JP4689135B2 - 作業機械の機能変更システムおよび基地局 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は作業機械の機能変更システムおよび基地局に関する。特に、油圧ショベルのごとき建設用作業機械でフロントやアタッチメント等を交換した場合、作業機械の製造会社または作業機械に関連するその他の会社が作った基地局のセンタサーバから送られる情報によって、記憶部に記憶される制御プログラムやデータを書き換え、当該交換物に適した作業を行えるようにした作業機械の機能変更システムに関する。さらに多数の作業機械を管理する基地局に関する。
背景技術
従来の作業機械を開示する文献として特開平７−１６６５８２号公報と特開平６−２０１２７号公報がある。
特開平７−１６６５８２号公報は作業機械の保守システム（または管理システム）を開示する。この保守システムは、次の動作を行う構成を有している。作業機械に不具合が生じたとき、オペレータが遠隔地の管理部側に不具合を連絡すると、管理部側がオペレータに作業機械を駆動させることを指示する。作業機械が動作すると、通信回線を利用して当該動作で得られる作動状態データを管理部の受信手段で収集し、受信データ記憶部に格納する。格納された作動状態データは検討される。その検討の結果に応じて、管理部のデータ書換え手段によって、管理部側送受信手段と作業機械側送受信手段を介して作業機械の記憶部に格納された関連データを書き換える。さらに、管理部が運転指令手段を備えている場合には、オペレータの連絡内容に基づいて駆動指令手段により作業機械に必要な動作を行わせる。この動作に基づき、調整に必要な上記作動状態データを採取する。
特開平６−２０１２７号公報は建設機械の制御システムを開示する。当該制御システムは、建設機械に搭載された制御装置に対して、外部に複数のＩＣカードを用意している。これらのＩＣカードは、それぞれ、通常は使用しない検査プログラム、故障診断プログラムなどを格納している。各ＩＣカードは、必要に応じて、制御装置にセットされる。セットされたＩＣカードに格納されるプログラムは、制御装置のＣＰＵに読み込んで実行され、必要な機能が実現される。
上記従来の作業機械保守システムでは、作業機械に不具合が生じたとき、通信回線を利用して、作業機械の作動状態データを作業機械側から管理部側に送り、管理部で不具合を解析し、管理部から作業機械へ当該不具合を解消するデータを送り、作業機械の記憶部に格納されるデータを送信したデータで書き換える。従って、作業機械保守システムは、保守員を作業機械の現場に送らなくてもよく、効率的な保守を行えるという利点を有する。
他方、建設機械に装備された制御装置において、近年の制御の高度化、および多様なまたは多数の機能の実現化の観点で記憶部に格納されるプログラムの量が増大し、制御装置に内蔵される記憶部の大容量化が要請される。ところが、これらの機能の中に、例えば検査機能や故障診断機能のごとく常時必要とされないものも含まれている。
そこで上記従来の建設機械の制御システムでは、常時必要とされない機能をＩＣカードで別途に用意するようにした。これにより必要に応じてＩＣカードをセットしプログラムをインストールして使用し、記憶部の容量を小さくすることを可能にし、かつ多様な機能を実現している。
一方、最近では、油圧ショベルのごとき作業機械では、高性能コンピュータの搭載および高機能プログラムの格納による作業機械のインテリジェント化の進展、およびユーザでの自在な作業変更の要望に関連して、ＩＴ（情報技術）を活用することが検討されている。ＩＴは、ユーザの要望に十分に対応できる融通性の高度化、作業機械を製造するメーカや関連する会社においてデータの収集・転送による高機能作業機械の管理、個々の作業機械の故障診断や個別メンテナンス、ユーザへの高度なサービス提供および提案、を可能にすると予想されている。
かかる状況において、前述の２つの従来システムはいずれも十分に対応できるものではなく、ＩＴを活用したより高度なシステムの構築が望まれている。
特に油圧ショベルにおいて、例えばフロントやアタッチメントを交換し機能を変更して使用する場合、通信回線を経由した情報の送受を利用して、作業機械に設けられた記憶部に記憶される制御プログラムやデータを新たに装着されたフロント等に対応できるよう迅速に書き換え、当該交換物に適した作業を即座に行えることが望まれる。
さらに実際の油圧ショベルの使用状況では、システムのバージョンアップやパラメータの設定変更を行う必要がある。このような場合、従来では、サービス員が作業現場にあるショベルのところへＦＤを持って行き、１台ごとに書き換える必要があった。非常に手間がかかり、人件費も含めてコストがかかるものであった。
本発明の目的は、上記課題に鑑み、油圧ショベルのごとき建設用作業機械において例えばフロントやアタッチメント等を交換した場合に基地局のセンタサーバとの間で情報の送受を行って記憶部に記憶される制御プログラムやデータを書き換え、当該交換物に適した作業を行えるようにした作業機械の機能変更システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、油圧ショベル等において、バージョンアップのためのプログラムやデータの変更、その他、パラメータの設定の変更を手間をかけることなく簡単に行うことができ、多数の油圧ショベルの設定変更を同時に効率よく行うことができる作業機械の機能変更システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、遠隔の地にある作業現場に配置される多数の作業機械を管理し、これらの作業機械との間で個別にまたは一括して制御プログラムとデータの送受を行う基地局を提供することにある。
発明の開示
本発明に係る作業機械の機能変更システムおよび基地局は、上記目的を達成するために、次のように構成される。
作業機械の機能変更システムは作業機械と基地局とから構成されている。作業機械は、作業現場またはその近くに配置される油圧ショベル等の作業機械である。作業機械は、作業動作の制御に要する制御プログラムおよび／またはデータを記憶する書換え可能な記憶部と、この記憶部から制御プログラムおよび／またはデータを呼び出して作業動作を実行する制御部と、離れた場所に在る外部との通信を可能にする通信装置（第１通信装置）を備えている。基地局は、作業機械の通信装置との間の通信を可能する通信装置（第２通信装置）と、作業機械の号機を同定しかつ制御部との間で情報の送受を行うセンタサーバ（以下「管理サーバ」という）と、この管理サーバに管理されかつ作業機械の機種ごとの基本の制御プログラムおよびデータと、作業機械の動作のための制御プログラムおよびデータを記憶するデータベースとを備えている。
作業機械の制御部と基地局の管理サーバは、それぞれ、互いに、上記の各通信装置と通信回線を経由して双方向通信または単方向通信に基づき情報の送受を行えるように構成される。作業機械の一部が変更されるとき、変更内容が制御部に与えられると共に制御部によって基地局の管理サーバに送信される。管理サーバは、変更内容を受信すると、当該変更内容に対応する制御プログラムおよび／またはデータを作業機械の制御部に送信する。これに応じて作業機械の制御部は、制御プログラムおよび／またはデータを受信すると、記憶部の記憶内容を受信内容で書き換える。
上記の機能変更システムによれば、油圧ショベル等において、その一部を変更する場合、例えば作業機構実行部であるフロントやアタッチメント等を変更する場合に、当該変更内容を通信回線等を利用して基地局の管理サーバに通知すると、必要に応じて、管理サーバの側から、データベースに保存される変更内容に応じた制御プログラム、制御パラメータや定数等のデータを通信回線を利用して油圧ショベル等の側に返送する。油圧ショベル等の制御部は、管理サーバから返送された制御プログラム等を、記憶部において元の制御プログラム等と書き換える。こうして油圧ショベル等では、変更された新たな作業機構実行部に対応した制御プログラム等を装備することになり、即座に作業に取りかかることができる。
上記の構成において、好ましくは、基地局のデータベースには機種ごとに標準である基本的な制御プログラムとデータが記憶される。
さらに上記の各構成において、作業機械は各現場に多数の台数が配備され、基地局のデータベースには作業機械のすべての号機について号機ごとに標準である制御プログラムとデータが記憶される。
上記の構成において、作業機械の一部の変更について標準でないアタッチメントが付設されたときには、作業機械側から管理サーバ側にアタッチメントの寸法データが送信される。管理サーバは、本来的に演算部を備えて成り、寸法データを受信すると、演算部で当該寸法データを用いてパラメータデータを演算・作成し、このパラメータデータを作業機械の制御部に送信する。制御部は、パラメータデータを受信すると、記憶部の記憶内容を受信内容で書き換える。
上記の構成において、作業機械の一部の変更は、記憶部に記憶される制御プログラムの変更であり、好ましくは作業機械の電源がオフのときに行われる。すなわち作業機械の動作が停止した状態に行われる。時間帯として夜中が好ましい。 上記の各構成において、好ましくは、作業機械の制御部に変更内容を与えるとき入力手段としてテンキーが用いられる。テンキーを操作して入力を行うのは、現場のオペレータである。
他の本発明に係る作業機械の機能変更システムは、前述の最初の基本的構成で説明した同等の構成・機能を有する作業機械と基地局とから成る。作業機械の制御部と基地局の管理サーバは、それぞれ、互いに、各通信装置と通信回線を経由して双方向通信に基づき情報の送受を行えるように構成されている。管理サーバは、作業機械の記憶部に記憶される制御プログラムおよび／またはデータを変更する必要があるとき、変更すべき制御プログラムおよび／またはデータを作業機械の制御部に送信し、制御部は、制御プログラムおよび／またはデータを受信すると、記憶部の記憶内容を受信内容で書き換える。
上記において、作業機械の制御部と基地局の管理サーバの関係は、管理サーバから作業機械の制御部への単方向モードでの通信が行えるように構成することもできる。
さらに記憶内容の書換えは、確認信号を受けることを条件に行うことが好ましい。
本発明に係る基地局は、各作業現場に配置される多数の作業機械の作業能力を個別にまたは一括して管理するための基地局である。この基地局は、多数の作業機械の各々が備える通信装置との間で通信を行う通信装置と、多数の作業機械の各々の号機を同定し、かつ通信装置を介して作業機械の制御部との間で情報の送受を行うセンタサーバと、センタサーバに管理されかつ作業機械の機種ごとの基本の制御プログラムおよびデータ、作業機械の動作のための制御プログラムおよびデータを記憶するデータベースとを備える。
上記の基地局は代表的には作業機械のメーカによって構築される。
上記の構成において、データベースには機種ごとに標準である基本的な制御プログラムとデータが記憶される。さらにデータベースには多数の作業機械のすべての号機について号機ごとに標準である制御プログラムとデータが記憶される。
上記の構成において、センタサーバは、作業機械からの一部変更に係る信号の送信を受けて、変更部分に適合したパラメータデータを作成し、このパラメータデータを作業機械の制御部に送信することを特徴とする。
さらに上記の構成において、作業機械の作業能力に関する制御のバージョンアップまたはパラメータ変更のため、センタサーバから単方向の通信モードで作業機械の制御部に必要な制御プログラムとデータを送信することで特徴づけられる。
センターサーバからの前記作業機械の一部変更に係る制御プログラム・データの送信は、前記作業機械の電源がオフのときに行われることが好ましい。
発明を実施するための最良な形態
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
第１図は本発明に係る作業機械の機能変更システムの基礎となる全体システムの構成を概略的に示している。この実施形態では、作業機械として油圧ショベル１の例が示され、当該全体システムを構成する要素として油圧ショベル１を製造・販売するメーカ２、油圧ショベル１を使用するユーザ３が示されている。
上記の全体システムで、油圧ショベル１は作業現場またはその近くに配備されている。この油圧ショベル１に対してメーカ２やユーザ３は空間的または地理的に離れた位置に存在する。この全体システムにおいて、油圧ショベル１とメーカ２とユーザ３の間を接続するため、ＩＴ（情報技術）が活用され、インターネット網１１、社内ＬＡＮ１２、通信衛星１３ａを利用した通信回線１３が設けられている。油圧ショベル１においては、コンピュータによって構成された制御装置１４とアンテナ１５を含む通信装置が装備されている。この実施形態の構成では第２図に示すごとく通信装置は制御装置１４の中に含ませている。
メーカ２においては基地局１６が設けられ、この基地局１６には管理サーバ１７とデータベース１８が配置されている。管理サーバは、このシステムの中心に位置し、センタサーバとして機能する。作業現場に配置された油圧ショベル１の制御装置１４とメーカ２の基地局１６の間は、サービス担当者が用いるノートパソコン１９を利用したダウンロードおよび社内ＬＡＮ１２を経由して、あるいは、通信回線１３を経由して、定期的または不定期的に必要な情報（またはデータ）の送受を行えるように接続されている。油圧ショベル１で発生した情報はすべて基地局１６の管理サーバ１７に送信され、ここで処理、記憶される。油圧ショベル１から送信されてきた情報に対して、管理サーバ１７は必要に応じて情報を送信する。油圧ショベル１に関する作動状態または設定状態のデータはデータベース１８に記憶され、管理される。さらに管理サーバ１７から油圧ショベル１に対して単方向モードで適宜な時期に必要な情報を送信する。このような単方向モードでの通信は、例えばバージョンアップの設定、パラメータの設定変更のときに行われる。
メーカ２においては、社内ＬＡＮ１２を介して支店２０とつながっている。従って支店２０における営業担当者あるいはサービス担当者２０ａはそこに配置される入力端末２０ｂを用いて管理サーバ１７およびデータベース１８にアクセスすることができ、故障診断や品証情報について仕事上必要なデータを検索し、取り出して活用することができる。またメーカ２には社内ＬＡＮ１２に接続された社外向けサーバ２１が設けられている。この社外向けサーバ２１を利用しインターネット網１１を経由してユーザ３に対して必要な情報を掲示し、油圧ショベルの活用方法およびメンテナンスに関してさまざまな提案を行うことが可能となっている。なお、基地局１６の管理サーバ１７は、別に設けられたテストデータ（修理点検情報や部品交換情報）を格納するコンピュータ２２に接続されている。コンピュータ２２に格納されるデータも適宜に管理サーバ１７にダウンロードされ、そのデータベース１８に記憶される。
上記の構成において、メーカ２の代わりに、これに類似する会社が、管理サーバ１７とデータベース１８が設けられた基地局１６を運営することも可能である。かかる会社としては、ディーラ、レンタル会社、リース会社、中古機械販売・管理会社などが存在する。
第２図に上記油圧ショベル１の側面図を拡大して示す。油圧ショベル１は、油圧モータにより走行する下部走行体３１と、エンジンと油圧ポンプと油圧配管と電源バッテリと運転室３３等が設置されている上部旋回体３２と、ブーム３４とアーム３５とバケット３６からなるフロント機構部３７を備えている。バケット３６は作業実施機構部３８であり、ユーザにおいて作業に応じて自由に交換・変更される部分である。この油圧ショベル１では、例えば運転室３３の箇所に上記制御装置１４とアンテナ１５を備えている。制御装置１４は主コントローラ４１と通信装置４２から構成されている。
第３図は、多数の作業現場のそれぞれに配備された油圧ショベル１と基地局１６との関係を模式的に示す図である。各油圧ショベル１の制御装置１４は主コントローラ４１と通信装置４２とアンテナ１５を備えている。基地局１６には通信装置１６ａと管理サーバ１７とデータベース（ＤＢ）１８が備えられている。主コントローラ４１に対しては、必要に応じて、情報（変更または交換の内容）を主コントローラ４１に与えるためのテンキー４３が接続される。第３図において示された多数の油圧ショベル１の制御装置１４の各々と基地局１６の管理サーバ１７との間では、通信衛星１３ａによる通信回線が形成され、情報の送受信が行われる。
次に、第４図を参照して主コントローラ４１と通信装置４２の内部構成、およびそれらの周辺部分の構成を説明する。
主コントローラ４１は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）４０１、メモリ４０２、入力インターフェース４０３、出力インターフェース４０４、入出力インターフェース４０５を備えている。メモリ４０２には、各種の作業動作のための複数の制御プログラム４０６と、作業動作の制御に必要なデータ（制御パラメータと定数等）４０７が記憶されている。入力インターフェース４０３には、運転室３３に設けられた運転操作盤上の入力部４４、油圧ショベル１の油圧系または電気系等の各部に設けられた複数のセンサ４５から出力される信号が入力される。また入力インターフェース４０３は接続端子４０８を有し、この接続端子４０８には前述のテンキー４３が必要に応じて自在に接続される。入出力インターフェース４０５を介して上記通信装置４２に接続される。通信装置４２は通信コントローラ４０９と送受信部４１０を含んでいる。出力インターフェース４０４を介して駆動・制御系４６が接続される。ＣＰＵ４０１は、駆動・制御系４６に対してその動作を指示する指令値または設定値を与える。これらの指令値または設定値に基づいて駆動・制御系４６の動作が制御され、フロント機構部３７の先部に設けられたバケット３６等の上記作業実施機構部３８に作業のために必要な動作を行わせる。作業実施機構部３８としては、バケットの他に、ブレーカ、幅広バケットなどがある。作業実施機構部３８は必要とされる作業に応じてフロント機構部３７に対して自在に取り付け・取り外しされ、アタッチメント部品として使用される。作業実施機構部３８は、通常、機種ごとに標準アタッチメントとしてメーカによって用意されている。また作業実施機構部３８には、ユーザの事情に応じメーカにとって非標準品である部品が取り付けられて使用される場合もある。以上のように、油圧ショベル１の作業実施機構部３８は変更が許容される箇所である。なお、作業内容によってはアーム３５を長さの長いロングアームに付け換える場合もある。
メモリ４０２に記憶される制御プログラム４０６の例としては、油圧ショベル１の機種に応じて、例えば干渉防止制御のためのプログラム、領域制限制御を行うためのプログラム、作業機械の姿勢制御のためのプログラム、油圧ポンプの動作特性（ポンプ最大流量）を制御するためのプログラムなどがある。なお、これらのプログラムは、油圧ショベル１に装備されるフロント機構部３７、作業実施機構部３８に応じて、その内容が一部異なる。また、メモリ４０２に記憶されるデータ４０７の例としては、フロント機構部３７の各種寸法、干渉防止領域、あるいは、制御ゲイン、ポンプ最大傾転角、エンジン回転数のパラメータがある。
次に、前述の構成に基づいて第５図と第６図を参照して油圧ショベル（作業機械）の機能変更システムの一実施形態を説明する。
第５図は、油圧ショベル１と基地局１６の間で行われる情報の送受信の関係と、管理サーバ１７での処理内容およびデータベース１８で記憶されるデータの構造を示す。第６図は、油圧ショベル１側と基地局１６側での各動作のフローチャートと、フローチャート間での通信回線１３を利用した情報の送受関係を示す。
第５図を説明する。油圧ショベル１において、作業現場で、ユーザの事情に応じてアタッチメントすなわち作業実施機構部３８の変更が行われる。この例では、通常のバケットからブレーカへの変更が行われる。この変更の内容は、油圧ショベル１のオペレータがテンキー４３を主コントローラ４１に接続し、テンキー４３を操作することによって入力される。ＣＰＵ４０１は変更内容の入力を受けて、入出力インターフェース４０５および通信装置４２を経由して、双方向の通信回線１３を利用して当該変更内容を基地局１６の側へ送信する。基地局１６のデータベース１８には、予め少なくとも、機種ごとの基本的な制御プログラムとデータ（Ａ）、アタッチメントごとの制御プログラムとデータ（Ｂ）、号機ごとの最新の設定状態（Ｃ）、バージョンごとの制御プログラムとデータ（Ｄ）が記録され、管理されている。データベース１８で記憶されるデータには一定の関連性を有するごとく構造が付与されている。管理サーバ１７は、油圧ショベル１側から変更内容の情報を受信すると、次の処理を行う。最初に変更内容を送信してきた油圧ショベルの号機を同定する（▲１▼）。次に変更内容を確認する（▲２▼）。変更内容を確認した後、データベース１８に対して、新たに付加されたブレーカに対応する制御プログラムとデータを検索する（▲３▼）。ブレーカに対応する制御プログラムおよび／またはデータ（存在すれば両方とも）をデータベース１８から取り出す（▲４▼）。ブレーカに対応する制御プログラム／データを、油圧ショベル１側へ返送すべく、通信回線１３を経由して送信する（▲５▼）。油圧ショベル１の主コントローラ４１は、基地局１６から送信された制御プログラム／データを受信すると、メモリ４０２の内容をブレーカに用いられる内容に書き換える。一方、基地局１６の管理サーバ１７では、油圧ショベル１についてデータベース１８におけるその設定状態の管理情報を更新する（▲６▼）。
次に第６図を説明する。第６図に示したプロセスは、第５図に示したプロセスをフローチャートという形式で表現したものである。まず最初の動作は油圧ショベル１の側で開始される。オペレータによってテンキー４３が操作され、ブレーカへの変更について変更内容が入力される（ステップＳ１１）。入力された変更内容は通信回線１３を経由して基地局１６へ送信される（ステップＳ１２）。基地局１６では、常に受信があるか否かが判断されている（ステップＳ２１）。油圧ショベル１からの送信を受けると、「受信有り」と判断し、変更内容を読み込む（ステップＳ２２）。次に変更内容に応じた制御プログラムおよび／またはデータのデータベース１８からの取出しが行われる（ステップＳ２３）。取り出した制御プログラムおよび／またはデータを通信回線１３を経由して油圧ショベル１の側へ送信する（ステップＳ２４）。その後に、基地局１６の側ではデータベース１８における設定状態管理情報を更新する（ステップＳ２５）。他方、油圧ショベル１の側では、上記ステップＳ１２の後、基地局１６からの受信があるか否かを継続して判断している（ステップＳ１３）。基地局から送信が行われ、その受信があると判断されると、ステップＳ１４が実行される。ステップＳ１４では、基地局１６の側から送られてきた制御プログラムおよび／またはデータ（ポンプ最大傾転角、エンジン回転数等）を入力し、メモリ４０２の記憶内容を書き換える。
以上の機能変更プロセスによれば、フロント機構部３７の先端に設けられるアタッチメント（作業実施機構部３８）をバケット３６から標準のブレーカに交換した場合において、基地局１６との間で、通信衛星１３ａなどの通信回線１３による双方向通信を利用して、交換されたブレーカに対応する制御プログラム／データを主コントローラ４１のメモリ４０２に用意することができるので、ユーザ側の作業の事情に応じて高い融通性をもって油圧ショベル１の機能を即座に変更し、その作業能力を高めることができる。また油圧ショベル１の作動に関する設定状態の情報は、基地局１６の管理サーバ１７が変更内容の送信を受け、必要な返送を行うたびにデータベース１８の内容を更新することにより管理される。
本実施形態では、ブレーカの設定をテンキー４３で行ったが、ブレーカにメモリ機能を有するタグを設置し、このタグをコントローラ４１に接続して自動的に設定を行うようにしてもよい。またバーコードあるいはＩＣカード等を用いてもよい。
次に第７図に示されたフローチャートを参照して他の機能変更プロセスの実施形態を説明する。この機能変更プロセスでは、油圧ショベル１の作業実施機構部３８についてバケット３６を非標準品に変更する。このフローチャートでも、第６図に示されたフローチャートと同様に油圧ショベル１側の動作と基地局１６側の動作が示されている。第７図において、最初に油圧ショベル１の側で、オペレータによってテンキー４３が操作され、非標準品への変更について変更内容である寸法データが入力される（ステップＳ３１）。入力された寸法データは通信回線１３を経由して基地局１６へ送信される（ステップＳ３２）。基地局１６では、常に受信があるか否かが判断されている（ステップＳ４１）。油圧ショベル１からの送信を受けると、受信有りと判断し、寸法データを読み込む（ステップＳ４２）。次に寸法データに応じた制御パラメータの演算が行われる（ステップＳ４３）。算出した制御パラメータは通信回線１３を経由して油圧ショベル１の側へ送信される（ステップＳ４４）。その後、基地局１６の側ではデータベース１８における設定状態管理情報を更新する（ステップＳ４５）。他方、油圧ショベル１の側では、上記ステップＳ３２の後、基地局１６からの受信があるか否かを継続して判断している（ステップＳ３３）。基地局から送信が行われ、その受信があると判断されると、ステップＳ３４が実行される。ステップＳ３４では、基地局１６の側から送られてきた制御パラメータを入力し、メモリ４０２の記憶内容を書き換える。
以上の機能変更プロセスによれば、フロント機構部３７の先端に設けられるアタッチメント（作業実施機構部３８）をバケット３６から非標準アタッチメントに交換した場合において、基地局１６との間で、通信衛星などの通信回線１３による双方向通信を利用して、交換された非標準アタッチメントに対応する制御パラメータを主コントローラ４１のメモリ４０２に用意することができるので、ユーザ側の作業の事情に応じて高い融通性をもって油圧ショベル１の機能を即座に変更し、その作業能力を高めることができる。また油圧ショベル１の作動に関する設定状態の情報は、基地局１６の管理サーバ１７が変更内容の送信を受け、必要な返送を行うたびにデータベース１８の内容を更新することにより管理される。
次に第８図に示されたフローチャートを参照して他の機能変更プロセスの実施形態を説明する。この機能変更プロセスでは、基地局１６の側から油圧ショベル１に対する積極的な動作に基づき油圧ショベル１のメモリ４０２に記憶される制御プログラム４０６を変更し、油圧ショベル１の機能を変更するように構成されている。基地局１６から油圧ショベル１への単方向モードでの機能変更のための通信である。制御プログラムの例としては、例えば油圧システム制御あるいは油圧ショベル１の姿勢制御などがある。当該機能変更プロセスは、専ら制御のバージョンアップや新たなパラメータ設定のときに行われる。この機能変更のプロセスは油圧ショベル１の動作がオフされた場合に実行される。このような場合としては、例えば、運転オペレータが油圧ショベルの近くにいる昼間、あるいは作業が全く行われない夜中である。
第８図において、ステップＳ５１は、油圧ショベル１の側で通常の制御が実行されていることを意味している。次の段階で、電源投入のキーがオフされたか否かが常時判断される（ステップＳ５２）。判断ステップＳ５２において、キーがオフされたと判断されると、キーオフの状態が通信回線１３を経由して基地局１６へ送信される（ステップＳ５３）。基地局１６では判断ステップＳ６１において油圧ショベル１でキーオフが生じたか否かを常時判断している。判断ステップＳ６１でキーオフしたと判断されると、次の判断ステップＳ６２で、データベース１８におけるバージョンに関する設定状態管理情報を読み込み、制御プログラムについてバージョンアップが必要か否かが判断される。制御プログラムのバージョンアップが必要でないときには、終了信号を通信回線１３を経由して送信する（ステップＳ６３）。油圧ショベル１で終了信号を受信すると、判断ステップＳ５４でこれを判断し、終了状態にさせる。判断ステップＳ５４で終了でないと判断された場合には、待機状態を保持する。基地局１６の判断ステップＳ６２で、データベース１８との間で検索調査を行ってバージョンアップの必要があると判断された場合には、更新する制御プログラムを油圧ショベル１の側へ通信回線１３を経由して送信する（ステップＳ６４）。他方、油圧ショベル１の主コントローラ４１では、基地局１６から送られてきたバージョンアップされた制御プログラムを受信し、メモリ４０２の制御プログラム４０６の内容を書き換える（ステップＳ５５）。そして終了送信を通信回線１３を経由して基地局１６に対して行う（ステップＳ５６）。基地局１６の管理サーバ１７は終了送信を受けると、その後、基地局１６では、データベース１８におけるバージョンに関する設定状態管理情報を書き換える（ステップＳ６５）。
以上の機能変更のプロセスによれば、制御プログラムのバージョンアップが必要な場合には基地局側でこれを判断し、油圧ショベル１のキーがオフされたことを条件にして、通信回線１３を利用して油圧ショベル１のメモリに記憶される制御プログラムを書き換える。実際の構成として、油圧ショベル１の側では基地局から送信信号を受信すると、油圧ショベル１の運転室に設けられた操作盤におけるランプを点滅させて運転オペレータにこれを知らせ、オペレータがスイッチを押すと制御プログラムが変更されるように構成される。なお夜中にバージョンアップを行うときには、油圧ショベル１のキーオフの条件と、夜中の時間帯であることを確認する時計の時刻通知が条件となる。また夜中の場合には、運転オペレータが不在の場合も多い。このような場合にはその後の油圧ショベルの作業開始の前に運転オペレータに対してプログラム変更を知らせる手段を設けるようにする。
上記のごとき基地局側から油圧ショベルへの単方向モードでのバージョンアップのための制御プログラムの書換えは、従来のごとくサービス員がＦＤを持って現地に行き、油圧ショベル一台ごと書き換える必要がなく、手間がかからないという利点を有している。
またサービス員は多数の機械を管理しなくてはならず、バージョンアップを忘れてしまう号機が発生することも防ぐことができる。
以上の実施形態の説明では、機能変更システムを油圧ショベルに適応した例を説明したが、作業機械は油圧ショベルに限定されない。また作業実施機構部（アタッチメント）を変更した場合において、主コントローラに用意される制御プログラムおよび／またはデータを変更内容に応じて即座にかつ自在に変えることができ、その自由度は極めて高いものである。
以上の説明で明らかなように本発明によれば、油圧ショベルのごとき建設用作業機械において、例えばアタッチメントを交換した場合に、通信回線を利用して基地局の管理サーバとの間で情報の送受を行って記憶部に記憶される制御プログラムやデータを書き換え、当該交換物に適した作業を行うことができ、作業機械の性能を向上し、融通性を高めることができる。
産業上の利用可能性
油圧ショベル等で、例えばフロントやアタッチメントを交換したときに基地局のセンタサーバとの間で情報の送受を行って油圧ショベルの制御部の記憶部に記憶される制御プログラムやデータを書き換え、交換されたフロント等に適した作業を行えるようにする。バージョンアップのプログラムやデータの変更、パラメータの設定の変更を手間をかけることなく簡単に行う。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る作業機械の機能変更システムが適用される全体のシステム構成を示す図であり、
第２図は、本発明に係る機能変更システムが装備される作業機械の一例として油圧ショベルを示す側面図であり、
第３図は、本発明に係る機能変更システムの要部構成を概略的に示すシステム構成図であり、
第４図は、本発明に係る機能変更システムを実現する主コントローラ等の内部構成および周辺関連部の構成を示すブロック構成図であり、
第５図は、本発明に係る機能変更システムでの基地局の管理サーバとデータベースの内部構成を示す図であり、
第６図は、本発明に係る機能変更システムによる機能変更プロセスの第１の例を示すフローチャートであり、
第７図は、本発明に係る機能変更システムによる機能変更プロセスの第２の例を示すフローチャートであり、
第８図は、本発明に係る機能変更システムによる機能変更プロセスの第３の例を示すフローチャートである。

Claims (11)

1. 作業現場に配置され、作業動作の制御に要する制御プログラムおよび／またはデータを記憶する書換え可能な記憶部と、この記憶部から少なくとも前記制御プログラムを呼び出して前記作業動作を実行する制御部と、第１通信装置とを備える作業機械と、
   第２通信装置と、作業機械の号機を同定しかつ前記制御部との間で情報の送受を行うセンタサーバと、このセンタサーバに管理されかつ作業機械の機種ごとの基本の制御プログラムおよびデータ、作業機械の動作のための制御プログラムおよびデータを記憶するデータベースとを備える基地局とからなり、
   前記作業機械の前記制御部と前記基地局の前記センタサーバとの間で、前記第１と第２の通信装置と通信回線を用いて情報の送受を行い、
   前記作業機械の作業実施機構部として標準でないアタッチメントが付設されたとき、前記作業機械に設けられた入力手段により前記作業機械側で前記アタッチメントの寸法データが入力されて前記制御部に与えられ、さらに前記制御部によって前記寸法データが前記作業機械側から前記基地局の前記センタサーバに送信され、
   前記センタサーバは、演算部を備え、前記寸法データを受信したことを条件にして、前記演算部で当該寸法データに対応する制御パラメータのデータを演算し、この制御パラメータのデータを前記作業機械の前記制御部に送信すると共に、前記データベースにおける設定状態管理情報を更新し、
   前記作業機械の前記制御部は、前記制御パラメータのデータを受信すると、前記記憶部の記憶内容を受信内容で書き換える、
   ことを特徴とする作業機械の機能変更システム。
2. 前記基地局の前記データベースには機種ごとに標準である基本的な制御プログラムとデータが記憶されることを特徴とする請求項１記載の作業機械の機能変更システム。
3. 前記作業機械は各現場に多数の台数が配備され、前記基地局の前記データベースには前記作業機械のすべての号機について号機ごとに標準である制御プログラムとデータが記憶されることを特徴とする請求項１または２記載の作業機械の機能変更システム。
4. 前記作業機械における標準でないアタッチメントの付設に係る変更は、前記記憶部に記憶される制御プログラムの変更を含み、前記作業機械が非稼動時に行われることを特徴とする請求項１記載の作業機械の機能変更システム。
5. 前記作業機械の前記制御部に前記アタッチメントの前記寸法データを与えるとき前記入力手段としてテンキーが用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機械の機能変更システム。
6. 作業現場に配置され、作業動作の制御に要する制御プログラムおよび／またはデータを記憶する書換え可能な記憶部と、この記憶部から少なくとも前記制御プログラムを呼び出して前記作業動作を実行する制御部と、第１通信装置とを備える作業機械と、
   第２通信装置と、作業機械の号機を同定しかつ前記制御部との間で情報の送受を行うセンタサーバと、このセンタサーバに管理されかつ作業機械の機種ごとの基本の制御プログラムおよびデータ、作業機械の動作のための制御プログラムおよびデータを記憶するデータベースとを備える基地局とからなり、
   前記作業機械の前記制御部と前記基地局の前記センタサーバは、それぞれ、互いに、前記の第１と第２の通信装置と通信回線を経由して双方向通信に基づき情報の送受を行えるように構成され、
   前記作業機械の作業動作が終了して電源のキーがオフされたとき、キーオフ信号が前記制御部によって前記基地局の前記センタサーバに送信され、
   前記センタサーバは、前記作業機械から送信されたキーオフ信号を受信したことを条件にして、バージョンアップのために前記作業機械の前記記憶部に記憶される制御プログラムおよび／またはデータを変更する必要があると判定したときには、変更すべき制御プログラムおよび／またはデータを前記作業機械の前記制御部に送信し、
   前記制御部は、前記制御プログラムおよび／またはデータを受信すると、前記記憶部の記憶内容を受信内容で書き換えると共に、この書換え終了後に前記センターサーバにおける前記バージョンアップの判定に使用される設定状態管理情報の書換えのための終了信号を前記基地局に送信する、
   ことを特徴とする作業機械の機能変更システム。
7. 各作業現場に配置される多数の作業機械の作業能力を個別にまたは一括して管理するための基地局であり、
   前記多数の作業機械の各々が備える通信装置との間で通信を行う通信装置と、
   前記多数の作業機械の各々の号機を同定し、かつ前記通信装置を介して前記作業機械の制御部との間で情報の送受を行うセンタサーバと、
   前記センタサーバに管理されかつ前記作業機械の機種ごとの基本の制御プログラムおよびデータ、前記作業機械の動作のための制御プログラムおよびデータを記憶するデータベースとを備え、
   前記センタサーバは、演算部を有し、前記作業機械から送信される作業実施機構部の変更に係る信号の送信を受けることを条件にして、前記演算部によって前記信号に含まれるデータを用いて変更部分に適合した制御パラメータデータを演算し、この制御パラメータデータを前記作業機械の前記制御部に送信することを特徴とする基地局。
8. 前記データベースには機種ごとに標準である基本的な制御プログラムとデータが記憶されることを特徴とする請求項７記載の基地局。
9. 前記データベースには前記多数の作業機械のすべての号機について号機ごとに標準である制御プログラムとデータが記憶されることを特徴とする請求項７記載の基地局。
10. 前記センタサーバからの前記作業機械の前記作業実施機構部の変更に係る制御プログラム・データの送信は、前記作業機械が非稼動時に行われることを特徴とする請求項７記載の基地局。
11. 前記センタサーバは、号機ごとに制御プログラムの設定状態を管理するデータベースを有することを特徴とする請求項７記載の基地局。

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