(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基幹ネットワークに接続される基本ハードウェア、および前記基幹ネットワークと異なる通信規格を備える拡張ネットワークに接続される拡張ハードウェアを備えたコントローラで構成される電子制御装置であって、
前記基本ハードウェアは、
前記基幹ネットワークを介してデータを送受信するための信号変換を行う第一の通信処理部と、
前記基本ハードウェアに接続され、前記コントローラにて入出力制御される第一の入出力デバイス、と情報伝達を行う第一の入出力処理部と、
前記拡張ハードウェアと接続するための第一の拡張コネクタと、
前記第一の通信処理部と、前記第一の入出力処理部と、前記第一の拡張コネクタに接続され、さらに、前記第一の拡張コネクタとの間に第一の伝送路を備え、前記第一の伝送路を通じて前記第一の拡張コネクタと接続され、各接続先の制御処理を実行する第一の演算部と、を有し、
前記拡張ハードウェアは、
前記拡張ネットワークを介してデータを送受信するための信号変換を行う第二の通信処理部と、
前記第一の拡張コネクタと接続するための第二の拡張コネクタと、
前記第二の拡張コネクタとの間に第二の伝送路を備え、前記第二の伝送路を通じて前記第二の拡張コネクタと接続されるデータバッファと、
前記第二の通信処理部と接続され、さらに、前記データバッファとの間に第三の伝送路を備え、前記第三の伝送路を通じて前記データバッファと接続され、各接続先の制御処理を実行する第二の演算部と、を有し、
前記第一の演算部は、前記拡張ハードウェアが接続されたことを認識すると、前記データバッファに格納されるデータのうち、前記第一の入出力デバイスの制御情報である制御データ、前記コントローラの設定情報やアラーム情報であるサービスデータ、および前記第一の入出力デバイスの稼働情報やコントローラの稼働情報である保守データの取得の優先度を設定する
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記拡張ハードウェアは、更に、機能拡張のために接続され、拡張コントローラにて入出力制御される第二の入出力デバイス、と情報伝達を行う第二の入出力処理部を有する
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記第一の演算部は、前記基幹ネットワークを通じて、前記制御データ、前記サービスデータ、および前記保守データの取得の優先度を設定し、
前記第二の演算部は、前記第二の通信処理部を通じて前記拡張ネットワークの通信データを前記データバッファに転送することで、前記拡張ネットワークを通じて、前記制御データ、前記サービスデータ、および前記保守データとの取得の優先度を設定する
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子制御装置において、
前記基本ハードウェアは、更に、前記基幹ネットワークを接続するための第一の通信コネクタと、前記第一の入出力デバイスを接続するための第一の入出力コネクタとを有し、
前記拡張ハードウェアは、更に、前記拡張ネットワークを接続するための第二の通信コネクタと、拡張コントローラにて入出力制御される第二の入出力デバイスを接続するための第二の入出力コネクタとを有し、
前記コントローラは、前記基本ハードウェアと、前記拡張ハードウェアとを筐体内に同梱し、
前記筐体は、前記第一の通信コネクタおよび前記第一の入出力コネクタに外部からケーブルを接続するための第一のコネクタ口と、前記第二の通信コネクタおよび前記第二の入出力コネクタに外部からケーブルを接続するための第二のコネクタ口を有し、
前記第一のコネクタ口と前記第二のコネクタ口は、前記筐体の異なる面に形成される
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項５】
請求項２に記載の電子制御装置において、
建設機械に適用され、
前記基本ハードウェアの前記第一の入出力処理部に、前記第一の入出力デバイスとして前記建設機械の油圧回路を制御する油圧制御部の電子制御デバイスが接続され、
前記拡張ハードウェアの前記第二の入出力処理部に、前記第二の入出力デバイスとして前記建設機械の内界センサが接続され、
前記拡張ネットワークに、前記建設機械の外界センサを制御するコントローラが接続され、
前記建設機械を自動あるいは半自動で制御する
ことを特徴とする電子制御装置。
【請求項６】
請求項２に記載の電子制御装置において、
建設機械に適用され、
前記基本ハードウェアの前記第一の入出力処理部に、前記第一の入出力デバイスとして前記建設機械の油圧回路を制御する油圧制御部の電子制御デバイスが接続され、
前記拡張ハードウェアの第二の入出力処理部に、前記第二の入出力デバイスとして無線通信を行うための信号変換を行う無線デバイスが接続され、
前記拡張ネットワークに、前記建設機械の外界センサが接続され、
前記外界センサと授受される外界情報および前記電子制御デバイスと授受される制御情報を前記無線デバイスを介して通信することで前記建設機械の遠隔操作を可能とする
ことを特徴とする電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械等の車体の内部に搭載される電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多様なシステム構成に柔軟に対応させることを可能とする通信装置を通信線へ接続する通信コネクタ、通信コネクタを含む通信ハーネス、及び通信コネクタを含む通信システムを提供することを目的として、特許文献１には、通信コネクタは、通信線と接続される接続部と、この接続部と内部で接続されおり、所定のプロトコルを解釈して通信を制御するネットワークコントローラと、通信線の物理層における送受信を実現するトランシーバとを内蔵する発明が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４４５６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、建設機械では、作業精度・効率向上を目的として、情報化施工等の高度な施工を実現するために搭載している電子制御装置の高機能化が要求されている。その一方で、新興国向けの廉価機の需要も高く、そのために電子制御装置の低コスト化が求められている。このように市場要求が二局化しているため、建設機械に搭載される電子制御装置では、これらの２つの相反する要求に対応する必要がある。
【０００５】
また、建設機械は保守期間が長く、機械の世代交代に比べて電子制御デバイスの性能向上のサイクルが短い。このため、将来規格の電子制御デバイスを搭載する電子制御装置の性能向上や機能拡張は機械の世代交代と関係なく頻繁に必要となる。このため、建設機械の電子制御装置では性能向上や機能拡張を行う際に多くの設計工数がかかる。
【０００６】
さらに、建設機械は自動車等に比べて多品種生産であり、電子制御装置のバリエーションも多い。このため、建設機械向けの電子制御装置では性能向上や機能拡張を行う際にさらに多くの設計工数が必要となる。
【０００７】
そのため、建設機械用の電子制御装置では、標準機能を実現するコントローラと将来規格の電子デバイスを搭載した高度な機能を実現するコントローラとの間で高い互換性・親和性を確保して、性能向上と機能拡張に必要な工数を低減することが望まれている。
【０００８】
電子制御装置の機能の拡張を考慮したコントローラとして、標準機能を搭載したハードウェアに、拡張機能を搭載したハードウェアを追加する技術が知られている。このような技術の一例として、上述した特許文献１に記載されたような技術がある。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、コントローラを機能拡張した際に発生する工数について考慮がなされていない。また、現行規格の電子制御デバイスの性能を上回る将来規格の電子制御デバイスの拡張について考慮がなされていない。さらに、建設機械などに電子制御装置を適用する際のシステムの構成方法について考慮がなされていない、という問題がある。
【００１０】
このような特許文献１に記載の技術では、建設機械に搭載される電子制御装置に求められる高機能化と廉価版への対応、頻繁な世代交代への対応、多品種生産への対応が困難であり、スムーズな性能向上・機能拡張を行うことができない憾みがある。
【００１１】
本発明は、建設機械等の車体の内部に搭載される電子制御装置において、性能向上と機能拡張を容易に実現することができる、特に建設機械に有望な電子制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【００１３】
本発明は、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、基幹ネットワークに接続される基本ハードウェア、および前記基幹ネットワークと異なる通信規格を備える拡張ネットワークに接続される拡張ハードウェアを備えたコントローラで構成される電子制御装置であって、前記基本ハードウェアは、前記基幹ネットワークを介してデータを送受信するための信号変換を行う第一の通信処理部と、前記基本ハードウェアに接続され、前記コントローラにて入出力制御される第一の入出力デバイス、と情報伝達を行う第一の入出力処理部と、前記拡張ハードウェアと接続するための第一の拡張コネクタと、前記第一の通信処理部と、前記第一の入出力処理部と、前記第一の拡張コネクタに接続され、さらに、前記第一の拡張コネクタとの間に第一の伝送路を備え、前記第一の伝送路を通じて前記第一の拡張コネクタと接続され、各接続先の制御処理を実行する第一の演算部と、を有し、前記拡張ハードウェアは、前記拡張ネットワークを介してデータを送受信するための信号変換を行う第二の通信処理部と、前記第一の拡張コネクタと接続するための第二の拡張コネクタと、前記第二の拡張コネクタとの間に第二の伝送路を備え、前記第二の伝送路を通じて前記第二の拡張コネクタと接続されるデータバッファと、前記第二の通信処理部と接続され、さらに、前記データバッファとの間に第三の伝送路を備え、前記第三の伝送路を通じて前記データバッファと接続され、各接続先の制御処理を実行する第二の演算部と、を有し、前記第一の演算部は、前記拡張ハードウェアが接続されたことを認識すると、前記データバッファに格納されるデータのうち、前記第一の入出力デバイスの制御情報である制御データ、前記コントローラの設定情報やアラーム情報であるサービスデータ、および前記第一の入出力デバイスの稼働情報やコントローラの稼働情報である保守データの取得の優先度を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、性能向上と機能拡張を容易に実現することができる、特に建設機械に有望な電子制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１に係る電子制御装置の構成図である。
【図２】実施例１に係る電子制御装置の演算部の構成を示す図である。
【図３】実施例１に係る電子制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例１に係る電子制御装置のハードウェアの物理構成を示す図である。
【図５】実施例１に係る電子制御装置の筐体を示す図である。
【図６】実施例１に係る電子制御装置におけるシステム設計方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】実施例１に係る電子制御装置を建設機械の施工制御に適用した際のシステム構成のうち、標準機の概略を示す図である。
【図７Ｂ】実施例１に係る電子制御装置を建設機械の施工制御に適用した際のシステム構成のうち、高機能機の概略を示す図である。
【図７Ｃ】実施例１に係る電子制御装置を建設機械の施工制御に適用した際のシステム構成のうち、超高機能機の概略を示す図である。
【図８Ａ】実施例１に係る電子制振装置の車載モニタを示す図である。
【図８Ｂ】実施例１に係る電子制振装置において、外部ツールから出力される表示画面を示す図である。
【図９】実施例２に係る電子制御装置の構成を示す図である。
【図１０】実施例３に係る電子制御装置の構成を示す図である。
【図１１】実施例４に係る電子制御装置を建設機械に適用した際のシステム構成の概略を示す図である。
【図１２】実施例５に係る電子制御装置を建設機械に適用した際のシステム構成の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の電子制御装置の実施例を、図面を用いて説明する。
【００１７】
＜実施例１＞  
本発明の電子制御装置の実施例１を、図１乃至図８Ｂを用いて説明する。なお、図１乃至図８Ｂにおいては、電子制御装置を搭載する車両として油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて説明する。図１は、本実施例に係る電子制振装置の構成図である。
【００１８】
図１において、本実施例の電子制御装置は、コントローラ１０を備え、コントローラ１０は、基本ハードウェア１１と、拡張ハードウェア１２とで構成されている。コントローラ１０は、他のコントローラ（図示せず）とＣＡＮなどの基幹ネットワーク２０で接続されることでシステムを構成する。
【００１９】
基本ハードウェア１１は、第一の通信処理部１１１と、第一の入出力処理部１１２と、第一の拡張コネクタ１１４Ａと、第一の伝送路１１３Ａと、第一の演算部１１０とを備える。
【００２０】
第一の通信処理部１１１は、基幹ネットワーク２０と接続されており、この基幹ネットワーク２０を介して他のコントローラとデータを送受信するための信号変換を行う。第一の入出力処理部１１２は、センサ、アクチュエータ等の駆動用機器や、スイッチ、モニタ等のヒューマンインタフェース用機器などの第一の入出力デバイスが接続され、この第一の入出力デバイスとの情報伝達を行う。第一の拡張コネクタ１１４Ａは、拡張ハードウェア１２と接続するためのコネクタである。第一の演算部１１０は、制御処理を実行するための演算部であり、第一の通信処理部１１１、第一の入出力処理部１１２に接続されている。この第一の演算部１１０は、第一の伝送路１１３Ａを介して第一の拡張コネクタ１１４Ａとも接続されている。
【００２１】
拡張ハードウェア１２は、第二の通信処理部１２１と、第二の入出力処理部１２４と、第二の拡張コネクタ１１４Ｂと、データバッファ１２２と、第二の通信処理部１２１と、第二の伝送路１１３Ｂと、第三の伝送路１２３と、第二の演算部１２０とを備える。
【００２２】
第二の通信処理部１２１は、基幹ネットワーク２０と異なる信号規格、プロトコルを備え、将来通信規格などに対応した拡張ネットワーク４０と接続される部分であり、拡張ネットワーク４０に接続される拡張コントローラ３０、あるいは拡張コントローラ３０に接続された入出力デバイスとデータを送受信するための信号変換を行う。第二の入出力処理部１２４は、基本ハードウェア１１の機能を拡張するために基本ハードウェア１１に接続される入出力デバイスとは異なる第二の入出力デバイスや、将来規格などに対応した第二の入出力デバイスが接続され、これら第二の入出力デバイスとの情報伝達を行う。第二の拡張コネクタ１１４Ｂは、基本ハードウェア１１と接続するためのコネクタである。データバッファ１２２は、第二の伝送路１１３Ｂを介して第二の拡張コネクタ１１４Ｂと接続され、また第三の伝送路１２３を介して第二の演算部１２０と接続される。第二の演算部１２０は、制御処理を実行するための演算部であり、第二の通信処理部１２１、第二の入出力処理部１２４、データバッファ１２２とに接続されている。
【００２３】
基本ハードウェア１１に設けられた第一の伝送路１１３Ａや拡張ハードウェア１２に設けられた第二の伝送路１１３Ｂは、拡張コネクタ１１４Ａ，１１４Ｂの先に接続される拡張ハードウェア１２が備える第二の通信処理部１２１や第二の入出力処理部１２４や拡張ネットワーク４０の先に接続される拡張コントローラ３０あるいは第二の入出力デバイスの性能・機能を、第一の演算部１１０に接続される第一の通信処理部１１１や第一の入出力処理部１１２の性能・機能の一部として取り込む、また反対に、基本ハードウェア１１が備える第一の通信処理部１１１や第一の入出力処理部１１２や基幹ネットワーク２０の先に接続されるコントローラ１０あるいは第一の入出力デバイスの性能・機能を、第二の演算部１２０に接続される第二の通信処理部１２１や第二の入出力処理部１２４の性能・機能の一部として取り込むことを可能とする機能（以下、コントローラ拡張機能）を実現するために、高い伝送容量（時間当たりのデータ転送量）と応答性を備えることが望まれる。
【００２４】
このために、第一の伝送路１１３Ａおよび第二の伝送路１１３Ｂは、少なくとも、基幹ネットワーク２０が備える伝送容量と応答性を超える性能を備えることが望ましい。さらに、これら第一の伝送路１１３Ａおよび第二の伝送路１１３Ｂは、伝送容量および応答性の不足に伴った転送データの圧縮やデータ転送側の転送サイクルや頻度の間引きとデータ受取側のデータ補間などの処理の追加を第一の演算部１１０や第二の演算部１２０に極力発生させないようにするために、極力高い伝送容量と応答性を備えることが望ましい。このため、第一の伝送路１１３Ａおよび第二の伝送路１１３Ｂは、例えば外部メモリバスやＰＣＩバス等の多極のパラレルバスやＱＳＰＩやＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ等の多極のシリアルバスで構成されることが望ましい。
【００２５】
拡張ハードウェア１２に設けられた第三の伝送路１２３は、第一の伝送路１１３Ａや第二の伝送路１１３Ｂと同等あるいは第一の伝送路１１３Ａや第二の伝送路１１３Ｂを超える伝送容量と応答性を備える。
【００２６】
データバッファ１２２は、第一の伝送路１１３Ａ，第二の伝送路１１３Ｂを介した第一の演算部１１０のアクセスと第三の伝送路１２３を介した第二の演算部１２０からのアクセスを可能とする機能を備える。ここで、データバッファ１２２は、第一の演算部１１０からのアクセスと第二の演算部１２０からのアクセスの競合を防止するための処理の追加を第一の演算部１１０および第二の演算部１２０に発生させないために、第二の伝送路１１３Ｂが接続されるポートと第三の伝送路１２３が接続されるポートの同時アクセスが可能な機能を備えることが望ましい。このため、データバッファ１２２は、例えばデュアルポートＲＡＭやＦＰＧＡなどで構成されることが望ましい。
【００２７】
次に、第一の演算部１１０と第二の演算部１２０の詳細について図２を参照して説明する。図２は、本実施例に係る電子制御装置の第一の演算部１１０と第二の演算部１２０の構成を示す図である。
【００２８】
まず、第一の演算部１１０と第二の演算部１２０の構成について説明する。
【００２９】
第一の演算部１１０は、第一の通信制御部２０１と、第一の入出力制御部２０２と、第一の情報処理部２００と、第一の調停部２１０と、第一の設定部２１１とを備える。第一の通信制御部２０１は、第一の通信処理部１１１に接続される。第一の入出力制御部２０２は、第一の入出力処理部１１２と接続される。第一の情報処理部２００は、第一の通信制御部２０１や第一の入出力制御部２０２と接続される。第一の調停部２１０は、第一の情報処理部２００や第一の通信制御部２０１、第一の入出力制御部２０２に接続され、また第一の伝送路１１３Ａを介して第一の拡張コネクタ１１４Ａと接続される。第一の設定部２１１は、第一の通信制御部２０１や第一の調停部２１０に接続される。
【００３０】
第二の演算部１２０は、第二の通信制御部２２１と、第二の入出力制御部２２２と、第二の情報処理部２２０と、第二の調停部２３０と、第二の設定部２３１とを備える。第二の通信制御部２２１は、第二の通信処理部１２１に接続される。第二の入出力制御部２２２は、第二の入出力処理部１２４と接続される。第二の情報処理部２２０は、第二の通信制御部２２１や第二の入出力制御部２２２と接続される。第二の調停部２３０は、第二の情報処理部２２０や第二の通信制御部２２１、第二の入出力制御部２２２に接続され、また第三の伝送路１２３を介してデータバッファ１２２と接続される。第二の設定部２３１は、第二の通信制御部２２１や第二の調停部２３０に接続される。
【００３１】
次に、第一の演算部１１０の各部の機能について説明する。
【００３２】
第一の通信制御部２０１は、第一の情報処理部２００から転送されるデータを基幹ネットワーク２０の通信プロトコルに従って変換し、第一の通信処理部１１１に転送する。また、第一の通信制御部２０１は、第一の調停部２１０から転送されるデータを基幹ネットワーク２０の通信プロトコルに従って変換し、第一の通信処理部１１１に転送する。さらに、第一の通信制御部２０１は、第一の通信処理部１１１を介して転送される通信データを基幹ネットワーク２０の通信プロトコルに従って変換し、自身が備えるバッファに格納する。
【００３３】
第一の入出力制御部２０２は、第一の入出力処理部１１２から入力される情報と、第一の情報処理部２００から取得するデータと、第一の調停部２１０から取得するデータの少なくとも１つの情報に基づき、制御演算することで第一の入出力処理部１１２の出力情報を生成し、第一の入出力処理部１１２に転送する。また、第一の入出力制御部２０２は、第一の入出力処理部１１２から入力される情報を自身が備えるバッファに格納する。
【００３４】
第一の情報処理部２００は、第一の入出力処理部１１２の入力情報を第一の入出力制御部２０２から取得し、データ処理を行った後に第一の通信制御部２０１に転送、あるいは自身が備えるバッファに格納する。また、第一の情報処理部２００は、第一の通信処理部１１１の受信データを第一の通信制御部２０１のバッファから取得する。
【００３５】
第一の設定部２１１は、第一の通信制御部２０１および第一の調停部２１０から転送されるアクセス設定情報を自身に設定する。この第一の設定部２１１に設定されるアクセス設定情報は、第一の通信制御部２０１によってなされた処理設定と第一の調停部２１０によってなされた処理設定とを備える。
【００３６】
第一の通信制御部２０１による処理設定は、第一の演算部１１０と第一の通信処理部１１１とのやり取りの設定であり、通信サイクルや識別情報などがある。通信サイクルとは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第一の通信制御部２０１が基幹ネットワーク２０を介して実行するデータ転送の時間間隔の値である。識別情報とは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第一の通信制御部２０１の通信時に通信フレームに付与するＩＤ等の情報である。
【００３７】
第一の調停部２１０による処理設定は、第一の演算部１１０と拡張ハードウェア１２のデータバッファ１２２等やその他各部のバッファとのやり取りの設定であり、優先度や、取得アドレス、アクセスサイクルなどがある。優先度とは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定される判断情報である。この優先度は、より具体的には、第一の調停部２１０のデータバッファ１２２へのアクセスにて、あるデータ種類のアクセス中に、それよりも高い優先度の高いデータ種類のアクセスが発生した際に実行中のアクセスを一旦中断して優先度の高いデータ種類のアクセスを割込ませるための判断情報である。取得アドレスとは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第一の調停部２１０がデータバッファ１２２から各データを取得する際のアクセス先のアドレスである。アクセスサイクルとは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第一の調停部２１０がデータバッファ１２２から各データを取得する際のアクセスのサイクルである。
【００３８】
第一の調停部２１０は、アクセス設定情報で定義される制御、サービス、保守などのデータ種類毎に応じた優先度と取得アドレスに従って、第一の通信制御部２０１のバッファと、第一の入出力制御部２０２のバッファと、第一の情報処理部２００のバッファの各々からデータを取得する。
【００３９】
また、第一の調停部２１０は、アクセス設定情報で定義される入出力デバイスの制御情報である制御データと、コントローラ１０の設定情報やアラーム情報であるサービスデータと、入出力デバイスの稼働情報やコントローラ１０の稼働情報である保守データと、のそれぞれに設定された優先度と取得アドレスに従ってデータバッファ１２２からデータを取得し、第一の通信制御部２０１に転送する。
【００４０】
また、第一の調停部２１０は、アクセス設定情報で定義される制御、サービス、保守などのデータ種類毎に応じた優先度と取得アドレスと第一の入出力制御部２０２および第一の情報処理部２００からのデータ取得要求とに従って、データバッファ１２２からデータを取得し、第一の入出力制御部２０２および第一の情報処理部２００にデータを転送する。
【００４１】
次に、第二の演算部１２０の各部の機能について説明する。
【００４２】
第二の通信制御部２２１は、第二の情報処理部２２０から転送されるデータを拡張ネットワーク４０の通信プロトコルに従って変換し、第二の通信処理部１２１に転送する。また、第二の通信制御部２２１は、第一の調停部２１０から転送されるデータを拡張ネットワーク４０の通信プロトコルに従って変換し、第二の通信処理部１２１に転送する。さらに、第二の通信制御部２２１は、第二の通信処理部１２１を介して転送される通信データを拡張ネットワーク４０の通信プロトコルに従って変換し、自身が備えるバッファに格納する。
【００４３】
第二の入出力制御部２２２は、第二の入出力処理部１２４から入力される情報と、第二の情報処理部２２０から取得するデータと、第二の調停部２３０から取得するデータの少なくとも１つに基づき、制御演算することで第二の入出力処理部１２４の出力情報を生成し、第二の入出力処理部１２４に転送する。また、第二の入出力制御部２２２は、第二の入出力処理部１２４から入力される情報を自身が備えるバッファに格納する。
【００４４】
第二の情報処理部２２０は、第二の入出力処理部１２４の入力情報を第二の入出力制御部２２２から取得し、データ処理を行った後に、第二の通信制御部２２１に転送、あるいは自身が備えるバッファに格納する。また、第二の情報処理部２２０は、第二の通信処理部１２１の受信データを第二の通信制御部２２１のバッファから取得する。
【００４５】
第二の設定部２３１は、第二の通信制御部２２１および第二の調停部２３０から転送されるアクセス設定情報を自身に設定する。この第二の設定部２３１に設定されるアクセス設定情報は、第二の通信制御部２２１によってなされた処理設定と第二の調停部２３０によってなされた処理設定とを備える。
【００４６】
第二の通信制御部２２１による処理設定は、第二の演算部１２０と第二の通信処理部１２１とのやり取りの設定であり、通信サイクルや識別情報などがある。通信サイクルとは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第二の通信制御部２２１が基幹ネットワーク２０を介して実行するデータ転送の時間間隔の値である。識別情報とは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第二の通信制御部２２１の通信時に通信フレームに付与するＩＤ等の識別情報である。
【００４７】
第二の調停部２３０による処理設定は、第二の演算部１２０と拡張ハードウェア１２のデータバッファ１２２等やその他各部のバッファとのやり取りの設定であり、優先度や、取得アドレス、アクセスサイクルなどがある。優先度とは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定されるものであって、第二の調停部２３０のデータバッファ１２２へのアクセスにて、あるデータ種類のアクセス中に、それよりも高い優先度の高いデータ種類のアクセスが発生した際に実行中のアクセスを一旦中断して優先度の高いデータ種類のアクセスを割込ませるための判断情報である。取得アドレスとは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第二の調停部２３０がデータバッファ１２２から各データを取得する際のアクセス先のアドレスである。アクセスサイクルとは、データ毎あるいはデータ種類毎に設定され、第二の調停部２３０がデータバッファ１２２から各データを取得する際のアクセスのサイクルである。
【００４８】
これらのうち、通信サイクルは、例えば制御データは数十ミリ秒、サービスデータは数分、保守データは数時間などと設定される。アクセスサイクルも同様に、例えば制御データは数十ミリ秒、サービスデータは数分、保守データは数時間などと設定される。なお、アクセスサイクルは、保守データなどでいくつかサンプリングされたデータを用いて平均化などの演算処理を行い、データを生成する場合は通信サイクルよりも短い間隔で設定されてもよい。
【００４９】
第二の調停部２３０は、アクセス設定情報で定義される制御、サービス、保守などのデータ種類毎に応じた優先度と取得アドレスに従って、第二の通信制御部２２１のバッファと、第二の入出力制御部２２２のバッファと、第二の情報処理部２２０のバッファの各々からデータを取得する。
【００５０】
また、第二の調停部２３０は、アクセス設定情報で定義される制御、サービス、保守などのデータ種類毎に応じた優先度と取得アドレスに従って、データバッファ１２２からデータを取得し、第二の通信制御部２２１に転送する。
【００５１】
また、第二の調停部２３０は、アクセス設定情報で定義される制御、サービス、保守などのデータ種類毎に応じた優先度と取得アドレスと第二の入出力制御部２２２および第二の情報処理部２２０からのデータ取得要求とに従って、データバッファ１２２からデータを取得し、第二の入出力制御部２２２および第二の情報処理部２２０にデータを転送する。
【００５２】
以上のような第一の演算部１１０および第二の演算部１２０の機能によって、
コントローラ１０は、第一の通信処理部１１１の通信データと、第一の入出力処理部１１２の入出力情報と、第二の通信制御部２２１の通信データと、第二の入出力処理部１２４との入出力情報をそれぞれ相互に転送・取得する制御処理を実行できる。
【００５３】
さらに、コントローラ１０は、第一の演算部１１０に第一の調停部２１０と第一の設定部２１１を、第二の演算部１２０に第二の調停部２３０と第二の設定部２３１をあらかじめ備え、これら各部においてアクセス設定情報の設定・変更を実行することによって、第一の演算部１１０と第二の演算部１２０の処理の追加・変更を低減することができる。
【００５４】
なお、第一の演算部１１０および第二の演算部１２０の備える各構成ブロックは、ソフトウェアおよびロジック回路のいずれで実装されてもよい。したがって、第一の演算部１１０および第二の演算部１２０は、ＣＰＵやマイクロコンピュータなどで実装されてもよく、ＬＳＩやＦＰＧＡで実装されてもよい。
【００５５】
次に、第一の演算部１１０の処理の手順について図３を参照して説明する。図３は、本実施例に係る電子制御装置の第一の演算部１１０の処理手順を示すフローチャートであり、第一の演算部１１０が持つ複数の機能のうちの１つを１サイクル分実行する場合の手順を示したものである。
【００５６】
まず、第一の演算部１１０は、基本ハードウェア１１のみで実行する入出力制御や、通信制御を実行する（ステップＳ３００）。
【００５７】
次に、第一の演算部１１０は、拡張ハードウェア１２が接続されているかどうかを、第一の伝送路１１３Ａ、第一の拡張コネクタ１１４Ａ、第二の拡張コネクタ１１４Ｂを介して第二の伝送路１１３Ｂによって接続されたデータバッファ１２２にアクセスすることで確認する（ステップＳ３０１）。即ち、本ステップでは、データバッファ１２２にアクセスしてデータを取得できた場合は拡張ハードウェア１２が接続されていると判断でき、データを取得できなかった場合は拡張ハードウェア１２が接続されていないと判断できる。ステップＳ３０１の判断において基本ハードウェア１１に拡張ハードウェア１２が接続されていると判断した場合（ステップＳ３０２→Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３に進む。これに対し、基本ハードウェア１１に拡張ハードウェア１２が接続されていないと判断した場合（ステップＳ３０２→Ｎｏ）はここで処理を終了する。
【００５８】
次いで、データバッファ１２２にアクセスし、データバッファ１２２からアクセス設定情報の取得が必要か確認する（ステップＳ３０３）。そのために、データバッファ１２２に格納されているアクセス設定情報が第一の演算部１１０に既に格納されている場合はデータバッファ１２２から設定情報の取得が不必要と判断し、第一の演算部１１０にアクセス設定情報が格納されていない場合はデータバッファ１２２から設定情報の取得が必要と判断する（ステップＳ３０４）。
【００５９】
ステップＳ３０４の処理の結果、データバッファ１２２からアクセス設定情報の取得が必要と判断された場合（ステップＳ３０４→Ｙｅｓ）は、データバッファ１２２からアクセス設定情報を取得し、アクセス設定情報を第一の設定部２１１に設定し（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０６に進む。
【００６０】
これに対し、ステップＳ３０４の処理の結果、データバッファ１２２からアクセス設定情報の取得が不必要と判断された場合（ステップＳ３０４→Ｎｏ）、ステップＳ３０６に進む。
【００６１】
次いで、第一の演算部１１０は、データバッファ１２２にアクセスして拡張ハードウェア１２側の追加によって処理に必要となるデータを取得し（ステップＳ３０６）、取得したデータを用いて制御処理を実行する（ステップＳ３０７）。
【００６２】
最後に、制御処理した結果のうち、第二の演算部１２０に転送したいデータをデータバッファ１２２に格納し（ステップＳ３０８）、処理を終了する。
【００６３】
この図３における処理の際にデータバッファ１２２のアクセスに用いるアドレス情報等は、データバッファ１２２の予め定められた領域に第二の演算部１２０から格納させておき、第一の演算部１１０は、データバッファ１２２に格納されたアドレス情報を取得し、これに基づいてデータバッファ１２２にデータの取得および格納を実行してもよい。
【００６４】
次に、基本ハードウェア１１および拡張ハードウェア１２の物理構成について図４を参照して説明する。図４は、本実施例に係る基本ハードウェア１１、拡張ハードウェア１２の物理構成を示す図である。
【００６５】
図４において、基本ハードウェア１１は、基幹ネットワーク２０を接続するための第一の通信コネクタ４１１と、入出力デバイスを接続するための第一の入出力コネクタ４１２と、第一の拡張コネクタ１１４Ａとを備える。
【００６６】
拡張ハードウェア１２は、拡張ネットワーク４０を接続するための第二の通信コネクタ４１３と、入出力デバイスを接続するための第二の入出力コネクタ４１４と、第二の拡張コネクタ１１４Ｂとを備える。
【００６７】
本実施例では、基本ハードウェア１１の図４上の上面側の第一の拡張コネクタ１１４Ａと拡張ハードウェア１２の図４上の下面側の第二の拡張コネクタ１１４Ｂとが勘合するように位置を合わせ、基本ハードウェア１１の上に拡張ハードウェア１２をマウントすることでコントローラ１０を拡張する構成とする。
【００６８】
また、本実施例では、コントローラ１０を拡張した際に、第一の通信コネクタ４１１および第一の入出力コネクタ４１２と第二の通信コネクタ４１３および第二の入出力コネクタ４１４とが干渉しないように、基本ハードウェア１１と拡張ハードウェア１２とで異なる端部に各コネクタを搭載している。
【００６９】
次に、基本ハードウェア１１や拡張ハードウェア１２を保護する筐体の物理構成について図５を参照して説明する。図５は、本実施例に係る電子制御装置の筐体５００を示す図である。
【００７０】
図５において、筐体５００は、第一のコネクタ口５０１と、第二のコネクタ口５０２と、放熱部５０３とを備える。第一のコネクタ口５０１は、第一の通信コネクタ４１１や第一の入出力コネクタ４１２に筐体５００の外からケーブルを接続できるようにするための開口部である。第二のコネクタ口５０２は、第二の通信コネクタ４１３および第二の入出力コネクタ４１４に筐体５００の外からケーブルを接続できるようにするための開口部である。放熱部５０３は、基本ハードウェア１１および拡張ハードウェア１２の発熱が大きい個所を冷却するための開口部である。
【００７１】
本実施例では、基本ハードウェア１１の上に拡張ハードウェア１２をマウントし、コントローラ１０を拡張する構成であるため、筐体５００も第一のコネクタ口５０１を図５の下側に、第二のコネクタ口５０２を図５の上側に備える。また、本実施例では、第一のコネクタ口５０１と、第二のコネクタ口５０２とは筐体５００の側面の異なる面に備えられている。さらに、本実施例では、筐体５００は、基本ハードウェア１１に合わせたサイズで構成されている。
【００７２】
これらの構成により、拡張ハードウェア１２等を設けて機能拡張を図る際に物理的な干渉が生じにくくなり、より容易な拡張が可能となる。
【００７３】
次に、システム設計方法の概要について図６を参照して説明する。図６は、本実施例に係る電子制御装置におけるシステム設計方法を示すフローチャートである。
【００７４】
本実施例のコントローラ１０を拡張する際に、まず、設計者は、基本ハードウェア１１で実現可能な機能拡張条件を確認し（ステップＳ６００）、基本ハードウェア１１による機能拡張条件を全て満たすか否かを判断する（ステップＳ６０１）。
【００７５】
このステップＳ６００，Ｓ６０１における基本ハードウェア１１の機能拡張条件は、例えば、機能拡張の規格に対応可能か、入出力の追加・変更がないか、処理性能は足りるか、処理の変更・追加工数は許容できるか、などである。
【００７６】
このような基本ハードウェア１１の機能拡張条件を全て満たす場合（ステップＳ６０１→Ｙｅｓ）、基本ハードウェア１１の機能拡張を実施する（ステップＳ６０２）。
【００７７】
これに対し、基本ハードウェア１１の機能拡張条件を１つでも満たさない場合（ステップＳ６０１→Ｎｏ）、次いで拡張ハードウェア１２で実現可能な機能拡張条件を確認し（ステップＳ６０３）、拡張ハードウェア１２による機能拡張条件を全ての機能で満たすか否かを判断する（ステップＳ６０４）。
【００７８】
このステップＳ６０３，Ｓ６０４における拡張ハードウェア１２の機能拡張条件は、例えば、機能拡張した際の拡張ハードウェア１２のサイズは筐体５００の容量，面積に収まるか、機能拡張時に制御する入出力デバイスは基本ハードウェア１１に接続される入出力デバイスの近傍に搭載されるか、機能拡張時の筐体５００の中の温度・振動耐性・ノイズ耐性は許容できるか、などである。
【００７９】
このような拡張ハードウェア１２の機能拡張条件の全てを満たす場合（ステップＳ６０４→Ｙｅｓ）、拡張ハードウェア１２のみで機能拡張を実施する（ステップＳ６０５）。
【００８０】
これに対し、拡張ハードウェア１２の機能拡張条件のうち満たさないものがある場合（ステップＳ６０４→Ｎｏ）、拡張する機能の一部で拡張ハードウェア１２の機能拡張条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ６０６）。
【００８１】
拡張する機能の一部で拡張ハードウェア１２の機能拡張条件を満たす場合（ステップＳ６０６→Ｙｅｓ）は、一部の機能拡張を拡張ハードウェア１２で実施し、その他の機能拡張を拡張コントローラ３０で実施する（ステップＳ６０７）。
【００８２】
これに対し、拡張する機能の一部においても拡張ハードウェア１２の機能拡張条件を満たさない場合（ステップＳ６０６→Ｎｏ）は、拡張コントローラ３０のみで機能拡張を実施する。
【００８３】
次いで、本実施例の電子制御装置を建設機械の駆動制御に適用した例について図７Ａ乃至図７Ｃを参照して説明する。図７Ａ乃至図７Ｃは、本実施例に係る電子制御装置を建設機械の制御用のコントローラ１０として適用した際のシステム構成を示す図である。なお、図７Ａ乃至図７Ｃでは、建設機械に搭載される全ての制御デバイスのうちの、代表的な一部のみを示す。
【００８４】
まず、図７Ａを用いて建設機械７００Ａの標準機の構成を説明する。
【００８５】
図７Ａにおいて、建設機械７００Ａは、基本的な駆動機能を実行するための油圧制御部７１０を機体内部に備える。
【００８６】
油圧制御部７１０は、エンジン７１１と、エンジン７１１によって駆動され、オイルを押し出す油圧ポンプ７１２と、押し出されたオイルの流量を制御する電磁弁７１３と、電磁弁７１３で流量を制御されたオイルで駆動される油圧シリンダ１０１と、油圧を計測する圧力センサ７１４を備える。
【００８７】
コントローラ１０は、基幹ネットワーク２０に接続される基本ハードウェア１１を備える。図７Ａにおける基本ハードウェア１１は、油圧制御部７１０の油圧ポンプ７１２、電磁弁７１３、圧力センサ７１４と接続されており、油圧制御部７１０の制御を実行する。
【００８８】
次に、図７Ｂを用いて建設機械７００Ｂの標準機にマシン制御機能を拡張した高機能機の構成を説明する。
【００８９】
図７Ｂにおいて、建設機械７００Ｂは、油圧制御部７１０に加えてマシン制御用拡張部７２０を備える。このマシン制御用拡張部７２０は、複数の角度センサ７２１と、複数のストロークセンサ７２２とを備える。
【００９０】
コントローラ１０は、基幹ネットワーク２０と、油圧制御部７１０が接続される基本ハードウェア１１に加えて、拡張ハードウェア１２を備える。この拡張ハードウェア１２は、マシン制御用拡張部７２０の角度センサ７２１やストロークセンサ７２２と接続される。
【００９１】
コントローラ１０は、拡張ハードウェア１２にて角度センサ７２１およびストロークセンサ７２２の入力情報を用いた制御演算を行い、制御演算の結果を基本ハードウェア１１に転送する。
【００９２】
基本ハードウェア１１は、拡張ハードウェア１２から転送される制御演算の結果を用いて油圧制御部７１０を制御することで、建設機械７００Ｂの高度な施工機能を実行する。
【００９３】
以下、このときの基本ハードウェア１１の第一の設定部２１１や第一の調停部２１０において設定されるアクセス設定情報について説明する。
【００９４】
図７Ｂのような建設機械７００Ｂにおいて、基本ハードウェア１１の第一の設定部２１１では、基幹ネットワーク２０の最大の伝送容量を超えないように、制御、サービス、保守の各データの通信サイクルを設定する。これによって、電子制御装置は、図７Ａにおける基幹ネットワーク２０を介した基本ハードウェア１１内における通信機能を変更せずにそのまま維持することができるため、通信機能の変更に係る基本ハードウェア１１内のソフトウェアの変更にかかる設計工数を低減することができる。
【００９５】
また、基本ハードウェア１１の第一の設定部２１１では、拡張ハードウェア１２よりデータバッファ１２２を介して転送されるデータに対して、基本ハードウェア１１自身のデータと異なる識別情報を設定する。これによって、基幹ネットワーク２０を用いた通信機能を変更せずに、後述する基幹ネットワーク２０を介したサービス機能に対して基本ハードウェア１１と異なる拡張ハードウェア１２が接続されていることを通知できるため、通信機能の変更に係る基本ハードウェア１１内のソフトウェアの変更にかかる設計工数を低減することができる。
【００９６】
また、基本ハードウェア１１の第一の調停部２１０では、制御データに一番高い優先度を、サービスデータに制御データの次に高い優先度を、保守データに最も低い優先度を設定する。これによって、従来、拡張ハードウェア１２を用いて高度な施工機能を実行する際に必要となる基本ハードウェア１１のソフトウェア変更が不要となり、ソフトウェア設計工数を低減することができる。
【００９７】
また、基本ハードウェア１１の第一の調停部２１０では、制御データに一番高い優先度を、サービスデータに制御データの次に高い優先度を、保守データに最も低い優先度を設定する。更に、基本ハードウェア１１の第一の調停部２１０では、制御、サービス、保守の各データをアクセスする際のデータバッファ１２２の先頭アドレスとアクセス範囲を、それぞれ取得アドレスとして設定する。また、基本ハードウェア１１の第一の調停部２１０では、第一の伝送路１１３Ａや第二の伝送路１１３Ｂの有する最大の伝送容量を超えないようにアクセスサイクルを設定する。これらの設定によって、従来技術にて、拡張ハードウェア１２を接続し、高度な施工機能を実行する際に必要とされるデータバッファ１２２のアクセスを調停するための基本ハードウェア１１のソフトウェア変更が不要となり、ソフトウェア設計工数を低減することができる。
【００９８】
次に、図７Ｃを用いて建設機械７００Ｃの高機能機にさらに高度なマシン制御機能を拡張した超高機能機の構成を説明する。
【００９９】
図７Ｃにおいて、建設機械７００Ｃは、油圧制御部７１０と、マシン制御用拡張部７２０に加えて、高機能マシン制御用拡張部７３０を備える。この高機能マシン制御用拡張部７３０は、外界センサとして、ミリ波レーダ７３１と、カメラ７３２と、近距離無線端末７３３と、衛星測位端末７３４とを備える。
【０１００】
コントローラ１０は、基幹ネットワーク２０と、油圧制御部７１０が接続される基本ハードウェア１１と、マシン制御用拡張部７２０が接続される拡張ハードウェア１２とを備えている。また、拡張ハードウェア１２には、マシン制御用拡張部７２０に加えて拡張ネットワーク４０が接続されており、この拡張ネットワーク４０を介して拡張コントローラ３０が接続されている。
【０１０１】
図７Ｃに示すように、拡張コントローラ３０には、高機能マシン制御用拡張部７３０のミリ波レーダ７３１と、カメラ７３２と、近距離無線端末７３３と、衛星測位端末７３４とが接続されている。拡張コントローラ３０では、接続されたこれらのデバイスの入力制御および入力情報を用いた制御演算を行い、拡張ネットワーク４０を介して拡張ハードウェア１２に転送する。
【０１０２】
拡張ハードウェア１２は、マシン制御用拡張部７２０から転送される入力情報を用いた制御演算の結果に加えて、拡張コントローラ３０から転送される制御演算の結果を基本ハードウェア１１に転送する。
【０１０３】
基本ハードウェア１１は、拡張ハードウェア１２から転送される制御演算の結果を用いて、油圧制御部７１０を制御することで建設機械７００Ｃの外界センシングを含んだ高度なマシン制御による施工を実行する。
【０１０４】
以下、このときの拡張ハードウェア１２の第二の設定部２３１や第二の調停部２３０において設定されるアクセス設定情報について説明する。なお、基本ハードウェア１１の第一の設定部２１１に設定されるアクセス設定情報は、各データの量は増加するものの、図７Ｂの設定と同様である。
【０１０５】
図７Ｃのような建設機械７００Ｃにおいて、拡張ハードウェア１２の第二の設定部２３１では、基幹ネットワーク２０の最大の伝送容量を超えないように、制御、サービス、保守の各データの通信サイクルを設定する。これによって、電子制御装置は図７Ｂにおける拡張ネットワーク４０を介した通信機能を変更せずにそのまま維持することができるため、通信機能の変更に係るソフトウェア設計工数を低減することができる。
【０１０６】
また、拡張ハードウェア１２の第二の設定部２３１では、基本ハードウェア１１よりデータバッファ１２２を介して転送されるデータに対して、拡張ハードウェア１２自身のデータと異なる識別情報を設定する。これによって、拡張ネットワーク４０を用いた通信機能を変更せずに、後述する拡張ネットワーク４０を介したサービス機能に対して拡張ハードウェア１２と異なる基本ハードウェア１１が接続されていることを通知できるため、通信機能の変更に係るソフトウェア設計工数を低減することができる。
【０１０７】
また、拡張ハードウェア１２の第二の調停部２３０では、制御データに一番高い優先度を、サービスデータに制御データの次に高い優先度を、保守データに最も低い優先度を設定する。これによって、従来、拡張コントローラ３０を用いて高度な施工機能を実行する際に必要となる拡張ハードウェア１２のソフトウェア変更を不要とし、ソフトウェア設計工数を低減することができる。
【０１０８】
また、拡張ハードウェア１２の第二の調停部２３０では、制御データに一番高い優先度を、サービスデータに制御データの次に高い優先度を、保守データに最も低い優先度を設定する。更に、拡張ハードウェア１２の第二の調停部２３０では、制御、サービス、保守の各データをアクセスする際のデータバッファ１２２の先頭アドレスとアクセス範囲を、それぞれ取得アドレスとして設定する。また、拡張ハードウェア１２の第二の調停部２３０では、第一の伝送路１１３Ａや第二の伝送路１１３Ｂの有する最大の伝送容量を超えないようにアクセスサイクルを設定する。これらの設定によって、従来技術にて、拡張ハードウェア１２と拡張コントローラ３０を用いて高度な施工機能を実行する際に必要となるデータバッファ１２２のアクセスを調停するための拡張ハードウェア１２のソフトウェア変更が不要となり、ソフトウェア設計工数を低減することができる。
【０１０９】
このように、本実施例では、図７Ｂに示すようにコントローラ１０の基本ハードウェア１１にマシン制御用拡張部７２０が接続される拡張ハードウェア１２を追加する、さらには図７Ｃに示すように拡張ハードウェア１２に接続される拡張ネットワーク４０に高機能マシン制御用拡張部７３０が接続される拡張コントローラ３０を追加することで、標準機に搭載される油圧制御部７１０の制御機能に変更を加えずに機能拡張することができ、建設機械の高機能機を容易に構成できる。また、建設機械７００Ｃのコントローラ１０は、マシン制御用拡張部７２０と高機能マシン制御用拡張部７３０の将来規格に対応でき、マシン制御自体の高機能化を容易に実施することができる。
【０１１０】
次に、図８Ａを用いて、モニタ８０１と外部ツール８０２の接続構成について説明する。図８Ａは、本実施例に係る電子制振装置とモニタ８０１や外部ツール８０２の接続状態を示す図である。
【０１１１】
図８Ａにおいて、電子制御装置は、建設機械７００Ａ〜Ｃの車体８００内に適用されたものであり、複数のコントローラ１０ａ〜１０ｃが基幹ネットワーク２０に接続されることで構成されている。
【０１１２】
図８Ａにおいて、コントローラ１０ｃは基本ハードウェア１１と拡張ハードウェア１２を備えており、拡張ネットワーク４０を介して拡張コントローラ３０が接続されている。
【０１１３】
コントローラ１０ｂにはモニタ８０１が接続されている。このコントローラ１０ｂは、基幹ネットワーク２０を介して他のコントローラ１０ａ，１０ｃから通信されるサービスデータおよび保守データをモニタ８０１に表示する制御を実行する。
【０１１４】
また、基幹ネットワーク２０には、車体８００の外で使用される建設機械７００Ａ〜Ｃのサービス用機器である外部ツール８０２が接続されている。この外部ツール８０２は、コントローラ１０ｂ自身のサービスデータおよび保守データを基幹ネットワーク２０に転送するようにコントローラ１０ｂの設定を変更することでコントローラ１０ａ〜１０ｃのサービスデータおよび保守データを表示させる。また、基幹ネットワーク２０を通信されるサービスデータおよび保守データをコントローラ１０ｃを介して拡張ネットワーク４０に転送するようにコントローラ１０ｃの設定を変更する。
【０１１５】
さらに、拡張ネットワーク４０には、車体８００の外で使用される建設機械７００Ａ〜Ｃの将来の高機能サービス用機器である拡張外部ツール８０３が接続されている。この拡張外部ツール８０３は、コントローラ１０ｃ自身のサービスデータおよび保守データを拡張ネットワーク４０に通信するようにコントローラ１０ｃの設定を変更することで、コントローラ１０ａ〜１０ｃのサービスデータおよび保守データを表示する。
【０１１６】
次に、図８Ｂを用いて、表示画面８１０を説明する。図８Ｂは、本実施例に係る電子制振装置に接続されるモニタ８０１に表示される表示画面を示す図である。
【０１１７】
図８Ｂにおいて、モニタ８０１に表示される表示画面８１０は、システム情報設定部８１１とシステム情報表示部８１２で構成される。
【０１１８】
システム情報設定部８１１には、第一の設定部２１１や第二の設定部２３１に設定されるアクセス設定情報、その他演算処理のパラメータをコントローラ１０およびコントローラ１０内で拡張される拡張ハードウェア１２および拡張ネットワーク４０に接続される拡張コントローラ３０への設定情報が表示される。
【０１１９】
システム情報表示部８１２には、基本ハードウェア１１やコントローラ１０内で拡張される拡張ハードウェア１２、拡張ネットワーク４０に接続される拡張コントローラ３０を電子制御装置の構成、これらの接続構成が表示される。
【０１２０】
次に、本実施例の効果について説明する。
【０１２１】
上述した本実施例の主な態様に依れば、コントローラ１０の機能拡張時に発生する標準機能の処理内容の変更を削減することができ、コントローラ１０の設計工数を低減することができる。
【０１２２】
また、コントローラ１０の機能拡張時に、標準機能を搭載したコントローラ１０と拡張機能を搭載した拡張コントローラ３０とを接続するデータ伝送路の最大の伝送性能をデータの種類毎に振り分けることができる。このため、現行規格の電子制御デバイスの性能を上回る将来規格の電子制御デバイスの性能を多く活用可能な機能拡張、あるいは将来規格の電子制御デバイスを拡張した際のデータ伝送路の性能ボトルネックを回避するための追加処理を削減し、工数を低減することができる。
【０１２３】
さらに、コントローラ１０の筐体５００内部での拡張ハードウェア１２の追加と、将来規格の拡張ネットワーク４０を介した拡張コントローラ３０の追加でシステムを構成できるため、建設機械７００Ａ〜Ｃなどの装置への適用が容易となる。
【０１２４】
また、第二の入出力処理部１２４を備えることによって、拡張ハードウェア１２にも入出力デバイスを接続することが可能となり、より柔軟な機能拡張が可能となる。
【０１２５】
＜実施例２＞  
本発明の電子制御装置の実施例２を図９を用いて説明する。図１乃至図８Ｂと同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。図９は、本実施例に係る電子制御装置の概要を示す図である。
【０１２６】
図９に示すように、本実施例の電子制御装置は、基本ハードウェア１１が、もう１つの第一の通信処理部１１１ａと、基幹ネットワーク２０の終端９００と、切替部９０１とを備える。
【０１２７】
もう一つの第一の通信処理部１１１ａは第一の演算部１１０と接続されており、また切替部９０１を介して基幹ネットワーク２０と接続されている。
【０１２８】
切替部９０１は、基幹ネットワーク２０と、第一の通信処理部１１１ａまたは終端９００とを接続し、第一の通信処理部１１１ａと終端９００とで接続先を切り替える。本実施例では、基本ハードウェア１１のみで使用する場合は、第一の通信処理部１１１ａを未搭載または無効とし、切替部９０１を終端９００側に接続するようにする。また、基本ハードウェア１１に拡張ハードウェア１２を接続する際には、第一の通信処理部１１１ａを搭載または有効とし、切替部９０１を第一の通信処理部１１１ａに接続する。これにより、基本ハードウェア１１のみで使用する際のコントローラ１０のコストを低減することができる。
【０１２９】
なお、上述した構成以外は前述した実施例１の電子制御装置と略同じ構成であり、詳細は省略する。
【０１３０】
本発明の電子制御装置の実施例２においても、前述した電子制御装置の実施例１とほぼ同様な効果が得られる。
【０１３１】
また、本実施例では、第一の演算部１１０は、基本ハードウェア１１が単独で行う基幹ネットワーク２０の通信を第一の通信処理部１１１を介して実行し、拡張ハードウェア１２がデータバッファ１２２を介して行う基幹ネットワーク２０の通信を第一の通信処理部１１１ａを介して実行する。これにより、第一の通信処理部１１１を介する通信処理を変更する必要がないため、基本ハードウェア１１に拡張ハードウェア１２を容易に接続することができ、機能拡張をより容易に実施することができる。
【０１３２】
＜実施例３＞  
本発明の電子制御装置の実施例３を図１０を用いて説明する。図１０は、本実施例に係る電子制御装置の概要を示す図である。
【０１３３】
図１０に示すように、本実施例の電子制御装置は、拡張ハードウェア１２が第一の通信処理部１１１と同等の構成を有する第三の通信処理部１１１ｂを備えており、この第三の通信処理部１１１ｂは第二の演算部１２０に接続される。
【０１３４】
なお、上述した構成以外は前述した実施例１の電子制御装置と略同じ構成であり、詳細は省略する。
【０１３５】
本発明の電子制御装置の実施例３においても、前述した電子制御装置の実施例１とほぼ同様な効果が得られる。
【０１３６】
また、本実施例では、他の実施例にて拡張ハードウェア１２がデータバッファ１２２を介して行う基幹ネットワーク２０の通信を、自身が備える第三の通信処理部１１１ｂによって実行する。このため、第一の伝送路１１３Ａ、第二の伝送路１１３Ｂおよび第三の伝送路１２３の備える多くの伝送容量を第一の演算部１１０と第二の演算部１２０とのデータ転送に利用でき、拡張ハードウェア１２の拡張性能をより高くすることができる。更に、基本ハードウェア１１の第一の通信処理部１１１を介する通信処理を変更する必要がないため、基本ハードウェア１１に拡張ハードウェア１２を容易に接続することができ、機能拡張をより容易に実施することができる。
【０１３７】
＜実施例４＞  
本発明の電子制御装置の実施例４を図１を用いて説明する。図１１は、本実施例に係る電子制御装置の概要を示す図である。
【０１３８】
図１１に示すように、本実施例の電子制御装置は、車体８００内に、油圧制御部７１０が接続される基本ハードウェア１１と、無線デバイス１１１０Ａと、拡張ネットワーク４０が接続される拡張ハードウェア１２を備えるコントローラ１０を備え、車体８００外に拡張ネットワーク４０に接続される操作用カメラ１１１１を備える。
【０１３９】
一方、建設現場などの事務所１１００では、無線デバイス１１１０Ｂと、電子レバー１１２１と、遠隔モニタ１１２２が接続される遠隔操作用電子装置１１２０を備える。この事務所１１００は、車体８００内の無線デバイス１１１０Ａと無線ネットワーク１１０１で接続される。
【０１４０】
本実施例では、コントローラ１０の拡張ハードウェア１２において、操作用カメラ１１１１で取得される画像や、この画像から検出される施工環境の高さや幅の情報、および建設機械７００Ｄの位置情報，姿勢情報を、無線デバイス１１１０Ａ，無線ネットワーク１１０１，無線デバイス１１１０Ｂを介して事務所１１００に備えられた遠隔操作用電子装置１１２０に転送する。遠隔操作用電子装置１１２０は、これら転送されてきた操作用カメラ１１１１で取得される画像や、この画像から検出される施工環境の高さや幅の情報、および建設機械７００Ｄの位置情報，姿勢情報を、遠隔モニタ１１２２に表示する。
【０１４１】
また、遠隔操作用電子装置１１２０は、電子レバー１１２１からの入力情報を無線デバイス１１１０Ｂ，無線ネットワーク１１０１，無線デバイス１１１０Ａを介してコントローラ１０の拡張ハードウェア１２に転送し、拡張ハードウェア１２は基本ハードウェア１１にこれらの入力情報を転送する。コントローラ１０の基本ハードウェア１１は、転送された電子レバー１１２１からの入力情報に基づき油圧制御部７１０を制御することで、建設機械７００Ｄの遠隔操作機能が実現される。
【０１４２】
これらの遠隔制御においても、コントローラ１０は設定されたアクセス設定情報に基づいて各種情報・データのやり取りを行う。
【０１４３】
なお、上述した構成以外は前述した実施例１の電子制御装置と略同じ構成であり、詳細は省略する。
【０１４４】
本発明の電子制御装置の実施例４においても、前述した電子制御装置の第１の実施例とほぼ同様な効果が得られる。
【０１４５】
また、本実施例では、コントローラ１０の基本ハードウェア１１に、無線デバイス１１１０Ａと操作用カメラ１１１１を接続する拡張ネットワーク４０を備える拡張ハードウェア１２を追加するため、標準機に搭載される油圧制御部７１０の制御機能に変更を加えず、建設機械７００Ｄの遠隔操作機能の拡張した高機能機を容易に構成することができる。更に、建設機械７００Ｄのコントローラ１０は、無線デバイス１１１０Ａと操作用カメラ１１１１の将来規格に対応でき、遠隔操作機能の高機能化を将来において容易に実施することができる。
【０１４６】
＜実施例５＞  
本発明の電子制御装置の実施例５を図１２を用いて説明する。図１２は、本実施例に係る電子制御装置の概要を示す図である。
【０１４７】
図１２に示すように、本実施例の電子制御装置は、建設機械７００Ｅのキャブ内部１２００のボディ内部１２０１に、モニタ８０１が接続される基本ハードウェア１１と、拡張モニタ１２１０と、拡張ネットワーク４０が接続される拡張ハードウェア１２を備えるコントローラ１０を備えている。
【０１４８】
また、ボディ外部には、拡張ネットワーク４０に接続されるタッチパネル１２１１と、ヘッドアップディスプレイ１２１２と、近距離無線デバイス１２１３と、広域無線デバイス１２１４が備えられており、さらに、近距離無線デバイス１２１３と、近距離無線通信路１２１６で接続されるウェアラブルデバイス１２１５が備えられている。
【０１４９】
一方、データセンタ１２０２は、サービスデータや、保守データ、稼働データなどを格納するデータベース１２２０を備える。このデータセンタ１２０２のデータベース１２２０は、建設機械７００Ｅの車体８００内と広域無線ネットワーク１２０３で接続される。
【０１５０】
本実施例では、コントローラ１０によって、建設機械７００Ｅの主に利用者への情報である作業日報、点検、メンテナンスなどのデータであるサービスデータや、建設機械７００Ｅの主にディーラ向けの情報である稼働、位置、故障情報などの保守データがモニタ８０１、拡張モニタ１２１０、ヘッドアップディスプレイ１２１２に表示される。また、近距離無線デバイス１２１３を介してサービスデータや、保守データを転送することでウェアラブルデバイス１２１５に情報が表示される。また、広域無線デバイス１２１４を介して、サービスデータや保守データは、データベース１２２０に格納される。
【０１５１】
また、本実施例では、タッチパネル１２１１や、ウェアラブルデバイス１２１５からコントローラ１０の設定を実行可能に構成されている。
【０１５２】
さらに、本実施例では、コントローラ１０にて、データベース１２２０に格納されるサービスデータや保守データ、あるいは工事測量情報や設計データ・図面情報や、施工環境の高さ，幅などの出来形計測情報、施工実施時のオペレータの操作情報などである施工データを、広域無線デバイス１２１４を介して取得し、これら取得した情報を加工した後の表示用データを、モニタ８０１、拡張モニタ１２１０、ヘッドアップディスプレイ１２１２、ウェアラブルデバイス１２１５に表示するよう構成されている。
【０１５３】
これらの遠隔制御においても、コントローラ１０は設定されたアクセス設定情報に基づいて各種情報・データのやり取りを行う。
【０１５４】
なお、上述した構成以外は前述した実施例１の電子制御装置と略同じ構成であり、詳細は省略する。
【０１５５】
本発明の電子制御装置の実施例５においても、前述した電子制御装置の第１の実施例とほぼ同様な効果が得られる。
【０１５６】
また、コントローラ１０の基本ハードウェア１１に、拡張モニタ１２１０と、各デバイスを接続する拡張ネットワーク４０を備える拡張ハードウェア１２を追加することで、標準機に搭載されるモニタ８０１の制御機能に変更を加えず、建設機械７００Ｅのオペレータが享受する表示・設定機能の追加を容易に実現することができる。
【０１５７】
更に、キャブ内部１２００のボディ内部１２０１のコントローラ１０に拡張ネットワーク４０を備えることができるため、建設機械７００Ｅのオペレータが享受する表示・設定機能を自動車や産業機械などの他分野で用いられるデバイスの追加にて実現することもできる。
【０１５８】
また、標準機に搭載される油圧制御部７１０の制御機能に変更を加えず、建設機械７００Ｅの表示機能の高機能機を容易に実施することができる。
【０１５９】
更に、建設機械７００Ｅのコントローラ１０は、拡張モニタ１２１０と、ヘッドアップディスプレイ１２１２と、近距離無線デバイス１２１３と、広域無線デバイス１２１４と、ウェアラブルデバイス１２１５の将来規格に対応でき、建設機械７００Ｅのオペレータが享受する表示・設定機能の高機能化を容易に実施することができる。
【０１６０】
＜その他＞  
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【０１６１】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…コントローラ
１１…基本ハードウェア
１２…拡張ハードウェア
２０…基幹ネットワーク
３０…拡張コントローラ
４０…拡張ネットワーク
１０１…油圧シリンダ
１１０…第一の演算部
１１１，１１１ａ…第一の通信処理部
１１１ｂ…第三の通信処理部
１１２…第一の入出力処理部
１１３Ａ…第一の伝送路
１１３Ｂ…第二の伝送路
１１４Ａ…第一の拡張コネクタ
１１４Ｂ…第二の拡張コネクタ
１２０…第二の演算部
１２１…第二の通信処理部
１２２…データバッファ
１２３…第三の伝送路
１２４…第二の入出力処理部
２００…第一の情報処理部
２０１…第一の通信制御部
２０２…第一の入出力制御部
２１０…第一の調停部
２１１…第一の設定部
２２０…第二の情報処理部
２２１…第二の通信制御部
２２２…第二の入出力制御部
２３０…第二の調停部
２３１…第二の設定部
４１１…第一の通信コネクタ
４１２…第一の入出力コネクタ
４１３…第二の通信コネクタ
４１４…第二の入出力コネクタ
５００…筐体
５０１…第一のコネクタ口
５０２…第二のコネクタ口
５０３…放熱部
７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄ，７００Ｅ…建設機械
７１０…油圧制御部
７１１…エンジン
７１２…油圧ポンプ
７１３…電磁弁
７１４…圧力センサ
７２０…マシン制御用拡張部
７２１…角度センサ
７２２…ストロークセンサ
７３０…高機能マシン制御用拡張部
７３１…ミリ波レーダ
７３２…カメラ
７３３…近距離無線端末
７３４…衛星測位端末
８００…車体
８０１…モニタ
８０２…外部ツール
８０３…拡張外部ツール
８１０…表示画面
８１１…システム情報設定部
８１２…システム情報表示部
９００…終端
９０１…切替部
１１０１…無線ネットワーク
１１００…事務所
１１１０Ａ，１１１０Ｂ…無線デバイス
１１１１…操作用カメラ
１１２０…遠隔操作用電子装置
１１２１…電子レバー
１１２２…遠隔モニタ
１２００…キャブ内部
１２０１…ボディ内部
１２０２…データセンタ
１２０３…広域無線ネットワーク
１２１０…拡張モニタ
１２１１…タッチパネル
１２１２…ヘッドアップディスプレイ
１２１３…近距離無線デバイス
１２１４…広域無線デバイス
１２１５…ウェアラブルデバイス
１２１６…近距離無線通信路
１２２０…データベース
【図１】
0006460936.tif 000002
【図２】
0006460936.tif 000003
【図３】
0006460936.tif 000004
【図４】
0006460936.tif 000005
【図５】
0006460936.tif 000006
【図６】
0006460936.tif 000007
【図７Ａ】
0006460936.tif 000008
【図７Ｂ】
0006460936.tif 000009
【図７Ｃ】
0006460936.tif 000010
【図８Ａ】
0006460936.tif 000011
【図８Ｂ】
0006460936.tif 000012
【図９】
0006460936.tif 000013
【図１０】
0006460936.tif 000014
【図１１】
0006460936.tif 000015
【図１２】
0006460936.tif 000016