JP6358814B2 - 終端抵抗の管理システム - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1の農業機械(作業車両)においては、複数のコントローラ(電子機器)を搭載し、複数のコントローラのうち、少なくとも2台に終端抵抗を内蔵することにより通信の安定化を図っている。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、作業機の車載ネットワークにおいて、終端抵抗の設定(接続、非接続)を簡単に行うことができる終端抵抗の管理システムを提供することを目的としたものである。
本発明の終端抵抗の管理システムは、作業機の車載ネットワークに接続可能な終端抵抗を有し且つ前記車載ネットワークに配置された複数の電子機器と、前記車載ネットワーク上での電子機器の位置に基づいて、当該電子機器が有する終端抵抗の接続を設定する設定手段と、前記作業機に着脱自在に装着され且つ複数の電子機器のうち少なくとも1つの電子機器を有する作業装置と、を備え、前記設定手段は、前記車載ネットワークにおける信号線にパラレル接続された各電子機器に付与された識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する電子機器の車載ネットワーク上での位置を求める位置算出部と、前記位置算出部で算出された位置に基づいて終端抵抗の接続を設定する接続設定部とを有し、前記位置算出部は、前記作業機のエンジン始動後であって、所定時間毎、或いは、車載ネットワークに接続された電子機器の台数が変化した際に、前記作業装置が有する電子機器を含む前記複数の電子機器における識別情報を取得して当該識別情報に対応する電子機器の車載ネットワーク上での位置を求めることを特徴とする。
また、前記車載ネットワークに接続された少なくとも1つの電子機器は、前記設定手段を有し、前記設定手段を有する1の電子機器は、前記作業装置の昇降を制御可能な第1制御装置、前記作業機のエンジンを制御する第2制御装置、作業機に関する表示を行う表示装置のいずれかであり、当該電子機器は、他の電子機器に対して終端抵抗の接続可否指令を出力することを特徴とする。
農業機械等の作業機において、インプルメント等の着脱によって車載ネットワークに接続されている電子機器の個数や配置関係が変化し、車載ネットワークに対する終端抵抗の接続状態が変わることがある。このような場合でも、設定手段によって、簡単に、電子機器が有する終端抵抗の設定(接続、非接続)を行うことができるため、通信の安定化を図ることができる。
また、車載ネットワークに接続された電子機器の位置関係を所定時間毎に監視することができ、監視時の位置関係に応じて終端抵抗の設定(接続、非接続)を行うことができる。また、車載ネットワークに接続された電子機器の台数が変化した場合にも、電子機器の位置関係を確認することができ、確認時の位置関係に応じて終端抵抗の設定(接続、非接続)を行うことができる。
また、車載ネットワークに接続された複数の電子機器のうち、1の電子機器によって、車載ネットワークの全体の電子機器の配置関係を確認することができる。加えて、当該1の電子機器によって、他の電子機器に設けられた終端抵抗の設定(接続、非接続)を簡単に行うことができる。
[第1実施形態]
図1は、作業機に搭載された電子機器の車載ネットワークの全体図である。
図1に示すように、農業機械や建設機械等の作業機1には、当該作業機1に関する動作をする複数の電子機器2、即ち、電装品が搭載されている。この電子機器2は、通信線3を介して互いに接続されて、車載ネットワークが構成されている。この車載ネットワークは、例えば、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、FlexRay等である。詳しくは、車載ネットワークがCANである場合、通信線3は、CANHである第1通信線3aと、CANLである第2通信線3bとで構成され、これら第1通信線3a及び第2通信線3bに、各電子機器2が接続されている。
以下、車載ネットワークに接続する終端抵抗について詳しく説明する。なお、説明の便宜上、作業機1は、農業機械として代表的なトラクタとし、電子機器2は、トラクタ1に搭載された制御装置として説明を続ける。
さらに、第1制御装置2Aは、入力されたエンジン回転数の上限値を制御信号として第2制御装置2Bに出力する。第1制御装置2Aは、入力されたアクセルペダルの操作量がアクセルレバー量以上である場合は、アクセルペダルの操作量に応じたエンジン回転数を制御信号として第2制御装置2Bに出力する。また、第1制御装置2Aは、入力されたアクセルペダルの操作量がアクセルレバー量未満である場合は、アクセルペダルの操作量に応じたエンジン回転数を第2制御装置2Bに出力しない。上述した他に、第1制御装置2Aは、昇降レバーの操作量を制御信号として昇降駆動部に出力して、3点リンク機構13の昇降を制御する。なお、第1制御装置2Aによる制御は、上述した例に限定されない。
第4制御装置2Dは、作業装置14に設けられる装置であって、当該作業装置14が播種機である場合には、例えば、車速に連動(対応)した播種量を制御信号として当該播種機の駆動部に出力することで、播種機の播種量を制御する。なお、第4制御装置2Dは、播種機に設けられるものに限定されず、トラクタ1に着脱自在に装着される作業装置14を制御するものであればどのようなものであってもよい。
図1及び図2に示すように、終端抵抗4は、車載ネットワーク(通信線3)に接続可能である。スイッチ部5は、車載ネットワークに終端抵抗4を接続する接続状態と、車載ネットワークに終端抵抗4を接続しない非接続状態とに切り替えるスイッチである。
また、図2に示すように、複数の制御装置(電子機器)2のうち、少なくとも1つ以上の制御装置2において、通信を補償するための補償抵抗8を設けることが望ましい。即ち、車載ネットワークに接続する制御部6の入出力部であって、第1通信線3aとを結ぶ第1ラインL1と、制御部6と第2通信線3bとを結ぶ第2ラインL2との間に、3kΩ以下で、かつバスインピーダンスへの影響が少ない抵抗値(例えば、2kΩ)の補償抵抗8を設けることが望ましい。
制御部6による接続信号や非接続信号の出力(スイッチ部5の切り替え動作)は、予め記憶部7に記憶された情報に基づいて行う。
記憶部7は、不揮発性のメモリ等から構成され、制御装置2(電子機器)を識別するための識別情報を記憶している。この識別情報は、例えば、制御装置2に対して個別に付与されたIDである。このIDは、番号等で示されていて、ID番号は、車載ネットワークの配置に応じて割り当てられている。
図3に示すように、第1制御装置2A及び第4制御装置2Dの記憶部7には、接続指令が記憶され、第3制御装置2B及び第3制御装置2Cの記憶部7には、非接続指令が記憶されている。つまり、通信線3の全体を見たとき、一端側及び他端側に位置する第1制御装置2A及び第4制御装置2Dに対しては、接続指令が設定され、通信線3の中間に位置する第2制御装置2B及び第3制御装置2Cに対しては、接続指令ではなく非接続指令が設定されている。
なお、記憶部7への接続可否指令の記憶は、トラクタ1の製造時、或いは、新たな制御装置(電子機器)2を追加するメンテナンス時に、実施することが望ましい。例えば、トラクタ1の製造時においては、まず、トラクタ1に搭載する各制御装置2にID番号を設定する。ID番号を設定するに際し、通信線3の終端側に位置する制御装置2のID番号は、最大値或いは最小値とする。
[第2実施形態]
第2実施形態は、外部から制御部6に入力された接続可否指令に基づいて、スイッチ部5の切り替えを行う実施形態である。
図4に示すように、複数の制御装置(電子機器)2のうち、少なくとも1つの制御装置(電子機器)2は、設定手段40Aを備えている。設定手段40Aは、制御装置2の制御部6に格納されたプログラム等から構成されている。
位置算出部41Aは、車載ネットワークに配置された各制御装置2のID番号を取得し、取得したID番号に基づいて、所定の制御装置2の車載ネットワーク上の位置を求める。例えば、エンジンの始動時(キーシリンダ操作時)に、各制御装置2にバッテリーの電力が供給されて、各制御装置2が起動したとすると、まず、位置算出部41Aは、設定制御装置2AのID番号を記憶部7から取得すると共に、非設定制御装置2B、2C、2DのID番号を通信により取得する。即ち、位置算出部41Aは、制御装置2に割り当てられた全てのID番号を取得する。
詳しくは、第1制御装置2A及び第4制御装置2Dは、通信線3の終端にあるとみなされるため、接続設定部42Aは、第1制御装置2AのID番号(ID=000)と接続指令とを対応付け、第4制御装置2DのID番号(ID=300)と接続指令とを対応付ける。また、接続設定部42Aは、第2制御装置2BのID番号(ID=100)と非接続指令とを対応付け、第3制御装置2CのID番号(ID=200)と非接続指令とを対応付ける。そして、接続設定部42Aは、全てのID番号と、接続可否指令とを対応付けた第1設定テーブルの作成後、作成した第1設定テーブルを記憶部7等に記憶する。
第1制御装置2A及び第4制御装置2Dの制御部6は、接続指令が入力されると、接続信号をスイッチ部5に出力して当該スイッチ部5を接続状態に切り替える。第2制御装置2B及び第3制御装置2Cの制御部6は、非接続指令が入力されると、非接続信号をスイッチ部5に出力して当該スイッチ部5を非接続状態に切り替える。
また、接続設定部42Aは、位置算出部41Aにおいて制御装置2の位置が求められる毎に、各制御装置2の終端抵抗4の接続を設定する(第1設定テーブルを作成する)ことが望ましい。そして、接続設定部42Aは、終端抵抗4の接続が前回と変わっている場合(第1設定テーブルの内容が前回と変わっている場合)には、各制御装置2に、第1設定テーブルに示された接続可否指令を出力する。このようにすれば、所定時間毎に、車載ネットワークに接続された制御装置2の位置を監視することができ、制御装置2の位置が変化した場合には、車載ネットワークに対する終端抵抗4の位置を適正位置に変えることができる。
例えば、図5(a)に示すように、4つの制御装置2A、2B、2C、2Dが車載ネットワークに接続されているとする。このような状況において、作業装置14が取り外されて別の作業装置14が装着され、これにより、別の作業装置14を制御する装置として、図5(b)に示すように、2台の第4制御装置2D−1、2D−1が接続されたとする。この場合、第1制御装置(設定制御装置)2Aは、通信内容の変化から2台の第4制御装置2D−1、2D−1が接続されたこと、即ち、制御装置2が追加されたことを検知する。
例えば、図5(b)に示すように、第1制御装置2Aに対応するID番号(ID=000)が「最小ID番号」であって、第4制御装置2D−2に対応するID番号(ID=400)が「最大ID番号」であった場合、位置算出部41Aは、最小ID番号に対応する第1制御装置2Aと、最大ID番号に対応する第4制御装置2D−2とは、通信線3の終端側(車載ネットワークの終端)に位置していると決定する。そして、接続設定部42Aは、図6に示すような第1設定テーブルを作成して、当該第1設定テーブルに基づいて、接続可否指令を各制御装置2に出力する。
[第3実施形態]
第3実施形態は、制御部6に入力された識別情報(ID番号)に基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を行う実施形態である。この第3実施形態の説明では、上述した第1実施形態、或いは、第2実施形態と同じ構成について説明を省略する。また、説明の便宜上、各制御装置2において、自己(自身)を指す制御装置2のことを「自己制御装置」といい、この自己制御装置の位置を「自己位置」といい、自己制御装置とは別の制御装置のことを「他制御装置」といい説明を進める。
図7に示すように、各制御装置(電子機器)2は、設定手段40Bを備えている。設定手段40Bは、制御部6に格納されたプログラム等から構成されている。
具体的には、第1制御装置2A、第2制御装置2B、第3制御装置2C及び第4制御装置2Dのそれぞれには、設定手段40Bが設けられている。この設定手段40B(各制御装置2の制御部6)は、自己制御装置2に付与された識別情報(第1識別情報)と、他制御装置2に付与された識別情報(第2識別情報)とに基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を制御する。言い換えれば、設定手段40Bは、車載ネットワーク上における自己制御装置2の自己位置を、第1識別情報及び第2識別情報に基づいて求め、求めた自己位置に応じて、終端抵抗4の設定を行う。
位置算出部41Bは、電源投入時に、自己制御装置2のID番号(第1識別情報)を記憶部7から取得すると共に、他制御装置2のID番号(第2識別情報)を通信により取得する。例えば、第3制御装置2Cの位置算出部41Bの場合、第1識別情報である「ID=200」を取得すると共に、第2識別情報である「ID=000、100、300」を取得する。
ID番号の取得後、位置算出部41Bは、取得した全てのID番号を参照し、全てのID番号に対する第1識別情報(自己制御装置2のID番号)の順位を求める。例えば、第3制御装置2Cの場合、第1識別情報は、「ID=200」、第2識別情報は、「ID=000、100、300」であって、第1識別情報は先頭(ID=000)から数えて3番目であるため、第3制御装置2Cの位置算出部41は、第1識別情報(ID番号)の順位を3位とする。
接続設定部42Bは、位置算出部41Bで算出された制御装置2の位置に基づいて、自己制御装置2の終端抵抗4の接続を設定する。例えば、第3制御装置2Cの接続設定部42Bは、自己位置が終端ではなく中間であるため、第3制御装置2Cの制御部6に非接続指令を出力して、スイッチ部5を非接続状態に保持する。一方、第4制御装置2Dの接続設定部42Bは、自己位置が終端であるため、第4制御装置2Dの制御部6に接続指令を出力して、スイッチ部5を接続状態に保持する。
なお、上述した第3実施形態において、位置算出部41Bは、取得した全てのID番号を参照し、全てのID番号に対する自己制御装置2のID番号の順位を求めていたが、順位の算出を省略して、自己制御装置2の自己位置が終端であるか否かを直接求めてもよい。
[第4実施形態]
第4実施形態は、車載ネットワークの外部から出力された接続可否指令に基づいて、スイッチ部5の切り替え動作を行う実施形態である。この第4実施形態の説明でも、上述した第1実施形態〜第3実施形態と同じ構成について説明を省略する。
図8に示すように、通信ネットワークには、電子機器2の他に、外部機器20と、この外部機器20に接続可能な通信機器21とが配置されている。ここで、外部機器20とは、トラクタ1(車載ネットワーク)から見て外部に配置される機器である。この外部機器20は、例えば、通信機器21に接続可能な情報端末20Aと、この情報端末20Aに接続可能なサーバ20Bとで構成されている。以下、外部機器20として、情報端末20A、サーバ20Bを例に取り説明を進める。
この通信機器21は、情報端末20Aとの無線通信を行う通信部(通信モジュール)22と、通信部の制御を行う制御部23とを備えている。
第1管理データベース25は、トラクタ1に搭載された電子機器(制御装置)2のID番号と、終端抵抗4の接続可否指令とが関連付けられたデータを有している。まず、第1管理データベース25について説明する。
例えば、機械識別情報が「M135−0154889」であるトラクタにおいて、図10に示すような複数の電子機器2が搭載されたとする。この場合、図9及び図10に示すように、複数の電子機器2のうち、通信線3の一端側(先端側)に接続される先端グループの電子機器2(例えば、範囲Aで囲まれる電子機器2)のID番号は小さくし、通信線3の他端側(後端側)に接続される後端グループの電子機器2(例えば、範囲Bで囲まれる電子機器2)のID番号は大きくする。
詳しくは、図11に示すように、情報端末20A等のコンピュータをサーバ20Bに接続し、当該コンピュータに設定画面Q1を表示する。設定画面Q1では、トラクタ1に搭載された電子機器2のID番号の一覧と、当該ID番号に対応付けられた接続可否指令を設定する設定部26とを表示する。例えば、電子機器2のID番号が「ID=000」に対応する設定部26aにおいて、「接続」を入力すると、ID=000に対して接続指令が設定される。同様に、電子機器2のID番号が「ID=1000」に対応する設定部26bにおいて、「接続」を入力すると、ID=1000に対して接続指令が設定される。
第2設定テーブルの作成後は、情報端末20Aをサーバ20Bに接続して、当該情報端末20Aに第2設定テーブル、即ち、ID番号及び接続可否指令を送信する。そして、情報端末20Aから通信機器21にID番号及び接続可否指令を送信する。通信機器21は、ID番号及び接続可否指令を受信すると、制御部23にID番号及び接続可否指令を出力して、当該制御部23は、ID番号及び接続可否指令を車載ネットワークに出力する。そして、ID番号及び接続可否指令が車載ネットワークに入力されると、各電子機器2の制御部6は、自己に対応するID番号と、接続可否指令とを車載ネットワークから取得し、接続可否指令において接続指令が示されている場合は、接続信号をスイッチ部5に出力する。また、各電子機器2の制御部6は、接続可否指令において非接続指令が示されている場合は、非接続信号をスイッチ部5に出力する。
以下、第4実施形態の変形例について説明する。なお、上述した実施形態と同じ構成については説明を省略する。
位置算出部41Cは、第2管理データベース27に示されたID番号を取得し、取得したID番号に基づいて、所定の制御装置2の車載ネットワーク上の位置を求める。例えば、機械識別情報がサーバ20Bに入力されると、当該機械識別情報に対応したトラクタ1に搭載した電子機器2のID番号を、第2管理データベース27から取得する。そして、位置算出部41Cは、取得した全てのID番号を参照して、当該ID番号の中から、最小ID番号(例えば、ID=000)と、最大ID番号(例えば、ID=1000)を抽出する。
接続設定部42Cは、ID番号と接続可否指令とを関連付けた第2設定テーブルを作成する。例えば、ID番号が「000」である電子機器2及びID番号が「1000」である電子機器2は、終端に位置しているため、図9に示すように、接続設定部42Cは、ID=000に対して接続指令が設定され、且つ、ID=1000に対して接続指令が設定された第2設定テーブルを作成する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。上述した実施形態において、識別情報は、車載ネットワークに配置した全ての電子機器に付与するのが望ましいが、一部の電子機器2に付与してもよい。言い換えれば、全ての電子機器2が識別情報を有しなくてもよい。また、設定手段40A、40Bは、車載ネットワークに配置した全ての電子機器2に付与してもよいし、一部の電子機器2に付与してもよい。同様に、終端抵抗4は、車載ネットワークに配置した全ての電子機器2に設けてもよいし、一部の電子機器2に設けてもよい。
また、上述した実施形態では、通信を補償するための補償抵抗8を、少なくとも1つの電子機器2に設けているが、これに代え、最初に通信を行う際、即ち、終端抵抗4の設定を行う前に、少なくとも1つの電子機器2の制御部6からスイッチ部5に接続信号を出力して、終端抵抗4を車載ネットワークに接続することにより、当該終端抵抗4を補償抵抗として機能させてもよい。この場合は、補償抵抗として働いた終端抵抗4は、終端抵抗4の設定後に非接続状態にすることが望ましい。
2 電子機器
2A 第1制御装置
2B 第2制御装置
2C 第3制御装置
2D 第4制御装置
3 通信線
3a 第1通信線
3b 第2通信線
4 終端抵抗
5 スイッチ部
6 制御部
7 記憶部
8 補償抵抗
10 走行車体
11 エンジン
12 変速装置
13 3点リンク機構
14 作業装置
15 キャビン
16 運転席
17 表示装置
20 外部機器
20A 情報端末
20B サーバ
21 通信機器
22 通信部
23 制御部
25 第1管理データベース
27 第2管理データベース
40A、40B、40C 設定手段
41A、41B、41C 位置算出部
42A、42B、42C 接続設定部
Claims (4)
- 作業機の車載ネットワークに接続可能な終端抵抗を有し且つ前記車載ネットワークに配置された複数の電子機器と、
前記車載ネットワーク上での電子機器の位置に基づいて、当該電子機器が有する終端抵抗の接続を設定する設定手段と、
前記作業機に着脱自在に装着され且つ複数の電子機器のうち少なくとも1つの電子機器を有する作業装置と、
を備え、
前記設定手段は、前記車載ネットワークにおける信号線にパラレル接続された各電子機器に付与された識別情報に基づいて、当該識別情報に対応する電子機器の車載ネットワーク上での位置を求める位置算出部と、前記位置算出部で算出された位置に基づいて終端抵抗の接続を設定する接続設定部とを有し、
前記位置算出部は、前記作業機のエンジン始動後であって、所定時間毎、或いは、車載ネットワークに接続された電子機器の台数が変化した際に、前記作業装置が有する電子機器を含む前記複数の電子機器における識別情報を取得して当該識別情報に対応する電子機器の車載ネットワーク上での位置を求めることを特徴とする終端抵抗の管理システム。 - 前記車載ネットワークに接続された少なくとも1つの電子機器は、前記設定手段を有し、前記設定手段を有する1の電子機器は、前記作業装置の昇降を制御可能な第1制御装置、前記作業機のエンジンを制御する第2制御装置、作業機に関する表示を行う表示装置のいずれかであり、当該電子機器は、他の電子機器に対して終端抵抗の接続可否指令を出力することを特徴とする請求項1に記載の終端抵抗の管理システム。
- 前記接続設定部は、前記車載ネットワークに接続された複数の電子機器のうち、前記車載ネットワークの終端側に位置する電子機器に対して、当該電子機器が有する接続抵抗の接続指令を出力することを特徴とする請求項2に記載の終端抵抗の管理システム。
- 前記車載ネットワークに接続された電子機器と通信可能な外部機器に前記設定手段が設けられており、前記外部機器は、前記車載ネットワークに配置された電子機器に対して終端抵抗の接続可否指令を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の終端抵抗の管理システム。
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