JP6386989B2 - 制御手段及びこれを備えた車載プログラムの書き換え装置並びに車載プログラムの書き換え方法 - Google Patents

Description

本発明は、ショベル等の建設機械において、作業時の各種制御や累積稼働時間等の車両情報の収集、外部とのデータの授受、その他を行うための車載プログラムを更新する制御手段及びこれを備えた車載プログラムの書き換え装置並びに車載プログラムの書き換え方法に関するものである。

外部のサーバと外部通信手段によってつながった建設機械において、車載プログラムをバージョンアップ等のために新たなプログラムに書き換える方法として、従来、特許文献１に示された方法が知られている。この方法では、サーバからの書き換え指令に基づいて車載コントローラで書き換えモードが選択されたときに、更新プログラムを外部のサーバから車載のコントローラに外部通信手段を介して送信し、そのまま当該更新プログラムにより現在のプログラムを書き換える。

特許第４４８７００７号公報

特許文献１によると、上記のようにサーバからのデータ転送及びプログラムの書き換えを車載の制御手段に対して直接かつ連続して行うため、基本的に、更新に要する合計の時間が長くなる。

このため、元々通信異常や通信速度の低下が起こり易い「外部通信手段」を長く使うことでハングアップ等が起こり、更新を完遂できない事態が発生し易い。

また、プログラムの更新に要する時間、すなわち更新を待って作業できない時間が長くなるため、作業効率が悪くなる。

しかも、特許文献１に記載の方法では、設定時間内で書き換えが終了しない場合に、更新を中止して現在のプログラムに戻すこととしている。そのため、現在のプログラムに戻すための設定時間の経過を待つ分、拘束時間がさらに延びて作業効率が益々悪くなる。

本発明の目的は、プログラムの書き換えを短時間で確実に遂行して作業効率を向上させることができる車載プログラムの書き換え装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載された制御手段であって、（ｉ） 上記車両の外部に配置されたサーバから外部通信手段を介して送信された情報を受け取る通信領域と、車載プログラムに基づく上記車両の通常制御を行うとともに上記車両による作業が停止中であることを示す情報が入力される通常制御領域と、上記通信領域と上記通常制御領域とを通信可能に接続する内部通信手段と、上記通常制御領域に接続された乗降遮断レバーと、を備え、（ｉｉ） 上記通信領域は、上記受信した更新プログラムを保存するデータ保存手段と、上記データ保存手段に保存された更新プログラムを上記通常制御領域からの転送要求に応じて転送する更新プログラム転送手段とを備え、（ｉｉｉ） 上記通常制御領域は、上記作業が停止中であることを示す情報に基づいて予め設定されたプログラム更新条件が整ったときに更新可能と判定する更新可否判定手段と、上記更新可否判定手段において更新可能と判定されたときに上記通信領域に対し上記更新プログラムの転送を要求する転送要求手段と、上記通信領域から転送された更新プログラムにより車載プログラムを書き換えるプログラム更新手段とを有し、上記更新可否判定手段は、上記乗降遮断レバーにより作業停止中であることを示す操作が行われたときに更新可能と判定する、制御手段を提供する。

また、本発明は、車載プログラムの書き換え方法であって、車両の外部から送信された情報を受け取る通信領域と、上記車両の通常制御を行うとともに上記車両による作業が停止中であることを示す情報が入力される通常制御領域と、上記通信領域と上記通常制御領域とを通信可能に接続する内部通信手段と、上記通常制御領域に接続された乗降遮断レバーと、を有するとともに上記車両に設けられた制御手段を準備し、上記車両の外部に設置されたサーバから外部通信手段を介して送信される更新プログラムを上記制御手段の通信領域に保存し、上記通常制御領域において上記作業が停止中であることを示す情報に基づいて予め設定されたプログラム更新条件が整ったときに更新可能と判断して上記通信領域に対し上記更新プログラムの転送を要求し、上記保存された更新プログラムを上記通信領域から上記通常制御領域に転送して当該更新プログラムにより車載プログラムを書き換えるものであり、上記乗降遮断レバーにより作業停止中であることを示す操作が行われたときに更新可能と判定する、車載プログラムの書き換え方法を提供する。

上記制御手段及び車載プログラムの書き換え方法によれば、車両に搭載され、通信領域と通常制御領域とを有する制御手段を用いて、外部のサーバから車両へのデータ（更新プログラム）の転送と保存を通信領域で行う。そして、通常制御領域において予め設定されたプログラム更新条件が整ったとして更新可能と判定されたとき（例えば、車両のキースイッチが停止側に操作されたとき）に、通信領域に保存された更新プログラムを通常制御領域に転送し、かつ、車載プログラムを書き換える。そのため、外部通信手段によるサーバからのデータ転送は作業中にも行うことができる。

従って、作業の停止時間は、通信安定性の良い内部通信手段による、通信領域から通常制御領域へのデータ転送と車載プログラムの書き換えに要する時間だけですむ。そのため、車載プログラム書き換えを短時間で確実に遂行することができる。

また、制御手段を通信領域と通常制御領域とに分け、内部通信手段によって両領域間の通信が行われる。そのため、通信領域でサーバから更新プログラムを受信している間、通常制御領域で通常の作業を更新プログラムの受信の影響を受けることなく行うことができる。

上記制御手段において、上記通信領域を有する通信コントローラと、上記通信コントローラとは別に設けられ、上記通常制御領域を有する通常制御コントローラとを備え、上記通信コントローラ及び上記通常制御コントローラを上記内部通信手段により結ぶことによって構成されていることが好ましい。

こうすれば、両コントローラを適宜の位置に分けて別々に設置することができるため、制御手段の搭載性が良いものとなる。

また上記制御手段において、上記通常制御コントローラは、上記通信コントローラから転送された上記更新プログラムの誤りの有無を検査する一次検査と、書き換え後の上記車載プログラムの誤りの有無を検査する二次検査とを行う検査手段を備えていることが好ましい。

この構成によれば、二次に亘るチェック機能によりデータのやり取り過程で生じるデータの破損等をチェックし、車両の制御の不具合の発生を防止して機械を保護することができる。

この場合、上記通常制御コントローラは、上記二次検査によって書き換え後の上記車載プログラムの誤りが検出されたときに上記車載プログラムを更新前の車載プログラムに戻すことが好ましい。

このように、更新後の車載プログラムを更新前の車載プログラムに戻すことにより、誤った車載プログラムによる車両の制御の不具合を防止しつつ、更新前のレベルでの運転を継続することができる。

さらに、本発明は、車載プログラムの書き換え装置であって、上記制御手段と、上記車両の外部に配置されたサーバと、上記通常制御領域に接続された、キースイッチを備えている、車載プログラムの書き換え装置を提供する。

また、上記車載プログラムの書き換え装置において、上記制御手段を準備する際には、キースイッチが上記通常制御領域に接続された上記制御手段を準備することが好ましい。

本発明によると、プログラムの書き換えを短時間で確実に遂行して作業効率を向上させることができる。

本発明の実施形態を示すシステム構成図である。 実施形態における通信コントローラの処理内容を説明するためのフローチャートである。 実施形態における通常制御コントローラの処理内容を説明するためのフローチャートである。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、実施形態に係る車載プログラム書き換え装置のシステム構成を示す。

この装置は、一点鎖線を挟んで左側に示す、ショベル等の車両の外側に設けられた設備であるサーバ１と、右側に示す、車両に搭載された設備である制御手段（符号省略）と、を備えている。

サーバ１は、車両に設けられた車載プログラムのバージョンアップ等のための更新プログラムを外部通信手段（例えば、携帯電話通信網。以下、この場合で説明する）Ｎを通じて通信コントローラ２に送る更新プログラム送信手段４を有する。

制御手段は、サーバ１から外部通信手段Ｎを介して送信された情報を受け取る通信領域を有する通信コントローラ２と、通信コントローラ２とは別に設けられ、車載プログラムに基づく車両の通常制御を行う通常制御領域を有する通常制御コントローラ３と、通信領域（通信コントローラ２）と通常制御領域（通常制御コントローラ３）とを通信可能に接続する通信線（内部通信手段）７と、を備えている。

通信コントローラ２は、サーバ１から受信した更新プログラムを保存する受信データ保存手段５と、受信データ保存手段５に保存された更新プログラムを通常制御コントローラ３からの転送要求に応じて転送する更新プログラム転送手段６とを有する。

通信線７は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信によるデータの授受が可能となるように通信コントローラ２と通常制御コントローラ３とを接続する。

通常制御コントローラ３は、通常制御、例えば車両がショベルである場合における油圧ポンプの制御及びその他の作業のための制御を行う通常制御処理手段８と、通信コントローラ２に更新プログラムの転送を要求する更新プログラム転送要求手段９と、通信コントローラ２から転送された更新プログラムを記憶するとともにこの記憶された更新プログラムにより現在の車載プログラムを書き換えるプログラム記憶／更新手段１０と、このプログラムの記憶／更新に際してデータに誤りが無いかどうかをチェックする検査手段１１と、更新の可否を判定する更新可否判定手段１２とを備えている。

検査手段１１は、予め数値化されたデータの合計値を照合するチェックサムを、受信データに対するものと、書き換え後のデータに対するものの二段階に亘って行う。

すなわち、検査手段１１は、通信コントローラ２から転送された更新プログラムの誤りの有無を検査する一次検査と、書き換え後の車載プログラムの誤りの有無を検査する二次検査とを行う。そして、通常制御コントローラ３は、一次検査において誤りがある場合には車載プログラムの書き換えを行わず、二次検査において誤りがある場合には更新後の車載プログラムを更新前（現在）の車載プログラムに戻す（後述）。

更新可否判定手段１２は、予め設定されたプログラム更新条件が整ったときに更新可能と判定する。具体的に、更新可否判定手段１２は、図示しないエンジンの始動／停止を行うためのキースイッチ１３が停止側に操作されたとき、つまり、作業が停止されたときに、プログラム更新条件が整ったと判定する。これにより、プログラム更新処理が開始される。

具体的に、更新プログラム転送要求手段９は、更新可否判定手段１２において更新可能と判定されたときに通信コントローラ２に対し更新プログラムの転送を要求する。

この点の作用を図２，３のフローチャートによって説明する。

図２は、バージョンアップ等のための車載プログラムの更新の必要が生じてサーバ１から更新プログラムが送信されるときに通信コントローラ２により実行される処理を示す。図３は、通信コントローラ２での処理に応じて通常制御コントローラ３で実行される処理を示す。

まず、図２に示す処理が開始されると、ステップＳ１においてサーバ１から更新プログラムが送信されたか否かが判断され、ＹＥＳの場合にはステップＳ２において更新プログラムを受信して保存する。

続くステップＳ３では、通常制御コントローラ３から更新プログラムの転送要求があったか否かが判断され、ＹＥＳ（要求有り）の場合はステップＳ４が実行され、ＮＯ（要求無し）の場合はステップＳ３を繰り返す。

上記ステップＳ３において転送要求があった場合、ステップＳ４において更新プログラムを通常制御コントローラ３に転送して通信コントローラ２での処理が終了する。

これに対し、通常制御コントローラ３では、図３に示すステップＳ１１〜Ｓ１８の処理を行う。

まず、ステップＳ１１において、図１中のキースイッチ１３が停止側に操作されたか否か（作業中でないかどうか＝プログラム更新が可能な状態か否か）を判定する。

ステップＳ１１でＮＯ（キースイッチ１３がオン）の場合は作業中であるため更新不可としてステップＳ１１を繰り返す。

ステップＳ１１でＹＥＳ（キースイッチ１３がオフ）の場合はステップＳ１２において、更新プログラム転送要求手段９により通信コントローラ２に対して更新プログラムの転送を要求する（この転送要求を受けて通信コントローラ２から通常制御コントローラ３に更新プログラムが転送される）。

続くステップＳ１３で更新プログラムの受信が完了したか否かが判断され、ＮＯの場合はステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１３でＹＥＳの場合にはステップＳ１４において受信後のチェックサムの確認結果（検査手段１１による一次検査の結果）が正常か否かの判断が行われる。

ここでＹＥＳ（異常無し）となると、ステップＳ１５においてプログラム記憶／更新手段１０による更新プログラムの書き換えが行われる。

この後、ステップＳ１６において検査手段１１による二次検査である書き換え後の車載プログラムに対するチェックサムの確認結果が正常か否かの判断が行われる。ステップＳ１６で正常（ＹＥＳ）の場合はステップＳ１８で電源を落として書き換え処理が終了する。

これに対し、ステップＳ１４でＮＯ、つまり、一次検査の結果が異常であった場合は、プログラム更新を行わずに直接ステップＳ１８で電源が落とされる。

一方、ステップＳ１６でＮＯ、つまり、二次検査の結果が異常であった場合は、ステップＳ１７が実行される。ステップＳ１７では、プログラムの更新を無効とし、書き換え後の車載プログラムをプログラム記憶／更新手段１０の記憶域に記憶されている更新前の車載プログラムに戻す。その後、ステップＳ１８で電源が落とされる。

このように、車両に搭載され、通信領域を有する通信コントローラ２と通常制御領域を有する通常制御コントローラ３とを備えた制御手段を用いて、外部のサーバ１から車両へのデータ（更新プログラム）の転送と保存を通信コントローラ２で行う。そして、通常制御コントローラ３において更新可能と判定されたとき（キースイッチ１３が停止操作されたとき）に、通信コントローラ２に保存された更新プログラムを通常制御コントローラ３に転送し、かつ、車載プログラムを書き換える。そのため、外部通信手段である携帯電話通信網Ｎによるサーバ１からのデータ転送は作業中にも行うことができる。

従って、作業の停止時間は、通信安定性の良い通信線（内部通信手段）７におけるＣＡＮ通信による通信コントローラ２から通常制御コントローラ３へのデータ転送と車載プログラムの書き換えに要する時間だけですむ。そのため、車載プログラム書き換えを短時間で確実に遂行することができる。

また、通信領域と通常制御領域をそれぞれ別々のコントローラ２，３で構成し、通信線（内部通信手段）７によって両コントローラ２，３間のデータの授受をＣＡＮ通信で行う。そのため、通信コントローラ２でサーバ１から更新プログラムを受信している間、通常制御コントローラ３で通常の作業を更新プログラムの受信の影響を受けることなく行うことができる。また、データの転送速度を早くして書き換え時間をより短縮できるとともに、その分、車載バッテリの消耗を低減することができる。

両コントローラ２、３を適宜の位置に分けて別々に設置することができるため、制御手段の搭載性が良いものとなる。

さらに、検査手段１１により、更新プログラムの転送時と車載プログラムの書き換え後の二次に亘ってデータの正誤のチェックサム検査を行うため、車両の制御の不具合の発生を防止して機械を保護することができる。

この場合、上記二次検査によって書き換え後の車載プログラムの誤りが検出されたときに更新後の車載プログラムを更新前の車載プログラムに戻すため、誤った車載プログラムによる車両の制御の不具合を防止しつつ、更新前のレベルでの運転を継続することができる。

他の実施形態
（１）上記実施形態では、車両に設けられた通信領域及び通常制御領域が別々のコントローラ（通信、通常制御両コントローラ）２、３によって構成されているが、車両に設けられた一つのコントローラに両領域が設けられていてもよい。

（２）上記実施形態ではキースイッチ１３の操作に基づいて更新可否判定手段１２がプログラムの更新の可否を判定しているが、プログラムの更新の可否を判定する根拠はこれに限定されない。例えば、ショベルにおいてオペレータの乗降口に設置される乗降遮断レバーの操作（オペレータが退出したこと＝作業停止中であることを示す操作）や、専用のスイッチ、またはこれらを含む複数種類の操作の組み合わせを車載プログラムの更新の可否を判定するための根拠とすることもできる。

（３）上記実施形態では、検査手段１１において、予め数値化されたデータの合計値を照合するチェックサムを行う場合を例示したが、他の検査方式、たとえば巡回冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ＣＨＥＣＫ＝ＣＲＣ）を用いることもできる。

（４）通信コントローラ２と通常制御コントローラ３との間のデータの授受は、上記実施形態で挙げたＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信に限らず、フレックスレイ（Ｆｌｅｘ Ｒａｙ）等の他の通信方式、規格によって行うこともできる。

Ｎ 外部通信手段としての携帯電話通信網
１ サーバ
２ 通信コントローラ
３ 通常制御コントローラ
４ 更新プログラム送信手段
５ 受信データ保存手段
６ 更新プログラム転送手段
７ ＣＡＮ通信用の通信線
８ 通常制御処理手段
９ 更新プログラム転送要求手段
１０ 更新手段
１１ 検査手段
１２ 更新可否判定手段
１３ キースイッチ

Claims (8)

1. 車両に搭載された制御手段であって、
   （ｉ） 上記車両の外部に配置されたサーバから外部通信手段を介して送信された情報を受け取る通信領域と、車載プログラムに基づく上記車両の通常制御を行うとともに上記車両による作業が停止中であることを示す情報が入力される通常制御領域と、上記通信領域と上記通常制御領域とを通信可能に接続する内部通信手段と、上記通常制御領域に接続された乗降遮断レバーと、を備え、
   （ｉｉ） 上記通信領域は、上記受信した更新プログラムを保存するデータ保存手段と、上記データ保存手段に保存された更新プログラムを上記通常制御領域からの転送要求に応じて転送する更新プログラム転送手段とを備え、
   （ｉｉｉ） 上記通常制御領域は、上記作業が停止中であることを示す情報に基づいて予め設定されたプログラム更新条件が整ったときに更新可能と判定する更新可否判定手段と、上記更新可否判定手段において更新可能と判定されたときに上記通信領域に対し上記更新プログラムの転送を要求する転送要求手段と、上記通信領域から転送された更新プログラムにより車載プログラムを書き換えるプログラム更新手段とを有し、
   上記更新可否判定手段は、上記乗降遮断レバーにより作業停止中であることを示す操作が行われたときに更新可能と判定する、制御手段。
2. 請求項１に記載の制御手段であって、
   上記通信領域を有する通信コントローラと、
   上記通信コントローラとは別に設けられ、上記通常制御領域を有する通常制御コントローラとを備え、
   上記通信コントローラ及び上記通常制御コントローラを上記内部通信手段により結ぶことによって構成されている、制御手段。
3. 請求項２に記載の制御手段であって、
   上記通常制御コントローラは、上記通信コントローラから転送された上記更新プログラムの誤りの有無を検査する一次検査と、書き換え後の上記車載プログラムの誤りの有無を検査する二次検査とを行う検査手段を備えている、制御手段。
4. 請求項３に記載の制御手段であって、
   上記通常制御コントローラは、上記二次検査によって書き換え後の上記車載プログラムの誤りが検出されたときに上記車載プログラムを更新前の車載プログラムに戻す、制御手段。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の制御手段であって、
   上記更新可否判定手段は、上記車両に設けられたキースイッチが停止側に操作されたときに更新可能と判定する、制御手段。
6. 車載プログラムの書き換え装置であって、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の制御手段と、
   上記車両の外部に配置されたサーバと、
   上記通常制御領域に接続された、キースイッチを備えている、車載プログラムの書き換え装置。
7. 車載プログラムの書き換え方法であって、
   車両の外部から送信された情報を受け取る通信領域と、上記車両の通常制御を行うとともに上記車両による作業が停止中であることを示す情報が入力される通常制御領域と、上記通信領域と上記通常制御領域とを通信可能に接続する内部通信手段と、上記通常制御領域に接続された乗降遮断レバーと、を有するとともに上記車両に設けられた制御手段を準備し、
   上記車両の外部に設置されたサーバから外部通信手段を介して送信される更新プログラムを上記制御手段の通信領域に保存し、
   上記通常制御領域において上記作業が停止中であることを示す情報に基づいて予め設定されたプログラム更新条件が整ったときに更新可能と判断して上記通信領域に対し上記更新プログラムの転送を要求し、上記保存された更新プログラムを上記通信領域から上記通常制御領域に転送して当該更新プログラムにより車載プログラムを書き換えるものであり、
   上記乗降遮断レバーにより作業停止中であることを示す操作が行われたときに更新可能と判定する、車載プログラムの書き換え方法。
8. 請求項７に記載の車載プログラムの書き換え方法であって、
   上記制御手段を準備する際には、キースイッチが上記通常制御領域に接続された上記制御手段を準備する、車載プログラムの書き換え方法。

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