JPWO2019117166A1 - ショベル - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態に係るショベル（１００）は、運転室としてのキャビン（１０）と、キャビン（１０）に取り付けられた表示装置（４０）と、メインポンプ（１４）と、メインポンプ（１４）を駆動する内燃機関としてのエンジン（１１）と、情報取得装置と、情報取得装置が取得した情報に基づいて作業量を算出し、且つ、所定時間毎の作業量を時系列で表示装置（４０）に表示させる制御装置としてのコントローラ（３０）と、を備える。

Description

本開示は、ショベルに関する。

従来、単位時間当たりの燃料消費量の時間的推移を表示装置に表示させるショベルが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２０１４−１９００９０号公報 特開２０１５−２０９６９１号公報

しかしながら、単位時間当たりの燃料消費量の時間的推移を表示するだけでは、ショベルがどのように使用されたかを外部に伝えることはできない。作業の段取りの仕方等によって同じ燃料消費量で実現される作業量は大きく異なるためである。

そこで、ショベルがどのように使用されたかをより分かり易く提示することが望ましい。

本発明の実施形態に係るショベルは、運転室と、前記運転室に取り付けられた表示装置と、メインポンプと、前記メインポンプを駆動する内燃機関と、情報取得装置と、前記情報取得装置が取得した情報に基づいて作業量を算出し、且つ、所定時間毎の作業量を時系列で前記表示装置に表示させる制御装置と、を備える。

上述の手段により、ショベルがどのように使用されたかをより分かり易く提示できるショベルを提供できる。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。 ３次元距離画像センサが取り付けられたショベルの側面図である。 表示装置に表示されるメイン画面の一例である。 表示装置に表示されるメイン画面の別の一例である。 マシンガイダンス部の構成例を示す図である。 飛行体から距離画像を受信するショベルの側面図である。 バケットの爪先の軌道を導き出すショベルの側面図である。 ステレオカメラが取り付けられたショベルの側面図である。 表示装置に表示されるメイン画面の更に別の一例である。 作業量表示画面の一例である。 作業量表示画面の別の一例である。 作業量表示画面の更に別の一例である。 作業量表示画面の更に別の一例である。 作業量表示画面の更に別の一例である。 作業量表示画面の更に別の一例である。 表示装置に表示されるメイン画面の更に別の一例である。 表示装置に表示されるメイン画面の更に別の一例である。

図１は本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００の側面図である。ショベル１００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、バケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成している。そして、ブーム４は、ブームシリンダ７により駆動され、アーム５は、アームシリンダ８により駆動され、バケット６は、バケットシリンダ９により駆動される。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。

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度」とする。）を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度」とする。）を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。

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ように構成されている。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度」とする。）を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。

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、又は、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。

ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。

ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。

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、コントローラ３０、表示装置４０、入力装置４２、音声出力装置４３、記憶装置４７、測位装置Ｐ１、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、撮像装置Ｓ６及び通信装置Ｔ１が取り付けられている。上部旋回体３には、電力を供給する蓄電部、及び、エンジン１１の回転駆動力を用いて発電する電動発電機等が搭載されていてもよい。蓄電部は、例えば、キャパシタ、又は、リチウムイオン電池等である。電動発電機は、電動機として機能して機械負荷を駆動してもよく、発電機として機能して電気負荷に電力を供給してもよい。

コントローラ３０は、ショベル１００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、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。各種機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能の少なくとも１つを含んでいてもよい。

表示装置４０は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置４０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。

入力装置４２は、操作者が各種情報をコントローラ３０に入力できるように構成されている。入力装置４２は、キャビン１０内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも１つを含む。

音声出力装置４３は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置４３は、例えば、コントローラ３０に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、音声出力装置４３は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力するように構成されている。

記憶装置４７は、各種情報を記憶するように構成されている。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。目標施工面は、ショベル１００の操作者が設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。

測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置を測定するように構成されている。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを測定できるように構成されていてもよい。本実施形態では、測位装置Ｐ１は、例えばＧＮＳＳコンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。そのため、測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを検出する向き検出装置としても機能し得る。向き検出装置は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサであってもよい。

機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は仮想水平面に対する上部旋回体３の前後軸回りの前後傾斜角及び左右軸回りの左右傾斜角を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。

旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角度を検出或いは算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。

撮像装置Ｓ６は、空間認識装置の一例であり、ショベル１００の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方の空間を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方の空間を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方の空間を撮像する右カメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方の空間を撮像する後カメラＳ６Ｂを含む。

撮像装置Ｓ６は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラ、距離画像カメラ等であってもよい。また、撮像装置Ｓ６は、３次元距離画像センサ、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ又は赤外線センサ等の他の空間認識装置で置き換えられてもよく、他の空間認識装置とカメラとの組み合わせで置き換えられてもよい。

前カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられている。但し、前カメラ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。左カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、右カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、後カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。

通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。外部機器は、例えば、外部施設に設置されたサーバ等の管理装置Ｄ１であってもよく、ショベル１００の周囲の作業者が携帯しているスマートフォン等の支援装置Ｄ２であってもよい。外部機器は、例えば、１又は複数のショベル１００に関する施工情報を管理できるように構成されている。施工情報は、例えば、ショベル１００の稼動時間、燃費及び作業量等の少なくとも１つに関する情報を含む。作業量は、例えば、掘削した土砂の量、及び、ダンプトラックの荷台に積み込んだ土砂の量等である。ショベル１００は、通信装置Ｔ１を介し、所定の時間間隔でショベル１００に関する施工情報を外部機器に送信するように構成されていてもよい。この構成により、ショベル１００の外部にいる作業者又は管理者等は、管理装置Ｄ１又は支援装置Ｄ２に接続されているモニタ等の表示装置を通じて施工情報を含む各種情報を視認できる。

外部機器は、積載重量測定装置を備えたダンプトラックに搭載されている通信装置であってもよく、ダンプトラックの重量を測定する台貫に接続された通信装置であってもよい。この場合、ショベル１００は、ダンプトラック又は台貫からの情報に基づき、ダンプトラックの荷台に積載された土砂等の重量を取得できる。

図２は、ショベル１００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、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系をそれぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。

ショベル１００の駆動系は、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、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、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０、燃料タンク５５及びエンジンコントローラユニット（ＥＣＵ７４）等を含む。

エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、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。また、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連結されている。

メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するように構成されている。本実施形態では、メインポンプ１４は、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１４の吐出量を制御するように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、コントローラ３０は、操作圧センサ２９等の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。

パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の供給圧力を低下させた後で操作装置２６等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。

コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１〜１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するように構成されている。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、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。旋回用油圧モータ２Ａは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。この場合、旋回用電動発電機は、蓄電部又は電動発電機から電力の供給を受けてもよい。

操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、原則として、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。操作装置２６のうちの少なくとも１つは、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出するように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

操作圧センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６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。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

燃料タンク５５は、燃料を収容する容器である。燃料タンク５５に収容されている燃料の残量状態は、燃料残量センサ５５ａによって検出される。燃料残量センサ５５ａは、燃料の残量状態に関する情報をコントローラ３０に対して出力する。

ＥＣＵ７４は、エンジン１１を制御するように構成されている。本実施形態では、ＥＣＵ７４は、エンジン１１における燃料噴射量、燃料噴射タイミング及びブースト圧等を制御する。また、ＥＣＵ７４は、エンジン１１に関する情報をコントローラ３０に対して出力する。

次に、コントローラ３０が有する機能要素について説明する。作業量算出部３５は、ショベル１００の作業量を算出するように構成されている。本実施形態では、作業量算出部３５は、情報取得装置が取得する情報に基づいて作業量を算出する。情報取得装置が取得する情報は、ブーム角度、アーム角度、バケット角度、前後傾斜角、左右傾斜角、旋回角速度、旋回角度、ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧、バケットロッド圧、バケットボトム圧、撮像装置Ｓ６が撮像した画像、メインポンプ１４の吐出圧、及び、操作装置２６のそれぞれに関する操作圧等のうちの少なくとも１つを含む。情報取得装置は、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、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、撮像装置Ｓ６、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ、バケットボトム圧センサＳ９Ｂ、吐出圧センサ２８及び操作圧センサ２９等のうちの少なくとも１つを含む。

例えば、作業量算出部３５は、図３に示すように、撮像装置Ｓ６としての３次元距離画像センサＳ６Ａが撮像したショベル１００の前方の空間に関する距離画像に基づき、掘削アタッチメントによって掘削された土砂等の掘削物の量を作業量として算出する。図３の太線ＧＳは、３次元距離画像センサＳ６Ａの撮像範囲の一部を表している。３次元距離画像センサＳ６Ａは、例えば、レーザで地形を計測する３次元レーザスキャナである。３次元距離画像センサＳ６Ａはステレオカメラ等の他の空間認識装置であってもよい。具体的には、作業量算出部３５は、掘削動作が始まったときに撮像された距離画像と、掘削動作が完了したときに撮像された距離画像とに基づき、その１回の掘削動作で掘削された掘削物の体積（推定値）を作業量として算出する。このように、掘削前の地形と掘削後の地形を比較し、その変化に基づいて１回の作業量を算出する。

本実施形態では、作業量算出部３５は、情報取得装置が取得する情報に基づき、盛土動作、積込動作及び掘削動作等の作業内容の種別を判定できるように構成されている。盛土動作は、所定位置に土を盛る動作であり、積込動作は、ダンプトラックに土砂等を積み込む動作である。また、掘削動作は、バケット６内に掘削物を取り込む動作であり、例えば、掘削物を取り込んでいないバケット６が地面に接触したときに始まったとされ、掘削物を取り込んだバケット６が地面から離れたときに完了したとされる。但し、掘削動作が始まったと判定するための条件、及び、掘削動作が完了したと判定する為の条件は、任意に設定され得る。盛土動作及び搬出動作等の他の作業内容についても同様である。

作業量算出部３５は、例えば、操作圧センサ２９及びシリンダ圧センサ等の出力に基づき、掘削動作が始まったか否か、及び、掘削動作が完了したか否かを判定する。作業量算出部３５は、掘削アタッチメントの姿勢を検出する姿勢センサの出力に基づき、掘削動作が始まったか否か、及び、掘削動作が完了したか否かを判定してもよい。姿勢センサは、例えば、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を含む。姿勢センサは、ストロークセンサの組み合わせであってもよい。

この構成により、コントローラ３０は、所定時間内に行われた１回又は複数回の掘削動作のそれぞれに関する掘削物の体積（推定値）の積算値を所定時間における作業量として算出できる。

表示制御部３６は、表示装置４０に表示される内容を制御するように構成されている。本実施形態では、表示制御部３６は、情報取得装置が取得する情報に基づいて各種情報を表示装置４０に表示させる。図４Ａ及び図４Ｂは、表示装置４０に表示されるメイン画面４１Ｖの例である。図４Ａに示すメイン画面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、平均燃費表示領域４１ｄ、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、尿素水残量表示領域４１ｊ、作動油温表示領域４１ｋ、及びカメラ画像表示領域４１ｍを含む。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、及び、回転数モード表示領域４１ｉのそれぞれは、ショベル１００の設定状態を表示する設定状態表示領域の例である。平均燃費表示領域４１ｄ、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、尿素水残量表示領域４１ｊ、及び、作動油温表示領域４１ｋのそれぞれは、ショベル１００の運転状態を表示する運転状態表示領域の例である。

日時表示領域４１ａは、現在の日時を表示する領域である。走行モード表示領域４１ｂは、現在の走行モードを表す図形を表示する領域である。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図形を表示する領域である。平均燃費表示領域４１ｄは、現在の平均燃費を表示する領域である。平均燃費は、例えば、所定時間における燃料消費量である。エンジン制御状態表示領域４１ｅは、エンジン１１の制御状態を表す図形を表示する領域である。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。燃料残量表示領域４１ｈは、燃料タンク５５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。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領域である。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表示する領域である。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。カメラ画像表示領域４１ｍは、カメラ画像を表示する領域である。

情報取得装置は、冷却水温センサ及び燃料残量センサ等、メイン画面４１Ｖを表示するために必要な情報を取得する装置を含む。

図４Ｂは、カメラ画像表示領域４１ｍに作業量表示画面４１ｗが重畳表示された状態にあるメイン画面４１Ｖを示す。この例では、表示制御部３６は、作業量算出部３５が算出した作業量に基づき、作業量に関する情報を作業量表示画面４１ｗ内に表示させている。作業量表示画面４１ｗは、メイン画面４１Ｖの他の部分に重畳表示されてもよく、全画面表示されてもよい。

表示制御部３６は、例えば、入力装置４２の１つである作業量表示ボタン等の所定のボタンが操作された場合にこの作業量表示画面４１ｗを表示させる。所定のボタンは、表示装置４０の周囲に設置されているハードウェアボタンであってもよく、タッチパネルを含む表示装置４０に表示されるソフトウェアボタンであってもよい。表示制御部３６は、所定の条件が満たされた場合に自動的に作業量表示画面４１ｗを表示させてもよい。

作業量表示画面４１ｗは、作業量の日毎の推移を棒グラフで表示している。作業量の推移は、時間毎又は週毎等で表示されてもよく、任意のタイミングで区切られた時間幅毎で表示されてもよい。棒グラフの縦軸は、例えば、作業量の一例である推定土量に対応する。図４Ｂの例では、推定土量は、掘削物としての土砂の体積の推定値であり、単位は［ｍ^３］（立方メートル）である。

この構成により、コントローラ３０は、作業量の時間的推移をショベル１００の操作者に分かり易く提示できる。

燃料消費量算出部３７は、燃料消費量を算出するように構成されている。本実施形態では、燃料消費量算出部３７は、燃料残量センサ５５ａの出力に基づいて燃料消費量を算出する。燃料消費量算出部３７は、例えば、所定時間毎に燃料消費量を算出してもよい。

次に、図５を参照し、コントローラ３０にマシンガイダンス部５０が含まれている場合について説明する。作業量の算出では、マシンガイダンス部５０が有する、作業部位の位置（例えばバケット６の爪先位置）を算出する機能を用いることが可能なためである。但し、作業量の算出には、マシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能は必要とされていない。

マシンガイダンス部５０は、例えば、マシンガイダンス機能を実行するように構成されている。本実施形態では、マシンガイダンス部５０は、例えば、目標施工面とアタッチメントの作業部位との距離等の作業情報を操作者に伝えることができるように構成されている。目標施工面に関するデータは、例えば、記憶装置４７に予め記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そしてＺ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。操作者は、施工現場の任意の点を基準点と定め、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してもよい。アタッチメントの作業部位は、例えば、バケット６の爪先又はバケット６の背面等である。マシンガイダンス部５０は、表示装置４０及び音声出力装置４３等の少なくとも１つを介して作業情報を操作者に伝えることでショベル１００の操作をガイドする。

マシンガイダンス部５０は、操作者によるショベル１００の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能を実行してもよい。例えば、マシンガイダンス部５０は、操作者が手動で掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置とが一致するようにブーム４、アーム５及びバケット６の少なくとも１つを自動的に動作させてもよい。

本実施形態では、マシンガイダンス部５０は、コントローラ３０に組み込まれているが、コントローラ３０とは別に設けられた制御装置であってもよい。この場合、マシンガイダンス部５０は、例えば、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリ等を含むコンピュータで構成される。そして、マシンガイダンス部５０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。また、マシンガイダンス部５０とコントローラ３０とはＣＡＮ等の通信ネットワークを通じて互いに通信可能に接続される。

具体的には、マシンガイダンス部５０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、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、撮像装置Ｓ６、測位装置Ｐ１、通信装置Ｔ１及び入力装置４２等から情報を取得する。そして、マシンガイダンス部５０は、例えば、取得した情報に基づいてバケット６と目標施工面との間の距離を算出し、音声及び画像表示により、バケット６と目標施工面との間の距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにする。

そのため、マシンガイダンス部５０は、位置算出部５１、距離算出部５２、情報伝達部５３及び自動制御部５４を有する。

位置算出部５１は、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部５１は、アタッチメントの作業部位の基準座標系における座標点を算出する。具体的には、位置算出部５１は、ブーム４、アーム５及びバケット６のそれぞれの回動角度からバケット６の爪先の座標点を算出する。

距離算出部５２は、２つの測位対象間の距離を算出するように構成されている。本実施形態では、距離算出部５２は、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離を算出する。

情報伝達部５３は、各種情報をショベル１００の操作者に伝えるように構成されている。本実施形態では、情報伝達部５３は、距離算出部５２が算出した各種距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える。具体的には、情報伝達部５３は、視覚情報及び聴覚情報の少なくとも１つを用いて、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える。

例えば、情報伝達部５３は、音声出力装置４３による断続音を用いて、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを操作者に伝えてもよい。この場合、情報伝達部５３は、鉛直距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くしてもよい。但し、情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低及び強弱等の少なくとも１つを変化させて鉛直距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。また、情報伝達部５３は、バケット６の爪先が目標施工面よりも低い位置になった場合には警報を発してもよい。警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。

また、情報伝達部５３は、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを作業情報として表示装置４０に表示させてもよい。表示装置４０は、例えば、撮像装置Ｓ６から受信した画像データと共に、情報伝達部５３から受信した作業情報を画面に表示する。情報伝達部５３は、例えば、アナログメータの画像又はバーグラフインジケータの画像等を用いて鉛直距離の大きさを操作者に伝えるようにしてもよい。

自動制御部５４は、アクチュエータを自動的に動作させることで操作者によるショベル１００の手動操作を自動的に支援する。例えば、自動制御部５４は、操作者が手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標施工面とバケット６の爪先の位置とが一致するようにブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを自動的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、アーム操作レバーを閉じ方向に操作するだけで、バケット６の爪先を目標施工面に一致させながら、アーム５を閉じることができる。この自動制御は、入力装置４２の１つである所定のスイッチが押下されたときに実行されるように構成されていてもよい。所定のスイッチは、例えば、マシンコントロールスイッチ（以下、「ＭＣスイッチ」とする。）であり、ノブスイッチとして操作装置２６の先端に配置されていてもよい。

自動制御部５４は、ＭＣスイッチ等の所定のスイッチが押下されたときに、上部旋回体３を目標施工面に正対させるために旋回用油圧モータ２Ａを自動的に回転させてもよい。この場合、操作者は、所定のスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させることができる。或いは、操作者は、所定のスイッチを押下するだけで、上部旋回体３を目標施工面に正対させ且つマシンコントロール機能を開始させることができる。

本実施形態では、自動制御部５４は、各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に且つ自動的に調整することで各アクチュエータを自動的に動作させることができる。

コントローラ３０における作業量算出部３５は、マシンガイダンス部５０が有する機能を利用してショベル１００の作業量を算出してもよい。具体的には、作業量算出部３５は、位置算出部５１が算出したバケット６の爪先の位置の時間的推移に基づいて作業量を算出してもよい。

例えば、作業量算出部３５は、図６に示すように、飛行体２００が搭載している撮像装置Ｓ６としてのステレオカメラＳ６Ｄが生成したショベル１００の前方の空間に関する距離画像に基づき、掘削動作が始まる前の地形を導き出す。図６の破線Ｒ１は、ステレオカメラＳ６Ｄの撮像範囲を示す。撮像装置Ｓ６は３次元距離画像センサ等の他の空間認識装置であってもよい。飛行体２００は、例えば、マルチコプタ又は飛行船等であり、距離画像の位置及び向きを特定できるように測位装置Ｐ２を搭載している。また、飛行体２００は、ショベル１００との通信を可能にする通信装置Ｔ２を搭載している。作業量算出部３５は、通信装置Ｔ１を介して飛行体２００のステレオカメラＳ６Ｄが生成した距離画像等を受信し、その距離画像に基づいて掘削動作が始まる前の地形を導き出す。作業量算出部３５は、通信装置Ｔ１を介して飛行体２００のステレオカメラＳ６Ｄが撮像した画像を受信し、その画像から距離画像を生成し、その距離画像に基づいて掘削動作が始まる前の地形を導き出すように構成されていてもよい。

その後、作業量算出部３５は、位置算出部５１が算出したバケット６の爪先の位置の軌跡（図７の点線Ｌ１参照。）と、掘削動作が始まる前の地形（図７の一点鎖線Ｌ２参照。）とに基づき、掘削アタッチメントによって掘削された土砂等の掘削物の量を作業量として算出する。地面と作業部位とが接触したか否かの判定は、例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、若しくは、バケットシリンダ９における作動油の圧力の変化に基づいて行われる。地面と作業部位とが接触したか否かの判定は、前回の接触を判定したときの作業部位の位置と現在の作業部位の位置との比較に基づいて行われてもよい。具体的には、作業量算出部３５は、掘削動作が始まったときの地形と、その掘削動作の際のバケット６の爪先の軌跡とに基づき、その１回の掘削動作で掘削された掘削物の体積（推定値）を作業量として算出する。

この構成により、コントローラ３０は、所定時間内に行われた１回又は複数回の掘削動作のそれぞれに関する掘削物の体積（推定値）の積算値を所定時間における作業量として算出できる。

また、図６の例では、コントローラ３０は、ショベル１００による作業が開始される前に、飛行体２００から地形に関する情報を取得している。しかしながら、コントローラ３０は、所定時間間隔で地形の変化に関する情報を飛行体２００から取得することで、所定時間毎の作業量を把握してもよい。

作業量算出部３５は、図８に示すように、前カメラＳ６Ｆが撮像したショベル１００の前方の空間に関する画像に基づき、ショベル１００の作業量を算出してもよい。図８の破線Ｒ２は、前カメラＳ６Ｆの撮像範囲を表し、一点鎖線Ｌ３は、掘削動作が始まる前の地形を表している。この場合、前カメラＳ６Ｆは、単眼カメラであってもよく、ステレオカメラであってもよく、３次元距離画像センサ等の他の空間認識装置であってもよい。図８の例では、作業量算出部３５は、前カメラＳ６Ｆが撮像したバケット６に関する画像からバケット６内の掘削物の体積（推定値）を作業量として算出する。

具体的には、作業量算出部３５は、掘削物を取り込んだバケット６が空中に持ち上げられているときに前カメラＳ６Ｆが撮像したバケット６に関する画像に各種画像処理を施すことでバケット６内の掘削物の画像を認識する。そして、掘削物の画像の大きさ等に基づいてバケット６内の掘削物の体積（推定値）を導き出す。作業量算出部３５は、バケット６内の掘削物の体積（推定値）を導き出すために、姿勢センサ等の他の情報取得装置の出力を追加的に利用してもよい。

この構成により、コントローラ３０は、所定時間内に行われた１回又は複数回の掘削動作のそれぞれに関する掘削物の体積（推定値）の積算値を所定時間における作業量として算出できる。

また、ショベル１００による掘削作業には、通常の掘削作業の他に深掘り掘削作業も含まれる。このため、コントローラ３０は、図８に示すようにブーム４に取り付けられた前カメラＳ６Ｆにより、バケット６内の掘削物に関する情報を取得するのではなく、飛行体２００（図６参照。）等に搭載されたステレオカメラＳ６Ｄ等の他の空間認識装置により、深掘り掘削作業による掘削前の地形と掘削後の地形の変化に関する情報を取得してもよい。この場合、コントローラ３０は、深掘り掘削作業による掘削前の地形と掘削後の地形の変化に関する情報に基づいて作業量を推定してもよい。

作業量算出部３５は、姿勢センサ及びシリンダ圧センサの出力に基づいてショベル１００の作業量を算出してもよい。例えば、作業量算出部３５は、掘削物を取り込んだバケット６が空中に持ち上げられているときの掘削アタッチメントの姿勢とブームボトム圧とに基づき、１回の掘削動作で掘削された掘削物の重量（推定値）を作業量として算出してもよい。

この構成により、コントローラ３０は、所定時間内に行われた１回又は複数回の掘削動作のそれぞれに関する掘削物の重量（推定値）の積算値を所定時間における作業量として算出できる。

この場合、表示制御部３６は、作業量算出部３５が算出した掘削物の重量（推定値）に基づき、所定時間における掘削物の重量（推定値）に関する情報を表示装置４０に表示させてもよい。

図９は、表示装置４０に表示されるメイン画面４１Ｖの別の一例であり、図４Ｂに対応する。図９の作業量表示画面４１ｗは、掘削物の重量（推定値）の推移を棒グラフで表示している点で、掘削物の体積（推定値）の推移を棒グラフで表示している図４Ｂの作業量表示画面４１ｗと異なる。図９の棒グラフの縦軸は推定土量に対応する。図９の例では、推定土量は、掘削物としての土砂の重量の推定値であり、単位は［ｔ］（トン）である。

この構成により、コントローラ３０は、作業量としての土砂の重量の時間的推移をショベル１００の操作者に分かり易く提示できる。この土砂の重量の時間的推移に関する表示は、例えば、ダンプトラックに掘削物を積み込む際に有用である。ショベル１００の操作者は、この表示を見ることで、ダンプトラックに積み込んだ土砂の重量の合計を容易に把握できるためである。この場合、土砂の重量はダンプトラック毎に表示されてもよい。

次に、図１０Ａ〜図１０Ｆを参照し、表示装置４０に表示される作業量表示画面４１ｗの別の構成例について説明する。図１０Ａ〜図１０Ｆは、作業量表示画面４１ｗの別の構成例を示す図である。

図１０Ａでは、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の日毎の推移を棒グラフで表示し、燃料消費量の日毎の推移を折れ線グラフで表示している。この例では、推定土量は、掘削物としての土砂の重量［ｔ］の推定値である。燃料消費量の単位は［Ｌ］（リットル）である。

図１０Ｂでは、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の日毎の推移を棒グラフで表示し、推定土量燃費の日毎の推移を折れ線グラフで表示している。この例では、推定土量は、掘削物としての土砂の体積［ｍ^３］の推定値であり、推定土量燃費は、単位推定土量当たりの燃料消費量である。具体的には、推定土量燃費は、一日の燃料消費量を一日の推定土量で除した値であり、単位は［Ｌ／ｍ^３］である。この場合、推定土量燃費は、算出値が小さいほど好ましい。但し、推定土量は、掘削物としての土砂の重量［ｔ］の推定値であってもよい。この場合、推定土量燃費の単位は［Ｌ／ｔ］である。また、推定土量燃費は逆数で示されてもよい。例えば、推定土量燃費は、一日の推定土量を一日の燃料消費量で除した値で示されてもよい。この場合、推定土量燃費は、算出値が大きいほど好ましい。

図１０Ｃでは、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の日毎の推移を棒グラフで表示し、推定土量燃費の日毎の推移を折れ線グラフで表示している。この例では、推定土量は、掘削物としての土砂の重量［ｔ］の推定値であり、推定土量燃費は、単位推定土量当たりの燃料消費量である。具体的には、推定土量燃費は、一日の燃料消費量を一日の推定土量で除した値であり、単位は［Ｌ／ｔ］である。また、推定土量燃費は逆数で示されてもよい。例えば、推定土量燃費は、一日の推定土量を一日の燃料消費量で除した値で示されてもよい。この場合、推定土量燃費は、算出値が大きいほど好ましい。

図１０Ｄでは、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の日毎の推移を棒グラフで表示し、推定土量燃費の日毎の推移を折れ線グラフで表示している。その上で、作業量表示画面４１ｗは、各日の作業内容の種別、回転数モード、天気、合計作業時間、作業者、作業場所、掘削物の種類、及び、作業内容時間を表形式で表示している。合計作業時間は、ショベル１００の総稼動時間を意味し、作業内容時間は、作業内容毎のショベル１００の稼動時間を意味する。また、作業量表示画面４１ｗは、作業内容毎に棒グラフの色を変え、且つ、各作業内容の際に選択された回転数モードに関する情報を棒グラフの中に表示している。回転数モードは、例えば、エンジン１１の回転数が大きい順に、ＳＰモード、Ｈモード及びＡモードを含む。

具体的には、作業量表示画面４１ｗは、例えば７日前の作業に関しては、天気が「晴れ」、合計作業時間が「８時間」、作業者が「Ａ」、作業場所が「××地区」、掘削物の種類が「×××３」であったこと、並びに、ＳＰモードによる掘削動作が３．５時間にわたって行われたこと、及び、Ａモードによる積込動作が４．５時間にわたって行われたことを示している。また、作業量表示画面４１ｗは、例えば１日前の作業に関しては、天気が「晴れ」、合計作業時間が「８時間」、作業者が「Ｃ」、作業場所が「△△地区」、掘削物の種類が「○○○」であったこと、及び、Ａモードによる積込動作が８時間にわたって行われたことを示している。

この作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、例えば、６日前の合計作業時間である１１時間の内訳が、４．５時間の掘削動作と、６．５時間の積込動作であったことを確認できる。すなわち、管理者は、１日の作業時間に占める各作業内容の割合を明確に把握できる。

また、この作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、例えば、４日前及び３日前の作業に関しては、掘削動作が行われずに積込動作のみが行われているため、５日前以前に比べて燃費が向上していることを確認できる。

また、この作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、例えば、２日前に作業者が「Ａ」から「Ｃ」に変わったこと、及び、３日前に比べ燃費が悪化したことを確認できる。

更に、この作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、例えば、１日前に作業場所が「××地区」から「△△地区」に変わったこと、掘削物の種類が「×××４」から「○○○」に変わったこと、及び、２日前に比べ燃費が悪化したことを確認できる。

図１０Ｅでは、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の日毎の推移を棒グラフで表示し、作業量（推定土量）の目標値（計画値）の日毎の推移を折れ線グラフで表示している。折れ線グラフのうち、実線は、計画変更後の目標値（計画値）を表し、破線は、計画変更前の目標値（計画値）を表している。その上で、作業量表示画面４１ｗは、各日の天気、合計作業時間、作業者、作業内容の種別、及び、回転数モードを表形式で表示している。また、作業量表示画面４１ｗは、掘削物の搬出に関するダンプトラックの台数を棒グラフの上に表示している。

具体的には、作業量表示画面４１ｗは、例えば４日前の作業に関しては、天気が「晴れ」、合計作業時間が「８時間」、作業者が「Ａ」、作業内容の種別が「積込（動作）」、回転数モードが「ＳＰ」であったこと、並びに、１日の作業量の目標値がＷ２［ｔ］であったこと、実際の作業量（推定土量）が目標値と同じＷ２［ｔ］であったこと、及び、掘削物が７０台のダンプトラックによって作業現場から運び出されたことを示している。

また、作業量表示画面４１ｗは、例えば２日後の作業に関しては、天気が「晴れ」、合計作業時間が「１０時間」、作業者が「Ｂ」、作業内容の種別が「積込（動作）」、回転数モードが「ＳＰ」であること、並びに、１日の作業量の目標値がＷ２［ｔ］からＷ３［ｔ］に変更されたこと、及び、掘削物を作業現場から運び出すために８８台のダンプトラックが必要とされていることを示している。

なお、図１０Ｅの例では、過去（４日前〜１日前）及び現在に関する情報は実績を表し、将来に関する情報は予測を表している。

この作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、例えば、４日前から２日前の作業に関しては、ダンプトラックへの掘削物の積み込みが目標通り（計画通り）に行われたことを確認できる。また、管理者は、１日前の作業に関しては、雨のためにダンプトラックへの掘削物の積み込みが目標通りに行われなかったことを確認できる。また、管理者は、本日の作業に関しては、晴れてはいても掘削物（土砂）の一部が乾いていないために搬出できず、ダンプトラックへの掘削物の積み込みが目標通りに行われなかったことを確認できる。

また、この作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、例えば、作業の遅れを取り戻すために、明日（１日後）以降に関しては、１日の作業量の目標値がＷ２［ｔ］からＷ３［ｔ］に引き上げられたことを確認できる。なお、台数の値を囲む［］（括弧）は、変更後の値であることを表している。

これにより、管理者は、工程の遅れを取り戻すために必要な一日当たりの積み込み土量（作業量）とそれを搬出するために用いられるダンプトラックの配車台数とを同時に確認できるとともに、計画値の変更の要因が天候の変化によるものであることも確認できる。なお、作業量表示画面４１ｗは、天気に関する情報の他に、機械状態に関する情報を表示してもよい。機械状態は、例えば、「正常」、「軽故障」及び「異常」等の少なくとも１つである。機械状態として「異常」が表示された場合、管理者は、作業量の低下が機械（ショベル１００）の異常によるものであることが分かる。更に、作業量表示画面４１ｗは、作業現場状態を表示してもよい。作業現場状態は、例えば、「作業者の休業（休憩）」、「事故」、「機械の移動」、「配材間違い」及び「調査（測量）」等の少なくとも１つである。作業現場状態を見た管理者は、作業量の低下が「事故」の発生等の作業現場の状況の変化によるものであることが分かる。

図１０Ｆでは、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の日毎の推移を棒グラフで表示し、作業量（推定土量）の目標値（計画値）の日毎の推移を折れ線グラフで表示している。その上で、作業量表示画面４１ｗは、各日の天気、降水量、作業内容の種別、作業量（推定土量）、掘削物の搬出に関するダンプトラックの台数及び合計作業時間を表形式で表示している。また、作業量表示画面４１ｗは、工事が開始される前に設定された当初の作業量の目標値の推移（計画変更前の推移）を白丸及び一点鎖線で示し、現在の天気予報に基づいて変更された後の作業量の目標値の推移（計画変更後の推移）を黒丸及び破線で示している。

具体的には、作業量表示画面４１ｗは、例えば１日前の作業に関しては、天気が「晴れ」、降水量が「０ｍｍ」、作業内容の種別が「掘削（動作）」、作業量が「６０ｔ」、掘削物の搬出に関するダンプトラックの台数が「６０台」、及び、合計作業時間が「○○時間」であったこと、並びに、１日の作業量の目標値がＷ２［ｔ］であったこと、及び、実際の作業量（推定土量）が目標値と同じＷ２［ｔ］であったことを示している。

また、作業量表示画面４１ｗは、例えば本日（現在）の作業に関しては、天気が「晴れ」、降水量が「０ｍｍ」、作業内容の種別が「掘削（動作）」、作業量が「７５ｔ」、掘削物の搬出に関するダンプトラックの台数が「７５台」、及び、合計作業時間が「△△時間」であったこと、並びに、１日の作業量の目標値がＷ２［ｔ］であったこと、及び、実際の作業量（推定土量）が目標値より多いＷ３［ｔ］であったことを示している。

また、作業量表示画面４１ｗは、例えば２日後の作業に関しては、天気が「雨」、降水量が「５０ｍｍ」、作業内容の種別が「掘削（動作）」、作業量が「０ｔ」、掘削物の搬出に関するダンプトラックの台数が「０台」、及び、合計作業時間が「０時間」であること、並びに、１日の作業量の目標値がＷ２［ｔ］から０［ｔ］に変更されたことを示している。

なお、図１０Ｆの例では、過去（１日前）及び現在に関する情報は実績を表し、将来に関する情報は予測を表している。

図１０Ｆの例は、施工計画（作業量の目標値）の変更が１日前（前日）に行われた事例を示している。この変更は、２日後に大雨が降るという予報に基づく。この場合、作業量は、２日後にゼロになると予測されるが、５日後には当初の工程（作業量の目標値）に復帰すると予測される。したがって、現在（本日）から目標値（計画値）が当初の目標値（計画値）より多くなるように施工計画が変更されている。

本日の実際の作業量（推定土量）が目標値より多いという結果は、明日以降の天気予報に基づき、施工計画（作業量の目標値）が自動的に変更されたことに起因する。図１０Ｆの例では、この変更後の計画にしたがって実際の作業が行われたことを示している。図１０Ｆの例では、コントローラ３０は、２日後の大雨の予報を考慮し、２日後の作業量の目標値をゼロにしている。すなわち、コントローラ３０は、２日後の作業を中止させている。そのため、コントローラ３０は、２日後の作業で実現されるべきであった作業量をその前後の４日間に割り振って上乗せしている。５日後に作業量の目標値を当初の目標値に戻すためである。このような施工計画の変更は、例えば、作業の遅れが解消される日（図１０Ｆの例では５日後）、及び、１日の最大作業量（図１０Ｆの例ではＷ３［ｔ］）等に関する情報が入力されると自動的に実行される。但し、施工計画の変更は、ショベル１００の操作者又は管理者等によって手動で行われてもよい。例えば、ショベル１００の操作者又は管理者等は、各日の作業量の目標値を個別に変更してもよい。仮に、８日後に当初の工程に復帰するプランを管理者が要求した場合、一日当たりの追加作業量は、図１０Ｆで示す例よりも少なく算出される。このように、コントローラ３０は、入力された復帰要求日（図１０Ｆの例では５日後）に応じて計画を変更できる。

また、図１０Ｆの例においても、図１０Ｅの例の場合と同様に、作業量表示画面４１ｗは、天気に関する情報の他に、機械状態及び作業現場状態等の少なくとも１つに関する情報を表示してもよい。これにより、作業量表示画面４１ｗを見た管理者は、作業の外乱要素と作業量との関連性を明確に把握できる。そして、管理者は、外乱要素を考慮して施工計画を修正することもできる。更に、管理者は、掘削物の種類、密度及び作業量（土量等）等の少なくとも１つを入力することで、掘削物の搬出に必要なダンプトラックの台数をコントローラ３０が算出できるようにしてもよい。

上記実施の形態では、日付欄には「１日前」及び「１日後」等が表示されているが、「２０１７年９月１日」等の具体的な日付が表示されてもよい。

また、作業量表示画面４１ｗは、ショベル１００に搭載されている表示装置４０に表示されてもよく、管理装置Ｄ１の表示部に表示されてもよく、或いは、支援装置Ｄ２の表示部に表示されてもよい。この場合、複数台のショベルの合計土量（作業量）が算出され且つ表示されてもよい。このときのダンプトラックの台数は、作業現場における複数のショベルのそれぞれの作業量に対応して個別に算出され且つ表示されてもよい。合計土量は、作業現場における全てのショベルのデータに基づいて算出され且つ表示されてもよい。

上述の例では、作業量表示画面４１ｗは、棒グラフ、又は、棒グラフと折れ線グラフの組み合わせで作業量に関する情報を表示しているが、散布グラフ等の他のグラフを利用して作業量に関する情報を表示してもよい。

また、作業量表示画面４１ｗは、推定土量の推移を表すグラフを含んでいるが、図１０Ｂ〜図１０Ｄに示すように推定土量燃費の推移を表すグラフを含む場合には、推定土量の推移を表すグラフを省略してもよい。また、燃料消費量の推移を表すグラフと推定土量燃費の推移を表すグラフとを組み合わせて表示してもよい。

図１１は、表示装置４０に表示されるメイン画面４１Ｖの更に別の一例であり、図９に対応する。図１１のメイン画面４１Ｖは、主に、作業量表示画面４１ｗが推定土量燃費の推移を上下２段の棒グラフで表示している点、及び、アーム荷重表示領域４１ｎを有する点で図９のメイン画面４１Ｖと異なる。図１１の例では、棒グラフの縦軸は推定土量燃費に対応する。推定土量燃費の単位は［Ｌ／ｔ］である。そして、上段の棒グラフは１時間毎の推定土量燃費の推移を表し、下段の棒グラフは１日毎の推定土量燃費の推移を表している。

アーム荷重表示領域４１ｎは、運転状態表示領域の一例であり、アーム５の先端に加わっている荷重の大きさを表示する。図１１の例では、アーム荷重表示領域４１ｎは、「実荷重＝０．４ｔｏｎ」を表示している。この表示を見ることで、操作者は、アーム５の先端に０．４トンの加重が加わっていることを把握できる。アーム５の先端に加わっている荷重は、例えば、シリンダ圧センサの出力に基づいて算出される。

図１２は、表示装置４０に表示されるメイン画面４１Ｖの更に別の一例であり、図９に対応する。図１２の作業量表示画面４１ｗは、日毎の作業量に関連するダンプトラックの台数を棒グラフの上に表示している点、掘削物の種類に関する情報を棒グラフの中に表示している点、及び、掘削物の種類毎に棒グラフの模様を変えている点で、図９の作業量表示画面４１ｗと異なる。掘削物の種類は、例えば、物質記号（マテリアルタイプ）としての「RipRap3」及び「Coarse Sand」等を含む。

図１２の例では、作業量表示画面４１ｗは、推定土量を作業現場から運び出したダンプトラックの一日毎の台数を表示している。具体的には、作業量表示画面４１ｗは、７日前の推定土量で表される掘削物（RipRap3）が８０台のダンプトラックによって作業現場から運び出されたこと、及び、６日前の推定土量で表される掘削物（RipRap3）が９５台のダンプトラックによって作業現場から運び出されたことを示している。５日前及び４日前等についても同様である。作業量に関連するダンプトラックの台数は、情報取得装置が取得した情報に基づいてカウントされてもよく、推定土量から算出されてもよい。

また、作業量表示画面４１ｗは、７日前から５日前までは掘削物の種類が「RipRap3」（捨て石又は割栗石等）であったのに対し、４日前から現在までは掘削物の種類が「Coarse Sand」（粗砂）となっていることを示している。掘削物の種類は、入力装置４２を通じて入力された情報であってもよく、情報取得装置が取得した情報に基づいて自動的に判別されてもよい。

このように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、運転室としてのキャビン１０と、キャビン１０に取り付けられた表示装置４０と、メインポンプ１４と、メインポンプ１４を駆動する内燃機関としてのエンジン１１と、情報取得装置と、情報取得装置が取得した情報に基づいて作業量を算出し、且つ、所定時間毎の作業量を時系列で表示装置４０に表示させる制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。作業量は、例えば、掘削物としての土砂の体積又は重量の推定値である推定土量である。作業量の単位は、表示されてもよく表示されなくてもよい。表示される体積の単位は、例えば［ｍ^３］（立方メートル）であるが、［Ｌ］（リットル）等の他の単位であってもよい。同様に、表示される重量の単位は、例えば［ｔ］（トン）であるが、［ｋｇ］（キログラム）等の他の単位であってもよい。燃料消費量等の単位についても同様である。この構成により、ショベル１００は、ショベル１００がどのように使用されたかを操作者又は管理者等の関係者により分かり易く提示できる。

コントローラ３０は、情報取得装置が取得した情報に基づいて作業量燃費を算出してもよい。作業量燃費は、例えば、単位作業量当たりの燃料消費量若しくは単位燃料消費量当たりの作業量である。そして、コントローラ３０は、所定時間毎の作業量燃費を時系列で表示装置４０に表示させてもよい。作業量燃費は、例えば、単位燃料消費量当たりの推定土量であってもよい。この場合、推定土量は、掘削物としての土砂の体積の推定値であってもよく、掘削物としての土砂の重量の推定値であってもよい。

また、作業量燃費は、例えば、図１０Ｃに示すような単位推定土量当たりの燃料消費量であってもよい。この場合も、推定土量は、掘削物としての土砂の体積の推定値であってもよく、掘削物としての土砂の重量の推定値であってもよい。

ショベル１００の操作者は、単位時間当たりの燃料消費量の時間的推移を見ただけでは、自身が行った作業内容の良否を判断できない。燃料消費量は作業量に応じて大きく変化するためである。これに対し、作業量燃費を見た操作者は、自身が行った作業内容の良否を判断できる。作業量燃費には、作業量の多寡が反映されているためである。このように、作業量燃費を時系列で表示装置４０に表示させるショベル１００は、操作者が行った作業内容の良否を操作者に分かり易く提示でき、作業効率の向上を操作者に促すことができる。なお、所定時間毎の作業量燃費の時間的推移が表示される代わりに、所定時間毎の作業量の時間的推移と所定時間毎の燃料消費量の時間的推移とが同時に表示されてもよい。

コントローラ３０は、図３に示すように、空間認識装置の一例である撮像装置Ｓ６としての３次元距離画像センサＳ６Ａが撮像した画像から導き出される地形の変化に基づいて作業量を算出してもよい。また、コントローラ３０は、図７に示すように、情報取得装置が取得した情報から導き出されるアタッチメントの姿勢又はその変化に基づいて作業量を算出してもよい。また、コントローラ３０は、図８に示すように、空間認識装置の一例である撮像装置Ｓ６としての前カメラＳ６Ｆが撮像したバケット６の画像に基づいてバケット６内の掘削物の体積を作業量として算出してもよい。また、コントローラ３０は、アタッチメントを構成する油圧シリンダ内の作動油の圧力に基づいてバケット６内の掘削物の重量を作業量として算出してもよい。例えば、コントローラ３０は、掘削アタッチメントを構成するブームシリンダ７のボトム側油室における作動油の圧力であるブームボトム圧に基づいてバケット６内の掘削物の重量を作業量として算出してもよい。

コントローラ３０は、図１２に示すように、作業量に関連するダンプトラックの台数を表示装置４０に表示させてもよく、掘削物の種類に関する情報を表示装置４０に表示させてもよい。例えば、掘削物の種類に関する情報を棒グラフ上に表示させてもよい。

コントローラ３０は、掘削物の重量に基づく作業量と掘削物の体積に基づく作業量とを同時に表示させてもよい。例えば、単位［ｔ］で表される推定土量の時間的推移と、単位［ｍ^３］で表される推定土量の時間的推移とを同時に表示装置４０に表示させてもよい。また、コントローラ３０は、掘削物の重量に基づく作業量燃費と掘削物の体積に基づく作業量燃費とを同時に表示させてもよい。例えば、コントローラ３０は、単位［Ｌ／ｔ］で表される推定土量燃費の時間的推移と、単位［Ｌ／ｍ^３］で表される推定土量燃費の時間的推移とを同時に表示装置４０に表示させてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、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。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。

例えば、上述の実施形態では、コントローラ３０は、作業量に関する情報をキャビン１０内に設置された表示装置４０に表示させるように構成されているが、キャビン１０の外にある表示装置に表示させるように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１を通じて作業量に関する情報を外部に送信することで、管理センタ等の外部施設に設置された管理装置Ｄ１に接続されている表示装置、又は、スマートフォン等の支援装置Ｄ２としての携帯端末に組み込まれている表示装置に作業量に関する情報を表示させるように構成されていてもよい。

本願は、２０１７年１２月１１日に出願した日本国特許出願２０１７−２３７１８５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 １Ｌ・・・左側走行用油圧モータ １Ｒ・・・右側走行用油圧モータ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回用油圧モータ 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 １３・・・レギュレータ １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブ ２６・・・操作装置 ２８・・・吐出圧センサ ２９・・・操作圧センサ ３０・・・コントローラ ３５・・・作業量算出部 ３６・・・表示制御部 ４０・・・表示装置 ４２・・・入力装置 ４３・・・音声出力装置 ４７・・・記憶装置 ５０・・・マシンガイダンス部 ５１・・・位置算出部 ５２・・・距離算出部 ５３・・・情報伝達部 ５４・・・自動制御部 ５５・・・燃料タンク ５５ａ・・・燃料残量センサ ７４・・・エンジンコントローラユニット １００・・・ショベル １７１〜１７６・・・制御弁 ２００・・・飛行体 Ｄ１・・・管理装置 Ｄ２・・・支援装置 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 Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回角速度センサ Ｓ６・・・撮像装置 Ｓ６Ａ・・・３次元距離画像センサ Ｓ６Ｂ・・・後カメラ Ｓ６Ｄ・・・ステレオカメラ Ｓ６Ｆ・・・前カメラ Ｓ６Ｌ・・・左カメラ Ｓ６Ｒ・・・右カメラ Ｓ７Ｂ・・・ブームボトム圧センサ Ｓ７Ｒ・・・ブームロッド圧センサ Ｓ８Ｂ・・・アームボトム圧センサ Ｓ８Ｒ・・・アームロッド圧センサ Ｓ９Ｂ・・・バケットボトム圧センサ Ｓ９Ｒ・・・バケットロッド圧センサ Ｐ１、Ｐ２・・・測位装置 Ｔ１、Ｔ２・・・通信装置

Claims (10)

1. 運転室と、
   前記運転室に取り付けられた表示装置と、
   メインポンプと、
   前記メインポンプを駆動する内燃機関と、
   情報取得装置と、
   前記情報取得装置が取得した情報に基づいて作業量を算出し、且つ、所定時間毎の作業量を時系列で前記表示装置に表示させる制御装置と、を備える、
   ショベル。
2. 前記制御装置は、前記情報取得装置が取得した情報に基づいて単位作業量当たりの燃料消費量若しくは単位燃料消費量当たりの作業量である作業量燃費を算出し、且つ、所定時間毎の作業量燃費を時系列で前記表示装置に表示させる、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記制御装置は、撮像装置が撮像した画像から導き出される地形の変化に基づいて作業量を算出する、
   請求項１に記載のショベル。
4. 前記制御装置は、撮像装置が撮像したバケットの画像に基づいて前記バケット内の掘削物の体積を作業量として算出する、
   請求項１に記載のショベル。
5. 前記制御装置は、前記情報取得装置が取得した情報から導き出されるアタッチメントの姿勢の変化に基づいて作業量を算出する、
   請求項１に記載のショベル。
6. 前記制御装置は、アタッチメントを構成する油圧シリンダ内の作動油の圧力に基づいてバケット内の掘削物の重量を作業量として算出する、
   請求項１に記載のショベル。
7. 前記制御装置は、作業量に関連するダンプトラックの台数を前記表示装置に表示させる、
   請求項１に記載のショベル。
8. 前記制御装置は、掘削物の重量に基づく作業量と掘削物の体積に基づく作業量とを同時に前記表示装置に表示させる、
   請求項１に記載のショベル。
9. 前記制御装置は、掘削物の重量に基づく作業量燃費と掘削物の体積に基づく作業量燃費とを同時に前記表示装置に表示させる、
   請求項１に記載のショベル。
10. 前記制御装置は、掘削物の種類に関する情報を前記表示装置に表示させる、
    請求項１に記載のショベル。

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