少する正弦波信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　また、図１０を参照して、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が線形的かつ断続的に増加する正弦波信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　また、図１１を参照して、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が断続的に増加する正弦波信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　また、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、周波数が線形的かつ断続的に減少する正弦波信号、または周波数が断続的に減少する正弦派信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。また、信号出力部２１０は、たとえば、後述する検知部３４０により生成される周波数特性Ｈ（ｆ）を用いた検知処理において着目すべき周波数域に応じて、複数種類の計測用信号の中から１種類の計測用信号を選択的に伝送線１３へ出力する構成であってもよい。

　たとえば、信号出力部２１０は、計測用信号の出力についてのタイミングを検知装置３００へ通知する。

　より詳細には、信号出力部２１０は、計測用信号の出力を開始するタイミングを示す同期信号を伝送線１５経由で検知装置３００へ送信する。

　信号出力部２１０は、同期信号を検知装置３００へ送信すると、出力期間Ｔｏｕｔを開始し、計測用信号を伝送線１３へ出力する。

　［検知装置］
　図１２は、本開示の第１の実施の形態に係る検知装置の構成を示す図である。

　図１２を参照して、検知装置３００は、通信部３１０と、信号計測部３２０と、算出部３３０と、検知部３４０と、記憶部３５０とを備える。

　通信部３１０、信号計測部３２０、算出部３３０および検知部３４０は、たとえば、ＣＰＵおよびＤＳＰ等のプロセッサによって実現される。記憶部３５０は、たとえば不揮発性メモリである。

　［信号計測部］
　信号計測部３２０は、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する。たとえば、信号計測部３２０は、伝送線１３の透過特性を示す応答信号を計測する。具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍにおいて、信号出力装置２００における信号出力部２１０により伝送線１３へ出力され、伝送線１３を透過したＴＳＰ信号を応答信号として計測する。

　図１３は、本開示の第１の実施の形態に係る信号計測部により計測される応答信号の一例を示す図である。図１３において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　たとえば、信号計測部３２０は、信号出力部２１０から通知されたタイミングを用いて、信号出力部２１０と同期して応答信号を計測する。

　より詳細には、信号計測部３２０は、伝送線１５経由で信号出力装置２００における信号出力部２１０から同期信号を受信すると、計測期間Ｔｍを開始する。具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍにおいて、伝送線１３の電圧を所定のサンプリング周期に従ってサンプリングすることにより、伝送線１３における応答信号を計測する。計測期間Ｔｍの長さは、たとえば、出力期間Ｔｏｕｔの長さと同じである。

　信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍにおいて伝送線１３の電圧をサンプリングすることによりサンプリングデータＳを生成すると、生成したサンプリングデータＳを算出部３３０へ出力する。

　［算出部］
　算出部３３０は、信号計測部３２０による応答信号の計測結果に基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。たとえば、算出部３３０は、信号計測部３２０による応答信号の計測結果と、計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。

　図１４は、本開示の第１の実施の形態に係る信号計測部により出力される計測用信号の、逆特性を有する信号の一例を示す図である。図１４において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。図１４は、ＴＳＰ信号の時間変化の逆特性を有する信号を示している。

　たとえば、記憶部３５０は、信号出力装置２００における信号出力部２１０から伝送線１３へ出力されるＴＳＰ信号の、時間変化の逆特性を有する信号Ｓ＾（－１）（ｔ）のデジタルデータである逆特性データを記憶している。なお、「Ｓ＾（－１）」は、Ｓの（－１）乗を意味する。

　算出部３３０は、計測期間Ｔｍごとに、信号計測部３２０からサンプリングデータＳを受けると、記憶部３５０における逆特性データを取得し、当該サンプリングデータＳおよび当該逆特性データの畳み込み演算を行うことにより、伝送線１３にインパルス信号を入力した場合の出力を示すインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。

　図１５は、本開示の第１の実施の形態に係る算出部により算出されるインパルス応答の一例を示す図である。図１５において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　算出部３３０は、計測期間Ｔｍごとに、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出し、算出したインパルス応答ｈ（ｔ）を含む算出情報を検知部３４０へ出力する。

　［検知部］
　検知部３４０は、算出部３３０によって算出されたインパルス応答ｈ（ｔ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　たとえば、検知部３４０は、伝送線１３に関する異常として、伝送線１３への新たな機器の接続を検知する。より詳細には、検知部３４０は、たとえば、伝送線１３に関する異常として、伝送線１３におけるコネクタ３３への新たな機器の接続、ならびに伝送線１３への新たなコネクタおよび新たな機器の接続を検知する。

　（検知例１）
　検知部３４０は、インパルス応答ｈ（ｔ）の周波数特性Ｈ（ｆ）と、信号計測部３２０による応答信号の過去の計測結果に基づくインパルス応答ｈ（ｔ）の周波数特性Ｈ（ｆ）との比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　より詳細には、検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとに、算出部３３０から算出情報を受けると、受けた算出情報に含まれるインパルス応答ｈ（ｔ）をフーリエ変換することにより、インパルス応答ｈ（ｔ）の周波数特性Ｈ（ｆ）を生成する。

　検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとに、周波数特性Ｈ（ｆ）を生成し、生成した周波数特性Ｈ（ｆ）を記憶部３５０に保存する。検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとの周波数特性Ｈ（ｆ）の時系列的な変化に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　図１６は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される周波数特性の一例を示す図である。

　図１７は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される周波数特性の他の例を示す図である。

　図１６および１７において、縦軸は周波数であり、横軸は時間である。図１６は、ある時刻ｔａから始まる計測期間Ｔｍに対応する周波数特性Ｈ（ｆ）を示し、図１７は、時刻ｔａ後の時刻ｔｂから始まる計測期間Ｔｍに対応する周波数特性Ｈ（ｆ）を示している。

　検知部３４０は、周波数特性Ｈ（ｆ）を生成すると、記憶部３５０における過去に生成した１または複数の周波数特性Ｈ（ｆ）に基づいて、単位時間あたりの周波数特性Ｈ（ｆ）の変化量を算出し、算出した変化量と所定のしきい値Ｔｈ１とを比較する。そして、検知部３４０は、単位時間あたりの周波数特性Ｈ（ｆ）の変化量が所定のしきい値Ｔｈ１以上である場合、伝送線１３に関する異常が発生したと判断する。

　たとえば、不正な機器が、予備のコネクタであるコネクタ３３に接続される場合がある。信号計測部３２０により計測される応答信号および検知部３４０により生成される周波数特性Ｈ（ｆ）は、コネクタ３３に不正な機器が接続されることによって変化する。したがって、検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとの周波数特性Ｈ（ｆ）の時系列的な変化に基づいて、コネクタ３３に不正な機器が接続されたことを検知することができる。

　また、たとえば、新たなコネクタおよび不正な機器が、伝送線１３に接続される場合がある。信号計測部３２０により計測される応答信号および検知部３４０により生成される周波数特性Ｈ（ｆ）は、伝送線１３に新たなコネクタおよび不正な機器が接続されることによって変化する。したがって、検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとの周波数特性Ｈ（ｆ）の時系列的な変化に基づいて、伝送線１３に新たなコネクタおよび不正な機器が接続されたことを検知することができる。

　たとえば、記憶部３５０は、コネクタ３３に機器が接続された状態における周波数特性Ｈ（ｆ）である周波数特性Ｈｘ（ｆ）を記憶している。検知部３４０は、周波数特性Ｈ（ｆ）を生成すると、生成した周波数特性Ｈ（ｆ）と、記憶部３５０における周波数特性Ｈｘ（ｆ）とを比較し、比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する構成であってもよい。

　検知部３４０は、伝送線１３に関する異常が発生したと判断すると、異常が発生した旨を示す判断情報を通信部３１０へ出力する。

　通信部３１０は、検知部３４０から判断情報を受けると、受けた判断情報を含むフレームを生成し、生成したフレームを伝送線１３経由で車両１内または車両１外における上位装置へ送信する。

　（検知例２）
　検知部３４０は、インパルス応答ｈ（ｔ）と、所定の信号である参照信号の波形情報とに基づいて、参照信号に対する伝送線１３の応答波形ｙ（ｔ）を算出し、算出した応答波形ｙ（ｔ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　たとえば、検知部３４０は、インパルス応答ｈ（ｔ）と、参照信号の一例であるパルス信号の波形情報とに基づいて、パルス信号に対する伝送線１３の応答波形ｙ（ｔ）を算出する。

　図１８は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部による応答波形の算出に用いられるパルス信号の波形の一例を示す図である。図１８において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　たとえば、記憶部３５０は、パルス信号のデジタルデータであるパルスデータを記憶している。

　検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとに、算出部３３０から算出情報を受けると、記憶部３５０からパルスデータを取得し、受けた算出情報に含まれるインパルス応答ｈ（ｔ）および当該パルスデータの畳み込み演算を行うことにより、パルス信号に対する伝送線１３の応答波形ｙ（ｔ）を算出する。たとえば、応答波形ｙ（ｔ）は、伝送線１３にパルス信号を入力した場合の出力を示している。

　図１９は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される応答波形の一例を示す図である。図１９において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　たとえば、記憶部３５０は、参照用の応答波形ｙ（ｔ）である参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）を記憶している。たとえば、参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）は、伝送線１３に関する異常が発生していない状態において検知部３４０により算出される応答波形ｙ（ｔ）である。参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）は、車両１の出荷前において、車両１の生産者により記憶部３５０に保存される。

　検知部３４０は、計測期間Ｔｍごとに、応答波形ｙ（ｔ）を生成すると、生成した応答波形ｙ（ｔ）と、参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）とを比較し、比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　図２０は、本開示の第１の実施の形態に係る記憶部に保存される参照波形の一例を示す図である。図２０において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　図２１は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される応答波形の一例を示す図である。図２１において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　たとえば、検知部３４０は、応答波形ｙ（ｔ）と、参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）との差分である差分波形Ｄ（ｔ）を算出する。検知部３４０は、算出した差分波形Ｄ（ｔ）と所定のしきい値Ｔｈａ，Ｔｈｂとを比較し、比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。なお、しきい値Ｔｈａはしきい値Ｔｈｂより大きいものとする。

　図２２は、本開示の第１の実施の形態に係る検知部により算出される差分波形の一例を示す図である。図２２において、縦軸は電圧であり、横軸は時間である。

　図２３を参照して、検知部３４０は、ある時刻ｔｘにおける差分波形Ｄ（ｔ）の電圧がしきい値Ｔｈｂ未満であることを検知すると、伝送線１３に関する異常が発生したと判断する。

　たとえば、信号計測部３２０により計測される応答信号および検知部３４０により算出される差分波形Ｄ（ｔ）は、コネクタ３３に不正な機器が接続されることによって変化する。したがって、検知部３４０は、差分波形Ｄ（ｔ）と、しきい値Ｔｈａ，Ｔｈｂとの比較結果に基づいて、コネクタ３３に不正な機器が接続されたことを検知することができる。

　また、たとえば、信号計測部３２０により計測される応答信号および検知部３４０により算出される差分波形Ｄ（ｔ）は、伝送線１３に新たなコネクタおよび不正な機器が接続されることによって変化する。したがって、検知部３４０は、差分波形Ｄ（ｔ）と、しきい値Ｔｈａ，Ｔｈｂとの比較結果に基づいて、伝送線１３に新たなコネクタおよび不正な機器が接続されたことを検知することができる。

　たとえば、記憶部３５０は、コネクタ３３に機器が接続された状態における差分波形Ｄ（ｔ）である差分波形Ｄｘ（ｔ）を記憶している。検知部３４０は、差分波形Ｄ（ｔ）を算出すると、算出した差分波形Ｄ（ｔ）と、記憶部３５０における差分波形Ｄｘ（ｔ）とを比較し、比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する構成であってもよい。

　なお、検知部３４０は、生成した応答波形ｙ（ｔ）を記憶部３５０に保存し、計測期間Ｔｍごとの応答波形ｙ（ｔ）の時系列的な変化に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する構成であってもよい。

　たとえば、検知部３４０は、算出した応答波形ｙ（ｔ）に基づいて、伝送線１３における異常発生位置を特定する。

　より詳細には、検知部３４０は、差分波形Ｄ（ｔ）がしきい値Ｔｈａを超える時刻、および差分波形Ｄ（ｔ）がしきい値Ｔｈｂ未満となる時刻に基づいて、伝送線１３における異常発生位置を特定する。たとえば、検知部３４０は、図２２に示す時刻ｔｘに基づいて、伝送線１３における異常発生位置を特定する。具体的には、検知部３４０は、時刻ｔｘに応じた、伝送線１３における信号出力装置２００から異常発生位置までの距離を算出することにより、異常発生位置を特定する。

　検知部３４０は、伝送線１３に関する異常が発生したと判断すると、異常が発生した旨および異常発生位置を示す判断情報を通信部３１０および伝送線１３経由で車両１内または車両１外における上位装置へ送信する。

　なお、検知部３４０は、上述した検知例１の検知処理および検知例２の検知処理の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよいし、検知例１，２の検知処理以外の他の検知処理を行う構成であってもよい。

　［動作の流れ］
　本開示の実施の形態に係る検知システムにおける各装置は、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読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。

　図２３は、本開示の第１の実施の形態に係る検知装置が伝送線に関する異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

　図２３を参照して、まず、検知装置３００は、信号出力装置２００における信号出力部２１０からの同期信号を待ち受け（ステップＳ１０２でＮＯ）、同期信号を受信すると（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、計測期間Ｔｍにおいて、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する（ステップＳ１０４）。

　次に、検知装置３００は、応答信号の計測結果と、計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する（ステップＳ１０６）。

　次に、検知装置３００は、インパルス応答ｈ（ｔ）をフーリエ変換することにより、インパルス応答ｈ（ｔ）の周波数特性Ｈ（ｆ）を生成し、生成した周波数特性Ｈ（ｆ）を記憶部３５０に保存する（ステップＳ１０８）。

　次に、検知装置３００は、インパルス応答ｈ（ｔ）およびパルスデータの畳み込み演算を行うことにより、パルス信号に対する伝送線１３の応答波形ｙ（ｔ）を算出する（ステップＳ１１０）。

　次に、検知装置３００は、記憶部３５０における計測期間Ｔｍごとの周波数特性Ｈ（ｆ）の時系列的な変化に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する（ステップＳ１１２）。

　次に、検知装置３００は、応答波形ｙ（ｔ）と、参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）との差分である差分波形Ｄ（ｆ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する（ステップＳ１１４）。

　次に、検知装置３００は、伝送線１３に関する異常が発生していないと判断すると（ステップＳ１１６でＮＯ）、信号出力装置２００における信号出力部２１０からの新たな同期信号を待ち受ける（ステップＳ１０２でＮＯ）。

　一方、検知装置３００は、伝送線１３に関する異常が発生したと判断すると（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、差分波形Ｄ（ｆ）に基づいて、伝送線１３における異常発生位置を特定する（ステップＳ１１８）。

　次に、検知装置３００は、伝送線１３に異常が発生した旨および異常発生位置を示す判断情報を伝送線１３経由で車両１内または車両１外における上位装置へ送信する（ステップＳ１２０）。

　次に、検知装置３００は、信号出力装置２００における信号出力部２１０からの新たな同期信号を待ち受ける（ステップＳ１０２でＮＯ）。

　なお、検知装置３００は、ステップＳ１０８，Ｓ１１２およびステップＳ１１０，Ｓ１１４の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよい。また、検知装置３００は、ステップＳ１１８およびステップＳ１２０の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよい。

　図２４は、本開示の第１の実施の形態に係る検知システムにおける異常検知処理のシーケンスの一例を示す図である。

　図２４を参照して、まず、信号出力装置２００における信号出力部２１０は、計測用信号の出力を開始するタイミングを示す同期信号を伝送線１５経由で検知装置３００における信号計測部３２０へ送信する（ステップＳ２０２）。

　次に、信号出力部２１０は、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、計測用信号を伝送線１３へ出力する（ステップＳ２０４）。

　次に、信号計測部３２０は、信号出力部２１０から同期信号を受信すると、計測期間Ｔｍにおいて、伝送線１３における応答信号を計測する（ステップＳ２０６）。

　次に、信号計測部３２０は、伝送線１３の電圧のサンプリングデータＳを応答信号の計測結果として算出部３３０へ出力する（ステップＳ２０８）。

　次に、算出部３３０は、信号計測部３２０から受けたサンプリングデータＳおよび逆特性データの畳み込み演算を行うことにより、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する（ステップＳ２１０）。

　次に、算出部３３０は、算出したインパルス応答ｈ（ｔ）を含む算出情報を検知部３４０へ出力する（ステップＳ２１２）。

　次に、検知部３４０は、算出部３３０から受けた算出情報に含まれるインパルス応答ｈ（ｔ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　より詳細には、検知部３４０は、インパルス応答ｈ（ｔ）をフーリエ変換することにより、インパルス応答ｈ（ｔ）の周波数特性Ｈ（ｆ）を生成し、周波数特性Ｈ（ｆ）の時系列的な変化に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する（ステップＳ２１４）。

　また、検知部３４０は、インパルス応答ｈ（ｔ）と、パルス信号の波形情報とに基づいて、パルス信号に対する伝送線１３の応答波形ｙ（ｔ）を算出し、生成した応答波形ｙ（ｔ）と、参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）との比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する（ステップＳ２１６）。

　なお、検知システム４０１は、ステップＳ２１４およびステップＳ２１６の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよい。

　なお、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、信号出力装置２００は、制御装置１０１およびゲートウェイ装置２０とは別個の装置であるとしたが、これに限定するものではない。信号出力装置２００は、制御装置１０１またはゲートウェイ装置２０に含まれてもよい。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、検知装置３００は、制御装置１０１およびゲートウェイ装置２０とは別個の装置であるとしたが、これに限定するものではない。検知装置３００は、制御装置１０１またはゲートウェイ装置２０に含まれてもよい。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、信号出力装置２００および検知装置３００は、伝送線１５を介して互いに接続される構成であるとしたが、これに限定するものではない。車載装置群４０において、伝送線１５が設けられない構成であってもよい。この場合、信号出力部２１０は、計測用信号の出力を開始するタイミングを示す同期信号をたとえば伝送線１３経由で検知装置３００へ送信する。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、検知装置３００は、算出部３３０および検知部３４０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。検知装置３００は、算出部３３０および検知部３４０の少なくともいずれか一方を備えない構成であってもよい。この場合、算出部３３０および検知部３４０の少なくともいずれか一方は、車両１の外部におけるサーバに設けられる構成であってもよい。たとえば、算出部３３０は、車両１の外部におけるサーバに設けられる場合、ゲートウェイ装置２０および車載通信機３０経由で信号計測部３２０における計測結果を取得する。また、算出部３３０および検知部３４０の機能の一部または全部が、クラウドコンピューティングによって提供されてもよい。すなわち、算出部３３０および検知部３４０が、複数のクラウドサーバ等によって構成されてもよい。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、検知部３４０は、差分波形Ｄ（ｔ）としきい値Ｔｈａ，Ｔｈｂとの比較結果に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知するとともに、伝送線１３における異常発生位置を特定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。検知部３４０は、伝送線１３に関する異常を検知する一方で、伝送線１３における異常発生位置の特定を行わない構成であってもよい。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、信号出力部２１０は、伝送線１５経由で同期信号を信号計測部３２０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。信号出力部２１０は、信号計測部３２０への同期信号の送信を行わない構成であってもよい。たとえば、信号計測部３２０は、所定の周期で、伝送線１３からの応答信号の計測を開始する構成であってもよい。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、検知部３４０は、伝送線１３に関する異常として、伝送線１３への新たな機器の接続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。検知部３４０は、伝送線１３に関する異常として、伝送線１３における物理的な異常を検知する構成であってもよい。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、信号出力部２１０は、周波数が所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する構成であるとしたが、これに限定するものではない。信号出力部２１０は、電圧が所定の時間変化をする計測用信号たとえばＭ系列信号を計測用信号として伝送線１３へ出力する構成であってもよい。この場合、算出部３３０は、たとえば、信号計測部３２０による応答信号の計測結果と、Ｍ系列信号の時間波形の逆特性とに基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。ただし、周波数が所定の時間変化をするＴＳＰ信号等の計測用信号を用いることにより、計測用信号としてＭ系列信号を用いる構成と比べて、限られた性能のデジタル－アナログ変換回路およびアナログ－デジタル変換回路等の機器を用いて、より正確に伝送線１３に関する異常を検知することができる。

　ところで、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することを可能とする技術が望まれる。

　たとえば、従来、ＴＤＲを用いて、伝送線等の計測対象の特性を検出する技術が知られている。このような技術を用いて計測対象の特性の変化を検出し、検出結果に基づいて計測対象に関する異常を検知する場合、計測対象の特性の変化を正確に検出するために、高い再現性で立ち上がりパルスを計測対象へ出力する必要があり、その結果、高性能のパルス信号発生器が必要となる。

　また、ネットワークアナライザを用いて計測対象のＳパラメータ等の特性を計測し、計測結果に基づいて計測対象に関する異常を検知する場合、十分な検知精度を得るために、高価かつ複雑な計測機器を用いる必要があり、また、計測のたびに計測機器の校正を行う必要がある。

　また、たとえば、音響分野では、Ｍ系列信号を用いて計測対象のインパルス応答を計測する技術が用いられている。しかしながら、Ｍ系列信号は比較的高い波高率を有することから、Ｍ系列信号を計測対象へ出力して計測対象のインパルス応答の計測を試みる場合、高性能のデジタル－アナログ変換回路およびアナログ－デジタル変換回路を用いる必要がある。

　これに対して、本開示の第１の実施の形態に係る検知システム４０１では、信号出力部２１０は、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。信号計測部３２０は、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する。算出部３３０は、信号計測部３２０による応答信号の計測結果に基づいて、伝送線１３のインパルス応答を算出する。検知部３４０は、算出部３３０によって算出されたインパルス応答に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　また、本開示の第１の実施の形態に係る検知方法は、検知システム４０１における検知方法である。この検知方法では、まず、検知システム４０１が、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。次に、検知システム４０１が、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する。次に、検知システム４０１が、応答信号の計測結果に基づいて、伝送線１３のインパルス応答を算出する。次に、検知システム４０１が、算出したインパルス応答に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。

　このように、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力し、伝送線１３からの応答信号に基づいて、伝送線１３のインパルス応答を算出する構成および方法により、たとえばＴＤＲおよびネットワークアナライザを用いる構成と比べて、簡易な構成でインパルス応答の算出および異常の検知を行うことができる。また、たとえばネットワークアナライザを用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができるので、計測機器等の校正を容易に行うことができる。また、たとえば計測用信号としてインパルス信号を用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができ、その結果、非線形ノイズを分離し、高い再現性でより正確に伝送線１３に関する異常を検知することができる。

　したがって、本開示の第１の実施の形態に係る検知システムおよび検知方法では、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することができる。

　次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

　＜第２の実施の形態＞
　本実施の形態は、第１の実施の形態に係る検知システム４０１と比べて、伝送線１３の反射特性に基づいて伝送線１３に関する異常を検知する検知システム４０２に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る検知システム４０１と同様である。

　図２５は、本開示の第２の実施の形態に係る車載装置群の構成を示す図である。

　図２５を参照して、車載装置群４０における検知システム４０２は、検知装置３０１を含む。検知装置３０１は、伝送線１３に接続される。より詳細には、たとえば、検知装置３０１は、伝送線１３におけるゲートウェイ装置２０とは反対側の端部に接続される。

　図２６は、本開示の第２の実施の形態に係る検知装置の構成を示す図である。

　図２６を参照して、検知装置３０１は、信号出力部２１０と、通信部３１０と、信号計測部３２０と、算出部３３０と、検知部３４０と、記憶部３５０とを備える。

　信号出力部２１０は、たとえば所定周期に従う出力タイミングにおいて出力期間Ｔｏｕｔを開始し、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。たとえば、信号出力部２１０は、計測用信号の出力を開始するタイミングを示す同期信号を信号計測部３２０へ出力する。

　信号計測部３２０は、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する。たとえば、信号計測部３２０は、伝送線１３の反射特性を示す応答信号を計測する。具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍにおいて、信号出力装置２００における信号出力部２１０により伝送線１３へ出力され、伝送線１３において反射されたＴＳＰ信号を応答信号として計測する。

　たとえば、信号計測部３２０は、信号出力部２１０から同期信号を受けると、計測期間Ｔｍを開始する。具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍにおいて、伝送線１３の電圧を所定のサンプリング周期に従ってサンプリングすることにより、伝送線１３における応答信号を計測する。

　算出部３３０は、信号計測部３２０による応答信号の計測結果と、計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。

　検知部３４０は、算出部３３０によって算出されたインパルス応答ｈ（ｔ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。具体的には、上述した検知例１の検知処理および検知例２の検知処理を行う。なお、検知部３４０は、検知例１の検知処理および検知例２の検知処理の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよいし、検知例１，２の検知処理以外の他の検知処理を行う構成であってもよい。

　図２７は、本開示の第２の実施の形態に係る検知装置が伝送線に関する異常を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。

　図２７を参照して、まず、検知装置３０１は、所定周期に従う出力タイミングを待ち受け（ステップＳ３０２でＮＯ）、出力タイミングにおいて（ステップＳ３０２でＹＥＳ）、出力期間Ｔｏｕｔを開始し、計測用信号を伝送線１３へ出力する（ステップＳ３０４）。

　次に、検知装置３０１は、当該出力タイミングから始まる計測期間Ｔｍにおいて、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する（ステップＳ３０６）。

　次に、検知装置３０１は、応答信号の計測結果と、計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する（ステップＳ３０８）。

　次に、検知装置３０１は、インパルス応答ｈ（ｔ）をフーリエ変換することにより、インパルス応答ｈ（ｔ）の周波数特性Ｈ（ｆ）を生成し、生成した周波数特性Ｈ（ｆ）を記憶部３５０に保存する（ステップＳ３１０）。

　次に、検知装置３０１は、インパルス応答ｈ（ｔ）およびパルスデータの畳み込み演算を行うことにより、パルス信号に対する伝送線１３の応答波形ｙ（ｔ）を算出する（ステップＳ３１２）。

　次に、検知装置３０１は、記憶部３５０における計測期間Ｔｍごとの周波数特性Ｈ（ｆ）の時系列的な変化に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する（ステップＳ３１４）。

　次に、検知装置３０１は、応答波形ｙ（ｔ）と、参照波形ｙｒｅｆ（ｔ）との差分である差分波形Ｄ（ｆ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する（ステップＳ３１６）。

　次に、検知装置３０１は、伝送線１３に関する異常が発生していないと判断すると（ステップＳ３１８でＮＯ）、新たな出力タイミングを待ち受ける（ステップＳ３０２でＮＯ）。

　一方、検知装置３０１は、伝送線１３に関する異常が発生したと判断すると（ステップＳ３１８でＹＥＳ）、差分波形Ｄ（ｆ）に基づいて、伝送線１３における異常発生位置を特定する（ステップＳ３２０）。

　次に、検知装置３０１は、伝送線１３に異常が発生した旨および異常発生位置を示す判断情報を伝送線１３経由で車両１内または車両１外における上位装置へ送信する（ステップＳ３２２）。

　次に、検知装置３０１は、新たな出力タイミングを待ち受ける（ステップＳ３０２でＮＯ）。

　なお、検知装置３０１は、ステップＳ３１０，Ｓ３１４およびステップＳ３１２，Ｓ３１６の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよい。また、検知装置３０１は、ステップＳ３２０およびステップＳ３２２の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよい。

　以上のように、本開示の第２の実施の形態に係る検知装置３０１では、信号出力部２１０は、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。信号計測部３２０は、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する。

　このように、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力し、伝送線１３からの応答信号を計測する構成により、たとえば、応答信号の計測結果に基づいて、伝送線１３のインパルス応答を算出するとともに、算出したインパルス応答に基づいて伝送線１３に関する異常を検知することができる。これにより、たとえばＴＤＲおよびネットワークアナライザを用いる構成と比べて、簡易な構成でインパルス応答の算出および異常の検知を行うことができる。また、たとえばネットワークアナライザを用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができるので、計測機器等の校正を容易に行うことができる。また、たとえば計測用信号としてインパルス信号を用いる構成と比べて、高いＳＮ比で応答信号を計測することができ、その結果、非線形ノイズを分離し、高い再現性でより正確に伝送線１３に関する異常を検知することができる。

　したがって、本開示の第２の実施の形態に係る検知装置では、ネットワークにおけるセキュリティに関する優れた機能を実現することができる。

　＜第３の実施の形態＞
　本実施の形態は、第１の実施の形態に係る検知システム４０１，４０２と比べて、伝送線１３の透過特性および反射特性に基づいて伝送線１３に関する異常を検知する検知システム４０３に関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る検知システム４０１および第２の実施の形態に係る検知システム４０２と同様である。

　図２８は、本開示の第３の実施の形態に係る車載装置群の構成を示す図である。

　図２８を参照して、車載装置群４０における検知システム４０３は、検知装置３０２を含む。より詳細には、検知システム４０３は、検知装置３０２として、検知装置３０２Ａ，３０２Ｂを含む。検知装置３０２Ａ，３０２Ｂは、伝送線１３に接続される。より詳細には、たとえば、検知装置３０２Ａは、伝送線１３におけるゲートウェイ装置２０側の第１端の近傍に接続され、検知装置３００は、伝送線１３におけるゲートウェイ装置２０とは反対側の第２端に接続される。

　図２９は、本開示の第３の実施の形態に係る検知装置の構成を示す図である。

　図２９を参照して、検知装置３０２は、信号出力部２１０と、通信部３１０と、信号計測部３２０と、算出部３３０と、検知部３４０と、記憶部３５０とを備える。

　信号出力部２１０は、たとえば所定周期に従う出力タイミングにおいて出力期間Ｔｏｕｔを開始し、出力期間Ｔｏｕｔにおいて、所定の時間変化をする計測用信号を伝送線１３へ出力する。たとえば、信号出力部２１０は、計測用信号の出力を開始するタイミングを示す同期信号を、信号計測部３２０へ出力するとともに伝送線１５経由で他の検知装置３０２へ送信する。

　検知システム４０３では、たとえば、検知装置３０２Ａにおける信号出力部２１０の出力期間Ｔｏｕｔと、検知装置３０２Ｂにおける信号出力部２１０の出力期間Ｔｏｕｔとが互いに重複しないように、各信号出力部２１０の出力タイミングが予め設定されている。

　信号計測部３２０は、計測用信号に対する伝送線１３からの応答信号を計測する。たとえば、信号計測部３２０は、伝送線１３の透過特性を示す応答信号および伝送線１３の反射特性を示す応答信号を計測する。

　具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍｔにおいて、他の検知装置３０２における信号出力部２１０により伝送線１３へ出力され、伝送線１３を透過したＴＳＰ信号を応答信号として計測する。また、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍｒにおいて、自己の検知装置３０２における信号出力部２１０により伝送線１３へ出力され、伝送線１３において反射されたＴＳＰ信号を応答信号として計測する。計測期間Ｔｍｔの長さは、たとえば、計測期間Ｔｍｒの長さと同じである。計測期間Ｔｍｔと計測期間Ｔｍｒとは、互いに重複しない期間である。

　たとえば、信号計測部３２０は、伝送線１５経由で他の検知装置３０２における信号出力部２１０から同期信号を受信すると、計測期間Ｔｍｔを開始する。具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍｔにおいて、伝送線１３の電圧を所定のサンプリング周期に従ってサンプリングすることにより、伝送線１３における応答信号を計測する。

　また、たとえば、信号計測部３２０は、自己の信号出力部２１０から同期信号を受けると、計測期間Ｔｍｒを開始する。具体的には、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍｒにおいて、伝送線１３の電圧を所定のサンプリング周期に従ってサンプリングすることにより、伝送線１３における応答信号を計測する。

　信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍｔにおいて伝送線１３の電圧をサンプリングすることによりサンプリングデータＳｔを生成すると、生成したサンプリングデータＳｔを算出部３３０へ出力する。また、信号計測部３２０は、計測期間Ｔｍｒにおいて伝送線１３の電圧をサンプリングすることによりサンプリングデータＳｒを生成すると、生成したサンプリングデータＳｒを算出部３３０へ出力する。

　算出部３３０は、信号計測部３２０による応答信号の計測結果に基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。たとえば、算出部３３０は、信号計測部３２０による応答信号の計測結果と、計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、伝送線１３のインパルス応答ｈ（ｔ）を算出する。

　より詳細には、算出部３３０は、計測期間Ｔｍｔごとに、伝送線１３のインパルス応答ｈｔ（ｔ）を算出し、算出したインパルス応答ｈｔ（ｔ）を含む算出情報を検知部３４０へ出力する。また、算出部３３０は、計測期間Ｔｍｒごとに、伝送線１３のインパルス応答ｈｒ（ｔ）を算出し、算出したインパルス応答ｈｒ（ｔ）を含む算出情報を検知部３４０へ出力する。

　検知部３４０は、算出部３３０によって算出されたインパルス応答ｈｔ（ｔ），ｈｒ（ｔ）に基づいて、伝送線１３に関する異常を検知する。具体的には、インパルス応答ｈｔ（ｔ）を用いて、上述した検知例１の検知処理および検知例２の検知処理を行うとともに、インパルス応答ｈｒ（ｔ）を用いて、上述した検知例１の検知処理および検知例２の検知処理を行う。なお、検知部３４０は、検知例１の検知処理および検知例２の検知処理の少なくともいずれか一方を行わない構成であってもよいし、検知例１，２の検知処理以外の他の検知処理を行う構成であってもよい。

　たとえば、検知装置３０２Ａにおける検知部３４０は、検知処理の結果を示す検知情報を通信部３１０および伝送線１３経由で検知装置３０２Ｂへ送信する。

　検知装置３０２Ｂにおける検知部３４０は、伝送線１３および通信部３１０経由で検知装置３０２Ａから検知情報を受信すると、受信した検知情報が示す検知処理の結果と、自己の検知処理の結果とに基づいて、伝送線１３に関する異常の有無を判断する。たとえば、検知装置３０２Ｂにおける検知部３４０は、検知装置３０２Ａにおける検知処理の結果および自己の検知処理の結果の少なくともいずれか一方が、伝送線１３に関する異常が発生した旨を示す結果である場合、伝送線１３に関する異常が発生したと判断する。

　また、検知装置３０２Ｂにおける検知部３４０は、検知装置３０２Ａから受信した検知情報が示す検知処理の結果と、自己の検知処理の結果とに基づいて、伝送線１３における異常発生位置を特定する。これにより、高精度で異常発生位置を特定することができる。

　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］
　周波数が所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、
　前記信号計測部による前記応答信号の計測結果と、前記計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、
　前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備え、
　前記信号出力部、前記信号計測部、前記算出部および前記検知部は、プロセッサにより実現される、検知システム。

　［付記２］
　周波数が所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、
　前記信号計測部による前記応答信号の計測結果と、前記計測用信号の時間変化の逆特性とに基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、
　前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備え、
　前記信号出力部は、ＴＳＰ信号を前記計測用信号として前記計測対象へ出力し、
　前記信号計測部は、前記計測対象を透過した前記ＴＳＰ信号、または前記計測対象において反射された前記ＴＳＰ信号を、前記応答信号として計測する、検知システム。

　［付記３］
　周波数が所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部とを備え、
　前記信号出力部および前記信号計測部は、プロセッサにより実現される、検知装置。

　［付記４］
　周波数が所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部とを備え、
　前記信号出力部は、ＴＳＰ信号を前記計測用信号として前記計測対象へ出力し、
　前記信号計測部は、前記計測対象を透過した前記ＴＳＰ信号、または前記計測対象において反射された前記ＴＳＰ信号を、前記応答信号として計測する、検知装置。

　［付記５］
　所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、
　前記信号計測部による前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、
　前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備え、
　前記計測対象は、複数のコネクタを含むバス型の伝送路であり、
　前記伝送路は、主ラインと、前記主ラインから引き出される少なくとも１つの副ラインと、前記主ラインの第１端に接続される前記コネクタである第１コネクタと、前記主ラインの第２端に接続される前記コネクタである第２コネクタと、前記副ラインに接続される前記コネクタである第３コネクタとを含み、
　前記信号出力部は、前記第１コネクタに接続されており、
　前記信号計測部は、前記第２コネクタに接続されており、
　前記検知部は、前記計測対象に関する異常として、前記計測対象への新たな機器の接続を検知する、検知システム。

　１　　　　　　　　　　　車両
　１２　　　　　　　　　　車載ネットワーク
　１３　　　　　　　　　　　　伝送線
　１４　　　　　　　　　　　　伝送線
　１５　　　　　　　　　　　　伝送線
　２０　　　　　　　　　　　　ゲートウェイ装置
　２３Ａ，２３Ｂ，３３，４３　コネクタ
　３０　　　　　　　　　　　　車載通信機
　４０　　　　　　　　　　　　車載装置群
　１０１　　　　　　　　　　　制御装置
　２００　　　　　　　　　　　信号出力装置
　２１０　　　　　　　　　　　信号出力部
　２３０　　　　　　　　　　　記憶部
　３００，３０１，３０２　　　検知装置
　３１０　　　　　　　　　　　通信部
　３２０　　　　　　　　　　　信号計測部
　３３０　　　　　　　　　　　算出部
　３４０　　　　　　　　　　　検知部
　３５０　　　　　　　　　　　記憶部
　４０１，４０２，４０３　　　検知システム
　５０１　　　　　　　　　　　通信システム

Claims

　所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部と、
　前記信号計測部による前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出する算出部と、
　前記算出部によって算出された前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する検知部とを備える、検知システム。
　前記検知部は、前記インパルス応答と、所定の信号である参照信号の波形情報とに基づいて、前記参照信号に対する前記計測対象の応答波形を算出し、算出した前記応答波形に基づいて、前記計測対象における異常発生位置を特定する、請求項１に記載の検知システム。
　前記検知部は、前記インパルス応答の周波数特性と、前記信号計測部による前記応答信号の過去の計測結果に基づく前記インパルス応答の周波数特性との比較結果に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知する、請求項１または請求項２に記載の検知システム。
　前記信号出力部は、前記計測用信号の出力についてのタイミングを前記信号計測部へ通知し、
　前記信号計測部は、前記信号出力部から通知された前記タイミングを用いて、前記信号出力部と同期して前記応答信号を計測する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の検知システム。
　前記計測対象は、伝送路であり、
　前記検知部は、前記計測対象に関する異常として、前記伝送路への新たな機器の接続を検知する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検知システム。
　所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力する信号出力部と、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測する信号計測部とを備える、検知装置。
　検知システムにおける検知方法であって、
　所定の時間変化をする計測用信号を計測対象へ出力するステップと、
　前記計測用信号に対する前記計測対象からの応答信号を計測するステップと、
　前記応答信号の計測結果に基づいて、前記計測対象のインパルス応答を算出するステップと、
　算出した前記インパルス応答に基づいて、前記計測対象に関する異常を検知するステップとを含む、検知方法。