JP2006088971A

JP2006088971A - 作業機の表示装置

Info

Publication number: JP2006088971A
Application number: JP2004279662A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Nakamura; 恵一郎中村; Takeshi Sakyo; 剛佐京; Kazunori Nakamura; 和則中村; Tadatoshi Shimamura; 忠利島村; Kazuhiro Shibamori; 一浩柴森
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: JP4613041B2

Abstract

【課題】作業機に異常が発生したときに、計器の視認性を低下させることなく、オペレータに異常が発生したことを認識させる。
【解決手段】作業機の運転室に具備されるモニタ１に、バックモニタ画面や各種設定画面等の画面が表示され、第１の計器３、第２の計器４が表示されていないときに、作業機に異常が発生した場合、第１の計器３、第２の計器４と異常に関連した警告を示すアイコンとが表示された警報計器表示画面へ遷移する。この警報計器表示画面の下部であって、第１の計器３、第２の計器４と重ならない位置、または重なったとしても、実質的に第１の計器３、第２の計器４の指針３１、４１が指すことのない位置に警報を示すアイコンを表示する。
【選択図】図３

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機の運転室に設けられる作業機の表示装置に関するものである。

油圧ショベル等に代表される作業機の運転室には、オペレータが作業機の作動状況を視認するために、液晶ディスプレイ等の表示装置（以下、モニタという）が設けられている。このモニタの画面上には、冷却水の水温計（以下、水温計という）、燃料の残量計（以下、残量計という）、作動油の油温計（以下、油温計という）、エンジンの回転数計等の計器の他に、作動機の稼働時間を示すアワーメータや時計等の種々の情報も同時に表示することができる。また、作業機に後方を監視するための後方監視カメラが具備されている場合、後方監視カメラが撮影している映像をバックモニタとして表示することもでき、さらに、作業機に具備される各種機能の設定やモニタに表示される情報の設定等もモニタを使用して行うことができる。

かかるモニタは、オペレータの視界を妨げないという観点から、その形状はコンパクトであることが好ましい。従って、上述した情報（計器の他に、バックモニタや設定情報も含むものとする）を表示する画面全てが同一画面上に表示されるではなく、必要な画面を選択的に切り替えて表示する必要がある。例えば、水温計や残量計等の計器を表示している画面とバックモニタ画面と設定画面とがコンパクトなモニタに同時に表示されると、オペレータの視認性は極めて悪くなるため、これら各画面を必要に応じて切り替えて表示する。

ところで、作業機にエンジンのオーバーヒート等の異常が発生したときに、モニタの画面上にバックモニタ画面や設定画面等が表示されており、計器が表示されていない場合は、オペレータは異常が発生したことを認識することができない。従って、これら画面から警報（軽度の異常が発生したときに発せられる警告を含むものとして説明する）を表示する画面や水温計等の計器を確認することができる画面等に切り替えて、オペレータに異常を認識させる必要がある。かかる画面として、バーグラフと警報とを同時に表示するものは従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−８１３９３号公報

上述した特許文献１の発明では、油温計、水温計、残量計がバーグラフで表示され、作業機に異常が発生したときには、バーグラフの略中央内側に警報を重ねて表示することにより、上記バーグラフのうち何れに異常が発生したかを明示的に認識させているが、オペレータの習熟度によっては、警報表示が明示的に表示されると好ましくない場合がある。

一般に、作業機の異常警報は、実際に異常が発生したときではなく、予め異常が発生する前段階において発せられる。例えば、エンジンのオーバーヒート警報は、エンジンの冷却水がオーバーヒートする温度よりも低い温度で発せられる。この場合、習熟度が高いオペレータであれば、水温計の表示のみでエンジンがオーバーヒート状態であるか否かを認識でき、明示的な警報表示は必要ない。また、却って、警報表示が明示的に表示されると、水温計の視認性が悪くなり、作業性および安全性に悪影響を及ぼすという問題がある。例えば、周囲環境や作業状態によっては、作業機の安全確保等のために、敢えてオーバーヒート寸前の状態で作業機を続行させる場合があるが、このとき水温計の視認性は極めて重要であるため、水温計の視認性を低下させるような警報の表示方法は好ましくない。一方、習熟度が低いオペレータにあっては、計器の表示のみでは異常を把握することができないことがあるため、警報表示の必要性があるが、かかるオペレータにおいても、警報が明示的に表示される必要性はなく警報が発せられたことを認識することができればよい。

そこで、本発明は、作業機に異常が発生したときに、計器が表示されていない画面から、計器の視認性を低下させない位置に警報を示すアイコンが表示される画面に遷移する作業機の表示装置を提供することを目的とする。

本発明の作業機の表示装置は、作業機の運転室に備えられ、複数種類の情報を表示する画面を選択的に表示するための表示部を有する作業機の表示装置であって、前記作業機に異常が発生したときに、前記表示部に目盛りおよび指針を有する１または複数の計器類と前記異常に関連した警報または警告を示すアイコンとが表示される異常警告画面に遷移し、前記アイコンは、前記表示部の何れかの端部であって、前記作業機を使用して作業をしているときに実質的に前記指針が指すことのない領域に表示されることを特徴とする。

本発明の作業機の表示装置は、作業機に異常が発生したときに、計器以外の画面が表示されていた場合であっても、計器の視認性を低下させることなくオペレータは異常が発生したことを認識することができる。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。本実施形態の作業機としては油圧ショベルを適用して説明するが、これに限られるものではない。かかる作業機は、クローラ式の下部走行体と上部旋回体と掘削作業手段等を具備するフロント作業機とから概略構成され、機械の操作を行うための運転室が上部旋回体に設けられる。オペレータは、この運転室に搭乗し、作業機の操作を行う。運転室には、フロント作業機を構成するブーム、アーム、バケット等の操作を行うための操作手段の他に、ピラー等に液晶ディスプレイ等のモニタ１が取り付けられている。オペレータは、モニタ１により、作業機の作動状況等を認識することができる。

図１は、モニタ１の全体構成図である。モニタ１は、複数種類の情報（計器、バックモニタ画面、各種設定画面等を含む）を表示する画面部２と、画面部２に表示される情報や各種設定の操作を行うスイッチ部ＳＷとを有して構成される。スイッチ部ＳＷは、１４個のスイッチＳＷ１乃至ＳＷ１４により構成され、これらのうちＳＷ１乃至ＳＷ７は画面部２の下部に一列に配置され、ＳＷ８乃至ＳＷ１４はさらにその下部に一列に配置されている。勿論、スイッチ部ＳＷのスイッチ数や配置態様等はこれに限られるものではない。

画面部２は、第１の計器３と第２の計器４とを有して構成される。ここでは、第１の計器３として水温計３が表示され、第２の計器４として残量計（燃料の残量計）４が表示されるものとして説明する。これら水温計３および残量計４は、目盛り３１および４１と指針３２および４２とを有して構成される。水温計３の目盛り３１は、最低温度を示す値（Ｃ）が水温計３の下部に位置し、最高温度を示す値（Ｈ）が水温計３の上部に位置し、目盛り３１が表す温度は時計回りに段階的に高くなる。また残量計４の目盛り４１は、燃料残量が充足状態であることを示す値（図１中のＦ）が残量計４の上部に位置し、燃料残量が異常低下していることを示す値（図１中のＥ）が残量計の４の上下方向における中央部に位置し、目盛り４１が表す燃料残量は時計回りに段階的に低くなる。指針３２および４２は、作業機のエンジンに具備されている水温計および燃料タンクに具備されている残量計が検出する値に応じて、その傾斜角が変化することにより、水温および燃料残量の値を表示している。

また、水温計３および残量計４には、指針３２および４２の示す値が警報を発するべき値に達しているか否かを示すための安全区域３Ｓおよび４Ｓと危険区域３Ｄおよび４Ｄとが設けられている。安全区域３Ｓおよび４Ｓは、水温および燃料残量が正常値であることを示す領域であり、危険区域３Ｄおよび４Ｄは、水温および燃料残量が異常値であることを示す領域である。ここで、危険区域３Ｄおよび４Ｄにおける異常値は、実際に水温がオーバーヒートしている値または燃料残量が異常低下している値だけではなく、実際の異常値よりも若干低い値も異常値に含まれるものとする。従って、指針３２または４２が危険区域３Ｄまたは４Ｄに到達すると警報が発せられるが、実際の異常値に達するまで若干の余裕がある。

これら水温計３および残量計４は、作業機の基本動作にかかわる重要な計器であるため、基本的にはこれら２つの計器が表示されているものとするが、第１の計器３または第２の計器４として、例えば油温計やバッテリの残量計等の別の計器が表示されることもある。

ここで、画面部２には、２つの計器が表示される構成を採っているが、計器の表示は１つであっても、３つ以上であってもよい。ただし、水温計および残量計は常時表示される要請が高いため、少なくとも２つ以上の計器が表示される必要があるが、３つ以上の計器が表示されると、計器１つあたりの表示領域が狭くなるため、あまり多くの計器が表示されることは好ましくない。従って、ここでは、２つの計器が表示される構成を採る。

画面部２には、上述した水温計３および残量計４の他にも、種々の情報を表示することができるが、図１に示される一例としては、さらに状態表示部５とアワーメータ６と選択可能機能表示部７と時計８とが表示される。これらのうち、アワーメータ６は作業機の稼働時間を表示するものであり、時計８は現在の時間を表示するものである。これら時間の表示態様は、デジタル表示およびアナログ表示の何れであっても表示可能であるが、領域の有効活用という観点から、デジタル表示が好ましい。状態表示部５は、作業機の状態をアイコン表示するためのものであり、例えば、作業機の盗難を防止するための盗難防止機構が作動しているか否かを示すアイコンやフロント作業機にバケットが装着されていることを示すアイコンや他のアタッチメントが装着されていることを示すアイコンが表示される。選択可能機能表示部７は、作業機に具備されている各機能のうち使用可能な機能をアイコン表示するための表示部である。かかる機能としては、例えば、作業機のアタッチメントをバケットからフックに交換してクレーン作業を行うときに、転倒を防止するために荷重制限を行うＭＬ（Moment Limiter）機能やオフセット式の作業機を使用したときにバケットの先端が運転室と接触させないためにブームおよびアームの可動範囲を制限するキャブ干渉防止機能等がある。

図１では、以上のような各種情報が表示されているが、あくまでも表示の１つの態様を例示したものであるため、勿論、これら情報は必ずしも表示されている必要はない。ただし、作業機の動作状況をオペレータに視認させるために、第１の計器（水温計）３および第２の計器（残量計）４は表示されているものとする。その他の情報は、各計器の視認性が低下しない範囲内において、適宜選択して表示することが可能である。以下、少なくとも第１の計器（水温計）３と第２の計器（残量計）４とが表示される画面を基本画面という。

ところで、作業機のモニタ１には、基本的には上述した基本画面が表示されるが、それ以外にも種々の情報を表示することができる。例えば、作業機のカウンタウェイト等に後方監視カメラが具備されている場合、図２に示されるように、後方監視カメラが撮影する映像をバックモニタとして画面部２に表示することにより、作業機の後方視野を確保することができる。また、画面部２に、上述したようなＭＬ機能やキャブ干渉防止機能等の機能を設定するための設定画面や画面部２に表示される情報を選択して設定するための設定画面等も表示することができる。かかるバックモニタ画面や各種設定画面等は、基本画面と同時に表示されず、基本画面から各画面に切り替えられて表示される。

すなわち、バックモニタ画面や各種設定画面等は広い領域を占有するために、必要な表示領域が広くなる。従って、これら画面のために広範囲の表示領域を割り当てると、当然、基本画面を表示するための領域は狭くなる。一方、基本画面における計器の視認性は確保しなくてはならないため、基本画面に割り当てられるべき領域も広範囲の領域が必要になる。従って、上述した各画面と基本画面とは同時に表示されず、１の画面を適宜選択して表示する。勿論、モニタ１の形状が大きければ、同時に表示をすることは可能であるが、オペレータの視野の確保という要請から、モニタ１の形状を大型化することはできない。従って、１の画面を適宜選択して表示せざるを得ない。

かかるバックモニタ画面や各種設定画面等が表示されているときに、エンジンのオーバーヒートや燃料残量の異常低下等の異常が発生した場合、モニタの画面上には計器が表示されていないために、オペレータは異常が発生したことを認識することはできない。従って、基本画面以外の画面が表示されているときに、異常が発生した場合には、図３に示されるような警報計器表示画面に自動的に遷移してオペレータに異常が発生したことを通知する。かかる警報計器表示画面への遷移は、作業機の各部に具備されている異常を検出する異常検出手段が、モニタ１に対して異常が発生したことを通知し、この通知を受信したモニタ１が警報計器表示画面へ切り替える等の制御を行うことにより実現できる。

ここで、基本画面以外の画面が表示されているときに、異常が発生した場合、習熟度が高いオペレータにあっては、警報表示がなくとも計器が表示されていれば、異常が発生したことを認識でき、また作業性の観点から、警報表示は計器の視認性を低下させる要因となるため、基本画面に遷移させることが好ましい。一方、習熟度が低いオペレータにあっては、画面の遷移がされることにより、何らかの異常が発生したことを認識することはできるが、単純に基本画面に遷移したのみでは、いかなる警報が発せられたか認識することができない場合がある。従って、何らかの方法により、どのような警報が発生しているかを認識させる必要がある。

そこで、異常が発生したときには、計器の視認性を低下させない位置に警報を示すアイコンが表示された警報計器表示画面へ遷移する。ここで、このアイコンは、警報の種類を表示するものであり、オペレータはこのアイコンを視認することにより、発生した異常の種類を認識することができる。かかる警報計器表示画面においては、計器の視認性を低下させないために、警報を示すアイコンは実質的に指針が指すことのない位置に表示される。ここで、実質的に指針が指すことのない位置とは、計器と全く重ならない位置、または計器と重なったとしても、作業機を使用して作業をしているときは指針が指すことのない位置をいう。少なくとも、危険区域およびその近辺は視認性を妨げない位置にアイコンは表示される。すなわち、実質的に指針が指すことのない位置に警報表示がされれば、視認性の低下要因とはならない。かかる表示方法を採る警報計器表示画面においては、警報が表示されることにより、習熟度が低いオペレータは異常が発生したことを認識することができ、また習熟度が高いオペレータは、計器の視認性が低下しないため、作業性および安全性を確保しながら作業を続行することができる。

図３は、警報計器表示画面が表示されたモニタ１の一例を示す図であるが、この警報計器表示画面において表示されるエンジンのオーバーヒート警報を示すアイコン１０１は、水温計３および残量計４の目盛りとは全く重ならない位置に表示されるため、計器の視認性については問題ない。ここで、警報計器表示画面において、１つのアイコンのみではなく複数のアイコンを同時に表示することができる。これにより、複数の異常が発生している状態においても、全ての異常に関連した警報を示すアイコンを表示することができる。これら複数のアイコンを表示するため、基本画面の下部に細い帯状の領域を形成するアイコン表示領域１０が設けられる。例えば、図３に示されるように、アイコン表示領域１０の左端にエンジンのオーバーヒート警報を示すアイコン１０１が表示されているときに、さらにその隣に別の警報を示すアイコンを表示することもできる。しかし、かかる位置に別のアイコンが表示されると、水温計３の目盛り３１の一部の領域がアイコンにより非表示状態にされるが、この領域は、作業機を使用して作業しているときには、実質的に指針３２が指すことはない領域であるため、計器の視認性という観点から格別の問題はない。換言すれば、アイコン表示領域１０と水温計３の目盛り３１とは、異常を示す値（Ｈ）から最も遠い値（Ｃ）の付近において一部重なり合って表示されているが、この領域は実質的に作業中には指すことのない値であるため、計器の視認性の問題はない。また、アイコン表示領域１０は、残量計４の目盛り４１とは全く重なり合っていないため、さらに複数のアイコンが表示されたとしても、残量計４の視認性を低下させることはない。

ここで、警報計器表示画面においてアイコン表示領域１０が設けられているが、このアイコン表示領域１０のうちアイコンが表示されていない領域については、勿論、計器を非表示状態にする必要はなく、計器を表示状態にしてもよい。すなわち、アイコンが表示されている領域のみ計器を非表示状態にすれば、異常が発生していることを認識することができるため、その他のアイコン表示領域１０については計器が表示されているものとする。また、アイコンが表示されている領域も、例えばスーパーインポーズ機能等を使用して、アイコンを半透過状態にすることにより、アイコン表示部分についても計器を視認することもできる。

以上のような警報計器表示画面が表示されることにより、警報を示すアイコンが計器の視認性を低下させない位置に表示することができる。

かかる警報計器表示画面が表示されて、オペレータが異常を認識すると、迅速に異常に対する対処を行う。または、習熟度が高いオペレータであれば、指針３２または４２が危険区域３Ｄまたは４Ｄに達していたとしても、まだ実際の異常値に達しているか否かを判断できるため、作業を続行した後に、異常に対する対処を行う場合もある。例えば、エンジンのオーバーヒートの場合、水温計３の指針３２が危険区域３Ｄに達して警報が表示されたとしても、即座に作業を停止するのではなく、水温計３を確認しながら、作業機の安全確保のために作業を続行させた後に、エンジンを停止して、冷却水の温度を低下させる。

そして、異常が解消すると、警報計器表示画面を表示する必要がなくなるため、警報計器表示画面へ遷移する前の画面へ復旧する。このとき、一定時間経過した後に、またはオペレータがスイッチＳＷ１乃至ＳＷ１４の何れかのスイッチを押下することにより、復旧させてもよい。または、異常が解消したときに復旧させてもよい。

以上により、バックモニタ画面や各種設定画面等、計器が表示されていないときに、作業機に異常が発生した場合、計器の目盛りのうち、作業機を使用して作業しているときには実質的に指針が指すことのない領域、または計器と重なり合うことのない領域に警報を示すアイコンを表示するため、計器の視認性を低下させることなく、警報表示をすることが可能になる。

なお、本実施形態では、第１の計器３として水温計３を、第２の計器４として残量計４を表示したが、これに限られず、異常発生時には、その異常に関連した別の計器が表示される警報計器表示画面へ遷移してもよい。例えば、作動油の温度が異常上昇した場合やバッテリの残量が異常低下した場合等は、作動油の油温計やバッテリの残量計等を、水温計や残量計の代わりに第１の計器３または第２の計器４に表示してもよい。これにより、異常に関連した警報と計器の表示とを同時に表示することもできる。

また、アイコンを表示するアイコン表示領域１０は、警報計器表示画面の下部に形成されているが、これに限られず、画面の左端、右端、または上端の何れかの端部に形成されてもよい。

基本画面の一例が表示されたモニタ１の全体構成図である。バックモニタ画面の一例が表示されたモニタ１の全体構成図である。警報計器表示画面の一例が表示されたモニタ１の全体構成図である。

符号の説明

１モニタ２画面部
３第１の計器（水温計）４第２の計器（残量計）
３１、４１目盛り３２、４２指針
３Ｓ、４Ｓ安全区域３Ｄ、４Ｄ危険区域
１０アイコン表示領域１０１アイコン
ＳＷスイッチ部

Claims

作業機の運転室に備えられ、複数種類の情報を表示する画面を選択的に表示するための表示部を有する作業機の表示装置であって、
前記作業機に異常が発生したときに、前記表示部に目盛りおよび指針を有する１または複数の計器類と前記異常に関連した警報または警告を示すアイコンとが表示される警報計器表示画面に遷移し、
前記アイコンは、前記表示部の何れかの端部であって、前記作業機を使用して作業をしているときに実質的に前記指針が指すことのない領域に表示されることを特徴とする作業機の表示装置。
前記アイコンは、前記目盛りと重ならない位置または前記目盛りのうち前記異常を表す値から最も遠い値の付近に重なって表示されることを特徴とする請求項１記載の作業機の表示装置。
前記アイコンは、前記表示部の下部に形成された帯状の細い領域のうちの一部に表示されることを特徴とする請求項１記載の作業機の表示装置。
前記警報計器表示画面が表示された後に、オペレータの操作により、一定時間経過後に、または前記異常が解消されたときに、前記警報計器表示画面に遷移される前の画面に復帰することを特徴とする請求項１記載の作業機の表示装置。