JP2015162802A - 作業機の電子機器及び作業機 - Google Patents

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Abstract

【課題】終端抵抗の設定(接続、非接続)を簡単に行うことができるようにする。
【解決手段】 作業機1の車載ネットワークに接続して当該作業機1に関する動作をする電子機器2であって、車載ネットワークに接続可能な終端抵抗4と、車載ネットワークに終端抵抗4を接続する接続状態と車載ネットワークに終端抵抗4を接続しない非接続状態とに切り替わるスイッチ部5と、スイッチ部5の切り替え動作を制御する制御部6とを備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、農業機械や建設機械等の作業機に搭載される作業機の電子機器及び作業機に関する。
従来より、農業機械等の作業機には、複数の電子機器が搭載されて、これら電子機器を接続することによって車載ネットワークが構成されている。この車載ネットワークには、通信の安定化のために終端抵抗が接続されている。
例えば、特許文献1の農業機械(作業車両)においては、複数のコントローラ(電子機器)を搭載し、複数のコントローラのうち、少なくとも2台に終端抵抗を内蔵することにより通信の安定化を図っている。
特開2010−258877号公報
さて、例えば、農業機械おいては、コントローラを有する様々なインプルメントが農作業に対応して着脱される。このインプルメントの着脱によって、農業機械の電子機器の個数や位置関係が変化し、これに伴い、車載ネットワークに接続された終端抵抗数や位置も変わることがある。この場合には、コントローラ内に内蔵された終端抵抗を無効したり有効にする再設定が必要である。特許文献1のような農業機械では、コントローラ内において終端抵抗と車載ネットワークの通信線との間に、終端抵抗の切り替えを行う手動スイッチを設けて、手動スイッチを切り替えることにより、終端抵抗を無効にしたり有効にすることによって再設定を行うことができる。また、終端抵抗を有するコントローラを取り外した場合には、別途、終端抵抗を有するユニットを用意して当該ユニットを車載ネットワークに接続する必要がある。
このように、農業機械等の作業機では、インプルメント等の着脱に起因して終端抵抗の再設定を行う必要があるが、従来では、上述したように手動スイッチを切り替えたり、ユニットを接続する必要があり、非常に終端抵抗の接続作業が大変であった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、終端抵抗の設定(接続、非接続)を簡単に行うことができる作業機の電子機器及び作業機を提供することを目的とする。
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、以下に示す点を特徴とする。
請求項1に係る発明は、作業機の車載ネットワークに接続して当該作業機に関する動作をする電子機器であって、前記車載ネットワークに接続可能な終端抵抗と、前記車載ネットワークに前記終端抵抗を接続する接続状態と車載ネットワークに前記終端抵抗を接続しない非接続状態とに切り替わるスイッチ部と、前記スイッチ部の切り替え動作を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、前記終端抵抗を接続状態にする指令、又は、前記終端抵抗を非接続状態にする指令を記憶する記憶部を備えており、前記制御部は、終端抵抗を接続状態にする指令が前記記憶部に記憶されている場合には前記スイッチ部を接続状態に切り替え、前記終端抵抗を非接続状態にする指令が前記記憶部に記憶されている場合には前記スイッチ部を非接続状態に切り替えることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、前記制御部は、前記終端抵抗を接続状態にする指令が外部から入力された場合には前記スイッチ部を接続状態に切り替え、前記終端抵抗を非接続状態にする指令が外部から入力された場合には前記スイッチ部を非接続状態に切り替えることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、前記制御部は、自己の電子機器に付与された第1識別情報と前記車載ネットワークに接続されている他の電子機器に付与された第2識別情報とに基づ
いて前記スイッチ部の切り替え動作を制御することを特徴とする。
請求項5に係る発明は、作業機の車載ネットワークに接続して当該作業機に関する動作をする電子機器と、前記電子機器の動作に基づいて作動する作業装置とを備えた作業機であって、前記電子機器は、前記車載ネットワークに接続可能な終端抵抗と、前記車載ネットワークに前記終端抵抗を接続する接続状態と車載ネットワークに前記終端抵抗を接続しない非接続状態とに切り替わるスイッチ部と、前記スイッチ部の切り替え動作を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項1及び請求項5に係る発明によれば、制御部によってスイッチ部の切り替えを行うことにより、車載ネットワークに接続する終端抵抗の接続の設定を行うことができる。上述したように、農業機械等の作業機において、インプルメント等の着脱によって車載ネットワークに接続されている電子機器の個数や配置関係が変化し、車載ネットワークに対する終端抵抗の接続状態が変わることがある。このような場合でも、スイッチ部及び制御部によって、簡単に、終端抵抗を非接続状態や接続状態に任意に変えることができるため、通信の安定を図ることができる。
請求項2に係る発明によれば、接続状態にする指令、又は、非接続状態にする指令を記憶部に記憶させるだけで、簡単に終端抵抗の接続を変えることができる。
請求項3に係る発明によれば、外部からの指令(接続状態にする指令、非接続状態にする指令)を制御部に入力するだけで、簡単に終端抵抗の接続を変えることができる。
請求項4に係る発明によれば、車載ネットワークに接続されている電子機器の個数や配置関係が変化したとしても、第1識別情報及び第2識別情報を用いて、終端側に位置する電子機器を割り出すことができる。そして、終端側に位置する電子機器に対してスイッチ部の切り替え動作を行うことにより、終端抵抗を車載ネットワークに接続することができる。
第1実施形態における車載ネットワークの全体図である。 スイッチ部の詳細図である。 ID番号及び接続可否指令の関係を説明する説明図である。 第2実施形態における車載ネットワークの全体図である。 (a)トラクタに搭載した電子機器が4台の場合を示し、(b)トラクタに搭載した電子機器が5台の場合を示す図である。 トラクタに搭載した電子機器が5台になった場合におけるID番号及び接続可否指令の関係を説明する説明図である。 第3実施形態における車載ネットワークの全体図である。 第4実施形態における車載ネットワークと外部ネットワークとの関係を示す図である。 第2設定テーブルを説明する説明図である。 複数の電子機器を接続した一例を示す図である。 設定画面の一例を示す図である。 第4実施形態における変形例を示す図である。 トラクタの全体側面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1は、作業機に搭載された電子機器の車載ネットワークの全体図である。
図1に示すように、農業機械や建設機械等の作業機1には、当該作業機1に関する動作をする複数の電子機器2、即ち、電装品が搭載されている。この電子機器2は、通信線3を介して互いに接続されて、車載ネットワークが構成されている。この車載ネットワークは、例えば、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Networ
k)、FlexRay等である。詳しくは、車載ネットワークがCANである場合、通信線3は、CANHである第1通信線3aと、CANLである第2通信線3bとで構成され、これら第1通信線3a及び第2通信線3bに、各電子機器2が接続されている。
さて、第1通信線3aと第2通信線3bとの間には、通信の安定化のために、終端抵抗4を接続する必要がある。この実施形態では、少なくとも1つ以上の電子機器2に、終端抵抗4を設けることにより、通信の安定化を図っている。
以下、車載ネットワークに接続する終端抵抗について詳しく説明する。なお、説明の便宜上、作業機1は、農業機械として代表的なトラクタとし、電子機器2は、トラクタ1に搭載された制御装置として説明を続ける。
図13に示すように、トラクタ1は、前後に車輪を有する走行車体10を備えている。この走行車体10には、エンジン(例えば、ディーゼルエンジン)11、変速装置12等が搭載されている。この走行車体10の後部には、3点リンク機構13が昇降可能に設けられている。この3点リンク機構13には、作業を行う作業装置14、即ち、インプルメントが着脱自在となっている。この作業装置14には、PTO軸を介してエンジン11からの動力が伝達され、この動力によって、耕耘機、播種機、散布機、収穫機等の作業装置14を駆動する。また、エンジン11の後方には、独立搭載型のキャビン15が設けられており、キャビン15内に運転席16が設けられている。運転席16の周囲には、運転や作業に関する情報を表示する表示装置17が設けられている。
図1に示すように、制御装置(電子機器)2は、トラクタ1の全体を主に制御する第1制御装置2A、エンジン11を制御する第2制御装置2B、表示装置17を制御する第3制御装置2C、作業装置14を制御する第4制御装置2Dであって、これら第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C、第4制御装置2Dは車載ネットワーク(通信線3)に接続されている。
第1制御装置2Aは、トラクタ1の全体を制御する装置である。例えば、第1制御装置2Aには、アクセルペダルを操作したときのアクセルペダルの操作量、変速用のシフトレバーを操作したときのシフトレバー位置、エンジン回転数の上限値、アクセルレバーの操作量等が入力される。なお、アクセルペダルの操作量、シフトレバー位置及びアクセルレバーの操作量は、ポジショニングセンサ等により検出され、エンジン回転数の上限値は、運転席16の近傍に設けられたボリュームにより設定される。
第1制御装置2Aは、入力されたアクセルペダルの操作量に応じたエンジン回転数を求めて、求めたエンジン回転数を制御信号として第2制御装置2Bに出力する。また、第1制御装置2Aは、入力されたシフトレバー位置に応じた変速値を求めて、求めた変速値を制御信号として変速装置12に出力し、これにより、当該変速装置12を制御する。
さらに、第1制御装置2Aは、入力されたエンジン回転数の上限値を制御信号として第2制御装置2Bに出力する。第1制御装置2Aは、入力されたアクセルペダルの操作量がアクセルレバー量以上である場合は、アクセルペダルの操作量に応じたエンジン回転数を制御信号として第2制御装置2Bに出力する。また、第1制御装置2Aは、入力されたアクセルペダルの操作量がアクセルレバー量未満である場合は、アクセルペダルの操作量に応じたエンジン回転数を第2制御装置2Bに出力しない。上述した他に、第1制御装置2Aは、昇降レバーの操作量を制御信号として昇降駆動部に出力して、3点リンク機構13の昇降を制御する。なお、第1制御装置2Aによる制御は、上述した例に限定されない。
第2制御装置2Bは、エンジンコントロールユニットと呼ばれる装置で、第1制御装置2Aから出力されたエンジン回転数、クランク位置、カム位置等の信号に基づいて求めた制御信号を、インジェクタ、コモンレール、サプライポンプ等に出力することで、エンジンを制御する。なお、第2制御装置2Bにおけるエンジン制御は、一般的なディーゼルエンジン制御と同じものであり、例えば、インジェクタの制御では燃料噴射量、噴射時期、燃料噴射率が示された制御信号を当該インジェクタに出力する。また、サプライポンプやコモンレールの制御では燃料噴射圧等が示された信号を、当該サプライポンプやコモンレールに出力する。
第3制御装置2Cには、車載ネットワーク等を介して運転や作業に関する様々な入力情
報(例えば、エンジン回転数、PTO回転数、変速値、車速、燃料、水温等)が入力される。この第3制御装置2Cは、入力情報の表示態様を示す制御信号を表示装置17に出力することで、当該表示装置17を制御する。
第4制御装置2Dは、作業装置14に設けられる装置であって、当該作業装置14が播種機である場合には、例えば、車速に連動(対応)した播種量を制御信号として当該播種機の駆動部に出力することで、播種機の播種量を制御する。なお、第4制御装置2Dは、播種機に設けられるものに限定されず、トラクタ1に着脱自在に装着される作業装置14を制御するものであればどのようなものであってもよい。
さて、図1に示すように、各電子機器2(各制御装置2)、即ち、第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C、第4制御装置2Dのそれぞれは、終端抵抗4と、スイッチ部5と、制御部6と、記憶部7とを備えている。
図1及び図2に示すように、終端抵抗4は、車載ネットワーク(通信線3)に接続可能である。スイッチ部5は、車載ネットワークに終端抵抗4を接続する接続状態と、車載ネットワークに終端抵抗4を接続しない非接続状態とに切り替えるスイッチである。
図2に示すように、スイッチ部5は、3つのスイッチング素子(例えば、トランジスタTR)によって終端抵抗4を接続状態と、非接続状態とに切り替える。詳しくは、スイッチ部5は、制御部6に接続されたトランジスタTR1と、このトランジスタTR1に接続されたトランジスタTR2と、制御部6の出力端子とトランジスタTR1との間に接続されたトランジスタTR3とを備えている。
トランジスタTR1のベースは、制御部6の出力端子に接続され、エミッタはグランドに接続され、コレクタは、トランジスタTR2のベースに接続されている。トランジスタTR2のベースには、制御部6と同じ5V等の電源ラインが接続され、エミッタは第1通信線3aに接続され、コレクタは、終端抵抗4の一端が接続されている。また、トランジスタTR3のコレクタは、終端抵抗4の他端が接続され、エミッタは、第2通信線3bが接続され、ベースは、トランジスタTR1のベースと制御部6の出力端子とを結ぶラインに接続されている。
制御部6の出力端子からトランジスタTR1へ接続信号(例えば、5V)を出力すると、CAN通信の場合、CANHである第1通信線3aの電位は常に2.5〜5Vの範囲であり、CANLである第2通信線3bの電位は常に0〜2.5Vの範囲であるから、トランジスタTR1、トランジスタTR2及びトランジスタTR3がオンとなり、終端抵抗4の両端が第1通信線3a及び第2通信線3bに接続する。一方、制御部6が、トランジスタTR1へ接続信号の出力を止める、即ち、非接続信号(例えば、0V)を出力すると、トランジスタTR1、トランジスタTR2及びトランジスタTR3はオフとなり、第1通信線3a及び第2通信線3bへの終端抵抗4の接続が解除される。つまり、制御部6がスイッチ部5へ接続信号を出力すると、終端抵抗4を接続状態とし、制御部6が接続信号の出力を停止する(非接続信号を出力する)と、終端抵抗4を非接続状態にする。
なお、上述した実施形態では、3つのトランジスタTRでスイッチ部5を構成したが、スイッチ部5は、第1通信線3aと第2通信線3bとの間に配置された終端抵抗4に対して、制御部6から出力された信号に基づいて、接続、或いは、非接続(切断)を行う構成であれば、どのような構成であってもよい。
また、図2に示すように、複数の制御装置(電子機器)2のうち、少なくとも1つ以上の制御装置2において、通信を補償するための補償抵抗8を設けることが望ましい。即ち、車載ネットワークに接続する制御部6の入出力部であって、第1通信線3aとを結ぶ第1ラインL1と、制御部6と第2通信線3bとを結ぶ第2ラインL2との間に、3kΩ以下で、かつバスインピーダンスへの影響が少ない抵抗値(例えば、2kΩ)の補償抵抗8を設けることが望ましい。
制御部6は、CPU等から構成されており、上述したように様々な入力信号に基づいて、制御対象に制御信号を出力する。また。制御部6は、スイッチ部5に接続信号や非接続信号を出力して当該スイッチ部5の切り替え動作を行う。
制御部6による接続信号や非接続信号の出力(スイッチ部5の切り替え動作)は、予め
記憶部7に記憶された情報に基づいて行う。
まず、予め記憶部7に記憶された情報に基づく、スイッチ部5の切り替え動作について説明する。
記憶部7は、不揮発性のメモリ等から構成され、制御装置2(電子機器)を識別するための識別情報を記憶している。この識別情報は、例えば、制御装置2に対して個別に付与されたIDである。このIDは、番号等で示されていて、ID番号は、車載ネットワークの配置に応じて割り当てられている。
この実施形態では、図1に示すように、車載ネットワークの通信線3の一端側から他端にかけて順に、第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C、第4制御装置2Dが配置されている。このため、通信線3の一端に位置する第1制御装置2AのID番号は、車載ネットワーク上に割り当てられた全てのIDの中で、最も小さい値(例えば、ID=000)が割り当てられている。また、通信線3の他端に位置する第4制御装置2AのID番号は、車載ネットワーク上に割り当てられた全てのID番号の中で、最も大きい値(例えば、ID=300)が割り当てられている。また、第2制御装置2BのID番号は、2番目に小さい値(ID=100)が割り当てられ、第3制御装置2CのID番号は、3番目に小さい値(ID=200)が割り当てられている。
つまり、車載ネットワーク上に配置された各制御装置2を見たとき、各制御装置2のID番号は、通信線3の一端から他端にかけて順に大きな値に設定されている。即ち、車載ネットワーク(通信線3)の終端側に位置する各制御装置2のID番号は、全てのID番号の中で、最も大きい値か或いは最も小さい値に設定されている。各制御装置2の記憶部7は、上述したように車載ネットワークの配置に応じて予め定められたID番号を記憶している。
さて、各制御装置2の記憶部7は、終端抵抗4を接続状態にする指令(接続指令)、又は、終端抵抗4を非接続状態にする指令(非接続指令)を記憶している。図3は、各制御装置2のID番号と、接続可否指令(接続指令、非接続指令)との関係をまとめた図である。
図3に示すように、第1制御装置2A及び第4制御装置2Dの記憶部7には、接続指令が記憶され、第3制御装置2B及び第3制御装置2Cの記憶部7には、非接続指令が記憶されている。つまり、通信線3の全体を見たとき、一端側及び他端側に位置する第1制御装置2A及び第4制御装置2Dに対しては、接続指令が設定され、通信線3の中間に位置する第2制御装置2B及び第3制御装置2Cに対しては、接続指令ではなく非接続指令が設定されている。
このように、各制御装置2の記憶部7に接続可否指令が記憶されている場合には、次のように、制御部6は動作して、スイッチ部5のスイッチ動作を行う。例えば、トラクタ1の運転席16の周囲に設置されたキーシリンダが操作され、各制御装置2にバッテリーの電力が供給されると、まず、制御部6は、記憶部7にアクセスして、接続可否指令を参照する。
ここで、制御部6は、接続指令が記憶部7に記憶されている場合には、接続信号をスイッチ部5に出力して当該スイッチ部5を接続状態に切り替え、非接続指令が記憶部7に記憶されている場合には非接続信号をスイッチ部5に出力して当該スイッチ部5を非接続状態に切り替える。
なお、記憶部7への接続可否指令の記憶は、トラクタ1の製造時、或いは、新たな制御装置(電子機器)2を追加するメンテナンス時に、実施することが望ましい。例えば、トラクタ1の製造時においては、まず、トラクタ1に搭載する各制御装置2にID番号を設定する。ID番号を設定するに際し、通信線3の終端側に位置する制御装置2のID番号は、最大値或いは最小値とする。
そして、ID番号が最大値である制御装置2とID番号が最小値となる制御装置2に対しては、接続指令が関連付けられ、且つ、他の制御装置2に対しては非接続指令が関連付けられた書込テーブルを作成する。書込テーブルの作成後、当該書込テーブル(ID番号と接続可否指令とが対応付けられたデータ)を有する書込装置(例えば、ライタ)を、ト
ラクタ1の車載ネットワークに接続して、書込テーブルに示されたID番号に対応する制御装置2の記憶部7に接続可否指令を書き込む。これにより、トラクタ1の製造時に、各制御装置2の記憶部7へ接続可否指令を記憶させることができる。
新たな制御装置(電子機器)2を追加するメンテナンス時には、書込装置をトラクタ1の車載ネットワークに接続し、当該トラクタ1に搭載した制御装置2のID番号を読み込む(抽出する)。そして、追加する制御装置2のID番号と、抽出したID番号とを比較し、追加する制御装置2のID番号が最大値又は最小値である場合は、書込装置を用いて、追加する制御装置2に接続指令を書き込む。追加する制御装置2に接続指令を書き込む場合は、制御装置2を追加する前にID番号が最大又は最小であった制御装置2に書き込まれていた接続指令は消去する(非接続指令に書き換える)。なお、追加する制御装置2のID番号と、抽出したID番号とを比較した際に、追加する制御装置2のID番号が最大値又は最小値でない場合は、接続指令の書き込みは行わない。これにより、新たな制御装置(電子機器)2を追加するメンテナンス時に、制御装置2に接続可否指令を書き込むことができる。
このように、制御装置(電子機器)2によれば、予め記憶部7に接続可否指令を記憶し、制御部6は、エンジンの始動時等に記憶部7に記憶された接続可否指令を参照して、当該接続可否指令に基づき、車載ネットワークへの終端抵抗4を設定しているため、従来のように、終端抵抗4をわざわざ手動で切り替えなくても、当該制御部6の制御によって、切り替えることができる。
上述した第1実施形態では、エンジン始動前に予め記憶部7に接続可否指令を記憶しておき、当該記憶部7に記憶した接続可否指令の基づいてスイッチ部5の切り替えを行っていたが、外部から制御部6に入力された接続可否指令に基づいて、スイッチ部5の切り替えを行ってもよい。
[第2実施形態]
第2実施形態は、外部から制御部6に入力された接続可否指令に基づいて、スイッチ部5の切り替えを行う実施形態である。
図4は、第2実施形態における車載ネットワークの全体図である。なお、第2実施形態の説明では、上述した第1実施形態と同じ構成について説明を省略する。
図4に示すように、複数の制御装置(電子機器)2のうち、少なくとも1つの制御装置(電子機器)2は、設定手段40Aを備えている。設定手段40Aは、制御装置2の制御部6に格納されたプログラム等から構成されている。
具体的には、車載ネットワークに配置された第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C、第4制御装置2Dのうち、第1制御装置2Aは、設定手段40Aを備えている。説明の便宜上、設定手段40Aが設けられた第1制御装置2Aことを「設定制御装置」といい、設定手段40Aが設けられていない制御装置(第2制御装置2B、第3制御装置2C及び第4制御装置2D)のことを「非設定制御装置」ということがある。
第1制御装置2Aの設定手段40Aは、車載ネットワーク上における制御装置2の位置に基づいて、それぞれの制御装置2の終端抵抗4の接続を設定するもので、位置算出部41Aと、接続設定部42Aとを備えている。
位置算出部41Aは、車載ネットワークに配置された各制御装置2のID番号を取得し、取得したID番号に基づいて、所定の制御装置2の車載ネットワーク上の位置を求める。例えば、エンジンの始動時(キーシリンダ操作時)に、各制御装置2にバッテリーの電力が供給されて、各制御装置2が起動したとすると、まず、位置算出部41Aは、設定制御装置2AのID番号を記憶部7から取得すると共に、非設定制御装置2B、2C、2DのID番号を通信により取得する。即ち、位置算出部41Aは、制御装置2に割り当てられた全てのID番号を取得する。
なお、非設定制御装置のID番号の取得は、設定制御装置2Aから非設定制御装置2B、2C、2DへID番号の要求を行って当該要求の応答によって返されたID番号を取得することで行ってもよいし、エンジンの始動時に非設定制御装置2B、2C、2Dが自動的に通信線3に出力したID番号を取得することで行ってもよい。この時点では終端抵抗
が正規の接続状態ではない可能性があり、すべての制御装置2が終端抵抗4を非接続状態にしている場合でも通信が可能とするため、前述の補償抵抗8を設けている。
ID番号の取得後、位置算出部41Aは、取得した全てのID番号を参照して、当該ID番号の中から、最小のID番号(最小ID番号)と、最大のID番号(最大ID番号)を抽出する。そして、位置算出部41Aは、最小ID番号に対応する第1制御装置2Aと、最大ID番号に対応する第4制御装置2Dとは、通信線3の終端側(車載ネットワークの終端)に位置していると決定する。言い換えれば、車載ネットワーク上に配置された4つの制御装置2のうち、第1制御装置2A及び第4制御装置2Dを除く、第2制御装置2B及び第3制御装置2Cは、終端ではなく中間に位置していると決定する。
接続設定部42Aは、位置算出部41Aで算出された制御装置2の位置に基づいて、車載ネットワーク上に配置された各制御装置2の終端抵抗4の接続を設定する。即ち、接続設定部42Aは、制御装置2の位置に基づき、ID番号と接続可否指令とを関連付けた第1設定テーブル(図3参照)を作成する。
詳しくは、第1制御装置2A及び第4制御装置2Dは、通信線3の終端にあるとみなされるため、接続設定部42Aは、第1制御装置2AのID番号(ID=000)と接続指令とを対応付け、第4制御装置2DのID番号(ID=300)と接続指令とを対応付ける。また、接続設定部42Aは、第2制御装置2BのID番号(ID=100)と非接続指令とを対応付け、第3制御装置2CのID番号(ID=200)と非接続指令とを対応付ける。そして、接続設定部42Aは、全てのID番号と、接続可否指令とを対応付けた第1設定テーブルの作成後、作成した第1設定テーブルを記憶部7等に記憶する。
また、接続設定部42Aは、通信線3の終端側に位置するとされた第1制御装置2A及び第4制御装置2Dにおける制御部6に、接続指令を出力する。接続設定部42Aは、通信線3の終端側に位置していないされた第2制御装置2B及び第3制御装置2Cにおける制御部6に、非接続指令を出力する。
第1制御装置2A及び第4制御装置2Dの制御部6は、接続指令が入力されると、接続信号をスイッチ部5に出力して当該スイッチ部5を接続状態に切り替える。第2制御装置2B及び第3制御装置2Cの制御部6は、非接続指令が入力されると、非接続信号をスイッチ部5に出力して当該スイッチ部5を非接続状態に切り替える。
以上、第2実施形態によれば、車載ネットワークに接続された少なくとも1つの制御装置2は、設定手段40Aを有し、設定手段40Aを有する1の制御装置(設定制御装置)2Aは、非設定制御装置2B、2C,2Dに対して接続可否指令を出力している。そのため、車載ネットワークに接続された複数の制御装置2のうち、設定制御装置2によって、非設定制御装置2に設けられた終端抵抗4の接続を簡単に行うことができる。
上述した第2実施形態において、設定制御装置2Aの位置算出部41Aは、エンジン始動時に制御装置2の位置を求めていたが、エンジン始動後は、例えば、所定時間毎(例えば、数分毎)に制御装置2の位置を求めてもよい。なお、所定時間とは、時間間隔が一定である場合だけでなく、時間間隔が可変である場合も含むこととする。
また、接続設定部42Aは、位置算出部41Aにおいて制御装置2の位置が求められる毎に、各制御装置2の終端抵抗4の接続を設定する(第1設定テーブルを作成する)ことが望ましい。そして、接続設定部42Aは、終端抵抗4の接続が前回と変わっている場合(第1設定テーブルの内容が前回と変わっている場合)には、各制御装置2に、第1設定テーブルに示された接続可否指令を出力する。このようにすれば、所定時間毎に、車載ネットワークに接続された制御装置2の位置を監視することができ、制御装置2の位置が変化した場合には、車載ネットワークに対する終端抵抗4の位置を適正位置に変えることができる。
なお、上述した実施形態では、所定時間毎に制御装置2の位置を求め、所定時間毎に求められる位置に基づいて接続の設定を行っていたが、これに代え、位置算出部41Aは、車載ネットワークに接続された制御装置2の台数が変化した際に、車載ネットワーク上における制御装置2の位置を求めてもよい。
例えば、図5(a)に示すように、4つの制御装置2A、2B、2C、2Dが車載ネッ
トワークに接続されているとする。このような状況において、作業装置14が取り外されて別の作業装置14が装着され、これにより、別の作業装置14を制御する装置として、図5(b)に示すように、2台の第4制御装置2D−1、2D−1が接続されたとする。この場合、第1制御装置(設定制御装置)2Aは、通信内容の変化から2台の第4制御装置2D−1、2D−1が接続されたこと、即ち、制御装置2が追加されたことを検知する。
制御装置2が追加されたことを検知した場合、位置算出部41Aは、車載ネットワークに配置された各制御装置2(第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C、第4制御装置2D−1、第4制御装置2D−2)のID番号を取得する。ID番号の取得後、位置算出部41Aは、取得した全てのID番号を参照する。
例えば、図5(b)に示すように、第1制御装置2Aに対応するID番号(ID=000)が「最小ID番号」であって、第4制御装置2D−2に対応するID番号(ID=400)が「最大ID番号」であった場合、位置算出部41Aは、最小ID番号に対応する第1制御装置2Aと、最大ID番号に対応する第4制御装置2D−2とは、通信線3の終端側(車載ネットワークの終端)に位置していると決定する。そして、接続設定部42Aは、図6に示すような第1設定テーブルを作成して、当該第1設定テーブルに基づいて、接続可否指令を各制御装置2に出力する。
以上によれば、トラクタ1に装着していた作業装置14を取り替えることにより、車載ネットワークにおける制御装置2の状態(位置、個数)が、図5(a)から図5(b)に変化することがある。このような場合であっても、車載ネットワークに新たに接続された第4制御装置2D−2の終端抵抗4が、装着前の第4制御装置2Dの終端抵抗4に変わって、当該車載ネットワークに接続されるため、車載ネットワークの通信を安定化することができる。
なお、第2実施形態では、第1制御装置2Aに設定手段40Aを設けていたが、他の制御装置2B、2C、2Dに設けてもよい。また、設定手段40Aは、トラクタ1に搭載した全ての電子機器(制御装置)2の中で、基本的に取り替えることが想定されていない機器(装置)に設けることが望ましい。例えば、設定手段40Aは、トラクタ1の全体を制御する第1制御装置2A、エンジン11を制御する第2制御装置2B、表示装置を制御する制御装置2Cのいずれかに設けることが望ましい。
上述した第2実施形態では、制御装置2の制御部6は、当該制御部6に入力された接続可否指令に基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を行っていたが、これに代え、識別情報(ID番号)に基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を行ってもよい。
[第3実施形態]
第3実施形態は、制御部6に入力された識別情報(ID番号)に基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を行う実施形態である。この第3実施形態の説明では、上述した第1実施形態、或いは、第2実施形態と同じ構成について説明を省略する。また、説明の便宜上、各制御装置2において、自己(自身)を指す制御装置2のことを「自己制御装置」といい、この自己制御装置の位置を「自己位置」といい、自己制御装置とは別の制御装置のことを「他制御装置」といい説明を進める。
図7は、第3実施形態における車載ネットワークの全体図である。
図7に示すように、各制御装置(電子機器)2は、設定手段40Bを備えている。設定手段40Bは、制御部6に格納されたプログラム等から構成されている。
具体的には、第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C及び第4制御装置2Dのそれぞれには、設定手段40Bが設けられている。この設定手段40B(各制御装置2の制御部6)は、自己制御装置2に付与された識別情報(第1識別情報)と、他制御装置2に付与された識別情報(第2識別情報)とに基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を制御する。言い換えれば、設定手段40Bは、車載ネットワーク上における自己制御装置2の自己位置を、第1識別情報及び第2識別情報に基づいて求め、求めた自己位置に応じて、終端抵抗4の設定を行う。
詳しくは、各制御装置2の設定手段40Bは、位置算出部41Bと、接続設定部42B
とを備えている。
位置算出部41Bは、電源投入時に、自己制御装置2のID番号(第1識別情報)を記憶部7から取得すると共に、他制御装置2のID番号(第2識別情報)を通信により取得する。例えば、第3制御装置2Cの位置算出部41Bの場合、第1識別情報である「ID=200」を取得すると共に、第2識別情報である「ID=000、100、300」を取得する。
なお、第2識別情報の取得は、自己制御装置2から他制御装置2へID番号の要求を行って当該要求の応答によって返されたID番号を取得することで行ってもよいし、エンジンの始動時に他制御装置2が自動的に通信線3に出力したID番号を取得することで行ってもよい。
ID番号の取得後、位置算出部41Bは、取得した全てのID番号を参照し、全てのID番号に対する第1識別情報(自己制御装置2のID番号)の順位を求める。例えば、第3制御装置2Cの場合、第1識別情報は、「ID=200」、第2識別情報は、「ID=000、100、300」であって、第1識別情報は先頭(ID=000)から数えて3番目であるため、第3制御装置2Cの位置算出部41は、第1識別情報(ID番号)の順位を3位とする。
次に、位置算出部41Bは、第1識別情報の順位が最上位又は最下位でない場合は、自己制御装置2の自己位置は、終端ではなく中間に位置していると決定する。例えば、上述したように、第3制御装置2Cの第1識別情報(ID番号)の順位は3位であって、1位又は4位でないため、第3制御装置2Cの位置算出部41Bは、自己制御装置2の自己位置は「中間」であると決定する。
一方、位置算出部41Bは、第1識別情報の順位が最上位又は最下位である場合は、自己制御装置2の自己位置は、「終端」であると決定する。例えば、第1制御装置2AのID番号は「ID=000」であるため、当該順位は1位である。この場合、第1制御装置2Aの位置算出部41Bは、自己制御装置2の自己位置は「終端」であると決定する。
接続設定部42Bは、位置算出部41Bで算出された制御装置2の位置に基づいて、自己制御装置2の終端抵抗4の接続を設定する。例えば、第3制御装置2Cの接続設定部42Bは、自己位置が終端ではなく中間であるため、第3制御装置2Cの制御部6に非接続指令を出力して、スイッチ部5を非接続状態に保持する。一方、第4制御装置2Dの接続設定部42Bは、自己位置が終端であるため、第4制御装置2Dの制御部6に接続指令を出力して、スイッチ部5を接続状態に保持する。
以上、第3実施形態によれば、自己制御装置2の第1識別情報(ID番号)と、他制御装置2の第2識別情報(ID番号)に基づき、自己位置を求めることによって、自己制御装置2に設けられた終端抵抗4の接続を簡単に行うことができる。
なお、上述した第3実施形態において、位置算出部41Bは、取得した全てのID番号を参照し、全てのID番号に対する自己制御装置2のID番号の順位を求めていたが、順位の算出を省略して、自己制御装置2の自己位置が終端であるか否かを直接求めてもよい。
[第4実施形態]
第4実施形態は、車載ネットワークの外部から出力された接続可否指令に基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を行う実施形態である。この第4実施形態の説明でも、上述した第1実施形態〜第3実施形態と同じ構成について説明を省略する。
図8は、車載ネットワークと外部ネットワークとの関係を示した通信ネットワークの全体図である。
図8に示すように、通信ネットワークには、電子機器2の他に、外部機器20と、この外部機器20に接続可能な通信機器21とが配置されている。ここで、外部機器20とは、トラクタ1(車載ネットワーク)から見て外部に配置される機器である。この外部機器20は、例えば、通信機器21に接続可能な情報端末20Aと、この情報端末20Aに接続可能なサーバ20Bとで構成されている。以下、外部機器20として、情報端末20A、サーバ20Bを例に取り説明を進める。
通信機器21は、トラクタ1に搭載される電子機器の1つであって、無線通信機能を備えた機器である。具体的には、通信機器21は、トラクタ1の車載ネットワークと、情報端末20A及びサーバ20B等から構成される外部ネットワークとを繋ぐもので、コネクタ等によってトラクタ1の車載ネットワークに接続されている。
この通信機器21は、情報端末20Aとの無線通信を行う通信部(通信モジュール)22と、通信部の制御を行う制御部23とを備えている。
通信部22は、通信規格であるIEEE802.11シリーズに準拠したWi−Fi(登録商標)に基づく無線通信を行ったり、携帯電話通信網等に基づく無線通信を実施する。この通信部22は、受信したデータ(信号)を通信機器21の通信方式に変換して制御部23に出力したり、制御部23から送信されたデータ(信号)をIEEE802.11シリーズの通信方式や携帯電話通信網の通信方式に変更して、外部ネットワークに出力する。つまり、通信部22は、情報端末20Aやサーバ20Bから送信されたデータ(信号)を受信後に制御部23に出力したり、制御部23から出力されたデータ(信号)を情報端末20Aやサーバ20Bに送信する。
情報端末20Aは、例えば、比較的演算能力の高いスマートフォン(多機能携帯電話)やタブレットPC等で構成されている。この情報端末20Aも通信規格であるIEEE802.11シリーズに準拠したWi−Fi(登録商標)によって通信機器21(通信部22)と無線通信行う。また、情報端末20Aは、携帯電話通信網やデータ通信網を介してサーバ20Bに接続可能である。
サーバ20Bは、トラクタ1の車載ネットワークにおける終端抵抗4の接続を管理するもので、例えば、トラクタ1を販売する販売会社やトラクタを製造する製造会社、或いは、販売後のトラクタのメンテナンス等を行うメンテナンス会社等に設置されている。このサーバ20Bは、第1管理データベース25を備えている。
第1管理データベース25は、トラクタ1に搭載された電子機器(制御装置)2のID番号と、終端抵抗4の接続可否指令とが関連付けられたデータを有している。まず、第1管理データベース25について説明する。
図9に示すように、第1管理データベース25は、電子機器2のID番号と終端抵抗4の接続可否指令とが設定された第2設定テーブルを、トラクタ毎に備えている。つまり、第1管理データベース25は、トラクタ1を識別する識別情報(機械識別情報)と、当該機械識別情報に対応するトラクタ1に搭載された電子機器2のID番号と、接続可否指令とが関連付けられた第2設定テーブルを有している。
この第2設定テーブルは、トラクタ1の製造時、トラクタの販売時、或いは、トラクタのメンテナンス時等に作成されたもので、第2設定テーブルの作成は、サーバ20Bに情報端末20A等のコンピュータを接続することにより行う。
例えば、機械識別情報が「M135−0154889」であるトラクタにおいて、図10に示すような複数の電子機器2が搭載されたとする。この場合、図9及び図10に示すように、複数の電子機器2のうち、通信線3の一端側(先端側)に接続される先端グループの電子機器2(例えば、範囲Aで囲まれる電子機器2)のID番号は小さくし、通信線3の他端側(後端側)に接続される後端グループの電子機器2(例えば、範囲Bで囲まれる電子機器2)のID番号は大きくする。
なお、複数の電子機器2のうち先端グループ或いは後端グループへの割り当ては、機械識別情報が「M135−0154889」であるトラクタを設計或いは製造する段階で、当該トラクタ1に搭載することができる電子機器2を予め想定しておき、想定した電子機器2の配置に基づいて決めることが望ましい。即ち、トラクタ1を設計或いは開発する段階で、当該トラクタ1に搭載可能な電子機器2の最大数と、各電子機器2の配置を予め想定しておく。そして、各電子機器2の配置に基づいて、先端グループや後端グループに属する電子機器2を決めることが望ましい。
次に、先端グループに属する電子機器2のうち(範囲Aで囲まれる電子機器2)、少なくとも1つの電子機器2のID番号に対して接続指令を設定する。また、後端グループに属する電子機器2のうち(範囲Bで囲まれる電子機器2)、少なくとも1つの電子機器2
(例えば、ID=1000)に対して接続指令を設定する。
詳しくは、図11に示すように、情報端末20A等のコンピュータをサーバ20Bに接続し、当該コンピュータに設定画面Q1を表示する。設定画面Q1では、トラクタ1に搭載された電子機器2のID番号の一覧と、当該ID番号に対応付けられた接続可否指令を設定する設定部26とを表示する。例えば、電子機器2のID番号が「ID=000」に対応する設定部26aにおいて、「接続」を入力すると、ID=000に対して接続指令が設定される。同様に、電子機器2のID番号が「ID=1000」に対応する設定部26bにおいて、「接続」を入力すると、ID=1000に対して接続指令が設定される。
このように、コンピュータをサーバ20Bに接続することにより、電子機器2の終端抵抗4の接続可否、第2設定テーブルの作成を行うことができる。なお、接続可否の設定(第2設定テーブルの作成)は、上述した例に限定されず、他の方法であってもよい。
第2設定テーブルの作成後は、情報端末20Aをサーバ20Bに接続して、当該情報端末20Aに第2設定テーブル、即ち、ID番号及び接続可否指令を送信する。そして、情報端末20Aから通信機器21にID番号及び接続可否指令を送信する。通信機器21は、ID番号及び接続可否指令を受信すると、制御部23にID番号及び接続可否指令を出力して、当該制御部23は、ID番号及び接続可否指令を車載ネットワークに出力する。そして、ID番号及び接続可否指令が車載ネットワークに入力されると、各電子機器2の制御部6は、自己に対応するID番号と、接続可否指令とを車載ネットワークから取得し、接続可否指令において接続指令が示されている場合は、接続信号をスイッチ部5に出力する。また、各電子機器2の制御部6は、接続可否指令において非接続指令が示されている場合は、非接続信号をスイッチ部5に出力する。
以上、第4実施形態によれば、サーバ20Bは、ID番号と接続可否指令とか関連付けられた第2設定テーブルを有しているため、トラクタ1に向けてID番号及び接続可否指令を送信することにより、当該トラクタ1に搭載された電子機器2の終端抵抗の接続設定を行うことができる。なお、サーバ20Bが第2設定テーブルを有していたが、これに代え、情報端末20Aが第2設定テーブルを有し、当該情報端末20Aが第2設定テーブルに示されたID番号及び接続可否指令を送信してもよい。
さて、上述した第4実施形態では、ID番号と接続可否指令とが関連付けられた第2設定テーブルを用いて、終端抵抗4の接続設定を行っているが、これに代え、トラクタに搭載された電子機器2のID番号に基づき、終端抵抗4の接続設定を行ってもよい。
以下、第4実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同じ構成については説明を省略する。
図12に示すように、サーバ20Bは、トラクタ1に搭載された電子機器2のID番号を格納した第2管理データベース27を有している。第2管理データベース27に示された各ID番号は、例えば、トラクタ1の製造時に設定したり、トラクタの販売時やトラクタのメンテナンス時等に追加や削除をすることが可能である。例えば、トラクタ1の製造時、トラクタの販売時、トラクタのメンテナンス時のいずれかに、情報端末20A等のコンピュータをサーバ20Bに接続し、当該コンピュータに所定のトラクタに対応するID番号の一覧表を参照する。そして、コンピュータを用いて、一覧表に示されたID番号の削除を行ったり、一覧表にID番号の追加を行うことができる。
また、サーバ20Bは、上述した第2管理データベース27のID番号に基づいて、終端抵抗の接続を設定する設定手段40Cとを備えている。設定手段40Cは、サーバ20Bに格納されたプログラム等から構成されている。この設定手段40Cは、位置算出部41Cと、接続設定部42Cとを備えている。
位置算出部41Cは、第2管理データベース27に示されたID番号を取得し、取得したID番号に基づいて、所定の制御装置2の車載ネットワーク上の位置を求める。例えば、機械識別情報がサーバ20Bに入力されると、当該機械識別情報に対応したトラクタ1に搭載した電子機器2のID番号を、第2管理データベース27から取得する。そして、位置算出部41Cは、取得した全てのID番号を参照して、当該ID番号の中から、最小ID番号(例えば、ID=000)と、最大ID番号(例えば、ID=1000)を抽出
する。
そして、位置算出部41Cは、最小ID番号(ID=000)及び最大ID番号(ID=1000)に対応する電子機器2は、通信線3の終端側(車載ネットワークの終端)に位置していると決定する。
接続設定部42Cは、ID番号と接続可否指令とを関連付けた第2設定テーブルを作成する。例えば、ID番号が「000」である電子機器2及びID番号が「1000」である電子機器2は、終端に位置しているため、図9に示すように、接続設定部42Cは、ID=000に対して接続指令が設定され、且つ、ID=1000に対して接続指令が設定された第2設定テーブルを作成する。
第2設定テーブルの作成後、接続設定部42Cは、ID番号及び接続可否指令を情報端末20Aに送信する。そして、情報端末20Aから通信機器21にID番号及び接続可否指令を送信する。通信機器21は、ID番号及び接続可否指令を受信すると、受信したID番号及び接続可否指令を車載ネットワークに出力する。そして、ID番号及び接続可否指令が車載ネットワークに入力されると、各電子機器2の制御部6は、自己に対応するID番号と、接続可否指令とを車載ネットワークから取得し、接続可否指令において接続指令が示されている場合は、接続信号をスイッチ部5に出力する。また、各電子機器2の制御部6は、接続可否指令において非接続指令が示されている場合は、非接続信号をスイッチ部5に出力する。
以上、第4実施形態の変形例によれば、トラクタの販売時やトラクタのメンテナンス時等に、第2管理データベース27に記憶されたID番号の変更を行うだけで、サーバ20B等によって、車載ネットワークに接続された電子機器2の終端抵抗4の設定を簡単に行うことができる。
今回開示された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した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及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。上述した実施形態において、識別情報は、車載ネットワークに配置した全ての電子機器に付与するのが望ましいが、一部の電子機器2に付与してもよい。言い換えれば、全ての電子機器2が識別情報を有しなくてもよい。また、設定手段40A、40Bは、車載ネットワークに配置した全ての電子機器2に付与してもよいし、一部の電子機器2に付与してもよい。同様に、終端抵抗4は、車載ネットワークに配置した全ての電子機器2に設けてもよいし、一部の電子機器2に設けてもよい。
さらに、車載ネットワークにおいて、終端に位置する電子機器の終端抵抗を車載ネットワークに接続するのが望ましいが、実質的に、終端側(終端の近傍)の電子機器の終端抵抗を車載ネットワークに接続してもよい。
また、上述した実施形態では、通信を補償するための補償抵抗8を、少なくとも1つの電子機器2に設けているが、これに代え、最初に通信を行う際、即ち、終端抵抗4の設定を行う前に、少なくとも1つの電子機器2の制御部6からスイッチ部5に接続信号を出力して、終端抵抗4を車載ネットワークに接続することにより、当該終端抵抗4を補償抵抗として機能させてもよい。この場合は、補償抵抗として働いた終端抵抗4は、終端抵抗4の設定後に非接続状態にすることが望ましい。
1 作業機(トラクタ)
2 電子機器
2A 第1制御装置
2B 第2制御装置
2C 第3制御装置
2D 第4制御装置
3 通信線
3a 第1通信線
3b 第2通信線
4 終端抵抗
5 スイッチ部
6 制御部
7 記憶部
8 補償抵抗
10 走行車体
11 エンジン
12 変速装置
13 3点リンク機構
14 作業装置
15 キャビン
16 運転席
17 表示装置
20 外部機器
20A 情報端末
20B サーバ
21 通信機器
22 通信部
23 制御部
25 第1管理データベース
27 第2管理データベース
40A、40B、40C 設定手段
41A、41B、41C 位置算出部
42A、42B、42C 接続設定部

Claims (5)

  1. 作業機の車載ネットワークに接続して当該作業機に関する動作をする電子機器であって、
    前記車載ネットワークに接続可能な終端抵抗と、前記車載ネットワークに前記終端抵抗を接続する接続状態と車載ネットワークに前記終端抵抗を接続しない非接続状態とに切り替わるスイッチ部と、前記スイッチ部の切り替え動作を制御する制御部とを備えていることを特徴とする作業機の電子機器。
  2. 前記終端抵抗を接続状態にする指令、又は、前記終端抵抗を非接続状態にする指令を記憶する記憶部を備えており、
    前記制御部は、終端抵抗を接続状態にする指令が前記記憶部に記憶されている場合には前記スイッチ部を接続状態に切り替え、前記終端抵抗を非接続状態にする指令が前記記憶部に記憶されている場合には前記スイッチ部を非接続状態に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の作業機の電子機器。
  3. 前記制御部は、前記終端抵抗を接続状態にする指令が外部から入力された場合には前記スイッチ部を接続状態に切り替え、前記終端抵抗を非接続状態にする指令が外部から入力された場合には前記スイッチ部を非接続状態に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の作業機の電子機器。
  4. 前記制御部は、自己の電子機器に付与された第1識別情報と前記車載ネットワークに接続されている他の電子機器に付与された第2識別情報とに基づいて前記スイッチ部の切り替え動作を制御することを特徴とする請求項1に記載の作業機の電子機器。
  5. 作業機の車載ネットワークに接続して当該作業機に関する動作をする電子機器と、前記電子機器の動作に基づいて作動する作業装置とを備えた作業機であって、
    前記電子機器は、前記車載ネットワークに接続可能な終端抵抗と、前記車載ネットワークに前記終端抵抗を接続する接続状態と車載ネットワークに前記終端抵抗を接続しない非接続状態とに切り替わるスイッチ部と、前記スイッチ部の切り替え動作を制御する制御部とを備えていることを特徴とする作業機。
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