JP2018018307A - 建設機械のソフトウェア遠隔更新システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ソフトウェア更新対象のコントローラの記憶装置の空き容量を更新データの容量が越える場合でも、ソフトウェアの遠隔更新が可能な建設機械のソフトウェア遠隔更新システムを提供すること。【解決手段】建設機械101に搭載された複数のコントローラ102−105に含まれ、更新対象ソフトウェア304を格納したコントローラ103において、更新対象ソフトウェアの更新用データの容量及び各コントローラの空き容量を取得する容量取得部130と、各コントローラの空き容量に収まるようにサーバ112の更新用データを分割して各コントローラにダウンロードする分割ダウンロード部134と、その分割してダウンロードされた更新用データを基にコントローラの更新対象ソフトウェアを更新する更新部136とを備える。【選択図】 図13
Description
本発明は、建設機械に搭載されるコントローラのソフトウェアを遠隔で書き換えることができる建設機械のソフトウェア遠隔更新システムに関する。
近年では、建設機械の電子制御化が進み、建設機械に搭載されたコンピュータである分散型コントローラのソフトウェアは、複雑化と大規模化の一途である。ソフトウェアが複雑化した結果、ソフトウェアの更新件数が増加し、それに伴いソフトウェアの更新作業を行う回数は増加している。
コントローラのソフトウェア更新作業は、サービス作業員が建設機械の在る場所まで直接行き、コントローラ自体を交換すること、または、コントローラに書き換え装置を接続しブートモードで起動してソフトウェアを書き換えることによって行っている。このため、ソフトウェア更新回数の増加は、サービス作業員の負担となっている。
そこで、サービス作業員の負担を軽減するためにコントローラのソフトウェア更新を遠隔にあるサーバによって書き換えるシステムが提案されている。これは、ソフトウェアの更新データを遠隔地にある建設機械の通信端末に無線送信し、その建設機械のコントローラ内のRAMのテンポラリー領域に当該更新データを一時保存し、当該更新データの通信が完了した後に、フラッシュROM領域の旧ソフトウェアを遠隔で書き換えるようにしている。なお、RAMのテンポラリー領域にソフトウェアの更新データを一時保存する理由は、通信異常等で更新が失敗した場合に更新前のソフトウェア(旧ソフトウェア)でコントローラを動作させるバックアップ動作を保証するためである(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、コントローラのソフトウェア大規模化に伴い、更新データの容量は大きくなっており、ソフトウェア更新対象のコントローラに搭載されているROM等の記憶装置の空き容量に更新データを全てダウンロードできない場合がある。このような場合、ソフトウェアの遠隔更新はできないため、結局、サービス作業員や更新作業者が建設機械の場所まで出向いてソフトウェア更新作業を行うことが必要になる。そのため、サービス作業員や更新作業者の負担となる。また、ソフトウェア更新の遅れや、サービス作業員や更新作業者による現場での更新作業は、建設機械のダウンタイムの増加に繋がるため、建設機械の利用効率が低下するおそれがある。
本発明の目的は、上述の課題を解決するために、ソフトウェア更新対象のコントローラの記憶装置の空き容量を更新データの容量が越える場合でも、ソフトウェアの遠隔更新が可能な建設機械のソフトウェア遠隔更新システムを提供することにある。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ソフトウェアが格納された記憶装置及び前記ソフトウェアを実行する処理装置をそれぞれ有し、車載ネットワークを介して相互通信可能に接続された複数のコントローラと、前記複数のコントローラを外部のコンピュータと相互通信可能に接続する無線通信端末とを備える建設機械のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、前記複数のコントローラに含まれ、第1ソフトウェアを前記記憶装置に格納した第1コントローラは、前記外部のコンピュータに格納された前記第1ソフトウェアの更新用データの容量、及び、前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量を取得する容量取得部と、前記第1コントローラの記憶装置に格納された第1ソフトウェアの更新要求指令の入力があり、さらに、前記更新用データの容量が、前記第1コントローラの記憶装置の空き容量を越え、且つ、前記複数のコントローラの記憶装置の空き容量の合計値以下の場合に、前記無線通信端末を介して前記外部のコンピュータから前記更新用データを前記建設機械にダウンロードするに際して、前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量に収まるように前記更新用データを分割して前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれにダウンロードする分割ダウンロード部と、前記分割ダウンロード部で分割してダウンロードされた前記更新用データを基に前記第1コントローラの第1ソフトウェアを更新する更新部とを有するものとする。
本発明によれば、ソフトウェア更新対象以外のコントローラの記憶装置の空き容量に更新データを分割して格納することで、ソフトウェア更新対象のコントローラの記憶装置の空き容量を更新データの容量が越える場合であってもソフトウェアの遠隔更新が可能となる。
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。
図1は本発明の実施の形態に係る建設機械のソフトウェア遠隔更新システムの基本構成図である。図12は図1のソフトウェア遠隔更新システムが搭載される建設機械101の一例である油圧ショベルの側面図である。以下では油圧ショベルにシステムを搭載した例について説明するが、車載ネットワークを介して相互通信可能に接続された複数のコントローラと、当該複数のコントローラを外部のコンピュータと相互通信可能に接続する無線通信端末を備える建設機械(例えば、クレーン、ローダ、ダンプトラック等)であれば他の建設機械にも搭載可能である。
図12に示す油圧ショベル(建設機械101)において、下部走行体10は、一対のクローラ11及びクローラフレーム12(図では片側のみを示す)、各クローラ11を独立して駆動制御する一対の走行用油圧モータ13(図では片側のみを示す)及びその減速機構などで構成されている。
上部旋回体20は、旋回フレーム21と、旋回フレーム21上に設けられた、原動機としてのエンジン22と、旋回用油圧モータ24の駆動力により下部走行体10に対して上部旋回体20(旋回フレーム21)を旋回駆動させるための旋回機構23と、オペレータが搭乗して操作を行うキャブ(運転室)などで構成されている。
上部旋回体20には、ブーム31と、ブーム31を駆動するためのブームシリンダ32と、ブーム31の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム33と、アーム33を駆動するためのアームシリンダ34と、アーム33の先端に回転可能に軸支されたバケット35と、バケット35を駆動するためのバケットシリンダ36などで構成された多関節型のフロント作業機30が搭載されている。
上部旋回体20の旋回フレーム21上には、走行用油圧モータ13,旋回用油圧モータ24、ブームシリンダ32、アームシリンダ34、バケットシリンダ36などの油圧アクチュエータを駆動するための油圧を発生する油圧ポンプ40、及び各アクチュエータを駆動制御するための、図示されないコントロールバルブを含む油圧システムが搭載されている。油圧源となる油圧ポンプ40はエンジン22によって駆動される。
図1において、建設機械101は、ソフトウェアが格納された記憶装置(例えば、RAM、フラッシュROM、ハードディスクドライブ)及び当該ソフトウェアを実行する処理装置(例えば、CPU)をそれぞれ有する複数のコントローラ(コンピュータ)102,103,104,105を備えている。具体的には、エンジン22の回転数やトルク等を制御するエンジンコントローラ102と、建設機械101の稼働状況や故障情報などの車体情報を収集する情報コントローラ103と、油圧ポンプ40やバルブ等を制御する車体制御コントローラ104と、表示装置たるモニタ110に表示される項目や画面を制御するモニタコントローラ105を搭載している。これらのコントローラ102,103,104,105は、車載ネットワーク106によって相互通信可能に接続されている。
また、建設機械101は、無線通信端末107と、モニタ110と、モニタ操作装置111と、キースイッチ120を備えている。
無線通信端末107は、情報コントローラ103又は車載ネットワーク106に接続されている。無線通信端末107は、外部のコンピュータ(例えば更新データ格納サーバ112)と建設機械101を相互データ通信可能に接続している。図1の例では建設機械101と更新データ格納サーバ112の無線通信108の通信インフラとして、無線基地局109と、無線基地局109と更新データ格納サーバ112を接続する通信線113が存在している。
更新データ格納サーバ112は、建設機械101から遠隔地に設置された外部のコンピュータであり、自身の記憶装置(例えば、ROM、RAM、ハードディスクドライブ)に格納されているデータ(例えば、コントローラ102,103,104,105のソフトウェアの更新データ(更新用データとも称する))を、無線基地局109を介して建設機械101に送信することが可能である。
モニタ110は、モニタコントローラ105に接続され、建設機械101のエンジン回転数や燃料残量等の各種車両情報や、各コントローラのソフトウェア更新に関する情報等を表示することが可能である。モニタ110としては例えば液晶モニタが利用可能である。
モニタ操作装置111は、モニタコントローラ105に接続され、モニタ110に表示される情報の変更を行う等のモニタ表示画面の操作を行うことが可能な入力装置である。モニタ操作装置111は、モニタ専用の操作装置である必要は無く、マウス、モニタ、タッチパネル等の汎用的な入力装置に代替可能である。
キースイッチ(イグニッションキー)120は、キー穴に差し込まれたエンジンキーを回転させることで、OFF位置、ON位置、スタート位置のいずれかに切り換えられる。ON位置では、コントローラ102,103,104,105を含む所定の電動機器(エアコン、ラジオを含む)にバッテリ(図示せず)からの電力供給が開始され、当該電動機器が起動される。スタート位置では、スタータモータ(図示せず)が起動されてエンジン22が始動される。OFF位置では、エンジン22が作動している場合には停止し、当該電動機器への電力供給が停止される。
以下では、情報コントローラ103のソフトウェア(車体制御プログラム304(図3参照))に対して更新要求指令があった場合を例に挙げて説明する。また、以下では、作業者から更新要求指令のあったコントローラ(具体的には、コントローラ102,103,104,105のいずれかであり、本稿の例では情報コントローラ103)のことを「更新対象コントローラ」と称することがある。
図2は、情報コントローラ103のハードウェア構成図である。情報コントローラ103には、ダウンロードスイッチ201と通信端末107が接続されている。ダウンロードスイッチ201は、作業者により操作される装置であって、ソフトウェア更新作業を行う場合にはON位置に切り替えられ、更新作業を行わない場合にはOFF位置に切り替えられる。ダウンロードスイッチ201がON位置に切り替えられると、情報コントローラ103に対してソフトウェアの更新要求指令が入力される。
情報コントローラ103は、記憶装置として、フラッシュROM203と、RAM204と、状態記憶フラッシュROM205を備えている。フラッシュROM203には、図示しないセンサからの入力データを基に演算される車体情報と、建設機械101の制御に必要な各種プログラム(後述のプログラムを含む)と、当該各種プログラムを実行する1つ以上のソフトウェア等が格納されている。RAM204は、CPU202が演算処理を行う場合等に用いる一時記憶装置である。状態記憶フラッシュROM205は、建設機械101の起動モードが通常、ダウンロード及び更新のいずれであるかを記録し、またソフトウェア更新状況が完了及び未完了のいずれであるかを記録する。なお、状態記憶フラッシュROM205の機能は、フラッシュROM203に搭載可能であり、両者を1つのROMにしても良い。
また、情報コントローラ103は、上記の記憶装置(フラッシュROM203)に格納されたソフトウェアを実行する処理装置であるCPU202と、通信端末107とデータ通信を行うためのシリアルI/O(シリアル入出力装置)206と、車載ネットワーク106とデータ通信を行うための車載ネットワークI/O(車載ネットワーク入出力装置)207と、ダウンロードスイッチ201の信号を検知するためのセンサI/O(センサ入出力装置)208と、情報コントローラ103内で電気を必要とする部分と電源ケーブルで接続され、当該部分に電源を供給する電源209とを有する。また、情報コントローラ103の各部は通信線210によって相互に接続されている。
図13は、情報コントローラ103の機能ブロック図である。この図に示すように情報コントローラ103は、容量取得部130、優先順位決定部132、分割ダウンロード部134、および更新部136として機能する。なお、各部130,132,134,135は、情報コントローラ103内のフラッシュROM203等の記憶装置に記憶されるプログラムでソフトウェア的に構成しても良いし、情報コントローラ103に含まれる回路でハードウェア的に構成しても良い。
容量取得部130は、更新データ格納サーバ112(外部のコンピュータ)に格納されたソフトウェアの更新データであって、更新要求指令のあったコントローラ(具体的には、コントローラ102,103,104,105のいずれかであり、以下において「更新対象コントローラ」と称することがある)のソフトウェアの更新データの容量と、建設機械101に搭載された全てのコントローラ102,103,104,105の記憶装置のうち当該更新データの格納に利用可能な空き容量を全てのコントローラ102,103,104,105から取得する処理を実行する部分である。
分割ダウンロード部134は、無線通信端末107を介して更新データ格納サーバ112から更新対象コントローラの更新用データを建設機械101にダウンロードするに際して、各コントローラ102,103,104,105の記憶装置の空き容量に収まるように更新用データを分割して各コントローラ102,103,104,105の記憶装置にダウンロードする処理を実行する部分である。なお、更新データを分割ダウンロードする場合、2つ以上のコントローラの記憶装置を利用すれば良く、全てのコントローラの記憶装置を利用する必要は無い。また、更新対象コントローラの記憶装置を必ず利用する必要も無いが、更新対象コントローラの記憶装置を利用すれば通信速度が確保されるので後続するソフトウェア更新処理の速度を向上できる。
更新部136は、分割ダウンロード部134で複数のコントローラの記憶装置に分割してダウンロードされた更新用データを参照して更新対象コントローラのソフトウェアを更新する処理を実行する部分である。
優先順位決定部132は、容量取得部130で取得した各コントローラ102,103,104,105の記憶装置の空き容量を基に、分割ダウンロード部134により更新用データを分割してダウンロードするコントローラの優先順位を決定する処理を実行する部分である。優先順位(分割ダウンロード先の順番)の決定方法としては、種々の方法が適用可能であるが、例えば、記憶装置の空き容量が多い順、更新対象コントローラとの通信速度が速い順、または建設機械での利用頻度の少ない順、にダウンロードを行っていくものがある。
なお、詳細な説明は省略するが、エンジンコントローラ102、車体制御コントローラ104及びモニタコントローラ105も、情報コントローラ103と同様に、CPU202、記憶装置(例えば、フラッシュROM203、RAM204、状態記憶フラッシュROM205)、車載ネットワークI/O207及び電源209を備えている。また、エンジンコントローラ102、車体制御コントローラ104及びモニタコントローラ105も、情報コントローラ103と同様に、容量取得部130、優先順位決定部132、分割ダウンロード部134及び更新部136として機能する。
図3は、情報コントローラ103のフラッシュROM203の使用状況を、フラッシュROM203に格納されたプログラムの内訳とともに示した図である。図3において,フラッシュROM203は、建設機械101を起動した後最初に実行されるイニシャルプログラムローダ301と、更新データを基に車体制御ソフトウェアを更新する更新プログラム302と、更新データを建設機械101にダウンロードするためのダウンロードプログラム303と、建設機械101の車体を制御するための車体制御プログラム304と、プログラムが書き込まれていない空エリア305で構成されている。4つのプログラム301〜304の中で、車体制御プログラム304は情報コントローラ103のメインプログラムであり、他のプログラム301,302,303は、車体制御プログラム(メインプログラム)304の更新作業に利用されるサブプログラムである。
なお、実際には、ファイル管理領域等に使用している容量を空エリア305の容量から除外したものが情報コントローラ103の記憶装置の空き容量となるが、本稿ではファイル管理領域は考慮せず空エリアの容量を当該記憶装置の空き容量とする。
図4は、情報コントローラ103の状態記憶フラッシュROM205に格納した変数の内訳を示した図である。状態記憶フラッシュROM205は、情報コントローラ103で利用される変数として、起動モード変数401と、更新完了変数402を記憶している。
起動モード変数401は、キースイッチ120をON位置に切り換えることにより建設機械101の電源をONにしたときに起動されるイニシャルプログラムローダがどのプログラムを展開すべきかを決定する再に利用される変数である。起動モード変数401には、1:通常、2:ダウンロード、3:更新、の3つの変数のいずれかが格納される。初期設定では「通常」に設定される。
更新完了変数402は、更新対象コントローラのソフトウェアの更新が完了したか否かを判定する際に利用される変数である。更新完了変数402には、1:完了、2:未完了の2つの変数のいずれかが格納される。初期設定では「完了」が設定される。
図9は、情報コントローラ103の起動時(建設機械101の始動時)に開始されるイニシャルプログラムローダ301の処理フローを示した図である。
図9の処理フローには大きく4つのパスが存在する。具体的には、1:ステップ901、902、903から成る第1パス、2:ステップ901、904、905から成る第2パス、3:ステップ901、904、906から成る第3パス、4:ステップ901、902、907、908から成る第4パスである。第1パスでは図8に示した車体制御プログラムの一連の処理が起動される。第2パスでは図10に示したダウンロードプログラム303の一連の処理が起動される。第3パスでは図11に示した更新プログラム302の一連の処理が起動される。第4パスでは、フラッシュROM203をソフトウェア更新処理の開始前の状態に復帰するとともに、状態記憶フラッシュROM205の起動モード変数及び更新完了変数を初期設定値(「1:通常」と「1:完了」)に戻す処理が行われる。次に図9の具体的な処理内容を説明する。
<1.イニシャルプログラムローダ301の処理フロー1(第1パス)>
図9のフローチャートは、キースイッチ120がON位置に切り換えられて建設機械101の電源がONになり、情報コントローラ103が起動した際に実行される。ステップ901では、イニシャルプログラムローダ301は、状態記憶フラッシュROM205に起動モード変数を参照しにいき、起動モード変数が「通常」か否かを判定する。
図9のフローチャートは、キースイッチ120がON位置に切り換えられて建設機械101の電源がONになり、情報コントローラ103が起動した際に実行される。ステップ901では、イニシャルプログラムローダ301は、状態記憶フラッシュROM205に起動モード変数を参照しにいき、起動モード変数が「通常」か否かを判定する。
ステップ901で、起動モード変数が初期設定値の場合も含め、起動モード変数が「通常」と判定された場合には、ステップ902に進む。ステップ902では、イニシャルプログラムローダ301は、状態記憶フラッシュROM205に更新完了変数を参照しにいき、そこで更新完了変数が「完了」か否かの判定をする。ステップ902で、更新完了変数が初期設定値の場合も含め、更新完了変数が「完了」と判定された場合には、ステップ903で車体制御プログラム304を起動し、イニシャルプログラムローダ301による処理を終了する。次に図8を用いて車体制御プログラム304の処理フローについて説明する。
<2.車体制御プログラム304の処理フロー>
図8は車体制御プログラム304の処理フローを示した図である。図9のステップ903で車体制御プログラム304が起動されると図8の処理フローが開始される。
図8は車体制御プログラム304の処理フローを示した図である。図9のステップ903で車体制御プログラム304が起動されると図8の処理フローが開始される。
ステップ801では、ダウンロードスイッチ201の切り替え位置がON位置か否かを確認し、ステップ802では、通信端末107の接続が有りか否かを確認する。
まず、ステップ801でダウンロードスイッチ201がOFF位置と判定された場合(建設機械101の通常使用時)、または、ステップ802で通信端末107の接続が無いと判定された場合(通信不能時)には、ステップ805の車体制御処理が行われ、ステップ806のキースイッチ120がOFF位置か否かの判定処理が行われる。これにより、キースイッチがOFF位置に切り換えられるまでは、ステップ801、802、805、806が繰り返される。すなわち、建設機械101は通常使用が可能な状態に維持される。
ステップ806でキースイッチがOFF位置にあると判定された場合には、建設機械101の電源、すなわち情報コントローラ103の電源をOFFにして処理を終了する。
一方、ステップ801,802で、ダウンロードスイッチ201がON位置と判定され、かつ通信端末107の接続が有り(通信状態が良好)と判定された場合は、ステップ803で起動モード変数401に「ダウンロード」を格納し、ステップ804で更新完了変数402に「未完了」を格納し、情報コントローラ103を再起動する。なお、情報コントローラ103の再起動に際しては、再起動をしても良いか更新作業者に確認するメッセージをモニタ110に表示し、YESの場合には再起動を実行、NOの場合にはステップ805及びそれ以降の処理を実行するように構成しても良い。
<3.イニシャルプログラムローダ301の処理フロー2(第2パス)>
車体制御プログラム304により情報コントローラ103が再起動されると、イニシャルプログラムローダ301により図9の処理フローが再び開始される。この場合、起動モード変数401は「ダウンロード」であるため、ステップ901からステップ904に進む。
車体制御プログラム304により情報コントローラ103が再起動されると、イニシャルプログラムローダ301により図9の処理フローが再び開始される。この場合、起動モード変数401は「ダウンロード」であるため、ステップ901からステップ904に進む。
ステップ904では、イニシャルプログラムローダ301は、状態記憶フラッシュROM205の起動モード変数を再度参照し、起動モード変数が「ダウンロード」か否かを判定する。この場合、起動モード変数401は「ダウンロード」であるため、ステップ905でダウンロードプログラム303を起動し、イニシャルプログラムローダ301による処理を終了する。次に図10を用いてダウンロードプログラム303の処理フローについて説明する。
<4.ダウンロードプログラム303の処理フロー>
図10はダウンロードプログラム303の処理フローを示した図である。図9のステップ905でダウンロードプログラム303が起動されると図10の処理フローが開始される。
図10はダウンロードプログラム303の処理フローを示した図である。図9のステップ905でダウンロードプログラム303が起動されると図10の処理フローが開始される。
まず、ダウンロードが行われる場合のフローについて記述する。ステップ1001では、ダウンロードプログラム303(容量取得部130)は、エンジンコントローラ102と、情報コントローラ103と、車体制御コントローラ104と、モニタコントローラ105にそれぞれ搭載されているフラッシュROM内に存在する空エリアの容量(空き容量)を取得し、その合計値を計算する。また、更新データ格納サーバ112に格納された更新データの容量を取得する。
ステップ1002では、更新データの容量が、更新対象コントローラ(情報コントローラ103)の記憶装置(フラッシュROM203)の空き容量を超え、かつ、前述の空エリア容量の合計値以下であるかを確認する。この条件が成立する場合は、ステップ1003が実行される。
ステップ1003では、ダウンロードプログラム303(優先順位決定部132)は、ステップ1001で取得した各コントローラ102,103,104,105の記憶装置の空き容量を基に、更新データを分割してダウンロード(格納)するコントローラの優先順位と、分割後の各更新データの容量を決定する。ここでは、ソフトウェア更新対象のコントローラ(情報コントローラ103)を最優先とし、2番目以降の順番は空き容量の大きい順とする。優先順位に従って空き容量を合計し、その合計値が更新データの容量を上回ることが確認できたら、それ以降のコントローラは更新データの格納対象から除外することもできる。なお、更新データを格納するコントローラの優先順位を定めずに、更新データを格納するコントローラの順番は常に一定としてもよい。この場合、ステップ1003は省略可能である。また、更新データを格納する順番を更新作業者に決定させる構成を採用しても良い。
ステップ1004では、ダウンロードプログラム303は、各コントローラ102,103,104,105の記憶装置の空き容量と、その空き容量の合計値と、更新データ格納先コントローラの優先順位と、ダウンロード実行/不実行を確認するメッセージを示す表示画面(図5)をモニタ110に表示するようにモニタコントローラ105に指令を出力する。
図5は、各コントローラの記憶装置の空き容量(空エリアの容量)と、その合計の容量と、分割した更新データを格納する順番(優先順位)と、ダウンロード実行/不実行を確認するメッセージを示すモニタ画面の一例である。このモニタ110の表示画面に基づいて、更新作業者にダウンロード実行/不実行の判断を依頼し、更新作業者は、モニタ操作装置111を介してダウンロード実行/不実行を決定する。
ステップ1005では、ステップ1004での更新作業者の決定を基に、更新作業者がダウンロード実行と不実行のいずれを選択したかを判定する。ダウンロード実行が選択された場合にはステップ1006に進み、不実行が選択された場合にはステップ1011に進む。なお、更新作業者のダウンロードの意思は図8のステップ801で一度確認しているので、ステップ1004でのダウンロード実行/不実行を確認するメッセージの表示とステップ1005は省略可能である。
ステップ1006では、ダウンロードプログラム303(分割ダウンロード部134)は、通信端末107を用いて更新データ格納サーバ112から更新データのダウンロードを開始する。ステップ1014では、ダウンロードした更新データを格納先コントローラの空き容量に合わせて分割する。ステップ1007は、情報コントローラ103から車載ネットワーク106を介して他のコントローラに対して、S1003で決定した順番及び容量に従って更新データを分散して格納する。
ステップ1006の処理によって、更新データの容量が、単一のコントローラの空エリアに格納できない場合であっても、複数のコントローラの空エリアに分割して格納することで当該更新データによるソフトウェアの遠隔更新が可能となる。
ステップ1008では、ダウンロードプログラム303(分割ダウンロード部134)は、その時点で更新データを格納中のコントローラの名称と、更新データのダウンロード作業の進捗状況を示す表示画面(図6)をモニタ110に表示するようにモニタコントローラ105に指令を出力する。
図6は、その時点で更新データを格納中のコントローラ名称と、更新データのダウンロード作業の進捗状況を示すモニタ画面の一例である。図6の例では、ダウンロード作業の進捗状況をプログレスバーと百分率で表示している。
ステップ1009では、ダウンロードプログラム303(分割ダウンロード部134)は、更新データのダウンロード状況を確認する。更新データのダウンロードが完了していない場合は、ステップ1006〜1008の処理フローへ戻る。一方、ダウンロードが完了していれば、ステップ1010で起動モード変数401に「更新」を格納し、情報コントローラ103を再起動する。
次に、図10におけるダウンロードが行われない場合のフローについて説明する。ステップ1002において、更新データの容量が、更新対象コントローラ(情報コントローラ103)の記憶装置(フラッシュROM203)の空き容量を以下の場合、または、空エリア容量の合計値を越える場合は、ステップ1011で起動モード変数401に「通常」を格納し、ステップ1012で更新完了変数402に「完了」を格納し、情報コントローラ103を再起動する。これにより再起動後は図9のステップ903でイニシャルプログラムローダ301により車体制御プログラム304が起動されることになるので、更新データの容量が空エリアの容量の合計値を超えた場合には当該更新データのダウンロードは中止となる。また、ステップ1005で更新作業者によりダウンロードの不実行が選択された場合も同様に、ステップ1011及び1012を実行する。そして、ステップ1013で更新データのダウンロードが行われない旨をモニタ110に表示し、情報コントローラ103を再起動する。これにより更新作業者によりダウンロード不実行の決定がなされた場合にも、当該更新データのダウンロードは中止される。なお、ステップ1013のモニタ表示に際して、ステップ1002を経由した場合には、ダウンロード不実行の理由、すなわち更新データの容量が空き容量合計を越えるのでダウンロードできない、を表示するようにシステムを構成しても良い。
<5.イニシャルプログラムローダ301の処理フロー3(第3パス)>
図10のステップ1010を経由してダウンロードプログラム303により情報コントローラ103が再起動されると、イニシャルプログラムローダ301により図9の処理フローが再び開始される。この場合、起動モード変数401は「更新」であるため、ステップ901からステップ904を経由してステップ906に進む。
図10のステップ1010を経由してダウンロードプログラム303により情報コントローラ103が再起動されると、イニシャルプログラムローダ301により図9の処理フローが再び開始される。この場合、起動モード変数401は「更新」であるため、ステップ901からステップ904を経由してステップ906に進む。
ステップ906では更新プログラム302を起動し、イニシャルプログラムローダ301による処理を終了する。次に図11を用いて更新プログラム302の処理フローについて説明する。
<6.更新プログラム302の処理フロー>
図11は更新プログラム302の処理フローを示した図である。図9のステップ906で更新プログラム302が起動されると図11の処理フローが開始される。
図11は更新プログラム302の処理フローを示した図である。図9のステップ906で更新プログラム302が起動されると図11の処理フローが開始される。
まず、ソフトウェア更新作業が正常に終了した場合のフローについて記述する。ステップ1101では、更新プログラム302(更新部136)は、ダウンロードプログラム303により各コントローラに分散して格納された更新データに関する情報(例えば、格納されたコントローラの名称、分散された更新データの容量、分散された更新データが全体のどの部分に該当するか等)を各コントローラから取得する。これにより、ソフトウェア更新対象のコントローラ(情報コントローラ103)は、他のコントローラに分散・格納された更新データを必要とするとき(すなわち更新データをインストールするとき)に、他のコントローラから車載ネットワーク106を介して必要な更新データを取得することが可能となる。
ステップ1102では、更新プログラム302(更新部136)は、ステップ1101で取得した情報と各コントローラに分散・格納された各更新データを基に車体制御ソフトウェア(車体制御プログラム304)の更新を行う。
ステップ1102の実行とともに、更新プログラム302(更新部136)は、ソフトウェア更新に際してその時点で更新データを取得しているコントローラの名称と、ソフトウェア更新の進捗状況を示す表示画面(図7)をモニタ110に表示するようにモニタコントローラ105に指令を出力する(ステップ1103)。
図7は、ソフトウェア更新に際してその時点で更新データを取得しているコントローラの名称と、ソフトウェア更新の進捗状況を示すモニタ画面の一例である。図7の例では、ソフトウェア更新の進捗状況をプログレスバーと百分率で表示している。
ステップ1114では、更新プログラム302(更新部136)はソフトウェア更新作業が完了しているか確認する。ソフトウェア更新作業が終了したと判断された場合は、ステップ1104に進む。ソフトウェア更新作業が終了していないと判断された場合は、ステップ1101に戻り、必要な場合には各コントローラに格納した更新データの残りを各コントローラから取得する。ステップ1102以降は前述した通りである。
ステップ1104では、ソフトウェア更新作業の結果を基に、元の更新データと更新後のソフトウェアの整合性を確認する。整合性の確認方法としては例えばチェックサムによる誤り検出がある。整合性が保たれている場合は、ステップ1105で起動モード変数401に「通常」(すなわち初期設定値)を格納し、ステップ1106で更新完了変数402に「完了」(すなわち初期設定値)を格納する。そして、ステップ1110でソフトウェア更新が正常終了したことをモニタ110に表示し、情報コントローラ103を再起動する。本処理によって、ソフトウェア更新処理を完了とする。なお、この場合、情報コントローラ103の再起動後のイニシャルプログラムローダ301の処理は初期設定と同じ第1パスを通過することになる。
次に、図11において、ソフトウェア更新処理が失敗した場合のフローについて説明する。ステップ1101からステップ1104の説明は前述の通りである。
ステップ1104で確認したソフトウェア更新作業の整合性が崩れていた場合は、ステップ1107で起動モード変数401に「ダウンロード」を格納し、ステップ1108で更新完了変数402に「未完了」を格納する。そして、ステップ1112でソフトウェア更新に異常が発生したことをモニタ110に表示し、情報コントローラ103を再起動する。
<7.イニシャルプログラムローダ301の処理フロー4(第4パス)>
図11でソフトウェア更新処理が失敗した場合、すなわちステップ1107及びステップ1108を経由した場合には、更新プログラム302により情報コントローラ103が再起動され、イニシャルプログラムローダ301により図9の処理フローが再び開始される。この場合、起動モード変数401は「ダウンロード」であるため、ステップ901からステップ902に進み、更新完了変数402は「未完了」であるため、ステップ907に進む。
図11でソフトウェア更新処理が失敗した場合、すなわちステップ1107及びステップ1108を経由した場合には、更新プログラム302により情報コントローラ103が再起動され、イニシャルプログラムローダ301により図9の処理フローが再び開始される。この場合、起動モード変数401は「ダウンロード」であるため、ステップ901からステップ902に進み、更新完了変数402は「未完了」であるため、ステップ907に進む。
ステップ907では、フラッシュROM203の空エリア305を更新処理開始前の状態に戻し(初期化を行い)、ステップ608では、状態記憶フラッシュROM205の2つの変数を初期設定値にセットする。この処理は、ソフトウェア更新処理が中断される等で正常終了しなかった場合に実行される処理で、フラッシュROM203、および状態記憶フラッシュROM205の初期化を行い、ソフトウェア更新処理開始前の状態へ復帰させる。
ところで、本実施形態では、ソフトウェア更新対象のコントローラに搭載されているROM等の記憶装置の空き容量に更新データを全てダウンロードできない場合があるという課題を解決するために、建設機械が搭載している複数のコントローラの記憶装置の空き容量を統合して利用することに着目した。
そこで、上記の実施形態では、ソフトウェアが格納されたフラッシュROM(記憶装置)及びソフトウェアを実行するCPU(処理装置)をそれぞれ有し、車載ネットワーク106を介して相互通信可能に接続された複数のコントローラ102,103,104,105と、複数のコントローラ102,103,104,105を外部の更新データ格納サーバ112と相互通信可能に接続する無線通信端末107とを備える建設機械101のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、複数のコントローラ102,103,104,105に含まれ車両制御プログラム(更新対象のソフトウェア)304がフラッシュROM203に格納された情報コントローラ103が、サーバ112に格納された車両制御プログラム304の更新データの容量、及び、複数のコントローラ102,103,104,105のフラッシュROM(記憶装置)のそれぞれの空き容量を取得する容量取得部130と、情報コントローラ103の車両制御プログラムの更新要求指令の入力があり、さらに、その更新データの容量が、情報コントローラ103のフラッシュROM203の空き容量を越え、且つ、複数のコントローラ102,103,104,105のフラッシュROM(記憶装置)の空き容量の合計値以下の場合に、無線通信端末107を介して更新データ格納サーバ112から更新データを建設機械101にダウンロードするに際して、複数のコントローラ102,103,104,105のフラッシュROM(記憶装置)のそれぞれの空き容量に収まるように更新データを分割して複数のコントローラ102,103,104,105のフラッシュROM(記憶装置)のそれぞれにダウンロードする分割ダウンロード部134と、分割ダウンロード部134で分割してダウンロードされた更新データを基に情報コントローラ103の車両制御プログラムを更新する更新部136とを有することとした。
このように構成したソフトウェア遠隔更新システムによれば、単一のコントローラに搭載されている記憶装置(フラッシュROM)の空エリアに更新データを空き容量の関係ですべて格納できない場合でも、分割ダウンロード部134(ダウンロードプログラム303)を用いて、複数のコントローラ102,103,104,105に搭載されている記憶装置の空エリアに更新データを分散して格納することができる。そして、更新対象のコントローラは、更新部136(更新プログラム302)を用いて,各コントローラ102,103,104,105に分散して格納された更新データをソフトウェア更新時に取得することが可能となる。以上のことから、ソフトウェア更新対象のコントローラの記憶装置の空き容量を更新データの容量が越える場合であってもソフトウェアの遠隔更新が可能となる。また、ソフトウェア更新用に各コントローラの記憶装置に設けておく空き容量を従前より小さくできるので、システムの導入及び運用に必要なコストを低廉に抑制できる。
また、上記の実施形態では、情報コントローラ103は、容量取得部130で取得した複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量を基に、分割ダウンロード部134で更新データを分割してダウンロードする複数のコントローラの優先順位を決定する優先順位決定部132をさらに有し、容量取得部130で取得した複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量の情報、及び、優先順位決定部132で決定した優先順位の情報を表示するモニタ110をさらに備えた。
すなわち、図10のステップ1004で、容量取得部130から得られる各コントローラの空き容量の情報と更新データ格納先優先順位の情報をモニタ110に表示するようにしたので、各コントローラの空き容量と優先順位を更新作業者が容易に認識できる。
また、上記の実施形態では、分割ダウンロード部134による更新データのダウンロード中に、更新データのダウンロード先のコントローラの名称、及び、更新データのダウンロードの進捗状況とを表示するモニタ110をさらに備えた。
すなわち、図10のステップ1008で、更新データのダウンロード先のコントローラ名称と、更新データのダウンロードの進捗状況をモニタ110に表示するようにしたので、更新データのダウンロード先のコントローラの名称とダウンロードの進捗状況を,更新作業者が容易に認識できる。
また、上記の実施形態では、更新部136によるソフトウェアの更新中に、更新データの取得先のコントローラの名称と、ソフトウェアの更新の進捗状況を表示するモニタ110をさらに備えた。
すなわち、図11のステップ1103で、分散格納した更新データの取得先コントローラ名称とソフトウェア更新作業の進捗状況をモニタ110に表示するようにしたので、各コントローラの更新データの取得先コントローラ名称とソフトウェア更新作業の進捗状況を更新作業者が容易に把握できる。
<付記>
なお、上記では建設機械に4つのコントローラが搭載された場合を例示したが、コントローラは2つ以上の建設機械であれば本発明は適用可能である。
なお、上記では建設機械に4つのコントローラが搭載された場合を例示したが、コントローラは2つ以上の建設機械であれば本発明は適用可能である。
上記では更新対象のソフトウェアを車体制御プログラム304としたが、イニシャルプログラムローダ301、更新プログラム302、ダウンロードプログラム303を更新対象のソフトウェアとすることもできる。
図10のステップ1006において更新データ格納サーバ112から建設機械101に更新データをダウンロードする際、各コントローラの記憶装置の空き容量に合わせた更新データの分割作業は、更新データ格納サーバ112で行うようにすることもできる。
上記では、無線通信端末107が情報コントローラ103に接続されている場合を例示したたが、無線通信端末107は他のコントローラの通信にも利用可能である。
上記では、ダウンロードスイッチ201をハードウェアで構成したが、モニタ110の画面に表示されるソフトウェアでも構成できる。その場合、他のコントローラのダウンロード指示を入力するスイッチを追加しても良い。
更新データの保存先は、建設機械とは異なる場所に設置されたコンピュータであれば特に限定は無い。すなわち、ソフトウェア更新に用いる更新データは、上記例の更新データ格納サーバ112に代えて、建設機械101と同じネットワークに無線接続された他の建設機械のコントローラの記憶装置、又はコンピュータに格納し、当該他の建設機械又は当該コンピュータから無線通信を介してダウンロードするように構成しても良い。この場合、無線基地局109などの社会通信インフラが無い場所でも建設機械のソフトウェアの遠隔更新を行うことができる。
ところで、自動車等と異なり、建設機械は同じ作業場所・同じ管理者のもとで同じメーカーの建設機械が複数台利用されることが少なくないため、同じローカルネットワークに接続された複数の建設機械同士で連携がとりやすい。上記では単一の建設機械101に搭載された複数のコントローラの記憶装置を分割後の更新データのダウンロード先に指定したが、これに代えて又は追加して、他の建設機械のコントローラの記憶装置をダウンロード先に指定し、当該他の建設機械にダウンロードした更新データを用いて建設機械101のコントローラのソフトウェア更新作業を行っても良い。
すなわち、この場合は、上記の建設機械101と同様の構成、すなわち、ソフトウェアが格納された記憶装置(例えば、フラッシュROM203)及びソフトウェアを実行する処理装置(例えば、CPU202)をそれぞれ有し、車載ネットワークを介して相互通信可能に接続された複数のコントローラと、先の建設機械101と相互通信可能に接続する無線通信端末とを備える他の建設機械をシステム構成に追加する。そして、先の建設機械101の容量取得部130が、サーバ112に格納されたソフトウェアの更新データの容量、並びに、先の建設機械101及び他の建設機械に搭載された複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量を取得するように構成する。そして、先の建設機械101の分割ダウンロード部134が、先の建設機械101で更新対象のコントローラの記憶装置に格納されたソフトウェア(例えば、情報コントローラ103の車体制御プログラム304)の更新要求指令の入力があり、さらに、そのソフトウェアの更新データの容量が、先の建設機械101の更新対象のコントローラの記憶装置の空き容量を越え、且つ、先の建設機械101及び他の建設機械に搭載された複数のコントローラの記憶装置の空き容量の合計値以下の場合に、無線通信端末107を介して外部のコンピュータ(さらに他の建設機械のコントローラでも良い)から更新データを先の建設機械101及び他の建設機械にダウンロードするに際して、先の建設機械101及び他の建設機械に搭載された複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量に収まるように更新データを分割して先の建設機械101及び他の建設機械に搭載された複数のコントローラの記憶装置のそれぞれにダウンロードするように構成する。そして、先の建設機械101の更新部136が、分割ダウンロード部134により分割して先の建設機械101及び他の建設機械のコントローラにダウンロードした更新データを基に更新対象のコントローラのソフトウェアを更新するように構成する。このようなシステムを構成すると、更新用データのダウンロード先の数を格段に向上できるので、ソフトウェアが大容量化しても遠隔でのソフトウェア更新が容易になる。
なお、分割した更新データを2台の建設機械(先の建設機械101と他の建設機械)のどちらに格納するかは、更新データが格納されたコンピュータ(例えば更新データ格納サーバ112)が当該2台の建設機械のコントローラの空き容量に応じて決定しても良い。そして分割した更新データのダウンロードは各建設機械で個別に行っても良い。また、上記の2台の例に限らず、3台以上の建設機械でシステムを構成しても良いことはいうまでもない。
ところで、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。また、最終的に得られる結果が同じであれば、図8,9,10,11の処理及びこれに関連する処理は、順番変更や省略が適宜可能である。
また、上記のコントローラに係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア(例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等)で実現しても良い。また、上記のコントローラに係る構成は、処理装置(例えばCPU)によって読み出し・実行されることで当該コントローラの構成に係る各機能が実現されるプログラム(ソフトウェア)としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ(フラッシュメモリ、SSD等)、磁気記憶装置(ハードディスクドライブ等)及び記録媒体(磁気ディスク、光ディスク等)等に記憶することができる。
101…建設機械、103…情報コントローラ(第1コントローラ)、107…無線通信端末、112…更新データ格納サーバ(外部のコンピュータ)、109…通信装置、110…モニタ(表示装置)、130…容量取得部、132…優先順位決定部、134…分割ダウンロード部、136…更新部、201…ダウンロードスイッチ、203…フラッシュROM、205…状態記憶フラッシュROM、301…イニシャルプログラムローダ、302…更新プログラム、303…ダウンロードプログラム、304…車体制御プログラム、305…空エリア(フラッシュROM内)
Claims (5)
- ソフトウェアが格納された記憶装置及び前記ソフトウェアを実行する処理装置をそれぞれ有し、車載ネットワークを介して相互通信可能に接続された複数のコントローラと、
前記複数のコントローラを外部のコンピュータと相互通信可能に接続する無線通信端末とを備える建設機械のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、
前記複数のコントローラに含まれ、第1ソフトウェアを前記記憶装置に格納した第1コントローラは、
前記外部のコンピュータに格納された前記第1ソフトウェアの更新用データの容量、及び、前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量を取得する容量取得部と、
前記第1コントローラの記憶装置に格納された第1ソフトウェアの更新要求指令の入力があり、さらに、前記更新用データの容量が、前記第1コントローラの記憶装置の空き容量を越え、且つ、前記複数のコントローラの記憶装置の空き容量の合計値以下の場合に、前記無線通信端末を介して前記外部のコンピュータから前記更新用データを前記建設機械にダウンロードするに際して、前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量に収まるように前記更新用データを分割して前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれにダウンロードする分割ダウンロード部と、
前記分割ダウンロード部で分割してダウンロードされた前記更新用データを基に前記第1コントローラの第1ソフトウェアを更新する更新部とを有すること
を特徴とする建設機械のソフトウェア遠隔更新システム。 - 請求項1に記載の建設機械のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、
前記第1コントローラは、前記容量取得部で取得した前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量を基に、前記分割ダウンロード部で前記更新用データを分割してダウンロードする前記複数のコントローラの優先順位を決定する優先順位決定部をさらに有し、
前記容量取得部で取得した前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量の情報、及び、前記優先順位決定部で決定した優先順位の情報を表示する表示装置をさらに備えること
を特徴とする建設機械のソフトウェア遠隔更新システム。 - 請求項1に記載の建設機械のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、
前記分割ダウンロード部による前記更新用データのダウンロード中に、前記更新用データのダウンロード先のコントローラの名称、及び、前記更新用データのダウンロードの進捗状況とを表示する表示装置をさらに備えること
を特徴とする建設機械のソフトウェア遠隔更新システム。 - 請求項1に記載の建設機械のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、
前記更新部による前記第1ソフトウェアの更新中に、前記更新用データの取得先のコントローラの名称と、前記第1ソフトウェアの更新の進捗状況を表示する表示装置をさらに備えること
を特徴とする建設機械のソフトウェア遠隔更新システム。 - 請求項1に記載の建設機械のソフトウェア遠隔更新システムにおいて、
ソフトウェアが格納された記憶装置及び前記ソフトウェアを実行する処理装置をそれぞれ有し、車載ネットワークを介して相互通信可能に接続された複数のコントローラと、前記外部のコンピュータ及び前記建設機械と相互通信可能に接続する無線通信端末とを備える他の建設機械をさらに備え、
前記容量取得部は、前記外部のコンピュータに格納された前記第1ソフトウェアの更新用データの容量、及び、前記建設機械及び前記他の建設機械に搭載された前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量を取得し、
前記分割ダウンロード部は、前記第1コントローラの記憶装置に格納された第1ソフトウェアの更新要求指令の入力があり、さらに、前記更新用データの容量が、前記第1コントローラの記憶装置の空き容量を越え、且つ、前記建設機械及び前記他の建設機械に搭載された前記複数のコントローラの記憶装置の空き容量の合計値以下の場合に、前記無線通信端末を介して前記外部のコンピュータから前記更新用データを前記建設機械及び前記他の建設機械にダウンロードするに際して、前記建設機械及び前記他の建設機械に搭載された前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれの空き容量に収まるように前記更新用データを分割して前記建設機械及び前記他の建設機械に搭載された前記複数のコントローラの記憶装置のそれぞれにダウンロードし、
前記更新部は、前記分割ダウンロード部で分割してダウンロードされた前記更新用データを基に前記第1コントローラの第1ソフトウェアを更新すること
を特徴とする建設機械のソフトウェア遠隔更新システム。
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