JP4738952B2

JP4738952B2 - 遠隔管理システムの作業機械側動態データ管理装置

Info

Publication number: JP4738952B2
Application number: JP2005272191A
Authority: JP
Inventors: 英雄山田; 智昭小野; 藤井　　敏
Original assignee: キャタピラーエスエーアールエル
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: JP2007085019A

Description

この発明は、現場で稼働する作業機械の動態データを遠隔地で取得できる技術に関する。

従来、作業機械のユーザの便宜のため、作業現場で稼働する作業機械の動態データを、遠隔地である保守センタやオフィスなどの端末から通信回線を利用して取得するシステムが提案され、また稼働されている。特許第３０１１２５６号（特許文献１）に開示されるシステムもその一つであり、これは図６に示すように、センタとなる管理部50と各作業機械51との間で無線通信回線を介してデータの授受を行い、現場の作業機械51の動態データを遠隔の管理部50で取得するというシステムである。

同システムにおいて、作業機械2側のデータ処理は、作業機械2の動作を制御する車体制御コントローラ（図６では運転コントローラ）54の動態データ取得処理を利用している。すなわち、同コントローラ54はエンジンやポンプ等の機器の動態データを取得したうえ、そのデータが設定された条件と一致しているかどうか判断しながら設定条件と合致するように各機器を制御するものであり、そこで、上記システムにおいては、同コントローラ54が各種機器から取り出した動態データを、外部に設けた記憶部55に保存させるようにし、管理部50とデータ授受する通信コントローラ56が、その記憶部55に保存された動態データのうち、必要なものを取り出して管理部50側に送信するような構成となっている。同システムにおいては、前記車体制御コントローラ54と通信コントローラ56とを一体化させ、共通の外部の記憶部55から同様の処理を行うことも考慮されている（特許文献１、００２９段）
特許第３０１１２５６号（００２８段、００２９段、図１）

上記システムにおいては、管理部50に送信する動態データは、車体制御コントローラ54と通信コントローラ56との共通の外部の記憶部55に保存されるものとなっており、基本的に、車体制御コントローラ54の制御に則って、動態データの保存は考慮されているので、記憶部55の保存領域も車体制御コントローラ54の制御のタイミングに則した設定となっている。すなわち、遠隔管理システムの制御に適した記憶部55のデータ保存形式になっていなかった。例えば、動態データには、短時間ではあまり値の変化が大きくないもの（油温、水温等）、短時間で値が大きく変化するもの（エンジン回転数、ポンプ吐出圧等）、不定期に値が発生するもの（警告に値する異常データ等）等があるが、遠隔地で動態データを管理する場合は、これらデータが作業機械側で同時に送信されることを考慮しなければならないので、記憶部55の保存形式もそれぞれのデータ特性に応じて領域を分けないと、データが偏ってしまうおそれがある。しかし、車体制御コントローラ54では、自身の制御のタイミングで動態データを取得し、また保存すれば足りるから、必ずしも遠隔管理システムに適したデータ保存・取出方式とはなっていないのである。

一方、記憶部55の保存方法を遠隔管理システムに適した方式にあわせることも考えられるが、そうすると、車体制御コントローラ54のデータ保存・取出の制御自体を変更する必要がある。

また、図６に示すシステム形態であれば、車体制御コントローラ54が搭載される作業機械に、通信コントローラ56等の遠隔管理システムの装置を後付することも理論上可能であるが、車体制御コントローラ54と通信コントローラ56とを一体化させる態様にあっては、車体制御コントローラ54自体を変更する必要があって、現実的には不可能である。

この発明は、従来技術の以上のような問題に鑑み創案されたもので、既存の車体制御コントローラの制御方式を何ら変更することなく、遠隔管理システムに適した保存形式で動態データを保存することができ、しかも後付で遠隔管理システムを構築することのできる技術を提供しようとするものである。

上記課題を解決するための本発明は、車体制御コントローラを備えた作業機械の動態データを、通信手段によって遠隔地で取得させる遠隔管理システムの作業機械側動態データ管理装置において、装置は、作業機械内外へのデータ授受を制御するための、作業機械に備えられる動態管理コントローラであって、装置内に、前記車体制御コントローラの記憶部とは別となる、送信されるべき動態データを保存する記憶部を設け、該記憶部の保存領域を、少なくとも、動態データの特性ごとに区分けして保存できるように、複数に分割させ、その分割領域から、そこに保存された動態データを取り出して、遠隔地に送信させるようにし、前記記憶部の分割領域として、少なくとも、長周期的に更新されるべき動態データを保存する領域と、短周期的に更新されるべき動態データを保存する領域と、不定期で更新されるべき動態データを保存する領域とが設定され、それら保存領域には、それぞれ別個のタイミングで、車体制御コントローラの記憶部か、装置内の各部のいずれかから、保存されるべきデータが取得されて保存されることを特徴とする遠隔管理システムの作業機械側動態データ管理装置である。

ここで、前記動態データとは、作業機械の状態に関するあらゆるデータをいい、稼働状態データ（以下、本願では稼働データともいう）、警告すべき異常状態データ（以下、本願では警告データともいう）などその呼び方は特に問わない。

この発明では、作業機械側の動態データ管理装置が自身の装置内に記憶部を設けており、その保存領域を動態データの特性ごとに区分けできるように、複数に分割させている。このため、管理部に送信される動態データを保存する記憶部を、遠隔管理システムに適した保存形式に設定できるものとなっている。

また、車体制御コントローラが取得する動態データを、管理部に送信するデータとして利用する構成の場合であっても、そのコントローラの記憶部とは別に、本発明装置自身に記憶部を配置しているので、そのコントローラの制御方式をまったく変更することもない。それゆえ、車体制御コントローラが搭載されている作業機械に、後付で遠隔管理システムの装置を構築することもできる。

本発明の具体的実施形態例を図面に基づき説明する。

図１は遠隔管理システム全体を示す構成図であり、1は管理部、2は作業機械、3は顧客端末、4は販売店端末、5は携帯電話回線網、6はインターネット回線網、7はイントラネット回線網、8はＧＰＳ衛星、9は中継アンテナ、30は顧客携帯電話、40はサービスマン携帯電話である。

管理部1は、本システムを運営するセンタとしての機能を果たし、本形態例では作業機械のメーカが運営する形態としている。このため、後述するように、管理部1側と販売店端末4（サービスマン携帯電話40も含む）とは系列のイントラネット回線網7を介して接続されている。

管理部1には、図２に示すように、遠隔管理システムの管理部側制御を行うシステム制御装置100が形成され、該制御装装置100は、通信部101と、データ連結処理部102と、データベース103と、メール配信部104と、ネット回線用情報処理部105とを備えている（なお、これらの構成は、単体または複数のサーバによって以下に説明するような機能の手段となる）。通信部101は、携帯電話回線網5を利用できる通信機器を備え、その携帯電話回線網5を介して作業機械2側とデータ通信をする。データ連結処理部102は、作業機械2側及びユーザである顧客端末3（携帯電話30含む）、販売店端末4（サービスマン携帯電話40含む）とのデータ授受を制御し、その処理を行うサーバを備える。データベース103は、車両データベース130と顧客情報データベース131とから構成され、車両データベース130は作業機械2側から送信されたデータを保存し、顧客情報データベース131は社内イントラネット回線網7を介して顧客マスタから逐次更新される顧客に関するデータが保存される。後述するＷｅｂサイトにおいては、各データベース130,131の情報がそれぞれヒモ付けされる態様でユーザに提供される。顧客情報メール配信部104は、後述する作業機械2側から警告データが送信された場合、警告データがあった旨の電子メールを顧客携帯電話30及びサービスマン携帯電話40に送信するためのメールサーバを備える。ネット回線用情報処理部105は、Ｗｅｂサイトを管理するＷｅｂサーバを備え、そのＷｅｂサイトを通じて顧客端末3及び販売店端末4とデータの授受を行う。本形態例では、顧客端末3はインターネット回線網6を利用し、販売店端末4はイントラネット回線網7を利用する形態をとっているので、前記Ｗｅｂサーバは回線毎のゲートを設け、データ授受のルートを回線網6,7毎に分けている。また、前記Ｗｅｂサイトから所定のデータの取得要求を行わせるために、ＩＤとパスワードによるログインを条件としており、このためアクセスを許容する顧客及びサービスマンにはそれぞれＩＤとパスワードを付与している。

作業機械2には、図３に示すように、機械内外へのデータ授受を制御する、動態データ管理装置である動態管理コントローラ20が備えられる。本形態例の電気系統は作業機械2のバッテリ（図示せず）に直接接続される主電源回路が形成され、動態管理コントローラ20と、エンジン始動回路とはパラレルにその主電源回路に接続されている。したがって、エンジンキースイッチをオフにしても、主電源スイッチ（ディスコネクトスイッチ）をオフにしない限り、動態管理コントローラ20は稼働状態となっている。なお、以上の電気系統は、バッテリに直接動態管理コントローラ20が接続され、かつ同コントローラ20のオンオフがエンジンキースイッチのオンオフに連動しない態様であれば、他のどのような態様でも良い。

また作業機械2には、車両の種々の機器を制御する車体制御コントローラ21も備えられる。該車体制御コントローラ21は、前記動態管理コントローラ20と異なり、エンジンキースイッチ回路に接続され、該キースイッチのオンオフに連動する。また車体制御コントローラ21は、各種機器23（エンジン、ポンプ、センサ類等）に接続され、そこから所定の稼働データを取り出し、内部の記憶部に保存する。前記動態管理コントローラ20は、車体制御コントローラ21と車載ネットワーク22を介して接続され、車体制御コントローラ21に取り込まれた稼働データは、そのネットワーク22を介して、動態管理コントローラ20に取り込まれる（具体的には、後述する有線通信部202から取り込み、稼働データ記憶部210に保存）。なお、機種によっては車体制御コントローラ21が設置されない態様もあるが、その態様の場合は、各種機器23を動態管理コントローラ20（図３では入出力信号処理部207）に接続して直接稼働データを取り込んでも良い。

動態管理コントローラ20は、主たる制御部となる演算処理部200と、有線通信部202と、無線通信部203と、位置測定部204と、日付管理部205と、電源制御部206と、入出力信号処理部207とからなり、さらに本形態例の特徴である記憶部201も備える。演算処理部200はコントローラ20内のデータの授受等に関して各構成部201〜206に対して指令を出力する。有線通信部202は、作業機械内の他のコントローラ（本形態例では前記車体制御コントローラ21）と車載有線ネットワーク22を介してデータ通信をする。無線通信部203は、携帯電話回線網5を利用できる無線通信機器とメモリを備え、その携帯電話回線網5を介して管理部1の通信部101とデータ通信をする。前記メモリには前記管理部1通信部101の電話番号（連絡先データ）が保存されるほか、該通信部101からの呼出用電子メールを保存する領域が設定されている。位置測定部204は、ＧＰＳ受信機を備え、ＧＰＳ衛星8からの電波を受信して現在位置を測位する。日付管理部205は、時計手段と充電池を備え、主電源オフ時にも日時を保持して日時データを管理し、また予め演算処理部200より設定された日付・時刻になると演算処理部200に出力を行う。電源制御部206は、内部電源のオンオフを制御する。

本形態例の特徴である記憶部201は、作業機械の稼働データ、警告データ、及び演算処理部の指令基準となる条件が記述される設定データを保存する。本形態例では、この記憶部201としてメモリを想定しているが、他の記憶手段でも良い。記憶部201は保存されるデータの特性に応じて、記憶領域が稼働データ記憶部210、自発送信データ記憶部211、設定データ記憶部212の３つに分割されている。前記稼働データ記憶部210は、時間特性に応じてさらに、図４に示すように、不定期データ記憶領域220、長周期稼働データ記憶領域221、短周期稼働データ記憶領域222とに分割される。不定期データ記憶領域220は、不定期で更新されるべき稼働データ（例えば異常データ）を保存し、長周期稼働データ記憶領域221は、定期的に更新されるべき稼働データのうち、長周期的タイミングで更新されるべきデータ（例えば短時間では変化が少ないような冷却水温度、燃料残量、稼働時間、位置情報等）を保存し、短周期稼働データ記憶領域222は、定期的に更新されるべき稼働データのうち、短周期的タイミングで更新されるべきデータ（例えば短時間でも変化が大きいエンジン回転数、ポンプ吐出圧等）を保存する。これら分割された記憶部210〜212（領域220〜222含む）は、いずれの記憶領域も、リングバッファで保存するものとしており、このため各記憶領域には、各特性に応じた最適なタイミングでデータ更新及び保存ができる。なお、分割領域の態様はもちろん以上の形態に限定されるものではない。

前記記憶部201への各データの保存は、前記演算処理部200の指令により処理され、各データの特性によってそれぞれ別個に保存指令が出力される。稼働データは、前記車体制御コントローラ21から車載ネットワーク22を介して取得するものと、装置内の各部からのものとがあるが、いずれも稼働データ記憶部210に保存される。また、稼働データのうち、警告を発する条件に合致する異常データがあった場合、それは警告データとして、自発送信データ記憶部211にも保存される（以上の稼働データの詳細な保存処理は次段で説明する）。該自発送信データ211に警告データが保存されている場合、後述するように、演算処理部200は管理部1側に警告データを送信するよう指令を出力する。これら演算処理部200の制御指令は、記憶部201の設定データ記憶部212に保存される設定データに基づいているが、更新すべき設定データは、管理部1側から送信され、それが前記設定データ記憶部212に保存される。

次に、稼働データの詳細な保存処理を図５に基づき説明する。

演算処理部200では、主電源スイッチがオンになっている限り、稼働データの時間特性に応じて、それぞれのタイミングで所望の稼働データを取得する。まず、前記長周期稼働データについては、長周期用稼働データを取得する時期かどうか判断し（Ｓ１：データに応じて数時間から数分間の任意の間隔）、取得時であるとき、エンジンキースイッチの状態をチェックし（Ｓ２）、オン状態であれば車体制御コントロール21が取得した長周期用稼働データを車載ネットワーク22を介して収集し（Ｓ３）、次にコントローラ20内の位置測定部204、日付管理部205、入出力信号処理部207から長周期用稼働データを取得し（Ｓ４）、稼働データ記憶部210のうち長周期稼働データ記憶領域221に保存させる（Ｓ５）。前記Ｓ２のフローで、エンジンキースイッチがオフ状態であれば、直接コントローラ20内の長周期稼働データを取得して（Ｓ４）、前記長周期稼働データ記憶領域220に保存させる（Ｓ５）。次に、前記短周期稼働データについては、短周期用稼働データを取得する時期かどうか判断し（Ｓ６：データに応じて数秒から数ミリ秒間の任意の間隔）、取得時であるとき、エンジンキースイッチの状態をチェックし（Ｓ７）、オン状態であれば車体制御コントローラ21が取得した短周期用稼働データを車載ネットワーク22を介して収集し（Ｓ８）、次にコントローラ20内の位置測定部204、日付管理部205、入出力信号処理部207から短周期用稼働データを取得し（Ｓ９）、稼働データ記憶部210のうち短周期稼働データ記憶領域222に保存させる（Ｓ１０）。前記Ｓ７のフローで、エンジンキースイッチがオフ状態であれば、直接コントローラ20内の短周期稼働データを取得して（Ｓ９）、前記短周期稼働データ記憶領域222に保存させる（Ｓ１０）。次に、前記不定期稼働データについては、キースイッチの状態をチェックし（Ｓ１１）、オン状態であれば、車体制御コントロール21が異常と判断して保存している警告データを車載ネットワーク22を介して収集し（Ｓ１２）、稼働データ記憶部210のうち不定期データ記憶領域220に保存させるとともに（Ｓ１３）、自発送信稼働データ記憶部211にも保存させる（Ｓ１４：この保存により警告データは管理部1に送信される）。前記Ｓ１１のフローで、エンジンキースイッチがオフ状態であれば、演算処理部200に常時入力されるデータから異常信号があるかどうか判断した後（Ｓ１５）、異常であると判断すれば、そのデータを警告データとして、稼働データ記憶部210のうち不定期データ記憶領域220に保存させるとともに（Ｓ１３）、自発送信稼働データ記憶部211にも保存させる（Ｓ１４）。

また、演算処理部200では、記憶部201の各領域に保存した稼働データの送信処理を次のように行っている。まず、管理部1通信部からの呼出用電子メールが受信されてメモリ内に保存されているか否かを常時チェックし、呼出用電子メールが送信された場合、無線通信部203で受信し、即座に自身のメモリに保存する。チェックしている演算処理部200がその保存を確認すると、無線通信部203に自身のメモリから管理部1通信部の電話番号を取り出させ、管理部1側に架電させる。無線通信部203が管理部1通信部と通じると、管理部1通信部から設定コマンドがあればそれが送信され、それとともに所望の作業機械2の送信要求が送信される。演算処理部200では、まず設定コマンドを受信したかどうか確認し、受信があれば、それを記憶部201の設定データ記憶部212に保存して更新し、更新完了した結果をデータとして管理部1側に返す。設定データは、上述したように、演算処理部200の制御指令であり、更新以後は更新後の設定に基づき制御が行われる。次に、演算処理部200は、稼働データ要求を確認し、所望の作業機械2の稼働データを稼働データ記憶部210から取り出して、無線通信部203から管理部1通信部へ送信させる（なお、稼働データを受信した管理部1側では、そのデータをＷｅｂサイトに反映させ、ユーザへ情報を提供することになる）。次に、演算処理部200は、記憶部201の自発送信データ記憶部211内に警告データの有無を確認し、警告データがあれば、そのデータを取り出し、無線通信部203から管理部1通信部へ送信させるのは上述のとおりである。演算処理部200は、各データ送信後、設定された所定時間が経過すると、強制的に回線を切断させる。以上の処理フローはすべて主電源スイッチがオンされている限り行われ、したがって作業機械2のエンジンキースイッチがオフ状態で作動していないときでも行われる。

以上説明したように、本形態例では、作業機械2側の動態管理コントローラ20内に記憶部201を設けており、その保存領域を動態データの特性ごとに区分けして、複数に分割させることで（210〜212,220〜222）、データ特性に応じた保存、取出処理が可能となっている。このため、ユーザから動態データの要求があったときでも、各データの特性に応じた最適な内容を記憶部201から取り出して送信でき、遠隔管理システムのデータ保存形式として、最適な様式となっている。

また、本形態例では、車体制御コントローラ21が取得する稼働データを、管理部1に送信する動態データとして利用する構成となっているが、その車体制御コントローラ21の記憶部とは別に、動態管理コントローラ20内に記憶部200を配置しているので、車体制御コントローラ21のデータ保存・取出の制御方式をまったく変更する必要もない。それゆえ、車体制御コントローラ21が搭載されている作業機械2に、後付で遠隔管理システムの装置を構築することもできる。

なお、本発明が以上の実施形態例に限定されないことはいうまでもない。

この発明は、作業機械の稼働状態を遠隔で管理する場合に適用可能な技術である。

本発明に係る遠隔管理システム全体の説明図である。管理部内のシステム制御装置の装置構成図である。作業機械側のシステム構成図である。動態管理コントローラの記憶部内の稼働データ記憶部の分割領域を示した説明図である。動態管理コントローラ内におけるデータ保存処理のフローチャート図である。特許第３０１１２５６号に開示される遠隔管理システムの一構成図である。

符号の説明

1 管理部
2 作業機械
3 顧客端末
4 販売店端末
5 携帯電話回線網
6 インターネット回線網
7 イントラネット回線網
8 ＧＰＳ衛星
9 中継アンテナ
20 動態管理コントローラ（作業機械側動態データ管理装置）
30 顧客携帯電話
40 サービスマン携帯電話
201 記憶部
210 稼働データ記憶部
220 不定期データ記憶領域
221 長周期稼働データ記憶領域
222 短周期稼働データ記憶領域

Claims

車体制御コントローラを備えた作業機械の動態データを、通信手段によって遠隔地で取得させる遠隔管理システムの作業機械側動態データ管理装置において、
装置は、作業機械内外へのデータ授受を制御するための、作業機械に備えられる動態管理コントローラであって、
装置内に、前記車体制御コントローラの記憶部とは別となる、送信されるべき動態データを保存する記憶部を設け、該記憶部の保存領域を、少なくとも、動態データの特性ごとに区分けして保存できるように、複数に分割させ、その分割領域から、そこに保存された動態データを取り出して、遠隔地に送信させるようにし、
前記記憶部の分割領域として、少なくとも、長周期的に更新されるべき動態データを保存する領域と、短周期的に更新されるべき動態データを保存する領域と、不定期で更新されるべき動態データを保存する領域とが設定され、それら保存領域には、それぞれ別個のタイミングで、車体制御コントローラの記憶部か、装置内の各部のいずれかから、保存されるべきデータが取得されて保存されることを特徴とする遠隔管理システムの作業機械側動態データ管理装置。
装置は、演算処理部と記憶部を備え、該記憶部の記憶領域が、送信されるべき動態データを保存する稼働データ記憶部と、動態データのうち警告を発する条件に合致する異常データを警告データとして保存する自発送信データ記憶部と、演算処理部の指令基準となる条件が記述される設定データが保存される設定データ記憶部に分割され、前記自発送信データ記憶部に保存された警告データは、演算処理部からの指令により遠隔地に送信されることを特徴とする請求項１に記載の遠隔管理システムの作業機械側動態データ管理装置。