JP2001132021A - 建設機械の表示システム及び表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】建設機械の表示システム及び表示装置におい
て、現在実際に機械についているバケットの種類に応じ
たバケットシンボルを表示することで掘削動作を正確に
行えるようにする。 【解決手段】第３の制御装置３３のＲＯＭ３３２にバケ
ットコードの組み合わせでバケット寸法を記憶しかつ第
４の制御装置３７のＲＯＭ３７２にバケットコードとの
組み合わせでバケットシンボルを記憶し、電源ＯＮ時に
第３の制御装置３３のＥＥＰＲＯＭ３３８に記憶したバ
ケットコードを読み込むと共に、このバケットコードを
用い、ＲＯＭ３３２，３７２から対応するバケット寸法
及びバケットシンボルを読み込み、これらバケット寸法
及びバケットシンボルを用いて、指定したバケットの種
類に応じたバケットシンボルで現在のバケット位置及び
姿勢を掘削基準線と共に表示装置３８に表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
建設機械の表示システム及び表示装置に係わり、特に、
掘削作業中に掘削の目安となる掘削基準線及び現在のバ
ケットの位置及び姿勢をバケットシンボルで表示し、オ
ペレータがその表示を見ながら作業を行うようにした建
設機械の表示システム及び表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械の表示システ
ムの従来技術としては、本願出願人である日立建機株式
会社製のＥＸ−２００Ｘレベルマスターのモニタ装置が
ある。これは、油圧ショベルに設けられる制御ユニット
で計算した掘削作業装置（フロント）の高さ、深さ、リ
ーチ長さを通信にて受け取り、画面に数値のみを表示す
るものである。

【０００３】また、同じく従来の技術として、トプコン
社製の油圧ショベルマシンコントロールシステム「ＴＳ
−５」がある。これは、建設機械に設けた制御ユニット
で計算したフロント先端（バケット先端）の位置及び姿
勢情報を通信で受け取り、掘削作業の基準となる線と共
に現在のバケット位置及び姿勢をバケットシンボルで表
示するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】日立建機株式会社製の
ＥＸ−２００Ｘレベルマスターのモニタ装置では、フロ
ント作業機の高さ、深さ、リーチ長さを数値で表示する
が、数値のみではオペレータがバケットの位置及び姿勢
を視覚的に認識しにくいという欠点がある。

【０００５】これに対し、トプコン社製の油圧ショベル
マシンコントロールシステム「ＴＳ−５」では、掘削作
業の基準となる線と共に現在のバケット位置及び姿勢を
バケットシンボルで表示するので、オペレータはフロン
ト先端（バケット先端）が基準となる線に対しどの位の
距離にあるのかが分かり易い。しかし、この従来技術に
おいては、表示できるバケットシンボルの形状が標準の
バケット形状だけであり、オペレータが機械のバケット
を標準のものから標準以外のもの、例えば法面バケット
に交換した場合、以下のような問題点が発生する。

【０００６】図１１は、バケットによる掘削動作の様子
を標準バケットのシンボルを用いて表示した表示装置の
表示画面を示す図である。図１２は、バケットを法面バ
ケットに取り替えて掘削動作をしているときの掘削基準
線と法面バケットを横から見た図である。標準バケット
で掘削する場合も法面バケットで掘削する場合も掘削基
準線からバケット先端までの深さは同じものとする。

【０００７】図１２に示す法面バケットの場合、バケッ
トピンからバケット先端Ａ間までの距離と、バケットピ
ンからバケット後端Ｃ間までの距離が極端に異なる場合
があり、具体的にはバケット底面の距離Ｂが長くなる
と、バケットピンからバケット後端Ｃまでの距離の方が
長くなる。この場合、図１２に示すように、バケット先
端Ａの位置が掘削基準線からある距離だけ上方にある場
合にも、バケット後端は掘削基準面より下方になること
がある。この様子を図１１に示す標準バケットのシンボ
ルを用いた表示装置で表示画面に表示させた場合、図１
２に破線で示すようにバケット後端も掘削基準線より上
方に表示されてしまう。

【０００８】オペレータがこの表示画面を見ながら法面
バケットによる掘削動作をした場合、例えばバケット先
端で水平引き動作を行ったとき、実際にはバケットの後
端が基準線より潜っていることになるため、正確な掘削
動作を行うことができない。

【０００９】本発明の目的は、現在実際に機械について
いるバケットの種類に応じたバケットシンボルを表示す
ることで掘削動作を正確に行えるようにした建設機械の
表示システム及び表示装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、フロント作業機の先端にバケット
を備え、このバケットを標準バケットと標準以外のバケ
ットに交換可能であり、かつ掘削基準線と共に現在のバ
ケット位置及び姿勢をバケットシンボルで表示する表示
装置を備えた建設機械の表示システムにおいて、バケッ
トの種類に応じたシンボル情報及びバケット寸法を記憶
した記憶手段と、バケットの種類を指定する指定手段
と、前記指定手段で指定したバケットの種類に応じたバ
ケットシンボル情報及びバケット寸法を前記記憶手段か
ら選択して読み出す選択手段と、前記選択手段で選択し
て読み出したバケット寸法を用い、指定したバケットの
種類に応じた現在のバケット位置及び姿勢を計算する演
算手段と、前記選択手段で選択して読み出したバケット
シンボル情報及び前記演算手段で計算した現在のバケッ
ト位置及び姿勢に基づいて、指定したバケットの種類に
応じたバケットシンボルで現在のバケット位置及び姿勢
を前記掘削基準線と共に前記表示装置に表示させる表示
制御手段とを備えるものとする。

【００１１】このように記憶手段、指定手段、選択手
段、演算手段及び表示制御手段を設け、指定したバケッ
トの種類に応じたバケットシンボルで現在のバケット位
置及び姿勢を掘削基準線と共に表示装置に表示させるこ
とにより、現在実際に機械についているバケットの種類
に応じたバケットシンボルを表示し、掘削動作を正確に
行うことができる。

【００１２】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記指定手段は、バケットの種類毎に決められたバケッ
トコードを記憶する不揮発性メモリと、この不揮発性メ
モリに記憶したバケットコードを外部から書き換える設
定手段とを有する。

【００１３】これにより設定手段を用いて不揮発性メモ
リのバケットコードを書き換えることで、外部から任意
にバケットの種類を指定できる。

【００１４】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記記憶手段はバケットの種類に応じたバケット
コードとの組み合わせでバケットの種類に応じたシンボ
ル情報及びバケット寸法を記憶してあり、前記指定手段
は、前記バケットコードを入力することでバケットの種
類を指定する手段であり、前記選択手段はその入力した
バケットコードを用い、前記記憶手段からバケットの種
類に応じたバケットシンボル情報及びバケット寸法を選
択して読み出す。

【００１５】このようにバケットコードを用いることに
より、指定手段でバケットの種類を指定し、選択手段で
その指定したバケットとの種類に応じたバケットシンボ
ル情報及びバケット寸法を選択して読み出すことができ
る。

【００１６】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記記憶手段は、第１制御装置に備えられ、前記
バケットの種類に応じたバケット寸法を記憶した第１記
憶手段と、第２制御装置に備えられ、前記バケットの種
類に応じたシンボル情報を記憶した第２記憶手段とを有
し、前記選択手段は、前記第１制御装置に備えられ、前
記第１記憶手段から前記指定手段で指定したバケットの
種類に応じたバケット寸法を選択して読み出す第１選択
手段と、前記第２制御装置に備えられ、前記第２記憶手
段から前記指定手段で指定したバケットの種類に応じた
バケットシンボル情報を選択して読み出す第２選択手段
とを有し、前記第１制御装置、第２制御装置及び表示装
置が互いに通信で情報の交換を行う。

【００１７】これにより制御装置を第１及び第２制御装
置に分けた分散制御により現在実際に機械についている
バケットの種類に応じたバケットシンボルを表示させる
ことができる。

【００１８】（５）また、上記目的を達成するために、
本発明は、フロント作業機の先端にバケットを備え、こ
のバケットを標準バケットと標準以外のバケットに交換
可能であり、かつ掘削基準線と共に現在のバケット位置
及び姿勢をバケットシンボルで表示しオペレータがその
表示を見ながら作業を行えるようにした建設機械の表示
装置において、前記掘削基準線と共に、バケットの種類
に応じたバケットシンボルで現在のバケット位置及び姿
勢を表示する表示画面を有するものとする。

【００１９】これにより現在実際に機械についているバ
ケットの種類に応じたバケットシンボルを表示し、掘削
動作を正確に行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施形態による表示シ
ステムを備えた油圧ショベルの電子制御システムを、油
圧ショベル及びこれに搭載される油圧回路と共に示す図
である。この図１において、１は油圧ショベルであり、
油圧ショベル１は、走行体２、走行体２上に設けられた
旋回体３、旋回体３上に搭載された原動機１４や油圧ポ
ンプ１８（後述）等の油圧機器等の収納室４、旋回体３
の後部に設けたカウンタウェイト５、旋回体３の前部左
側に設けられた運転室６、旋回体３の前部中央に支持さ
れた掘削作業装置７を備えている。

【００２２】掘削作業装置７は、旋回体３に俯仰動可能
に設けられたブーム８と、このブーム８の先端に回動可
能に設けられたアーム９と、このアーム９の先端に回動
可能に設けられたバケット１０と、ブーム８を俯仰動さ
せるブーム操作用のシリンダ１１と、アーム９を回動さ
せるアーム操作用のシリンダ１２と、バケット１０を回
動させるバケット操作用のシリンダ１３とを有してい
る。

【００２３】原動機１４は上記のように収納室４内に配
置され、かつその回転速度をある範囲に維持するための
電子式のガバナ装置１５を備えている。原動機１４の目
標回転数Ｎｒは目標回転数設定器１６により設定され
る。原動機１４の制御系には原動機１４を制御する第１
の制御装置１７が設けられ、この第１の制御装置１７は
目標回転数設定器１６からの目標回転数Ｎｒとガバナ装
置１５で検出された実際の回転数Ｎｅとに基づいて所定
の演算を行い、実際の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｒに一
致するようにガバナ装置１５に制御信号Ｒを出力する。

【００２４】油圧ポンプ１８も上記のように収納室４内
に配置され、かつ原動機１４によって回転駆動される。
また、油圧ポンプ１８は可変容量型のポンプであり、そ
の吐出量を変える斜板１９を備え、この斜板１９には斜
板位置調節器２０が連結されている。また、斜板１９の
傾転位置を検出する斜板位置検出器２１及び油圧ポンプ
の吐出圧力を検出する圧力検出器２２が設けられてい
る。

【００２５】油圧ポンプ１８の制御系には油圧ポンプ１
８を制御する第２の制御装置２３が設けられ、この第２
の制御装置２３は、圧力検出器２２によって検出された
油圧ポンプ１８の吐出圧力Ｐｄと斜板位置検出器２１に
よって検出された斜板１９の傾転位置θ１とに基づいて
所定の演算を行い、油圧ポンプ１８の斜板位置調節器２
０に制御信号を出力し、斜板１９の位置１９を調整し、
油圧ポンプの押しのけ容積、即ち吐出流量を制御する。

【００２６】ブーム操作用のシリンダ１１、アーム操作
用のシリンダ１２、バケット操作用のシリンダ１３は、
それぞれ制御弁２４，２５，２６を介して油圧ポンプ１
８に接続され、制御弁２４，２５，２６により油圧ポン
プ１８から各シリンダ１１，１２，１３に供給される圧
油の流量及び方向が調整される。制御弁２４，２５，２
６も上記収納室４内に配置されている。

【００２７】また、制御弁２４，２５，２６に対しては
操作レバー２７，２８，２９が設けられ、各操作レバー
２７，２８，２９にレバー作動器３０，３１，３２が連
結され、これらレバー作動器３０，３１，３２は各操作
レバー２７，２８，２９の操作量に応じた電気信号を操
作信号として出力する。

【００２８】操作レバー２７，２８，２９により制御弁
２４，２５，２６を操作する制御系には第３の制御装置
３３が設けられ、この第３の制御装置３３は各レバー作
動器３０，３１，３２からの電気信号に基づいて所定の
演算処理を行い、各制御弁２４，２５，２６の操作部２
４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒに制御
信号を出力する。操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５
Ｒ，２６Ｌ，２６Ｒはそれぞれ比例電磁弁からなり、そ
の制御信号に応じたパイロット圧力を出力してそれぞれ
の制御弁２４，２５，２６の開度を調整し、各シリンダ
１１，１２，１３に供給される圧油の流量及び方向を制
御する。

【００２９】掘削作業装置７にはブーム８の回転角度を
検出するブーム回転角検出器３４、アーム９の回転角度
を検出するアーム回転角検出器３５、バケット１０の回
転角度を検出するバケット回転角検出器３６が設けられ
ている。これら回転角検出器３４，３５，３６からの回
転角度信号α，β，γは第３の制御装置３３に入力さ
れ、第３の制御装置３３はこれに基づいて掘削作業装置
７の先端位置やバケットの姿勢の計算を行う（後述）。

【００３０】第３の制御装置３３はシリアル通信ライン
３９によって第４の制御装置３７に接続され、通信ライ
ン３９を介して互いにデータの送受信を行う。第４の制
御装置３７は、第３の制御装置３３で演算された掘削作
業装置７の先端位置（バケット先端位置）やバケットの
姿勢を入力し、表示装置３８にバケットシンボルを表示
させるための信号を出力する。また、第３の制御装置３
３はシリアル通信ライン４４を介してサービス端末とし
ての設定装置４５に接続される。設定装置４５はバケッ
トコードの書き換え（後述）を行うときにサービスマン
が接続するものである。

【００３１】表示装置３８は信号ライン４０を介して第
４の制御装置３７に接続され、第４の制御装置３７から
の信号を受けて表示画面３８ａに掘削基準線とバケット
シンボルを表示する。また、表示装置３８には掘削基準
線の設定、表示内容の切替を行うときなどに押されるス
イッチ４１を有する設定部４２が設けられている。設定
部４２は信号ライン４３を介して第４の制御装置３７に
接続され、スイッチ４１の信号が第４の制御装置３７に
取り込まれ、第４の制御装置３７はその信号に応じて表
示内容切換要求や掘削基準線の位置情報を演算し、これ
らの信号を表示装置３８に信号ライン４０を介して出力
する。

【００３２】表示装置３８の表示画面３８ａにバケット
の形状と掘削基準線を表示している様子を、標準バケッ
トの場合については図２に、法面バケットの場合につい
て図３に示す。図２及び図３において、表示画面３８ａ
の下側にスイッチ４１をゆする設定部４２が位置してい
る。表示画面３８ａにはバケットシンボル５０ａ（標準
バケット），５０ｂ（法面バケット）と掘削基準線６０
がイラストで表示され、かつ第４の制御装置３７から送
信される各種データ（後述）が文字と数値で表示され
る。

【００３３】図４に第３の制御装置３３のハードウェア
構成を示す。この第３の制御装置３３は、操作レバー２
７，２８，２９に対するレバー作動器３０，３１，３２
からの操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３と、ブーム回転角検出
器３４からの角度信号α、アーム回転角検出器３５から
の角度信号β、バケット回転角度検出器γとを入力して
ディジタル信号こ変換するＡ／Ｄ変換器３３０と、中央
演算処理装置（ＣＰＵ）３３１と、制御手順のプログラ
ムや制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモリ
（ＲＯＭ）３３２と、演算結果あるいは演算途中の数値
を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３３
３と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変
換器３３４とを含むシングルチップマイコン３３５と、
Ｄ／Ａ変換器３３４からの信号を各制御弁２４，２５，
２６の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６
Ｌ，２６Ｒに出力する増幅器３３６ａ〜３３６ｆと、シ
リアル通信ライン３９及び４４に接続され、第４の制御
装置３７及びサービス端末としての設定装置４５との通
信を制御する通信制御部３３７と、機種別あるいはグレ
ード別の制御定数を記憶しておく不揮発性メモリ（ＥＥ
ＰＲＯＭ（Ellectrically Erasable Programmable R
ead Only Mmemory））３３８とで構成されている。

【００３４】図５に第４の制御装置３７のハードウェア
構成を示す。第４の制御装置３７は、スイッチ４１の信
号を取り込むインターフェース（Ｉ／Ｏ）３７０と、中
央演算処理装置（ＣＰＵ）３７１と、制御手順のプログ
ラムや制御に必要な定数を格納するリードオンリーメモ
リ（ＲＯＭ）３７２と、演算結果あるいは演算途中の数
値を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３
７３とを含むシングルチップマイコン３７４と、シリア
ル通信ライン３９に接続され、第３の制御装置３７との
通信を制御する通信制御部３７５と、機種別あるいはグ
レード別の制御定数を記憶しておく不揮発性メモリ（Ｅ
ＥＰＲＯＭ）３７６、表示装置に表示する絵のデータ
（画像データ）を作成し、その絵を表示させるための表
示制御部（グラフィックス用ＩＣ）３７７と、信号ライ
ン３７８に接続され、表示制御部３７７で作成された画
像データを表示装置３８に出力するためのインターフェ
ース３７８とで構成されている。

【００３５】第１及び第２の制御装置１７，１８のハー
ドウェア構成は、通信制御部や表示制御部がない点を除
いて基本的には第３及び第４の制御装置３３，３７と同
じであり、説明は省略する。

【００３６】油圧ショベル１において、掘削作業を行う
ときの目標とする基準線（掘削基準線）と、掘削作業装
置７のバケット１０の先端位置を表示装置３８に表示さ
せる機能を掘削モニタ機能と呼び、この機能を実行する
ための第３の制御装置３３及び第４の制御装置３７の処
理機能を以下に説明する。

【００３７】なお、以下の説明で、タイマ割り込み処理
とはマイコン内蔵のタイマ機能（図示せず）を用いて一
定時間毎に起動される処理であり、受信割り込み処理と
は通信制御部３３７，３７５からマイコン３３５，３７
４側に受信割り込み信号が送信される度に起動する処理
である。また、通信制御部３３７，３７５はデータを受
信すると受信割り込み信号を発生する機能を有してい
る。

【００３８】まず、第３の制御装置３３の処理機能につ
いて、図９のフローチャートを用いて説明する。このフ
ローチャートの制御手順はＲＯＭ３３２にプログラムと
して記憶されているものである。

【００３９】第３の制御装置３３が行う処理には、タイ
マ割り込み処理、メイン処理、リセット処理、受信割り
込み処理があり、タイマ割り込み処理には実行周期の短
いものと長いものとがある。

【００４０】実行周期の短いタイマ割り込み処理では、
タイマ割り込みが起動される毎、即ち、一定時間毎に、
掘削作業装置７の角度データである角度検出器３４，３
５，３６からの角度信号α，β，γを入力する処理（Ｓ
ＴＥＰ９０１）、操作レバー２７，２８，２９に対応す
るレバー作動器３０，３１，３２からの操作信号Ｘ１，
Ｘ２，Ｘ３を入力する処理（ＳＴＥＰ９０２）、所定の
演算により求めた出力指令値を制御弁２４，２５，２６
の操作部２４Ｌ，２４Ｒ，２５Ｌ，２５Ｒ，２６Ｌ，２
６Ｒに出力する処理（ＳＴＥＰ９０３）の各処理を行
う。

【００４１】メイン処理では、入力した角度信号α，
β，γを元に掘削作業装置７のバケット先端位置やバケ
ットの傾き（角度あるいは姿勢）を演算する処理（ＳＴ
ＥＰ９０４）、入力した操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３に応
じて制御弁２４，２５，２６に与えるべき出力指令値を
演算する処理（ＳＴＥＰ９０５）の各処理を行う。ま
た、設定した掘削基準線に沿った軌跡制御あるいは掘削
基準線を超えない領域制限制御等のフロント制御を行う
自動制御モードにある場合は、ＳＴＥＰ９０５では、掘
削基準線の位置及び傾き（角度）の情報（後述）及びＳ
ＴＥＰ９０５で演算したバケット先端位置に基づき入力
した操作信号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を補正し、その補正した
値に基づき制御弁２４，２５，２６に与えるべき出力指
令値を演算する。

【００４２】リセット処理では、第３の制御装置３３の
パワーＯＮ時に一度だけ実行される処理であり、ＥＥＰ
ＲＯＭ３３８からバケットコードを読み込む処理（ＳＴ
ＥＰ９０６）、ＲＯＭ３３２からバケットコードに応じ
たバケット寸法を読み込む処理（ＳＴＥＰ９０７）、バ
ケットコードを第４の制御装置３７に通信制御部３３７
を用いて送信する処理（ＳＴＥＰ９０８）の各処理を行
う。ＳＴＥＰ９０７で読み込んだバケットコードに応じ
たバケット寸法はメイン処理のＳＴＥＰ９０４でバケッ
ト先端の位置やバケットの傾きを演算するのに用いられ
る。

【００４３】ＳＴＥＰ９０６及びＳＴＥＰ９０７の処理
の具体例を図７により説明する。

【００４４】図７において、ＥＥＰＲＯＭ３３８にはバ
ケットコード０×００が記憶されている。バケットコー
ドは、バケットの種類を識別するためのデータであり、
例えば標準バケットのときは０×００、法面バケットの
ときは０×０１というように決めておき、ＥＥＰＲＯＭ
３３８にバケットコード０×００又は０×０１を記憶さ
せておく。記憶させておく方法は、第３の制御装置３３
を製作するとき予め標準の値を記憶させておき、後にユ
ーザが別の種類のバケットに交換した場合、外部からＥ
ＥＰＲＯＭ３３８に記憶した値を変更する（後述）。

【００４５】また、ＲＯＭ３３２にはバケットコードの
組み合わせでバケット寸法を記憶させておく。図７の例
では、ＲＯＭ３３２のコード０の領域に標準バケットの
寸法（奥行き寸法、長さ、爪先角度）が記憶され、コー
ド１の領域に法面バケットの寸法（奥行き寸法、長さ、
爪先角度）が記憶されている。

【００４６】第３の制御装置３３のパワーＯＮ時にマイ
コン３３５はまずＥＥＰＲＯＭ３３８のバケットコード
を読み込む。このバケットコードが図示の０×００のと
きはＲＯＭ３３２のコード０の領域にあるバケットの寸
法を読み込むことで、バケットコード０×００に対応し
た標準バケットの寸法を読み込むことができる。また、
バケットコードが０×０１のときは、ＲＯＭ３３２のコ
ード１の領域にあるバケットの寸法を読み込むことで、
バケットコード０×０１に対応した法面バケットの寸法
を読み込むことが可能となる。

【００４７】ここで、図８を用い、バケット寸法とバケ
ット先端の位置及び傾きについて説明する。

【００４８】図８において、図示左側は標準バケットで
あり、右側は法面バケットである。いずれもバケット寸
法には奥行き寸法Ｗ0，Ｗ1と長さＬ0，Ｌ1と爪先角度AN
G0，ANG1とがある。

【００４９】また、図８において、Ｐ0，Ｐ1はバケット
先端の位置、ξ0，ξ1はバケットの傾き（水平線に対す
る角度、つまり対地角）であり、メイン処理のＳＴＥＰ
９０４ではバケット先端の位置及び傾きとしてこれらの
値を演算する。

【００５０】図６に戻り、上記のタイマ割り込み処理よ
りも実行周期が長いタイマ割り込み処理では、メイン処
理のＳＴＥＰ９０４で求めたバケット先端の位置やバケ
ットの傾きを、掘削基準線の位置及び傾きの情報と共に
第４の制御装置３７に送信する処理（ＳＴＥＰ９０９）
を行う。

【００５１】受信割り込み処理では、第４の制御装置３
７で掘削基準線の位置及び傾きの変更があった場合はそ
の都度、通常は一定周期毎に第４の制御装置３７から掘
削基準線の位置及び傾きの情報を受信する処理（ＳＴＥ
Ｐ９１０）を行う。

【００５２】ここで、掘削基準線の設定方法としては、
表示装置のスイッチ４１を用い、数値入力により第４の
制御装置３７側で行う方法と、掘削作業装置を設定位置
に動かしスイッチ（図示せず）を押すことで行うダイレ
クトティーチによる方法があり、後者の場合メイン処理
のＳＴＥＰ９０４でスイッチを押したときのバケット先
端の位置を演算し、第３の制御装置３３側で掘削基準線
の位置を設定する。そこで、受信割り込み処理のＳＴＥ
Ｐ９１０で第４の制御装置３７から掘削基準線の位置及
び傾きの情報を受信すると共に、タイマ割り込み処理の
ＳＴＥＰ９０９で第４の制御装置３７に掘削基準線の位
置及び傾きの情報を送信することで、第３の制御装置３
３と第４の制御装置３７間で掘削基準線の位置及び傾き
の値の同期をとる。

【００５３】第３の制御装置３３は、また、バケット交
換時、設定装置４５からの信号を受信し、受信割り込み
処理でバケットコードを変更する。図９にこの受信割り
込み処理をフローチャート示す。このフローチャートの
制御手順もＲＯＭ３３２にプログラムとして記憶されて
いるものである。

【００５４】設定装置４５からシリアル通信ライン４４
を介して第３の制御装置３３に対し、バケットコードの
書き換えを要求する命令と、書き換えるデータ（バケッ
トコード）を送信すると、第３の制御装置３３は受信割
り込み処理でそれらの命令とデータを受信する処理（Ｓ
ＴＥＰ９２０）を行い、受信したバケットコードをＥＥ
ＰＲＯＭ３３８に書き込む処理（ＳＴＥＰ９２１）を行
う。

【００５５】例えば、標準バケットから法面バケットに
交換した場合、図７において、書き換え命令０×５５と
書き換えデータ（バケットコード）０×０１を送信す
る。第３の制御装置３３のマイコン３３５は、書き換え
命令０×５５が送信されると、その後に送られてくるデ
ータ０×０１をＥＥＰＲＯＭ３３８のバケットコード記
憶領域に記憶する。

【００５６】以上の処理を例えばサービスマンがバケッ
トを交換したときにすることで、バケットコードを機械
に接続されているバケットに対応させることが可能とな
る。

【００５７】なお、設定装置５４を用い、通信によりバ
ケットコードを書き換える代わりに、予め複数のバケッ
ト情報を記憶しておき、スイッチ等で切り換えるように
してもよい。

【００５８】次に、第４の制御装置３７の処理機能につ
いて、図１０のフローチャートを用いて説明する。この
フローチャートの制御手順はＲＯＭ３７２にプログラム
として記憶されているものである。

【００５９】第４の制御装置３７が行う処理には、受信
割り込み処理とメイン処理がある。

【００６０】受信割り込み処理では、処理の立ち上げ時
は第３の制御装置３３からバケットコードを、通常は一
定周期毎に第３の制御装置３３からバケット先端の位置
やバケットの傾き（姿勢情報）及び掘削基準線の位置と
傾き（掘削基準線情報）を受信する処理（ＳＴＥＰ９３
０）を行う。

【００６１】メイン処理では、処理の立ち上げ時バケッ
トコードを受信するまで待ち（ＳＴＥＰ９４０）、バケ
ットコードを受信した後、バケットコードに応じたシン
ボル情報をＲＯＭ３７２から読み込む処理（ＳＴＥＰ９
４１）を行う。ここで、バケットコードに応じたシンボ
ル情報とは、標準バケットの場合は標準バケットの側面
をイラスト化した図形データ、法面バケットの場合は法
面バケットの側面をイラスト化した図形データであり、
ＲＯＭ３７２にはこれらの図形データを図７に示したの
と同様にバケットコードとの組み合わせで記憶してお
き、バケットコードを受信すると、マイコン３７４はそ
れに対応した領域の図形データを読み込む。シンボル情
報の図形データは、画像ビットマップあるいは画像の寸
法、形状データのどちらであってもよい。

【００６２】また、受信した姿勢情報（バケット先端の
位置及びバケットの傾き）及び掘削基準線情報（掘削基
準線の位置及び傾き）、それらのうちの必要なものの数
値（例えばバケット先端位置及び傾きの数値）、読み込
んだシンボル情報を表示制御部３３７に送り、表示装置
３８の表示画面３８ａに表示させる処理（ＳＴＥＰ９４
２）を行う。その結果表示画面３８ａには、バケットコ
ードが標準バケットの０×００であるときは、図２に示
したように標準バケットのバケットシンボル５０ａと掘
削基準線６０が、法面バケットの０×０１であるとき
は、図３に示したように法面バケットのバケットシンボ
ル５０ｂと掘削基準線６０が、バケット先端位置及び傾
きの数値と共に表示される。

【００６３】最後に、処理の立ち上げ時は予め記憶した
初期値を、表示装置３８のスイッチ４１により掘削基準
線の位置、傾きが変更された場合はその都度その値を第
３の制御装置３３に送信する処理（ＳＴＥＰ９４３）を
行う。

【００６４】以上において、第３の制御装置３３のＲＯ
Ｍ３３２及び第４の制御装置３７のＲＯＭ３７２は、バ
ケットの種類に応じたシンボル情報及びバケット寸法を
記憶した記憶手段を構成し、設定装置４５、第３の制御
装置３３のＥＥＰＲＯＭ３３８、第３の制御装置３３の
ＲＯＭ３３２に記憶した図９に示すＳＴＥＰ９２０，９
２１の処理手順は、バケットの種類を指定する指定手段
を構成し、第３の制御装置３３のＲＯＭ３３２に記憶し
た図６に示すＳＴＥＰ９０６〜９０８の処理手順、第４
の制御装置３７のＲＯＭ３７２に記憶した図１０に示す
ＳＴＥＰ９３０，９４０，９４１の処理手順は、前記指
定手段で指定したバケットの種類に応じたバケットシン
ボル情報及びバケット寸法を前記記憶手段から選択して
読み出す選択手段を構成し、第３の制御装置３３のＲＯ
Ｍ３３２に記憶した図６に示すＳＴＥＰ９０４の処理手
順は、前記選択手段で選択して読み出したバケット寸法
を用い、指定したバケットの種類に応じた現在のバケッ
ト位置及び姿勢を計算する演算手段を構成し、第３の制
御装置３３のＲＯＭ３３２に記憶した図６に示すＳＴＥ
Ｐ９０９の処理手順、第４の制御装置３７のＲＯＭ３７
２に記憶した図１０に示すＳＴＥＰ９４２の処理機能、
第４の制御装置３７の表示制御部３７７及び表示装置イ
ンターフェース３７８は、前記選択手段で選択して読み
出したバケットシンボル情報及び前記演算手段で計算し
た現在のバケット位置及び姿勢に基づいて、指定したバ
ケットの種類に応じたバケットシンボルで現在のバケッ
ト位置及び姿勢を前記掘削基準線と共に前記表示装置に
表示させる表示制御手段を構成する。

【００６５】以上のように構成した本実施形態では、ユ
ーザが取り付けた現在実際に機械についているバケット
の種類に応じたバケットシンボルが表示装置に表示され
るので、掘削基準線とバケットの位置関係が正しく表示
され、オペレータが表示画面を見ながら正確に操作する
ことができ作業性が良くなる。特に、水中などオペレー
タが掘削作業装置７の先端を見ることができないような
場所における掘削作業において、作業効率が上がる。ま
た、現在機械に付いているバケット形状の確認が容易に
なる効果もある。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、現在実際に機械につい
ているバケットの種類に応じたバケットシンボルを表示
し、掘削動作を正確に行うことができる。また、オペレ
ータが現在機械に付いているバケット形状を容易に確認
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による表示システムを備え
た油圧ショベルの電子制御システムを油圧ショベル及び
その油圧回路と共に示す図である。

【図２】標準バケットのシンボルを用いて描画した表示
装置の表示画面を示す図である。

【図３】法面バケットのシンボルを用いて描画した表示
装置の表示画面を示す図である。

【図４】図１に示した第３の制御装置のハード構成を示
す図である。

【図５】図１に示した第４の制御装置のハード構成を示
す図である。

【図６】図１に示した第３の制御装置の処理機能を示す
フローチャートである。

【図７】図１に示した第３の制御装置のＥＥＰＲＯＭと
ＲＯＭに記憶されるバケットコード及びバケット寸法を
示す図である。

【図８】バケット寸法及び表示するバケット先端位置及
びバケット傾きを説明する図である。

【図９】第３の制御装置に記憶されているバケットコー
ドを変更する手順を示すフローチャートである。

【図１０】図１に示した第４の制御装置の処理機能を示
すフローチャートである。

【図１１】バケットによる掘削動作の様子を標準バケッ
トのシンボルを用いて表示した表示装置の表示画面を示
す図である。

【図１２】バケットを法面バケットに取り替えて掘削動
作をしているときの掘削基準線と法面バケットを横から
見た図である。

【符号の説明】

１ 油圧ショベル ２ 走行体 ３ 旋回体 ６ 運転室 ７ 掘削作業装置 １４ 原動機 １５ ガバナ装置 １６ 目標回転数設定器 １７ 第１の制御装置 １８ 油圧ポンプ １９ 斜板 ２３ 第２の制御装置 ２４，２５，２６ 制御弁 ２７，２８，２９ 操作レバー ３０，３１，３２ レバー作動器 ３３ 第３の制御装置 ３７ 第４の制御装置 ３８ 表示装置 ４０ 設定装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 ▲禎▼久 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 藤島 一雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB03 AB04 AB05 AB06 BA04 BA06 BB02 BB07 BB10 DA04 DB02 DB03 DB04 FA02 2D015 HA03 HB00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロント作業機の先端にバケットを備え、
   このバケットを標準バケットと標準以外のバケットに交
   換可能であり、かつ掘削基準線と共に現在のバケット位
   置及び姿勢をバケットシンボルで表示する表示装置を備
   えた建設機械の表示システムにおいて、 バケットの種類に応じたシンボル情報及びバケット寸法
   を記憶した記憶手段と、 バケットの種類を指定する指定手段と、 前記指定手段で指定したバケットの種類に応じたバケッ
   トシンボル情報及びバケット寸法を前記記憶手段から選
   択して読み出す選択手段と、 前記選択手段で選択して読み出したバケット寸法を用
   い、指定したバケットの種類に応じた現在のバケット位
   置及び姿勢を計算する演算手段と、 前記選択手段で選択して読み出したバケットシンボル情
   報及び前記演算手段で計算した現在のバケット位置及び
   姿勢に基づいて、指定したバケットの種類に応じたバケ
   ットシンボルで現在のバケット位置及び姿勢を前記掘削
   基準線と共に前記表示装置に表示させる表示制御手段と
   を備えることを特徴とする建設機械の表示システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の表示システムに
   おいて、前記指定手段は、バケットの種類毎に決められ
   たバケットコードを記憶する不揮発性メモリと、この不
   揮発性メモリに記憶したバケットコードを外部から書き
   換える設定手段とを有することを特徴とする建設機械の
   表示システム。
3. 【請求項３】請求項１記載の建設機械の表示システムに
   おいて、前記記憶手段はバケットの種類に応じたバケッ
   トコードとの組み合わせでバケットの種類に応じたシン
   ボル情報及びバケット寸法を記憶してあり、前記指定手
   段は、前記バケットコードを入力することでバケットの
   種類を指定する手段であり、前記選択手段はその入力し
   たバケットコードを用い、前記記憶手段からバケットの
   種類に応じたバケットシンボル情報及びバケット寸法を
   選択して読み出すことを特徴とする建設機械の表示シス
   テム。
4. 【請求項４】請求項１記載の建設機械の表示システムに
   おいて、前記記憶手段は、第１制御装置に備えられ、前
   記バケットの種類に応じたバケット寸法を記憶した第１
   記憶手段と、第２制御装置に備えられ、前記バケットの
   種類に応じたシンボル情報を記憶した第２記憶手段とを
   有し、前記選択手段は、前記第１制御装置に備えられ、
   前記第１記憶手段から前記指定手段で指定したバケット
   の種類に応じたバケット寸法を選択して読み出す第１選
   択手段と、前記第２制御装置に備えられ、前記第２記憶
   手段から前記指定手段で指定したバケットの種類に応じ
   たバケットシンボル情報を選択して読み出す第２選択手
   段とを有し、前記第１制御装置、第２制御装置及び表示
   装置が互いに通信で情報の交換を行うことを特徴とする
   建設機械の表示システム。
5. 【請求項５】フロント作業機の先端にバケットを備え、
   このバケットを標準バケットと標準以外のバケットに交
   換可能であり、かつ掘削基準線と共に現在のバケット位
   置及び姿勢をバケットシンボルで表示しオペレータがそ
   の表示を見ながら作業を行うようにした建設機械の表示
   装置において、前記掘削基準線と共に、バケットの種類
   に応じたバケットシンボルで現在のバケット位置及び姿
   勢を表示する表示画面を有することを特徴とする建設機
   械の表示装置。