JPWO2017183707A1 - ショベルの表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明の実施例に係る表示装置（４０）は、ブーム（４）、アーム（５）、及び、エンドアタッチメントとしてのバケット（６）を含む掘削アタッチメントを有するショベルの表示装置（４０）である。表示装置（４０）は、ショベルの操作解析を開始させ、該操作解析の履歴を蓄積させる操作解析開始ボタン（５０Ｓ）と、操作解析の結果を表示させる操作解析確認ボタン（５０Ｃ）とを有する。表示装置（４０）は、ショベルのＣＧモデルを用いてショベルの操作履歴を表示することにより、操作解析の結果を表示してもよい。

Description

本発明は、ショベルの表示装置に関する。

建設機械の操作に対する燃費の良否判定を表示する表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−２４０３６１号公報

しかしながら、特許文献１の表示装置は、燃費に関する良否判定が表示されるのみである。そのため操作者は、自身のどのような操作が燃費にどのような影響を与えたかを理解できない。そのため、具体的にどのような操作を行えば自身の操作効率を改善できるのかを理解できない。

上述に鑑み、操作者による操作効率の向上を支援できるショベルの表示装置を提供することが望ましい。

本発明の一実施形態に係るショベルの表示装置は、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントを有するショベルの表示装置であって、前記ショベルの操作解析を開始させ、該操作解析の履歴を蓄積させる操作解析開始入力部と、前記操作解析の結果を表示させる操作解析確認入力部と、を有する。

上述の手段により、操作者による操作効率の向上を支援できるショベルの表示装置を提供できる。

ショベルの側面図である。 図１のショベルに搭載される基本システムの構成例を示すブロック図である。 操作解析に関する処理を説明するフローチャートである。 操作解析に関する別の処理を説明するフローチャートである。 操作解析を開始させる際の画面の一例を示す図である。 操作解析を開始させる際の画面の他の例を示す図である。 履歴画面の一例を示す図である。 第１操作解析画面の一例を示す図である。 第２操作解析画面の一例を示す図である。 第３操作解析画面の一例を示す図である。

図１は本発明の実施形態に係るショベル（掘削機）の側面図である。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が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられる。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。エンドアタッチメントとして、法面用バケット、浚渫用バケット等が用いられてもよい。

ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例として掘削アタッチメントを構成し、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。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は水平面に対する傾斜を検出して上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は水平面に対する傾斜を検出してブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。

バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は水平面に対する傾斜を検出してアーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３はチルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。

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、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等であってもよい。加速度センサとジャイロセンサの組み合わせであってもよい。

上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には旋回角速度センサＳ４及びカメラＳ５が取り付けられている。

旋回角速度センサＳ４は、例えばジャイロセンサであり、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。旋回角速度センサＳ４は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。

カメラＳ５は、ショベルの周辺の画像を取得する。本実施形態では、カメラＳ５は上部旋回体３の後側に取り付けられる１又は複数台のカメラである。

キャビン１０内には、コントローラ３０、表示装置４０等が設置されている。

コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

表示装置４０は、コントローラ３０からの指令に応じて各種情報を出力する。本実施形態では、表示装置４０は、コントローラ３０に直接接続される車載液晶ディスプレイである。タッチパネル等が取り付けられていてもよい。表示装置４０は、操作者によるショベルの操作を解析した操作解析情報等を表示する。表示装置４０は、タブレッド、スマートフォン等の携帯電話、ＰＣ等であってよい。

次に、図２を参照してショベルの基本システムについて説明する。ショベルの基本システムは、主に、エンジン１１、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、コントローラ３０、エンジン制御装置（ＥＣＵ）７４等を含む。

エンジン１１は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ディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸はメインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に接続されている。

メインポンプ１４は、作動油ライン１６を介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ１４は、斜板の角度（傾転角）を変更することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量、すなわち、ポンプ出力を変化させることができる。メインポンプ１４の斜板は、レギュレータ１４ａにより制御される。レギュレータ１４ａは、斜板の傾転角を制御するための油圧回路における作動油の圧力を調整する電磁比例弁（不図示）を含む。レギュレータ１４ａは、電磁比例弁に対する制御電流の変化に対応して、斜板の傾転角を変化させる。例えば、制御電流が増加すると、レギュレータ１４ａは、斜板の傾転角を大きくして、メインポンプ１４の吐出流量を多くする。また、制御電流が減少すると、レギュレータ１４ａは、斜板の傾転角を小さくして、メインポンプ１４の吐出流量を少なくする。

パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプであり、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１７は、一組の油圧制御バルブである。コントロールバルブ１７は、操作レバー２６Ａ、操作レバー２６Ｂ又は操作ペダル２６Ｃの操作方向及び操作量に応じて油圧アクチュエータのうちの一又は複数のものに対し、メインポンプ１４から作動油ライン１６を通じて供給された作動油を選択的に供給する。油圧アクチュエータは、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１Ａ（左用）、走行用油圧モータ１Ｂ（右用）、及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。

ブームシリンダ７のロッド側油室には、圧力センサ５１が接続されている。圧力センサ５１は、ブームシリンダ７のロッド側油室における作動油の圧力を検出する。アームシリンダ８のボトム側油室には、圧力センサ５２が接続されている。圧力センサ５２は、アームシリンダ８のボトム側油室における作動油の圧力を検出する。バケットシリンダ９のボトム側油室には、圧力センサ５３が接続されている。圧力センサ５３は、バケットシリンダ９のボトム側油室における作動油の圧力を検出する。

旋回用油圧モータ２Ａには、圧力センサ５４と圧力センサ５５が接続されている。圧力センサ５４は、旋回用油圧モータ２Ａの第１ポートにおける作動油の圧力を検出する。圧力センサ５５は、旋回用油圧モータ２Ａの第２ポートにおける作動油の圧力を検出する。

操作装置２６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る。操作装置２６は、パイロットライン２５を介してパイロットポンプ１５から供給された作動油を利用してパイロット圧を生成する。そして、パイロットライン２５ａ、２５ｂを通じて、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パイロット圧を作用させる。パイロットポートのそれぞれに作用するパイロット圧は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作レバー２６Ａ、操作レバー２６Ｂ又は操作ペダル２６Ｃの操作方向及び操作量に応じて変化する。本実施形態では、操作レバー２６Ａは、運転席の右側に配置される操作レバーであり、ブーム４及びバケット６を操作するために使用される。操作レバー２６Ｂは、運転席の左側に配置される操作レバーであり、アーム５及び上部旋回体３を操作するために使用される。

コントローラ３０は、メインポンプ１４の吐出流量を制御する。例えば、ネガティブコントロール圧に応じて上記制御電流を変化させ、レギュレータ１４ａを介してメインポンプ１４の吐出流量を制御する。

ＥＣＵ７４は、エンジン１１を制御する。例えば、コントローラ３０からの指令に基づき、エンジン１１の回転数を制御するために燃料噴射量等を制御する。

エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルである。本実施形態では、キャビン１０内に設けられ、エンジン１１の回転数を４段階で切り換えできるように構成されている。例えば、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段階で切り換えできるように構成されている。図２は、エンジン回転数調整ダイヤル７５でＳＰモードが選択された状態を示す。

ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で選択された回転数モードに対応するエンジン回転数を維持するように制御される。エンジン１１の回転数は、４段階以外の段数で切り換えできるように構成されていてもよい。

表示装置４０は、例えば、運転者による運転を補助するためにキャビン１０の運転席の近傍に配置されている。そして、表示装置４０は、画像表示部４１及び入力部４２を含んでいる。運転者は表示装置４０の入力部４２を利用して情報、指令等をコントローラ３０に入力できる。また、表示装置４０は、ショベルの運転状況、制御情報、操作解析情報等を画像表示部４１に表示させることで、運転者に情報を提供できる。

本実施形態では、表示装置４０は、運転室内のコンソールに固定されている。一般的に、運転席に着座した運転者からみて右側にはブーム４が配置されている。そして、運転者はブーム４の先端に取り付けられたアーム５、及び、アーム５の先端に取り付けられたバケット６を視認しながらショベルを運転することが多い。そのため、キャビン１０の右側前方のフレームは運転者の視界の妨げとなる部分である。本実施形態では、表示装置４０は、もともと視界の妨げとなっていたこの部分に配置されるので、表示装置４０自体が運転者の視界を大きく妨げることは無い。フレームの幅にもよるが、表示装置４０全体がフレームの幅に入るように、表示装置４０は、画像表示部４１が縦長となるように構成されてもよい。

表示装置４０は、操作解析を開始させ、且つ、該操作解析の履歴を蓄積させるための操作解析開始入力部としての操作解析開始ボタンを画像表示部４１上に有している。また、表示装置４０は、操作解析の結果を表示させるための操作解析確認入力部としての操作解析確認ボタンを画像表示部４１上に有している。

本実施形態では、表示装置４０は、ＣＡＮ、ＬＩＮ等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されている。表示装置４０は、専用線を介してコントローラ３０に接続されてもよい。

表示装置４０は、画像表示部４１上に表示する画像を生成する変換処理部４０ａを含む。変換処理部４０ａは、コントローラ３０の出力に基づいて画像表示部４１上に表示する画像を生成する。

変換処理部４０ａは、表示装置４０が有する機能としてではなく、コントローラ３０が有する機能として実現されてもよい。

表示装置４０は、入力部４２としてのスイッチパネルを含む。スイッチパネルは、各種ハードウェアスイッチを含むパネルである。本実施形態では、スイッチパネルは、ハードウェアボタンとしてのライトスイッチ４２ａ、ワイパースイッチ４２ｂ、ウインドウォッシャスイッチ４２ｃ、画面切り換えボタン４２ｄ、及び、カーソル移動ボタン４２ｅを含む。ライトスイッチ４２ａは、キャビン１０の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り換えるためのスイッチである。ワイパースイッチ４２ｂは、ワイパーの作動・停止を切り換えるためのスイッチである。ウインドウォッシャスイッチ４２ｃは、ウインドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。画面切り換えボタン４２ｄは、表示装置４０の画像表示部４１上に表示される画面を切り換えるためのボタンである。カーソル移動ボタン４２ｅは、表示装置４０の画像表示部４１上に表示される選択領域（カーソル領域）を移動させて各種設定項目等を選択・決定するボタンである。

表示装置４０は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０はエンジン１１のオルタネータ１１ａ（発電機）で発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置４０以外のショベルの電装品７２等にも供給される。エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動され、エンジン１１を始動させる。

エンジン１１は、ＥＣＵ７４により制御される。ＥＣＵ７４は、エンジン１１の状態を示す各種データをコントローラ３０に送信する。各種データは、例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータである。

コントローラ３０には以下のように各種のデータが供給される。メインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板の傾転角を示すデータをコントローラ３０に送信する。吐出圧力センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータをコントローラ３０に送信する。物理量を表すこれらのデータは一次記憶部３０ａに格納される。メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ１４との間の管路には、油温センサ１４ｃが設けられている。油温センサ１４ｃは、その管路を流れる作動油の温度を表すデータをコントローラ３０に送信する。

操作レバー２６Ａ、操作レバー２６Ｂ又は操作ペダル２６Ｃを操作した際に、パイロットライン２５ａ、２５ｂを通じてコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧は、油圧センサ１５ａ、１５ｂで検出される。油圧センサ１５ａ、１５ｂは、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に送信する。圧力センサ５１〜５５は、各圧力値をコントローラ３０に送信する。

エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態を示すデータをコントローラ３０に送信する。

コントローラ３０は、各データを一次記憶部３０ａに記憶する。一次記憶部３０ａは、各種情報を記憶するための装置である。本実施形態では、一次記憶部３０ａは、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。揮発性記憶媒体であってもよい。

一次記憶部３０ａに記憶されたデータは、所定の容量が蓄積されると、新たなデータで上書きされる。本実施形態では、例えば、現に検出された圧力値が閾値を超えた場合、コントローラ３０は、一次記憶部３０ａに記憶された過去の検出値（以下、操作履歴ともいう）を主記憶部３１へ移す。主記憶部３１は、不揮発性記憶媒体である。

主記憶部３１又は一次記憶部３０ａは、コントローラ３０が操作解析の際に使用するショベル操作に関する基準データ等を記憶してもよい。基準データは、ショベル操作に関するデータであり、例えば、操作レバーの操作タイミング、操作方向、操作量等で表される理想的な操作内容に関するデータである。

コントローラ３０は、油圧センサ１５ａ、１５ｂからのパイロット圧、圧力センサ５１〜５５からの圧力値、吐出圧力センサ１４ｂからの吐出圧等に基づいて操作解析を行い、操作解析の結果を表示装置４０の画像表示部４１上に表示する。

また、コントローラ３０は、操作解析データと、主記憶部３１又は一次記憶部３０ａに記憶されている基準データとを比較して改善例を算出し、改善例を操作解析の結果として表示装置４０の画像表示部４１上に表示する。改善例は、基準データと操作解析データとの違いを小さくするためのショベル操作に関するデータであり、主記憶部３１に記憶される。改善例は、例えば、操作レバーの操作タイミング、操作方向、操作量等、又は、それらの組み合わせで表される。

次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照し、操作解析に関する処理の流れについて具体的に説明する。図３Ａは、操作解析を開始する処理を説明するフローチャートである。図３Ｂは、画像表示部４１上に操作解析の結果を表示する処理を説明するフローチャートである。

図３Ａに示すように、操作者は操作解析を希望する場合、画像表示部４１上に表示された操作解析開始ボタンを押圧して、操作解析開始を入力する（ＳＴ１）。そして、操作者はショベルの操作を行う。

すると、コントローラ３０は、各油圧センサからの圧力値を取得する。本実施形態ではコントローラ３０は、油圧センサ１５ａ、１５ｂからのパイロット圧、圧力センサ５１〜５５からの圧力値、吐出圧力センサ１４ｂからの吐出圧等を取得する。そして、コントローラ３０は、取得した圧力値を一次記憶部３０ａ又は主記憶部３１に記憶されている基準データと比較して、閾値を超えているか否かを判定する（ＳＴ２）。

取得した圧力値が閾値を超えていない場合、（ＳＴ２のＮＯ）、コントローラ３０は、ＳＴ２の判定を繰り返す。

取得した圧力値が閾値を超えている場合、（ＳＴ２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、閾値を超えた時点の前後の操作状況を操作解析履歴として主記憶部３１に記憶する（ＳＴ３）。記憶される操作状況の時間は、例えば、閾値を超えた時点の前後５秒間である。

ここで、図４、図５を参照し、画像表示部４１上に表示される操作解析開始ボタン５０Ｓの例を説明する。図４は、操作解析を開始させる際の画面の一例を示す図である。図５は、操作解析を開始させる際の画面の他の例を示す図である。

図４に示す操作解析開始ボタン５０Ｓは、メニュー画面４００上に表示されている。メニュー画面４００は、ショベル操作の開始時に表示される画面である。

従って、操作者はショベル操作を開始する前に、自身のショベル操作に対する操作解析の開始を入力できる。メニュー画面４００上の操作解析開始ボタン５０Ｓは、操作者により操作解析開始ボタン５０Ｓが押圧されると、操作解析確認ボタン５０Ｃに切り換わる。但し、メニュー画面４００には、操作解析開始ボタン５０Ｓと操作解析確認ボタン５０Ｃの両方が表示されていてもよい。

メニュー画面４００には、各種設定項目が表示されている。本実施形態では画像表示部４１上に各種設定項目上を移動可能な選択領域としてのカーソル領域ＣＳが表示されている。操作者は、カーソル領域ＣＳを移動させることより、言語の切り換え、画面明るさの調整等を実行できる。また、メンテナンス情報画面、時刻調整画面等への移動も実行できる。操作者は、図２に示したカーソル移動ボタン４２ｅを用いてカーソル領域ＣＳを移動させることができる。画像表示部４１がタッチパネル等である場合には、操作者は、タッチ操作等によりカーソル領域ＣＳを移動させてもよい。

操作解析開始ボタン５０Ｓは、図５に示すメイン画面４１０上に表示されてもよい。メイン画面４１０は、ショベルの操作中に表示される画面である。操作者は、図２に示す画面切り換えボタン４２ｄを用い、図４に示すメニュー画面４００と、図５に示すメイン画面４１０を切り換える。

図５に示すように、メイン画面４１０は、日時表示領域４１ａ、走行モード表示領域４１ｂ、エンド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、エンジン作動時間表示領域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、作動油温表示領域４１ｋ、カメラ画像表示領域４１ｍ、向き表示アイコン４１ｘ、操作解析開始ボタン５０Ｓ等を含む。走行モード表示領域４１ｂ、エンド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、及び、向き表示アイコン４１ｘは、ショベルの設定状態表示部の具体例である。エンジン作動時間表示領域４１ｆ、冷却水温表示領域４１ｇ、燃料残量表示領域４１ｈ、及び、作動油温表示領域４１ｋは、ショベルの運転状態表示部の具体例である。

メイン画面４１０上の操作解析開始ボタン５０Ｓは、操作者により操作解析開始ボタン５０Ｓが押圧されると、操作解析確認ボタン５０Ｃに切り換わる。但し、メイン画面４１０には、操作解析開始ボタン５０Ｓと操作解析確認ボタン５０Ｃの両方が表示されていてもよい。

日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する。走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表示する。走行モードは、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する。低速モードは、例えば、「亀」を象ったマークで表示され、高速モードは、例えば、「兎」を象ったマークで表示される。

エンドアタッチメント表示領域４１ｃは、現在装着されているエンドアタッチメントの種類を表す画像を表示する。図５では、バケットを象ったマークが表示されている。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。図５では、運転者は、エンジン１１の制御状態として「自動減速・自動停止モード」が選択されていることを認識できる。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。

エンジン作動時間表示領域４１ｆは、エンジン１１の累積作動時間を表示する。図５では、単位「ｈｒ（時）」を用いた値が表示される。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。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。

回転数モード表示領域４１ｉは、現在の回転数モードを表示する。回転数モードは、例えば、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５では、ＳＰモードを表す記号「ＳＰ」が表示されている。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。

カメラ画像表示領域４１ｍは、カメラ画像を表示する。本実施形態では、ショベルは、運転者の視界以外の部分を撮像するためのカメラＳ５（図１参照。）を備えている。カメラＳ５は、撮像したカメラ画像を表示装置４０の変換処理部４０ａに送る。これにより、運転者はカメラＳ５が撮像したカメラ画像を表示装置４０のメイン画面４１０で視認できる。

向き表示アイコン４１ｘは、カメラ画像表示領域４１ｍに表示されているカメラ画像を撮像したカメラの向きとショベル（上部旋回体３のアタッチメント）の向きとの相対的関係を表す。

操作解析開始ボタン５０Ｓは、望ましくは、メイン画面４１０上のエンジン作動時間表示領域４１ｆと冷却水温表示領域４１ｇとの間に表示される。但し、メイン画面４１０上の別の場所に表示されてもよい。

図５に示すように操作解析開始ボタン５０Ｓは、ショベルの操作中に表示されるメイン画面４１０上に表示される。そのため、操作者はショベル操作の途中であっても、操作解析開始ボタン５０Ｓを押圧することで、自身のショベル操作に対する操作解析を開始させることができる。

次に、図３Ｂを参照しながら表示装置４０の画像表示部４１上に操作解析の結果を表示する処理について具体的に説明する。

図３Ｂに示すように、操作者は操作解析結果の確認を希望する場合、画像表示部４１上に表示された操作解析確認ボタン５０Ｃを押圧する（ＳＴ２１）。操作者がＳＴ２１で操作解析開始ボタン５０Ｓを押圧すると、コントローラ３０は、操作解析を開始する。そして、操作解析が終了すると、表示装置４０は、メニュー画面４００又はメイン画面４１０上の操作解析開始ボタン５０Ｓを操作解析確認ボタン５０Ｃに切り換える。従って操作解析確認ボタン５０Ｃは、図４のメニュー画面４００又は図５のメイン画面４１０上の操作解析開始ボタン５０Ｓの位置に表示される。操作者は、ダンプ車両を待っている間等ショベル操作を行わない時間に操作解析確認ボタン５０Ｃを押して、自身のショベル操作に関する操作解析情報を見ることができる。

ＳＴ２１で操作者が操作解析確認ボタン５０Ｃを押圧すると、表示装置４０は図６に示す履歴画面４２０を画像表示部４１上に表示させる（ＳＴ２２）。履歴画面４２０には、図３ＡのＳＴ３でコントローラ３０が主記憶部３１に記憶した操作解析履歴の一覧が表示される。

図６に示す履歴画面４２０は、操作解析履歴４２１〜４２３等複数の操作解析履歴を表示可能である。例えば図示した操作解析履歴４２１には、閾値を超えた際の日時データ４２１ａと解析種類４２１ｂが表示されている。他の操作解析履歴４２２、４２３にも同様の情報が表示されている。本実施形態では、解析種類４２１ｂとして、「効率解析」及び「安定度解析」が表示されている。効率解析は、閾値を超えた圧力値をコントローラ３０が検出している場合に表示される。安定度解析は、閾値を超えた加速度をコントローラ３０が検出している場合に表示される。

操作者が履歴画面４２０の操作解析履歴の一覧から所望の操作解析履歴を選択する（ＳＴ２３）と、表示装置４０は、図７に示す第１操作解析画面４３０を画像表示部４１に表示させる（ＳＴ２４）。図７は、操作者が履歴画面４２０上の操作解析履歴４２１を選択した場合に表示される画面について説明する。操作解析履歴４２１は、掘削時における操作に関する。

第１操作解析画面４３０は、ショベル動作表示領域４３１、シリンダ圧表示領域４３２、右側操作レバー表示領域４３３、左側操作レバー表示領域４３４、メッセージ表示領域４３５を含む。

ショベル動作表示領域４３１は、コントローラ３０が実行した操作解析の結果をショベルのモデルにより表示する。本実施形態では、所定の検出値が所定の閾値を超えた時点の前後５秒（合計１０秒）の操作履歴に基づいたショベルの動きがアニメーションで再生される。操作履歴に関するデータは、主記憶部３１に記憶されている。ショベルのモデルは、例えば、コンピュータグラフィックモデル（ＣＧモデル）である。

ショベル動作表示領域４３１は、操作履歴をショベルのＣＧモデルによりアニメーションで再生する動作表示部４３１ａと、動作表示部４３１ａの再生位置を表示するシークバー４３１ｂを有している。シークバー４３１ｂは、左右方向に延在するバーであり、バーの長さがアニメーションの再生時間に相当する。従って図７のシークバー４３１ｂは、検出値が閾値を超えた時点を中央位置Ｓで指し示し、検出値が閾値を超えた時点より５秒前（−５ｓ）の時点を左端位置Ｌで指し示し、検出値が閾値を超えた時点から５秒後（５ｓ）の時点を右端位置Ｒで指し示す。

図７に記載した各表示領域は、検出値が閾値を超えた時点から５秒後の時点における状態を示している。

シリンダ圧表示領域４３２は、コントローラ３０が実行した操作解析の結果をアタッチメントの動きに連動したバケットシリンダ９、アームシリンダ８、ブームシリンダ７のそれぞれのシリンダ圧のバーグラフ表現により表示する。シリンダ圧表示領域４３２に表示されるシリンダ圧のバーグラフ表現は、シリンダ圧のグラフィック表現の一例であり、動作表示部４３１ａに表示されるショベルのアニメーションの動きと連動している。シリンダ圧のグラフィック表現は、円形アナログメータ表現、７セグメント数字表現等であってもよい。

シリンダ圧表示領域４３２は、バケットシリンダ９のシリンダ圧を表示するバケット圧表示部４３２ａと、アームシリンダ８のシリンダ圧を表示するアーム圧表示部４３２ｂと、ブームシリンダ７のシリンダ圧を表示するブーム圧表示部４３２ｃを含む。

図７では、バケット圧表示部４３２ａは、バケットシリンダ９のボトム側のシリンダ圧を表示している。アーム圧表示部４３２ｂは、アームシリンダ８のボトム側のシリンダ圧を表示している。ブーム圧表示部４３２ｃは、ブームシリンダ７のロッド側のシリンダ圧を表示している。

図７に示すシリンダ圧表示領域４３２は、アーム５の圧力がバケット６の圧力と比べて高いことを示している。これは、操作者がアーム５で無理やり掘削している可能性が高いことを意味する。図７に示すアーム圧表示部４３２ｂは、例えば赤色で表示されている。アーム圧表示部４３２ｂは、アームシリンダ８の圧力が閾値以上になったときに赤色で表示されてもよい。バケット圧表示部４３２ａとブーム圧表示部４３２ｃにおいても同様である。図７に示したアーム圧表示部４３２ｂの圧力値は、表示時間内（１０秒間）での最大圧力を示している。

右側操作レバー表示領域４３３は、運転席の右側に配置される操作レバー２６Ａの操作軌跡を上面視で表示する。図７では、右側操作レバー表示領域４３３は、正方形の表示領域とされ、中心位置Ｐが操作レバー２６Ａの基準位置（ニュートラル位置）を示す。右側操作レバー表示領域４３３は、操作レバー２６Ａの操作と対応しており、前（上）方向はブーム４の下げ操作に対応し、後（下）方向はブーム４の上げ操作に対応する。また、左方向はバケット６の閉じ操作に対応し、右方向はバケット６の開き操作に対応する。右側操作レバー表示領域４３３は、動作表示部４３１ａに表示されるショベルのアニメーションの動きに連動して操作レバー２６Ａの操作軌跡を表示する。

左側操作レバー表示領域４３４は、運転席の左側に配置される操作レバー２６Ｂの操作軌跡を上面視で表示する。図７では、左側操作レバー表示領域４３４は、正方形の表示領域とされ、中心位置Ｐが操作レバー２６Ｂの基準位置（ニュートラル位置）を示す。左側操作レバー表示領域４３４は、操作レバー２６Ｂの操作と対応しており、前（上）方向はアーム５の開き操作に対応し、後（下）方向はアーム５の閉じ操作に対応する。また、左方向は左旋回操作に対応し、右方向は右旋回操作に対応する。左側操作レバー表示領域４３４は、動作表示部４３１ａに表示されるショベルのアニメーションの動きに連動して操作レバー２６Ｂの操作軌跡を表示する。

メッセージ表示領域４３５は、操作解析の結果や改善方法をメッセージにより表示する。従って、操作者は、右側操作レバー表示領域４３３、左側操作レバー表示領域４３４、及び、シリンダ圧表示領域４３２を確認することにより、自身が実際にどのようなレバー操作をしているかを客観的に認識できる。

解析対象の操作者は、例えば、図７に示す第１操作解析画面４３０の表示から以下のレバー操作をしていたことが分かる。具体的には、左側操作レバー表示領域４３４の表示から、アーム５を閉じ方向に操作する際、操作レバー２６Ｂを一気に閉じ方向へ操作していることが分かる。また、右側操作レバー表示領域４３３の表示から、アーム５の閉じ操作に合わせて、ブーム４を徐々に上げ方向に操作していたことが分かる。そして、掘削の最終段階で、バケット６を閉じ方向に操作していたことが分かる。

しかしながら、これらの操作は、アームシリンダ８にのみ大きな圧力が加わってしまう操作であることがシリンダ圧表示領域４３２の表示から分かる。従って、図７に示すメッセージ表示領域４３５には、「アームの圧力が上がっています。バケットの操作量を増やしてみましょう」というメッセージが表示される。

上記したように操作者は、第１操作解析画面４３０上に表示された各操作解析の結果を確認することで、自身のショベル操作の現状を客観的に認識できると共に、操作能力を向上させるためのヒントを得ることができる。

このようにして、画像表示部４１は、操作解析結果を表示できる。但し、画像表示部４１に表示される操作解析結果の表示態様は図７に示す第１操作解析画面４３０に限定されるものではない。例えば、表示装置４０は、図７に示す第１操作解析画面４３０を画像表示部４１に表示させた後、図８に示す第２操作解析画面４４０を画像表示部４１に表示させてよい。

第２操作解析画面４４０は、操作者の操作履歴に対する改善例を操作解析結果として表示する。従って、操作者は、第２操作解析画面４４０を確認することで、具体的にどのように改善すれば操作能力が向上するかを理解できる。

第２操作解析画面４４０は、ショベル動作表示領域４４１、シリンダ圧表示領域４４２、右側操作レバー表示領域４４３、左側操作レバー表示領域４４４、メッセージ表示領域４４５を含む。第２操作解析画面４４０は、第１操作解析画面４３０と略同様の表示領域を有し、表示形態も略同じであるため共通する部分は省略し、相違点を中心に説明する。

ショベル動作表示領域４４１は、操作者の操作履歴に対する改善例をショベルのＣＧモデルによりアニメーションで表示する。本実施形態では、所定の検出値が所定の閾値を超えた時点の前後５秒（合計１０秒）の操作履歴に対する改善例がアニメーションで再生される。

シリンダ圧表示領域４４２は、操作者の操作履歴に対する改善例をアタッチメントの動きに連動したバケットシリンダ９、アームシリンダ８、ブームシリンダ７のそれぞれのシリンダ圧のバーグラフ表現により表示する。シリンダ圧表示領域４４２に表示されるシリンダ圧のバーグラフ表現は、動作表示部４４１ａに表示されるショベルのアニメーションの動きと連動している。

また、シリンダ圧表示領域４４２は、コントローラ３０が操作解析で算出した最大シリンダ圧力Ｘを指すレベル線Ｌ１と、改善例としての目標シリンダ圧Ｘ'を指すレベル線Ｌ２とを表示している。図８では、アーム圧表示部４４２ｂは、レベル線Ｌ１とレベル線Ｌ２の間の領域内を赤色で表示し、且つ、レベル線Ｌ２までシリンダ圧を下げるように指示する矢印アイコンＹ１を表示している。バケット圧表示部４４２ａは、レベル線Ｌ２までシリンダ圧を上げるように指示する矢印アイコンＹ２を表示している。

図８に示すレベル線Ｌ１、Ｌ２は、バケット圧表示部４４２ａ、アーム圧表示部４４２ｂ及びブーム圧表示部４４２ｃで共用されている。しかしながら、レベル線Ｌ１、Ｌ２は、バケット圧表示部４４２ａ、アーム圧表示部４４２ｂ及びブーム圧表示部４４２ｃのそれぞれで別々に表示されていてもよい。

右側操作レバー表示領域４４３は、改善例に関する操作レバー２６Ａの操作軌跡を上面視で表示する。右側操作レバー表示領域４４３は、改善例に関する操作レバー２６Ａの操作に対応している。具体的には、前後（上下）方向はブーム４の上げ下げに対応し、左右方向はバケット６の開閉に対応している。右側操作レバー表示領域４４３は、動作表示部４４１ａに表示されるショベルのアニメーションの動きに連動して、改善例に関する操作レバー２６Ａの操作軌跡を表示する。

左側操作レバー表示領域４４４は、改善例に関する操作レバー２６Ｂの操作軌跡を上面視で表示する。左側操作レバー表示領域４４４は、改善例に関する操作レバー２６Ｂの操作に対応している。具体的には、前後（上下）方向はアーム５の開閉に対応し、左方向は左旋回に対応し、右方向は右旋回に対応している。左側操作レバー表示領域４４４は、動作表示部４４１ａに表示されるショベルのアニメーションの動きに連動して、改善例に関する操作レバー２６Ｂの操作軌跡を表示する。

図８に示す右側操作レバー表示領域４４３は、コントローラ３０が実行した操作解析による操作レバー２６Ａの操作軌跡Ｋ１と、操作解析結果に基づく改善例を示す操作レバー２６Ａの操作軌跡Ｋ２を表示している。

操作軌跡Ｋ１は、時点Ｔ１〜時点Ｔ４の期間における操作レバー２６Ａの操作解析に基づいた操作軌跡を示している。操作軌跡Ｋ２は、時点Ｔ１'〜時点Ｔ４'の期間における操作レバー２６Ａの改善例に基づいた操作軌跡を示している。時点Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれは、時点Ｔ１'〜Ｔ４'のそれぞれに対応している。

図８に示す操作軌跡Ｋ２は、時点Ｔ３'から時点Ｔ４'の間でバケット６の操作量を増やすよう指示している。

メッセージ表示領域４４５は、操作解析の結果や改善方法をメッセージにより表示する。図８に示すメッセージ表示領域４４５には、「アームの圧力が上がっています。バケットの操作量を増やしてみましょう」というメッセージが表示されている。

操作者は、第２操作解析画面４４０上に表示された改善例を確認することで、具体的にどのようなレバー操作を行えば操作能力を向上させることができるのかを直感的に理解できる。

操作者は、左側操作レバー表示領域４４４を見ることで、アーム５を閉じ方向に操作する際に操作レバー２６Ｂを一気に閉じ方向へ操作していたことが分かる。また、右側操作レバー表示領域４４３の操作軌跡Ｋ１を見ることで、アーム５の閉じ操作に合わせて、ブーム４を徐々に上げ方向に操作していたことが分かる。そして、掘削の最終段階でバケット６を閉じ方向に操作していたことが分かる。

また、操作者は、右側操作レバー表示領域４４３の操作軌跡Ｋ２に注目することで、操作レバー２６Ａをどのように操作すればショベル操作を改善できるかが一目で分かる。図８に示す操作軌跡Ｋ２は、時点Ｔ１'〜時点Ｔ３'までの操作は、改善する必要が無いことを示している。一方で、時点Ｔ３'から時点Ｔ４'の間で操作レバー２６Ａを更に左側に倒してバケット６の操作量を増やす必要があることを示している。そのため、操作者は、時点Ｔ３'から時点Ｔ４'のところで操作レバー２６Ａを左側へ倒す操作が必要であることを理解できる。

上述の実施形態では、表示装置４０は、第１操作解析画面４３０と第２操作解析画面４４０を別々の画面として表示している。しかしながら、表示装置４０は、第１操作解析画面と第２操作解析画面を同じ画面に表示してもよい。或いは、表示装置４０は、第１操作解析画面４３０及び第２操作解析画面４４０の少なくとも１つと、カメラ画像、設定状態表示部及び運転状態表示部の少なくとも１つとを別々の画面に或いは同じ画面に同時に表示してもよい。

図９は、第１操作解析画面と第２操作解析画面を含む第３操作解析画面４５０の一例を示す。図９に示す第３操作解析画面４５０は、図７に示す第１操作解析画面４３０が表示される操作履歴表示領域４５１と、図８に示す第２操作解析画面４４０が表示される改善例表示領域４５２を含む。操作履歴表示領域４５１のシークバー４３１ｂに関する再生時間と、改善例表示領域４５２のシークバー４４１ｂに関する再生時間は同じである。

第３操作解析画面４５０は、操作履歴表示領域４５１と改善例表示領域４５２を上下に並べた構成を有する。そのため、実際の操作履歴と改善例との違いを目立たせることができ、ショベル操作に関する具体的な改善方法を操作者に分かり易く示唆し或いは教示することができる。

また、改善例表示領域４５２で教示した改善例は、操作履歴表示領域４５１で表示された操作者の実際の操作履歴に比べてバケット６の動きが早いため、スムーズな掘削作業に寄与する。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに種々の変形、置換等が適用され得る。

本願は、２０１６年４月２１日に出願した日本国特許出願２０１６−０８５３２４号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

１・・・下部走行体 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 １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １６・・・作動油ライン １７・・・コントロールバルブ ２６・・・操作装置 ３０・・・コントローラ ３０ａ・・・一次記憶部 ３１・・・主記憶部 ４０・・・表示装置 ４１・・・画像表示部 ５０Ｓ・・・操作解析開始ボタン ５０Ｃ・・・操作解析確認ボタン ５１〜５５・・・圧力センサ ４００・・・メニュー画面 ４１０・・・メイン画面 ４２０・・・履歴画面 ４３０・・・第１操作解析画面 ４３１・・・ショベル動作表示領域 ４３２・・・シリンダ圧表示領域 ４３３・・・右側操作レバー表示領域 ４３４・・・左側操作レバー表示領域 ４３５・・・メッセージ表示領域 ４４０・・・第２操作解析画面 ４４１・・・ショベル動作表示領域 ４４２・・・シリンダ圧表示領域 ４４３・・・右側操作レバー表示領域 ４４４・・・左側操作レバー表示領域 ４４５・・・メッセージ表示領域 ４５０・・・第３操作解析画面 ４５１・・・操作履歴表示領域 ４５２・・・改善例表示領域 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 Ｓ４・・・旋回角速度センサ Ｓ５・・・カメラ

Claims (10)

1. ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントを有するショベルの表示装置であって、
   前記ショベルの操作解析を開始させ、該操作解析の履歴を蓄積させる操作解析開始入力部と、
   前記操作解析の結果を表示させる操作解析確認入力部と、
   を有するショベルの表示装置。
2. 前記ショベルの操作履歴を、前記ショベルのモデルにより表示することにより、前記操作解析の結果を表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
3. 前記ショベルの操作履歴を、前記アタッチメントの動きに連動したシリンダ圧により表示することにより、前記操作解析の結果を表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
4. 前記ショベルの操作履歴を、前記アタッチメントを操作する操作レバーの軌跡により表示することにより、前記操作解析の結果を表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
5. 前記ショベルの操作履歴に対する改善例を、前記ショベルのモデルにより表示することにより、前記操作解析の結果を表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
6. 前記ショベルの操作履歴に対する改善例を、前記アタッチメントの動きに連動したシリンダ圧により表示することにより、前記操作解析の結果を表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
7. 前記ショベルの操作履歴に対する改善例を、前記アタッチメントを操作する操作レバーの軌跡により表示することにより、前記操作解析の結果を表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
8. 前記操作解析の結果とカメラ画像を同時に表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
9. 前記操作解析の結果と前記ショベルの設定状態表示部を同時に表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。
10. 前記操作解析の結果と前記ショベルの運転状態表示部を同時に表示する請求項１に記載のショベルの表示装置。

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