JP2010176372A - 作業機用制御装置のプログラム更新方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用通信ネットワークに接続された作業機用制御装置25に更新プログラムを書き込む作業機用制御装置25のプログラム更新方法において、作業機用制御装置25のプログラムのチェックに用いるデータを予め設定しておき、当該更新プログラムを作業機用制御装置25に書き込む前に、予め作業機用制御装置25に格納されている既存プログラムのチェックに用いるデータを消去しておき、その後に、更新プログラムを作業機用制御装置25に書き込むと共に、当該更新プログラムのチェックに用いるデータを最後に作業機用制御装置25に書き込む。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、操作部材の操作量とこの操作量に対応して作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えた制御装置が開示されている。
特許文献2には、作業機が位置する地域に応じて少なくとも表示項目が異なる地域別表示画面を構築して、これらの地域別表示画面を選択して表示できるようにする表示態様構成手段と、GPS衛星から出力される電波に基づいて作業機が位置する地域を判定する現在位置判定手段と、この現在位置判定手段により判定された作業機の地域に応じた地域別表示画面を表示態様構成手段より選択し、選択採用された表示画面で作業機の表示装置に表示制御を行なう表示制御手段とを有する表示制御装置が開示されている。
また、特許文献2は、GPS衛星から出力される電波に基づいて作業機が位置する地域を判定して、当該作業機の地域に応じて表示画面の文字等の言語を制御するものである。このような表示制御装置においても、言語を追加する場合には、表示制御装置を作業機から取り外して、当該表示制御装置を書込装置に接続することによって、プログラムやデータの更新を行っているのが実情である。
本発明は上記問題点に鑑み、作業機内に設けられた複数の作業機用制御装置に対して、プログラム更新を確実に行うことができる作業機用制御装置のプログラム更新方法を提供することを目的としたものである。
前記作業機用制御装置の記憶部は、プログラムを一時的に記憶する一時的記憶部と、プログラムを保持する保持記憶部とを備えており、前記更新プログラムを作業機用制御装置の記憶部に書き込むに際し、プログラムを書き込む動作をさせるための書き込みプログラムを外部から受信して一時的記憶部に格納しておくと共に、更新プログラムを書き込みプログラムとは領域が別の一時的記憶部に格納した上で、前記一時的記憶部に記憶した書き込みプログラムを動作させて前記更新プログラムを前記保持記憶部に書き込むことが好ましい。
図6は本発明の作業機用制御装置のプログラム更新方法における作業機の全体図を示している。
作業機及び当該作業機に設けられた作業機用制御装置について説明する。
なお、本発明の作業機用制御装置のプログラム更新方法は、この実施の形態の作業機や作業機用制御装置に限定されない。
図6に示すように、作業機(バックホー)1は、下部の走行装置2と、上部の旋回体3とを備えている。
旋回体3は、走行装置2上に旋回ベアリング11を介して上下方向の旋回軸回りに左右旋回自在に支持された旋回台12と、該旋回台12の前部に備えられた作業装置13(掘削装置)とを有している。旋回台12上には、エンジン7,ラジエータ8,運転席9,燃料タンク,作動油タンク等が設けられている。また、旋回台12上には運転席9を囲むキャビン14が設けられている。
スイングブラケット17は、旋回台12内に備えられたスイングシリンダの伸縮によって揺動され、ブーム18は、該ブーム18とスイングブラケット17との間に介装されたブームシリンダ22の伸縮によって揺動され、アーム19は、該アーム19とブーム18との間に介装されたアームシリンダ23の伸縮によって揺動され、バケット20は、該バケット20とアーム19との間に介装されたバケットシリンダ21の伸縮によってスクイ・ダンプ動作される。なお、スイングシリンダ、ブームシリンダ22、アームシリンダ23、バケットシリンダ21などの各種アクチュエータは、それぞれのアクチュエータに対して作動油を供給可能な制御弁(コントロールバルブ)により動作するようになっている。また、制御弁へのパイロット圧を後述する操作部材の操作及び電磁比例弁等によって調整することによって、当該制御弁への作動油の流量が変化するものとなっている。
作業機1には、複数の作業機用制御装置(コントローラ)25が設けられている。この複数の作業機用制御装置25は互いに、車両用通信ネットワーク26によって情報(データ)の送受信(入出力)が行えるようになっている。ここで、車両用通信ネットワーク26とは、Controller Area Network、即ち、CAN通信である。
図1に示すように、作業機用制御装置25は、作業機1を動作させるための電子電気機器類である。例えば、この実施形態では、3つの作業機用制御装置25が作業機1に備えられている。
メイン制御装置25Aには、スイングシリンダ、ブームシリンダ22、アームシリンダ23、バケットシリンダ21などの各種アクチュエータを操作する操作部材(例えば、操作レバー15や操作スイッチ)の操作量、ガバナセンサからのガバナ角度(ガバナ位置)、アクセルレバーの操作量(角度)、アイドルスイッチ(AI-SW)のオン信号/オフ信号、エンジン回転センサからのエンジン回転数などの各種制御信号が入力される。
具体的には、メイン制御装置25AによるAI制御では、操作レバー15を中立位置にしてアイドルスイッチのオン信号が入力されると、アクセルレバーの操作量に関わらず、オートアイドルモータにアイドル信号を出力してオートアイドルモータを駆動し、エンジン回転数をアイドル回転数にする。また、メイン制御装置25AによるAI制御では、操作レバー15を前後又は左右に揺動してアイドルスイッチのオフ信号を入力すると、アクセル位置の信号に基づきオートアイドルモータに作動信号を出力してオートアイドルモータを駆動する。オートアイドルモータを駆動するとガバナレバーが作動しエンジン回転数が、アクセルレバーに対応した回転数になる。
メイン制御装置25Aによる流量制御では、例えば、操作レバー15を中立位置より一方(左側)に揺動させて左側の操作量を入力すると、操作したアクチュエータに対応する電磁比例弁のソレノイドに所定値の電流(作動信号)を出力する。そうすると、電磁比例弁は電流値に応じて開き、操作したアクチュエータに対応する制御弁のパイロット圧が制御され、アクチュエータが一方に動作する。なお、操作レバー15を中立位置より上記とは反対側に揺動させて右側の操作量を入力すると、左側に揺動したときとは反対側にアクチュエータを動作させる。
第2作業機用制御装置25B(サブ制御装置)は、入力された各種制御信号等に基づいて、ブームの高さ制御やアームの角度制御を行うものである。具体的には、サブ制御装置25Bには、アームの角度、ブームの角度などの各種制御信号が入力される。
第3作業機用制御装置25C(表示制御装置ということがある)は、運転席9の周囲に配置されていて、作業機1の駆動に関連する情報(データ)が入力され、当該入力された情報を表示するようになっている。例えば、表示制御装置25Cには、キーSW(イグニッションスイッチ)のオン信号/オフ信号、エンジンの回転数、燃料センサが検出した燃料量、水温センサが検出した水温等の情報が入力される。そして、表示制御装置25Cは、イグニッションスイッチのオン/オフ、エンジン回転数、燃料、水温等の情報を液晶パネル等の表示部31に表示する。上述したような情報の表示は、表示制御装置25Cに設けられてCPUやMPUから構成された制御部32により行われる。表示制御装置25Cは、フラッシュROM等の不揮発性メモリ(記憶部36)を備えている。この記憶部30に、上述した情報を表示部31に表示させるためのプログラム(制御プログラムということがある)や表示するためのデータ(制御データであって、例えば、表示に使用する画像や情報に対応する国言語データなど)が格納されている。この制御プログラムは、例えば、各種情報に対して、表示位置、表示色、表示言語の態様等を制御するためのプログラムである。制御プログラムに従って制御部32が動作することにより上述した各種制御が行われる。
さて、上述したようなメイン制御装置25A、サブ制御装置25B、表示制御装置25Cなどの作業機用制御装置25は、内蔵(格納)されている制御プログラムを新しいプログラムに更新(変更)しなければならないことがある。
作業機用制御装置25に格納されている制御プログラムを更新する場合には、パーソナルコンピュータ等で構成された書込装置(ライター)34を作業機1側に接続して、書込装置34から更新プログラムを作業機1内の作業機用制御装置25に送信しなければならない。
以下、ゲートウェイ機能を有するメイン制御装置について詳しく説明する。
第1通信ポート40は、メイン制御装置25Aに取り込まれたデータ等をサブ制御装置25Bや表示制御装置25Cに向けて送信したり、サブ制御装置25Bや表示制御装置25Cから送信されたデータ等をメイン制御装置25Aに取り込むためのものである。
メイン制御装置25Aの記憶部28には、サブ制御装置25Bや表示制御装置25Cと区別するための特定コード(例えば、IDコード)が格納されている。なお、サブ制御装置25Bの記憶部30や表示制御装置25Cの記憶部36にも、他の制御装置と区別するための特定コード(例えば、IDコード)が格納されている。
詳しくは、メイン制御装置25Aの制御部27は、第2通信ポート41に入力された更新プログラムが、当該メイン制御装置25Aの記憶部28に記憶されている制御プログラムを更新するためのものであれば、当該更新プログラムをメイン制御装置25Aの記憶部28に書き込む動作をする。
メイン制御装置25Aの制御部27は、変換手段45と、照合手段46と、書込手段47と、送信手段48とを備えている。
変換手段45は、第2通信ポート41に入力された更新プログラムと、認証コードとをCAN通信26の通信プロトコルに対応するように変換するものである。具体的には、変換手段45は、RS−232Cのケーブル42を介して書込装置34から送られてきた更新プログラムにおいて、更新プログラムを構成する信号をCAN通信26に流すための信号に置き換える。また、変換手段45は、RS−232Cのケーブル42を介して書込装置34から送られてきた認証コードを構成する信号をCAN通信26に流すための信号に置き換える。
照合手段46は、更新プログラムとは別に書込装置34から送られてきた認証コードと、記憶部30に格納されている特定コード(IDコード)とを照合するものである。認証コードは、更新プログラムを書き込む先を指定するものである。即ち、認証コードは、更新プログラムがメイン制御装置25Aに対するものであれば当該メイン制御装置25Aに対応したコード(例えば、メイン制御装置25Aの記憶部28に記憶されているIDコードと同じコード)となり、更新プログラムがサブ制御装置25Bに対するものであれば当該サブ制御装置25Bに対応したコードとなり、更新プログラムが表示制御装置25Cであれば当該表示制御装置25Cに対応したコードとなる。
送信手段48は、照合手段46による照合が不成立の際には、即ち、第2通信ポート41に入力された認証コードと、メイン制御装置25Aの記憶部28に格納されている特定コードとが一致しない場合、第2通信ポート41に入力されて変換手段45によりCAN通信26の通信プロトコルに変換された更新プログラムをメイン制御装置25Aの第1通信ポート40に出力して当該メイン制御装置25Aとは別のサブ制御装置25Bや表示制御装置25Cに送信する。この送信手段48は、第1通信ポート40から更新プログラムを出力する際には、書込装置34から送信された認証コードも出力する。
メイン制御装置25Aの第1通信ポート40に出力された更新プログラムと、認証コードとは、CAN通信26を介してサブ制御装置25Bや表示制御装置25Cに入力される。具体的には、更新プログラムと認証コードとは、サブ制御装置25Bに設けられてCAN通信26に接続するための入出力部33Bに入力される。
サブ制御装置25Bは、予めサブ制御装置25Bの記憶部30に記憶された特定コード(IDコード)と、CAN通信26を経てメイン制御装置25Aから送信された認証コードとが一致すれば、入出力部33に入力された更新プログラムを記憶部30に格納し、これにより、予め記憶部30に格納されていた制御プログラムを新しいものに更新する。
図2は、メイン制御装置の制御プログラムを更新する場合のフローチャート(プログラム更新方法)を示したものである。
RS−232C用のケーブル42の一端をパーソナルコンピュータ等から構成された書込装置34に接続すると共に、RS−232C用のケーブル42の他端を作業機1のメイン制御装置25Aの第2通信ポート41に接続する(S1:書込装置34とメイン制御装置25Aとを接続する)。
メイン制御装置25Aの照合手段46による照合が成立すれば(S3、yes)、書込手段47により更新プログラムを当該メイン制御装置25Aの記憶部28に格納して制御プログラムを書き換える(S4)。
RS−232C用のケーブル42の一端をパーソナルコンピュータ等から構成された書込装置34に接続すると共に、RS−232C用のケーブル42の他端を作業機1のメイン制御装置25Aの第2通信ポート41に接続する(S10:書込装置34とメイン制御装置25Aとを接続する)。
書込装置34からメイン制御装置25Aに対応する認証コードを送信すると共に、メイン制御装置25Aに予め格納されている制御プログラムを更新するための更新プログラムを送信する(S11:認証コード及び更新プログラムの送信)。メイン制御装置25Aの照合手段46により、認証コードと特定コードとが一致しているか否かを検証する(S12)。
そして、変換手段45により更新プログラム及び認証コードをCAN通信26の規格に対応した信号に変換した後、更新プログラム及び認証コードを送信手段48により第1通信ポート40からCAN通信26に出力する(S14)。
なお、表示制御装置においてもプログラムを更新する手順は、サブ制御装置に示したS10〜S16と同じである。
図4は、作業機用制御装置のプログラムを更新する際でのプログラムの書き込み手順(プログラムを記憶部に格納する際の手順)のフローチャートである。図5は、作業機用制御装置(メイン制御装置25A、サブ制御装置25B、表示制御装置25C)のプログラムを更新する際でのプログラムの書き込み手順を図示したものである。なお、図4及び図5に示すプログラムの書き込み手順は、メイン制御装置25Aであっても、サブ制御装置25Bであっても表示制御装置25Cであっても同じである。図4及び図5の説明においては、上述したような認証コードと特定コードとを照合する処理は説明を省略する。
各作業機用制御装置25において、更新プログラムを記憶部(フラッシュメモリ)28、30、36に書き込む際(プログラムを書き換える際)は、まず、書込装置34は、プログラムを書き込む動作(書き換える動作)をさせるための書き込みプログラム(書込プログラム)を送信する(S20)。また、書込装置34は、更新プログラムを送信する(S21)。
作業機用制御装置25が書込プログラムを受信すると、作業機用制御装置25は、書込プログラム(書込手段)をフラッシュメモリのRAM領域(一時的記憶部)において所定の物理領域(プログラム書込領域)に書込プログラムを格納する(S22:図5(a))。
ここで、作業機用制御装置25のROM領域(保持記憶部)において、更新前のプログラム(既存のプログラム)に対して、正常であるか否かを確認するために用いられるチェック用のデータが予め設定されている。詳しくは、所定の物理領域(アプリケーション領域)に、既存プログラムが書き込まれており、このアプリケーション領域内において既存プログラムを書き込んだ際でのチェックサムのデータが書き込まれている物理領域(チェックサム領域)が設定されている。
作業機用制御装置25が書込プログラムを動作させて、更新プログラムをアプリケーション領域に書き込む前に、予めアプリケーション領域内のチェックサムを消去する(S24:図5(c))。
予めアプリケーション領域内のチェックサム(チェックサムのデータ)を消去した後は、まず、アプリケーション領域において、チェックサム領域を除く領域に、更新プログラムを書き込んでいく(S25:図5(d))。即ち、書込プログラムによってRAM領域のデータ書込領域に格納していた更新プログラムを、まず、ROM領域のチェックサム領域を除くアプリケーション領域に転送して書き込む。
更新プログラムにおけるチェックサムの書き込みが終了して、チェックサムを用いた更新プログラムのデータチェックが完了し、更新プログラムが正しく書き込まれたことを、書込装置34及び/又は作業機用制御装置25(書込プログラム等)によって確認すると(S28、Yes)、更新プログラムの書き込みを終了する(S27)。
作業機用制御装置25のプログラム更新方法では、作業機用制御装置25のプログラムのチェックサムのデータ(チェックに用いるデータ)を予め設定しておき、更新プログラムを作業機用制御装置25に書き込む前に、予め作業機用制御装置25に格納されている既存プログラムのチェックサムに用いられたデータを消去しておき、その後に、更新プログラムを作業機用制御装置25に書き込むと共に、当該更新プログラムのチェックサムに用いるデータ(チェックに用いるデータ)を最後(最終段階)に作業機用制御装置25に書き込むようにしている。
即ち、更新プログラムを作業機用制御装置25に正常に書き込むことができているか否かを最終段階にて書き込まれたチェックサムのデータによって書き込み処理をしているときにチェックすることができる。その結果、書き込み処理時にエラー等が発生し、そのまま、書き込み処理を終了することによって、作業機用制御装置25が動作しなくなるようなことを防止することができる。
また、プログラム更新方法では、更新プログラムを作業機用制御装置25の記憶部28に書き込むに際し、当該記憶部に格納されている既存プログラムのチェックサムに用いられるデータが格納されている物理領域を消去した後、この物理領域を除く領域に更新プログラムを書き込んでいき、その後に、更新プログラムのチェックサムに用いるデータを物理領域に書き込むようにしている。そのため、作業機用制御装置25の既存プログラムを更新プログラムに簡単に変えることができる。
そのため、作業機用制御装置25に、予め書込プログラムを格納していなくても更新プログラムを書き込むことができ、更新プログラムを作業機用制御装置25内で高速に書き込むことができる(他のプログラムによる割り込み動作をさせなくても簡単に書き込める)と共に、記憶部の物理領域を有効に活用することができる。
また、この実施形態によれば、メイン制御装置25Aは、特定コードを記憶する記憶部とを備え、制御部は、更新プログラムをCAN通信の通信プロトコルに対応するように変換する変換手段と、更新プログラムとは別に第2通信ポートに入力された認証コードと記憶部の特定コードとの照合する照合手段と、照合手段による照合が成立した際には、第2通信ポートに入力された更新プログラムをメイン制御装置25Aの記憶部に格納する書込手段と、照合手段による照合が不成立の際には、第2通信ポートに入力されて変換手段により車両用通信ネットワークの通信プロトコルに変換された更新プログラムを、メイン制御装置25Aの第1通信ポートに出力して当該メイン制御装置25Aとは別のサブ制御装置25B又は表示制御装置25Cに送信する送信手段とを備えている。
即ち、メイン制御装置25Aに更新プログラムを送信するだけで、作業機内の複数の作業機用制御装置25におけるプログラムやデータの更新を簡単に行えることができる。
また、メイン制御装置25Aに書込装置34を接続すれば、更新プログラムの更新が容易に行うことができるため、更新プログラムの更新のために、作業機を工場やサービスセンター等にわざわざ移動させなくてもよく、場所を選ばずに容易に更新作業を行うことができる。
上記の実施形態では、AI制御や流量制御を行うメイン制御装置25Aと、ブームの高さ制御やアームの角度制御を行うサブ制御装置25Bと、作業機の各種情報を表示する表示制御装置25Cとについて説明したが、これらの制御装置は、作業機を制御する制御装置であれば何でも良い。例えば、作業機用制御装置25は、作業機のエンジンを制御するエンジンコンピュータユニット(ECU)であってもよい。また、AI制御、流量制御、ブームの高さ制御、アームの角度制御を行う制御装置は、それぞれ個別に独立したユニット(装置)であってもよい。
上記の実施形態では、バックホーの作業機を示したが、作業機はトラクタ等であってもよい。車両用通信ネットワークは、CAN以外に、「LIN」、「FlexRay」であってもその他のものであってもよい。
25 作業機用制御装置
Claims (3)
- 車両用通信ネットワークに接続された作業機用制御装置に更新プログラムを書き込む作業機用制御装置のプログラム更新方法において、
作業機用制御装置のプログラムのチェックに用いるデータを予め設定しておき、当該更新プログラムを作業機用制御装置に書き込む前に、予め作業機用制御装置に格納されている既存プログラムのチェックに用いるデータを消去しておき、その後に、更新プログラムを作業機用制御装置に書き込むと共に、当該更新プログラムのチェックに用いるデータを最後に作業機用制御装置に書き込むことを特徴とする作業機用制御装置のプログラム更新方法。 - 更新プログラムを作業機用制御装置の記憶部に書き込むに際し、当該記憶部に格納されている既存プログラムのチェックに用いるデータが格納されている物理領域を消去した後、この物理領域を除く領域に更新プログラムを書き込んでいき、その後に、更新プログラムのチェックに用いるデータを物理領域に書き込むようにしていることを特徴とする請求項1に記載の作業機用制御装置のプログラム更新方法。
- 前記作業機用制御装置の記憶部は、プログラムを一時的に記憶する一時的記憶部と、プログラムを保持する保持記憶部とを備えており、前記更新プログラムを作業機用制御装置の記憶部に書き込むに際し、プログラムを書き込む動作をさせるための書き込みプログラムを外部から受信して一時的記憶部に格納しておくと共に、更新プログラムを書き込みプログラムとは領域が別の一時的記憶部に格納した上で、前記一時的記憶部に記憶した書き込みプログラムを動作させて前記更新プログラムを前記保持記憶部に書き込むことを特徴とする請求項2に記載の作業機用制御装置のプログラム更新方法。
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