特表 2024-519968 作業車両上のソフトウェアの遠隔更新

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-21

(54)【発明の名称】作業車両上のソフトウェアの遠隔更新

(51)【国際特許分類】

   G06F 8/65 20180101AFI20240514BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240514BHJP

【ＦＩ】

G06F8/65

H02J7/00 P

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023572208

(86)(22)【出願日】2022-05-10

(85)【翻訳文提出日】2023-11-21

(86)【国際出願番号】 US2022028453

(87)【国際公開番号】W WO2022250949

(87)【国際公開日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】2107587.4

(32)【優先日】2021-05-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】391020193

【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】グリーン、クリストファー ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】スタッブス、アダム

【テーマコード（参考）】

5B376

5G503

【Ｆターム（参考）】

5B376CA05

5B376CA32

5B376CA51

5B376GA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA01

5G503CA11

5G503CB11

5G503FA06

5G503GB03

5G503GD06

(57)【要約】

再充電可能電池を含む電気作業車両のターゲットモジュール上のソフトウェアを遠隔更新すること。機械のソフトウェアのためのソフトウェア更新が利用可能である時、機械の再充電可能電池が充電モジュールに接続されているかどうかについて判定がなされる。機械の再充電可能電池が充電モジュールに接続されている場合、ソフトウェア更新がターゲットモジュール上に提供される。機械の再充電可能電池が充電モジュールに接続されていない場合、ソフトウェア更新は、再充電可能電池が充電モジュールに接続されるまで遅延する。ターゲットモジュールへのソフトウェア更新は、リモートフラッシングを介して実施され得る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

再充電可能電池を備える電気作業車両のターゲットモジュール上のソフトウェアを遠隔更新する方法であって、
（ａ）前記ソフトウェアに対するソフトウェア更新が存在すると判定することと、
（ｂ）前記再充電可能電池が充電モジュールに接続されているかどうかを判定することであって、
前記再充電可能電池が充電モジュールに接続されている場合に、前記方法がステップ（ｃ）に進むか、または
前記再充電可能電池が充電モジュールに接続されていない場合に、前記再充電可能電池が充電モジュールに接続されるまでステップ（ｃ）が遅延する、判定することと、
（ｃ）リモートフラッシングを介して前記ソフトウェアを更新することと、を含む、方法。

【請求項2】

ステップ（ｃ）中に、前記再充電可能電池が充電することを防止される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ステップ（ｂ）が、前記再充電可能電池が充電中であるかどうかを判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記再充電可能電池が充電中である場合、ステップ（ｃ）が完了するまで前記充電が一時停止される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記再充電可能電池が充電中である場合、ステップ（ｂ）が充電速度を判定することをさらに含み、
前記充電速度が閾値を上回る場合、前記方法は、充電が完了するまでステップ（ｃ）に進むのを待つか、または
前記充電速度が前記閾値を下回る場合、充電が一時停止され、前記方法がステップ（ｃ）に進む、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

ステップ（ａ）が、ソフトウェア更新が周期的な間隔で前記ソフトウェアに存在するかどうかをチェックすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記周期的な間隔が一日である、請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記電気作業車両がオフにされる場合、ステップ（ａ）は、コントローラが周期的な間隔で前記電気作業車両をオンにして、前記ソフトウェアに対するソフトウェア更新が存在するかどうかをチェックすることをさらに含む、請求項６に記載の方法。

【請求項9】

前記ソフトウェア更新をダウンロードするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記ソフトウェアが更新されることをユーザに通知するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記ソフトウェア更新のダウンロードおよび前記ソフトウェアの更新のうちの少なくとも一方を承認するステップをさらに含む、請求項９または１０に記載の方法。

【請求項12】

ステップ（ｃ）が完了したことをユーザに通知するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記ユーザに通知することが、オンボード表示画面上にメッセージを表示することと、前記ユーザに電子メッセージを送信することと、前記ユーザにテキストメッセージを送信することと、のうちの少なくとも一つを含む、請求項８または９に記載の方法。

【請求項14】

再充電可能電池と、
ソフトウェアが格納されるターゲットモジュールであって、前記ソフトウェアが、請求項１に記載の方法を使用して遠隔更新される、ターゲットモジュールと、を備える、電気作業車両。

【請求項15】

再充電可能電池が、ステップ（ｃ）中に前記充電モジュールから切断されることが防止される、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電気作業車両の分野に関する。

【背景技術】

【0002】

電気作業車両または建設機械は、ＡＣ電源またはＤＣ充電ステーションによって充電される電池に依存することが知られている。こうした電池の健全性は経時的にゆっくりと劣化し、電池を交換する時期の決定は、性能の維持と廃棄物の低減との間のバランスを取るべきである。

【0003】

電気作業車両は、例えば、作業車両の構成要素を制御および管理するために、オンボードモジュールに格納されたソフトウェアを特徴とする。ソフトウェアは、典型的には、メモリデバイスに格納されるフラッシュファイルである。電池管理ソフトウェアを使用して、電池の健全性に関連するデータを収集してもよい。電池の健全性に関連するデータは、電池の電流容量を計算するために車載で使用されてもよく、また電池の経時的な健全性および予想される容量の予測に使用されるため外部位置に送信されてもよい。電池の電流容量および経時的なその予想される容量の知識は、作業車両の使用方法および電池を交換するべき時の両方を決定する時に有用であり得る。

【0004】

従来、技術者は、ソフトウェアを更新するために機械を訪問して、機械の運転または保守を中断することなく、更新が安全な様式で実施されることを確実にする必要がある。更新には、技術者の時間と作業車両のダウンタイムの期間の両方を充足する必要がある。技術者の必要性を避けるために、従来の作業車両は、リモートソフトウェア配布機能を組み込むようになり始めており、それによって、作業車両のユーザから受信したコマンドに基づいて、ソフトウェアがインターネットプロバイダを介して更新される。他のシステムは、作業車両のユーザからの入力または作業車両の状態ではなく、更新の可用性に基づいて、新しい更新を作業車両に無線で送信する。

【発明の概要】

【0005】

この背景に対して、再充電可能電池を備える電気作業車両のターゲットモジュール上でソフトウェアを遠隔更新する方法が提供される。方法は、ソフトウェアに対してソフトウェア更新が存在すると判定することを含む。方法は、再充電可能電池が充電モジュールに接続されているかどうかを判定することをさらに含む。再充電可能電池が充電モジュールに接続されている場合、方法は次のステップに進む。再充電可能電池が充電モジュールに接続されていない場合、再充電可能電池が充電モジュールに接続されるまで次のステップが遅延する。方法は、リモートフラッシングを介してソフトウェアを更新することをさらに含む。方法は、ソフトウェアが更新されることを電気作業車両のユーザに通知することをさらに含んでもよい。

【0006】

このようにして、電気作業車両の作業を中断することを回避し、電気作業車両が充電モジュールに接続されることによって、電気作業車両が既に低リスク状態および環境にあると確信できる方法で、電気作業車両のソフトウェアを更新することが可能であり得る。充電モジュールに接続されている間、電気車両の移動および器具の動作の両方が防止される。また、電気作業車両は、充電モジュールに接続されている間に、作業現場のリスクから離れて低リスク環境にあると仮定され得る。

【図面の簡単な説明】

【0007】

ここで、本開示の特定の実施形態を、添付図面を参照しながら、例証としてのみであるが説明する。

【0008】

【図1】図１は、本開示の実施形態による電気作業車両上のソフトウェアを遠隔更新する方法を示すフローチャートを示す。

【図2】図２は、本開示の実施形態による、更新をダウンロードするための追加のステップを有する、電気作業車両上のソフトウェアを遠隔更新する方法を示すフローチャートを示す。

【図3】図３は、本開示の実施形態による、ユーザに通知する追加のステップを有する、電気作業車両上のソフトウェアを遠隔更新する方法を示すフローチャートを示す。

【図4】図４は、本開示の実施形態による、ユーザに通知する追加のステップを有する、電気作業車両上のソフトウェアを遠隔更新する方法を示すフローチャートを示す。

【図5】図５は、本開示の実施形態による、インストールが完了したことをユーザに通知する追加のステップを有する、電気作業車両上のソフトウェアを遠隔更新する方法を示すフローチャートを示す。

【図6】図６は、本開示の実施形態による、電気作業車両内の構成要素および充電モジュールに接続された、更新されるソフトウェアを有するターゲットモジュールの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本開示の一実施形態によれば、再充電可能電池を備える電気作業車両のターゲットモジュール上のソフトウェアを遠隔更新する方法がある。

【0010】

電気作業車両のターゲットモジュール上のソフトウェアを遠隔更新する方法は、ソフトウェアに対してソフトウェア更新が存在すると判定するステップを含む。方法はまた、再充電可能電池が充電モジュールに接続されているかどうかを判定するステップを含む。再充電可能電池が充電モジュールに接続されていない場合、方法の次のステップは、再充電可能電池が充電モジュールに接続されるまで遅延され、方法は次のステップに進む。再充電可能電池が充電モジュールに接続されると、電気作業車両のユーザはソフトウェアが更新されることを通知される。ソフトウェアは、リモートフラッシングを介して更新される。

【0011】

再充電可能電池が接続されている間にソフトウェアを更新することは、電気作業車両の作業を中断することを回避する方法で電気作業車両のソフトウェアを更新することが可能であり、電気作業車両が充電モジュールに接続されていることによって、電気作業車両が既に低リスク状態および環境にあるという確信があり得ることを意味する。充電モジュールに接続されている間、電気車両の移動および器具の動作の両方が防止される。また、電気作業車両は、充電モジュールに接続されている間に、作業現場のリスクから離れて低リスク環境にあると仮定され得る。

【0012】

図１を参照すると、本開示の第一の実施形態による方法がフローチャートによって図示されている。電池管理システム（ＢＭＳ）ソフトウェアは、ステップ１１０で示される電気作業車両上に局所的に格納され、電池の健全性を監視するためデータを収集するように構成される。ステップ１２０で、ソフトウェアに対して更新が存在するかどうかが判定される。利用可能な更新がない場合（フローチャート上のオプション「いいえ」１２２）、方法は更新が存在するまでループ１２２で一時停止する。利用可能な更新がある場合（フローチャート上のオプション「はい」１２１）、ステップ１３０で車両が充電モジュールに接続されているかどうかが判定される。充電モジュールは、単相交流（ＡＣ）電源、三相ＡＣ電源、直流（ＤＣ）急速充電ステーション、または他の充電装置を備えてもよい。車両が充電モジュールに接続されていない場合（フローチャート上のオプション「いいえ」１３２）、方法は車両が充電モジュールに接続されるまでループ１３２で一時停止する。車両が充電モジュールに接続されている場合（フローチャート上のオプション「はい」１３１）、ステップ１４０は電池の充電が進行中かどうかを判定する。充電が進行中である場合、充電は一時停止される（ステップ１５０につながるオプション「はい」１４１）。車両が充電モジュールに接続されているが、現在充電されていない場合（オプション「いいえ」１４２）、方法はステップ１６０に進む。ステップ１６０で、ソフトウェア更新がインストールされる。更新のインストールは、フラッシングプロセスを含んでもよく、それによってソフトウェアは、更新されたソフトウェアによって上書きされる。ステップ１６０の間、電池の充電は停止してもよく、電池が充電モジュールから切断されることを防止してもよい。

【0013】

ソフトウェアに対する更新が存在するかどうかを判定するステップ１２０は、電気作業車両から取り外された場所で、例えば、一つ以上の電気車両を監督する人員によって実行され得る。その人員は、電気車両へのソフトウェア更新の無線ダウンロードを許可し得る。ソフトウェアに対する更新が存在するかどうかを判定するためのステップ１２０は、電気作業車両によって別の方法でまたは追加的に実行され得る。電気作業車両が長期間オフにされる場合、電気作業車両は、周期的な間隔でオンにし、更新が存在するかどうかをチェックするように構成され得る。図２を参照すると、更新のダウンロードは、更新が存在するかどうかを判定するステップ１２０の後、ステップ２１０で発生し得る。

【0014】

図３～５を参照すると、電気車両のローカルユーザは、ソフトウェアが更新されることを通知され得る。一実施形態では、ローカルユーザは、更新がダウンロードされた後、ステップ３１０で通知され得る。ローカルユーザは、方法がステップ１３０に進む前に、ソフトウェアのインストールを許可することを要求され得る。別の実施形態では、ローカルユーザは、電気車両が充電モジュールに接続され、インストールが安全に進行すると判定された後、ステップ４１０で通知され得る。ローカルユーザは、ステップ１６０の後、ステップ５１０でインストールが完了したことを通知され得る。通知は、電気作業車両の外部のデバイス上でアクセスされ得るテキストメッセージまたは電子メッセージを含んでもよく、または通知は、電気作業車両上のスクリーン上または他の方法で表示されてもよい。

【0015】

電気作業車両が充電器に接続されているかどうかを判定するステップ１３０は、電気が流れている充電ケーブル接続があるかどうかを判定することを含み得る。これは、充電のためにコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）メッセージを介してＢＭＳに確認され得る。

【0016】

図６は、本開示の実施形態による遠隔ソフトウェア更新を受け得るバッテリーパック６１０と、電気作業車両６００内のその接続とを備える、ターゲットモジュールの簡略化された例示的な概略図を示す。これは例示的な配置であり、遠隔ソフトウェア更新は、代替的な配置でターゲットモジュールに適用され得る。バッテリーパック６１０は、蓄電モジュール６１１、ＢＭＳ６１２、およびＤＣ／ＤＣコンバータ６１３を含み得る。ＢＭＳ６１２は、ＣＡＮ６２０に接続され得る。蓄電モジュール６１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１３を介して機械スイッチ６３０に接続されてもよく、これは機械コントローラ６４０およびテレマティクスモジュール６５０に接続されてもよい。機械コントローラ６４０およびテレマティクスモジュール６５０へのＣＡＮ接続があってもよい。

【0017】

図６は、外部充電モジュール６６０および遠隔モジュール６８０の文脈における電気作業車両６００を示す。外部充電モジュール６６０は、ＡＣ電源（単相または三相のいずれか）またはＤＣ充電ステーションを備えてもよく、充電コンタクタ６６１を介して電気作業車両６００に接続または切断されてもよい。充電モジュール６６０は、ヒューズ６７０を介してバッテリーパック６１０の蓄電モジュール６１１に接続され得る。バッテリーパック内のメインコンタクタ６１４は、バッテリーパックを電気作業車両の回路に接続または切断することを可能にする。蓄電モジュール６１１は、高電圧で充電されてもよく、ＤＣ／ＤＣコンバータ６１４は、高電圧を電気作業車両６００の構成要素に適した低電圧に変換してもよい。

【0018】

メインコンタクタ６１４が閉じているときのみ、（ａ）電気作業車両６００を動作させること、および（ｂ）外部充電モジュール６６０を使用してバッテリーパック６１０の蓄電モジュール６１１を充電することが可能である。したがって、メインコンタクタ６１４が開いている場合、電気作業車両が使用されていないこと、およびバッテリーパック６１０が外部充電モジュール６６０によって充電されていないことを推測することができる。

【0019】

さらに、外部充電モジュール６６０は、作業現場の活動領域から離れて置かれる可能性が高いため、電気車両６００が外部充電モジュール６６０に接続されている場合、電気車両６００は、作業現場の活動領域から適切に離れた位置に位置すると推測することができる。

【0020】

したがって、電気車両が外部充電モジュール６６０に接続され、メインコンタクタ６１４が開いている場合、電気作業車両６００が更新をインストールするために好適な状態にあると推測することができる。

【0021】

テレマティクスモジュール６８０は、データリポジトリおよび電池健全性予測器を備え得る遠隔モジュール６８０と無線で通信し得る。テレマティクスモジュール６８０は、ＢＭＳ６１２によって取得された測定値を送信してもよく、ソフトウェア更新を受信してもよい。

【0022】

上述のように、充電モジュール６６０は、ＡＣ電源またはＤＣ電源を備えてもよい。充電モジュール６６０は、充電モジュール６６０が異なる電圧での充電タイプまたは充電を必要とする電気作業車両を充電することができるように、コンバータを備えてもよく、またはコンバータに接続されてもよい。例えば、コンバータは、電池が許容することができる値に充電電流を制御してもよく、充電モジュール６６０はＡＣ／ＤＣコンバータを備えるか、またはＡＣ／ＤＣコンバータに接続して、ＡＣ電源からの蓄電モジュール６１１のＤＣ充電を可能にし得る。ＡＣ／ＤＣコンバータは、電気作業車両の車載であってもよい。充電モジュール６６０またはコンバータは、ＣＡＮ６２０を介してＢＭＳからこの情報を受信し得る。

【0023】

充電モジュール６６０が電気作業車両に接続されている時、機械はソフトウェア更新のインストールを受け入れるために安全な状態にあるとみなされる。インターロックのため、機械の移動および器具の動作は不可能であり、充電ケーブルが稼働しているときに機械保守が防止される。ソフトウェア更新のインストールを、充電モジュールが接続されているときに制限することは、（静止しているときに電気作業車両を予想外にオンにするか、または使用中に電気作業車両を予想外に停止させることのいずれかによる）安全上の問題を回避し、作業を中断することを回避する。

【0024】

使用時に、ソフトウェアの更新は、ソフトウェアを手動で更新するために技術者を予約する必要なく、電気車両のローカルユーザにソフトウェア更新が遠隔で提供されるように、サブスクリプションサービスとして利用可能であり得る。サブスクリプションプロバイダは、車両に更新を送信し、更新が利用可能であること、または更新がインストールされたことをローカルユーザに通知してもよい。電気作業車両が長期間オフにされる場合、本開示の方法は、更新を受信することができるために、電気作業車両のコントローラが周期的な間隔で電気作業車両をオンにすることをさらに含み得る。

【0025】

ＢＭＳは、測定デバイスとして作用し得る。例えば、ＢＭＳは、充電、電流、電圧、および温度の測定を行ってもよい。ＢＭＳは、電池の容量を計算することができる。ＢＭＳは、遠隔モジュール６８０に送信され得る定期的なデータを取り得、遠隔モジュール６８０は、データを使用して電池の健全性を予測する健全性予測器を含み得る。健全性予測器は、バッテリーパック６１０のデジタルツインを含み得る。デジタルツインは、物理的物体またはプロセスの正確な対応物として機能する物理的物体またはプロセスの仮想表現である。物理的なもののライフサイクルに及び、リアルタイムの日付から更新されるため、物理的物体またはプロセスのモデルシミュレーションに役立つ。

【0026】

本発明は、開示された実施形態に限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】