JP2019167753A - ショベル及びショベルの制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】アタッチメントの緩やかな降下を検出可能なショベルを提供すること。【解決手段】本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記アタッチメントに取り付けられ、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、前記姿勢に基づいて異常を検出する制御装置と、を備えるショベルであって、前記制御装置は、前記ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点の前記姿勢に基づいて異常を検出する。【選択図】図４

Description

本発明は、ショベル及びショベルの制御システムに関する。

従来、油圧ホースの破損時にブーム下げラインの戻り油を絞って遮断する安全対策回路を備えるショベルが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このショベルでは、油圧ホースの破損時のアタッチメントの急速な落下を防止できる。

特開２００８−１６９９８１号公報 特開平９−３１７７０６号公報

しかしながら、上記のショベルでは、油漏れ等により生じるアタッチメントの緩やかな降下を検出することは困難である。また、アタッチメントが緩やかに降下する場合、目視による確認も困難である。

そこで、上記課題に鑑み、アタッチメントの緩やかな降下を検出可能なショベルを提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記アタッチメントに取り付けられ、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、前記姿勢に基づいて異常を検出する制御装置と、を備えるショベルであって、前記制御装置は、前記ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点の前記姿勢に基づいて異常を検出する。

本発明の実施形態によれば、アタッチメントの緩やかな降下を検出可能なショベルを提供することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの構成例を示す図 油圧ショベルの駆動系の構成例を示すブロック図 油圧ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図 異常降下検出処理の流れを示すフローチャート キーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係を示す図 表示装置に表示される表示画面を例示する図 掘削アタッチメントの旋回半径を説明するための図 掘削アタッチメントの旋回半径と閾値との関係を示す図 クラッシャを含む掘削アタッチメントを備える油圧ショベルの構成例を示す図 掘削アタッチメントの重量と閾値との関係を示す図

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルの構成例を示す図である。油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体１の上に、旋回機構２を介して、上部旋回体３を旋回自在に搭載する。

上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及びバケット６により掘削アタッチメントが構成される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載される。エンジン等の動力源は、カバー３ａに覆われている。図１ではエンドアタッチメントとしてのバケット６を示したが、バケット６はクラッシャ、リフティングマグネット、ブレーカ、フォーク等であってもよい。

ブーム４は、上部旋回体３に対して上下に回動可能に支持されており、回動支持部（関節）に姿勢検出装置としてのブーム角度センサＳ１が取り付けられている。ブーム角度センサＳ１により、ブーム４の傾き角度であるブーム角度α（ブーム４を最も下降させた状態からの上昇角度）を検出することができる。

アーム５は、ブーム４に対して回動可能に支持されており、回動支持部（関節）に姿勢検出装置としてのアーム角度センサＳ２が取り付けられている。アーム角度センサＳ２により、アーム５の傾き角度であるアーム角度β（アーム５を最も閉じた状態からの開き角度）を検出することができる。

バケット６は、アーム５に対して回動可能に支持されており、回動支持部（関節）に姿勢検出装置としてのバケット角度センサＳ３が取り付けられている。バケット角度センサＳ３により、バケット６の傾き角度であるバケット角度γ（バケット６を最も閉じた状態からの開き角度）を検出することができる。

ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及び、バケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及び、バケット角度センサＳ３は、掘削アタッチメントの姿勢に関する情報を検出する姿勢センサを構成する。

図２は、油圧ショベルの駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気駆動・制御系をそれぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示す。

油圧ショベルの駆動系は、主に、エンジン１１、メインポンプ１２、レギュレータ１３、パイロットポンプ１４、コントロールバルブ１５、操作装置１６、圧力センサ１７、ブームシリンダ圧センサ１８a、吐出圧センサ１８ｂ、及びコントローラ３０で構成される。

エンジン１１は、油圧ショベルの駆動源であり、例えば、所定の回転数を維持するように動作するエンジンであって、エンジン１１の出力軸がメインポンプ１２及びパイロットポンプ１４の入力軸に接続される。

メインポンプ１２は、高圧油圧ラインを介して圧油をコントロールバルブ１５に供給するための装置であり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。

レギュレータ１３は、メインポンプ１２の吐出量を制御するための装置であり、例えば、メインポンプ１２の吐出圧、又はコントローラ３０からの制御信号等に応じてメインポンプ１２の斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１２の吐出量を制御する。

パイロットポンプ１４は、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に圧油を供給するための装置であり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。

コントロールバルブ１５は、油圧ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１５は、例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ２０Ｌ（左用）、走行用油圧モータ２０Ｒ（右用）、及び旋回用油圧モータ２１のうちの一又は複数のものに対しメインポンプ１２から受け入れた圧油を選択的に供給する。なお、以下では、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ２０Ｌ（左用）、走行用油圧モータ２０Ｒ（右用）、及び旋回用油圧モータ２１を集合的に「油圧アクチュエータ」と称するものとする。

操作装置１６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置であり、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１４から受け入れた圧油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給する。なお、パイロットポートのそれぞれに供給される圧油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置１６のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力とされる。

圧力センサ１７は、操作装置１６を用いた操作者の操作内容を検出するためのセンサである。圧力センサ１７は、例えば油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置１６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。なお、操作装置１６の操作内容は、圧力センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

ブームシリンダ圧センサ１８ａは、例えば、ブームシリンダ７のボトム側チャンバにおける圧力を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

吐出圧センサ１８ｂは、例えば、メインポンプ１２の吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

コントローラ３０は、油圧アクチュエータの動作速度を制御するための制御装置である。コントローラ３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えたコンピュータで構成される。コントローラ３０は、姿勢算出部３０１、降下量算出部３０２、異常降下判定部３０３、及び警告出力部３０４のそれぞれに対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭに展開しながら、それぞれに対応する処理をＣＰＵに実行させる。

具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、圧力センサ１７、ブームシリンダ圧センサ１８ａ、吐出圧センサ１８ｂ等が出力する検出値及び入力装置Ｄ１により入力される入力値を受信し、それら検出値及び入力値に基づいて、姿勢算出部３０１、降下量算出部３０２、異常降下判定部３０３、及び警告出力部３０４のそれぞれによる処理を実行する。その後、コントローラ３０は、姿勢算出部３０１、降下量算出部３０２、異常降下判定部３０３、及び警告出力部３０４のそれぞれの処理結果に応じた制御信号を適宜に音声出力装置Ｄ２及び／又は表示装置Ｄ３に対して出力する。

姿勢算出部３０１は、掘削アタッチメントの姿勢を算出する。本実施形態では、姿勢算出部３０１は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３で構成される姿勢センサの出力に基づいて、掘削アタッチメントの姿勢を算出する。

降下量算出部３０２は、掘削アタッチメントの降下量を算出する。本実施形態では、降下量算出部３０２は、ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点の掘削アタッチメントの姿勢に基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出する。例えば、降下量算出部３０２は、キーＯＦＦ時（停止時）に算出された掘削アタッチメントの姿勢と、キーＯＮ時（起動時）に算出された掘削アタッチメントの姿勢とに基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出する。ここで、降下量算出部３０２は、エンジン１１の停止時に算出された掘削アタッチメントの姿勢と、エンジン１１の起動時に算出された掘削アタッチメントの姿勢とに基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出してもよいし、コントローラ３０の電源がＯＦＦになる時に算出された掘削アタッチメントの姿勢と、コントローラ３０の電源がＯＮになった時に算出された掘削アタッチメントの姿勢とに基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出してもよい。また、降下量算出部３０２は、ショベルの停止時に算出された掘削アタッチメントの姿勢と、ショベルの停止時から所定の時間後に算出された掘削アタッチメントの姿勢とに基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出してもよいし、ショベルの停止中における所定インターバルで算出された掘削アタッチメントの姿勢に基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出してもよい。

異常降下判定部３０３は、掘削アタッチメントが異常降下したか否かを判定する。本実施形態では、異常降下判定部３０３は、降下量算出部３０２により算出された掘削アタッチメントの降下量が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定し、掘削アタッチメントが異常降下したか否かを判定する。具体的に、異常降下判定部３０３は、ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点の掘削アタッチメントの姿勢に基づいて、掘削アタッチメントが異常降下したか否かを判定する。例えば、降下量算出部３０２は、ショベルの停止時の掘削アタッチメントの姿勢と、ショベルの停止時から所定の時間後（例えば１２時間後）のショベル起動時における掘削アタッチメントの姿勢とに基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出する。異常降下判定部３０３は、算出された降下量を所定の時間（例えば１２時間）経過した場合の正常な降下量（閾値）と比較する。比較した結果、算出された降下量が閾値を超えていた場合、掘削アタッチメントが異常降下したと判定する。本実施形態では、ショベル内部のコントローラ３０が異常降下の判定を実行しているが、アタッチメントの降下量を携帯通信端末や外部のショベル管理装置に送信し、この携帯通信端末や外部のショベル管理装置が異常降下の判定を行ってもよい。

警告出力部３０４は、異常降下判定部３０３により掘削アタッチメントが異常降下したと判定された場合、操作者に対する警告を出力する。本実施形態では、警告出力部３０４は、表示装置Ｄ３に対して警告信号を出力し、表示装置Ｄ３に表示される画面に警告を表示させる。また、警告出力部３０４は、音声出力装置Ｄ２に対して警告信号を出力し、音声出力装置Ｄ２から警告音を出力させてもよい。なお、警告出力部３０４は、携帯通信端末や外部のショベル管理装置において判定された異常降下の情報に基づいて、音声出力装置Ｄ２から警告音を出力させてもよい。

図３を参照しながら、掘削アタッチメントが異常降下する要因について説明する。なお、図３は、油圧ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図であり、図２と同様に、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気駆動・制御系を、それぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示す。

図３に示される油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１２（２つのメインポンプ１２Ｌ、１２Ｒ）から、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒのそれぞれを経て圧油タンクまで圧油を循環させる。

センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１５内に配置された流量制御弁１５１、１５３、１５５及び１５７を連通する高圧油圧ラインである。

センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１５内に配置された流量制御弁１５０、１５２、１５４、１５６及び１５８を連通する高圧油圧ラインである。

流量制御弁１５１、１５２は、それぞれメインポンプ１２Ｌ、１２Ｒが吐出する圧油を走行用油圧モータ２０Ｌ（左用）、走行用油圧モータ２０Ｒ（右用）で循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。

流量制御弁１５３、１５４は、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒが吐出する圧油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の圧油を圧油タンクへ排出するために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。なお、流量制御弁１５４は、ブーム操作レバー１６Ａが操作された場合に常に作動するスプール弁（以下、「第一速ブーム流量制御弁」とする。）である。また、流量制御弁１５３は、ブーム操作レバー１６Ａが所定操作量以上で操作された場合にのみ作動するスプール弁（以下、「第二速ブーム流量制御弁」とする。）である。

流量制御弁１５５、１５６は、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒが吐出する圧油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の圧油を圧油タンクへ排出するために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。なお、流量制御弁１５５は、アーム操作レバー（図示せず。）が操作された場合に常に作動する弁（以下、「第一速アーム流量制御弁」とする。）である。また、流量制御弁１５６は、アーム操作レバーが所定操作量以上で操作された場合にのみ作動する弁（以下、「第二速アーム流量制御弁」とする。）である。

流量制御弁１５７は、メインポンプ１２Ｌが吐出する圧油を旋回用油圧モータ２１で循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。

流量制御弁１５８は、メインポンプ１２Ｒが吐出する圧油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の圧油を圧油タンクへ排出するためのスプール弁である。

レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの吐出圧に応じてメインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの斜板傾転角を調節することによって（全馬力制御によって）、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの吐出量を制御する。具体的には、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの吐出圧が所定値以上となった場合にメインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。吐出圧と吐出量との積で表されるポンプ馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。

ブーム操作レバー１６Ａは、操作装置１６の一例であり、ブーム４を操作するための操作装置であって、パイロットポンプ１４が吐出する圧油を利用して、レバー操作量に応じた制御圧を第一速ブーム流量制御弁１５４の左右何れかのパイロットポートに導入させる。なお、ブーム操作レバー１６Ａは、レバー操作量が所定操作量以上の場合には、第二速アーム流量制御弁１５３の左右何れかのパイロットポートにも圧油を導入させるようにする。

圧力センサ１７Ａは、圧力センサ１７の一例であり、ブーム操作レバー１６Ａに対する操作者の操作内容（レバー操作方向及びレバー操作量（レバー操作角度）である。）を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

左右走行レバー（又はペダル）、アーム操作レバー、バケット操作レバー及び旋回操作レバー（何れも図示せず。）はそれぞれ、下部走行体１の走行、アーム５の開閉、バケット６の開閉、及び上部旋回体３の旋回を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、ブーム操作レバー１６Ａと同様に、パイロットポンプ１４が吐出する圧油を利用して、レバー操作量（又はペダル操作量）に応じた制御圧を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁の左右何れかのパイロットポートに導入させる。また、これらの操作装置のそれぞれに対する操作者の操作内容（レバー操作方向及びレバー操作量である。）は、圧力センサ１７Ａと同様に、対応する圧力センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ３０に対して出力される。

コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、圧力センサ１７Ａ、ブームシリンダ圧センサ１８ａ、吐出圧センサ１８ｂ等の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒに対して制御信号を出力し、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの吐出量を変化させるようにする。

図３に示される油圧システムでは、例えば流量制御弁１５４を制御してブームシリンダ７内と圧油タンクとを非連通状態にしても、流量制御弁１５４内の僅かな隙間を介して、ブームシリンダ７内の圧油が圧油タンクへ排出される場合がある。経年劣化により、この隙間が大きくなる傾向にあり、この隙間を介してブームシリンダ７内の圧油が圧油タンクへ排出されると、ブームシリンダ７が伸縮し、掘削アタッチメントが緩やかに降下する。

また、例えばブームシリンダ７内と流量制御弁１５４内とを接続する油圧ホースの経年劣化により、油圧ホースで油漏れが生じる場合がある。油圧ホースで油漏れが生じると、ブームシリンダ７が伸縮し、掘削アタッチメントが緩やかに降下する。

このような掘削アタッチメントの緩やかな降下は、目視により確認することが困難である。そこで、本発明の実施形態では、コントローラ３０が、キーＯＦＦ時及びキーＯＮ時の掘削アタッチメントの姿勢に基づいて異常を検出する。これにより、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を検出することができる。

図４を参照しながら、コントローラ３０が掘削アタッチメントの異常降下を検出する処理（以下「異常降下検出処理」という。）の第１の実施例について説明する。図４は、異常降下検出処理の流れを示すフローチャートである。第１の実施例では、ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点での判断をキーＯＦＦ動作された時点とその後、キーＯＮ動作された時点で判断する。

最初に、操作者によるキーＯＦＦの動作がされると（ステップＳＴ１）、姿勢算出部３０１は、掘削アタッチメントの姿勢を算出する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、姿勢算出部３０１は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３で構成される姿勢センサの出力に基づいて、掘削アタッチメントの姿勢を算出する。

その後、操作者によるキーＯＮの動作がされると（ステップＳＴ３）、姿勢算出部３０１は、掘削アタッチメントの姿勢を算出する（ステップＳＴ４）。本実施形態では、姿勢算出部３０１は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３で構成される姿勢センサの出力に基づいて、掘削アタッチメントの姿勢を算出する。

その後、降下量算出部３０２は、掘削アタッチメントの降下量（実降下量）を算出する（ステップＳＴ５）。本実施形態では、降下量算出部３０２は、キーＯＦＦ時に算出された掘削アタッチメントの姿勢と、キーＯＮ時に算出された掘削アタッチメントの姿勢とに基づいて、掘削アタッチメントの降下量を算出する。

その後、異常降下判定部３０３は、掘削アタッチメントが異常降下したか否かを判定する（ステップＳＴ６）。本実施形態では、異常降下判定部３０３は、ステップＳＴ５で算出された掘削アタッチメントの降下量が、予め設定された閾値よりも大きいか否かを判定し、掘削アタッチメントが異常降下したか否かを判定する。閾値は、ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点での掘削アタッチメントの正常な降下量に基づく値である。これは、例えば図５に示されるように、キーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間が長いほど大きい値に設定されてもよい。なお、図５は、キーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係を示す図である。

掘削アタッチメントが異常降下したと判定された場合（ステップＳＴ６：ＹＥＳ）、警告出力部３０４は、操作者に対する警告を出力する（ステップＳＴ７）。本実施形態では、警告出力部３０４は、表示装置Ｄ３に対して警告信号を出力し、表示装置Ｄ３に表示される画面に警告を表示させる。また、警告出力部３０４は、音声出力装置Ｄ２に対して警告信号を出力し、音声出力装置Ｄ２から警告音を出力させてもよい。表示装置Ｄ３に表示される表示画面については後述する。

掘削アタッチメントが異常降下していないと判定された場合（ステップＳＴ６：ＮＯ）、警告出力部３０４が操作者に対する警告を出力することなく、処理を終了する。

次に、図６を参照しながら、表示装置Ｄ３に表示される表示画面４１Ｖについて説明する。図６は、表示装置Ｄ３に表示される表示画面４１Ｖを例示する図である。

図６に示されるように、掘削アタッチメントが異常降下したことを示す警告は、例えば図６に示されるように、キーＯＮしたときの表示画面４１Ｖに表示される。図６の例では、表示画面４１Ｖに重畳して「Ａｔｔ降下異常」という警告メッセージが表示されている。なお、警告メッセージに代えて、掘削アタッチメントの異常降下を示すエラーコードであってもよく、これらの両方であってもよい。以下、掘削アタッチメントが異常降下したことを示す警告が表示される表示画面４１Ｖの一例について説明する。

図６に示されるように、表示画面４１Ｖは、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、燃費表示領域４１ｄ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、回転数モード表示領域４１ｉ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、カメラ画像表示領域４１ｍ、警告表示領域４１ｎを含む。ここで、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、アタッチメント表示領域４１ｃ、エンジン制御状態表示領域４１ｅ、回転数モード表示領域４１ｉは、操作者が設定した設定情報であり、燃費表示領域４１ｄ、エンジン稼働時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋは、ショベルに備えられた機器の運転状態情報である。

日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する領域である。図６に示す例では、デジタル表示が採用され、日付（２０１４年４月１日）と時刻（１０時５分）が示されている。

走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表示する領域である。走行モードは、可変容量ポンプを用いた走行用油圧モータの設定状態を表す。具体的には、走行モードは、低速モード及び高速モードを有し、低速モードでは「亀」を象ったマークが表示され、高速モードでは「兎」を象ったマークが表示される。図６に示す例では、「亀」を象ったマークが表示されており、運転者は低速モードが設定されていることを認識できる。

アタッチメント表示領域４１ｃは、現在装着されているアタッチメントを表す画像を表示する領域である。ショベル１００には、バケット、クラッシャ、削岩機、グラップル、リフティングマグネット等の様々なアタッチメントが装着される。アタッチメント表示領域４１ｃは、例えば、これらのアタッチメントを象ったマーク及びアタッチメントに対応する番号を表示する。図６に示す例では、削岩機を象ったマークが表示され、且つ削岩機の出力の大きさを示す数字として「１」が表示されている。

燃費表示領域４１ｄは、コントローラ３０によって算出された燃費情報を表示する領域である。燃費表示領域４１ｄは、生涯平均燃費又は区間平均燃費を表示する平均燃費表示領域４１ｄ１、瞬間燃費を表示する瞬間燃費表示領域４１ｄ２を含む。図６に示す例では、平均燃費表示領域４１ｄ１には、区間平均燃費が単位［Ｌ／ｈｒ（リットル／時］と共に数値で表示されている。また、瞬間燃費表示領域４１ｄ２には、瞬間燃費の大きさに応じて点灯・消灯状態が個別に制御される９つのセグメントで構成されたバーグラフが表示されている。瞬間燃費が大きくなると、点灯状態のセグメント数が増え、瞬間燃費が小さくなると、点灯状態のセグメント数が減るように各セグメントが制御され、運転者は視覚的に瞬間燃費の大きさを認識することができる。

エンジン稼働時間表示領域４１ｆは、エンジン１１の累積稼働時間を表示する領域である。図６に示す例では、運転者によりカウントがリスタートされてからの稼働時間の累積が、単位「ｈｒ（時）」と共に表示されている。エンジン稼働時間表示領域４１ｆには、ショベル１００が製造されてから全期間の生涯稼働時間及び運転者によりカウントがリスタートされてからの区間稼働時間の少なくとも一方が表示される。

運転者により稼働時間表示切替スイッチ（図示せず）が押下されると、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに表示される稼働時間情報と共に、平均燃費表示領域４１ｄ１に表示される燃費情報が切り替わる。例えば、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに区間稼働時間が表示されている場合には、平均燃費表示領域４１ｄ１に区間平均燃費が表示される。また、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに生涯稼働時間が表示されている場合には、平均燃費表示領域４１ｄ１に生涯平均燃費が表示される。さらに、エンジン稼働時間表示領域４１ｆに区間稼働時間及び生涯稼働時間の両方が表示されている場合には、平均燃費表示領域４１ｄ１に区間平均燃費及び生涯平均燃費の両方が表示される。

このように、稼働時間表示切替スイッチが押下される度に、平均燃費表示領域４１ｄ１に表示される燃費情報が、「区間平均燃費」、「生涯平均燃費」又は「区間平均燃費及び生涯平均燃費」に切り替えられる。したがって、運転者は、稼働時間表示切替スイッチを押下することで、区間平均燃費及び生涯平均燃費を把握することができ、現在の作業における燃費状態の良し悪しを認識し、より燃費を向上させるように作業を進めることが可能になる。

なお、平均燃費表示領域４１ｄ１に表示される生涯平均燃費又は区間平均燃費は、図６に示す例とは異なる単位で表示されてもよく、バーグラフで表示されてもよい。また、瞬間燃費表示領域４１ｄ２には、瞬間燃費が数値で表示されてもよい。

エンジン制御状態表示領域４１ｅは、エンジン１１の制御状態を表示する領域である。図６に示す例では、エンジン１１の制御状態として「自動減速・自動停止モード」が選択されている。なお、「自動減速・自動停止モード」は、エンジン負荷が小さい状態の継続時間に応じて、エンジン回転数を自動的に低減し、さらにはエンジン１１を自動的に停止させる制御状態を意味する。その他、エンジン１１の制御状態には、「自動減速モード」、「自動停止モード」、「手動減速モード」等がある。

冷却水温表示領域４１ｇは、現在のエンジン冷却水の温度状態を表示する領域である。図６に示す例では、エンジン冷却水の温度状態を表すバーグラフが表示されている。なお、エンジン冷却水の温度は、エンジン１１に取り付けられる水温センサ１１ｃが出力するデータに基づいて表示される。具体的には、冷却水温表示領域４１ｇは、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３、セグメント表示４１ｇ４及びアイコン表示４１ｇ５を含む。

異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３は、それぞれエンジン冷却水の温度が異常高温状態、注意を要する状態、正常状態にあることを運転者に知らせるための表示である。また、セグメント表示４１ｇ４は、エンジン冷却水の温度の高低を運転者に知らせるための表示である。また、アイコン表示４１ｇ５は、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３及びセグメント表示４１ｇ４がエンジン冷却水の温度に関する表示であることを表すシンボル図形等のアイコンである。なお、アイコン表示４１ｇ５は、エンジン冷却水の温度に関する表示であることを表す文字等であってもよい。

図６に示す例では、セグメント表示４１ｇ４は、点灯・消灯状態が個別に制御される８つのセグメントで構成され、冷却水温が高くなるほど点灯状態のセグメントの数が増加する。図６に示す例では、４つのセグメントが点灯状態となっている。なお、図６に示す例では、各セグメントが表す温度の幅は同じであるが、セグメントごとに温度の幅を変えてもよい。

また、図６に示す例では、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２、正常範囲表示４１ｇ３はそれぞれ、セグメント表示４１ｇ４に沿うように並べて配置される円弧状の図形であり、例えば赤色、黄色、緑色で常時点灯される。セグメント表示４１ｇ４は、１番目（最下位）から６番目のセグメントが正常範囲に属し、７番目のセグメントが注意範囲に属し、８番目（最上位）のセグメントが異常範囲に属する。

なお、冷却水温表示領域４１ｇは、異常範囲表示４１ｇ１、注意範囲表示４１ｇ２及び正常範囲表示４１ｇ３を円弧状の図形として表示する代わりに、異常レベル、注意レベル、正常レベルを表す文字、記号等をそれぞれの境界に表示してもよい。

なお、異常範囲表示、注意範囲表示、正常範囲表示、セグメント表示及びアイコン表示を含む上記構成は、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ及び作動油温表示領域４１ｋにおいても同様に採用される。また、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊでは、異常範囲、注意範囲、及び正常範囲を表す円弧状の図形を表示する代わりに、「Ｆｕｌｌ（満タン状態）」を表す文字「Ｆ」又は黒丸（塗りつぶされた丸印）、「Ｅｍｐｔｙ（空状態）」を表す文字「Ｅ」又は白丸（塗りつぶされていない丸印）等がそれぞれの境界に表示されてもよい。

燃料残量表示領域４１ｈは、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表示する領域である。図６に示す例では、現在の燃料の残量状態を表すバーグラフが表示されている。なお、燃料の残量は、燃料残量センサが出力するデータに基づいて表示される。

回転数モード表示領域４１ｉは、エンジン回転数調整ダイヤルによって設定された現在の回転数モードを画像表示する領域である。回転数モードは、例えば、上述のＳＰモード、Ｈモード、Ａモード及びアイドリングモードの４つを含む。図６に示す例では、ＳＰモードを表す記号「ＳＰ」が表示されている。

尿素水残量表示領域４１ｊは、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を画像表示する領域である。図６に示す例では、現在の尿素水の残量状態を表すバーグラフが表示されている。なお、尿素水の残量は、尿素水タンクに設けられている尿素水残量センサが出力するデータに基づいて表示される。

作動油温表示領域４１ｋは、作動油タンク内の作動油の温度状態を表示する領域である。図６に示す例では、作動油の温度状態を表すバーグラフが表示されている。なお、作動油の温度は、油温センサ１４ｃが出力するデータに基づいて表示される。

また、図６に示す例では、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、及び作動油温表示領域４１ｋのそれぞれのセグメント表示が、同じ１つの所定円の円周方向に沿って伸縮するように表示される。具体的には、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋがそれぞれ、その所定円の左側、上側、下側、右側の部分に配置される。また、冷却水温表示領域４１ｇ及び作動油温表示領域４１ｋでは、上から順番に異常範囲表示、注意範囲表示、正常範囲表示が並び、燃料残量表示領域４１ｈ及び尿素水残量表示領域４１ｊでは、左から順番に異常範囲表示、注意範囲表示、正常範囲表示が並ぶ。また、燃料残量表示領域４１ｈ及び尿素水残量表示領域４１ｊでは、セグメント表示は、残量が多いほど点灯状態のセグメントの数が多くなるように表示され、１番目（右端）から６番目のセグメントが正常範囲に属し、７番目のセグメントが注意範囲に属し、８番目（左端）のセグメントが異常範囲に属する。

また、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋでは、バーグラフ表示の代わりに針表示が採用されてもよい。

カメラ画像表示領域４１ｍは、上部旋回体３に搭載されるエンジン等を覆うカバー３ａの上に設けられる撮像装置（図示せず）によって撮影された撮像画像を表示する領域である。図６に示す例では、カメラ画像表示領域４１ｍに、撮像装置によって撮影された油圧ショベルの後方領域の撮像画像が表示されている。なお、カメラ画像表示領域４１ｍには、油圧ショベルの後方領域の撮像画像に代えて、油圧ショベルの左側領域や右側領域の撮像画像が表示されてもよい。また、これらの複数の撮像画像が同時に表示されてもよく、これらの撮像画像が合成された俯瞰画像が表示されてもよい。このように、複数の撮像画像がカメラ画像表示領域４１ｍに表示されることで、操作者は油圧ショベルの周囲をより広範囲に確認しながら作業を行うことが可能になる。このとき、上部旋回体３の左右及び後方にカメラ等の撮像装置が配置される。

なお、カメラ画像表示領域４１ｍに表示される撮像画像は、油圧ショベルの下部走行体１の進行方向に対して独立して表示される。すなわち、下部走行体１の進行方向に関わらず、油圧ショベルの後方領域、左側領域、及び右側領域から選択された撮像画像又は合成された俯瞰画像がカメラ画像表示領域４１ｍに表示される。

なお、撮像画像は、上部旋回体３のカバー３ａの一部が含まれるように撮像されている。表示される画像にカバー３ａの一部が含まれることで、操作者はカメラ画像表示領域４１ｍに表示される物体と油圧ショベルとの間の距離感をより把握し易くなる。

警告表示領域４１ｎは、掘削アタッチメントが異常降下したことを示す警告を表示する領域である。図６に示す例では、掘削アタッチメントが異常降下したことを示す「Ａｔｔ降下異常」という警告メッセージが表示されている。なお、警告表示領域４１ｎには、警告メッセージの代わりに掘削アタッチメントの異常降下を示すエラーコードが表示されてもよい。また、警告メッセージとエラーコードとが同時に表示されてもよい。

また、表示画面４１Ｖにおける各表示領域のサイズ及び配置は必要に応じて変更されてもよい。さらに、表示画面４１Ｖは、図６に示される表示領域の一部が省略されてもよく、上記以外の表示領域を含んでもよい。例えば、表示画面４１Ｖは、排ガスフィルタ（例えば、ディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）の詰まり具合を表示する排ガスフィルタ状態表示領域を含んでいてもよい。具体的には、排ガスフィルタ状態表示領域は、排ガスフィルタの許容最大使用時間に対する現在の使用時間の割合を表すバーグラフを表示してもよい。

以上に説明したように、第１の実施例では、コントローラ３０が、キーＯＦＦ時及びキーＯＮ時の掘削アタッチメントの姿勢に基づいて異常を検出する。これにより、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を検出することができる。

また、掘削アタッチメントが異常降下した場合、表示装置Ｄ３の表示画面４１Ｖに警告が表示される。これにより、操作者は、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を容易に確認することができる。そのため、操作者が油漏れの段階で気が付かずに作業を行うことで生じ得る油漏れの悪化や油圧ホースの破損によるマシンダウン等を未然に防止することができる。

次に、図７及び図８を参照しながら、異常降下検出処理の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、閾値がショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点での掘削アタッチメントの正常な降下量に基づく値であったが、第２の実施例では、閾値がキーＯＦＦ時の掘削アタッチメントの旋回半径に基づいて変化する点で、第１の実施例と異なる。なお、その他の点については、第１の実施例と同様とすることができるので、説明を省略する。

図７は、掘削アタッチメントの旋回半径を説明するための図である。図７において、旋回半径が大きい場合の掘削アタッチメントの姿勢の一例を実線で示し、旋回半径が小さい場合の掘削アタッチメントの姿勢の一例を破線で示す。図８は、掘削アタッチメントの旋回半径と閾値との関係を示す図である。

第２の実施例では、閾値は、キーＯＦＦ時の掘削アタッチメントの旋回半径に基づいて設定され、例えば図８に示されるように、掘削アタッチメントの旋回半径が大きいほど大きい値に設定される。図８に示される掘削アタッチメントの旋回半径と閾値との関係は、例えば油路の内部リーク等による掘削アタッチメントの正常降下量に基づいて定められ、例えば正常降下量が大きいほど旋回半径の変化量に対する閾値の変化量が大きくなるように定められる。

以上に説明したように、第２の実施例では、コントローラ３０が、掘削アタッチメントの旋回半径に応じて設定された閾値に基づいて、掘削アタッチメントが異常降下したか否かの判定を行う。これにより、キーＯＦＦ時の掘削アタッチメントの旋回半径が異なる場合であっても、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を精度よく検出することができる。

ここで、第１の実施例は、第２の実施例を考慮に入れてもよい。つまり、図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係は、掘削アタッチメントの旋回半径に基づいて設定されてもよい。具体的に、掘削アタッチメントの旋回半径が小さいほど図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係を表す直線の傾きが小さくなり、掘削アタッチメントの旋回半径が大きいほど図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係を表す直線の傾きが大きくなる。

また、掘削アタッチメントが異常降下した場合、表示装置Ｄ３の表示画面４１Ｖに警告が表示される。これにより、操作者は、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を容易に確認することができる。そのため、操作者が油漏れの段階で気が付かずに作業を行うことで生じ得る油漏れの悪化や油圧ホースの破損によるマシンダウン等を未然に防止することができる。

次に、図９及び図１０を参照しながら、異常降下検出処理の第３の実施例について説明する。第１の実施例では、閾値がショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点での掘削アタッチメントの正常な降下量に基づく値であったが、第３の実施例では、閾値が掘削アタッチメントの重量に基づいて変化する点で、第１の実施例と異なる。なお、その他の点については、第１の実施例と同様とすることができるので、説明を省略する。

図９は、クラッシャを含む掘削アタッチメントを備える油圧ショベルの構成例を示す図である。図１０は、掘削アタッチメントの重量と閾値との関係を示す図である。

第３の実施例では、閾値は、掘削アタッチメントの重量に基づいて設定され、例えば図１０に示されるように、掘削アタッチメントの重量が大きいほど大きい値に設定される。図１０に示される掘削アタッチメントの重量と閾値との関係は、例えば油路の内部リーク等による掘削アタッチメントの正常降下量に基づいて定められ、例えば正常降下量が大きいほど重量の変化量に対する閾値の変化量が大きくなるように定められる。掘削アタッチメントの重量は、エンドアタッチメントの種類によって異なる。具体的には、例えば図１に示されるようにエンドアタッチメントとしてバケット６が取り付けられている場合と、例えば図９に示されるようにエンドアタッチメントとしてクラッシャ６ａが取り付けられている場合とでは掘削アタッチメントの重量が異なる。掘削アタッチメントの重量は、例えばブームシリンダ圧センサ１８ａにより検出される圧力に基づいて推定される重量であってもよく、入力装置Ｄ１を介して操作者により入力された重量であってもよい。

以上に説明したように、第３の実施例では、コントローラ３０が、掘削アタッチメントの重量に応じて設定された閾値に基づいて、掘削アタッチメントが異常降下したか否かの判定を行う。これにより、エンドアタッチメントの種類が異なることで掘削アタッチメントの重量が異なる場合であっても、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を精度よく検出することができる。

ここで、第１の実施例は、第３の実施例を考慮に入れてもよい。つまり、図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係は、掘削アタッチメントの重量に基づいて設定されてもよい。具体的に、掘削アタッチメントの重量が小さいほど図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係を表す直線の傾きが小さくなり、掘削アタッチメントの重量が大きいほど図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係を表す直線の傾きが大きくなる。

同様に、第１の実施例は、第２の実施例及び第３の実施例を考慮に入れてもよい。つまり、図５に示されるキーＯＦＦからキーＯＮまでの経過時間と閾値との関係は、掘削アタッチメントの重量と旋回半径に基づいて設定されてもよい。

また、掘削アタッチメントが異常降下した場合、表示装置Ｄ３の表示画面４１Ｖに警告が表示される。これにより、操作者は、油漏れ等により生じる掘削アタッチメントの緩やかな異常降下を容易に確認することができる。そのため、操作者が油漏れの段階で気が付かずに作業を行うことで生じ得る油漏れの悪化や油圧ホースの破損によるマシンダウン等を未然に防止することができる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ 下部走行体
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
３０ コントローラ
Ｄ３ 表示装置
Ｓ１ ブーム角度センサ
Ｓ２ アーム角度センサ
Ｓ３ バケット角度センサ

Claims (8)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
   前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
   前記アタッチメントに取り付けられ、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、
   前記姿勢に基づいて異常を検出する制御装置と、
   を備えるショベルであって、
   前記制御装置は、前記ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点の前記姿勢に基づいて異常を検出する、
   ショベル。
2. 前記異なる２つの時点は、それぞれ前記停止時及び前記起動時である、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記制御装置は、前記停止時の前記姿勢に対する前記起動時の前記姿勢の変化量が閾値よりも大きい場合に異常を検出する、
   請求項２に記載のショベル。
4. 前記閾値は、前記停止時から前記起動時までの時間が長いほど大きい値に設定される、
   請求項３に記載のショベル。
5. 前記閾値は、前記停止時における前記アタッチメントの旋回半径が大きいほど大きい値に設定される、
   請求項３又は４に記載のショベル。
6. 前記閾値は、前記アタッチメントの重量が大きいほど大きい値に設定される、
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載のショベル。
7. 前記ショベルのエンジンが起動された場合に、前記異常を表示する表示装置を有する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載のショベル。
8. アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出部と、
   前記姿勢に基づいて異常を検出する制御部と、
   を備えるショベルの制御システムであって、
   前記制御部は、ショベルの停止時から起動時までの期間における異なる２つの時点の前記姿勢に基づいて異常を検出する、
   ショベルの制御システム。

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