JP5031978B2

JP5031978B2 - 建設機械の表示装置

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Publication number: JP5031978B2
Application number: JP2004197844A
Authority: JP
Inventors: 英信束田; 和則中村; 一浩柴森
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2004-07-05
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2024-07-05
Also published as: JP2006016916A

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の運転室に配置される建設機械の表示装置に関するものである。

例えば、油圧ショベル等の建設機械は、エンジンによって油圧ポンプを駆動して、この油圧ポンプから出力される圧油が作動各部に装着した油圧シリンダや油圧モータに供給されるようになっている。このような作動各部は、運転室内にオペレータが搭乗して、操作レバー等の操作手段により操作されて、土砂の掘削等の作業が行われる。

建設機械の運転室には、オペレータに建設機械の作動状況を視認させるために各種の計器類が設けられている。このような計器類により表示されるものとしては、例えば、冷却水の水温計、作動油の油温計、燃料の残量計、エンジンの回転数計等がある。また、その他にも、建設機械を稼動している時間を示すアワーメータ、ゲートロックレバーが正規の位置にあるか否かの情報等も適宜表示することができるが、これらの情報は、一括して液晶ディスプレイ等のモニタにより表示されるようになっている。

上述した種々の情報は、主に建設機械の作業中に表示される画面（以下、機械状態画面という）であるが、この他にも各種設定を行うための様々な設定画面がある。例えば、フロント作業機のアタッチメントをバケットからフック、ブレーカあるいはグラップ等に交換することにより、通常の掘削作業以外の作業を行うことができるが、用途に応じて各種の設定を行う必要がある。

一例として、アタッチメントにフックを使用することにより、クレーン作業を行うことができるが、このとき機械が転倒することを防止するために、一定の荷重以上のものを吊らないようにする所謂ＭＬ（Moment Limiter）機能を設定する必要がある。また、オフセット式建設機械を使用して側溝掘り等の作業を行うときときは、フロント作業機の先端が運転室に接触することを防止するためにフロント作業機の作動範囲を制限する所謂キャブ干渉機能を設定する必要がある。さらには、アタッチメントの交換以外の建設機械のオプション機能の設定、画面の設定、建設機械を管理する管理会社と建設機械との間で送受信されるメールの設定、その他各種の設定等、様々な設定が行われるが、これら種々の設定は上述したように機械状態画面から設定画面に切り替えた後に設定画面上で行われる。

このように、建設機械に具備される多種多様な機能の設定の他にも、建設機械の後方を監視する監視カメラの映像を表示したり、建設機械に異常が発生したときにオペレータに警報・警告を発したり、様々な機能を発揮することができるために、モニタは極めて重要な役割を果たすことになる。かかるモニタは、画面を表示するための画面部と画面を操作するためのボタン部とを有して構成される。従って、モニタが高機能化するに従って、画面部に表示される情報も非常に多岐に渡るため、これら表示画面に表示される情報を操作するためのボタンの数もそれに応じて増加する。

ところで、液晶ディスプレイ等のモニタは、オペレータの視界の確保という観点から、その形状はできるだけコンパクトであることが好ましい。従って、情報を表示するための表示部の領域をある程度確保するためには、ボタンのために割り当てられる領域は必然的に狭くなる。これに伴い、モニタに設けられるボタンの数が少なくなり、ボタンが果たす役割が増加した場合、割り当てられるボタンの絶対数が不足してしまうという問題がある。一方で、ボタンの数が多くなると、オペレータは多くのボタンの中から目的のボタンを迅速に探し出すことが難しくなるため、オペレータの操作性の観点からボタンの数はできる限り抑制したいという要請もある。

そこで、複数の設定項目のうち、各設定項目においてボタンを共通化させ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２００２−６７７３６号公報

上述した特許文献１の発明では、ある程度まではボタンを共通化しているが、モニタで操作することが可能な操作が非常に多岐に渡ると、やはり多くのボタンが必要になる。また、場合によって、１つのボタンが異なる役割を果たしているため、夫々の役割をオペレータが容易に把握することはできない。例えば、特許文献１において、クレーンモードを選択するためのボタン「Ｌ」は、二次的にテンキーの「４」という役割を果たすが、本来的にはクレーンモードを選択するためのボタンであるため、オペレータに明示的に表示しているのは、クレーンモードを示す「Ｌ」である。一方、テンキーの「４」は、二次的な役割であるため、ボタンの斜め上方に小さく「４」と表示されている。従って、オペレータは、クレーンモードを選択するためのボタンは比較的容易に発見できるが、テンキーの「４」を選択するためのボタンを発見するために時間がかかり、操作性という観点から問題がある。

また、特許文献１のようなボタンの構成を採ると、一次的な役割を果たすボタンを発見する時間も多少なりともかかるという問題がある。例えば、クレーンモードを選択するときは、「Ｌ」のボタンを押下するが、このとき、複数のボタンが行と列とをなしているボタン群の中からクレーンモードを選択するためのボタン「Ｌ」を選択しなくてはならないため、極めて迅速に発見することができるとはいえない。従って、二次的なものは勿論、一次的な役割を果たすボタンについても、オペレータが目的のボタンを探し出すまでに時間がかかることがあるため、操作性の観点からは問題がある。

そこで、本発明は、１つのボタンが複数の役割を果たすことによりボタンの数が増加することを抑制しつつ、オペレータが直感的に且つ迅速にボタンの役割を把握することができる建設機械の表示装置を提供することを目的とする。

本発明の建設機械の表示装置は、複数種類の情報が切り替え可能に表示される画面部と、この画面部に近接した位置に設けられる複数のボタンからなるボタン部とを有する建設機械の表示装置において、前記画面部は、前記情報として少なくとも水温計及び燃料残量計を有する機械状態画面を表示する第１の表示領域と、前記建設機械に備えられる機能に関連した情報を表示する機能画面を呼び出すためのアイコンを表示する第２の表示領域とを有し、前記第２の表示領域は、前記第１の表示領域の下部に帯状の領域をなし、かつ複数の区画形成部に分割され、それぞれの前記区画形成部の直下には前記ボタン部の前記ボタンが１つずつ設けられ、前記区画形成部に表示される前記アイコンと前記区画形成部の直下の位置にある前記ボタンとは対応付けされ、前記ボタン部には、前記区画形成部の直下の位置の前記アイコンと対応付けされた前記ボタンとは別に、少なくとも前記建設機械の公報の後方を確保するために設けられる映像を映すためのボタンをさらに備え、前記第２の表示領域の前記区画形成部には、前記第１の表示領域に前記機械状態画面が表示されているときに、前記建設機械に備えられる所定の機能の前記機能画面を呼び出すためのアイコンが表示され、前記アイコンが表示された前記区画形成部の直下の前記ボタンの押下により、前記所定の機能の前記機能画面が呼び出されたときには、前記第１の表示領域に表示されていた前記機械状態画面を非表示状態にした後に前記第１の表示領域に前記所定の機能に関連した情報を表示し、前記第２の表示領域に表示されていた前記機能画面を呼び出すための前記アイコンを非表示状態にした後に、呼び出された前記所定の機能に対して必要な設定項目に関するアイコンを、前記呼び出された所定の機能に応じて前記第２の表示領域の前記区画形成部に表示し、前記アイコンが表示された前記区画形成部の直下の前記ボタンは、前記対応する区画形成部に表示された設定項目に応じた役割をすることを特徴とする。

本発明は、１つのボタンが、機能画面を呼び出すための表示と、それ以外の新たな役割の表示を含む複数の役割を果たすことによって、ボタンの数が増加することを抑制し、オペレータは直感的に且つ迅速に各ボタンの役割を把握することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に適用される建設機械の一例として油圧ショベルを示す図であり、本実施形態の建設機械はクローラ式の下部走行体１と上部旋回体２と掘削作業手段等を備えるフロント作業機３とから概略構成される。また、上部旋回体２にはオペレータが搭乗して、機械の操作を行うための運転室（キャブ）４が設けられ、この運転室４の内部には、下部走行体１による走行、上部旋回体２による旋回、土砂の掘削等といった作業を行うためのフロント作業機３を構成するブーム３Ａ、アーム３Ｂ、バケット３Ｃの作動等といった操作を行うための操作レバーを含む操作手段が設けられている。

また、この建設機械の上部旋回体２の後部位置のカウンタウエイト５には後方視野を確保するための監視用のカメラ１０が取り付けられており、フロント作業機３におけるアーム３Ｂの先端近傍部には、掘削状態を確認するためのカメラ１１が取り付けられている。さらに、運転室４の上部には外部との通信を行うためのアンテナ１２Ａが設けられている。

以上のような建設機械には、通常の掘削作業を行うためにエンジンや油圧モータや油圧シリンダといった油圧アクチュエータを駆動させる油圧機構が設けられているが、本実施形態では、さらにクレーン作業を行うときに転倒を防止するためのＭＬ（Moment Limiter）機能やフロント作業機３の動作範囲の制限を設定するための干渉防止機能が備えられている。なお、ＭＬ機能および干渉防止機能の２つの機能に替えて、またはこれら２つの機能に追加してさらに別の機能が備えられていてもよい。

オペレータがこれらの機能を使用するために、建設機械の運転室４の内部には、図２に示されるようなモニタ１３が設置される。このモニタ１３の画面には、通常は、主に建設機械の水温、油温、燃料残量等の計器類の情報を有する機械状態情報が表示され、ＭＬ機能や干渉防止機能等の機能を使用するときには、この機能に関連した情報を表示するための機能画面が表示される。このようなモニタ１３は、オペレータの視界を妨げないようにする必要があるため、コンパクトである必要がある。このモニタ１３は、図２に示されるように、例えばピラー７に取り付けられているものとする。

次に、モニタ１３について説明する。モニタ１３は液晶画面等で構成され、図３に示されるように、各種情報を表示するための画面部１３Ａと、この画面部１３Ａに近接した位置にオペレータが操作するためのボタン部１３Ｂとを有して構成される。そして、画面部１３Ａは第１の表示領域ＦＡと第２の表示領域ＳＡとに分割され、第２の表示領域ＳＡは画面部１３Ａの下部に細い帯状の領域として形成され、この細い帯状の領域は複数の区画に分割されている。通常時において、第１の表示領域ＦＡには、水温計Ｍ１、油温計Ｍ２および燃料残量計Ｍ３の計器類がアナログ形式で表示されており、上部には現在の時間を示す時計Ｍ４、建設機械の作動時間であるアワーメータＭ５が表示されている。本実施形態では、これらの情報が表示されている画面を機械状態画面というが、油温計Ｍ２、時計Ｍ４およびアワーメータＭ５は必ずしも必要なものではないため、機械状態画面は少なくとも水温計Ｍ１および燃料残量計Ｍ３を有していればよい。

そして、本実施形態では、図３に示されるように、第２の表示領域ＳＡは７つの区画に分割されるものとし、これら分割された各区画を区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７とする。そして、この細い帯状の領域である第２の表示領域ＳＡ以外の画面部１３Ａの領域は第１の表示領域ＦＡに割り当てられている。

ボタン部１３Ｂはオペレータにより押下されるボタンであり、図３に示されるように、画面部１３Ａの下部に位置し、９個のボタンＦ１乃至Ｆ９を有して構成される。すなわち、ボタンＦ１乃至Ｆ７は画面部１３Ａの直下に一列に配置され、ボタンＦ８およびＦ９はボタン部Ｆ１乃至Ｆ７のさらに直下に一列に配置されている。これらのうち、ボタンＦ８は初期の設定を行うための機能を立ち上げるためのボタンであり、ボタンＦ９は建設機械の後方の視野を確保するために設けられる映像を映すためのボタンであるが、これらボタンＦ８やＦ９は必ずしも必須のボタンではない。

一方、ボタンＦ１乃至Ｆ７は、これらボタンＦ１乃至Ｆ７の直上にある区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７に夫々対応するように設けられる。これら区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７には、直下にあるボタンＦ１乃至Ｆ７の夫々のボタンが果たす役割を意味するアイコンが表示される。例えば、図３に例示されているものは、区画形成部Ｄ６に表示される「ＭＬ」というアイコンＩＣ６はＭＬ機能画面を呼び出すためのアイコンであり、区画形成部Ｄ７に表示される「干渉」というアイコンＩＣ７は干渉防止機能画面を呼び出すためのアイコンである。すなわち、この場合においては、ボタンＦ６はＭＬ機能画面を呼び出すための役割を果たし、ボタンＦ７は干渉防止機能画面を呼び出すための役割を果たすことになる。オペレータは、ＭＬ機能画面を呼び出すときには、「ＭＬ」というアイコンＩＣ６の直下にあるボタンＦ６を押下し、干渉防止機能画面を呼び出すときには「干渉」というアイコンＩＣ７を押下する。これにより、オペレータは、アイコンに対応する直下のボタンを押下すればよいので、直感的に且つ迅速に押下すべきボタンを把握することができる。

ここで、第２の表示領域ＳＡは７つの区画に分割されているため、異なる７個のアイコンＩＣを同時に表示することができるが、勿論表示されるアイコンの数は７個に限られない。しかしながら、表示可能なアイコンの数が少なくなると、アイコンに対応するボタンの数も少なくなり、各ボタンに割り当てられる役割の数も少なくなる。一方、表示するアイコンの数が多くなると、アイコンに対応するボタンの数も多くなり、オペレータが意図しないボタンを押下してしまう可能性もあり、オペレータの操作性に問題がある。従って、アイコンＩＣの数を７個としているが、上述した問題を回避する限りにおいては、アイコンの数は多少増減しても構わない。

そして、モニタ１３には、画面部１３Ａの表示制御を行うための表示制御装置２０が設けられる。図4に示されるように、表示制御装置２０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）２１とＣＰＵ（Central Processing Unit）２２とＲＡＭ(Random Access Memory)２３とボタン入力制御部２５と画面部出力制御部２６と車体通信部２７とアイコン表示位置記憶部２８と機能画面記憶部２９とがバス３０を介して接続されている。

ＲＯＭ２１は表示制御を行うためのプログラムを格納するための記憶装置であり、ＣＰＵ２２はＲＯＭ２１に格納されているプログラムの実行を行うための処理装置であり、ＲＡＭ２３はプログラムの実行時にワークエリアとして使用される記憶装置である。ボタン入力制御部２５は、ボタンＦ１乃至Ｆ７が押下されたときには、その旨をＣＰＵ２２に出力する制御部である。画面部出力制御部２６は画面部１３Ａに表示される画面の制御を行うための制御部である。車体通信部２７は、車体ネットワーク６０を介して、後述する情報記録装置５１、エンジン制御装置５２、油圧制御装置５３、ＭＬ機能装置５４および干渉防止機能装置５５と表示制御装置２０との間で行われる情報の授受を制御するための通信部である。アイコン表示位置記憶部２８は、区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７の夫々に、現在表示しているアイコンの種類を記憶するための記憶部である。機能画面記憶部２９は、ＭＬ機能画面や干渉防止機能画面等の機能画面を記憶するための記憶部である。また、バス３０には、冷却水温計４１、作動油温計４２および燃料残量計４３が接続されており、これら冷却水温計４１、作動油温計４２および燃料残量計４３が検出している冷却水温、作動油温および燃料残量はデジタルデータとして表示制御装置２０に常時送られている。

ここで、車体ネットワーク６０には、情報記録装置５１、エンジン制御装置５２、油圧制御装置５３、ＭＬ機能装置５４および干渉防止機能装置５５が接続されている。これらのうち、情報記録装置５１はエンジンや油圧機構等の状態を記録するための機能であり、エンジン制御装置５２はエンジンの回転数等の制御を行うための機能であり、油圧制御装置５３は、例えば電磁弁の制御等の油圧機構の制御を行うための機能である。また、クレーン作業を行うときに実荷重、定格荷重、作業半径および吊り荷の高さをモニタ１３に表示するためのＭＬ機能装置５４およびフロント作業機３の動作範囲の制限を設定するための干渉防止機能装置５５が車体ネットワーク６０に接続される。このように、ＭＬ機能および干渉防止機能を使用するためにＭＬ機能装置５４および干渉防止機能装置５５を設けたが、他の機能を追加するときには、その機能を実現するための装置を車体ネットワーク６０に接続する。また、他の機能は、車体ネットワーク６０に接続されなくても、表示制御装置２０に接続され、且つ表示制御装置２０に情報を入力することができるものであってもよい。

以上のような表示制御装置２０において、各区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７に表示されるアイコンは固定ではなく可変であり、アイコン表示位置記憶部２８は、画面部１３Ａの各区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７の夫々に、現在どのアイコンが表示されているかを記憶している。そのため、表示制御装置２０は、各アイコンの直下にある各ボタンの役割を把握することができる。従って、ボタンＢ１乃至Ｂ７の何れかが押下されたときは、アイコン表示位置記憶部２８に記憶されているアイコンの種類に基づいて、表示制御装置２０は、その役割を果たす。ここで、各ボタンＢ１乃至Ｂ７は固定されて設けられているものに対し、その直上にあるアイコンは可変であり、各ボタンＢ１乃至Ｂ７は、その時々によって様々な役割を果たすことになる。換言すれば、１つのボタンは、直上にあるアイコンが変化することにより、複数の役割果たすことができる。以下、アイコンが果たす役割としてＭＬ機能を呼び出すためのアイコンおよび干渉防止機能を呼び出すためのアイコンを例示して説明する。

最初に、ＭＬ機能について説明する。ＭＬ機能は、例えばフロント作業機３の先端にクレーン作業を行うためフック付きアタッチメントを装着することによりクレーン作業を行うことができるが、このクレーン作業時の転倒を防止する目的として設けられるものである。そして、ＭＬ機能画面としては、定格荷重、実荷重、作業半径および吊り荷の高さの４つの情報が表示される。これらのうち、定格荷重は吊り荷の荷重の制限値をいい、実荷重は実際の吊り荷の荷重をいう。これら４つの情報はＭＬ機能装置５４が演算するものであり、演算結果は表示制御装置２０に出力される。

例えば建設機械に、図示しないブーム３Ａの角度を検出するブーム角度検出器、アーム３Ｂの角度を検出するアーム角度検出器、ブーム３Ａを作動させるブーム用シリンダのボトム圧を検出するボトム圧検出器およびブーム用シリンダのロッド圧を検出するロッド圧検出器が設けられている場合、これら各検出器が検出する値がＭＬ機能装置５４に入力され、ＭＬ機能装置５４は、自身が固定値として保持しているブーム３Ａの長さおよびアーム３Ｂの長さと各検出器が検出する値とから、定格荷重と実荷重と作業半径と吊り荷の高さとを演算する。オペレータがＭＬ機能を使用する場合、ＭＬ機能装置５４が演算した各値が車体ネットワーク６０を介して表示制御装置２０に送信される。

次に、干渉防止機能について説明する。例えば、側溝掘りを行うときには、図５に示されるようなオフセット式建設機械を使用して作業を行う。図５において、オフセット式建設機械は図１のような建設機械と下部走行体１および上部旋回体２は同じものであるが、フロント作業機３が異なっている。すなわち、オフセット式建設機械のフロント作業機３は、上下方向に回動可能に設けられたロアブーム３Ｌ、このロアブーム３Ｌの先端に左右方向に揺動可能に連結されたアッパブーム３Ｕと、このアッパブーム３Ｕの先端に左右方向に揺動可能に設けられたアーム接続部３Ｊと、アーム３Ｂと、バケット３Ｃとを有して構成される。また、これらロアブーム３Ｌ、アッパブーム３Ｕおよびアーム３Ｂには、夫々角度を検出するための図示しない角度検出器が設けられているものとする。このようなオフセット式建設機械においては、フロント作業機３が運転室４に衝突することを防止するために、オフセットすることができる最大値を設定し、この最大値を超えて行われる作業を制限する。このとき、作業の制限は油圧をカットすることにより、アーム３Ｂ、アッパブーム３Ｕおよびロアブーム３Ｌのシリンダをロックするようにする。

また、作業現場によっては、フロント作業機３の高さ制限がある場合がある。例えば、屋内で作業を行う場合や電線等の障害物がある場合は、フロント作業機３に高さ制限を設ける必要がある。また、作業現場によっては、フロント作業機３の深さ制限がある場合がある。例えば、作業現場に埋設配管等の障害物がある場合は、フロント作業機３に深さ制限を設ける必要がある。

このとき、深さ方向においては、バケット３Ｃの位置が最も深くなるが、高さ方向においては、フロント作業機３の姿勢によって、アーム３Ｂの基端部が最も高い位置に位置する場合とバケット３Ｃが最も高い位置に位置する場合とがある。従って、バケット３Ｃの位置が深さ制限を越えて作業を行わないように、またバケット３Ｃの位置またはアーム３Ｂの基端部の位置が高さ制限を越えて作業を行うように制御する必要がある。そのため、制限を超えた場合には、油圧をカットすることにより、アーム３Ｂ、アッパブーム３Ｕおよびロアブーム３Ｌのシリンダをロックするようにする。

このように、フロント作業機３が運転室４に衝突することや障害物に接触することを防止するために、フロント作業機３のオフセット制限、高さ制限および深さ制限を設定する必要がある。本実施形態における干渉防止機能装置５５は、オフセットの制限値、高さ制限および深さ制限の範囲内での動作を可能にし、この範囲外で作業を行うことを禁止するものである。従って、干渉防止機能装置５５は、上述した各角度検出器とアーム３Ｂ、アッパブーム３Ｕおよびロアブーム３Ｌの長さとから常にオフセットの値、アーム３Ｂの基端部の位置およびバケット３Ｃの位置を検出し、設定されたオフセット制限、高さ制限および深さ制限の範囲を超えたときには、油圧をカットすることにより、アーム３Ｂ、アッパブーム３Ｕおよびロアブーム３Ｌのシリンダを停止するようにする。

干渉防止機能を使用するときには、オペレータはモニタ１３を使用して、オフセット制限、高さ制限および深さ制限を設定して作業を行う。このとき、オフセット制限、高さ制限および深さ制限の設定は、設定を行うときのフロント作業機３の姿勢、すなわち設定を行うときアーム３Ｂの基端部の位置、バケット３Ｃの位置およびオフセットの値により行われる。

次に、ＭＬ機能を使用するときの表示制御方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。最初に、図３に示されるように、画面部１３Ａの第１の表示領域ＦＡには、水温計Ｍ１、油温計Ｍ２、燃料残量計Ｍ３、時計Ｍ４およびアワーメータＭ５の機械状態画面が表示されており、第２の表示領域ＳＡの区画形成部Ｄ６には「ＭＬ」というアイコンＩＣ６が、区画形成部Ｄ７には「干渉」というアイコンＩＣ７が表示されている。

図３のような画面が表示されている場合において、オペレータは、区画形成部Ｄ６に表示されている「ＭＬ」というアイコンＩＣ６の直下にあるボタンＦ６を押下する（ステップＳ１１）。ボタンＦ６が押下されると、その旨の信号がＣＰＵ２２に入力され、ＣＰＵ２２は、アイコン表示位置記憶部２８を参照して、ボタンＦ６の直上にある区画形成部Ｄ６に表示されているアイコンＩＣ６がＭＬ機能を呼び出すためのアイコンであることを認識する。ＣＰＵ２２は、ＭＬ機能を呼び出すためのアイコンＩＣ６に対応するＭＬ機能画面を機能画面記憶部２９から取得する（ステップＳ１２）。このとき、ＭＬ機能画面には、定格荷重、実荷重、作業半径および吊り荷の高さの値を表示するため、これらの値がＭＬ機能装置５４から車体ネットワーク６０を介して表示制御装置２０に入力される（ステップＳ１３）。ＣＰＵ２２は、機能画面記憶部２９から取得したＭＬ機能画面とＭＬ機能装置５４から入力される各値とを第１の表示領域ＦＡに表示するように画面部出力制御部２６を制御する。さらに、ＣＰＵ２２は、第２の表示領域ＳＡに新たな役割を付与するために、区画形成部Ｄ６およびＤ７に夫々表示されていた「ＭＬ」というアイコンＩＣ６および「干渉」というアイコンＩＣ７を非表示状態にし、新たに区画形成部Ｄ７に「表示切替」というアイコンＩＣ７を表示するように、画面部出力制御部２６を制御する。画面部出力制御部２６は、画面部１３Ａの第１の表示領域ＦＡおよび第２の表示領域ＳＡに、図７に示されるようなＭＬ機能画面を表示する（ステップＳ１４）。

オペレータは、クレーン作業を行っている間、ＭＬ機能画面を表示させておき、定格荷重、実荷重、作業半径および吊り荷の高さを把握する。そして、クレーン作業が終了したとき等のＭＬ機能画面を表示する必要がなくなった場合、区画形成部Ｄ１に表示されている「表示切替」というアイコンＩＣ７の直下にあるボタンＦ７を押下する（ステップＳ１５）。ボタンＦ７が押下された旨の信号がＣＰＵ２２に入力されると、ＣＰＵ２２は、画面部出力制御部２６を制御して、図３に示されるような機械状態画面が表示されるように制御する。一方、ボタンＦ７が押下されない場合は（ステップＳ１５）、引き続きＭＬ機能画面を表示するが、このとき、ＭＬ機能画面において表示される定格荷重、実荷重、作業半径および吊り荷の高さの値は常に変化しているので、これらの値を常時ＭＬ機能装置５４から得て（ステップＳ１３）、ＭＬ機能画面を表示する（ステップＳ１４）。

次に、干渉防止機能の表示制御について、図８および図１０のフローチャートを用いて説明する。最初に、ＭＬ機能と同様に、図３に示されるように、画面部１３Ａには機械状態画面が表示されており、区画形成部Ｄ６には「ＭＬ」というアイコンＩＣ６が、区画形成部Ｄ７には「干渉」というアイコンＩＣ７が表示されている。

図３のような画面が表示されている場合において、オペレータは、区画形成部Ｄ７に表示されている「干渉」というアイコンＩＣ７の直下にあるボタンＦ７を押下する（ステップＳ２１）。ボタンＦ７が押下されると、その旨の信号がＣＰＵ２２に入力され、ＣＰＵ２２は、アイコン表示位置記憶部２８を参照して、ボタンＦ７の直上にある区画形成部Ｄ７に表示されているアイコンが干渉防止機能を呼び出すためのアイコンであることを認識する。ＣＰＵ２２は、干渉防止機能を呼び出すためのアイコンＩＣ７に対応する干渉防止機能画面を機能画面記憶部２９から取得する（ステップＳ２２）。このとき、干渉防止機能画面には、高さ、深さ、オフセットの３種類の情報が表示されるため、これら３種類の情報は干渉防止機能装置５５から取得される（ステップＳ２３）。ここで、これら３種類の情報のうち、深さとしてはその時点でのバケット３Ｃの位置であり、オフセットとしてはその時点でのフロント作業機３のオフセットの値である。一方、高さとしては、バケット３Ｃの位置とアーム３Ｂの基端部の位置とのうち高い方の位置である。

ＣＰＵ２２は機能画面記憶部２９から取得した干渉防止機能画面と干渉防止機能装置５５から取得される高さ、深さおよびオフセットの情報を第１の表示領域ＦＡに表示するように画面部出力制御部２６を制御する。さらに、ＣＰＵ２２は、第２の表示領域ＳＡには新たに設定をするための役割を付与するために、区画形成部Ｄ６およびＤ７に夫々表示されていた「ＭＬ」というアイコンＩＣ６および「干渉」というアイコンＩＣ７を非表示状態にし、新たに区画形成部Ｄ１に「高さ制限」というアイコンＩＣ１を、区画形成部Ｄ２に「深さ制限」というアイコンＩＣ２を、区画形成部Ｄ３に「オフセット制限」というアイコンＩＣ３を、区画形成部Ｄ７に「表示切替」というアイコンＩＣ７を表示するように、画面部出力制御部２６を制御する。画面部出力制御部２６は、画面部１３Ａの第１の表示領域ＦＡおよび第２の表示領域ＳＡに図９に示されるような干渉防止機能画面を表示する（ステップＳ２４）。

ここで、干渉防止機能ではＭＬ機能とは異なり、高さ制限、深さ制限およびオフセット制限の設定を行う必要があるため、オペレータはボタンＦ１乃至Ｆ３を使用して、図１０に示されるような設定処理を行う（ステップＳ２５）。ここで、高さ制限、深さ制限およびオフセット制限の設定は、予め判明している数値を入力する場合とフロント作業機３を動作させて設定する場合とがあるが、ここでは、フロント作業機３を動作させて設定する場合について説明する。すなわち、作業現場において、オペレータがフロント作業機３を高さ制限、深さ制限およびオフセット制限の各位置となるようにフロント作業機３を実動させ、その位置で、高さ制限、深さ制限およびオフセット制限を行う。従って、干渉防止機能画面に表示されている高さで高さ制限を行うときは、ボタンＦ１を押下して（ステップＳ３１）、その値が確定する。ボタンＦ１が押下された旨の信号がＣＰＵ２２に入力されると、ＣＰＵ２２はその時点での高さで高さ制限を行うように、車体ネットワーク６０を介して干渉防止機能装置５５を制御する（ステップＳ３２）。また、干渉防止機能画面に表示されている深さで深さ制限を行うときは、ボタンＦ２を押下して（ステップＳ３３）、その値が確定する。ボタンＦ２が押下された旨の信号がＣＰＵ２２に入力されると、ＣＰＵ２２はその時点での深さで深さ制限を行うように、車体ネットワーク６０を介して干渉防止機能装置５５を制御する（ステップＳ３４）。さらに、干渉防止機能画面に表示されているオフセットでオフセット制限を行うときは、ボタンＦ３を押下して（ステップＳ３５）、その値が確定する。ボタンＦ３が押下された旨の信号がＣＰＵ２２に入力されると、ＣＰＵ２２はその時点でのフロント作業機３の姿勢でオフセット制限を行うように、車体ネットワーク６０を介して干渉防止機能装置５５を制御する（ステップＳ３６）。以上のようにして設定処理が行われる。

そして、設定処理が終了すると、オペレータは区画形成部Ｄ７に表示されている「表示切替」というアイコンＩＣ７の直下にあるボタンＦ７を押下する（ステップＳ２６）。ボタンＦ７が押下された旨の信号がＣＰＵ２２に入力されると、ＣＰＵ２２は、画面部出力制御部２６を制御して、図３に示されるような機械状態画面が表示されるように制御する。

以上のように、モニタ１３は画面部１３Ａとボタン部１３Ｂとにより構成され、画面部１３Ａは、通常の機械状態画面が表示されている第１の表示領域ＦＡの下部に細い帯状で形成された第２の表示領域ＳＡが表示され、この第２の表示領域ＳＡは複数の区画に分割される。各区画形成部には可変なアイコンが表示され、夫々のアイコンの直下には、１対１で対応するような固定されたボタンが設けられているため、アイコンを変化させることにより、１つのボタンが複数の役割を果たすことができ、同時にオペレータは各ボタンの役割を直感的に且つ迅速に把握することができる。

なお、アイコンとして、ＭＬ機能画面および干渉防止機能画面を呼び出すためのものとして設けたが、機能画面を呼び出すもの以外のものを設けてもよい。また、別の機能や新たに追加された機能の機能画面を呼び出すためのアイコンをＭＬ機能画面や干渉防止機能画面を呼び出すためのアイコンの代わりに、またはＭＬ機能画面や干渉防止機能画面を呼び出すためのアイコンの他にさらに設けることにより、作業に応じた適切な機能画面をオペレータは迷うことなく１回の操作で呼び出すことができる。例えば、グラップやブレーカ等のアタッチメントを装着して作業を行うときは、作業に応じた機能画面を呼び出して設定する必要があるが、このとき、第２の表示領域ＳＡの区画形成部Ｄ１乃至Ｄ７の何れかに、所定の機能画面を呼び出すアイコンを表示しておき、そのアイコンが表示されていることをアイコン表示位置記憶部２８が記憶していれば、オペレータは直感的に且つ迅速に目的の機能画面を呼び出すことができる。また、呼び出された機能画面においても、所定の操作を行うためのアイコン以外にも、別の操作を行うためのアイコンをさらに割り当てることにより、例えば新しく追加された操作にも容易に対応することができる。

また、ＭＬ機能画面と干渉防止機能画面とは別画面として設けたものを説明したが、ＭＬ機能と干渉防止機能とを同時に使用する場合は、ＭＬ機能画面と干渉防止機能画面とを１個の機能画面として表示してもよい。

例えば、図５に示されるようなオフセット式建設機械を使用して、ＭＬ機能および干渉防止機能を同時に使用する場合、図１１に示されるように、区画形成部Ｄ５およびＤ６には、夫々ＭＬ機能を呼び出すためのアイコンＩＣ６および干渉防止機能を呼び出すためのアイコンＩＣ６が表示されているが、区画形成部Ｄ７には「ＭＬ干渉」というアイコンＩＣ７が表示されている。このアイコンＩＣ７の直下にあるボタンＦ７を押下すると、例えば図１２に示されるように、第１の表示領域ＦＡがＭＬ機能画面と干渉機能画面とに分割された機能画面が表示される。このとき、第２の表示領域ＳＡの各区画形成部には、機械状態画面に表示を切り替えるためのアイコンＩＣ１が、高さ制限を行うためのアイコンＩＣ５が、深さ制限を行うためのアイコンＩＣ６が、オフセット制限を行うためのアイコンＩＣ７が表示される。これら各アイコンの直下にあるボタンを押下することにより、表示の切り替えまたは干渉機能の設定を行うことができる。ここで、図１２においては、区画形成部Ｄ４に「全て制限」というアイコンＩＣ４が表示されている。このアイコンＩＣ４は、新たに追加された操作を行うためのアイコンであり、このアイコンＩＣ４の直下にあるボタンＦ４を押下することにより、現在表示されている高さ、深さおよびオフセットを１回で制限することができる。このように、アイコンが表示されていない区画形成部があれば、その場所に新たな操作を行うためのアイコンを表示することにより、新たな操作を追加することができる。

また、干渉防止機能の高さ制限、深さ制限およびオフセット制限の設定は、そのときのフロント作業機３の姿勢によって行ったが、例えばオペレータが手動により数値を設定してもよい。例えば、図１３の干渉防止機能画面は、図９の干渉防止機能画面とは異なり、区画形成部Ｄ４に「上」というアイコンＩＣ４が、区画形成部Ｄ５に「下」というアイコンＩＣ５が、区画形成部Ｄ６に「数値設定」というアイコンＩＣ６が設けられている。そして、第１の表示領域ＦＡに表示されている高さ、深さおよびオフセットのうち何れか１つの情報の背景には斜線が設けられている。この斜線は、オペレータが手動により数値の設定を行う項目が選択されていることを示し、「上」というアイコンＩＣ４の直下にあるボタンＦ４を押下すると、選択項目は１個上に移動し、「下」というアイコンＩＣ５の直下にあるボタンＦ５を押下すると、選択項目は１個下に移動する。そして、設定を行う項目のところで、「数値設定」というアイコンＩＣ６の直下にあるボタンＦ６を押下すると、図１４に示されるような数値設定画面に遷移する。

この数値設定画面では、現在の高さ、深さまたはオフセットのうち何れか１つの情報が表示され、それに対して、制限する値を増やす場合には、「＋」というアイコンＩＣ１の直下にあるボタンＦ１を押下し、減らす場合には「−」というアイコンＩＣ２の直下にあるボタンＦ２を押下する。そして、設定値が確定したら、アイコンＩＣ７の直下にあるボタンＦ７を押下することにより、設定値が確定する。このように、オペレータが手動により、高さ制限、深さ制限またはオフセット制限を設定してもよい。

また、干渉防止機能を使用するときには、フロント作業機３のアタッチメントとしてバケット３Ｃが装着されているものとして説明したが、例えばアタッチメントとして、バケットではなくブレーカやグラップ等が装着されている場合がある。このような場合、バケットとブレーカやグラップ等とは形状が異なるため、オフセット制限も異なる。また、同様に、高さ制限および深さ制限も異なる。そこで、干渉防止機能に、新たにアタッチメントに応じた高さ、深さおよびオフセットを演算する機能を追加して、図９のような干渉防止機能画面に、「ブレーカ」というアイコンＩＣ４および「グラップ」というアイコンＩＣ５が追加された、図１５に示されるような干渉防止機能画面を表示する。そして、アイコンＩＣ４の直下にあるボタンＦ４を押下したときには、ブレーカの形状に合わせた高さ、深さおよびオフセットを演算しなおして表示するようにし、アイコンＩＣ５の直下にあるボタンＦ５を押下したときには、グラップの形状に合わせた高さ、深さおよびオフセットを演算しなおして表示するようにする。このように、干渉防止機能画面に新たな機能を追加したとしても、容易に対応することができる。

なお、ボタン部１３Ｂは画面部１３Ａの直下に設けられているものとして説明したが、例えば、画面部１３Ａの直上に設けられていても、画面部１３Ａの直近した位置の左側または右側に設けられていてもよいし、または左右両側に設けられもよい。すなわち、ボタンとアイコンとの関係が、オペレータが直感的に且つ迅速に把握できるように、近接した位置に配置されていれば、任意の位置に設けられてもよい。

また、ＭＬ機能画面を呼び出すための「ＭＬ」というアイコンＩＣ６、干渉防止機能画面を呼び出すための「干渉」というアイコンＩＣ７を、区画形成部Ｄ６、Ｄ７に夫々設けたが、これに限られるものではなく、任意の区画形成部に設けられてもよい。要は、各区画形成部がどの機能画面を表示させるかということをアイコンが示していればよく、そのアイコンの直下にあるボタンが押下されることにより、目的の機能画面が呼び出されればよい。これは、ＭＬ機能画面および干渉防止機能画面において表示されるアイコンにおいても同様である。

また、ＭＬ機能画面では定格荷重、実荷重、作業半径および吊り荷の高さという４つの情報を表示したが、クレーン作業を行うときには、定格荷重および実荷重の２つの情報は必ず必要があるため表示するが、他の情報に関しては必ずしも表示する必要はない。従って、作業半径および吊り荷の高さの２つの情報は表示してもよいし、これらの情報に代えて別の情報を表示してもよい。

建設機械の全体構成図である。運転室の内部の概略構成図である。モニタの構成図である。表示制御装置の概略構成図である。オフセット式建設機械の全体構成図である。ＭＬ機能の処理の流れを示すフローチャートである。ＭＬ機能画面の画面構成図である。干渉防止機能の処理の流れを示すフローチャートである。干渉防止機能画面の画面構成図である。干渉防止機能における設定処理の流れを示すフローチャートである。ＭＬ機能と干渉防止機能とを同一画面に表示するためのアイコンが表示された画面構成図である。ＭＬ機能と干渉防止機能とが同一画面に表示された画面構成図である。干渉防止機能の設定を手動で行うためのアイコンが表示された画面構成図である。干渉防止機能の設定を手動で行う画面構成図である。干渉防止機能画面に他のアイコンを追加した画面構成図である。

符号の説明

１３モニタ１３Ａ画面部
１３Ｂボタン部ＦＡ第１の表示領域
ＳＡ第２の表示領域
Ｄ１〜Ｄ７区画形成部
Ｆ１〜Ｆ９ボタン
ＩＣ１〜ＩＣ７アイコン

Claims

複数種類の情報が切り替え可能に表示される画面部と、この画面部に近接した位置に設けられる複数のボタンからなるボタン部とを有する建設機械の表示装置において、
前記画面部は、前記情報として少なくとも水温計及び燃料残量計を有する機械状態画面を表示する第１の表示領域と、前記建設機械に備えられる機能に関連した情報を表示する機能画面を呼び出すためのアイコンを表示する第２の表示領域とを有し、
前記第２の表示領域は、前記第１の表示領域の下部に帯状の領域をなし、かつ複数の区画形成部に分割され、それぞれの前記区画形成部の直下には前記ボタン部の前記ボタンが１つずつ設けられ、前記区画形成部に表示される前記アイコンと前記区画形成部の直下の位置にある前記ボタンとは対応付けされ、
前記ボタン部には、前記区画形成部の直下の位置の前記アイコンと対応付けされた前記ボタンとは別に、少なくとも前記建設機械の後方の視野を確保するために設けられる映像を映すためのボタンをさらに備え、
前記第２の表示領域の前記区画形成部には、前記第１の表示領域に前記機械状態画面が表示されているときに、前記建設機械に備えられる所定の機能の前記機能画面を呼び出すためのアイコンが表示され、
前記アイコンが表示された前記区画形成部の直下の前記ボタンの押下により、前記所定の機能の前記機能画面が呼び出されたときには、前記第１の表示領域に表示されていた前記機械状態画面を非表示状態にした後に前記第１の表示領域に前記所定の機能に関連した情報を表示し、前記第２の表示領域に表示されていた前記機能画面を呼び出すための前記アイコンを非表示状態にした後に、呼び出された前記所定の機能に対して必要な設定項目に関するアイコンを、前記呼び出された所定の機能に応じて前記第２の表示領域の前記区画形成部に表示し、前記アイコンが表示された前記区画形成部の直下の前記ボタンは、前記対応する区画形成部に表示された設定項目に応じた役割をすることを特徴とする建設機械の表示装置。
前記画面部には、複数の前記機能画面を並列して表示することを特徴とする請求項１記載の建設機械の表示装置。
前記機能は、少なくとも前記建設機械が吊り荷を吊ることができる限界の荷重である定格荷重および実際の吊り荷の荷重である実荷重の情報を前記第１の表示領域に表示するＭＬ機能であることを特徴とする請求項１記載の建設機械の表示装置。
前記機能は、前記建設機械のフロント作業機の動作範囲を設定するために必要な情報を表示し、前記第２の表示領域に表示されている前記アイコンに対応付けられている前記ボタンが押下されることにより設定が行われることを特徴とする請求項１記載の建設機械の表示装置。