(57)【要約】【課題】    本発明は電子制御型油圧システムに関する。【解決手段】  油圧システムを有する機械のような機械を動作させるプログラマブル制御装置が複数のソフトウエア機能ルーチンを蓄積するメモリーを含んでいる。メモリはアドレスポインタが機能ルーチンが実行される順序にリストされた機能ルーチンに対するアドレスポインタを有する第１データファイルを含む。第２データファイルはアドレスポインタの各々に関連する個別のレコードを有し、各レコードは対応する機能ルーチンにより要求されるデータ変数を特定する。第３データファイルは変数の各々に関する情報を含む。コードシーケンサは第１データファイルをアクセスし、ポインタにより示された順序で機能ルーチンの実行を指示する。各機能ルーチンが実行するので、第２データファイル内の各レコードは要求された変数情報をアクセスするために使用される。【選択図】  図１
2004152270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械を動作させるためのプログラマブル制御装置において、
前記機械の装置に接続する入出力回路と；
複数の機能ルーチンを実行するため、前記入出力装置に接続されたプロセッサと；
前記プロセッサに接続され、
（ａ）前記機械の動作を制御するためデータを処理する複数の機能ルーチンと；
（ｂ）複数の変数のためのデータを蓄積する第１データファイルと；
（ｃ）各々が前記複数の機能ルーチンの１つを特定する複数の機能ルーチン指定を蓄積するデータファイル構造であり、各機能ルーチン指定が１つまたは複数の後続機能ルーチンおよび各後続機能ルーチンが実行されるべき条件を特定し、前記データファイル構造が各機能ルーチン指定により示された機能ルーチンの実行により要求される変数の特定を蓄積するデータファイル構造ファイルと；
を蓄積するメモリと；
前記データファイル構造をアクセスし、前記プロセッサにより前記機能ルーチンの実行を指示するコードシーケンサと；
を備え、
任意の機能ルーチンが前記プロセッサにより実行されているので、前記任意の機能ルーチンの変数の特定が前記第１データファイル内の変数をアクセスするため前記プロセッサにより採用されることを特徴とするプログラマブル制御装置。
【請求項２】
第１データファイルに蓄積された複数の変数の各々に関連するデータが変数の名前、現在値、初期値、最小限界値、最大限界値、および計測単位を含む群から選択された項目であることを特徴とする請求項１記載のプログラマブル制御装置。
【請求項３】
前記データファイル構造が、
前記複数の機能ルーチン指示を蓄積する第２データファイルと；
各々が任意の機能ルーチン指示に関連する複数のレコードを蓄積し、前記任意の機能ルーチン指示により特定される機能ルーチンの実行中に要求される前記複数の変数のレコードを特定する第３データファイルと；
を含むことを特徴とする請求項１記載のプログラマブル制御装置。
【請求項４】
前記メモリが各々前記入出力回路により受信された入力信号の処理において用いる情報を含む複数のレコードを蓄積する入力パラメータデータベースを含み；前記プログラマブル制御装置が入力信号を処理するため前記入力パラメータデータベースのレコード内の情報を使用する入力ドライバをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のプログラマブル制御装置。
【請求項５】
前記入力ドライバは前記入力ドライバが前記第１データファイルに蓄積するデータ値を発生するため前記入力信号を処理することを特徴とする請求項４記載のプログラマブル制御装置。
【請求項６】
前記入力パラメータデータベース内の前記複数のレコードの各々が前記入力信号を処理するための利得とオフセット量を指定することを特徴とする請求項４記載のプログラマブル制御装置。
【請求項７】
前記入力パラメータデータベース内の前記複数のレコードの各々が前記入力信号を処理することにより発生した結果を蓄積するための前記第１データファイル内の変数を指定することを特徴とする請求項４記載のプログラマブル制御装置。
【請求項８】
前記入力パラメータデータベース内の前記複数のレコードの各々が蓄積のための値を発生するため平均されるべき入力信号のいくつかのサンプルを指定することを特徴とする請求項４記載のプログラマブル制御装置。
【請求項９】
前記メモリは各々が出力信号の発生で用いるための情報を含む複数のレコードを蓄積する出力パラメータデータベースを含み；前記プログラマブル制御装置がさらにデータ値を出力信号に変換するため前記出力パラメータデータベースのレコード内の前記情報を使用する出力ドライバからなることを特徴とする請求項１記載のプログラマブル制御装置。
【請求項１０】
前記出力パラメータデータベース内の前記複数のレコードの各々は前記データ値が蓄積される前記第１データファイル内の変数入力を指定することを特徴とする請求項９記載のプログラマブル制御装置。
【請求項１１】
前記出力パラメータデータベース内の前記複数のレコードの各々は各出力信号の波形の特性を指定することを特徴とする請求項９記載のプログラマブル制御装置。
【請求項１２】
前記メモリがデータメッセージのフォーマットの定義を蓄積するメッセージデータベースを含み、前記プログラマブル制御装置がさらに前記プログラマブル制御装置に接続された通信ネットワーク上のメッセージを交換するため前記メッセージデータベース内の前記フォーマット定義を使用するメッセージドライバを含むことを特徴とする請求項１記載のプログラマブル制御装置。
【請求項１３】
機械を制御するプログラマブル制御装置を動作させるための方法において、
前記機械の動作を制御するためデータを処理する複数の機能ルーチンを蓄積する工程と；
複数の変数のためのデータを含む第１データファイルを蓄積する工程と；
各々が複数の機能ルーチンの１つを特定する複数の機能ルーチン指定を含み、各機能ルーチン指定が１つまたは複数の後続機能ルーチンと各後続機能ルーチンが実行される条件を特定する、第２データファイルを蓄積する工程と；
各々が機能ルーチン指定の１つと関連する複数のレコードを含み、１つの機能ルーチン指定により特定される機能ルーチンの実行中に要求される前記複数のデータを特定する第３データファイルを蓄積する工程と；
前記複数のルーチン指定により特定されるシーケンスで前記複数の機能ルーチンの少なくとも一部を実行する工程と；
任意の機能ルーチンの実行で、前記任意の機能ルーチンにより要求されるでデータを得るため前記第１データファイル内の変数をアクセスするため前記第３データファイル内のレコードを利用する工程と；
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
各々が前記プログラマブル制御装置により受信された入力信号の処理において用いる情報を含む複数のレコードを有する入力パラメータデータベースを蓄積する工程と；
前記プログラマブル制御装置により受信された入力信号を処理するため入力パラメータデータベースのレコード内の情報を利用する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記入力ドライバにより出力されたデータ値を前記第１データファイルに蓄積する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
各々が出力信号の処理で用いる情報を含む複数のレコードを有する出力パラメータデータベースを蓄積する工程と；
データ値を前記プログラマブル制御装置から送られる出力信号に変換するため前記出力パラメータデータベースのレコード内の情報を利用する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
データメッセージのフォーマット定義を含むメッセージデータベースを蓄積する工程と；
通信ネットワーク上のメッセージを交換するため前記メッセージデータベース内の前記フォーマット定義を利用する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械類を動作させるための電子制御式油圧システムに関し、特に油圧システムの制御装置による制御プログラムの実行を管理するソフトウエアオペレーティングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の機械は、油圧バルブにより制御されるシリンダおよびピストン構成のような、油圧アクチュエータにより動かされる複数の部材を備えている。従来、油圧バルブは機械オペレータにより手動で動作されていた。手動動作型油圧バルブから電気制御やソレノイド動作型バルブの使用に移行しつつあるのが現在の傾向である。この種の制御は、複数の制御バルブを運転席の近くに配置する必要がなく、制御されているアクチュエータの近傍に配置することができるので、油圧配管系統を単純化できる。この技術の変遷により、機械機能部の複雑なコンピュータ制御を可能にしている。
【０００３】
典型的な電気制御システムにおいて、加圧作動液をポンプからシリンダに加えることは、米国特許第５，８７８，６４７号に記載されているように、１組の４個の比例ソレノイド動作型パイロットバルブにより制御される。一方のバルブ対は供給ラインからピストンの反対側のシリンダ室に流れる流体を制御し、他方のバルブ対はこれらのシリンダ室からタンク戻りラインに流れる流体を制御する。各対のバルブを選択的に開口することにより、ピストンはシリンダに対して伸張または後退する。
【０００４】
作動液流量を制御するための比例ソレノイド動作型パイロットバルブはよく知られている。この型のバルブは流量を制御するバルブ素子に作用する電気子を動かすための電磁コイルを使用している。バルブが開く程度は電磁コイルに流れる電流の大きさに比例し、作動液流量の比例制御を可能にする。電機子またはバルブ素子は電流がソレノイドコイルから除去されるとバルブを閉じるようにばね負荷を掛けられている。
【０００５】
オペレータが機械上の部材を移動させたい場合、ジョイスティックのような入力装置が所望の方向を示す電気信号と対応する油圧アクチュエータの移動速度を発生するように動作される。アクチュエータをより早く動かしたければ、ジョイスティックをその中立位置からより遠くに移動させればよい。制御回路はジョイスティック信号を受信し、付随するバルブ素子を開くためソレノイドコイルを駆動する任意のレベルの電流を発生させることにより応答する。この制御装置はポンプを制御しシリンダの適切な動作を保証するため油圧システム内の種々の位置の圧力を監視する。
【特許文献１】米国特許第５，８７８，６４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この型の油圧システムは建設用および農業用装置に内蔵されている。油圧システムとその制御技術はバックホーのような機械の製品ラインにわたって基本的に同じであるので、各機械モデルの特定の特性は従来各モデル用に記述された異なるソフトウエアプログラムを要求した。例えば、シリンダ類のサイズおよびこれらの流量条件はモデルごとに異なり、より高価な機械モデルは通常より多くの機能および特徴を持っている。
【０００７】
従来のソフトウエアプログラミング技術はプログラムを異なるモデル用に大幅に変更することを要求した。各機械モデルの特定の特徴を説明するため容易に変更される制御システムを製造することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
機械を動作させるためのプログラマブル制御装置は入力回路と、機械の装置に接続する出力回路を有し、ソフトウエアを実行するプロセッサを有する。メモリは機械の動作を制御するためデータを処理する複数の機能ルーチンと、多数のデータファイルを有する。第１データファイルは複数の変数のためのデータを蓄積する。第２データファイルは各々が機能ルーチンを特定する複数の第１メモリ位置指示子を保有し、第２データファイルの情報は複数のリストされた機能ルーチンがプロセッサにより実行されるべき順番を特定する。第３データファイルは複数のレコードを蓄積し、各レコードは任意の第１メモリ位置指示子と関連し、特有の第１メモリ位置指示子により特定された機能ルーチンの実行中に要求される複数の変数のデータを特定する。
【０００９】
コードシーケンサは第２データファイルをアクセスし、複数の第１メモリ位置指示子により特定されるシーケンスにおける機能ルーチンの実行を指示する。任意の機能ルーチンがプロセッサにより実行されているので、任意の機能ルーチン用の第１メモリ位置指示子と関連する第３データファイルレコードが実行により要求される第１データファイルの変数をアクセスするために使用される。
【００１０】
本発明の他の実施例において、メモリは制御装置の入力回路により受信される信号の処理で用いられる情報を含む複数のレコードからなる入力パラメータデータベースを蓄積する。メモリ内の出力パラメータデータベースは出力信号の発生で用いる情報を含む複数のレコードを蓄積する。入出力ドライバは入出力回路で交換される信号を処理する入出力パラメータデータベースのレコード中の情報を使用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、機械の油圧システム１０はシリンダ１６または回転モータのような油圧駆動アクチュエータにより動作される機械素子類を有する。油圧システム１０はタンク１５から作動液を排出し圧力を加えられた作動液を供給ライン１４に供給するためにモータまたはエンジン（図示せず）により駆動される容積式ポンプ１２を含む。可変容量型ポンプおよび他の型の油圧アクチュエータが油圧システム１０の他の用途に使用されることを理解すべきである。供給ライン１４は比例アンローダバルブ１７によりタンク戻りライン１８に接続され、タンク戻りラインはタンク制御バルブ１９によりタンク１５に接続されている。
【００１２】
供給ライン１４およびタンク戻りライン１８は、各々がバックホーのブーム、アームまたはバケットを動かすように機械部材を動作させる、複数の油圧機能部２０および２１に接続される。これらの機能部２０の一つが詳細に例示されており、他の機能部も同様な部品を有する。油圧システム１０は各機能部のバルブ類およびこれらのバルブ類を動作させるための制御回路が機能部のアクチュエータ近傍に配置される分散型である。例えば、バックホーのブームに対するアームの動きを制御する部品等はブームとアーム間の接合部で油圧シリンダ近傍に配置される。
【００１３】
任意の機能部２０において、供給ライン１４はタンク戻りライン１８に接続されたバルブアセンブリ２２に接続される。バルブアセンブリ２２はシリンダ１６に出入りする作動液流量を制御する１組の４個の電磁油圧比例バルブを含む。アセンブリ２２内の選択されたバルブを動作させることにより、供給ラインからの流体がシリンダ１６の室２４または２６の一方に加えられ、他方の室からタンク戻りライン１８に排出される。この動作により、ピストン２８に装着されたロッド３０を伸張または後退するためシリンダ１６内のピストン２８を動かす。バルブアセンブリ２２はシリンダ１６の室２４および２６に接続された油圧ライン内の１対の圧力センサー３４と３５からの入力信号を受信する油圧機能制御装置３２により動作される。入力信号はピストンロッド３０上の力センサー３３から受信される。
【００１４】
油圧機能制御装置３２は、システム制御装置３６から、ロバート・ボッシュ・ジーエムビーエイチ社（Ｒｏｂｅｒｔ  Ｂｏｓｃｈ  ＧｍｂＨ）により開発された「制御装置エリアネットワーク」３８のような、通信ネットワークを介して受信された命令に応答して、任意の油圧機能部２０の動作を指示するソフトウエアを実行するプロセッサを有するマイクロコンピュータを有する。一般的に「ＣＡＮバス」と称されるこの制御装置エリアネットワーク３８は他の機能部２１と圧力制御装置４２に命令を伝送する。他の通信リンクは油圧システムの部品間のメッセージを伝達するために使用される。
【００１５】
システム制御装置３６は機械のためのオペレータ室の近傍のハウジング内に配置される。このシステム制御装置３６は機械オペレータにより制御されたジョイスティック４６からの信号を受信し、これらの信号に応答して、ＣＡＮバス３８を介して信号を機能制御装置３２と圧力制御装置４２と交換することにより油圧システム１０の全動作を管理する。この圧力制御装置４２はそれぞれポンプ１２の流出部、戻りライン１８、およびタンク１５内の油圧ラインに接続された３個の圧力センサー４３、４４および４５からの信号を受信する。これらの圧力信号およびシステム制御装置４６からの命令に応答して、圧力制御装置４２は各油圧ライン内の圧力を制御するためタンク制御バルブ１９とアンローダバルブ１７を操作する。
【００１６】
図２を参照すると、制御装置３２、３６および４２は同様なハードウエアアーキテクチャーを有する。マイクロコントローラ５０は特定の制御装置用のアプリケーションプログラムの実行を制御するオペレーティングシステムソフトウエアを実行するプロセッサ５１を含む。説明されるように、アプリケーションプログラムは規定のシーケンスで実行される一連の機能ルーチンからなる。アプリケーションプログラムはフラッシュメモリ装置５４に蓄積される。このプログラムにより使用され生成されたデータは電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５３とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５２に蓄積される。センサーやジョイスティックのような入力装置はこれらの入力装置からの信号をマイクロコントローラ５０の入力部と一致するレベルに変換する入力回路５５によりマイクロコントローラ５０に接続される。同様に、マイクロコントローラ５０の出力部はバルブドライバ回路５６により個別バルブ１７および１９とバルブアセンブリ２２のような外部部品に電気的に接続される。代案として、ジョイスティック３６はＣＡＮバス５８を介してマイクロコントローラ５０に接続できる。ＣＡＮバスインターフェイス５８はマイクロコントローラ５０を制御装置エリアネットワーク３８に接続する。
【００１７】
油圧システム１０の各制御装置３２、３６および４２は油圧システムの電気制御により油圧システムが使用されている特有の機械を容易に特化することを可能にする独自のオペレーティングシステムソフトウエアを利用している。このオペレーティングシステムは、特定の入出力信号とアプリケーションソフトウエアが顕著に異なる状態でシステム制御装置３６と圧力制御装置４２に使用されることを理解したうえで、機能制御装置３２との関連で説明される。
【００１８】
図３を参照すると、オペレーティングシステム６０は記載されるように１組の実行可能なタスク６２と実行可能なタスクにより使用される１群のデータファイル６４からなる。オペレーティングシステム６０は実行可能なタスクの各々を介して連続的にかつ順次一巡する。第１実行可能なタスク６２は入力回路５５により受信されたアナログ電気信号を入力信号により示されるパラメータを表すデジタル値に変換する入力ドライバ６６である。コードシーケンサ６８のタスクはマイクロコントローラ５０にアプリケーションプログラムの各機能ルーチンを順次実行させる。例えば、機能ルーチンは２値を加算するための１組のソフトウエア命令と同程度に単純であり、または所望の流速をバルブを開く電流の大きさに変換する命令と同程度に複雑であるので、流体が該当速度で流れる。他の実行可能なタスクは機能ルーチンの実行により発生したデジタル値をバルブドライバ回路５６の出力信号に変換する出力ドライバ７０である。最終実行可能なタスク７２はＣＡＮバス３８上でメッセージの交換を実行する。
【００１９】
実行可能なタスクを通して実行動作を開始すると、入力ドライバ６６はマイクロコントローラ５０の入力チャンネルをスキャンし、入力回路５５からの信号を処理する。この処理動作はＲＡＭ５２内の関連する変数として蓄積されているこれらの入力信号に相当するデジタルデータ値になる。入力ドライバタスク６６は特有のマイクロコントローラ入力チャンネルで受信されたデータを処理するため入力パラメータデータベース８０からのデータにより構成される包括ソフトウエアルーチンである。入力ドライバタスク６６は各入力チャンネルを選択するので、データベース８０からチャンネル用の入力パラメータデータを要求する。
【００２０】
図４は入力パラメータデータベース８０内のレコードを図示し、入力チャンネルの１つからのデータを処理するため入力ドライバタスク６６を構成するための情報を含んでいる。油圧機能制御装置３２の場合、この組のデータは圧力センサー３４または３５からの入力信号を対応する圧力値に変換するための入力ドライバタスク６６を構成する。この変換のため、レコード１００はマイクロコントローラ５０の関連の入力チャンネルのための入力利得とオフセット値を含む２つのデータフィールド１０２および１０４を含む。他のデータフィールド対１０５と１０６は入力チャンネルに接続された特有の圧力センサーと関連する信号利得とオフセット値を含む。利得とオフセットデータは入力ドライバ６６を設定し、マイクロコントローラ５２に入力された電気信号の未加工のデジタル値を適切な縮小データ値に処理する。
【００２１】
関連する入力チャンネルのサンプリング速度はデータフィールド１０７に蓄積される。このサンプリング速度は対応する変数の値を発生するため平均化される入力信号のサンプル数を特定する。例えば、入力チャンネルが読み取られるごとに、新しい入力値は一時蓄積位置に保持された前回の読み取り値と合計され、サンプル速度により特定されたサンプル数が累積された後、蓄積された合計の平均が計算される。１つのサンプリング速度が各入力データ値を関連の変数として蓄積させること、即ち、入力データが平均されないことを理解すべきである。平均化が生じるかどうかで、得られた値が各圧力計測値のための現在値として変数データベースに蓄積される。データフィールド１０８は変数データベース７８内の特定の変数を指定する。典型的なオペレーティングシステム６０において、特定の変数が変数データベース内の入力を特定するインデックスにより指定される。例えば、５のインデックスは処理された入力データを蓄積するための場所として変数データベース７８内の第５入力を特定する。代案として、変数は入力データが蓄積される変数データベース７８内のメモリ番地を特定するアドレスポインタにより指定される。
【００２２】
ＲＡＭ５２の変数データベース７８はオペレーティングシステムと機能ルーチンにより使用される変数に関係する情報を蓄積している。各変数と関連する情報は図５に図示された複数のデータフィールド９１−９８を有する個別のレコード９０内に蓄積される。これらのデータフィールド９１の１つは変数名を含み、他のフィールド９２はメモリ内に蓄積されるようなデータを工学単位に変換するため要求されるビット解像度を含む。データの現在値および始動時のような現在値が無い場合に用いる初期（ｄｅｆａｕｌｔ）値はそれぞれ個別のフィールド９３と９４に蓄積される。さらに、変数の限界チェックが利用されるとき、関連する変数の数値の最大限界値および最小限界値はデータフィールド９５と９６に設けられる。他のフィールド９７のデータはこの変数の計測値の固有単位を特定する。フィールド９８はこの変数の値が不揮発性ＥＥＰＲＯＭ５３に記録されているかどうかを特定するブールフラグ（Ｂｏｏｌｅａｎ ｆｌａｇ）を含む。オペレーティングシステムまたは機能ルーチンはこの変数を処理するときこれらのフィールド９１―９８の情報を使用する。
【００２３】
全てのマイクロコントローラ入力チャンネルがスキャンされ、変数データベース７８に蓄積された得られた値で処理された後、オペレーティングシステム６０はコードシーケンサ６８である次の実行可能なタスク６２に進む。再度図３を参照すると、コードシーケンサ６８は、活性であると、アプリケーションプログラムの各機能ルーチンを通り、マイクロコントローラ５０内のプロセッサ５１に現在選択された機能ルーチンを実行することを指示する。各機能ルーチンはデータファイル７４に蓄積されたアドレスポインタにより指定され、オペレーティングシステム６０がコードシーケンサ６８を活性化するごとにプロセッサ５１により実行すべき機能ルーチンのリストを提供する。ファイル７４内の各ポインタは各ソフトウエアルーチン用の第１命令を蓄積しているＲＡＭ５２内のアドレスである。１つの機能ルーチンの実行が終わると、コードシーケンサ６８は、説明されるように、もし異なるアドレスポインタへのジャンプは指示されないと、実行されるべき他の機能ルーチンを指定するデータファイル７４内の次のアドレスポインタに自動的に進む。この工程は、最後の機能ルーチンが実行されたデータファイル７４のポインタからの指示をコードシーケンサ６８が受信するまで継続する。
【００２４】
このような各工程で、実行のために呼び出される機能ルーチンと関連する情報のブロックはデータファイル７４からマイクロコントローラ５０により実行されているコードシーケンサ６８に伝達される。図６を参照すると、情報は各機能ルーチンの開始アドレスに対するポインタ、機能引数、およびジャンプ素子のためのメモリ位置指示子をそれぞれ含んでいるデータフィールド８６、８７および８８を有するレコード８５として蓄積される。データフィールド８７の機能引数は任意の機能ルーチンの実行中に要求されるデータを有し、実行結果を蓄積するデータベース７８内の１組の変数の指定からなる。これらの指定はデータベースインデックスまたはアドレスポインタのようないくつかのフォームの任意の形態を取る。これらの指定は他のリンクされたデータファイル７６に蓄積され、各々がデータファイル７４内の関連する機能ルーチンアドレスポインタにより必要とされる情報を特定するグループにまとめられる。換言すると、データファイル７６内の機能パラメータ指定の第１レコードはデータファイル７４内の第１機能ルーチンアドレスポインタのためのデータと構成パラメータを特定する。機能パラメータデータファイル７６内の第２レコードはデータファイル７４内の第２機能ルーチンポインタ用の同様な情報の指定等を含んでいる。データファイル７４の機能ルーチンポインタとデータファイル７６のデータおよびパラメータ指定レコード間のリンクされた１対１対応がある。データファイル７４内の１つのアドレスポインタは同一の機能ルーチンを指示することを理解すべきである。例えば、２つの変数を加算するルーチンのような基本機能ルーチンが油圧機能制御装置３２のためのアプリケーションプログラムで何度でも、しかしながら異なる変数で使用できる。このように、機能パラメータデータファイル７６は異なるレコードを有し、例えば、同一の機能ルーチンは各レコードが使用されるべき異なる組の変数を指定する状態で使用される。
【００２５】
コードシーケンサ６８が実行のための任意の機能ルーチンを選択するとき、マイクロコントローラ５０はデータファイル７４内の選択されたアドレスポインタにより特定されたメモリ位置で命令を実行し始める。データアイテムまたは構成パラメータが機能ルーチンにより要求されるとき、データファイル７６内のリンクされたレコード内の変数指定が変数データベース７８内のデータをアクセスするために使用される。１例として、圧力センサー３４からの電気信号を圧力値に変換する機能ルーチンを考慮する。そのような動作の引数は受信されたセンサー信号のデジタル化された電圧レベルを含む変数データベース７８内の入力の指定、圧力に対する信号電圧の関係を特定する変換係数、および変換結果、即ち、圧力を示す値を含むデータベースファイル７５内の変数の指定からなる。
【００２６】
それと逆に指示がないと、任意の機能ルーチンの実行が終了するとき、コードシーケンサ６８は実行するための次の機能ルーチンを指定するようにデータファイル７４内のアドレスポインタのシーケンスで次の入力を選択する。しかしながら、各機能ルーチンは規定の条件が存在する場合真／偽指示子を設定する命令を含む。この偽指示はコードシーケンサ６８がデータファイル７４内のアドレスポインタのリスト内で順次次の機能ルーチンに進むのを防止する。その代わりに、コードシーケンサ６８は実行のための異なる機能ルーチンを選択するため終了機能ルーチンのためのジャンプ素子８８を使用する。ジャンプ素子８８は実行すべき後続機能ルーチンを指定するデータファイル７４内のアドレスポインタのリスト内の入力を指示する。最終的に、コードシーケンサ６８は最後の機能ルーチンが実行されたことを示すデータファイル７４からの情報を受信する。この事象はオペレーティングシステム６０を次の実施可能なタスク６２に進める。
【００２７】
実施可能なタスクは本質的に入力ドライバタスク６６の逆である出力ドライバ７０であり、指示された変数の値はメモリから得られ、関連する出力装置を駆動するための適切な電気信号に変換される。油圧機能制御装置３２の場合、出力装置等はアセンブリ２２（図１）内のバルブ類である。続いて図３を参照すると、出力ドライバタスク７０はマイクロコントローラ５０の各出力チャンネルを順次アクセスする。各出力チャンネルのため、チャンネルの出力信号を更新するため出力ドライバタスク７０を構成する出力パラメータデータベース８２内のデータレコードがある。
【００２８】
図７はバルブアセンブリ２２内のバルブを駆動するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を発生するために使用される典型的なデータレコード１１０の構造を示す。レコード１１０は出力データを含むデータベース７８内の変数の指定（表インデックスまたはアドレスポインタ）を保持するフィールド１１２を含む。この場合、関連するバルブに入力される電流の大きさを指定する。データフィールド１１４と１１６に蓄積されたＰＷＭ出力と周波数値は出力ドライバ７０により使用され、関連するバルブを所望の量に開くため電流値を対応するＰＷＭ波形に変換する。これによりバルブドライバ回路５６によりアセンブリ２２の各バルブのソレノイドコイルに入力されるＰＷＭ出力信号を発生する。
【００２９】
マイクロコントローラ出力チャンネルを設定後、オペレーティングシステム６０はＣＡＮバス３８上を送信され且つ受信されたメッセージを処理するための実行可能なタスク７２に進む。例えば、油圧機能制御装置３２は関連する機能部２０のピストンロッド３０の速度を示すシステム制御装置３６からのメッセージを受信する。速度信号はジョイスティック４６の１つからの入力信号に応答してシステム制御装置により発生する。到来するメッセージは、ＣＡＮメッセージプロセッサタスク７２により読み込まれ、ＣＡＮバスインターフェース５８内のバッファ内に蓄積される。メッセージは所望のピストンロッド速度のための値を抽出するためＣＡＮメッセージプロセッサタスクにより処理される所定のフォーマットを有する。ＣＡＮメッセージプロセッサタスク７２はＣＡＮメッセージデータベース８４内に蓄積されたレコード内のデータにより特有のフォーマットを有するメッセージを処理するために構成される。このレコード内のデータは到来メッセージからのデータの抽出法のみならず速度値を蓄積するため変数データベース７８内の位置の指定法を指示する。他の種類のデータを有する到来メッセージは同様の方法で処理される。
【００３０】
逆動作は油圧機能制御装置３２がＣＡＮバス３８上を伝達されるメッセージを有するとき生じる。例えば、供給ライン１４からの油圧機能部２０が要求する全流量を示すデータがシステム制御装置３６により必要とされる。従って、メッセージはデータをシステム制御装置３６を伝送するためＣＡＮメッセージプロセッサタスク７２により周期的に構成される。メッセージを作成するため、ＣＡＮメッセージプロセッサタスク７２はＣＡＮメッセージデータベース８４内に蓄積されたパラメータで構成される。ＣＡＮメッセージデータベース８４は伝送されるべきデータを含む変数データベース７８内に変数の指定を有する。到来および送出される全てのメッセージが処理された後、ＣＡＮメッセージプロセッサタスク７２は終了し、オペレーティングシステム６０は実行可能なタスク６２の組の他の走査を開始するためコードシーケンス６８に戻る。
【００３１】
実行可能なタスクを通じて走査の終了で到来するメッセージを処理する代りに、ＣＡＮメッセージプロセッサ７２は入力駆動タスク６６の前にまたは直後に位置された到来メッセージタスクに分割できる。このように、新たに受信されたメッセージはコードシーケンス６８の動作前に処理される。送出されるＣＡＮメッセージの処理は出力ドライバ７０後に生じる。
【００３２】
本発明のオペレーティングシステムは機械の製品ラインの一般的な制御プログラムが各機械モデルのため容易に特化されるのを可能にする。ソフトウエア命令は機能ルーチン内に含まれ、特有の機械の制御プログラムはデータファイル７６内に含まれるこれらの機能ルーチンに対するアドレスポインタにより形成される。データファイル７４内の機能ルーチンアドレスポインタの表を変更することにより、制御プログラムはソフトウエア命令を変更することなく変更可能である。
【００３３】
以上の説明は主に本発明の好ましい実施例に向けられた。本発明の範囲内で種々の変形に注意が引かれたが、この分野の当業者が本発明の実施例の開示から明らかである追加の変形例を認識するであろうことが予期される。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲から決定されるべきで、上記実施例により限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明を実施している油圧システムの概略図である。
【図２】図２は油圧システム内の電子制御装置のブロック図である。
【図３】図３はデータフローを示す電子制御装置用のオペレーティングシステムの概略図である。
【図４】図４は動作オペレーティングシステム内の入力ドライバの動作を制御するためのパラメータのデータファイルを示している。
【図５】図５はオペレーティングシステムと機能ルーチンによる使用のためのメモリに蓄積された変数のデータ構造を示している。
【図６】図６は電子制御装置のメモリに蓄積された機能ルーチンにメモリー位置指示子の表の構造を示している。
【図７】図７はソレノイドバルブを駆動するためのパルス幅変調信号を発生するためオペレーティングシステムの出力ドライバの動作を制御するためメモリ内に蓄積されたパラメータのデータ構造を示している。
【符号の説明】
【００３５】
１０    油圧システム
１２    容積式ポンプ
１４    供給ライン
１５    タンク
１６    シリンダ
１７    アンローダバルブ
１８    タンク戻りライン
１９    タンク制御バルブ
２０、２１    油圧機能部
２２    バルブアセンブリ
２４、２６    室
２８    ピストン
３０    ピストンロッド
３２    油圧機能制御装置
３３    力センサー
３４、３５、４３、４４、４５    圧力センサー
３６    システム制御装置
５０    マイクロコントローラ
５２    ＲＡＭ
５３    ＥＥＰＲＯＭ
５４    フラッシュメモリ装置
５８    ＣＡＮバスインターフェイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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