1.本公开涉及检测与车载网络这样的网络连接的非法节点的技术。
背景技术：2.存在被称为tdr的技术。
3.tdr是使任意长度的脉冲信号在供电线等传输线路中流动来检测传输线路上的节点的故障的技术。在脉冲信号的波形从正常时的波形发生了变化的情况下，检测到节点的故障。
4.tdr是time domain reflectmetry(时域反射仪)的简称。
5.专利文献1公开了将tdr应用于车载网络来检测与车载网络连接的非法节点的技术。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：国际公开第2018/146747号
技术实现要素：9.发明要解决的问题
10.在网络的总线分支的情况下，检测用的脉冲信号的电压下降。伴随于此，表示与网络连接的节点的存在的反射波变小。因此，反射波的检测变得困难。因此，检测与网络连接的非法节点变得困难。
11.本公开的目的在于，即使在网络的总线分支的情况下，也能够检测与网络连接的非法节点。
12.用于解决问题的手段
13.本公开的网络检查系统具备：信号输出部，其输出基础信号，该基础信号是用于检查网络的脉冲信号，该网络由在1个以上的部位分支的总线构成且在各分支目的地连接1个以上的节点；放大条件决定部，其基于表示与所述总线的分支有关的信息的参数，来决定将所述基础信号放大的放大期间和所述放大期间内的放大率；信号放大部，其在所决定的放大期间内以所决定的放大率将所述基础信号放大；以及检查部，其接收由于在所述总线上流动而波形发生了变化的基础信号作为检查信号，基于所述检查信号的波形判定有无与所述总线连接的新的节点。
14.发明的效果
15.根据本公开，即使在网络的总线分支的情况下，也能够检测与网络连接的非法节点。
附图说明
16.图1是实施方式1中的网络检查系统100的结构图。
17.图2是实施方式1中的网络检查装置200的结构图。
18.图3是实施方式1中的网络检查方法的流程图。
19.图4是实施方式1中的判定方法的说明图。
20.图5是实施方式1中的判定方法的说明图。
21.图6是实施方式1中的放大控制(s110)的说明图。
22.图7是实施方式1中的放大控制(s110)的说明图。
23.图8是实施方式1中的放大控制(s110)的说明图。
24.图9是实施方式1中的放大控制(s110)的流程图。
25.图10是实施方式2中的网络检查系统100的结构图。
26.图11是实施方式2中的网络检查装置200的结构图。
27.图12是实施方式2中的电压监视的说明图。
28.图13是实施方式2中的电压监视的流程图。
29.图14是实施方式3中的网络检查系统100的结构图。
30.图15是实施方式3中的参数生成的流程图。
31.图16是实施方式3中的生成方法的说明图。
32.图17是实施方式中的网络检查装置200的硬件结构图。
具体实施方式
33.在实施方式和附图中，针对相同的要素或者对应的要素标注相同的标号。适当省略或简化标注有与说明的要素相同的标号的要素的说明。图中的箭头主要表示数据流或处理流。
34.实施方式1.
35.基于图1至图9对网络检查系统100进行说明。
36.＊＊＊结构的说明＊＊＊
37.基于图1对网络检查系统100的结构进行说明。
38.网络检查系统100由网络检查装置200实现。另外，网络检查装置200也可以由多个装置构成。
39.网络检查装置200与网络101连接。
40.网络101的具体例是车载网络。在车载网络中，例如，使用被称为controller area network(can：控制器局域网)的协议进行通信。
41.在实施方式1中，网络101由在1个以上的部位分支的总线构成。在各分支目的地连接有1个以上的节点。在图1的网络101中，黑圆表示分支点。
42.各节点例如是ecu、控制器或者被称为设备的机器。ecu是electronic control unit(电子控制单元)的简称。
43.在车载网络中，连接有电动车窗用的ecu、动力转向用的ecu、制动器用的ecu以及钥匙解锁用的ecu等。
44.基于图2，对网络检查装置200的结构进行说明。
45.网络检查装置200是具备处理器201、存储器202、辅助存储装置203、输入输出接口204以及通信接口205这样的硬件的计算机。此外，网络检查装置200具备脉冲信号电路281、
开关电路282、放大器组283、ad转换电路284这样的硬件。
46.这些硬件经由信号线相互连接。
47.处理器201是进行运算处理的ic，对其他硬件进行控制。例如，处理器201是cpu或者dsp。
48.ic是integrated circuit(集成电路)的简称。
49.cpu是central processing unit(中央处理单元)的简称。
50.dsp是digital signal processor(数字信号处理器)的简称。
51.存储器202是易失性或非易失性的存储装置。存储器202被称为主存储装置或主存储器。例如，存储器202是ram。存储于存储器202的数据根据需要而保存在辅助存储装置203中。
52.ram是random access memory(随机存取存储器)的简称。
53.辅助存储装置203是非易失性的存储装置。例如，辅助存储装置203是rom、hdd或者闪存。存储于辅助存储装置203的数据根据需要被加载到存储器202中。
54.rom是read only memory(只读存储器)的简称。
55.hdd是hard disk drive(硬盘驱动器)的简称。
56.输入输出接口204是连接输入装置和输出装置的端口。例如，输入输出接口204是usb端子，输入装置是键盘和鼠标，输出装置是显示器。
57.usb是universal serial bus(通用串行总线)的简称。
58.通信接口205是通信用的接口。例如，通信接口205是通信端口。信号相对于网络101的输入输出经由通信接口205而进行。
59.脉冲信号电路281是产生脉冲信号的电路。脉冲信号也称为阶梯波。
60.开关电路282是切换脉冲信号的输出目的地的电路。
61.放大器组283是多个放大器。多个放大器以互不相同的放大率将脉冲信号放大。
62.ad转换电路284是将模拟信号转换成数字信号的电路。ad转换电路284也称为ad转换器或者转换器。
63.网络检查装置200具备放大控制部210和检查控制部220这样的要素。放大控制部210具备放大条件决定部211和信号放大部212这样的要素。检查控制部220具备信号输出部221、检查部222以及结果输出部223这样的要素。这些要素由软件实现。
64.在辅助存储装置203中，存储有用于使计算机作为放大控制部210和检查控制部220发挥功能的网络检查程序。网络检查程序被加载到存储器202中，由处理器201执行。
65.在辅助存储装置203中还存储有os。os的至少一部分被加载到存储器202中，由处理器201执行。
66.处理器201一边执行os，一边执行网络检查程序。
67.os是operating system(操作系统)的简称。
68.网络检查程序的输入输出数据被存储在存储部290中。例如，成为网络检查程序的输入的参数291被存储在存储部290中。
69.存储器202作为存储部290发挥功能。但是，辅助存储装置203、处理器201内的寄存器以及处理器201内的高速缓冲存储器等存储装置也可以代替存储器202或者与存储器202一起作为存储部290发挥功能。
70.网络检查装置200也可以具备代替处理器201的多个处理器。多个处理器分担处理器201的功能。
71.网络检查程序能够以计算机可读取的方式记录(存储)于光盘或闪存等非易失性的记录介质中。
72.＊＊＊动作的说明＊＊＊
73.网络检查系统100的动作的步骤相当于网络检查方法。此外，网络检查系统100的动作的步骤相当于基于网络检查程序的处理的步骤。
74.基于图3，对网络检查方法进行说明。
75.在步骤s101中，信号输出部221输出基础信号。基础信号是用于检查网络101的脉冲信号。
76.具体而言，信号输出部221向脉冲信号电路281输入信号输出命令。然后，脉冲信号电路281产生脉冲信号。所产生的脉冲信号是基础信号。
77.基础信号被输入到开关电路282。
78.在网络101的总线分支的情况下，处理进入步骤s110。在实施方式1中，处理进入步骤s110。
79.在网络101的总线未分支的情况下，处理进入步骤s102。
80.在步骤s110中，放大控制部210在由参数291决定的放大期间内将基础信号放大。
81.之后详细叙述步骤s110。
82.在步骤s102中，检查部222接收由于在网络101的总线上流动而波形发生了变化的基础信号。将所接收的基础信号称为“检查信号”。
83.具体而言，基础信号在网络101的总线上流动而被输入到ad转换电路284。ad转换电路284将作为模拟信号的基础信号转换成数字信号并输出。转换后的基础信号被输入到检查部222。然后，检查部222接收被输入的基础信号。
84.在步骤s103中，检查部222基于检查信号的波形，来判定有无与网络101的总线连接的新的节点。在判定中应用被称为tdr的技术。
85.基于图4和图5对步骤s103中的判定方法进行说明。
86.在图4中，在网络101中连接有3个节点。这些节点是正常节点。
87.检查信号111的波形包含与网络101的总线所连接的节点的数量对应的数量的反射波。因此，检查信号111的波形包含与3个节点对应的3个反射波(参照虚线部分)。
88.检查部222将检查信号111的波形与参照信号112的波形进行比较。参照信号112的波形相当于在网络101的总线上仅连接有正常节点的情况下得到的检查信号的波形。预先准备表示参照信号112的波形的数据。
89.检查信号111的波形与参照信号112的波形一致。因此，检查部222判定为在网络101的总线上未连接非法节点。即，检查部222判定为不存在与网络101的总线连接的新的节点。
90.在图5中，在网络101的总线上连接有4个节点。1个节点是非法节点。
91.检查信号111的波形包含与4个节点对应的4个反射波(参照虚线部分)。因此，检查信号111的波形与参照信号112的波形不一致。因此，检查部222判定为在网络101的总线上连接有非法节点。即，检查部222判定为存在与网络101的总线连接的新的节点。
92.返回到图3，对步骤s104进行说明。
93.在步骤s104中，结果输出部223输出检查结果。检查结果表示有无与网络101的总线连接的新的节点。
94.例如，结果输出部223将检查结果显示于显示器。
95.基于图6至图8，对放大控制(s110)的概要进行说明。
96.基于图6开始进行说明。
97.网络101的总线分支。例如，在车载网络中通常存在分支。
98.在网络101的总线分支的情况下，根据分支的状态，在特定的期间内，检查信号111的电压下降。伴随于此，反射波变小。因此，反射波的检测变得困难。
99.基于图7继续进行说明。
100.(1)电压的下降的大小、(2)到电压下降为止的期间的长度、以及(3)电压下降的期间的长度由总线的分支的状态决定。
101.(1)电压的下降的大小由分支数量决定。
102.(2)到电压下降为止的期间的长度由从网络检查装置200到分支点的长度决定。
103.(3)电压下降的期间的长度由从分支点到总线的末端的长度决定。
104.基于图8继续进行说明。
105.于是，在放大控制(s110)中，根据总线的分支的状态将基础信号113放大。
106.其结果是，得到与总线未分支的情况下的检查信号同样的检查信号111。由于反射波没有变小，因此，反射波的检测没有变得困难。
107.基于图9对放大控制(s110)的步骤进行说明。
108.也可以在基础信号的输出(图3的步骤s101)之前执行步骤s111。
109.在步骤s111中，放大条件决定部211基于参数291来决定放大条件。具体的放大条件是放大期间和放大率。
110.参数291表示分支信息。分支信息是关于网络101的总线的分支的信息。
111.放大期间是将基础信号放大的期间。例如，放大期间由放大定时和期间长度确定。放大定时是放大期间开始的定时。期间长度是放大期间的长度。
112.放大率是放大的大小。
113.分支信息包含分支数量。例如，分支数量是分支点的数量或者总线的末端的数量。
114.分支数量越多，则放大条件决定部211决定越高的放大率。即，分支数量越多则放大率越高。在分支数量为n的情况下，放大率例如为n倍。
115.具体而言，放大条件决定部211选择1个与分支数量对应的放大器。所选择的放大器的放大率成为所决定的放大率。例如，在分支数量为1以上且5以下的情况下选择第1放大器，在分支数量为6以上且10以下的情况下选择第2放大器，在分支数量为11以上的情况下选择第3放大器。
116.分支信息包含分支点距离。分支点距离是从基点到分支点的距离。例如，分支点距离是从(网络检查装置200的)基础信号用的输出端口到第1个分支点(第1分支点)的距离。基础信号的输入点是在总线上输入基础信号的部位。
117.分支点距离越长，则放大条件决定部211决定越晚的放大期间。即，分支点距离越长则放大定时越晚。在分支点距离为1米的情况下，放大定时例如是从基础信号的输出起10
纳秒后。
118.分支信息包含末端距离。末端距离是从分支点到总线的末端的距离。例如，末端距离是从第1分支点到最远的末端的距离。
119.末端距离越长，则放大条件决定部211决定越长的放大期间。即，末端距离越长则放大期间越长。在末端距离为2米的情况下，放大期间的长度例如是20纳秒。
120.在步骤s112中，信号放大部212待机至所决定的放大期间的开始(放大定时)。
121.在此期间，从脉冲信号电路281输出的基础信号被输入到开关电路282，从开关电路282不经由放大器向网络101的总线流动。即，在网络101的总线上流动未被放大的基础信号。
122.在步骤s113中，信号放大部212以所决定的放大率将基础信号放大。
123.具体而言，信号放大部212向开关电路282输入切换命令，该切换命令指定了由放大条件决定部211选择出的放大器。开关电路282将基础信号的输出目的地切换为由切换命令指定的放大器。基础信号被输入到放大器，由放大器放大。
124.在步骤s114中，信号放大部212待机至所决定的放大期间的结束。即，信号放大部212从放大期间的开始进行待机，直至经过放大期间的期间长度为止。
125.在此期间，从脉冲信号电路281输出的基础信号被输入到开关电路282，从开关电路282经由放大器向网络101的总线流动。即，在网络101的总线上流动被放大的基础信号。
126.在步骤s115中，信号放大部212结束基础信号的放大。
127.具体而言，信号放大部212将未指定放大器的切换命令向开关电路282输入。开关电路282将基础信号的输出目的地切换为未连接放大器的信号线。
128.＊＊＊实施方式1的效果＊＊＊
129.即使在网络101的总线分支的情况下，也能够检测与网络101连接的非法节点。
130.网络检查系统100能够补偿由于总线的分支而引起的检查信号的电压的下降。其结果是，保持了检查精度。
131.网络检查系统100根据分支的状态来决定放大期间和放大率，因此，能够应用于分支的状态不同的各种网络。
132.实施方式2.
133.针对监视在网络101的总线上流动的基础信号的电压的方式，基于图10至图13，主要说明与实施方式1之间的不同点。
134.＊＊＊结构的说明＊＊＊
135.基于图10和图11，对网络检查装置200的结构进行说明。
136.网络检查装置200还具备电压监视部230。
137.网络检查程序还使计算机作为电压监视部230发挥功能。
138.＊＊＊动作的说明＊＊＊
139.基于图12和图13，对网络检查方法中的电压监视进行说明。
140.电压监视是由电压监视部230执行的处理。
141.基于图12对电压监视的概要进行说明。
142.将输入基础信号114的设备称为“接收设备”。
143.基础信号114是在网络101的总线上流动的基础信号。检查信号是基础信号114。ad
转换电路284是接收设备。
144.在分支后的总线发生了断线的情况下，基础信号114的电压不下降。因此，在向总线输入的基础信号被放大时，基础信号114的电压可能超过输入额定电压。在超过了输入额定电压的基础信号114被输入到接收设备时，接收设备会被破坏。
145.于是，对基础信号114的电压进行监视。而且，在基础信号114的电压上升到危险电压的情况下，停止基础信号的输出。
146.危险电压比放大前的基础信号的电压大且比接收设备的输入额定电压小。
147.基于图13，对电压监视的步骤进行说明。电压监视在从脉冲信号电路281输出基础信号的期间持续进行。
148.在步骤s201中，电压监视部230对在网络101的总线上流动的基础信号的电压进行计测。将通过计测而得到的值即基础信号的电压值称为“计测值”。
149.在步骤s202中，电压监视部230将计测值与阈值进行比较。阈值是表示危险电压的大小的值，被预先决定。
150.在计测值为阈值以上的情况下，处理进入步骤s203。
151.在计测值小于阈值的情况下，处理进入步骤s201。
152.在步骤s203中，电压监视部230停止基础信号的输出。
153.具体而言，电压监视部230将输出停止命令向脉冲信号电路281输入。然后，脉冲信号电路281停止基础信号的输出。
154.＊＊＊实施方式2的效果＊＊＊
155.网络检查系统100监视在网络101的总线上流动的基础信号的电压，预测基础信号的电压上升至设备被破坏的电压的情况，停止基础信号的输出。由此，能够防止设备的破坏。
156.实施方式3.
157.针对不使用参数291来决定放大条件的方式，基于图14至图16，主要说明与实施方式1的不同点。
158.＊＊＊结构的说明＊＊＊
159.基于图14对网络检查系统100的结构进行说明。
160.网络检查系统100的结构要素与实施方式1中的结构要素相同(参照图1)。
161.但是，放大控制部210的放大条件决定部211的动作与实施方式1中的动作不同。
162.另外，网络检查系统100也可以具备电压监视部230(参照实施方式2)。
163.＊＊＊动作的说明＊＊＊
164.基于图15对网络检查方法中的放大条件决定进行说明。
165.放大条件决定是代替步骤s111(参照图9)的处理。但是，放大条件决定在基础信号的输出(图3的步骤s101)之前执行。
166.在步骤s301中，放大条件决定部211使基础信号在不放大的状态下流入网络101的总线。
167.具体而言，放大条件决定部211将信号输出命令向脉冲信号电路281输入。然后，脉冲信号电路281产生脉冲信号。所产生的脉冲信号是基础信号。基础信号被输入到开关电路282，从开关电路282不经由放大器而输入到网络101的总线。
168.在步骤s302中，放大条件决定部211接收由于在总线上流动而波形发生了变形的基础信号。将所接收的基础信号称为“试验信号”。
169.在步骤s303中，放大条件决定部211基于试验信号的波形来决定放大条件。即，放大条件决定部211计算放大期间和放大率。
170.基于图16对步骤s303中的决定方法进行说明。
171.参照信号116的波形相当于在不使网络101的总线分支、且在网络101的总线上未连接节点、且不放大基础信号的情况下得到的检查信号的波形。但是，也可以不存在在网络101的总线上未连接节点这样的条件。预先准备表示参照信号116的波形的数据。
172.放大条件决定部211将试验信号115的波形与参照信号116的波形进行比较。然后，放大条件决定部211基于比较结果，计算(1)电压的下降的大小、(2)到电压下降为止的期间、以及(3)电压下降的期间的长度。
173.＊＊＊实施方式3的效果＊＊＊
174.即使不存在参数291，网络检查系统100也能够决定放大条件。由此，能够节省人工制作参数291的精力。
175.即使是相同车型的网络101，总线的长度等彼此也不完全一致。但是，网络检查系统100能够按照每个车辆来决定最优的放大条件。由此，非法连接的检测精度提高。
176.＊＊＊实施方式的补充＊＊＊
177.基于图17，对网络检查装置200的硬件结构进行说明。
178.网络检查装置200具备处理电路209。
179.处理电路209是实现放大控制部210、检查控制部220以及电压监视部230的硬件。
180.处理电路209可以是专用的硬件，也可以是执行存储于存储器202的程序的处理器201。
181.在处理电路209是专用的硬件的情况下，处理电路209例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、asic、fpga或者它们的组合。
182.asic是application specific integrated circuit(专用集成电路)的简称。
183.fpga是field programmable gate array(现场可编程门阵列)的简称。
184.网络检查装置200也可以具备代替处理电路209的多个处理电路。多个处理电路分担处理电路209的功能。
185.在处理电路209中，也可以是，由专用的硬件实现一部分功能，由软件或固件实现剩余的功能。
186.这样，网络检查装置200的功能能够由硬件、软件、固件或者它们的组合实现。
187.各实施方式是优选方式的例示，并非意在限制本公开的技术范围。各实施方式可以部分地实施，也可以与其他方式组合地实施。使用流程图等说明的步骤也可以适当变更。
188.作为网络检查装置200的要素的“部”也可以替换为“处理”或“工序”。
189.附图标记说明
190.100网络检查系统，101网络，111检查信号，112参照信号，113基础信号，114基础信号，115试验信号，116参照信号，200网络检查装置，201处理器，202存储器，203辅助存储装置，204输入输出接口，205通信接口，209处理电路，210放大控制部，211放大条件决定部，212信号放大部，220检查控制部，221信号输出部，222检查部，223结果输出部，230电压监视
部，281脉冲信号电路，282开关电路，283放大器组，284ad转换电路，290存储部，291参数。
技术特征：1.一种网络检查系统，其中，所述网络检查系统具备：信号输出部，其输出基础信号，该基础信号是用于检查网络的脉冲信号，该网络由在1个以上的部位分支的总线构成且在各分支目的地连接1个以上的节点；放大条件决定部，其决定将所述基础信号放大的放大期间和所述放大期间内的放大率；信号放大部，其在所决定的放大期间内以所决定的放大率将所述基础信号放大；以及检查部，其接收由于在所述总线上流动而波形发生了变化的基础信号作为检查信号，基于所述检查信号的波形判定有无与所述总线连接的新的节点。2.根据权利要求1所述的网络检查系统，其中，所述放大条件决定部基于如下参数来决定所述放大期间和所述放大率，该参数表示与所述总线的分支有关的信息。3.根据权利要求2所述的网络检查系统，其中，所述参数表示分支数量，分支数量越多，则所述放大条件决定部决定越高的放大率。4.根据权利要求2或3所述的网络检查系统，其中，所述参数表示从基点到分支点的距离即分支点距离，所述分支点距离越长，则所述放大条件决定部决定越晚的放大期间。5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的网络检查系统，其中，所述参数表示从分支点到所述总线的末端的距离即末端距离，所述末端距离越长，则所述放大条件决定部决定越长的放大期间。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的网络检查系统，其中，所述网络检查系统具备电压监视部，该电压监视部监视在所述总线上流动的基础信号的电压。7.根据权利要求6所述的网络检查系统，其中，所述电压监视部计测在所述总线上流动的基础信号的电压值，在所述总线上流动的基础信号的电压值上升到阈值的情况下，停止基础信号的输出。8.根据权利要求1、6或7中的任意一项所述的网络检查系统，其中，所述放大条件决定部使基础信号在不放大的状态下流入所述总线，接收由于在所述总线上流动而波形发生了变形的基础信号作为试验信号，基于所述试验信号的波形决定所述放大期间和所述放大率。9.一种网络检查方法，其中，信号输出部输出基础信号，该基础信号是用于检查网络的脉冲信号，该网络由在1个以上的部位分支的总线构成且在各分支目的地连接1个以上的节点，放大条件决定部决定将所述基础信号放大的放大期间和所述放大期间内的放大率，信号放大部在所决定的放大期间内以所决定的放大率将所述基础信号放大，检查部接收由于在所述总线上流动而波形发生了变化的基础信号作为检查信号，基于所述检查信号的波形判定有无与所述总线连接的新的节点。
技术总结网络(101)由在1个以上的部位分支的总线构成且在各分支目的地连接1个以上的节点。检查控制部(220)输出基础信号。放大控制部(210)基于参数来决定放大期间和放大率，在所决定的放大期间内以所决定的放大率将所述基础信号放大。检查控制部(220)接收由于在所述总线上流动而波形发生了变化的基础信号作为检查信号，基于所述检查信号的波形判定有无与所述总线连接的新的节点。线连接的新的节点。线连接的新的节点。
技术研发人员：大森康宏
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：2020.03.17
技术公布日：2022/11/1
