JP6073170B2 - ショベル - Google Patents

Description

本発明は、運転状態を表示する表示装置が設けられたショベルに関する。

一般的に、ショベルの操縦室内に表示モニタが配置される。ショベルの運転者は、表示モニタの画面を見ることで、その時のショベルの運転状態を確認することができる。例えば、計測したエンジン燃費と設定したエンジン燃費との差がわかるような表示を行なう表示手段を備えた建設機械が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−９８９８８号公報

従来のショベルの表示装置では、一つの画面に一つのコンテンツしか表示していない。このような表示装置で、複数のコンテンツを表示させるには、表示装置の画面を切り替える必要がある。そこで、運転者は、画面を切り替えて他のコンテンツを表示したいときには、操縦レバーから手を離して表示装置を操作しなければならない。しかし、ショベルでの作業中は、運転者は操縦レバーを離すことはできない。このため、ショベルでの作業中に画面を切り替えることはできず、所望のコンテンツを見ることはできない。

ショベルでの作業中には、運転者は基本画面に表示されているショベルの基本的な状態を監視しており、例えばエンジン燃費に関する情報を表示する画面を見ることはできない。したがって、運転中の運転者にショベルの燃費に関する情報（コンテンツ）を提供することはできないので、運転者はエンジン燃費を考慮しながらショベルを操縦することはできない。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ショベルでの作業中に運転者が表示装置を操作しなくても、エンジンの燃費に関する情報を運転者に提供することのできるショベルを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一実施態様によれば、運転室に表示モニタが設けられたショベルであって、油圧を発生するメインポンプと、該メインポンプを駆動する内燃機関と、運転者が前記ショベルの運転作業モードを設定する設定入力部と、該内燃機関との間で通信される情報に基づき、前記表示モニタに表示する表示情報を生成し、生成した情報を前記表示モニタに表示させる表示制御部と、を具備し、前記表示制御部は、前記内燃機関の所定時間毎の燃費を時間の経過に沿って示すグラフを前記表示モニタに表示させると共に、前記グラフに示される前記所定時間毎の複数の燃費のそれぞれに対して関連付ける態様で、該複数の燃費のそれぞれが算出された時間に対応する前記運転作業モードを前記表示モニタに同時に表示させることを特徴とするショベルが提供される。

開示の実施形態によれば、内燃機関の燃費を、時間軸が異なる複数のグラフで同時に一つの画面に表示することで、燃費がよくなるような効率的なレバー操作を作業中の運転者に促すことができる。

ショベルの側面図である。 図１に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。 蓄電装置の回路図である。 キャビンの室内を示す斜視図である。 表示モニタが設けられたキャビンの平面図である。 平均燃費を示す複数のグラフ中に作業モードに関する情報が付加されて表示された表示モニタの画面を示す図である。 平均実運転燃費を示す複数のグラフ中に作業モードに関する情報が付加されて表示された表示モニタの画面を示す図である。 平均実操作燃費を示す複数のグラフ中に作業モードに関する情報が付加されて表示された表示モニタの画面を示す図である。 作業モードに関する情報が付加された平均燃費を示すグラフの他に、旋回用電動機の物理量を示すグラフ及びキャパシタの蓄電率を示すグラフが同時に示された表示モニタの画面を示す図である。

図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。

図１は、一実施形態によるショベルの側面図である。図１に示すショベルはハイブリッド型ショベルであるが、本発明はハイブリッド型ショベルに限られず、電気負荷の駆動用電源として蓄電器を備えているものであれば、どのような型のショベルにも適用することができる。

図１に示すように、ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４、アーム５、及びバケット６と、これらを油圧駆動するためのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９が設けられる。また、上部旋回体３には、キャビン１０及び動力源が搭載される。

図２は、図１に示すショベルの駆動系の構成を示すブロック図である。図２では、機械的動力系を二重線、高圧油圧ラインを太い実線、パイロットラインを破線、エンジン及び電気駆動・制御系を一点鎖線でそれぞれ示す。

機械式駆動部としてのエンジン１１及びアシスト駆動部としての電動発電機１２は、ともに変速機１３の入力軸に接続されている。変速機１３の出力軸には、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５が接続されている。メインポンプ１４には、高圧油圧ライン１６を介してコントロールバルブ１７が接続されている。

コントロールバルブ１７は、油圧系の制御を行う制御装置である。コントロールバルブ１７には、下部走行体１用の油圧モータ１Ａ（左用）、１Ｂ（右用）、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が高圧油圧ラインを介して接続される。

電動発電機１２には、インバータ１８を介して、蓄電用のキャパシタ又はバッテリである蓄電器を含む蓄電装置１２０が接続されている。本実施形態では蓄電装置１２０は蓄電器として電気二重層キャパシタ（Electric Double Layer Capacitor（EDLC））等のキャパシタを含むものとする。また、蓄電装置１２０には、インバータ２０を介して旋回用電動機２１が接続されている。また、上述では蓄電器としてキャパシタを例として示したが、キャパシタの代わりに、リチウムイオン電池（Lithium Ion Battery（LIB））等の充電可能な二次電池、又は、電力の授受が可能なその他の形態の電源を蓄電器として用いてもよい。

旋回用電動機２１の回転軸２１Ａには、レゾルバ２２、メカニカルブレーキ２３、及び旋回変速機２４が接続される。また、パイロットポンプ１５には、パイロットライン２５を介して操作装置２６が接続される。

操作装置２６には、油圧ライン２７及び２８を介して、コントロールバルブ１７及びレバー操作検出部としての圧力センサ２９がそれぞれ接続される。この圧力センサ２９には、電気系の駆動制御を行うコントローラ３０が接続されている。

インバータ１８は、上述の如く電動発電機１２と蓄電装置１２０との間に設けられ、コントローラ３０からの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。これにより、インバータ１８は、電動発電機１２が力行運転をする際には、必要な電力を蓄電装置１２０から電動発電機１２に供給できる。また、電動発電機１２が回生運転をする際には、電動発電機１２により発電された電力を蓄電装置１２０の蓄電器に蓄電できる。

蓄電装置１２０は、インバータ１８とインバータ２０との間に配設されている。これにより、電動発電機１２と旋回用電動機２１の少なくともどちらか一方が力行運転を行っている際には、蓄電装置１２０は、力行運転に必要な電力を供給できる。また、蓄電装置１２０は、少なくともどちらか一方が回生運転を行っている際には、回生運転によって発生した回生電力を電気エネルギとして蓄積できる。

インバータ２０は、上述の如く旋回用電動機２１と蓄電装置１２０との間に設けられ、コントローラ３０からの指令に基づき、旋回用電動機２１の運転制御を行う。これにより、インバータ２０は、旋回用電動機２１が力行運転をする際には、必要な電力を蓄電装置１２０から旋回用電動機２１に供給できる。また、旋回用電動機２１が回生運転をする際には、旋回用電動機２１により発電された電力を蓄電装置１２０の蓄電器に蓄電できる。

なお、蓄電装置１２０の蓄電器の充放電制御は、蓄電器の充電状態、電動発電機１２の運転状態（力行運転又は回生運転）、旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づき、コントローラ３０によって行われる。

また、インバータ２０には、電流センサと電圧センサが配置される。

コントローラ３０は、ハイブリッド式ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、ＣＰＵが内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される装置である。

コントローラ３０は、圧力センサ２９から供給される信号を速度指令に変換し、旋回用電動機２１の駆動制御を行う。圧力センサ２９から供給される信号は、旋回機構２を旋回させるために操作装置２６を操作した場合の操作量を表す信号に相当する。

コントローラ３０は、電動発電機１２の運転制御（電動（アシスト）運転又は発電運転の切り替え）を行うとともに、蓄電装置１２０の昇降圧コンバータ１００（図３）を駆動制御することにより蓄電器の充放電制御を行う。コントローラ３０は、蓄電器の充電状態、電動発電機１２の運転状態（電動（アシスト）運転又は発電運転）、及び旋回用電動機２１の運転状態（力行運転又は回生運転）に基づいて、蓄電装置１２０の昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御を行い、これにより蓄電器の充放電制御を行う。また、コントローラ３０は、後述のように蓄電器に充電する量（充電電流又は充電電力）の制御も行なう。

コントローラ３０は、エンジン１１との間に設けられた通信回路を介して、エンジン１１の冷却水の水温、エンジン１１の燃料噴射量の指令値、及び排ガスフィルタ（ＤＰＦ再生装置）の使用状態を送信又は受信する。また、コントローラ３０は、燃料タンク１１ａとの間に設けられた通信回路を介して、燃料タンク１１ａに配置された燃料計で測定された残量値を受信する。また、コントローラ３０は、後述する設定入力部（表示モニタ４２）との間に設けられた通信回路を介して、運転者により設定入力部から入力されたショベルの設定状態に関する情報を受信する。

図３は、蓄電装置１２０の回路図である。蓄電装置１２０は、蓄電器としてのキャパシタ１９と、昇降圧コンバータ１００とＤＣバス１１０とを含む。ＤＣバス１１０は、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間での電力の授受を制御する。キャパシタ１９には、キャパシタ電圧値を検出するためのキャパシタ電圧検出部１１２と、キャパシタ電流値を検出するためのキャパシタ電流検出部１１３が設けられている。キャパシタ電圧検出部１１２とキャパシタ電流検出部１１３によって検出されるキャパシタ電圧値とキャパシタ電流値は、コントローラ３０に供給される。

昇降圧コンバータ１００は、電動発電機１２及び旋回用電動機２１の運転状態に応じて、ＤＣバス電圧値を一定の範囲内に収まるように昇圧動作と降圧動作を切り替える制御を行う。ＤＣバス１１０は、インバータ１８及び２０と昇降圧コンバータ１００との間に配設されており、キャパシタ１９、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１の間での電力の授受を行う。

昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧検出部１１１によって検出されるＤＣバス電圧値、キャパシタ電圧検出部１１２によって検出されるキャパシタ電圧値、及びキャパシタ電流検出部１１３によって検出されるキャパシタ電流値に基づいて行われる。

以上のような構成において、アシストモータである電動発電機１２が発電した電力は、インバータ１８を介して蓄電装置１２０のＤＣバス１１０に供給され、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に供給される。旋回用電動機２１が回生運転して生成した回生電力は、インバータ２０を介して蓄電装置１２０のＤＣバス１１０に供給され、昇降圧コンバータ１００を介してキャパシタ１９に供給される。

昇降圧コンバータ１００は、リアクトル１０１、昇圧用ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）１０２Ａ、降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂ、キャパシタ１９を接続するための電源接続端子１０４、及び、インバータ１８、２０を接続するための出力端子１０６を備える。昇降圧コンバータ１００の出力端子１０６とインバータ１８、２０との間は、ＤＣバス１１０によって接続される。

リアクトル１０１の一端は昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂの中間点に接続され、他端は電源接続端子１０４の一方に接続される。リアクトル１０１は、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａのオン／オフに伴って生じる誘導起電力をＤＣバス１１０に供給するために設けられている。

昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）をゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタで構成され、大電力の高速スイッチングが可能な半導体素子（スイッチング素子）である。昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂは、コントローラ３０により、ゲート端子にＰＷＭ電圧が印加されることによって駆動される。昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂには、整流素子であるダイオード１０２ａ及び１０２ｂが並列接続される。

キャパシタ１９は、昇降圧コンバータ１００を介してＤＣバス１１０との間で電力の授受が行えるように、充放電可能な蓄電器であればよい。なお、図３には、蓄電器としてキャパシタ１９を示すが、キャパシタ１９の代わりに、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池、又は、電力の授受が可能なその他の形態の電源を用いてもよい。

電源接続端子１０４は、キャパシタ１９が接続可能な端子であればよく、出力端子１０６は、インバータ１８、２０が接続可能な端子であればよい。一対の電源接続端子１０４の間には、キャパシタ電圧を検出するキャパシタ電圧検出部１１２が接続される。一対の出力端子１０６の間には、ＤＣバス電圧を検出するＤＣバス電圧検出部１１１が接続される。

キャパシタ電圧検出部１１２は、キャパシタ１９の電圧値Ｖｃａｐを検出する。ＤＣバス電圧検出部１１１は、ＤＣバス１１０の電圧値Ｖｄｃを検出する。平滑用のコンデンサ１０７は、出力端子１０６の正極端子と負極端子との間に挿入され、ＤＣバス電圧を平滑化するための蓄電素子である。この平滑用のコンデンサ１０７によって、ＤＣバス１１０の電圧は予め定められた電圧に維持されている。

キャパシタ電流検出部１１３は、キャパシタ１９の正極端子（Ｐ端子）側においてキャパシタ１９に流れる電流の値を検出する検出手段である。すなわち、キャパシタ電流検出部１１３は、キャパシタ１９の正極端子に流れる電流Ｉ１の値を検出する。

昇降圧コンバータ１００において、ＤＣバス１１０を昇圧する際には、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａのゲート端子にＰＷＭ電圧が印加され、降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂに並列に接続されたダイオード１０２ｂを介して、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａのオン／オフに伴ってリアクトル１０１に発生する誘導起電力がＤＣバス１１０に供給される。これにより、ＤＣバス１１０が昇圧される。

ＤＣバス１１０を降圧する際には、降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂのゲート端子にＰＷＭ電圧が印加され、インバータ１８、２０を介して供給される回生電力がＤＣバス１１０から降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂを通ってキャパシタ１９に供給される。これにより、ＤＣバス１１０に蓄積された電力がキャパシタ１９に充電され、ＤＣバス１１０が降圧される。

本実施形態では、キャパシタ１９の正極端子を昇降圧コンバータ１００の電源接続端子１０４の一方に接続する電源ライン１１４に、当該電源ライン１１４を遮断することのできる遮断器としてリレー１３０−１が設けられる。リレー１３０−１は、電源ライン１１４へのキャパシタ電圧検出部１１２の接続点１１５とキャパシタ１９の正極端子との間に配置されている。リレー１３０−１はコントローラ３０からの信号により作動し、キャパシタ１９からの電源ライン１１４を遮断することで、キャパシタ１９を昇降圧コンバータ１００から切り離すことができる。

また、キャパシタ１９の負極端子を昇降圧コンバータ１００の電源接続端子１０４の他方に接続する電源ライン１１７に、当該電源ライン１１７を遮断することのできる遮断器としてリレー１３０−２が設けられる。リレー１３０−２は、電源ライン１１７へのキャパシタ電圧検出部１１２の接続点１１８とキャパシタ１９の負極端子との間に配置されている。リレー１３０−２はコントローラ３０からの信号により作動し、キャパシタ１９からの電源ライン１１７を遮断することで、キャパシタ１９を昇降圧コンバータ１００から切り離すことができる。なお、リレー１３０−１とリレー１３０−２を一つのリレーとして正極端子側の電源ライン１１４と負極端子側の電源ライン１１７の両方を同時に遮断してキャパシタ１９を切り離すこととしてもよい。

なお、実際には、コントローラ３０と昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂとの間には、昇圧用ＩＧＢＴ１０２Ａ及び降圧用ＩＧＢＴ１０２Ｂを駆動するＰＷＭ信号を生成する駆動部が存在するが、図３では省略する。このような駆動部は、電子回路又は演算処理装置のいずれでも実現することができる。

図４はキャビン１０の室内を示す側面図である。図５は表示モニタ４２が設けられたキャビン１０の平面図である。

キャビン１０の室内には、運転席４０が設けられ、運転席４０の近傍に表示モニタ４２が配置されている。運転席４０に着座した運転者は、操作レバー２６Ａ，２６Ｂ（図２）を操作しながら、表示モニタ４２を目視することで、ショベルの各部の状況を把握することができる。表示モニタ４２には後述のように表示制御部７０（図２）により各種情報（コンテンツ）が表示される。

表示モニタ４２を取り付けるための取り付け部５０は、設置台５２と、設置台５２に支持された搭載部５４とを含む。設置台５２は、運転席４０が設けられたキャビン１０のフレーム１０ａに取り付けられて固定される。搭載部５４は、バネや柔らかなゴムなどの弾性体を含む制振機構を介して設置台５２に支持されており、キャビン１０の振動や衝撃が設置台５２を介して搭載部５４に直接伝わらないようになっている。すなわち、搭載部５４は制振機構を介して設置台５２に支持されており、搭載部５４に固定された表示モニタ４２に伝わるキャビン１０の振動や衝撃が抑制されている。

なお、一般的に、運転席４０に着座した運転者からみて右側にブーム４が配置されており、運転者はブーム４の先端に取り付けられたアーム５やバケット６を視認しながらショベルを運転することが多い。キャビン１０の前方右側のフレーム１０ａは運転者の視界の妨げとなる部分であるが、本実施形態では、この部分を利用して表示モニタ４２の取り付け部５０を設けている。これにより、もともと視界の妨げとなっていた部分に表示モニタ４２が配置されるので、表示モニタ４２自体が運転者の視界を妨げることは無い。フレーム１０ａの幅にもよるが、表示モニタ４２全体がフレーム１０ａの幅に入るように、表示モニタ４２の大きさを決定することが好ましい。

なお、本実施形態では、表示モニタ４２としてＬＣＤタッチパネル等の表示装置を用いているが、表示装置として携帯端末（多機能型携帯情報端末）を用いてもよい。

次に、本実施形態による表示装置について説明する。図２を参照するに、本実施形態による表示装置８０はコントローラ３０に含まれる表示制御部７０とキャビン１０内に設置された表示モニタ４２とを含む。表示制御部７０は、コントローラ３０のＣＰＵが内部メモリに格納される表示制御用のプログラムを実行することにより実現される機能要素である。

コントローラ３０の表示制御部７０は、図２に示すように、表示データ生成部７２と表示データ送信部７４とを含む。

表示データ生成部７２は、コントローラ３０に送られてくる各種センサ（検出器）からの検出値や蓄積された情報（データ）に基づいて、表示モニタ４２に表示される表示データを作成する。該検出値や該蓄積された情報には、上述したコントローラ３０がエンジン１１との間に設けられた通信回路を介して送信又は受信する、エンジン１１の冷却水の水温、エンジン１１の燃料噴射量の指令値、及び排ガスフィルタ（ＤＰＦ再生装置）等が含まれる。表示データ生成部７２は、作成した表示データをコントローラ３０の内部メモリ３８に格納する。表示データ送信部７４は、内部メモリ３８に格納されている表示データを読み出し、適宜、表示モニタ４２に送信する。

表示データを受け取った表示モニタ４２は、表示データに基づいて画面表示を行なう。運転者は、表示モニタ４２の画面を見ることで、ショベルの状態等を含む各種情報を取得することができる。

また、本実施形態において、表示モニタ４２は、設定入力部としての機能も有する。上述のとおり、表示モニタ４２として、ＬＣＤタッチパネル等を用いており、後述するショベルの設定状態に関する情報、例えば、作業モード等は、運転者が表示モニタ４２から入力することができる。

なお、本実施形態では、表示モニタ４２が設定入力部を兼ねるが、例えば、表示モニタ４２としてタッチパネルを用いない場合等においては、表示モニタ４２とは別に設定入力部を設けてもよい。また、設定入力部を兼ねるタッチパネルと別に設けた設定入力部とを組み合わせて、設定する内容に応じて、複数の設定入力部を使い分ける等してもよい。

次に、本実施形態による表示装置が表示モニタ４２上に表示する情報（コンテンツ）について説明する。図６は、平均燃費を示す複数のグラフが表示された表示モニタ４２の画面を示す図である。

図６に示す長方形の表示画面２００において、左辺に沿った領域２０１には、エンジン１１の水温が段階的に表示される。また、右辺に沿った領域２０２には、燃料タンク１１ａに貯蔵されている燃料の残量が段階的に表示される。エンジン１１の水温及び燃料残量は、運転者が常に確認すべき情報であり、ショベルの運転状態に関する情報に相当する。

なお、領域２０１に表示されるエンジン１１の水温は、コントローラ３０が上述した通信回路を介してエンジン１１から取得した情報である。また、領域２０２に表示される燃料の残量は、コントローラ３０が上述した通信回路を介して燃料タンク１１ａの燃料計から取得した情報である。

表示画面２００の上辺に沿った領域において、左端の領域２０３には、現在ショベルに設定されている作業モードが表示される。作業モードは、運転者により設定入力部（表示モニタ４２）から入力される。作業モードはショベルの出力を限定するためのモードであり、例えば、オートモード「Ａ」と、ヘビーモード「Ｈ」と、スーパーパワーモード「ＳＰ」のいずれかが設定される。オートモード「Ａ」は省力化モードであり、エンジンの燃料消費を抑えるように運転するモードである。ヘビーモード「Ｈ」は、重作業もできるようにエンジンの出力を高めるモードである。スーパーパワーモード「ＳＰ」はヘビーモードよりさらにエンジンの出力を高めて一時的に大きな作業力を発揮するためのモードである。図６に示す例では、「Ａ」が表示されており、運転者は省力化モードが設定されていることを認識することができる。

作業モードを示す領域２０３の右隣の領域２０４には、可変容量ポンプを用いた走行用の油圧モータ１Ａ、１Ｂの設定モードとして、走行モードが表示される。走行モードには、低速モードと高速モードがある。低速モードは「亀」を象ったマーク（簡略図）で表示され、高速モードは「兎」を象ったマーク（簡略図）で表示される。図６に示す例では、「兎」を象ったマーク（簡略図）が表示されており、運転者は高速モードが設定されていることを認識することができる。

走行モードを示す領域２０４の右隣の領域２０５には、エンジン１１の停止・運転状態が表示されている。図６に示す例では、「ＳＴＯＰ」が表示されており、エンジン１１が停止中であることが表示されている。

表示画面２００の上辺に沿った領域において、右端の領域２０６には、現在の時刻が表示される。図６に示す例では、現在の時刻が９時２５分であることが表示されている。

時刻表示領域２０６の左隣の領域２０７には、現在装着されているアタッチメントが表示される。ショベルに装着されるアタッチメントは、バケット、削岩機、グラップル、リフティングマグネットなど様々なアタッチメントを含んでいる。領域２０７には、これらのアタッチメントを象ったマーク（簡略図）及びアタッチメントに対応する番号が表示される。図６に示す例では、削岩機を象ったマーク（簡略図）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３が表示されている。

なお、領域２０５と領域２０７の間の領域には、他の情報を表示することができる。他の情報として、例えば、ショベルの製造会社の社名等を表示することとしてもよい。また、上述した領域２０３，２０４，２０５及び２０７に表示される情報は、設定入力部（表示モニタ４２）から入力され、コントローラ３０が上述した通信回路を介して取得した情報である。

領域２０４及び領域２０５の下側の領域２０８には、排ガスフィルタの使用時間が表示される。また、領域２０８の上方には、捕集物の除去処理を自動で行なうか手動で行なうかの設定が表示される。

なお、領域２０８に表示される排ガスフィルタの使用時間等は、コントローラ３０が上述した通信回路を介してエンジン１１から取得した情報である。

領域２０８の右隣の領域２０９には、アーム５の先端に加わっている荷重が数値で表示される。図６に示す例では、領域２０９には「実荷重＝０．４ｔｏｎ」と表示されており、アーム５の先端に加わっている荷重が０．４トンであることがわかる。

なお、領域２０９に表示されるアーム５の先端に加わっている荷重は、コントローラ３０が油圧センサ（不図示）から取得した情報である。

以上説明した領域２０１〜２０９に表示される情報は、ショベルの運転状態、設定状態等を示すものである。すなわち、領域２０１，２０２，２０８，２０９に表示される情報は、ショベルの運転状態に関する情報であり、領域２０３，２０４，２０５，２０７に表示される情報は、ショベルの設定状態に関する情報である。当該ショベルの運転状態、設定状態に関する情報は、表示画面２００中で標準的に表示される情報である。

本実施形態では、以上の表示情報の他に、領域２１０において付加的な情報が表示される。本実施形態では、図６に示すように、領域２１０には、エンジン１１の平均燃費を示す複数のグラフ（本実施形態では二つのグラフ）が表示される。二つのグラフは画面上で上下に並んで表示される。上側のグラフは、過去１２時間において、一時間毎に平均した燃費を示す棒グラフである。下側のグラフは、過去７日間において、一日毎に平均した燃費を示す棒グラフである。すなわち、上側のグラフと下側のグラフは両方とも平均燃費を示すグラフであるが、時間軸が異なっており、上側のグラフの時間軸の間隔は過去１２時間であり一時間毎の平均燃費が示されるのに対し、下側のグラフの時間軸の間隔は過去７日間であり一日毎の平均燃費が示される。

なお、平均燃費は、コントローラ３０からエンジン１１へ送信される燃料噴射量の指令値に基づいて求められる。

図６に示す例では、過去１２時間の平均燃費を示す棒グラフにおいて、一時間毎の平均燃費が画面の縦方向に延在するバー（画面の上に向かって延びるバー）で示される。したがって、過去１２時間の平均燃費を示すグラフには、平均燃費を示す１２本のバーが表示される。そのうち、直近の一時間の平均燃費を示すバーは、他のバーとは異なる表示となっている。具体的には、直近の一時間の平均燃費を示すバーの輝度を他のバーの輝度より高くしたり、直近の一時間の平均燃費を示すバーを他のバーの色とは異なる色で表示したりする。これにより、直近の一時間の平均燃費を視認しやすくしている。

直近の一時間の平均燃費を示すバーの横には、燃費を表す数字が表示される。図６に示す例では、０，１０，２０という所定の数字が表示されており、例えば平均燃費を示すバーが０から始まり、１０と２０の丁度中間まで延びていたら、そのバーが示す平均燃費は１５（Ｌ/Ｈｒ）であることを容易に視認することができる。平均燃費の値を表す所定の数字（０，１０，２０）が表示された位置には、１２本のバーの幅方向（画面の横方向）に延在する目安線が表示される。平均燃費の数値１０（Ｌ／Ｈｒ）の位置を示す目安線は１２本のバーを横切るように延在しており、数値表示から離れているバーの示す平均燃費を容易に視認できるようになっている。

また、直近の一時間の平均燃費を示すバーの下方に「現在」と表示され、当該バーが直近の一時間の平均燃費（すなわち、現在の平均燃費）であることを容易に視認することができる。同様に、５時間から６時間前までの平均燃費を示すバーの下方に「６時間前」と表示され、１１時間から１２時間前までの平均燃費を示すバーの下方に「１２時間前」と表示される。

また、図６に示す例では、過去１２時間の平均燃費を示す棒グラフの下方に表示された過去７日間の平均燃費を示す棒グラフにおいて、一日毎の平均燃費が画面の縦方向に延在するバー（画面の上に向かって延びるバー）で示される。したがって、過去７日間の平均燃費を示すグラフには、平均燃費を示す７本のバーが表示される。そのうち、直近の一日の平均燃費を示すバーは、他のバーとは異なる表示となっている。具体的には、直近の一日の平均燃費を示すバーの輝度を他のバーの輝度より高くしたり、直近の一日の平均燃費を示すバーを他のバーの色とは異なる色で表示したりする。これにより、直近の一日の平均燃費を視認しやすくしている。

直近の一日の平均燃費を示すバーの横には、燃費を表す数値が表示される。数値の表示及び目安線の表示は、上述の過去１２時間における平均燃費を示す棒グラフでの表示と同様である。

また、現在から一日前までの一日間の平均燃費を示すバーの下方に「現在」と表示され、当該バーが直近の一日の平均燃費（すなわち、現在の平均燃費に相当）であることを容易に視認することができる。同様に、３日前から４日前までの一日の平均燃費を示すバーの下方に「４日間前」と表示され、６日前から７日前までの一日の平均燃費を示すバーの下方に「７日間前」と表示される。

なお、図６に示す表示例では、「４日間前」の平均燃費を示す部分には、バーが表示されていない。これは、「４日間前」はショベルが稼働しなかったことを示している。例えば、「４日間前」は日曜であり休日のためショベルによる作業が無かった場合に、このように平均燃費を示すバーは表示されないこととなる。

本実施形態では、上述のような平均燃費の表示に加え、ショベルの運転作業モードに関する情報が表示される。すなわち、上述の平均燃費を示すバーに対応する時間帯で設定されていた作業モードも平均燃費のグラフ中に表示される。

ここで、ショベルの運転作業モード（単に、作業モードとも称する）は、複数の作業モードを含んでいる。本実施形態では、ショベルの運転作業モードとして、スーパーパワーモード（ＳＰモード）、ヘビーモード（Ｈモード）、オートモード（Ａモード）のうちのいずれかを設定可能とする。ショベルの運転者は、使用すべき作業モードを選択してショベルの操作部を介して設定する。

ＳＰモードは、一時的に大きな負荷にも対応できるようにエンジン１１の出力を高めに設定して作業を行なう作業モードである。ＳＰモードが設定されると、エンジン１１の回転数は例えば１８００ｒｐｍというように通常より高めに設定される。また、メインポンプ１４の出力も高出力となるように設定される。

Ｈモードは、通常の作業を行なうときに設定する作業モードである。Ｈモードが設定されると、エンジン１１の回転数は例えば１７００ｒｐｍというように、ＳＰモード時の回転数より低い値に設定される。

Ａモードは、エコモードとも称され、通常設定されるＨモードよりは出力を抑えて消費エネルギ（エンジン１１の燃料消費量）を低減する作業モードである。Ａモードが設定されると、エンジン１１の回転数は例えば１６００ｒｐｍというように、Ｈモード時の回転数より低い値に設定される。

運転者は、ショベルでの作業を行なうときに、作業の内容に基づいて、どの作業モードで行なうかを決定し、決定した作業モードを設定する。通常の作業であれば、運転者はＨモードを選択して設定する。通常より重たい作業であり大きなパワーが必要な作業であれば、運転者はＳＰモードを選択して設定する。あるいは、燃料消費量を抑えて作業をしたい場合は、運転者はＡモードを選択して設定する。

図６に示す表示画面２００では、平均燃費が示されている時間に対応する作業モード、すなわち、平均燃費が示されている時間にどの作業モードが設定されていたかを容易に視認できるように表示がなされている。すなわち、複数の作業モードの各々に対して所定の色を割り当てておき、平均燃費を示すグラフ表示の各バーに、作業モードに割り当てられた色を付ける。これにより、平均燃費を示すグラフのバーの色を見ることで、そのバーに対応する時間（例えば、６時間前とか３日前）において、どのような作業モードが設定されていたかを容易に知ることができる。

より具体的に説明すると、本実施形態では、複数の作業モードのうちのＳＰモードに赤色が割り当てられ、Ｈモードに黄色が割り当てられ、Ａモードに青色が割り当てられている。そして、例えば、図６において、６時間前の平均燃費のバーに対応する時間に設定されていた作業モードがＳＰモードであったとすると、６時間前の平均燃費のバーが、ＳＰモードに割り当てられた赤色で表示される。同様に、２日前の平均燃費のバーに対応する時間に設定されていた作業モードがＳＰモードであったとすると、２日前の平均燃費のバーが、ＳＰモードに割り当てられた赤色で表示される。

一方、例えば、図６において、２時間前の平均燃費のバーに対応する時間に設定されていた作業モードがＡモードであったとすると、２時間前の平均燃費のバーが、Ａモードに割り当てられた青色で表示される。図６に示す例では、日単位で平均化した平均燃費を示すグラフ（下側のグラフ）には、青色で表示されたバーは無く、Ａモードに設定されていた時間は無い。

平均化する単位時間（図６に示す例では、一時間、及び一日間）が長くなると、設定されていた作業モードが単位時間内に他のモードに切り替えられることがある。このような場合には、当該単位時間内に支配的である作業モードに割り当てられた色を選択して平均燃費のバー表示を行なう。「支配的である」とは、その作業モードに設定されていた時間が他の作業モードに設定されていた時間より長いということである。

例えば、６時間前の単位時間（１時間（６０分））の間で、４５分間だけＳＰモードに設定され、残りの１５分間はＨモードに設定されていたとすると、ＳＰモードに設定されていた時間のほうが、Ｈモードに設定されていた時間より長い。そこで、この場合は、ＳＰモードが支配的な作業モードであるとみなされ、６時間前の平均燃費を示すバーは、ＳＰモードに割り当てられた赤色で表示される。

単位時間が長くなると、単位時間内にＳＰモード、Ｈモード、Ａモードの全てが設定されることもあり得る。このような場合でも、最も長い時間だけ設定されていた作業モードが支配的な作業モードとみなされ、当該作業モードに割り当てられた色でバー表示が行なわれる。

以上のように、平均燃費を示すグラフのバーに色を付けて、そのときに設定されていた作業モードを表示することで、例えば運転者は平均燃費の良かったときの作業モードを思い出すこととなり、現在設定されている作業モードを見直すきっかけとなる。すなわち、平均燃費を示すグラフに作業モードに関する情報を表示することで、燃費のよくなる作業モードに設定することを運転者に促すことができる。

また、図６に示す表示例では、過去１２時間分の平均燃費を示すグラフと、過去７日間分の平均燃費を示すグラフが、一つの画面に同時に表示される。このため、ショベルの運転者は、現在の自分のレバー操作による作業での燃費が、過去の作業での燃費より良いか悪いかを１２時間前から７日前にまで遡って確認することができる。そして、例えば、現在の作業が５日前の作業と同じような作業であった場合、運転者は、５日前の燃費と現在の燃費を比較し、現在の作業でのレバー操作を５日前の作業でのレバー操作に近づくように調整することができる。例えば、現在の作業での燃費が５日前の燃費より悪かった場合には、５日前のレバー操作を思い出してそれに近づけることにより、現在の作業での燃費を向上させることができる。

図６に示す表示例では、時間軸の異なる平均燃費のグラフを２つ表示しているが、表示領域に余裕があれば、時間軸の異なる３つ以上のグラフを表示することとしてもよい。すなわち、本明細書は、時間軸の異なる複数の平均燃費のグラフを一つの表示画面に同時に表示することを開示している。

図６では平均燃費をグラフ表示しているが、平均燃費の代わりに平均実運転燃費のグラフを表示してもよい。図７は時間軸の異なる二つの平均実運転燃費のグラフを図６に示す例と同様に表示した表示モニタ４２の画面を示す図である。すなわち、図７に示す例では、図６に示す平均燃費のグラフが、平均実運転燃費のグラフに置き換えられたものであり、他の表示内容は図６に示す表示内容と同じである。

図７に示す平均実運転燃費のグラフにおいても、図６に示す例と同様に、平均実運転燃費を示すバーに対して作業モードに関する情報が付加されている。すなわち、平均実運転燃費を示すバーは、その時間に支配的であった作業モードに割り振られた色が付けられて表示されている。

平均実運転燃費とは、ショベルが稼働中、すなわち、ショベルのエンジン１１が運転中の時間のみに基づいてエンジン１１の燃費を平均化したものである。図６に示す平均燃費は、ショベルが稼働していないとき、すなわちエンジン１１の停止中の時間も含む時間で燃費を平均化しているので、エンジン１１の停止中の時間が変動すると平均燃費も変動してしまう。そこで、図７に示す例では、ショベルのエンジン１１が運転中の時間のみに基づいてエンジン１１の燃費を平均化した平均実運転燃費をグラフ表示することで、このような平均燃費の変動が取り除かれ、より精度のよい平均燃費の表示が成されている。

また、図６に示す平均燃費の代わりに平均実操作燃費のグラフを表示してもよい。図８は時間軸の異なる二つの平均実操作燃費のグラフを図６に示す例と同様に表示した表示モニタ４２の画面を示す図である。すなわち、図８に示す例では、図６に示す平均燃費のグラフが、平均実操作燃費のグラフに置き換えられたものであり、他の表示内容は図６に示す表示内容と同じである。

図８に示す平均実操作燃費のグラフにおいても、図６に示す例と同様に、平均実操作燃費を示すバーに対して作業モードに関する情報が付加されている。すなわち、平均実操作燃費を示すバーは、その時間に支配的であった作業モードに割り振られた色が付けられて表示されている。

平均実操作燃費とは、ショベルが作業中、すなわち、運転者がレバー操作を行なっている時間のみに基づいてエンジン１１の燃費を平均化したものである。図７に示す平均実運転燃費は、作業が行なわれずにエンジン１１がアイドリング回転している間の時間も含む時間で燃費を平均化しているので、エンジン１１のアイドリング中の時間が変動すると平均燃費も変動してしまう。そこで、図８に示す例では、ショベルのレバー操作が行なわれている時間のみに基づいてエンジン１１の燃費を平均化した平均実操作燃費をグラフ表示することで、このような平均実運転燃費の変動が取り除かれ、より精度のよい平均燃費の表示が成されている。

図９は、平均燃費を示す二つのグラフの他に、旋回用電動機２１の物理量を示すグラフが同時に示された表示モニタ４２の画面を示す図である。

図９に示す画面表示は、表示画面２００の領域２１０に、図６に示す平均燃費のグラフと、旋回用電動機２１の出力のグラフと、キャパシタ１９の蓄電率のグラフとを同時に表示したものである。

なお、旋回用電動機２１の出力は、インバータ２０の電流センサから検出された電流値、または、電流センサ、電圧センサの双方から検出された電流値、電圧値に基づいて求められる。また、キャパシタ１９の蓄電率は、キャパシタ電圧検出部１１２で検出された電圧値に基づいて求められる。

上述の旋回用電動機２１の出力のグラフ表示によれば、運転者は、現在行なっている旋回操作により、どの程度の電力を消費しているか、あるいはどの程度の電力を発電しているかを視覚的に即座に認識することができる。これにより、例えば、運転者は自分の旋回操作が省エネルギの観点から適切な操作であるかといったことを確認することができ、省エネルギの観点から適切な旋回レバー操作を学習することができる。また、キャパシタ１９の蓄電率をグラフ表示することで、運転者は、基本情報を確認しながら、ほぼ同時にキャパシタ１９の蓄電率を確認することができ、表示装置８０の利便性が向上している。また、キャパシタ１９の蓄電率を確認するために表示画面を切り替える必要はなく、操作レバーを操作しながら蓄電率を確認することができる。

また、旋回用電動機２１の出力表示と並んで同じ画面にキャパシタ１９の蓄電率を表示することにより、例えば、運転者は、蓄電率が小さいときには積極的に発電できるような旋回レバー操作を行なうように心がけることもできる。あるいは、自分の旋回操作を続けた場合に蓄電率がどのように変化するのかといったことを、一つの表示画面を見ながら確認することができ、表示装置８０の利便性が向上する。

以上のように、一つの画面に、平均燃費を示すグラフと、旋回用電動機２１の出力を示すグラフと、キャパシタ１９の蓄電率を示すグラフとを同時に表示することで、ショベルの運転者は操作レバーから手を離して画面の切り替え操作を行なうことなく、これらの情報を即座に取得することができ、表示装置８０の利便性が向上している。

１・・・下部走行体 １Ａ、１Ｂ・・・油圧モータ ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン １１ａ・・・燃料タンク １２・・・電動発電機 １３・・・変速機 １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １６・・・高圧油圧ライン １７・・・コントロールバルブ １８、２０・・・インバータ １９・・・キャパシタ ２１・・・旋回用電動機 ２２・・・レゾルバ ２３・・・メカニカルブレーキ ２４・・・旋回変速機 ２５・・・パイロットライン ２６・・・操作装置 ２６Ａ、２６Ｂ・・・操作レバー ２６Ｃ・・・ペダル ２７・・・油圧ライン ２８・・・油圧ライン ２９・・・圧力センサ ３０・・・コントローラ ３８・・・内部メモリ ４０・・・運転席 ４２・・・表示モニタ ５０・・・取り付け部 ５２・・・設置台 ５４・・・搭載部 ７０・・・表示制御部 ７２・・・表示データ生成部 ７４・・・表示データ送信部 １０１・・・リアクトル １０２Ａ・・・昇圧用ＩＧＢＴ １０２Ｂ・・・降圧用ＩＧＢＴ １０４・・・電源接続端子 １０６・・・出力端子 １０７・・・コンデンサ １１０・・・ＤＣバス １１１・・・ＤＣバス電圧検出部 １１２・・・キャパシタ電圧検出部 １１３・・・キャパシタ電流検出部 １１４、１１７・・・電源ライン １２０・・・蓄電装置 ２００・・・画面 ２０１〜２１０・・・領域

Claims (4)

1. 運転室に表示モニタが設けられたショベルであって、
   油圧を発生するメインポンプと、
   該メインポンプを駆動する内燃機関と、
   運転者が前記ショベルの運転作業モードを設定する設定入力部と、
   前記内燃機関との間で通信される情報に基づき、前記表示モニタに表示する表示情報を生成し、生成した情報を前記表示モニタに表示させる表示制御部と、を具備し、
   前記表示制御部は、前記内燃機関の所定時間毎の燃費を時間の経過に沿って示すグラフを前記表示モニタに表示させると共に、前記グラフに示される前記所定時間毎の複数の燃費のそれぞれに対して関連付ける態様で、該複数の燃費のそれぞれが算出された時間に対応する前記運転作業モードを前記表示モニタに同時に表示させることを特徴とする、
   ショベル。
2. 請求項１記載のショベルであって、
   前記運転作業モードは、複数の異なる作業モードを含み、該複数の異なる作業モードのそれぞれに対して異なる色表示が割り当てられ、
   前記グラフは、前記所定時間毎の平均燃費を示す複数のバーを含むバーグラフであり、
   前記表示制御部は、前記複数のバーを、それぞれ、前記複数の異なる作業モードのうちの当該バーが示す前記平均燃費が算出された時間に対応する作業モードに割り当てられた色で表示させることを特徴とする、
   ショベル。
3. 請求項２記載のショベルであって、
   前記平均燃費を算出するための単位時間内において前記運転作業モードが切り替えられていた場合、前記複数の異なる作業モードのうちの設定されていた時間が最も長い作業モードに割り当てられた色で当該平均燃費を示すバーを表示することを特徴とする、
   ショベル。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のショベルであって、
   前記表示制御部は、前記表示モニタの表示画面の端部に、前記ショベルの運転状態に関する情報及び前記ショベルの設定状態に関する情報を表示させると共に、前記グラフ及び前記運転作業モードを前記表示画面の中央部に表示させることを特徴とする、
   ショベル。

Images